[发明专利]使用光笔的绝对位置和其他信息的点码图案、打印点码方法、读取点码方法

说明书

相关申请

本申请要求在2011年7月6日提交的美国临时申请61/398,891的优先权日期的利益，其内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及图案识别，具体地，涉及用于定位光笔或触笔的方法和系统。

背景技术

在一些情形下，用户更愿意使用电子笔或触笔而不是鼠标或键盘来与计算机交互。例如，当用户需要在纸或白板上撰写手写文档时。与手写文档相关的一个困难是将其存档为数字形式，该数字形式提供编辑该存档版本的方式。现有技术的方法通常包括扫描该文档。

一些方法和系统依赖图案来分析编码表面和确定定位笔。那些现有的图案具有一些缺点。这些缺点包括：

1.现有图案具有过高的每单位面积的点数目（即，点密度过高）。

2.已知点图案中使用的点往往过小，以至于不能使用典型的家用打印机正确地打印。

3.已知的点图案往往分散读者的注意力，从而使得阅读文档更困难。

4.不能与点图案同时打印文档。

5.已知点图案将点均匀分布在纸上。

对于具有高点密度的图案，图像分析非常困难，以至于不能使用低成本和低功率处理器实时地返回装置位置。另外，在点小（即，直径约50微米）的情况下，点图案很容易受噪声影响。因而，在纸或基底上的任何灰尘都使笔难以读取点图案。

无法同时打印点图案和文档特别重要。在现有技术中，首先在纸上打印图案。然后，在已经打印的图案上打印文档。可能出现的困难是图案和文档之间的对准不匹配。为了克服这个困难，通常使用特殊的墨水打印文档以避免覆盖图案。

现有技术的另一个缺点是用户必须将笔按在纸上以使得能够识别图案。这表示笔包括在笔中的机械部件和传感器以检测何时笔尖接触纸，这引起了与图案识别相关的一些问题。

发明内容

本发明涉及可打印的点码图案，以及打印具有这种特定码的任何数字文档而其可读性没有任何改变的方法（规则软件（rule-software）），以及光学装置从点码中读取（图像分析）信息的方法。该信息将至少包括装置空间绝对位置。当与数字文档一起打印点码时，对于用户而言，看起来如同数字文档打印在格纸（ruled paper）上。使用编码解码器，将该信息发送或存档到不同的装置。

在一个方面中，本发明的特征在于一种用于对从其能够得到光笔尖的位置的信息进行编码的制品。这种制品包括显示介质，该显示介质具有支持基，在该显示介质上编码有连续布置在该支持基的整个表面上的二维码图案；其中，该图案由平行窄带的序列形成，至少包括两个平行的行，其中一行是基线，其余的行是副线；并且其中每个平行窄带包括点的序列，这些点布置在预定位置中以代表基于选定的底数的数字。

在一些实施例中，点的序列代表数字，每一个数字是列号。

在其他的实施例中，点的序列代表数字，每一个数字是行号。

在其他的实施例中，点在基线上的正交投影之间的距离为大约500-650微米。

在其他的实施例中，平行的行之间的距离是大约100-150微米的常量，以及点直径在100-150微米之间。

在某些其他实施例中，选择点尺寸，以使显示介质上的屏幕物理像素结构表现为通过光笔中的摄像机所获取的摄像机图像帧上的噪声。

在另一方面，本发明的特征在于一种将点码图案编码到基底上的方法。这种方法包括：打开包含图像的数字文档；寻找在文本行之间的间隔、水平线和所述图像中的图片；在文本行之间的间隔中插入所述点码图案；识别沿所述文档的所选择的轴线延伸的线，以及将所述线与编码行交换。

一些实践还包括在文档的所选择的位置处插入包含要由光笔读取的文档特有信息的另外的点码。

其他实践包括使用红外不可见墨水的线包围所选择的点。

其他实践还包括识别文档中的东方字符，以及将所述轴线选择为竖直轴线。

在另一个方面中，本发明的特征在于一种用于读取沿窄带基底编码在基底上的点码图案的方法。这种方法包括：当光笔在基底的表面上移动时，使该光笔拍摄点码图案的图片，以每秒60到100帧的速率拍摄所述图片；以及通过使用配置为适合点的图像并排除字符的图像的掩模定位点码图案中的点来分析每一帧；至少部分地基于点的定位来识别窄带；读取点码图案所编码的坐标；以及至少部分地基于所述坐标来定位表面平面。