[发明专利]数字式钢琴编码解码方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种数字钢琴式编码解码方法，用于储存和解析固定的数字信息，涉及模板匹配技术，图像处理技术。

背景技术

编码作为一种储存信息的载体，在生活和科研中都经常被用到。在生活中，商家经常利用二维码来储存自己的活动、促销或者宣传信息，可以利用微信或者微博搜索二维码就可以看到这些宣传；商品上的条形码用于记录商品的信息，可以更方便地了解商品的信息，比如价格，产地和质量等；我们乘公交车或者地铁时，用我们持有的卡在机器上刷一下，就可以改变我们公交卡内的余额，就是这些固定的设备激发的信号使我们的卡内产生了一串编码，不同的信息可以产生不同的数值编码，以扣除公交卡内相应的余额；上班刷卡的时候在公司的机器上签到，公司的签到机器上产生的射频信号，激发了我们的个人信息卡，使我们的编码可以传输给签到机，使我们的签到信息可以被签到机记录下来。

公交卡和签到机这些方式的编码都属于有源编码，由于有源编码的长距离传播的优越性能，数据传输的快速性和大量的数据储存性能，被广泛的采用，这种红外遥控信号编码，射频信号等。有源的编码经常会有局限性，比如电源切断，电能耗尽或者有源设备因为使用寿命或者环境苛刻遭到破坏的时候，就会出现信号无法检测的情况。比如我们的公交卡被手机辐射坏掉了，或者我们工作信息卡由于机械地破坏了电子器件，就没有办法再进行信息读取了。这些卡坏了还是可以补办的，但是无源编码在一些环境下是必须的，比如需要长时间放在对有源设备致命的放射性环境下，如果电子器件长时间放置，必然不久后就会辐射坏掉。再比如灾害发生现场，供电很可能被破坏掉，这种编码储存就不再可行了，对于救援机器人捕获环境的参数是非常不利的。

无源码有常见的编码有：数字文字组合编码，条形码，二维码，二进制数字编码等。数字编码或者数字文字组合的编码形式，在分辨率很小的情况下，就很难分辨和识别，而且当外界有干扰的时候，很容易发生错误识别并且很难进行错误校验。商品中常用的条形码编码是用来近距离扫描的编码，在远距离，低分辨率的情况下，更难以分辨和识别。微信和微博中用的二维码，可以存储大量的信息，但是二维码体积很小，而且内容十分复杂，所以在稍微远距离的情况下不可能检测成功，所以二维码也是一种近距离的扫码。连续型的模拟编码更容易出现错误，图像处理中尤其对图像有更高的要求。二进制的0-1编码，作为可靠的数字编码，是编码中比较基本的一种编码，但是每一个十进制数字需要4位来表示，需要大量的数码，非常占用空间和内存。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种数字式的钢琴编码解码方法，这种编码方法完全无源，而且是数字型的编码，每对图像的要求较低，而且更大的抵抗了周围环境的噪声干扰，更准确的解码出需要的数字。

为了达到上述目的，本发明的构思是：编码的标示符由三个区域构成，识别区，微调区和编码区。识别区和微调区用于精确地定位提取出编码区。编码区是由类似于钢琴的码块组成的，每行可以储存出1个数值。每行有三种颜色的编码，利用每种颜色的码块的个数，白色码块表示存储的数值，蓝色码块用于对最终结果进行校正。本发明的解码方法是首先要利用高清摄像机获取包含编码的标示符的图像，利用D-PSA方法，标识定位并提取出编码；然后调整扫描线，用D-PDA方法计算出每行表示的数值并校验。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

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，该数字钢琴编码标示符是一种无源的数字式编码，包含了需要的数字信息，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；小块的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。数字钢琴编码区每行有三种颜色码块，码块都类似于琴键，有三种颜色，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。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。

模拟钢琴式解码方法操作步骤如下：

(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；