專利名稱：在照片上實現(xiàn)容錯數(shù)據(jù)存儲的方法和設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理方法和設備，特別地，本發(fā)明公開了一種利用噴墨打印系統(tǒng)使用紅外墨在照片上存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)編碼方法和設備，其中的數(shù)據(jù)是從照相機系統(tǒng)獲得的原始數(shù)據(jù)和對應于該原始數(shù)據(jù)的經(jīng)可載入所述照相機系統(tǒng)的圖像處理程序轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換圖像數(shù)據(jù)。
共同未決的專利申請在以下由本發(fā)明的申請人或受讓人與本申請同時遞交的共同未決申請中，公開了與本發(fā)明相關的不同的方法、系統(tǒng)和設備

這里將參考引用這些共同未決申請的公開內(nèi)容。
在由本發(fā)明的申請人或受讓人于1998年7月10日提交的以下申請中公開了與本發(fā)明有關的其他不同方法、系統(tǒng)和設備USSN 09/113,070USSN 09/112,785這里將參考引用這些共同未決申請的公開內(nèi)容。
在由本發(fā)明的申請人或受讓人于2000年6月30日提交的以下申請中公開了與本發(fā)明有關的其他不同方法、系統(tǒng)和設備PCT/AU00/00743，PCT/AU00/00744，PCT/AU00/00745，PCT/AU00/00746，PCT/AU00/00747和PCT/AU00/00748這里將參考引用這些共同未決申請的公開內(nèi)容。
背景技術(shù)：
如申請人在未決申請USSN 09/113,070和USSN 09/112,785中所指出的那樣，市場上廣泛需要一種能夠允許在簡單的打印媒質(zhì)(例如卡)上存儲高容量計算機數(shù)據(jù)并且在使用掃描器進行讀取時能夠容忍高度破壞的打印媒質(zhì)掃描系統(tǒng)。例如，在使用掃描錯誤可包括1.因使用對于一行的像素讀取器有故障的線性CCD讀取卡的表面而導致無效像素錯誤，從而對于該行上的所有點產(chǎn)生同樣的值。
2.優(yōu)選的，所采用的該系統(tǒng)可容忍其中由卡的持有者將文本寫入表面的錯誤。這些錯誤理想地可以被掃描該卡片的任何掃描系統(tǒng)容許。
3.在卡表面會出現(xiàn)多種數(shù)據(jù)錯誤，因此任何確定存儲在卡表面上的信息的系統(tǒng)都應能夠容許任何損傷或污跡。
4.在把卡插入讀卡器時存在某種程度的“播放(play)”。這種播放可能包括在讀卡器讀取時卡一定程度的旋轉(zhuǎn)。
5.此外，假設讀卡器在電機的驅(qū)動下經(jīng)過線性圖像傳感器，例如CCD。電該機可能存在一定程度的抖動，而這種抖動可能導致CCD表面的數(shù)據(jù)的傳輸速率的波動。
通過對卡表面采用數(shù)據(jù)編碼方法應當也可以克服這些電機的抖動錯誤。
6.卡表面的掃描器可能存在多種裝置波動，從而使各個像素的密度發(fā)生變化。在卡表面上包含的數(shù)據(jù)中實現(xiàn)的任何系統(tǒng)或方法中也應考慮到讀卡器密度的變化。
從理論上說，任何掃描系統(tǒng)都應在存在因上述因素導致的錯誤的條件下保持其準確性。
在申請USSN 09/113,070和USSN 09/112,785中，申請人公開了一種采用編碼容錯形式在照片背后優(yōu)選使用白底黑墨打印數(shù)據(jù)的方法和設備。數(shù)據(jù)以數(shù)字圖像文件格式表示照片和/或代表包含計算機程序腳本的數(shù)據(jù)，這種計算機程序腳本可以運行以便重新產(chǎn)生圖像或為圖像施加某種效果。為此發(fā)明了一種稱為VARK腳本的編程語言，這種語言是可移植的，并且是獨立于設備的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明試圖通過記錄兩個圖像來提供編碼與記錄數(shù)據(jù)的另一種方法，一個圖像對應于從照相機系統(tǒng)接收的原始圖像數(shù)據(jù)，第二個圖像數(shù)據(jù)對應于通過使用可載入照相機系統(tǒng)的圖像處理程序轉(zhuǎn)換原始圖像產(chǎn)生的所述圖像的版本，所述方法包括使用紅外墨以編碼的容錯數(shù)字形式在原始圖像上或與圖像本身一起打印這兩個圖像，如申請人先前公開的那樣，通過使用墨噴打印系統(tǒng)將圖像和數(shù)據(jù)記錄在打印媒質(zhì)上。
本發(fā)明的一個目的是提供一種在照片上打印數(shù)字數(shù)據(jù)的方法，其中所述數(shù)據(jù)是來自照相機系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)，且該圖像數(shù)據(jù)經(jīng)圖像處理程序轉(zhuǎn)換，該方法包括下列步驟，a)從照相機系統(tǒng)接收與圖像對應的圖像數(shù)據(jù)；b)使用圖像處理程序轉(zhuǎn)換所述圖像數(shù)據(jù)，其步驟可被載入所述照相機系統(tǒng)；c)將所述原始圖像數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)變換為編碼容錯數(shù)字形式；d)通過噴墨打印處理使用顯隱墨在打印媒質(zhì)的表面打印出所述容錯數(shù)字形式的所述原始圖像數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)，同時在所述打印媒質(zhì)的相同表面上以一種可見的、可讀的形式打印出所述原始圖像數(shù)據(jù)作為攝影圖像。
優(yōu)選的，所述編碼步驟包括壓縮所述圖像數(shù)據(jù)并使用里德-所羅門算法對其進行處理。為在一空間中容納兩個圖像，而在本發(fā)明的其他形式種，該相同空間僅可容納單個圖像拷貝，需要對圖像數(shù)據(jù)和經(jīng)轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)進行更大的壓縮顯隱墨可以是幾乎不吸收可見光譜的紅外吸收墨。
本發(fā)明的另一個目的提供用于在照片上以紅外墨打印編碼的容錯數(shù)字數(shù)據(jù)的設備，所述設備包括a)一個用于成像圖像的照相機系統(tǒng)，包括輸出數(shù)字格式的所述圖像；所述計算機系統(tǒng)進一步包括并用于輸入圖像處理程序的裝置；b)根據(jù)所述圖像處理程序的程序步驟將所述數(shù)字格式的所述圖像處理為轉(zhuǎn)換版本的所述圖像的裝置；c)用于將所述數(shù)字格式的所述圖像和所述轉(zhuǎn)換版本的所述圖像轉(zhuǎn)變?yōu)槿蒎e編碼數(shù)字形式的裝置；d)用于使用噴墨打印處理打印所述圖像和所述容錯編碼的數(shù)字形式的裝置，所述容錯編碼的數(shù)字形式以所述紅外墨打印。
打印方法優(yōu)選使用利用噴墨結(jié)構(gòu)的頁寬打印頭，例如，如在申請人的PCT/AU00/00743，PCT/AU00/00744，PCT/AU00/00745，PCT/AU00/00746，PCT/AU00/00747和PCT/AU00/00748中所公開的結(jié)構(gòu)，一輥式進給打印媒質(zhì)穿過其中，例如在申請人的Artcam申請USSN 09/113,070和USSN 09/112,785中公開的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的一個較佳形式，信息被打印在照片上，該照片與具有85mm×55mm(與信用卡的大小相當)格式的現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)編碼卡相比，具有大約為102×152mm(4″×6″) 的標準尺寸。記錄媒質(zhì)尺寸的增加使得與以前的格式相比，在使用相似或相同數(shù)據(jù)編碼技術(shù)的情況下，可以在照片上記錄幾乎4倍之多的數(shù)據(jù)。通過將數(shù)據(jù)記錄在具有圖像的該照片的同一表面，僅需要一個頁寬打印頭，而不是如在申請人的申請USNSN09/113,070中公開的那樣需要兩個打印頭。


雖然本發(fā)明具有許多其它形式，但是在此我們將舉例并參考附圖來描述本發(fā)明的較佳形式，其中圖1顯示了卡或照片的數(shù)據(jù)表面；圖2示意性地顯示了單個數(shù)據(jù)塊的布局；圖3顯示了單個數(shù)據(jù)塊；圖4和圖5是圖3的數(shù)據(jù)塊的局部放大視圖；圖6顯示了單個目標結(jié)構(gòu)；圖7顯示了數(shù)據(jù)塊的目標結(jié)構(gòu)；圖8顯示了目標相對于數(shù)據(jù)區(qū)的邊界時鐘區(qū)域的位置關系；圖9顯示了一個數(shù)據(jù)塊的方向列；圖10顯示了數(shù)據(jù)塊的點陣列；圖11示意性地顯示了里德-所羅門編碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；圖12以十六進制表示法顯示了里德-所羅門編碼之前的控制塊數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)；圖13顯示了里德-所羅門編碼過程；圖14顯示了數(shù)據(jù)塊內(nèi)的編碼數(shù)據(jù)的布局。
具體實施例方式
本發(fā)明優(yōu)選包括一個噴墨打印系統(tǒng)，其在頁寬打印頭中每個點具有至少4個噴墨打印噴嘴。這四種墨分別是青色、絳紅和黃色用于打印彩色圖像，紅外(IR)墨用于以編碼的容錯形式打印與彩色圖像一起的數(shù)據(jù)?？梢允褂盟姆N墨打印的這樣一種噴墨打印頭在申請人的共同未決申請PCT/AU00/00743，PCT/AU00/00744，PCT/AU00/00745，PCT/AU00/00746，PCT/AU00/00747和PCT/AU00/00748中公開。
適用于本發(fā)明的紅外墨在申請人的共同未決申請中進行了公開，這些申請是于2000年8月14日申報的澳大利亞臨時專利申請PQ9412和PQ9376，于2000年8月18日申報的PQ9509、以及于2000年8月21日申報的PQ9571和PQ9561。
可用于編碼用于打印紅外墨的信息技術(shù)在申請人的共同未決專利申請USSN 09/113,070和USSN 09/112,785中進行了公開，這里將參考引用其說明。這些技術(shù)被描述為Artcard，另一種Artcard格式或Dotcard格式。在這些申請中，數(shù)據(jù)以白底黑字的形式打印在85mm×55mm卡片的背面，有效數(shù)據(jù)區(qū)域為80mm×50mm。采用這種方式，967KB數(shù)據(jù)被容錯編碼為1.89MB數(shù)據(jù)，用15,876,000個打印點。
編碼數(shù)據(jù)格式當然，雖然有多種編碼數(shù)據(jù)格式，但是本發(fā)明中將描述這樣一種具有許多優(yōu)選特性的編碼數(shù)據(jù)格式。
編碼數(shù)據(jù)概述編碼數(shù)據(jù)可用于恢復圖像，所述編碼數(shù)據(jù)被寫在該圖像上，或為應用操作提供其數(shù)字格式，應用操作例如通過數(shù)字通信網(wǎng)絡傳輸或在計算機中進行圖像處理。
編碼數(shù)據(jù)技術(shù)也可能與打印分辨率無關。把數(shù)據(jù)存儲為打印媒質(zhì)上的點的概念只是意味著如果有可能在同一空間中放置更多的點(通過提高分辨率)，那么這些點可以代表更多的數(shù)據(jù)。該較佳實施例假定在作為樣本照片的102mm×152mm(4″×6″)大小的照片上使用1600dpi打印，但是對于其它圖片尺寸和/或其它打印分辨率只是簡單的確定可選擇的等效布局和數(shù)據(jù)量。例如，在申請人的噴墨打印照相機系統(tǒng)中，還支持全景打印，在這種情況下，照片的長度是標準尺寸照片的2倍，因此可以允許記錄兩倍的數(shù)據(jù)，以增強圖像數(shù)據(jù)的冗余。不管使用何種打印分辨率，讀取技術(shù)都是相同的。在考慮了所有解碼和其它開銷后，編碼數(shù)據(jù)格式能夠在高達1600dpi的打印分辨率下在4″×6″打印尺寸中存儲3-4MB的數(shù)據(jù)。還可以高于1600dpi的打印分辨率存儲更多編碼數(shù)據(jù)。
編碼數(shù)據(jù)的格式因此，將照片上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)專門設計為輔助對數(shù)據(jù)的恢復。本節(jié)描述照片上的數(shù)據(jù)的格式。該格式之前在USSN 09/113,070和USSN 09/112,785中被描述為“另一種Artcard”格式。
點由此，在照片上打印的點的結(jié)構(gòu)被設計輔助數(shù)據(jù)的恢復。因此，“數(shù)據(jù)點”在實體上與“非數(shù)據(jù)點”不同。在由具有對紅外墨吸收特性的互補頻譜特性的紅外光源照亮照片的情況下，數(shù)據(jù)會呈現(xiàn)為在“白”點上的“黑色”單色顯示。黑色點對應著紅外墨的點且吸收；白色點對應著其上沒有打印紅外墨的彩色圖像區(qū)域，且反射基本上沒有衰減或只是部分衰減的紅外光線。在下文中，在提到使用紅外墨點記錄數(shù)據(jù)時，我們將使用白色和黑色這兩個詞。
在描述本實施例時，“點”這個詞是指照片上的(紅外墨)物理打印點。當編碼數(shù)據(jù)讀取器掃描編碼數(shù)據(jù)時，為滿足奈奎斯特定理，必須以至少為打印分辨率2倍的分辨率取樣?！跋袼亍币辉~指從編碼數(shù)據(jù)讀取設備中獲得的樣本值。例如，當以4800dpi分辨率掃描1600dpi的點時，一個點的每個維度上有3個像素，或者說每個點有9個像素。取樣過程將在下文中詳細描述。
請看圖1，圖1中所示的數(shù)據(jù)表面101顯示了編碼數(shù)據(jù)的一個樣本。具有編碼數(shù)據(jù)的每個照片由被邊界區(qū)域103圍繞的“有效”區(qū)域102構(gòu)成。邊界103不包含數(shù)據(jù)信息，但是可被編碼數(shù)據(jù)讀取器用于校準信號水平。該有效區(qū)域是一個數(shù)據(jù)塊陣列(即104)，每個數(shù)據(jù)塊被8個圖像點的空隙(即106)與相鄰數(shù)據(jù)塊隔開。根據(jù)不同的打印分辨率，照片上的數(shù)據(jù)塊的數(shù)目也不同。在一個4″×6″的1600dpi打印照片上，在頁邊為2.5mm的大約97mm×147mm左右的區(qū)域中，一個數(shù)據(jù)陣列可能有15×14個數(shù)據(jù)塊。每個數(shù)據(jù)塊104的尺寸為627×394個點，數(shù)據(jù)塊之間的間隔106為8個圖像點。
數(shù)據(jù)塊請看圖2，圖2中顯示了單個數(shù)據(jù)塊107。編碼數(shù)據(jù)的有效區(qū)域包含一個結(jié)構(gòu)相同的數(shù)據(jù)塊的陣列107。每一個數(shù)據(jù)塊有以下結(jié)構(gòu)一個由時鐘標記109、邊界110和目標111圍繞的數(shù)據(jù)區(qū)108。數(shù)據(jù)區(qū)正確容納編碼數(shù)據(jù)，而時鐘標記、邊界和目標被專門提供用于幫助定位數(shù)據(jù)區(qū)，并保證從該數(shù)據(jù)區(qū)中準確地恢復數(shù)據(jù)。
每個數(shù)據(jù)塊107的規(guī)格為627×394個點。其中，中央?yún)^(qū)的595×384點為數(shù)據(jù)區(qū)108。周圍的點用于容納時鐘標記、邊界和目標。
邊界和時鐘標記圖3顯示了一個數(shù)據(jù)塊，圖4和圖5示出了其放大的邊緣部分。如圖4和圖5所示，在每個數(shù)據(jù)塊中有兩個5點高的邊界和時鐘區(qū)域170、177一個在該數(shù)據(jù)區(qū)之上，一個在該數(shù)據(jù)區(qū)之下。例如，頂部的5點高的區(qū)域包含一個外部黑色點外邊界線112(該邊界線使該數(shù)據(jù)塊的長度伸長)、一個白色點分隔符行113(保證邊界線的獨立性)、以及一個3點高的一組時鐘標記114。時鐘標記以黑白行交替，在從該數(shù)據(jù)塊的任何一端的第8列以黑色時鐘標記開始。在時鐘標記點和該數(shù)據(jù)區(qū)的點之間沒有分隔。
時鐘標記是對稱的，因為如果把編碼數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)180度插入，則會遇到相同的相對邊界/時鐘標記區(qū)域。邊界112和113旨在由編碼數(shù)據(jù)讀取器用于當從數(shù)據(jù)區(qū)讀取數(shù)據(jù)時保持垂直跟蹤。時鐘標記114用于在從數(shù)據(jù)區(qū)讀取數(shù)據(jù)時保持水平跟蹤。由于在讀取過程中可能會出現(xiàn)模糊，因此在該邊界和時鐘標記之間需要由一個白色點行分隔。因此，邊界將變成兩側(cè)帶有白色的黑線，以便在讀取時具有良好的頻率響應。在白色和黑色之間交替的時鐘標記具有類似效果，只是其沿水平方向，而不是垂直方向。任何編碼數(shù)據(jù)讀取器如果想要使用時鐘標記和邊界進行跟蹤，則均必須對它們進行定位。在下一節(jié)中我們將討論目標，其被設計用于指向通往時鐘標記、邊界和數(shù)據(jù)的路徑。
目標區(qū)中的目標如圖7所示，每個數(shù)據(jù)塊中有兩個15點寬的目標區(qū)116和117，一個在數(shù)據(jù)區(qū)的左側(cè)，另一個在數(shù)據(jù)區(qū)的右側(cè)。目標區(qū)由用于定向的一列點從數(shù)據(jù)區(qū)分隔開來。目標區(qū)116和117的作用是指向通網(wǎng)時鐘標記、邊界和數(shù)據(jù)區(qū)的路徑。每個目標區(qū)包含6個目標(即118)，這些目標被設計為易于被編碼數(shù)據(jù)讀取器找到。現(xiàn)在請看圖6，圖6中顯示了單個目標120的結(jié)構(gòu)。每個目標120是一個15×15點的黑色正方形，它具有一個中央結(jié)構(gòu)121和一個按掃描寬度編碼的目標編號122。中央結(jié)構(gòu)121是一個簡單的白十字，目標編號部分122只是兩個白色點列，每個作為該目標編號的每一部分，為2個點長。因此，目標編號1的目標標識符122為2個點長，目標編號2的目標標識符122為4個點寬，等等。
如圖7所示，目標被排列為使得它們的旋轉(zhuǎn)與卡片插入無關。也就是說，左側(cè)目標和右側(cè)目標是相同的，只是旋轉(zhuǎn)了180度而已。在左側(cè)的目標區(qū)116中，目標被排列為目標1-6按從上到下分別排列。在右側(cè)的目標區(qū)中，目標1-6按下到上的方式排列。目標編號標識符始終在最靠近數(shù)據(jù)區(qū)的一半中。圖7的放大視圖部分清楚地顯示了右側(cè)目標與左側(cè)目標完全相同，只是旋轉(zhuǎn)了180度。
如圖8所示，目標124和125特定地位于目標區(qū)內(nèi)，它們之間由55個點分隔。另外，從目標1(124)的中央到上部的時鐘標記區(qū)域中的第一個時鐘標記點126的距離是55個點，且從該目標的中央到下部的時鐘標記區(qū)域(沒有示出)中的第一個時鐘標記點的距離也是55個點。兩個區(qū)域中的第一個黑色時鐘標記開始直接與目標中心在一條直線上(第8個點的位置是該15個點寬的目標的中心)。
圖8中的簡化示意圖顯示了目標中心之間的距離以及從目標1(124)到上部邊界/時鐘標記區(qū)域中的第一個黑色時鐘標記(126)的第一個點的距離。由于從上部及下部目標到時鐘標記的距離均為55個點，并且編碼數(shù)據(jù)的兩側(cè)(旋轉(zhuǎn)180度后)是對稱的，所以既可以從左向右讀取卡片，也可以從右向左讀取卡片。不管以什么方向讀取，為從數(shù)據(jù)區(qū)中提取數(shù)據(jù)確實需要確定方向。
方向列如圖9所示，每個數(shù)據(jù)塊中有兩個1點寬的方向列127和128一個緊鄰該數(shù)據(jù)區(qū)，在其左側(cè)，另一個緊鄰該數(shù)據(jù)區(qū)，在其右側(cè)。這些方向列被用于向編碼數(shù)據(jù)讀取器提供方向信息在該數(shù)據(jù)區(qū)的左側(cè)(至左邊目標的右側(cè))是單列白色的點127。在該數(shù)據(jù)區(qū)的右側(cè)(到右邊目標的左側(cè))是單列黑色點128。由于目標是旋轉(zhuǎn)不變量，所以這兩列點允許編碼數(shù)據(jù)讀取器確定照片的方向性-即該照片是以正確方向插入還是被顛倒插入。
從該編碼數(shù)據(jù)讀取器的角度來看，在假定沒有點的惡化情況下，有兩種可能性·如果該數(shù)據(jù)區(qū)左側(cè)的列是白色的，而數(shù)據(jù)區(qū)右側(cè)的列是黑色的，那么讀取器將會知道照片是按照與其寫入相同的方式插入的。
·如果數(shù)據(jù)區(qū)左側(cè)的列是黑色的，而數(shù)據(jù)區(qū)右側(cè)的列是白色的，那么讀取器將會知道照片是反向插入的，則會適當?shù)匦D(zhuǎn)數(shù)據(jù)區(qū)。此時，讀取器必須采取適當?shù)拇胧┮员銖恼掌姓_恢復信息。
數(shù)據(jù)區(qū)如圖10所示，-個數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)區(qū)包含595個點列，每列有384個點，共有228,480個點。必須對這些點進行解釋和解碼以產(chǎn)生原始數(shù)據(jù)。其中的每個點代表一位，因此228,480個點代表228,480個位，或者28,560字節(jié)。每個點的解釋如下

但是，對由這些點產(chǎn)生的位的實際解釋要求理解從原始數(shù)據(jù)到照片的數(shù)據(jù)區(qū)中的點的映射關系。
把原始數(shù)據(jù)映射為數(shù)據(jù)區(qū)中的點現(xiàn)在，將描述獲得最大尺寸為2,986,206字節(jié)的原始數(shù)據(jù)文件并將其映射為1600dpi照片上的210個數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)區(qū)中的點的過程。編碼數(shù)據(jù)讀取器會按相反的過程操作從而從照片中的點提取原始數(shù)據(jù)。初看起來，把數(shù)據(jù)映射為點很容易二進制數(shù)據(jù)包括若干個0和1，所以有可能簡單地將黑白點寫到該卡片上。但是，這種方案沒有考慮到墨可能褪色以及卡片的某些部分可能會因污垢、塵垢甚至刮傷而損壞的情況。如果沒有錯誤檢測編碼，就沒有辦法檢測從卡片上獲得的數(shù)據(jù)是否正確。沒有冗余編碼，就沒有辦法糾正檢測出的錯誤。映射過程的目標是獲得具有高度強壯性的數(shù)據(jù)恢復能力，且向該編碼數(shù)據(jù)讀取器提供獲知其讀取數(shù)據(jù)正確性的能力。
在將原始數(shù)據(jù)文件映射為數(shù)據(jù)區(qū)中的點的處理中涉及有四個基本步驟·壓縮原始數(shù)據(jù)；·冗余編碼壓縮的數(shù)據(jù)；·以一種確定性的方式混排編碼數(shù)據(jù)，以降低局部編碼數(shù)據(jù)損壞的影響；·把混排的、編碼的數(shù)據(jù)作為點寫出至照片上的數(shù)據(jù)塊。
上述每個步驟將在以后幾節(jié)里詳細說明。
壓縮原始數(shù)據(jù)待記錄到照片上的數(shù)據(jù)可能包含幾個塊，例如1)彩色圖像數(shù)據(jù)2)音頻注釋數(shù)據(jù)3)圖像處理控制腳本4)位置數(shù)據(jù)(例如從GPS接收機獲得的)5)時間與日期6)相機方向7)跟蹤數(shù)據(jù)—例如墨盒信息、軟件版本、照相機標識等等。
對于高質(zhì)量圖像，源圖像數(shù)據(jù)可能是2000×3000像素，每個像素占3個字節(jié)。這會產(chǎn)生18MB的數(shù)據(jù)，這多于可在照片上的紅外點中存儲的數(shù)據(jù)。使用某種影像壓縮技術(shù)，可以10∶1左右的比率對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，同時圖像質(zhì)量幾乎不會下降。適當?shù)膱D像壓縮技術(shù)包括基于離散余弦變換、霍夫曼編碼的JPEG壓縮，和用于JPEG2000標準中的子波壓縮或碎片壓縮。
使用10∶1的壓縮下，18MB的高質(zhì)量的圖像得到1.8MB的壓縮數(shù)據(jù)。
也可以使用MP3壓縮算法對音頻注釋數(shù)據(jù)進行壓縮。
圖像處理控制腳本通常不會使用超過10KB數(shù)據(jù)，除非在腳本中嵌入圖像。這些圖像通常應該壓縮。為照片處理設計的一種比較合適的圖像處理腳本語言是本申請人開發(fā)的“Vark”語言，這種語言公開于USSN 09/113,070中。其它的數(shù)據(jù)量很少，不必壓縮。
使用里德—所羅門編碼進行冗余編碼把數(shù)據(jù)映射為編碼的數(shù)據(jù)點在很大程度上依賴所使用的冗余編碼方法。較佳地選擇里德—所羅門編碼方法，因為這種方法能夠處理區(qū)間誤差(burst error)并能使用最少的冗余有效地檢測和糾正錯誤。里德-所羅門編碼在標準課本中已經(jīng)有詳細的介紹，例如Wicker，S.和Bhargava，V.，1994，里德-所羅門代碼及其應用，IEEE出版，Rorabaugh，C，1996；錯誤編碼碼本，McGraw-Hill，Lyppens，H.，1997；里德-所羅門錯誤校正，多布博士的期刊，1997年1月(第22卷，第一期)。
里德-所羅門編碼可以使用多種不同的參數(shù)，包括不同的符號大小以及不同等級的冗余度。較佳的，使用以下的編碼參數(shù)*m＝8*t＝64m＝8意味著符號大小是8位(1個字節(jié))。它還意味著每個里德-所羅門編碼的塊大小是255字節(jié)(28-1個符號)。為了允許糾正多達t個符號，在最后塊大小中的2t個符號必須使用冗余符號進行處理。t＝64表示每塊可以糾正64個字節(jié)(符號)，如果它們存在錯誤。因此，每255個字節(jié)塊有128(2×64)個冗余字節(jié)，其余的127字節(jié)(k＝127)用于容納原始數(shù)據(jù)。因此*n＝255*k＝127實際結(jié)果是，127字節(jié)的原始數(shù)據(jù)被編碼成為里德-所羅門編碼數(shù)據(jù)的一個255個字節(jié)的塊。編碼后的255字節(jié)塊被存儲到照片上，之后再由編碼數(shù)據(jù)讀取器解碼回原來的127個字節(jié)。數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)區(qū)的一個列中的384個點可容納48個字節(jié)(384/8)。595個這些列可以容納28,560個字節(jié)。這達到112個里德-所羅門塊(每個塊有255個字節(jié))。該210個數(shù)據(jù)塊的完整照片總共可以容納23,520個里德-所羅門塊(共5,997,600字節(jié)，每個里德—所羅門塊占255個字節(jié))。其中兩個里德—所羅門塊被保留作為控制信息，而其余的塊用于儲存數(shù)據(jù)。由于每個里德-所羅門塊容納127字節(jié)的實際數(shù)據(jù)，所以在一張照片上總共可以存儲的數(shù)據(jù)量是2,986,786字節(jié)(23,518×127)。如果原始數(shù)據(jù)不足這個量，那么可以對數(shù)據(jù)進行編碼，以便符合精確數(shù)量的里德-所羅門塊，然后，可以復制該編碼的數(shù)據(jù)塊，直到全部23,518個塊都被使用。圖11顯示了所用編碼的整體形式。
兩個控制塊132和133的每一個包含相同的編碼信息，這些編碼信息用于解碼其余的23,518個里德-所羅門塊所有消息(以16位長度存儲，按低字節(jié)/高字節(jié)形式)的里德-所羅門塊的數(shù)目；消息的最后一個里德-所羅門塊(8位)中的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)目；這兩個數(shù)值被重復32次(占用96字節(jié))，而其余的31個字節(jié)被保留并置為0。然后，對每個控制塊進行里德-所羅門編碼處理，把127字節(jié)的控制信息變?yōu)?55字節(jié)的里德-所羅門編碼數(shù)據(jù)。
控制塊存儲兩次，以加大其存在的機會。另外，在使用里德-所羅門編碼時，控制塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)重復特別重要。在未破壞的里德-所羅門編碼塊中，第一個127字節(jié)的數(shù)據(jù)就是原始數(shù)據(jù)，且萬一控制塊無法解碼(錯誤的符號數(shù)超過64個)，則可以看到這127個字節(jié)以試圖恢復原始消息。因此，如果某個控制塊無法解碼，則有可能檢查3個字節(jié)的組，以確定2個譯碼參數(shù)的最可能的值。雖然這種方法不能保證一定可以恢復數(shù)據(jù)，但是因為數(shù)據(jù)是冗余的，所以恢復的機會很大。假設控制塊的最后159字節(jié)被破壞了，而前96字節(jié)是完全正確的。那么觀察前96個字節(jié)可以找到重復的數(shù)字組?？梢悦髦堑厥褂眠@些數(shù)字來解碼解碼在其余的23,518個里德-所羅門塊中的其余的消息。
圖12中以十六進制形式顯示了在進行里德-所羅門編碼處理之前每個控制塊數(shù)據(jù)的127個字節(jié)。
擾碼編碼數(shù)據(jù)假設所有編碼塊在存儲器中是連續(xù)存儲的，那么在照片上最多可以存儲5,997,600個字節(jié)的數(shù)據(jù)(2個控制塊和23,518個信息塊，總計23,520個里德-所羅門編碼塊)。然而此時，最好不把這些數(shù)據(jù)直接存儲到照片上，或者在卡片上把一個里德-所羅門塊的全部255字節(jié)存儲在一起。可能導致卡片發(fā)生物理損壞的任何污垢、塵垢或污點都有可能破壞單個里德-所羅門塊中的64個以上的字節(jié)，這將使該塊無法恢復。如果沒有該里德-所羅門塊的副本，那么整個照片就無法解碼。
解決方案是利用照片上有大量字節(jié)以及照片具有合理實際尺寸的事實。
因此，可以對這些數(shù)據(jù)進行擾碼，以確保來自單個里德-所羅門塊的符號不相互緊鄰。當然，照片老化的病理問題會導致里德-所羅門塊無法恢復，但是平均起來，對數(shù)據(jù)擾碼會使數(shù)據(jù)更具強壯性。
本發(fā)明中選擇的擾碼方案比較簡單，如圖13所示。每個里德-所羅門塊的所有為0的字節(jié)都放在一起(136)，然后是所有1字節(jié)等。因此，將有23,520個0字節(jié)和23,520個1字節(jié)等等。照片上的每個數(shù)據(jù)塊可以存儲28,560個字節(jié)。因此，在照片上的每個數(shù)據(jù)塊中的每個里德-所羅門塊中大約有4個字節(jié)。
采用這種擾碼方案，在照片上的16個全部數(shù)據(jù)塊的完全損壞會導致在每個里德-所羅門塊中的64個符號錯誤。這意味著，如果照片沒有其它損壞，那么即使沒有數(shù)據(jù)的副本，也可以完全恢復整個數(shù)據(jù)。
把擾碼的編碼數(shù)據(jù)寫到照片上一旦對原始數(shù)據(jù)進行里德-所羅門編碼、復制、以及擾碼，則照片上要存儲5,997,600個字節(jié)的數(shù)據(jù)。照片上的每個數(shù)據(jù)塊存儲28,560個字節(jié)。
此時，只需把數(shù)據(jù)簡單地寫入到照片的數(shù)據(jù)塊中，使第一個數(shù)據(jù)塊包含擾碼數(shù)據(jù)的第一個28,560個字節(jié)，第二個數(shù)據(jù)塊包含下一28,560個字節(jié)，等等。
如圖14所示，在一個數(shù)據(jù)塊中，數(shù)據(jù)是按從左到右的列方式寫出的。因此，數(shù)據(jù)塊中最左側(cè)的列包含28,560個字節(jié)的擾碼數(shù)據(jù)的第一個48個字節(jié)，最后一列包含28,560字節(jié)的擾碼數(shù)據(jù)的最后48個字節(jié)。在一列中，按從上到下順序?qū)懗鲎止?jié)，每次寫一位，從第7位開始，到第0位結(jié)束。如果該位被置為(1)，則會在照片上放置黑點(紅外墨點)，如果該被清零(0)，則不在照片上放置點。
例如，可以通過對23,520個里德-所羅門編碼塊進行擾碼產(chǎn)生一組5,997,600字節(jié)的數(shù)據(jù)，以存儲在照片上。數(shù)據(jù)的第一28,560個字節(jié)被寫入第一個數(shù)據(jù)塊。第一28,560個字節(jié)的第一48個字節(jié)被寫入到該數(shù)據(jù)塊的第一列中，下一48個字節(jié)被寫入到下一列中，以此類推。假設28,560字節(jié)的頭兩個字節(jié)是十六進制的D3 5F。這頭兩個字節(jié)被存儲到該數(shù)據(jù)塊的第0列中。字節(jié)0的第7位首先被存儲，然后是第6位，等等。然后字節(jié)1的第7位被存儲，直到字節(jié)1的第0位。由于每個“1”被存儲為一個黑點，而每個“0”被存為一個白點，因此這兩個字節(jié)在照片上將被表示為下列點·D3(1101 0011)變成黑色、黑色、白色、黑色、白色、白色、黑色、黑色·5F(0101 1111)變成白色、黑色、白色、黑色、黑色、黑色、黑色、黑色當通過打印機的打印頭驅(qū)動打印媒質(zhì)時，編碼圖像數(shù)據(jù)被發(fā)送到噴墨打印機上以驅(qū)動紅外墨噴嘴，同時該圖像數(shù)據(jù)被用于驅(qū)動青色、絳紅和黃色噴嘴。
當通過打印裝置的打印頭驅(qū)動打印媒質(zhì)時，該編碼圖像數(shù)據(jù)及其轉(zhuǎn)換的版本被發(fā)送至打印裝置以驅(qū)動紅外墨噴嘴，同時該圖像數(shù)據(jù)被用于驅(qū)動該彩色噴嘴。
現(xiàn)在，可得到由照相機系統(tǒng)獲取的圖像作為一個帶有必要數(shù)據(jù)的攝影圖像，所述必要數(shù)據(jù)用于再現(xiàn)與其一起被打印的圖像，不管有或沒有由原始使用的圖像處理程序轉(zhuǎn)換的圖像。如果需要照片的另一個副本，則沒有必要單獨放置底片，即使圖像中有一些損壞，也可以復制該圖像，且可獲得數(shù)字格式的圖像，其可被掃描到計算機系統(tǒng)，如在申請人的共同未決申請USSN09/113,070和USSN09/112,785中所公開的那樣，用于任何目的，或通過通信網(wǎng)絡傳送。
在申請人的共同未決申請USSN 09/113,070和USSN09/112,785中公開了另一種格式，稱為Artcard格式，這種格式也可以用在這里，代替上述的“另一種Artcard”格式。在Artcard格式中，在打印媒質(zhì)上打印連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)。在本申請中，在由邊緣包圍的照片以紅外墨打印連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)域，所述邊緣被打印為在該數(shù)據(jù)區(qū)域前緣和尾緣處的目標和其它標記以沿其上、下指定邊界和時鐘標記以幫助解碼包括在該數(shù)據(jù)區(qū)域中的數(shù)據(jù)。目標用于當卡片沿水平方向的旋轉(zhuǎn)不超過1°時確認卡片的方向，以及檢測卡片是被先插入前部還是后部。否則對數(shù)據(jù)的讀取將不可靠。
上述說明限于本發(fā)明的特定實施例。但是，很明顯，對本發(fā)明的一些變化和修改同樣能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的部分或全部優(yōu)點。例如，可以理解，在某種適當編程的數(shù)字數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，既可以使用硬件也可以使用軟件來實現(xiàn)本發(fā)明，這對各專業(yè)技術(shù)人員來說是容易實現(xiàn)的。因此，其權(quán)利要求書的目的是覆蓋所有落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有的這種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種在照片上打印數(shù)字數(shù)據(jù)的方法，其中所述數(shù)據(jù)是來自照相機系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)，且該圖像數(shù)據(jù)被圖像處理程序進行轉(zhuǎn)換，該方法包括以下步驟a)從照相機系統(tǒng)接收與圖像對應的圖像數(shù)據(jù)；b)將圖像處理程序載入所述照相機系統(tǒng)；c)使用所述圖像處理程序轉(zhuǎn)換所述圖像數(shù)據(jù)；d)把所述原始的圖像數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)換的圖像數(shù)據(jù)變換為編碼容錯的數(shù)字形式；e)通過噴墨打印處理使用顯隱墨在打印媒質(zhì)的表面打印所述編碼容錯數(shù)字形式的所述原始圖像數(shù)據(jù)和所述轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)，同時，以一種可見的、直接可讀的形式將所述原始圖像數(shù)據(jù)作為攝影圖像打印在所述打印媒質(zhì)的同一表面上。
2.如權(quán)利要求1所述的在照片上打印數(shù)字數(shù)據(jù)的方法，其中顯隱墨是幾乎不吸收可見光譜的紅外吸收墨。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所述容錯編碼形式包括形成所述圖像的里德-所羅門編碼版本。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)的所述容錯編碼形式包括將一高頻調(diào)制信號應用于所述容錯編碼形式，使得所述永久記錄包括可重復的高頻譜成分。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述高頻調(diào)制信號包含檢查框兩維空間信號。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述打印步驟利用輥式打印裝置存儲所述打印媒質(zhì)，并向所述打印裝置提供墨，所述打印裝置可從形成所述照片的照相機裝置分離。
7.一種采用顯隱墨在照片上打印編碼的容錯數(shù)字數(shù)據(jù)的設備，所述設備包括a)一種用于成像圖像的照相機系統(tǒng)，包括以數(shù)字格式輸出所述圖像的裝置；所述照相機系統(tǒng)進一步包括輸入圖像處理程序的裝置；b)按照所述圖像處理程序的步驟將所述數(shù)字格式的所述圖像處理為轉(zhuǎn)換后的版本的所述圖像的裝置；c)用于把所述數(shù)字格式的所述圖像和所述轉(zhuǎn)換版本的所述圖像變換為容錯編碼的數(shù)字形式的裝置；d)使用噴墨打印處理打印所述圖像、所述容錯編碼數(shù)字形式的裝置，所述容錯編碼數(shù)字形式使用紅外墨打印。
8.如權(quán)利要求7所述的設備，其中所述顯隱墨是幾乎不吸收可見光譜的紅外吸收墨。
9.如權(quán)利要求6所述的使用紅外墨在照片上打印編碼的容錯數(shù)字數(shù)據(jù)的設備，其中所述用于打印的裝置采用具有噴墨結(jié)構(gòu)的頁寬打印頭，所述噴墨結(jié)構(gòu)具有一輥式進給打印媒質(zhì)穿過其中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過噴墨打印處理使用紅外墨在照片上打印數(shù)字數(shù)據(jù)的方法。該數(shù)據(jù)可以存儲由照相機拍攝的圖像的詳細信息，和由可被單獨載入該照相機的一專用圖像處理程序轉(zhuǎn)換的第二圖像的詳細信息；該數(shù)據(jù)能夠以一種容錯形式存儲，從而使得能夠復制或恢復該原始圖像或被轉(zhuǎn)換的圖像而不管對其造成的損壞。
文檔編號B41J29/40GK1471685SQ01817748
公開日2004年1月28日 申請日期2001年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月20日
發(fā)明者卡·西爾弗布魯克, 保羅·拉普斯頓, 西蒙·羅伯特·瓦爾姆斯利, 卡 西爾弗布魯克, 拉普斯頓, 羅伯特 瓦爾姆斯利 申請人:西爾弗布魯克研究有限公司