使用图像指标结构的数据输出输入方法

摘要

本发明提供一种使用图像指标结构的数据输出输入方法，其步骤包含于一物体表面上形成至少一对应一指标数据的图像指标结构，所述图像指标结构包括一内容数据部及一表头部，所述内容数据部包括多个微图像单元且所述内容数据部所占区域区分为多个状态区域；其中各个状态区域均设置有一微图像单元，且所述微图像单元选择性位于均分状态区域所形成的多个虚拟区域的其中之一；所述表头部包括多个微图像单元，且所述微图像单元以一预定方式排列，以提供识别所述图像指标的表头信息；及光学读取该物体表面，以取得包含该图像指标结构的一放大影像藉以撷取对应该图像指标结构的该指标数据。

说明书

本申请是于2006年4月26日提交的申请号为“200610075770.8”的题 为“图像指标结构”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及图像识别(pattern/image recognition)技术，具体来讲是一种 使用图像指标结构的数据输出输入方法。

背景技术

图1为一形成于一物体表面100上的图像指标(graphical indicator)102的 示意图。如图1所示，图像指标102由许多微图像单元组合而成。由于微图 像单元相当微小，所以容易在视觉上被忽略，或被人眼解读为底色。图像指 标102与主要信息(main information)104(如图1的文字图案“APPLE”)利用例 如印刷等方式，共同形成于例如纸张等物体的表面100上。图像指标102对 应一指标数据，且不影响人眼对主要信息104的接收。

图2为一电子系统110的示意图，所述电子系统110具有光学装置112、 处理装置114及输出装置116，以执行图像识别程序读取所述图像指标102。 光学装置112、处理装置114及输出装置116之间以有线或无线方式连接。光 学装置112读取物体表面以取得一放大影像；接着处理装置114从放大影像 中取出图像指标102再转换为数字数据，并取得对应所述数字数据的额外信 息；最后，输出装置116接收此额外信息，并以预定形式将此额外信息输出。 因此，通过图像指标102的设计，可让例如书页等常见的物体表面上承载更 多的额外信息。

图3为现有一包括多个图像指标102的图案设计的示意图。如图3所示， 一个图像指标102(虚线所围绕的区域)由一关键点202、多个格点204及多个 信息点206按照预定规则排列形成。具体来说，一个图像指标102以关键点 202为中心在其周围配置多个格点204，其中每四个格点204配置为一个矩形 方块；且每四个格点204的中心作为一虚拟点，位于矩形方块内的信息点206 选择性往所述虚拟点的上、下、左、右方偏移一段距离，以分别代表不同数 值，再通过上述的电子系统110读取出。关键点202是以将一个图像指标102 中心的格点204往一预定方向偏移一段距离的方式形成，关键点202可提供 一图像指标102的参考方向，作为光学装置112读取物体表面以取得一放大 影像时的定向参考。另外，四个格点204配置为一个矩形方块的方式，可作 为读取或印刷图像指标102时如果产生变形的校正参考。

如图1所示，图像指标102通常与物体表面100上的主要信息104共存； 因此，当微图像单元的密度越高时，视觉效果越差，且人眼更容易感知图像 指标102的存在且使图像指标102与主要信息104混淆的机会增加。另一方 面，当图像指标102在一有限的物体表面区域形成时，在提供相同信息量的 前提下，过高的微图像单元分布密度会导致两相邻微图像单元间的距离过小； 因此，当微图像单元以例如印刷方式形成在纸张上时，会导致较为明显的视 觉干扰。如果要降低这一视觉干扰，通常需要进一步缩减微图像单元的尺寸， 这样将提高印刷机和纸张的分辨率要求，且印制时也容易漏点，相对增加印 刷的难度，且容易造成光学装置判读错误或分辨不易。图3所示的现有图像 指标102的设计方式，明显导致一过高的微图像单元密度，从而产生上述的 种种问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种使用图像指标结构的数据输出输入方 法。其能够提供较低的微图像单元密度；并且能够以少量的微图像单元构成 一图像指标。

本发明提供了一种使用图像指标结构的数据输出输入方法，其特征在于：

于一物体表面上形成多个对应一指标数据的图像指标结构，各个图像指 标结构包括一内容数据部及一表头部，各个内容数据部包括多个第一微图像 单元且所述内容数据部所占区域区分为多个第一状态区域；其中各个第一状 态区域均设置有一第一微图像单元，且第一微图像单元选择性位于均分第一 状态区域所形成的多个虚拟区域的其中之一；各个表头部包括多个第二微图 像单元且各个表头部所占区域区分为多个第二状态区域；其中各个第二状态 区域均设置有一第二微图像单元，第一状态区域及第二状态区域构成一个二 维状态区域阵列，至少其中一个第二微图像单元往一特定方向偏移所属的第 二状态区域中心，且其余的第二微图像单元均设置于所属的第二状态区域的 中心位置处，其中部分图像指标结构中的表头部具有一第一微图像单元分布， 而其它部分图像指标结构中的表头部具有一第二微图像单元分布，且第一微 图像单元分布不同于第二微图像单元分布以分别代表不同的表头信息；及

光学读取该物体表面，以取得包含该图像指标结构的一放大影像，以撷 取对应该图像指标结构的该指标数据。

各个状态区域均分为第一、第二、第三及第四虚拟区域；且所述微图像 单元选择性设置于所述第一、第二、第三或第四虚拟区域，以表示所述指标 数据中的一个数值。

所述表头部具有7个微图像单元；所述内容数据部具有9个微图像单元 且区分为9个状态区域，且各个状态区域均分为第一、第二、第三及第四虚 拟区域；所述微图像单元选择性设置于所述第一、第二、第三或第四虚拟区 域，使内容数据部具有262144种状态组合。

所述262144种状态中的65536种状态组合对应万国码(Unicode)编码结构 中一字面(plane)所属的65536个编码位置。

所述表头部分布在所述内容数据部的边界(border)上，且界定出内容数据 部的微图像单元分布区域。

所述表头部分布在内容数据部的两个彼此相邻的边界上而构成一L型分 布。

所述微图像单元呈点状或一线状。

各个状态区域均分为8个虚拟区域。

所述虚拟区域的微图像单元选择性放置在邻近或远离所述状态区域的中 心位置，以产生不同的状态组合。

本发明的有益效果在于利用较少的圆点数(较低的圆点密度)提供大量的 信息量，从而提供较佳的视觉效果，而且人眼较不容易感知图像指标的存在 而不会使图像指标与共存的主要信息混淆。

附图说明

图1为一形成于一物体表面上的图像指标的示意图；

图2为读取图像指标的一电子系统示意图；

图3为现有一包括多个图像指标的图案设计的示意图；

图4为本发明一实施例所设计的多个图像指标排列形成的图案的示意 图；

图5为图4中一图像指标的放大示意图。

图6为一微图像单元在状态区域中的设置方式的示意图；

图7为一对应图5的图像指标的位的阵列的示意图。

图8为一分别对应相同图像指标的相同表头部设计的示意图。

图9为一分别对应两相邻不同图像指标的相异的表头部设计的示意图。

图10为一分别对应两相邻不同图像指标的相异的表头部设计的示意图。

图11A及图11B为比较本发明与现有设计的示意简图。

图12A及图12B为比较本发明与现有设计的另一示意简图。

图13为本发明图像指标结构的另一实施例的示意图。

图14为本发明图像指标结构的另一实施例的示意图。

图15为本发明图像指标结构的另一实施例的示意图。

图16为本发明图像指标结构的另一实施例的示意图。

具体实施方式

图4为本发明一实施例所设计的多个图像指标10排列形成的图案的示意 图，图5为其中一图像指标10的放大示意图，以清楚说明本发明的设计。如 图5所示，图像指标10包括一内容数据部12及一表头部14。根据本实施例， 内容数据部12包括由9个圆点16构成的9个微图像单元；且所述内容数据 部12所占区域区分为9个状态区域18，从而构成一3×3平面二维状态区域 阵列，使各个状态区域18均包括一个圆点16。根据本实施例的设计，可利 用一个圆点16在一状态区域18中的不同摆放位置，来代表所对应的指标数 据中的一个数值。具体来讲，如图6所示，一状态区域18可均分为四个虚拟 区域，圆点16选择性置于右下方、左下方、左上方或右上方虚拟区域，以分 别代表四个不同位值00、01、10或11。因此，如图5内容数据部12所示的 圆点16的配置关系，可对应图7所示的位的阵列。当内容数据部12具有9 个圆点16且分别放置于9个状态区域中时，因各个状态区域18均分为四个 虚拟区域，当各个圆点16选择性设置于四个虚拟区域的其中之一，可使所述 内容数据部12具有49(＝262144)种状态组合。所以利用图5所示的图像指标 10的设计，可表示所对应的指标数据中的262144个不同数值。因此，根据 本实施例内容数据部12的设计，可从所述262144种状态组合取出其中的 65536种状态组合，以对应万国码编码结构中一字面所属的65536个编码位 置；其余状态组合则可保留作为其它用途，例如，可提供作为对应检查码 (checksum code)编码位置的状态组合。

另一方面，因图像指标10由一群微图像单元所组成，所以需要设置表头 部14以区分隔离两相邻的图像指标10。如图8所示，四个图像指标10均具 有相同的内容数据部12，也就是具有相同的指标数据内容，所以四个图像指 标10均设置相同的一特定表头部14。这样仅仅需要寻找出所述特定的表头 部14，便能找出相同的图像指标10，而不会受到邻近的其它图像指标10的 干扰。表头部14同样包括由例如圆点16构成的多个微图像单元，且所述表 头部14所占区域区分为多个状态区域18。再参考图5，根据本实施例的设计， 表头部14的各个状态区域18均包括一个设于状态区域18中心位置的圆点， 所以表头部14具有7个圆点；且在两相邻边界上围绕具有9个圆点的内容数 据部12，使表头部14形成为一L型分布，且使整个图像指标10成为由16 个圆点构成的4×4方阵排列。如图5所示，表头部14的圆点摆放位置均预 设为一状态区域的中心位置，从而可使识别图像指标的表头部14的过程更为 快速；但表头部14其中一个圆点16’的位置需往一特定方向偏移而与其它圆 点16的位置不同。这样在进行图像识别读取所述图像指标10时，当光学装 置(未图示)读取物体表面取得一放大影像后，只要先识别出图像指标10的表 头部14，便能对所述图像指标10定向，以准确撷取内容数据部12的状态组 合。

另外，通过改变表头部14中圆点16的摆放位置，可产生彼此相异的不 同表头部14。因此，当每一个图像指标10通过调整内容数据部12的状态组 合对应不同的数值时，分别对应两不同数值的图像指标10可通过相异的表头 部14分辨两者。如图9所示，两个圆点16摆放位置不同的相异表头部14a 及14b可用以分辨上下相邻的具有不同内容的数据部12a及12b。或者，如图 10所示，两个圆点16摆放位置不同的相异表头部14c及14d可用以分辨左右 相邻的具有不同内容的数据部12c及12d。

另外，根据本实施例的设计，表头部14形成于内容数据部12的两相邻 边界上，且界定出所述内容数据部12的圆点16的分布范围。所以，在利用 光学装置读取影像后，如果图像指标10产生变形等失真时，可利用表头部 14进行校正以准确撷取内容数据部12中的圆点排列。

以下通过比较图说明本发明相对于现有设计的优点。

图11A为现有设计的示意简图，图11B为本发明设计的示意简图。在说 明本发明的优点前，首先定义一有效信息比率值：

E＝(表示图像指标内容信息的圆点数)/(全部圆点数)。

如图11A所示，在一现有设计的5×5圆点矩阵区块中，每个信息点206 均被四个格点204围绕；因此，一图像指标可分割为虚线所示的多个格点对 22，每一格点对22包括一个格点204及一个信息点206；所以现有设计的有 效信息比率值为50％，且所述值为不会随圆点矩阵区块大小变化的一固定常 数。另一方面，如图11B所示，就一相同5×5圆点矩阵区块的本发明设计而 言，扣除占据两个边界的表头部圆点，其有效信息比率值为(4×4)/(5× 5)＝64％。且根据本发明的设计，当图像指标10越大时有效信息比率值就越 高。例如一10×10圆点矩阵区块，其有效信息比率值为(9×9)/(10×10)＝81％。 由此可知，本发明的有效信息比率值明显比现有设计高，且可随图像指标增 大进一步提高。换而言之，本发明可利用较少的圆点数(较低的圆点密度)表示 相同的信息量。

就一图像指标的设计而言，应根据微图像单元的尺寸及彼此的间距，尽 量减少微图像单元的数目，使图像指标对物体表面的整体亮度影响减小。如 前所述，图像指标通常与物体表面的主要信息共存，因此，当圆点的密度越 高时，不仅视觉效果越差，且人眼更容易感知图像指标的存在而使图像指标 与主要信息混淆的机会增加。因此，本发明的有效信息比率值明显比现有设 计高，所以可利用较少的圆点数(较低的圆点密度)表示相同的信息量。这样可 提供较佳的视觉效果且人眼比较不容易感知图像指标的存在，而不会使图像 指标与主要信息混淆。另一方面，当图像指标在一有限的物体表面区域形成 时，在提供相同信息量的前提下，如图11A所示，过高的圆点分布密度导致 两相邻圆点的距离过小，从而产生较为明显的视觉干扰，或者容易增加印刷 难度且造成光学装置判读错误或分辨不易。而本发明的较低密度设计则不会 导致这一问题。

图12A及图12B为比较本发明与现有设计的另一示意简图。如图12A 所示，现有设计在一图像指标中因为至少需要形成一个关键点202，所以连 同其周围四个格点204所构成的四个矩形方块及信息点206，至少需要13个 圆点才能构成一图像指标。然而，如图12B所示，根据本发明的设计，仅需 要4个圆点16即可形成一图像指标。因此，本发明用较少的圆点数即可构成 一图像指标，这样在不同物体表面上的设置方式将较有弹性，且不容易造成 过高的圆点分布密度。

图13为本发明图像指标10的另一设计例。圆点16在内容数据部12的 一状态区域18上的分布方式并不限定，如图13所示。当状态区域18划分为 四个虚拟区域时，可根据距离状态区域中心点P的远近区分为两组圆点分布 方式；距离中心点P较近的圆点16a设置于右下方、左下方、左上方或右上 方虚拟区域，可分别代表四个不同位值000、001、010或011；距离中心点P 较远的圆点16b设置于右下方、左下方、左上方或右上方虚拟区域，可分别 代表另外四个不同位值100、101、110或111。通过这一设计，圆点16在一 状态区域18上的分布即可产生8种可能的状态组合。

当然，根据本发明的设计，仅需要将圆点16置于多个虚拟区域的其中之 一以表示不同位值，至于各个状态区域18所均分的虚拟区域数量并不限定。 如图14所示，也可将一状态区域18区分为八个虚拟区域，各个圆点16选择 性置于其中一虚拟区域即可产生8种可能的状态组合。换而言之，本发明的 各个圆点16置于状态区域的位置并不限定，仅需要视状态区域18区分为几 个虚拟区域即可。

另外，图像指标10的微图像单元并不限定为前述各个实施例所示的圆点 16，也可以是例如其它外形的点状物。当然，仅仅需要能达到识别出不同状 态的目的即可。微图像单元并不限定利用某一特定表示方式，例如，如图15 所示利用短线段24来表示也可以。另外，图像指标10的微图像单元总数及 排列并不限定，且图像指标10的状态区域方阵并不限定为采用一长宽相等的 方阵排列，例如，如图15所示采用长宽不等的矩形方阵也可以。

图16为在一图像指标10中的表头部14的另一设计的示意图。表头部 14不限定分布在一图像指标10的边界上，也可如图16所示设置于图像指标 10的中央部分，仅需要能达到识别并定位一图像指标10的效果即可。

上述实施例仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。