CN101198968B - 用于组合位置和信息码的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种可被应用于基底上的组合位置和信息码，该组合位置和信息码包括位置码，该位置码包括多个编码标记并且对多个位置编码。位置码中的每个位置被用预定数量的编码标记编码。在位置码内定义多组编码标记。每组内的编码标记的数量大于该预定数量的编码标记的数量。每组中的至少一些编码标记被用于对信息项编码。当解码组合码时，使组合码的部分区域成像。位置被从每个被成像的部分区域解码，而信息项必须被从至少两个部分区域解码。

Description

用于组合位置和信息码的方法和系统

对相关申请的交叉引用

本申请要求2005年6月17日提交的瑞典专利申请号0501400-6和2005年6月17日提交的美国临时专利申请号60/691233的权益，这两个专利申请并入此作为参考文献。

技术领域

本发明总体上涉及信息的编码和解码，并尤其涉及组合信息和位置码的编码和解码，该组合信息和位置码使得能够电子记录笔划并同时记录将用于例如笔划的处理的另外的信息。

背景技术

已知用于管理手写信息的信息管理系统；见例如US2003/0061188，US 2003/046256和US 2002/0091711。在这些系统中，电子笔记录在基底上产生的笔划，该基底具有位置码，该位置码对该基底上的多个绝对位置编码。该电子笔通过使在笔的尖端的位置码成像并将被编码的位置解码，从而得到反映笔的移动的位置序列，来记录笔划。

每个基底上的位置码是很大的抽象位置码的子集。因此，不同的基底会具有全部位置码的不同子集。另外，不同的处理规则可与位置码的不同子集相关联，从而产生其中对被记录的信息的处理依赖于记录该信息的基底的信息管理系统。

上述信息管理系统内提出的位置码包含非常大量的外观基本相同的简单符号。该位置码不包含关于被记录的笔划的处理的任何信息。其仅仅将位置信息编码。从灵活性和可打印性方面考虑，此方法非常有利。但是，需要该系统中的其他单元具有与全部位置码的不同子集有关的处理和路由选择信息，并且当需要时这些单元可用。可选择地，用户可能需要提供处理和路由选择信息。

在上述信息处理系统中，笔可能存储关于全部位置码的细分以及与位置码的不同子集相关联的处理规则的信息。另外，中间服务器-笔记录的信息被传递给该中间数据库一可具有使位置码的子集与不同应用服务器的地址相联系的数据库，该应用服务器可能是在不同基底上记录的笔划的预期接收者。最后，不同应用服务器可存储关于不同基底的信息，该信息使得该服务器能够按预期方式处理接收到的信息。

在一些情况下，优选地，处理和/或路由选择信息被包含在基底内，从而系统的其他部分不需要存储该信息。

US 6864880公开了一种产品，该产品具有写区域和地址区域，该写区域具有用于记录手写信息的位置编码模式，该地址区域具有对该手写信息将被发送到的地址编码的地址编码模式。

US 2003/0066896公开了另外的信息可被编码在位置码内，该位置码包含多个标记，该标记具有第一参数，该第一参数通过改变用于另外信息的编码的标记的第二独立参数而相对于位置信息的编码改变。该第一参数可例如是标记的位置，而该第二参数可例如是标记的大小。位置码被分成用于另外信息的编码的单元。每个单元包含预定数量的标记。建议的单元的大小为2×2个标记。对于此单元大小，笔将总是在其视野范围内看到至少一个完整的单元。但是，此单元大小不足以对例如明确的处理和/或理由选择信息编码。例如，IPv4使用32位寻址方案。另一个缺点是系统可能需要添加用于检测用于对另外信息编码的第二独立参数的算法。

发明内容

本发明的一个目的是完全或部分地克服一个或多个上述问题。

此目的通过分别根据权利要求1和10的用于生成组合码的方法和装置，分别根据权利要求11和18的对组合码解码的方法和装置，以及分别根据权利要求19和21的用于生成组合码的方法和装置，分别根据权利要求22和23的用于对组合码解码的方法和装置实现。

根据本发明的一个方面，用于生成将应用于基底上的组合位置和信息码的方法包括生成位置码的电子表示，该电子表示包括多个编码标记并且对多个位置编码，每个位置由第一预定数量的编码标记编码，在位置码内定义多组编码标记，每组包括与所述预定数量的编码标记相比数量更多的编码标记，并且使用每组编码标记内的至少一些编码标记在所述多组编码标记内对信息项编码。

该方法基于以下认识，即笔并不必须在其视野内看到对信息项编码的所有编码标记。当笔的用户完成他或她在基底上的书写时笔已经看到所有编码标记就足够了。因此，如果例如信息项被在基底上重复编码以便笔在其视野内看到一些信息项编码标记，并且笔在基底上移动，则笔最终将会看到对信息项编码的所有编码标记，并且然后能够对其解码。

信息项可包括两个或多个元素。通过在不同的编码标记组内对信息项元素在编码标记组内出现的顺序不同地编码，可增加在笔在基底上书写期间笔将看到所有信息项元素的可能性。例如可使用预定义的置换规则来在连续的组之间置换信息元素。还可想到用于改变不同组内的信息元素的编码的其他方案。

用于生成组合码的方法可以是用于提供基底的方法的一部分，该基底预计将与数字笔一起使用以便电子记录或处理笔划。

根据本发明的另一个方面，用于生成将应用于基底上的组合位置和信息码的装置包括编码模块，该编码模块包括用于生成位置码的电子表示的构件，该电子表示包括多个编码标记并且对多个位置编码，每个位置由预定数量的编码标记编码，用于在位置码内定义多组编码标记的构件，每组包括与所述预定数量的编码标记相比数量更多的编码标记，和用于使用每组编码标记内的至少一些编码标记在所述多组编码标记内对信息项编码的构件。

该装置可以是通用计算机或服务器，打印机，或具有用软件、固件、硬件或它们的任何组合实现的编码模块的任何其他特别适合的装置。用于生成的构件、用于定义的构件和用于编码的构件例如均可由被处理器或特别适合的硬件电路执行的一组指令实现。

根据本发明的还另一个方面，提出了一种用于对组合位置和信息码以及信息项解码的方法，该组合位置和信息码包括多个编码标记，所述多个编码标记对多个位置编码，每个位置由预定数量的编码标记编码，所述方法包括接收组合码的不同部分的一系列电子表示，每个电子表示至少包括所述预定数据量的编码标记，但仅包含对所述信息项编码的编码标记的子集，由每个电子表示确定位置，并且从至少两个电子表示将使用编码标记的信息项解码。

在该解码过程中，每个电子表示因此得到一个位置，而需要两个或更多个电子表示以获得信息项。电子表示可以是组合码的一部分的任何合适的电子表示。其例如可对应于组合码的一部分的原始图象，或者图象的内容的被或多或少地处理的版本。

根据本发明的还另一个方面，提供了一种用于对组合位置和信息码以及信息项解码的装置，该组合位置和信息码包括多个编码标记，所述多个编码标记对多个位置编码，每个位置由预定数量的编码标记编码，该装置包括解码模块，该解码模块包括用于接收组合码的不同部分的一系列电子表示的构件，每个电子表示至少包括所述预定数量的编码标记，但仅包含对所述信息项编码的编码标记的子集，用于由每个电子表示确定位置的构件，和用于从至少两个电子表示将使用编码标记的信息项解码的构件。

该装置可以是通用计算机或服务器，数字笔，或具有用软件、固件、硬件或它们的任何组合实现的编码模块的任何其他特别适合的装置。用于确定的构件和用于解码的构件例如均可由被处理器或特别适合的硬件电路执行的一组指令实现。该用于接收的构件可以是与内部或外部模块或设备的接口。

根据本发明的还另一个方面，用于生成将被应用于基底上的组合位置和信息码的方法包括生成位置码的电子表示，该电子表示对多个位置编码，每个位置由第一预定数量的编码标记编码，将信息码的电子表示覆盖在位置码上以生成组合码，所述信息码通过使用预定数量的编码标记对至少一个信息项编码，其中通过使编码标记位移离开被网格定义的各个额定位置对位置和信息项编码。

用户可发现，与使用两个独立的参数对信息项和位置编码相比，组合码具有更加均匀的外观。

最新提到的方法可在装置内执行，该装置包括编码模块，该编码模块包括用于执行该方法的不同步骤的构件。该装置可以是通用计算机或服务器，打印机，或具有用软件、固件、硬件或它们的任何组合实现的编码模块的任何其他特别适合的装置。用于生成的构件和用于覆盖的构件例如均可由被处理器或特别适合的硬件电路执行的一组指令实现。

根据本发明的还另一个方面，用于对组合位置和信息码解码的方法包括接收所述组合位置和信息码的一部分的电子表示，在所述电子表示中定位有助于位置编码的至少一个位置编码标记，确定所述至少一个信息编码标记离开额定位置的位移方向，在所述电子表示内定位有助于信息项的编码的至少一个信息编码标记，并且确定所述至少一个信息编码标记离开额定位置的位移量。

此解码方法可在装置内执行，该装置包括解码模块，该解码模块具有用于执行解码方法的步骤的构件。该装置可以是通用计算机或服务器，数字笔，或具有用软件、固件、硬件或它们的任何组合实现的编码模块的任何其他特别适合的装置。用于定位的构件和用于确定的构件例如均可由被处理器或特别适合的硬件电路执行的一组指令实现。用于接收的构件可以是与内部或外部模块或设备的接口。

附图说明

下文将参照附图通过示例详细说明本发明。

图1是本发明可用于其中的系统的概图。

图2是信息码的一个实施例的示意图。

图3是信息码的一个实施例内的编码符号的四个不同位置。

图4是位置码的一部分的一个实施例的示意图。

图5示意性地示出组合码的一个实施例内的编码符号的不同位移。

图6示意性地示出组合码的单元的示例。

图7示意性地示出如何在组合码的一个实施例内置换信息项的元素。

图8示意性地示出可用于记录和解码组合码的数字笔的实施例。

具体实施方式

图1示出其中可使用具有组合码的基底的系统的示例。

假设人X已经生成文档，该文档被存储在他的计算机10的存储器内。X希望人Y来检查该文档的内容。X使用打印机2打印文档1。基底可用使该基底适合于在其上被打印的任何材料制成。在打印过程中，位置码3覆盖在文档的内容上，在附图中示意性地放大地示出该位置码的一部分。位置码3使Y能够电子地记录他使用数字笔5作出的注解4，该电子笔将位置码记录在文档上。

在Y的笔5内存储的注解可被传回X的计算机10并且被并入原始文件以便X查看是有利的。为了实现这种情况，Y的笔5或Y的笔向其传送被电子记录的注解4的另一个部件需要知道注解将被发送到的地址。解决此问题的一种方法是具有中间服务器，该中间服务器存储由在X的文档上的位置码3编码的位置与X的计算机的网络地址之间的关联性。但是，此方案需要中间服务器可用，并且被告知位置码的哪些子集已被打印在X的文档上以及发送该注解的地址。

另一种方法是在文档上的单独区域内打印X的计算机的网络地址的指示，从而其可被Y的笔记录。网络地址可被以编码的或明确的形式打印。

更灵活的方法是将信息码覆盖在X的文档上打印的位置码3上，该信息码对需要的地址信息编码。这样，Y的笔5可在记录注解4的同时捕获地址信息，并且使用该地址信息例如经由网络6例如因特网或公共电信系统、使用已有的一般消息发送概念例如电子邮件、SMS、传真、HTTP或FTP，将该注解直接发送给X的计算机10。

图1内所示的系统仅是其中将明确地址或路由选择信息嵌在基底内的思想是有用的系统的示例。可想到此思想的许多其他的应用和变型。

图2示出示例性信息码的一些基本原理，该信息码可覆盖在基底上的位置码例如X的文档上的位置码3上，与该位置码相结合或者被嵌入该位置码，以生成组合码。该信息码可包含贴铺在基底1例如纸张的表面上的多个单元6。该代码可相对于位置码(图2中未示出)具有固定位置，因此，假设单元的大小已知，则可从位置码确定在组合码上移动的数字笔看到的当前单元的单元坐标。每个单元可在每个单元内利用多个编码符号对同一段信息编码。因此，每个单元对信息项的一个实例编码。信息项可包含多个信息项元素。在图2所示的示例中，信息项可在单元6内包含编号为1-12的十二个元素(element)。每个元素可被用一个或多个编码符号或标记编码。信息项例如可包含二进制数据，在信息码中该二进制数据的每一位被用一个编码符号编码。每个信息项元素因此可代表一个或多个数据位。

一利用位置码确定了笔的当前位置，就可使用单元大小确定笔看到的当前单元。另外，可使用位置码、单元大小和关于如何使用编码符号对信息项编码的信息，确定笔看到的每个信息项编码符号的数量和相应的信息项元素号，

用户可在文档1上做出一个或多个笔划7。笔划可被记录为在空间上且临时相关的位置的序列。笔例如可具有接触检测器，该接触检测器检测当笔放在基底上并随后从基底上抬起的时刻。在“笔放下”和下一个“笔抬起”之间记录的位置可被定义为笔划。

在做出笔划7的同时，数字笔通常移动越过多个单元6。但是，笔的视野可能不会大得足以使笔可在单个图象内记录一个完整的信息码单元。在图2的示例中，在笔划7期间笔捕获的每个图象8将仅包含一对信息元素。但是当笔移动时，将捕获包含不同单元内的不同信息元素的另外的图象8，并且最终将记录信息项的所有元素1-12。笔然后使用关于从不同单元生成的元素的信息对在信息码的单元内被重复编码的信息项解码。

在信息码的单元内编码的信息项可以是用单元内的可用信息空间编码的任何信息。其可以是非位置数据。其例如可以是地址指示，例如文档的创作者的电子邮件地址或文档将被发送到的URL，或者可帮助从基底接收信息的应用程序正确处理信息的与基底的布局有关的信息，或者可被用于加密从基部记录的笔划的加密信息例如加密密钥，或者可被用于将基部的使用局限于特定笔的访问信息项。

信息码覆盖在其上的位置码可以是对表面上的绝对位置编码的任何类型的位置码。每个位置可用单个符号编码，根据被该位置码编码的位置的数量该单个符号可能相当复杂。可选择地，每个位置可用两个或多个较不复杂的编码。在其中每个符号仅对两个可能的值之一编码的位置码可使用最简单的符号。在此情况下，符号仅必须具有两个可辨别的状态。

另外，位置码可贴铺在基底上，从而每个位置通过仅用于对该位置编码的一个或多个符号编码。可选择地，位置码可“浮动”，从而位置码的预定大小的任何部分区域可定义一个位置。在此情况下，用于对一个位置编码的符号中的至少一部分还可用于另一位置的编码。

下文将示例性说明可用于组合码的特定位置码，该组合码对位置指示和一个或多个重现的信息段编码。位置码是US 6667695内所述的类型，该专利并入此作为参考文献，并且可参考该专利以了解更多的细节。

该位置码基于数序，该数序在下文被成为差数序列。该差数序列具有以下属性，即如果其呈现为具有预定长度的任意部分序列，例如具有五个差数的部分序列，则此部分序列在该差数序列内总是具有被明确确定的位置。换句话说，其在差数序列内仅出现一次，并且因此可被用于位置确定。具有此属性的序列有时被称为DeBruijn序列。更准确地说，差数序列沿位置码的x轴以及y轴“运行”。

应用在基底上的实际位置码由简单的图形符号或标记22构成，根据该标记相对于额定位置23或光栅点的位置，该标记可具有四个不同的值0-3。如图3所示，每个符号为圆点形，并且在沿四个不同方向之一相对于额定位置23位移距离24。额定位置23位于可见或不可见或虚拟光栅或网格中的光栅线21之间的交点处。被符号编码的值由该位移方向确定。每个符号0-3可被转换成用于对x坐标编码的一个位和用于对y坐标编码的另一个位，即被转换成位偶(0，0)，(0，1)，(1，0)和(1，1)。因此，可沿x方向和y方向单独进行编码，但是可利用x位和y位相同的符号图形编码。

应注意，编码例如可如下：

位移	位偶(x，y)
		右	0，1
上	0，0
		左	1，0
下	1，1

距离24合适地不小于两条相邻的光栅线21之间的距离的大约1/8并且不大于大约1/4，优选地大约1/6。

每个位置用6×6个符号编码，该符号因此可被转换成用于该位置的x坐标的6×6位矩阵和用于该位置的y坐标的6×6位矩阵。如果考虑x位矩阵，则该矩阵可被分成六列，每列六个位。每个按列的位序列构成63位长的循环主数序列中的一个部分序列，该主数序列具有以下属性，即如果选择长度为6个位的部分序列，则该部分序列在该主数序列内具有被明确确定的位置。因此，六个列被转换成六个位置数或序列值，其对应于主数序列内的六个位置。在这六个位置数之间，在相邻的对内形成五个差数，这些差数构成差数序列的部分序列，并且因此在该差数序列内具有被明确确定的位置，因此沿x轴线具有被明确确定的位置。对于特定x坐标，位置数将根据y坐标改变。另一方面，差数将相同而与y坐标无关，因为位置数总是根据主数序列改变，而该主数序列在整个位置编码模式中在列内循环重复。

因此，y位矩阵内的六个行定义了主数序列内的六个位置数。这六个位置数定义了五个差数，该差数构成差数序列的部分序列并且沿y轴具有被明确确定的位置。

图4示出上述具有4×4个符号的特定位置码的很小一部分。在附图中示出光栅线21仅是为了说明。通常，光栅是虚拟的。

当在位置码上使用数字笔时，数字笔将捕获位置码的不同部分的图象。图象可包含远多于6×6个符号。因此，如果更大量的数据在该图象内可见，则可基于6×6个符号的不同集合对位置码进行解码。周围符号尤其还可用于解码以便进行误差检测和/或校正。但是，应注意，即使数字笔的视野包含位置的解码确实需要的更大数量的符号，被记录的图象内的有用符号的数量也会由于例如图象失真而少得多。

上述示例性位置码为所谓的“浮动型”。其意味着包含预定数量的符号、在此为6×6个符号的任何任意部分区域将定义一个位置，并且该任意部分区域中的至少一些符号有助于多余一个位置的编码。除非另外说明，否则如果该任意部分区域向上、向下、向左或向右移动一个符号的距离，这样移动的任意部分区域内的符号将定义一个新的位置。因此可为位置编码模式中的每个编码符号确定一个唯一的x，y坐标。

上述示例性位置码能够对非常大量的唯一绝对位置进行编码。该位置可被认为共同定义了巨大的虚拟平面。在基底上被编码的位置是在此虚拟平面上的位置，并且位置坐标的原点是虚拟坐标的原点。

虚拟平面或者全部位置码可在逻辑上被分成不同大小的页面。知道虚拟平面的细分的任何部件例如数字笔或计算机因此可将从基底记录的虚拟平面的一个位置转换成对应的页面的指示和该页面上的一个局部位置。

另外，不同的基底可具有全部位置码的不同子集。

应强调，上述位置码仅是示例。其他类型的位置码例如对较少的位置编码并且在基底上具有原点的位置码也可被用于产生组合码。

接下来，将参照图5-7更详细地说明信息码的实施例。

通常，信息码可通过被叠加在位置码上或者与位置码交错而覆盖在位置码上，在叠加在位置码上的情况中，信息段被还在位置码中用于对位置进行编码的符号编码，在与位置码交错的情况中，位置码和信息码使用不同的符号对位置和信息进行编码。还可想到交错和叠加的组合。在此情况下，在组合码中的一些符号用于位置编码以及信息编码，一些符号仅用于位置编码而一些符号仅用于信息编码。

信息码可在基底上的位置码的整个范围上或者仅在其一部分上覆盖在位置码上。

信息码和位置码可在基底上被不同或相同地图形编码。如果为位置码和信息码使用不同的符号，例如当代码交错时，信息码的符号和位置码的符号的图形表示可相互独立。这两个代码可使用相同的图形参数例如不同大小的点来对符号的不同值编码。或者，代码可使用不同的参数。信息码可使用例如被不同地旋转的斜线来对不同的值编码，而位置码可使用不同形状的点对不同值编码。

如果信息码和位置码共用一些符号，则符号的同一个参数可被用于对信息码的值和位置码的值编码。可选择地，可使用不同参数。在第一种情况下，位置码的值和信息码的值的不同组合可例如被用符号的不同大小或者符号沿不同方向的位移编码。在第二种情况下，位置码的值可例如被用点的位移方向编码，而信息码的值可被用点的不同颜色或颜色强度编码。

组合位置和信息码的符号可根据预定的规则被分成多个组。每个组可包括预定数量的属于位置码的符号和预定数量的属于信息码的符号。假设存在使关联符号位置即由位置码确定的基底上的位置与信息码的特定编码符号相关联的算法，该组可以任何可想到的方式形成。如图2A中所示，符号例如可被分成贴铺在组合码上的单元。单元可被定义为组合码中的相干区域，其中所有信息编码符号对信息项的同一个实例编码。单元的大小和形状可在不同基底之间并且根据将在该信息码内被编码的信息段改变。该组例如可包括属于信息码的32、64、128、256或1024个符号。

作为使符号位置与信息码的特定编码符号相关联的算法的可选择方法，可在基底上用图形标记单元，例如用基底上的附加标记或属于位置码和/或信息码的标记的特定特征标记单元。

如上所述，每组符号可包括比笔在其视野内可看到的符号多的符号。

所有组可对同一信息段编码，或者可对较少量的不同信息段编码。在后一种情况中，解码设备需要能够区分哪些组对第一信息段编码，哪些组对第二信息段编码等等。

下文将参照图5说明应用在基底例如纸张上的组合码的特定实现的一个示例，图5示意性地示出组合码的一小部分。图5内的所有符号22用于位置编码，并因此属于位置码。这些符号还沿四个方向中的任何一个方向偏离相应的额定位置23，该额定位置23被光栅线或网格线21的交点限定。

信息码叠加在位置码上，从而信息码可使用还被用于对位置编码的符号。在此示例中，位置码中的从左上角开始的每隔一个符号(例如，其中(x+y≡0 modulo 2))用于信息码。在图5中，点22i属于信息码和位置码，而点22p仅属于位置码。位置被用属于位置码的编码符号的位移方向的变化编码。位移24p的大小对于所有四个方向相同。信息项被用属于信息码的代码符号的位移程度的变化编码。在此示例中，每个信息编码符号或者从额定位置偏移正常距离24p以“0”编码，或者从额定位置偏移两倍的正常距离24i以对“1”编码。

图6示意性地示出组合码的单元的示例。图6的单元包括位置码的16×16个编码符号。如图5的示例，每隔一个符号被用于对信息编码。图6内的每个方块对应于位置码的编码符号。被编号的方块对应于还属于信息码的编码符号。在此情况下，信息项最大可包含128位数据，并且每个位被用一个信息编码符号编码。一般地说，信息项可包含多个信息项元素，每个信息项元素可被用一个或多个编码符号编码。

一些符号可被用于使用例如工业标准二进制BCH码例如BCH(127，99，9)进行纠错，这意味着127个位用于信息编码，其中99个位用于数据而28个位用于纠错，使得可校正4个位误差或者八个遗漏位。一个位保持不用。当然可想到其他纠错方案。

信息位序列可在信息码的所有单元内都相同。但是，该序列还可在单元之间被置换，以便增加在基底上的笔划记录期间捕获所有信息项元素的可能性。用于图6的信息位1...128的置换函数可具有以下形式：

F(xi，yi，bit_number)＝permuted_bit_number

其中xi和yi是代表单元坐标的整数，而bit_number是在1-128之间的整数，其指示该位在单元内的顺序号。xi可被计算为x/xsize的整数部分，其中xsize是被表示为符号数量的沿x方向的单元大小，并且x是在总的位置码内的编码代码符号的坐标。yi可响应地被计算为y/ysize的整数部分，其中ysize是被表示为符号数量的沿y方向的单元大小，并且y是在总的位置码内的当前编码符号的y坐标。bit_number可被计算为bit_number＝x mod xsize+C×y mod ysize，其中C是等于沿x方向的信息码元素的数量的常数，其中在此示例中为8。Permuted_bit_number也将是在1和128之间的数字，其代表信息项元素的号码。因此，在此示例中，函数P是1...128到1...128的一对一映射。

技术人员可想到可导致信息位序列的复杂程度不同的置换的不同函数P。

图7示意性地示出从以下置换函数得到的置换：

P(xi，yi，bit_number)＝(bit_number+xi+yi)mod 128+1

图7示出六个示例性的信息码单元。在每个单元内示出每个单元的单元坐标。从图7显而易见，当向右移动一个单元或者向上移动一个单元时，置换函数使信息位序列向前移动一位。

在上述示例中，128个二进制位可被编码成信息码单元。因此，包含任何纠错的可用128位表示的任何类型的信息可被编码成图6的示例性信息码单元。通过使用信息码中的较大部分编码符号，例如每个编码符号而不是每隔一个编码符号，可增加信息编码强度而不会增加单元大小。可选择地或者作为补充，可增加单元大小。但是这会导致在捕获信息项之前需要在基底上写出更多笔划。

上述置换仅是如何在单元之间改变信息项的编码以便在不同类型的笔划期间看到信息项的所有元素的可能性的一个示例。可通过不是对每个单元内的全部信息项编码，而是漏掉一个或多个信息项元素和/或在一个或多个单元中对一个或多个信息项元素进行一次以上的编码获得另一种变化。应认识到，这些不同的改变信息项的编码的方法还可用于组合码，在该组合码中单元包含与位置编码所需的编码符号数量相同或者较少的编码符号。

接下来将说明如何生成组合码的示例。在此示例中，假设信息项包含128位而没有任何纠错，并且置换函数P是上述置换函数。

可在装置的编码模块内生成组合码，该装置可包括一些合适类型的处理器，不同类型的存储器和通常用于数据处理的其他部件。该装置可以是通用计算机，另一种标准设备或专用设备。其可以是相对于用户在本地或者远程的装置。

在代码生成的第一步骤中，编码模块的编码过程生成将被设置在基底在上的位置码。为此，编码模块可接收将被生成的位置码的大小例如位置码内包含的列数和行数和例如从特定x，y坐标对开始的将被使用的坐标区域的指示作为输入信号。输入可由例如用户或系统生成。

基于该输入，编码过程可生成代表位置码的所有编码符号的矩阵或另一种数据结构。接下来，可步进地通过矩阵内的所有元素，该矩阵使每个元素与指示当对应的编码符号被应用在基底上时该编码符号应具有的图形状态的值相关联，以便对相关位置编码。在此示例中，该值指示符号将移动的方向。

在US 6667695内可找到如何计算对特定位置编码的编码符号的位移值的更详细的示例。

位置码生成步骤的输出可以是具有图象状态值的矩阵，该矩阵是位置码的电子表示的一个示例。位置码数据可用不同的数据结构例如列表组织。

在下一步中，可由用户或者通过系统的另一个部分将信息项输入编码模块。信息项可例如是固定的并且用于所有文档，其可根据使用的位置码的子集而改变，或者可如被用户决定地自由改变。在此步骤中，还可执行信息项到二进制格式的转换和纠错位的计算。

在开始对信息项编码之前，需要定义单元大小。这可例如通过用户选择或者基于将被编码的信息实现。单元大小还可被预先确定，并且对于相关编码过程生成的所有组合码都是相同的。

为了将信息码覆盖在位置码上，并且将信息项编码到位置码的编码符号内，可利用编码过程循环经过位置码矩阵内的所有点。更准确地说，编码过程可使用预定算法以确定位置码中的哪些符号将用于信息码。在此示例中，如上文结合图5说明的，编码过程每隔一个地跳过在位置码矩阵内的符号以便以棋板方式进行信息编码。

对于每个信息编码符号，还可使用位置码的坐标以如上所述地计算xi，yi和bit_number。然后，可使用置换函数P(xi，yi，bit_number)确定哪个信息项元素将被当前信息编码符号编码。如果信息项元素的二进制值是1，则可修改编码符号的图象状态值以指示偏移量应该是定位编码用的偏移量的两倍。另一方面，如果信息项元素的二进制值是0，编码符号的图形状态值保持不变以指示在打印该编码符号时将使用正常偏移量。因此，此步骤意味着在位置码内定义了单元，并且在该单元内对信息项编码。

作为最终步骤，可由该图形状态矩阵和在该基底上打印的组合码生成打印文件。该打印文件还可包含传输给打印机以打印文档的指令、形式、图形和任何类型的信息以及组合码。

组合码一方面具有任何其他信息，另一方面可使用同一种墨水或不同的墨水被打印在基底上，其中用于打印其他信息的墨水对于数字笔是透明的。当组合码和其他信息使用相同墨水时，如果其他信息覆盖在组合码上则组合码会被部分地遮蔽，并且在解码过程中必须专门考虑此事实。

应强调，解码过程的上述说明仅是示例性的。技术人员可想到其他的和/或更有效的用于执行组合码的生成的过程。

另外，上述示例涉及其中信息项包含二进制数据并且每个信息编码符号对一个信息位编码的情况。技术人员可针对每个信息项编码符号对一个以上数据位编码的情况，或者每个信息项元素被一个以上的编码符号编码的情况，容易地修改上述示例。

在说明用于对组合码解码的方法的示例之前，将说明可用于组合码的记录和/或解码的数字笔的示例。为此，图8示意性地示出数字笔200的实施例。笔200具有笔形壳体或外壳202，该外壳限定了窗口或开口204，通过该窗口可记录图象。该壳体容纳照相机系统、电子系统和电源。

照相机系统206包括至少一个照明光源，透镜装置和光学图象读取器(附图中未示出)。光源可通过红外线辐射照亮窗口204查看的区域的部分，该光源合适地为发光二极管(LED)或激光二极管。被查看的区域的图象的被透镜装置投影在图象读取器上。图象读取器可以是二维CCD或CMOS检测器，该检测器可被触发以便以灵活、适应性或固定速率、通常是大约70-100Hz的速率捕获图象。可选择地，传感器可包括用于检测符号的磁特性的磁性传感器阵列。还另外，传感器可被设计成形成符号的任何化学、声学、电容性或电感性特性。

数字笔的电源是电池208，该电池可选择地可用主电源(未示出)代替或补充。

电子系统包括控制部件210，该控制部件连接到存储块212。控制部件210符合笔内的不同功能，并且可有利地用市场上可买到的微处理器例如CPU(“中央处理单元”)、DSP(“数字信号处理器”)或一些其他的可编程逻辑器件例如FPGA(“场可编程门阵列”)或可选择的ASIC(“专用集成电路”)、离散模拟和数字组件或者上述器件的一些组合实现。存储块212优选地包括不同类型的存储器例如工作存储器(例如RAM)，以及程序代码和永久存储器(非易失性存储器例如闪速存储器)。相关联的软件被存储在存储块212内，并且被控制部件210执行。用于对组合信息和位置码解码的软件因此被存储在存储块212内并且被控制部件210执行。

壳体202还带有笔尖214，该笔尖允许用户通过在表面上沉积普通的基于色素的标记墨水在表面上物理地写或划。笔尖214中的标记墨水合适地对于照明辐射是透明的，以便干扰电子笔内的光电检测。接触传感器216操作地连接到笔尖214以检测笔被应用(笔放下)和/或抬升(笔抬起)的时间，并且任选地允许检测应用力。基于接触传感器216的输出，控制照相机系统206以在笔放下和笔抬起之间捕获图象。

电子系统还包括通信接口218，该通信接口用于将数据传递给附近的或远程的装置例如计算机、移动电话、PDA、网络服务器等等。通信接口218因此可提供用于有线或无线短距离通信(例如USB，RS232，无线电传输，红外传输，超声传输，电感耦合等等)的组件，和/或用于通常经由计算机、电话或卫星通信网络的有线或无线远程通信的组件。

该笔还包括MMI(人机接口)，该MMI被选择性地起动以便实现用户反馈。MMI可包括显示器、指示灯、振动器、扬声器等等。

还另外，笔还可包括一个或多个按钮22，通过该按钮可起动和/或控制该笔。

笔200的上述实施例仅是一个示例。具有上述组件的子集和/或部分或全部其它组件和/或部分或全部其它设计的其他数字笔可被用于记录组合码。较不复杂的数字笔可例如仅能够记录图象，并将图象传递给另一个装置以便进一步进行处理。在另一实施例中，数字笔可检测代码的一些特征例如点的位置，并将其信息传递给另一个装置以便进一步处理。

下文，将参照上述数字笔200和上述示例性组合码说明用于对组合码解码的一个示例性实施例。

当在具有组合码的基底上使用上述笔200时，接触传感器216检测笔尖被按在基底上的时间，并触发照相机系统206以捕获在其视野内的组合码的部分区域的图象。照相机继续捕获图象，直到接触传感器206检测到笔从基底上抬起。照相机系统206捕获的一系列图象构成组合码的不同部分区域的一系列电子表示。

该一系列电子表示内的组合码的解码可在数字笔的解码模块内或在另一个电子装置的解码模块内执行，电子表示被从笔传递给该另一个电子装置。电子表示可如被捕获地或者以被或多或少处理的形式被传递。解码可选择地可在数字笔和另一个装置之间分配，从而数字笔执行解码的第一部分而另一个装置执行第二部分。

在解码模块的解码过程的第一步中，确定笔捕获的图象的位置。上述类型的位置码的解码可包括以下步骤，定位该图象内的编码符号，使光栅配合该编码符号，确定编码符号离开由光栅线交点定义的额定位置的位移方向，并且基于该编码符号的位移计算位置。对于针对这种位置码如何执行位置编码的不同步骤的更详细的说明，可参考例如US 6667695和US 2002/0044138，该专利并入此作为参考文献。

应注意，不必一定通过计算从位置码计算位置。该位置码还可用于通过使被捕获的图象的编码符号与预计该笔所处的特定区域内的位置码的表示匹配，或者通过使接收到的电子表示内的编码符号与以前接收到的电子表示匹配确定位置，以便设立相对位置。

当图象内的编码符号的位置被确定并且图象内的编码符号的x-y位置已经被解码时，在该图象内看到的信息码的部分可被解码。对于解码，使用与解码模块相关联的两个存储缓冲器。每个存储缓冲器的大小与在信息码内编码的信息段相同，即在此示例中为128位。下文，存储缓冲器被称为累加器缓冲器acc和贡献者缓冲器con。

对于属于信息码的图象内的每个编码符号，执行以下步骤：

1)计算编码符号的中心与相关联的网格交点之间的距离offs。

2)以如上所述的相同方式，计算整数xi，整数yi和整数bit_number。

3)使用P，xi，yi和bit_number计算Permuted_bit_number。

4)用offs更新累加器缓冲器acc：

acc[permuted_bit_number]+＝offs

5)用1更新贡献者缓冲器con：

con[permuted_bit_number]+＝1

然后，累加器缓冲器累加信息码的不同码元素的相应的位移，而贡献者缓冲器跟踪信息码的特定位被笔看到的次数。

当已经如上所述处理所有图象时，对于所有信息项元素计算得到的偏移量：offset[n]＝acc[n]/con[n]，其中n是在1和128之间的索引。如果任何信息项元素的con的值为0，则这意味着此笔划中没有此信息项元素。

作为替代方法，贡献者缓冲器可不用1更新，而是用反映信息码的相关编码符号的观察的可靠性的值更新。接近图象边缘的编码符号可例如被给定较小的权重，这是因为该编码通过受投射失真更大地影响。

然后，应用阈值并且相应地分配位值：

if offset[n]＞threshold_value，then bit[n]＝1 else bit[n]＝0

如果当对组合码编码时使用纠错机构，则解码过程现在还使用相同的纠错机构，以检测并校正误差和/或遗漏位。

电子表示的上述处理得到构成在一个或多个笔划期间、即在一个或多个电子笔划笔在基底上的移动的电子表示的一系列位置。还会得到被部分或完全解码的信息项。

在最后一步中，解码过程可使该信息项与电子笔划相关联。如上所述，由位置码获得的每个位置可被转换成页面指示和该页面上的局部位置。笔划通常被表示为页面指示和一系列局部位置。这样，笔能够知道在哪一页面上写下笔划。当信息项被解码时，解码过程可检查信息项是否已经被解码并且与当前页相关联。如果是，则解码过程可任意地检查与以前存储的信息项的逐位一致性。如果当前信息项的位数据与以前的信息项的位数据足够相似，则然后可聚集不同的笔划的位数据。这样，可增加信息项正确解码的可能性。相反，如果被解码的信息项的位数据完全不同，则这指示已经在两个不同的页面上写，并且解码过程可采取合适的操作。

有时，希望在多页面文档上使用组合码。如果解码过程可能确定在多页面文档的不同页面上的笔划属于在所有页面上具有相同信息码的同一个文档，则其会使用此事实来从不同页面上的所有笔划收集关于数据项的信息，从而增加信息项正确解码的可能性。解码过程可例如访问以下信息，即该信息指示页面的特定组绝不会代表不同的文档，而仅是出现在多页面文档内。解码过程还可或者可选择地比较如上所述被从不同页面的笔划解码的信息位数据，并且基于数据的相似性做出关于连接页面的假设。

因此，解码过程或者可访问关于用于特定页面上的信息代码的单元大小的信号。可选择地，解码过程可针对不同的单元大小平行地执行解码。当比较从不同笔划收集的信息位数据时，用于编码的单元大小将显而易见。

下文，将说明可用于包含在组合码内的信息项的一些另外的示例。

数字笔通常在其存储器内存储唯一的识别码。此识别码可被编码为基底上的信息项，以便限制该基底的使用。数字笔可包括硬件和/或软件，该硬件和/或软件检查被从基底上的组合码解码的识别码，并且仅允许如果基底上的识别码与笔内存储的识别码一致，则存储或输出被从相同基底记录的笔划。这样，特定基底的使用将被局限于特定笔。基底的使用可选择地局限于一组数字笔。在此情况下，该组中的笔可存储组的身份，该组的身份在该基底上被编码以将该基底的使用局限于一组数字笔。可选择地，一组中的笔的各个识别码可例如通过算术算法处理，以便生成将被包含在基底上的组合码内的合适的信息项。各个识别码可例如被混编在一起，使得在预期一组笔之外的笔不能使用该基底。笔的识别码(单个识别码或组识别码)可被存储在生成将被打印在基底上的组合码的计算机内，或者可例如当笔被放置在连接到计算机的支架上从该笔检索，或者可从与组合码的生成有关的任何其他合适的源检索。

在一个实施例中，信息项可包括关于将用于当前基底的MMI模型的信息。数字笔例如可将可被使用的不同MMI模型存储在位置码的不同部分例如位置码的不同页面上，并且信息项可指示将使用这些MMI模型中的哪些模型。MMI模型例如可指定笔将在不同情况下、例如当记录预定的一组坐标时提供的不同的视觉、听觉和/或触觉反馈。在一个实施例中，第一MMI模型可例如指定当检测到与发送命令相关联的一组坐标时笔将经由LED提供视觉反馈，而第二MMI模型可指定笔在相同情况下将振动。

在另一个实施例中，信息项可包含笔如何处理被记录的笔划的指示。信息项可例如指示笔是否将一直存储笔划直到用户提示笔将笔划发送给外部部件，或者笔将自动并且或多或少地立即将笔划传输给外部部件。或者，信息项可以是指示笔划将被发送给的部件的地址指示，或者指示将通过其中传送笔划的设备例如通过移动电话或PC的路由选择指示。地址指示和路由选择指示可在用户结合文档的打印做出选择之后被提供。

在另一个实施例中，信息项可包括将被笔或另一个合适的设备在处理笔划时使用的数据，或者将被笔或另一个合适的设备在处理笔划时使用的算法的引用。数据可包括例如将被接收到笔划的设备播放的曲调或音调，或者关于当前页所属的多页面文档中的页面的数量的信息，或者文档及其页号的识别码，或者对文档上打印的问题的正确答案。将被包含在信息项内的数据可被用户结合文档的打印合适地选择或指定。数据还可包括对例如被存储在笔或他处的应用程序或数据的引用。

在上文对示例性实施例的说明中，已经指示位置码可使用离开额定位置沿不同方向位移的编码标记对位置编码，和可通过使该编码标记离开额定位置进行不同程度的位移(例如，单或双偏移)在该位置码内对信息项编码。应注意，此改变可与单元大小无关地被应用。因此，单元可包含与用于确定位置的编码标记相比数量更多或更小或相等的编码标记。该概念还可与外观的形状或大小或颜色或其他参数无关地，并且与该编码标记可位移离开该额定位置的方向的数量无关地，并且与这些方向无关地操作。还可通过将编码标记放置在距该额定位置的多于两个的不同距离的位置处，在信息码内对数据编码。这样，可在信息项内对更多的数据编码。在一个实施例中，编码标记沿预定数量的不同方向之一位移第一距离以对位置编码，并且然后修改一些标记的位置，以便它们位移第二或第三距离以对信息项编码。不同距离不需要一个是另一个的数倍。在另一个实施例中，一些编码标记通过沿第一预定数量的方向之一位移第一距离对值编码，而其他编码标记通过沿第二预定数量的方向之一位移第二或第三距离对值编码，其中第一和第二距离可相同或不同。使编码标记沿不同方向位移并且进行不同程度的位移的概念还可用于这样的代码，即其中多于一个的编码标记与每个额定位置相关联，和/或其中一些标记被置于它们各自的额定位置。该概念还可用于位置码以增加位置的数量。

Claims (23)

1.一种用于生成将应用于基底上的组合位置和信息码的方法，包括：

生成位置码的电子表示，该电子表示包括多个编码标记并且对多个位置编码，每个位置由第一预定数量的编码标记编码，

在位置码内定义多组编码标记，每组包括与所述预定数量的编码标记相比数量更多的编码标记，并且

使用每组编码标记内的至少一些编码标记在所述多组编码标记内对信息项编码。

2.根据权利要求1的方法，其中同一个信息项在所述多组编码标记内被重复编码。

3.根据权利要求1或2的方法，其中所述信息项包括多个元素，并且在每一组内对至少两个所述元素编码，并且所述多组编码标记一起对每个所述元素进行多次编码。

4.根据权利要求1或2的方法，其中所述信息项包含多个元素，并且由至少两个所述组编码的元素不同。

5.根据权利要求1或2的方法，其中所述信息项包含至少两个元素，该元素的顺序在至少两个所述组内被不同地编码。

6.根据权利要求5的方法，其中根据预定义的置换规则在连续的组之间置换所述至少两个元素的顺序。

7.根据权利要求1或2的方法，其中所述信息项包含至少两个元素，每个元素由一个编码标记编码。

8.根据权利要求1或2的方法，其中通过使编码标记位移离开网格定义的相应的额定位置对位置和信息项编码。

9.根据权利要求1或2的方法，其中该信息项是地址项的指示、基底的布局的指示、加密项信息的指示和访问信息项的指示之一。

10.一种用于生成将应用于基底上的组合位置和信息码的装置，该装置包括编码模块，该编码模块具有

用于生成位置码的电子表示的构件，该电子表示包括多个编码标记并且对多个位置编码，每个位置由预定数量的编码标记编码，

用于在位置码内定义多组编码标记的构件，每组包括与所述预定数量的编码标记相比数量更多的编码标记，和

用于使用每组编码标记内的至少一些编码标记在所述多组编码标记内对信息项编码的构件。

11.一种用于对组合位置和信息码以及信息项解码的方法，该组合位置和信息码包括多个编码标记，所述多个编码标记对多个位置编码，每个位置由预定数量的编码标记编码，所述方法包括：

接收组合码的不同部分的一系列电子表示，每个电子表示至少包括所述预定数量的编码标记，但仅包含对所述信息项编码的编码标记的子集，

由每个所述电子表示确定位置，并且

从至少两个所述电子表示将使用编码标记的信息项解码。

12.根据权利要求11的方法，其中该信息项包含至少两个元素，并且该方法还包括对于每个用于对信息项解码的编码标记，识别对应的信息项元素。

13.根据权利要求12的方法，该方法还包括当对信息项解码时跟踪每个信息项元素的观测次数。

14.根据权利要求12或13的方法，其中该信息项被在预定的多组编码标记内编码，并且对应的信息项元素的识别包括使用置换规则，该置换规则定义了在连续组之间的编码标记的置换。

15.根据权利要求12或13的方法，其中当识别对应的信息项元素时使用从电子表示确定的位置。

16.根据权利要求11-13中任一项的方法，其中确定位置和对信息项解码的步骤都包括确定解码标记离开网格定义的相应的额定位置的位移。

17.根据权利要求11-13中任一项的方法，其中该方法还包括处理作为在基底上写下的笔划的位置，并且处理作为用于处理所述笔划的参数的解码后的信息项。

18.一种用于对组合位置和信息码以及信息项解码的装置，该组合位置和信息码包括多个编码标记，所述多个编码标记对多个位置编码，每个位置由预定数量的编码标记编码，该装置包括解码模块，该解码模块具有：

用于接收组合码的不同部分的一系列电子表示的构件，每个电子表示至少包括所述预定数量的编码标记，但仅包含对所述信息项编码的编码标记的子集，

用于由每个所述电子表示确定位置的构件，和

用于从至少两个所述电子表示将使用编码标记的信息项解码的构件。

19.一种用于生成将被应用于基底上的组合位置和信息码的方法，该方法包括：

生成位置码的电子表示，该电子表示对多个位置编码，每个位置由第一预定数量的编码标记编码，

将信息码的电子表示覆盖在位置码上以生成组合码，所述信息码通过使用第二预定数量的编码标记对至少一个信息项编码，其中通过使编码标记位移离开被网格定义的相应的额定位置对位置和信息项编码。

20.根据权利要求19的方法，其中通过使位置码的编码标记沿不同方向位移离开被网格定义的相应的额定位置而对位置编码，并且通过使信息码的编码标记位移离开被网格定义的相应的额定位置不同的量对所述信息项编码。

21.一种用于生成将被应用于基底上的组合位置和信息码的装置，该装置包括编码模块，该编码模块具有：

用于生成位置码的电子表示的构件，该电子表示对多个位置编码，每个位置由第一预定数量的编码标记编码，

用于将信息码的电子表示覆盖在位置码上以生成组合码的构件，所述信息码通过使用第二预定数量的编码标记对至少一个信息项编码，其中通过使编码标记位移离开被网格定义的相应的额定位置而对位置和信息项编码。

22.一种用于对组合位置和信息码解码的方法，该方法包括：

接收所述组合位置和信息码的一部分的电子表示，

在所述电子表示中定位有助于位置编码的至少一个位置编码标记，

确定所述至少一个信息编码标记离开额定位置的位移方向，

在所述电子表示内定位有助于信息项的编码的至少一个信息编码标记，并且

确定所述至少一个信息编码标记离开额定位置的位移量。

23.一种用于对组合位置和信息码解码的装置，该装置包括解码模块，该解码模块具有：

用于接收所述组合位置和信息码的一部分的电子表示的构件，

用于在所述电子表示中定位有助于位置编码的至少一个位置编码标记的构件，

用于确定所述至少一个位置编码标记离开额定位置的位移方向的构件，

用于在所述电子表示内定位有助于信息项的编码的至少一个信息编码标记的构件，并且

用于确定所述至少一个信息编码标记离开额定位置的位移量的构件。

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