蛇形矩阵编码／解码器以及可视标志编码和呈现系统技术方案

本发明专利技术提出一种蛇形矩阵编码器和编码方法，一种解码器和解码方法。所述蛇形矩阵编码器包括：蛇形矩阵生成装置，用于根据比特序列｛ｂ↓［０］，ｂ↓［１］，ｂ↓［２］，…ｂ↓［Ｎ２－１］｝生成比特容量为Ｎ↑［２］的２Ｎ×２Ｎ的蛇形矩阵，所述蛇形矩阵生成装置包括中心定位单元，用于利用四个块表示比特ｂ↓［０］，并将四块定位为蛇形矩阵的中心环，其中ｂ↓［０］是校验比特，以及中心四块是校验块；和第２至第Ｎ环形成单元，利用每四个中心对称块表示一个比特并依据比特序列的比特顺序从第２环至第Ｎ环沿着逆时针方向逐环旋转，其中第２环是中心环周围的环以及第２至第Ｎ环的比特数目分别为３，５，７，…２Ｎ－１。所述蛇形矩阵具有环形旋转不变性的优点，从而当其用于标识码数据水印技术中可以改进鲁棒性。本发明专利技术还提出一种包括所述编码器的可视标志编码和呈现系统，以及一种通过识别视频片段用于提供内容的包括所述解码器的系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种编码/解码处理以及多媒体信号处理，更具体地，涉及一种编码器和其编码方法，一种解码器和其解码方法，一种可视标志编码和呈现系统及其方法以及一种通过识别视频片段来提供内容的系统及其方法。
技术介绍
如今的移动电话不仅提供了语音通信功能，而且还提供了对因特网上的大量数据和服务的访问功能。随着照相机的集成，移动电话已经成为联网的个人图像捕获设备。随着图像分辨率的提高和技术能力的增强，移动电话除了拍照以及将照片通过移动电话网作为媒体消息发送之外还可以执行更多有趣的功能。“桥接物理和数字空间”的理念使得用户与物理对象以及在用户附近的电子屏幕上显示的实际物体进行本地交互。移动电话的用户大部分时间携带其移动电话，因此在多种日常生活状态中可以使用移动电话。所以移动电话是真实世界中的物品和虚拟世界中的相关实体之间的理想的桥接装置。由此提供了一种自然的交互方式并在大量使用的情况下增强了移动电话的功用。例如，在可拍照手机可用时，在任何地方、任何时间，任何人都可以很容易地从街头上播广告的显示器或TV上的屏幕图像来检索服务信息。考虑到照相机作为请求交互的输入介质所存在的大量商机，来自公司和科研机构的多位研究者已经采用了通过照相机手机支持媒体交互的技术。基本上，在不同的媒体链路模式中，存在一些讨论媒体交互的相关方法，例如，从TV节目到万维网TV服务器，从打印海报到在线订票中心以及从名片卡到个人电子日历。已有的技术可以被分为两类1)可感知模式和2)不可感知模式。可感知模式指的是将ID(标识)码按照可视条形码的形式嵌入到媒体作品中。一个示例为美国专利No.6,542,933B1(Durst等人)，其中公开了一种将ID信息编码为条形码符号或人可读字母数字文本串的系统。另一个示例为Sony建议的名称为CyberCode，2D条形码状符号(J.Rekimoto and Y.Ayatsuka，“CyberCodeDesigning AugmentedReality Environments with Visual Tags”，in Proceedings of DARE2000，pp1-10，Elsinore，Denmark，2000年4月份)。条形码是一种成熟技术，它的编码/解码过程快速且显而易见。然而，有关媒体作品的条形码的实施可能引起美观性降低的问题，特别会使用户感到反感，因为用户从条形码的外观上不能够获得任何所期望的信息。不可感知模式指的是通过数字水印技术嵌入ID码，通过对数字内容进行细微的修改来隐藏信息，虽然这种修改几乎是人不可视的，却仍能够被机器检测出。一个示例为由Digimarc提议的授予Rhoads的美国专利6,311,214 B1。该专利公开了利用打印的对象嵌入多比特ID数据的多个实施例，例如邮件的条款、书籍、名片卡、产品包装等等。然而，当前的水印技术不能够被搬移到视频-照相机媒体链路模式。存在一些本领域的技术人员所知的特定原因。例如，多种照相机记录的因素，例如，手的抖动，照相机的仿射或未对准屏幕，透镜失真以及其他的环境噪声等等，都会引起视频片段的可视数据的严重失真。对TV屏幕快拍的图像会受到测光变化(屏幕反射，发光，暂时模糊，对比和颜色的变化，误对焦等等)，几何失真(移位，缩放，旋转，剪切，透视的变化以及遮挡等)的影响，如何解决上述问题对于当前的水印系统来说一直是一种严峻的挑战。上文已经讨论了与视频片段识别相关的一些技术。与条形码方法相比较，水印技术是实现视频-照相机或视频-微型电话中的视频片段识别的可行方法。但是，媒体连接模式的一些特性对已有的水印技术构成了挑战。因此，需要一种系统和方法来通过带有光读取器的手持计算设备识别视频片段。所述方法应该满足下列条件1)将ID代码嵌入视频片段的可视或可听数据中并经受有损压缩；2)对普通的不友好的攻击视频剪辑操作来说具有鲁棒性；3)不受视频-照相机或视频-麦克风媒体链路模式中的光测变化，几何失真和环境噪声的影响；以及4)引起较少的美观问题和法律问题。
技术实现思路
因此，考虑到上述问题提出本专利技术。本专利技术的目的是提供一种蛇形矩阵编码器和其编码方法，用于将比特数据编码为具有旋转不变性特征的蛇形矩阵。本专利技术的另一个目的是提供一种蛇形矩阵解码器以及其解码方法。本专利技术的另一个目的是提供一种包括蛇形矩阵编码器的可视标志编码和呈现系统及其方法，以及一种通过识别视频片段提供内容并包括蛇形矩阵解码器的系统及其方法。根据本专利技术第一方面，提供了一种蛇形矩阵编码器，包括蛇形矩阵生成装置，用于根据比特序列{b0，b1，b2，...bN2-1}生成比特容量为N2的2N×2N的蛇形矩阵，所述蛇形矩阵生成装置包括中心定位单元，用于利用四个块表示比特b0，并将四块定位为蛇形矩阵的中心环，其中b0是校验比特，以及中心四块是校验块；和第2至第N环形成单元，利用每四个中心对称块表示一个比特并依据比特序列的比特顺序从第2环至第N环沿着逆时针方向逐环旋转，其中第2环是中心环周围的环以及第2至第N环的比特数目分别为3，5，7，...2N-1。根据本专利技术第二方面，提供了一种蛇形矩阵编码方法，包括蛇形矩阵生成步骤，用于根据比特序列{b0，b1，b2，...bN2-1}生成比特容量为N2的2N×2N的蛇形矩阵，所述蛇形矩阵生成步骤包括中心定位步骤，利用四块表示b0，并将四块定位为蛇形矩阵的中心环，其中b0是校验比特，以及中心四块是校验块；和第2至第N环形成单元，利用每四个中心对称块表示一个比特并依据比特序列的比特顺序从第2环至第N环沿着逆时针方向逐环旋转，其中第2环是中心环周围的环以及第2至第N环的比特数目分别为3，5，7，...2N-1。根据本专利技术第三方面，提供了一种蛇形矩阵解码器，用于对比特序列{b0，b1，b2，...bN2-1}进行解码，包括第一计算单元，用于根据等式(1)计算阈值θM1＝abs(B10+B30-B20-B40)M2＝abs(B10+B20-B30-B40)，(1)θ=M1+M22]]>其中，B10，B20，B30和B40是位于蛇形矩阵中心用于表示b0的四块，以及B10，B20，B30和B40是校验块；第二计算单元，用于根据等式(2)计算MiMi＝abs(B1i+B3i-B2i-B4i)，(2)其中，B1i，B2i，B3i和B4i是表示bi(1≤i≤N2-1)的四块；以及比较单元将Mi与阈值θ比较，以获得bi，其中如果Mi大于阈值θ，则bi等于1，如果Mi小于等于阈值θ，则bi等于0；其中所述第二计算单元和比较单元重复计算Mi和将Mi与阈值θ进行比较，直到求出比特序列中的所有比特。根据本专利技术第四方面，提供了一种蛇形矩阵解码方法，用于对比特序列{b0，b1，b2，...bN2-1}进行解码，包括第一计算步骤，用于根据等式(1)计算阈值θM1＝abs(B10+B30-B20-B40)M2＝abs(B10+B20-B30-B40)，(1)θ=M1+M22]]>其中，B10，B20，B30和B40是位于蛇形矩阵中心用于表示b0的四块，以及B10，B20，B30和B40是校验块；第二计算步骤，用于根据等式(2)计算MiMi＝abs(B1i+B3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛇形矩阵编码器，包括：蛇形矩阵生成装置，用于根据比特序列｛ｂ↓［０］，ｂ↓［１］，ｂ↓［２］，…ｂ↓［Ｎ↑［２］－１］｝生成比特容量为Ｎ↑［２］的２Ｎ×２Ｎ的蛇形矩阵，所述蛇形矩阵生成装置包括中心定位单元，用于利用四个块表示比特ｂ↓［０］，并将四块定位为蛇形矩阵的中心环，其中ｂ↓［０］是校验比特，以及中心四块是校验块；和第２至第Ｎ环形成单元，利用每四个中心对称块表示一个比特并依据比特序列的比特顺序从第２环至第Ｎ环沿着逆时针方向逐环旋转，其中第２环是中心环周围的环以及第２至第Ｎ环的比特数目分别为３，５，７，…２Ｎ－１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏育成，赵军辉，薛敏宇，
申请(专利权)人：日电中国有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]