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Contribution Details

Type Bachelor's Thesis
Scope Discipline-based scholarship
Title Data transfer using a camera and a three-dimensional code
Organization Unit
Authors
  • Jeton Memeti
Supervisors
  • Burkhard Stiller
  • Flavio Santos
  • Martin Waldburger
Language
  • English
Institution University of Zurich
Faculty Faculty of Economics, Business Administration and Information Technology
Number of Pages 114
Date August 2012
Abstract Text One- and two-dimensional barcodes have become very popular in the last years and decades and are widely used to identify products and services. Recently, two-dimensional barcodes like QR code are also used to transfer a hyperlink from a magazine or poster to a smartphone. To overcome the low storage capacity of two-dimensional barcodes, the time can be introduced as a third dimension. Instead of one, a sequence of barcodes can be used to transfer an amount of data therefore. This would create a new application area. One could transfer for example files from a personal computer to a smartphone in cases where a wired or wireless connection is not available. The goal of this thesis is to design and implement the whole workflow on the receiver side. This contains capturing the 3D barcode, recognizing and reading the sequence of 2D matrices, and retrieving the original content. An important criterion though is the maximization of the transfer rate respecting the reliability. Furthermore, adversarial conditions have to be identified, tested and documented. The implemented prototype achieves a theoretical throughput of 12’288 bytes per 30 seconds, which means about 430 bytes/s. Interfering factors like distortion, rotation and light reflectance have been evaluated and considered in the implementation. Future extensions of the prototype could for example compensate the occurrent fish-eye effect and aim for larger barcodes, which could help increasing the throughput. Auspicious in this regard are the announced API changes and improvements in Android 4.0, e.g. taking pictures faster due to a shorter burst delay.
Zusammenfassung Ein- und zweidimensionale Barcodes haben in den letzten Jahren und Jahrzehnten sehr an Popularitä̈t gewonnen und werden vielerorts zum Identifizieren von Produkten und Dienstleistungen genutzt. Zweidimensionale Barcodes wie zum Beispiel QR Codes werden neuerdings auch dazu verwendet, schnell einen Hyperlink von einer Zeitschrift oder einem Plakat auf ein Smartphone zu ü̈bertragen. Um das geringe Speichervermö̈gen der zweidimensionalen Barcodes zu ü̈berwinden, kann man die Zeit als dritte Dimension hinzunehmen. Anstelle von einem Barcode, der eine bestimmte Information enthä̈lt, hä̈tte man dann eine Sequenz von Barcodes. Dies wü̈rde einen neuen Anwendungsbereich schaffen. Beispielsweise kö̈nnte man Dateien von einem Computer auf ein Smartphone ü̈bertragen, falls mal kein USB-Kabel oder Netzwerk vorhanden ist. Das Ziel dieser Arbeit ist auf der Empfä̈ngerseite den ganzen Prozess zu designen und implementieren. Der Empfä̈nger umfasst die Schritte von der Aufnahme des 3D Barcodes ü̈ber die Erkennung der einzelnen 2D Matrizen bis hin zu deren Dekodierung und zum Wiederherstellen des ursprü̈nglichen Inhalts. Ein wichtiges Kriterium dabei ist die Maximiserung der Übertragungsrate unter Berü̈cksichtigung der Zuverlä̈ssigkeit. Ferner mü̈ssen Stö̈rfaktoren ermittelt, getestet und dokumentiert werden. Der entwickelte Prototyp erreicht eine theoretische Durchsatzrate von 12’288 Bytes pro 30 Sekunden, sprich ca. 430 Bytes/s. Stö̈rfaktoren wie Verzerrung, Rotation oder auch reflektierende Lichter wurden hinreichend getestet und auch so weit mö̈glich behoben. Kü̈nftige Erweiterungen des Prototyps kö̈nnten beispielsweise den auftretenden Fischaugeneffekt kompensieren und somit die Verwendung von noch grö̈sseren Barcodes anstreben, wodurch der Durchsatz erheblich gesteigert werden kann. Vielversprechend sind diesbezü̈glich auch die angekü̈ndigten API Erweiterungen und Verbesserungen in Android 4.0, wie zum Beispiel die schnellere Aufnahme von Fotos.
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