A distance-aware 2D barcode for mobile computing applications
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Perustieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2018-11-07
Department
Major/Subject
Mobile Computing, Services and Security
Mcode
SCI3045
Degree programme
Master’s Programme in Computer, Communication and Information Sciences
Language
en
Pages
49
Series
Abstract
Global internet use is becoming increasingly mobile, and mobile data usage is growing exponentially. This puts increasing stress on the radio frequency spectrum that cellular and Wi-Fi networks use. As a consequence, research has also been conducted to develop wireless technologies for other parts of the electromagnetic spectrum – namely, visible light. One approach of using the visible light channel for wireless communication leverages barcodes. In this thesis, we propose a 2D barcode that can display different information based on the distance between the barcode and the scanner. Earlier research on distance-sensitive barcodes has focused on providing a closer viewer more information as a closer viewer can see more detail. In contrast, we target use cases where a clear physical separation between users of different roles can be made, such as presentation systems. We evaluate two methods of achieving distance-awareness: color-shifting of individual colors, where a color changes tone at longer distances, and color blending, where two colors blend into a third color at longer viewing distances. Our results show that a modern smartphone is capable of leveraging color-shifting in ideal conditions, but external changes such as ambient lighting render color-shifting unusable in practical scenarios. On the other hand, color blending is robust in varying indoor conditions and can be used to construct a reliable distance-aware barcode. Accordingly, we employ color blending to design a distance-aware barcode. We implement our solution in an off-the-shelf Android smartphone. Experimental results show that our scheme achieves a clear separation between close and far viewers. As a representative use case, we also implement a presentation system where a single barcode provides the presenter access to presentation tools and the audience access to auxiliary presentation material.Maailmanlaajuinen internetin käyttö muuttuu yhä liikkuvammaksi, ja mobiilidatan käyttö kasvaa eksponentiaalisesti. Tämä kohdistaa yhä suurempia vaatimuksia radiotaajuusspektriin, jota mobiili- ja Wi-Fi-verkot käyttävät. Näin ollen tutkijat ovat kehittäneet langattomia teknologioita hyödyntäen myös muita sähkömagneettisen spektrin osia – erityisesti näkyvää valoa. Yksi näkyvän valon sovellus langattomassa viestinnässä ovat viivakoodit. Tässä työssä kehitämme kaksiulotteisen viivakoodin, joka pystyy välittämään eri tietoa katselijoille eri etäisyyksillä. Aiempi etäisyyden huomioivien viivakoodien tutkimus on keskittynyt tarjoamaan lähellä olevalle katselijalle enemmän tietoa, koska läheinen katselija näkee viivakoodin tarkemmin. Sitä vastoin me keskitymme käyttötapauksiin, joissa eri käyttäjäroolien välillä on selkeä etäisyydellinen ero, kuten esimerkiksi esitelmissä puhujan ja yleisön välillä. Tarkastelemme kahta menetelmää: yksittäisten värien muutoksia etäisyyden muuttuessa ja kahden värin sekoittumista etäisyyden kasvaessa. Tulostemme perusteella nykyaikainen älypuhelin pystyy hyödyntämään yksittäisten värien muutoksia ihanteellisissa olosuhteissa, mutta ulkoiset tekijät, kuten ympäristön valaistus, aiheuttavat liian suuria värimuutoksia käytännön käyttötapauksissa. Toisaalta värien sekoittuminen on johdonmukaista muuttuvassa sisäympäristössä ja sitä voidaan käyttää luotettavan viivakoodin luomisessa. Näin ollen me suunnittelemme etäisyyden huomioivan viivakoodin hyödyntäen värien sekoittumista. Toteutamme ratkaisumme yleisesti saatavilla olevalle Android-älypuhelimelle. Kokeellisten tulostemme perusteella menetelmämme saavuttaa selkeän erottelun läheisten ja kaukaisten katselijoiden välillä. Esimerkkikäyttötapauksena toteutamme myös esitelmäjärjestelmän, jossa sama viivakoodi antaa lähellä olevalle puhujalle nopean pääsyn esitystyökaluihin ja kauempana olevalle yleisölle pääsyn esityksen apumateriaaliin.Description
Supervisor
Di Francesco, MarioThesis advisor
Di Francesco, MarioKeywords
wireless communication, camera-display communication, barcode, distance-awareness, smartphone, mobile computing