[发明专利]数字式钢琴编码解码方法

权利要求书

1.一种数字钢琴式编码解码方法，其特征在于：采用数字钢琴编码标示符，该编码中有提供识别和定位的信息、多行的数字信息，张贴在室内的墙上，被高清摄像机采集之后，根据识别和定位信息辨别并且从周围环境中提取出标示符，逐行扫描标示符后并进行解析，最终解析出所需要的数字信息；其中，数字钢琴编码标示符是一种无源的数字式编码，包含了要储存的数字信息，作为图像数据被高清摄像机采集；编码包含三个部分，识别区，微调区和编码区：识别区包含三个用于粗定位的标准匹配模板，以对标示符进行识别和粗定位；黄色的微调区位于识别区和编码区的边缘线上，用于对编码区的精确定位；编码区包括了三种颜色琴键组成的数字编码，储存了数字的信息，是数字钢琴编码标示符的最重要的区；所述的数字钢琴式编码每行有三种颜色的类似于琴键的码块组成：白色、黑色和蓝色，白色琴键码块的个数N_(白色)i代表数值，其中i为行数，N_(白色)i代表第i行的白色码块的个数，蓝色琴键码块的个数N_(蓝色)i，用来校验码块解析是否出错，黑色码块用来间隔其他颜色的码块，不用计算黑色码块的数量，每行编码经校验后可以准确地解析出一个数字；所述的编码区的钢琴码共有六行，每行可以表示一个数字，一共可以表示6个数字；编码解码的具体操作步骤如下：

(1)利用高清摄像机拍摄带有数字钢琴编码标示符的周边环境照片图像；

(2)在图像中，利用D-PSA算法检测标示符的编码区的三个定位点的坐标：右上定位点(X_RU,Y_RU)、左下定位点(X_LD,Y_LD)、右下定位点(X_RD,Y_RD)，精确定位后，计算出第四个点的坐标，定位标示出编码区；

(3)旋转图片使编码区水平，公式如下：

angle＝arctan[(X_LU-X_LD)/(Y_LD-Y_LU)]

其中正值表示逆时针旋转，并且根据旋转后的四个顶点坐标对图像进行分割提取出编码区，并以编码区的左上角为原点重新建立坐标系；

(4)以每行的中心线为扫描线，利用D-PDA解码方法解析出每行码块中包含的数字信息；

(5)对数字信息进行运算处理，得到需要的数字量，并进行结果校验；

(6)如果解码成功，得到结果，如果解码失败，调整扫描线向上四分之一行距，进行二次扫描；

(7)对二次扫描的数据进行处理，利用D-PDA解码方法得到需要的数字量，并进行结果校验；

(8)如果二次扫描的数据通过校验，得到结果，否则调整扫描线向下二分之一行距，进行三次扫描，得到各颜色像素值，此刻，扫描线位于一次扫描线的下方四分之一行距处；

(9)对三次扫描的数据进行处理，利用D-PDA解码方法得到需要的数字量，并对结果进行校验；

(10)如果三次扫描的结果通过校验，得到结果，否则输出“解析失败”；

(11)调整扫描线，以一次扫描为基准，然后向下一个行距，根据上述方法进行后面的五行的扫描并得到结果；

(12)如果输出“解析失败”，则需要调整获取图像的姿势和角度，重新获取图像并且进行解析。

2.根据权利要求1所述的数字钢琴式编码解码方法，其特征在于，步骤(2)中提到的D-PSA算法为：对图像数据进行检测以定位出标示符的编码区，具体方法如下：

(1)机器人通过模板匹配法在拍摄的图像数据中，检测标示符的三个定位点坐标：右上定位点(X_RU,Y_RU)、左下定位点(X_LD,Y_LD)、右下定位点(X_RD,Y_RD)；

(2)扩大搜索：以模板匹配法搜索出的像素坐标为中心，向外扩展15-30个像素点；

(3)根据公式：X_LU＝X_RU+X_LD-X_RD，Y_LU＝Y_LD+Y_RU-Y_RD，求出第四个点，左上定位点的坐标(X_LD,Y_LD)；

(4)更新精确：当搜索到微调区颜色的像素值时，更新四个角的坐标值可以精确地将编码区定位出来，更新坐标为新定位的坐标值。