Übertragen einer Datei über Stift und Papier mit Fehlerkorrektur

Ich bezweifle, ob otherwise transcribing it will be too difficultdies ein Problem sein wird.

Nehmen wir an, Sie haben Rot, Grün, Blau und Schwarz. Sie können ein Skript schreiben, das Ihre Daten in eine Sammlung von Buchstaben umwandelt RGBY, zB: RGBYGBRYBGBYRYYBYBRYYG(oder sogar Red Green Blue Black Green Blue Red Black...in einer Excel-Tabelle) und wieder zurück. Es ist nur eine Frage der Basiskonvertierung Ihrer Binärdaten von Basis 2 (oder von Hexadezimaldaten von Basis 16) in Basis in der Anzahl der Farben, die Sie verwenden (in diesem Beispiel 4).

Nun, der logischste Ansatz wäre, sich 16 Farben zu holen. Auf diese Weise müssen Sie viermal weniger Punkte verwenden, was das Wechseln zwischen den Stiften lohnt. Auf diese Weise können Sie 4-mal so viele Daten auf das Papier schreiben, wenn Sie dies tun müssen oder vielleicht 4-mal weniger genau sind, wenn Sie Ihre Punkte setzen. Die Skalierung liegt bei Ihnen. Ich würde wirklich davon abraten, jedes einzelne Stück zu zeichnen.

Müsste 5565 byteszum Beispiel mit zwei multipliziert werden, um die Anzahl der Hexadezimalzahlen zu erhalten, die 11130 hexadecimals(im Gegensatz zu 44520 bits) in ein 106 x 106Raster eingefügt werden können.

Abhängig von der Art der Daten können Sie wahrscheinlich einige Optimierungen mit sich bringen ...

Hinweis: Versuchen Sie, die deutlichsten (kontrastreichsten) Farben auszuwählen ...

Alternativen, die einen einzelnen Stift verwenden können:

• Repräsentieren die verschiedenen hexadezimal durch verschiedene Symbole -, /, |, \, +, ...

• Stellen Sie die verschiedenen Hexadezimalzahlen durch eine kleine Pixelschrift dar, siehe meinen Avatar.

  

  Dies macht es sogar nützlich, so etwas wie Base 32 (oder Base 36) zu verwenden. Beachten Sie, dass das Qund 9das Gleiche sind, daher sollten Sie den oberen rechten Pixel des QWeiß als klare Unterscheidung wählen. Die Basis 32 erfordert nur ein 53 x 53Raster für Ihr Beispiel und einen kleinen Abstand, um zwischen den Buchstaben zu unterscheiden.

Wenn Sie möchten, dass Personen die Daten lesen und schreiben können, besteht das Problem mit Base64 und vielen Textkodierungen darin, dass sie Zeichen wie I, I, I, |, /, 0, O, o usw. verwenden, die diese Personen verwirren miteinander.

Untersuchen Sie die Base32- Kodierung von Douglas Crockford . Das Alphabet wurde speziell ausgewählt, um ähnliche Zeichen zu vermeiden, und es enthält Fehlererkennung.

Nach dem Lesen Ihrer Kommentare klingt das vernünftiger. Ich war mir nur nicht sicher, ob Sie Megabytes an Daten wie diese kodieren wollten.

Im Sinne von Olivers Vorschlag empfehle ich Ihnen, Ihre Datendichte zu erhöhen, indem Sie sich eine Seite aus Bacons Chiffre leihen, die von Gefängnisbanden häufig verwendet wird, um versteckte Nachrichten in Missiven zu verschlüsseln, die in zwei verschiedenen Skriptstilen geschrieben sind. Kleinbuchstaben oder Druck- oder Kursivzeichen, z

Hey mOM, WHAT's FOR diNNeR TODAY? = ABBBA AAAAA BAAAB BAABA AAAAA = P A S T A 

Da Ihr Ziel jedoch keine Stegnographie ist, können Sie dies einfach verwenden, um Ihren Glyphensatz zu erweitern. Auf diese Weise könnten Sie bis zu 114 Glyphen verwenden, die nur alphanumerische Druck- und Kursivzeichen verwenden, oder 12996 Codepunkte, die die Kodierung mit zwei Zeichen verwenden.

Da jedoch alle Glyphenzahlen von mehr als 15 und weniger als 256 im Wesentlichen für eine gerade Verschlüsselung binärer Daten gleich sind (dh, Sie benötigen immer noch 2 Zeichen, um jedes Byte darzustellen, so dass Sie eine Datendichte von 4 Bits pro Zeichen erhalten.) In allen Fällen) können Sie die zusätzlichen 98 Glyphen / 12740-Codepunkte zur Fehlererkennung / -korrektur verwenden.

Möglichkeiten, dies zu tun, umfassen:

• Wählen Sie aus den 256 am einfachsten zu lesenden / schreibenden Zeichenkombinationen. Wenn eine andere Zeichenkombination auftritt, wissen Sie, dass es sich um einen Kopierfehler handelt.
• Verwenden Sie zwei Versionen des Endzeichens als Paritätsbit.

• Erstellen Sie 50 verschiedene 16-stellige Glyphensätze. Sie können sie dann verwenden, um Fehlerkorrekturdaten zu verschlüsseln.

  ZB bedeutet, die nächsten 3 Nibbles gleich 0x000, gleich 0x001usw.

  Sie können dies verwenden, um 2500+ der 4096 möglichen 1,5-Byte-Werte darzustellen. In ähnlicher Weise könnten Sie nur 16 Sätze verwenden, um alle Werte des folgenden Bytes darzustellen, wodurch Sie 100% Redundanz erhalten, ohne die kodierte Datenlänge zu erhöhen.

Alternativ können Sie die zusätzlichen Glyphen für zusätzliche Komprimierung verwenden:

• Implementieren Sie die Kodierung mit variabler Breite, indem Sie 98 Einzelzeichen-Codepunkte auswählen. Dies würde die durchschnittliche Größe des codierten Inhalts um etwa 20% reduzieren.
• Implementieren Sie etwas, das der Lauflängencodierung ähnelt, indem Sie verschiedene Glyphensätze oder Kombinationen von Glyphensätzen verwenden, um wiederholte Halbbytes / Bytes darzustellen. ZB Ab= aba; aB= abab; AB= ababab...
• Verwenden Sie die zusätzlichen Glyphen oder Code-Punkte, um "Wörter" und "Phrasen" darzustellen, die in Ihren Daten wiederholt werden. Obwohl vorkomprimierte Daten wahrscheinlich einen hohen Entropiepegel aufweisen, weiß ich nicht, wie effektiv dies wäre.

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Um Kopierfehler weiter zu reduzieren, würde ich den kodierten Inhalt in Gitternetzlinien anzeigen und auf Grafikpapier kopieren. Wenn Sie ein benutzerdefiniertes stationäres Gerät mit abwechselnden Spalten- / Zeilenfarben oder ein Schachbrettmuster im Schachbrettstil mit mit Buchstaben versehenen Spalten und nummerierten Zeilen für schnelle Suche verwenden können, würde dies die Kopiergenauigkeit weiter erhöhen.

Sie können auch ein abwechselndes Rasterlayout mit abwechselnden Zeichenstilen kombinieren, um die Fehlererkennung zu erleichtern. Das heißt, wenn ungerade Spalten immer großgeschrieben werden, wenn der Transcriber Kleinbuchstaben in ungeraden Spalten schreibt, wissen sie, dass sie einen Fehler gemacht haben, und können nachverfolgen, wo der Fehler aufgetreten ist.

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Wenn Ihre Hauptpriorität auf Genauigkeit gerichtet ist, würde ich eine binäre Codierung + Hamming-Code verwenden . Wenn Sie einen (12, 8) gekürzten Hamming-Code auf Standard-Grafikpapier verwenden, passen Sie möglicherweise nur 187 Byte an und kodieren dabei nur 124 Byte. Es könnte jedoch sehr schnell transkribiert werden (ein Schrägstrich für 1, nichts für 0) und eine einzelne Fehlerkorrektur ermöglichen. Das Anpacken eines zusätzlichen Paritätsbits (13, 8) würde SECDED (Einzelfehlerkorrektur, Doppelfehlererkennung) bereitstellen. Bei Verwendung eines Standard-Hamming-Codes wie (15, 11) oder (31, 26) erzielen Sie mit 137 bzw. 156 Byte Daten pro Blatt eine noch bessere Effizienz. Je nachdem, wie genau Sie glauben, dass Ihr Transkription für Sie geeignet ist, können sogar noch höhere Codierraten erzielt werden.

Eine binäre Kodierung wäre auch einfacher zu lesen (laut) und OCR / OMR.

Zu diesem Zweck haben wir S-Records verwendet. Pro Zeile gab es eine einfache Prüfsumme zur Fehlererkennung. Normalerweise waren alle, außer der letzten Zeile, feste Länge, daher diente der Zeilenende-Marker zur Prüfung auf Einfügungen und Löschungen. Es wurde jedoch keine Überprüfung auf fehlende Zeilen durchgeführt. Dafür haben wir einfach die Anzahl der Zeilen gezählt. Die meisten Dateien waren kurz, weniger als 100 Zeilen, aber ich erinnere mich an mindestens eine Datei mit 300 Zeilen oder mehr. Es war sehr langwierig, Dateien in das System einzugeben. Natürlich war unter den ersten Programmen, die auf diese Weise übertragen wurden, ein Downloader;)

Die optische Markierungserkennung wird seit Jahrzehnten zur Erstellung maschinenlesbarer handgeschriebener Formulare verwendet. Die Wikipedia-Seite enthält Links zu mehreren Open Source-Versionen.

Schulen haben OMR schon lange zum Testen verwendet; Die Formulare sind einfach zu verwenden und zu lesen, und die Genauigkeit ist normalerweise besser als die Tastatureingabe. Kommerzielle Hersteller wie Scantron und ReMark können für eine höhere Genauigkeit benutzerdefinierte Formulare erstellen.