可嵌入大比例圖形的二維碼及其編碼和解碼方法和設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本公開各實施例設(shè)及二維碼技術(shù)，特別設(shè)及可嵌入大比例圖形的二維碼及其編碼 和解碼方法和設(shè)備。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 二維碼(2-dimensional bar code)是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面 (二維方向）上分布黑白相間的圖形來記錄數(shù)據(jù)符號信息。二維碼在代碼編制上巧妙地利用 構(gòu)成計算機內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的"0"、"Γ比特流的概念，并使用若干個與二進制相對應(yīng)的幾何 形體來表示文字數(shù)值信息，然后通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備可W自動識讀W實現(xiàn)信 息自動處理。因此二維碼具有條碼技術(shù)的一些共性:每種碼制有其特定的字符集;每個字符 占有一定的寬度;具有一定的校驗功能等。同時二維碼還具有對不同行的信息自動識別功 能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化等。
[000引國際上對二維碼技術(shù)的研究始于20世紀80年代末，在二維碼符號表示技術(shù)研究方 面已研制出多種碼制，常見的有PDF417、QR Code (如圖1所示）、DM code (如圖2所示）、 Code 49、Code 16K、Code化e等。運些二維碼的信息密度都比傳統(tǒng)的一維碼有了較大提高， 如PDF417的信息密度是一維碼CodeC39的20多倍。在二維碼標準化研究方面，國際自動識別 制造商協(xié)會(AIM)、美國標準化協(xié)會(ANSI)已完成了PDF417、QR Code、Code 49、Code 16K、 Code化e等碼制的符號標準。國際標準技術(shù)委員會和國際電工委員會還成立了條碼自動識 別技術(shù)委員會（IS0/IEC/JTC1/SC31)，已制定了QR Code的國際標準（IS0/IEC 18004:2000 《自動識別與數(shù)據(jù)采集技術(shù)一條碼符號技術(shù)規(guī)范一QR碼》），起草了 PDF417、Code 16K、化ta Ma化ix、Maxi Code等二維碼的IS0/IEC標準草案。在二維碼設(shè)備開發(fā)研制、生產(chǎn)方面，美國、 日本等國的設(shè)備制造商生產(chǎn)的識讀設(shè)備、符號生成設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于各類二維碼應(yīng)用系 統(tǒng)。二維碼作為一種全新的信息存儲、傳遞和識別技術(shù)，自誕生之日起就得到了世界上許多 國家的關(guān)注。各國不僅已將二維碼技術(shù)應(yīng)用于公安、外交、軍事等部口對各類證件的管理， 而且也將二維碼應(yīng)用于例如:海關(guān)、稅務(wù)等部口對各類報表和票據(jù)的管理;商業(yè)、交通運輸 等部口對商品及貨物運輸?shù)墓芾?；郵政部口對郵政包裹的管理;工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)I(yè)生產(chǎn) 線的自動化管理等。
[0006] 隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，二維碼的應(yīng)用空間也越來越廣泛。通過將相關(guān)信息編制 成二維碼，在移動設(shè)備(例如手機）中安裝識讀軟件，可W使移動設(shè)備成為一個二維碼識讀 器，主動識讀各種場合下的二維碼標志，獲取內(nèi)含的有效信息。
[0007] 基于二維碼的糾錯功能，即使二維碼部分被覆蓋或丟失，掃描設(shè)備依然能夠識別 出其記錄的完整信息，基于運樣的原理，當前已有不少"個性二維碼"的生成工具，可W把一 些個性圖案與二維碼進行合成，從而得到個性化并能被掃描設(shè)備識別的二維碼，運種"個性 二維碼"也開始流行起來。
[0008] 如圖3所示，在商業(yè)應(yīng)用中，例如一種"個性二維碼"的示例是通過在標準二維碼的 圖片上，部分用企業(yè)logo圖片進行覆蓋，從而可W直觀地顯示二維條碼與商家的關(guān)系。運種 "個性二維碼"存在W下缺點： 1.嵌入圖像的大小不能超過原二維碼面積的大約20%(運個比例與二維碼大小、印刷 質(zhì)量等相關(guān)），在面積較小的標簽識別碼中，由于標簽大小的限制，可W嵌入圖像的面積比 例會更小，例如圖3中的嵌入圖形面積約為二維碼圖形整體面積的6%。
[0009] 2.降低了標準二維碼在應(yīng)用中的糾錯能力。運是由于運種方法嵌入圖像的原理 是利用了標準二維碼的糾錯能力，在較小比例上覆蓋標準二維碼的部分區(qū)域時，標準二維 碼仍然可W通過自動糾錯來解碼數(shù)據(jù)。但是實際上對標準二維碼本身，嵌入的圖像仍然是 一種干擾信息，因此降低了標準二維碼在實際應(yīng)用中糾錯能力。
[0010] 如圖4所示，例如另一種"個性二維轉(zhuǎn)'的示例是在圖形當中嵌入標準二維碼，比如 圖4中的"個性二維碼"嵌入了一個標準二維碼，然后在標準二維碼的四周再裝飾一些圖案， 看起來相當美觀，然而運種"個性二維碼"也存在W下缺點： 1.被嵌入的二維碼的圖片必須存在可W縷空的部分，如圖4中卡通鴨的腹部是縷空 的。
[0011] 2.被嵌入的二維碼的圖片整體不能做得很小，運是因為圖片要縷空再嵌入二維 碼，而二維碼本身必須有足夠的大小，才能被識讀軟件讀取。
[0012] 此外，目前來看，雖然標準二維碼的生成與識別是一種國際標準通用，但是運種標 準二維碼用于防偽行業(yè)，存在易于復(fù)制和盜版的問題。
[0013]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 針對現(xiàn)有二維碼(例如個性二維碼)所存在的不足，本公開的各實施例提出了一種 可嵌入大比例圖形的二維碼，相應(yīng)地，本公開的各實施例還提出了用于該二維碼的編碼方 法、編碼設(shè)備、解碼方法、W及解碼設(shè)備。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)(例如現(xiàn)有的個性二維碼直接套用標準二維碼的實現(xiàn)方式)相比，本公 開的各實施例中的二維碼采用了新的技術(shù)，特別定義了可嵌入大比例圖形的畫布區(qū)域，因 此可W嵌入大比例圖像。此外，該畫布區(qū)域也是一種嵌入的可變形狀的畫布區(qū)域，因此使得 二維碼能夠?qū)崿F(xiàn)一種整體可變的外形，因此屬于一種外形可變的二維碼。
[0016] 本公開的一個方面提供了一種可嵌入大比例圖形的二維碼，包括定位符、控制區(qū)、 數(shù)據(jù)區(qū)和畫布區(qū)，其中： 所述定位符包括對所述二維碼進行識別和定位的定位信息； 所述控制區(qū)包括對所述二維碼進行配置的配置信息，所述配置信息包括與所述二維碼 使用的二維碼模板相對應(yīng)的二維碼模板信息； 所述數(shù)據(jù)區(qū)包括與所述二維碼代表的原始信息相對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，所述數(shù)據(jù)區(qū)的位置 和大小根據(jù)所述二維碼模板來確定； 所述畫布區(qū)用于嵌入所述大比例圖形，所述畫布區(qū)的位置和大小根據(jù)所述二維碼模板 來確定。
[0017] 根據(jù)本公開的一個實施例，所述定位信息包括定位符，所述二維碼模板信息包括 二維碼模板編號，所述二維碼模板存儲于數(shù)據(jù)源中并且定義了所述二維碼的形狀和大小、 W及所述數(shù)據(jù)區(qū)和所述畫布區(qū)的位置和大小。
[0018] 根據(jù)本公開的一個實施例，所述配置信息還包括W下各項中的至少一項： 1) 掩碼編號:定義了對所述數(shù)據(jù)信息進行轉(zhuǎn)換運算的規(guī)則； 2) 數(shù)據(jù)糾錯等級編號:定義了對所述數(shù)據(jù)信息的糾錯等級； 3) 數(shù)據(jù)壓縮方法編號:定義了對所述數(shù)據(jù)信息的壓縮方法； 4) 數(shù)據(jù)加密方法編號:定義了對所述數(shù)據(jù)信息的加密方法； 5) 控制區(qū)糾錯碼:對所述配置信息計算得到控制區(qū)糾錯碼。
[0019] 根據(jù)本公開的一個實施例，所述原始信息包括統(tǒng)一資源定位符，所述原始信息經(jīng) 編碼W及W下各項中的至少一項后形成所述數(shù)據(jù)信息：壓縮、加密、糾錯碼計算、W及掩碼 計算。
[0020] 根據(jù)本公開的一個實施例，所述大比例圖形包括圖片和/或文字信息，所述二維碼 在識讀時能夠根據(jù)所述定位信息對所述二維碼進行識別和定位，然后解讀出所述控制區(qū)中 的所述配置信息，W便根據(jù)所述配置信息中的二維碼模板信息來獲得所述二維碼使用的二 維碼模板，所述二維碼模板包括關(guān)于所述二維碼的布局信息的數(shù)據(jù)點陣，所述數(shù)據(jù)點陣定 義了所述二維碼的形狀和大小、W及所述數(shù)據(jù)區(qū)和所述畫布區(qū)的位置和大小。
[0021] 根據(jù)本公開的一個實施例，還包括間隔區(qū)，所述間隔區(qū)包括定位間隔區(qū)和數(shù)據(jù)間 隔區(qū)；其中所述定位間隔區(qū)是所述定位符四周的空白，寬度為一個點陣基本元素;所述數(shù)據(jù) 間隔區(qū)是所述數(shù)據(jù)區(qū)與所述畫布區(qū)、和/或所述數(shù)據(jù)區(qū)與所述二維碼外部的空白，寬度為一 個點陣基本元素。
[0022] 本公開的一個方面提供了一種可嵌入大比例圖形的二維碼的編碼方法，包括： 選擇二維碼模板:所述二維碼模板包括關(guān)于所述二維碼的布局信息的數(shù)據(jù)點陣，選擇 的二維碼模板要滿足:所述布局信息定義的定位符、數(shù)據(jù)區(qū)和控制區(qū)不會覆蓋到原始圖片 在畫布區(qū)所要展示的內(nèi)容，并且所述數(shù)據(jù)區(qū)能夠容納將要編碼到所述二維碼中的最大編碼 長度； 數(shù)據(jù)區(qū)編碼:根據(jù)所述布局信息中關(guān)于所述數(shù)據(jù)區(qū)的定義將所述數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)信息填 充到所述數(shù)據(jù)點陣，所述數(shù)據(jù)信息是由所述二維碼代表的原始信息經(jīng)編碼W及W下各項中 的至少一項后形成的:壓縮、加密、糾錯碼計算、W及掩碼計算； 控制區(qū)編碼:根據(jù)所述布局信息中關(guān)于所述控制區(qū)的定義將二維碼模板編號、W及W 下各項中的至少一項填充到所述數(shù)據(jù)點陣:掩碼編號、數(shù)據(jù)糾錯等級編號、數(shù)據(jù)壓縮方法編 號、數(shù)據(jù)加密方法編號、W及控制區(qū)糾錯碼； 生成二維碼:根據(jù)所述布局信息中關(guān)于所述定位符和所述間隔區(qū)的定義將所述定位符 和所述間隔區(qū)的編碼填充到所述數(shù)據(jù)點陣，并將所述數(shù)據(jù)點陣轉(zhuǎn)換為模板圖片，然后將所 述模板圖片疊加到所述原始圖片上，W形成所述可嵌入大比例圖形的二維碼。
[0023] 本公開的一個方面提供了一種可嵌入大比例圖形的二維碼的編碼設(shè)備，被配置為 執(zhí)行根據(jù)W上所述的可嵌入大比例圖形的二維碼的編碼方法;或者被配置為生成W上所述 的可嵌入大比例圖形的二維碼。
[0024] 本公開的一個方面提供了一種可嵌入大比例圖形的二維碼的解碼方法，包括： 二維碼點陣轉(zhuǎn)換:采集所述可嵌入大比例圖形的二維碼的圖像并進行二值化處理，然 后在生成的二值化圖像中查找定位符，并根據(jù)所述定位符的位置將所述二值化圖像轉(zhuǎn)換為 二維碼點陣； 控制區(qū)解碼:在所述二維碼點陣中讀取控制區(qū)編碼，并對所述控制區(qū)編碼進行解碼W 獲得所述控制區(qū)的配置信息，所述配置信息包括二維碼模板編號，W及W下各項中的至少 一項:掩碼編號、數(shù)據(jù)糾錯等級編號、數(shù)據(jù)壓縮方法編號、數(shù)據(jù)加密方法編號、W及控制區(qū)糾 錯碼； 獲取二維碼模板:根據(jù)所述二維碼模板編號，從數(shù)據(jù)源中獲得所述二維碼使用的二維 碼模板； 數(shù)據(jù)區(qū)解碼:根據(jù)所述二維碼模板關(guān)于數(shù)據(jù)區(qū)的定義，從所述二維碼點陣讀取所述數(shù) 據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)信息，W獲得所述二維碼代表的原始信息。
[0025] 本公開的一個方面提供了一種可嵌入大比例圖形的二維碼的解碼設(shè)備，被配置為 執(zhí)行根據(jù)W上所述的可嵌入大比例圖形的二維碼的解碼方法;或者被配置為識讀W上所述 的可嵌入大比例圖形的二維碼。
[0026] 通過W上的實施例，可W提供一種可嵌入大比例圖形的二維碼及其編碼和解碼方 法和設(shè)備。
[0027]
【附圖說明】
[0028] 現(xiàn)將僅通過示例的方式，參考所附附圖對本公開的實施例進行描述，其中 圖1圖示了QR二維碼的示意圖； 圖2圖示了DM二維碼的示意圖； 圖3圖示了個性二維碼的示例的示意圖； 圖4圖示了個性二維碼的另一示例的示意圖； 圖5圖示了根據(jù)本公開的實施例的可嵌入大比例圖形的二維