本發(fā)明涉及計算機軟件技術(shù)、移動環(huán)境感知技術(shù)、機器學習算法、二維碼的設(shè)計、生成、識別等多個技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于移動環(huán)境感知技術(shù)和深度學習算法的信息分層遠近可擴展信息碼設(shè)計方法，以及采用該方法的信息碼識別軟件。

背景技術(shù)：

隨著計算機互聯(lián)網(wǎng)以及智能手機移動終端網(wǎng)絡(luò)應用的快速發(fā)展，掃描二維碼已經(jīng)成為移動設(shè)備用戶獲取物理世界信息的最普遍途徑之一。

目前二維碼主要具有以下功能：信息獲取、網(wǎng)頁跳轉(zhuǎn)、廣告推送、手機電商、防偽溯源、優(yōu)惠促銷、會員管理、手機支付等。使用智能設(shè)備掃描二維碼的用戶都是處于移動環(huán)境中的，而這些二維碼卻存在著信息內(nèi)容固定、無法動態(tài)管理，需要發(fā)布者一對一的輸入、浪費人力物力，受掃碼距離限制，更新和維護困難等缺陷，無法自適應的根據(jù)用戶所處的環(huán)境不同而變化，降低了二維碼內(nèi)容個性化。

已有的二維碼改進：“一種用戶可以編輯的智能二維碼”(專利號cn201510487443.2)提出二維碼內(nèi)容可根據(jù)使用人的意愿和用途進行隨時修改調(diào)整，是一種用戶控制內(nèi)容的模式。但并不能夠感知環(huán)境信息，也無法根據(jù)環(huán)境信息和軟件定義的機器學習算法自動推斷出所需要呈現(xiàn)的動態(tài)信息，對于移動環(huán)境的改變?nèi)狈ψ赃m應性。

為了改進傳統(tǒng)二維碼的諸多局限性，本發(fā)明提出一種根據(jù)環(huán)境信息和距離范圍設(shè)計的新型軟件定義時空可擴展的信息碼。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服qr碼存在的信息單一、更新和維護困難、受掃碼距離影響大等多方面的局限性，本發(fā)明提出一種新型信息碼的生成方法，以及采用該方法的系統(tǒng)。此信息碼能夠根據(jù)不同的環(huán)境信息(時空、磁場、聲音等)為使用者提供更多的智能服務(wù)，提高信息碼內(nèi)容與環(huán)境信息的契合度，并降低信息碼更新難度。

為實現(xiàn)上述多功能應用的軟件定義時空可擴展信息碼，本發(fā)明上述目的需通過以下技術(shù)方法實現(xiàn)：

發(fā)明的方法主要包括以下三個方面：

1.對編解碼規(guī)則的改進——結(jié)合環(huán)境信息動態(tài)編解碼：本發(fā)明設(shè)計主要有三個邏輯方參與，即發(fā)布商，服務(wù)提供商和最終用戶。信息碼的內(nèi)容分為兩部分，即靜態(tài)信息和動態(tài)信息。信息發(fā)布商定義編解碼規(guī)則，提供環(huán)境信息與信息碼內(nèi)容的映射解析關(guān)系。服務(wù)提供商應為信息發(fā)布商提供一個網(wǎng)絡(luò)接口，由發(fā)布商自定義動態(tài)信息內(nèi)容。最終用戶通過本發(fā)明提出的掃碼軟件捕獲二維碼，采集終端的環(huán)境信息并上傳。服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)將會通過本發(fā)明采用深度學習算法設(shè)計的一種映射函數(shù)，根據(jù)掃碼時刻智能移動設(shè)備的移動環(huán)境感知技術(shù)捕獲到的不同時間維度、空間維度、磁場維度、用戶操作、設(shè)備歷史行為等多種環(huán)境信息以及多層神經(jīng)算法的分析映射獲取到不同信息內(nèi)容。

2.對信息碼圖案的改進——分層遠近可擴展編碼：在最終用戶獲取信息碼圖像的過程中，可根據(jù)距離遠近獲取到不同層次的碼圖形，因此可讀取到不同信息。采用分層編碼機制，通過使用非均勻分辨率的代碼塊以多個粒度將信息嵌入到空間，根據(jù)距離遠近對信息碼進行分層編碼。此發(fā)明能夠支持一定范圍的分辨率捕獲，并且通過控制相鄰層間的干擾量可以確保所有層均可獨立解碼。此外，分層可擴展信息編碼的設(shè)計是遞歸的，可以很容易的擴展生成更多的層。

3.對獲取方式進行改進——環(huán)境信息與字符或手勢結(jié)合：為改進傳統(tǒng)二維碼操作距離受限、二維碼破損等情況，可以根據(jù)環(huán)境信息和指定字符或手勢結(jié)合的深度學習算法得到該碼信息內(nèi)容。終端用戶打開本發(fā)明提供的掃碼軟件后，獲取該覆蓋范圍內(nèi)存在的信息碼數(shù)量及相應信息，通過在移動設(shè)備上輸入指定字符或手勢來獲取指定信息碼的內(nèi)容(需在信息碼周邊標識手勢信息或嵌入到信息碼中)。

一種軟件定義的時空可擴展信息碼的系統(tǒng)，其包括：

1.網(wǎng)絡(luò)接口模塊，服務(wù)提供商供應的網(wǎng)絡(luò)接口，此接口面向信息發(fā)布商，用于自定義動態(tài)信息內(nèi)容；

2.存儲模塊，服務(wù)提供商數(shù)據(jù)庫，用于存儲動態(tài)信息資料；

3.信息碼生成模塊，服務(wù)商提供的二維碼編譯生成器，結(jié)合存儲模塊根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容生成動態(tài)信息二維碼；

4.用戶終端軟件，通過該終端軟件分析信息碼、獲取動態(tài)信息內(nèi)容。

本發(fā)明采用分層調(diào)制的概念，設(shè)計一種在視覺上分層的遠近可擴展碼，并通過深度學習映射函數(shù)結(jié)合時空等環(huán)境信息得到動態(tài)可變的時空可擴展信息碼。在用戶掃描二維碼之后，將靜態(tài)信息與動態(tài)信息相結(jié)合，從而解碼出最適合用戶所處移動環(huán)境的二維碼信息。此信息碼可以向下兼容傳統(tǒng)的靜態(tài)二維碼技術(shù)，只需計算機軟件設(shè)計即可，無需增加硬件成本，易于實現(xiàn)，且可用于任何二維碼設(shè)備，如智能手機、atm機、平板電腦、多媒體顯示屏等。信息碼既可靜態(tài)的打印在紙質(zhì)材料上，又可動態(tài)顯示在電子顯示屏上。

附圖說明

圖1軟件系統(tǒng)示意圖

圖2系統(tǒng)主要工作流程圖

圖3分層遠近可擴展編碼示意圖

圖4含手勢信息的信息碼

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，對本發(fā)明的實施例進行詳細的附圖說明。所描述的實施例僅為本發(fā)明新型的一部分實施例，而非全部完整的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明的實施系統(tǒng)主要有三個參與方，即發(fā)布商，服務(wù)提供商和用戶，信息碼的內(nèi)容分為兩部分，即靜態(tài)信息和動態(tài)信息。本發(fā)明通過內(nèi)置傳感器對時空等環(huán)境信息的數(shù)據(jù)采集來增強信息碼的自適應性。其主要工作流程如下，可參照圖2：

1.服務(wù)提供商提供網(wǎng)絡(luò)接口：

服務(wù)提供商的主要工作就是為信息發(fā)布商提供一個網(wǎng)絡(luò)接口，該接口既可針對不同的信息類型為發(fā)布商提供固定格式的模板(如廣告、注冊、折扣等信息均有各自的模板，且可自由搭配)，又可允許有能力的發(fā)布商自行定義個性化模板。模板內(nèi)容即為靜態(tài)信息。此網(wǎng)絡(luò)接口能夠?qū)l(fā)布商輸入的信息碼內(nèi)容和環(huán)境信息進行多層映射和加密，并進行軟件編程，需經(jīng)由本發(fā)明設(shè)計的深度學習系統(tǒng)獲取。

2.發(fā)布商通過網(wǎng)絡(luò)接口定義編碼規(guī)則：

發(fā)布商利用服務(wù)提供商所供應的網(wǎng)絡(luò)接口即可針對不同時間、地理位置、聲音、用戶操作、設(shè)備歷史數(shù)據(jù)等環(huán)境信息配置相應的碼信息，定義編解碼規(guī)則。發(fā)布商可以為所有的配置信息建立一個庫，既可以允許用戶在網(wǎng)絡(luò)信息庫上獲取信息(推薦使用，可隨時更新信息)，又可下載信息庫到api中進行離線查詢。此部分即為動態(tài)信息。此信息庫保存在服務(wù)提供商服務(wù)器。

3.服務(wù)提供商生成軟件定義時空可擴展信息碼：

服務(wù)提供商根據(jù)信息發(fā)布商定義的編碼規(guī)則生成軟件定義時空可擴展信息碼。為了達到“分層可擴展”的目的，需采用新的碼圖設(shè)計技術(shù)，使用非均勻分辨率的代碼塊以多個粒度將信息嵌入到空間，能夠支持一定范圍的分辨率捕獲，并且通過控制相鄰層間的干擾量可以確保所有層均可獨立解碼。并且分層可擴展信息編碼的設(shè)計是遞歸的，可以擴展生成更多的層。圖3為分層遠近可擴展編碼簡易示意圖(二層)。

4.信息碼采集與深度學習算法獲取信息碼內(nèi)容：

用戶在智能終端上打開本發(fā)明提出的軟件進行掃碼，將相機采集到的不同分辨率碼圖及通過移動環(huán)境感知技術(shù)傳感器采集的信息作為輸入，通過相應的軟件定義過程和深度學習映射函數(shù)在信息庫中獲取到輸出信息，并將輸出信息打印在智能手機的屏幕上。

或者，用戶在打開軟件后，可以通過在智能設(shè)備上輸入信息碼指定的字符或操作手勢(如搖動、用力按壓屏幕等)，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫會根據(jù)環(huán)境信息和指定字符或手勢結(jié)合的深度學習算法得到該碼信息內(nèi)容(指示信息如圖4)。

本發(fā)明通過機器學習算法從服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)庫中獲取信息碼內(nèi)容。首先，利用移動環(huán)境感知技術(shù)有目的性的抓取智能移動終端設(shè)備的環(huán)境信息并上傳到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。服務(wù)器接受到環(huán)境信息后，結(jié)合攝像頭捕獲到的信息碼或者用戶在終端輸入的字符或者手勢一并作為深度學習算法的輸入，i1、i2、i3…in。之后，經(jīng)過多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運算可得到映射結(jié)果。所屬映射結(jié)果即為該信息碼的信息內(nèi)容。

5.軟件技術(shù)：

本發(fā)明中以android智能設(shè)備為例，需要一個可與時空可擴展信息碼配套，且具有二維碼兼容性的掃碼軟件。一般android智能設(shè)備擁有眾多傳感器，利用android系統(tǒng)對應的api可以得到傳感器的相應數(shù)據(jù)，通過這些環(huán)境信息數(shù)據(jù)和本發(fā)明解碼軟件的解碼規(guī)則即可在信息數(shù)據(jù)庫中映射到相應的動態(tài)信息并返回到智能設(shè)備終端上。且由于距離不同，掃碼獲得的分辨率不同，用戶可以獲得到分層的信息。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明設(shè)計的軟件定義時空可擴展信息碼在基于其他軟件平臺的觸屏設(shè)備上(如基于蘋果公司ios系統(tǒng)的觸屏設(shè)備、觸屏atm機器、觸屏門禁系統(tǒng)等)進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其進行限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，本發(fā)明的保護范圍應以權(quán)利要求所述為準。