CN101206722A - 一种易于读取识别的二维码 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种易于读取识别的二维图像，此图像横向和纵向的尺寸相近或相等，为便于界定图像的所占据的区域，此图像包含一个外框，此外框是可以用数学公式表达的，如正方形；此图像中表示信息的区域被等分成多个小区域，每个小区域用黑或白代表二进制代码中的0或1；而文字或数字也可表示成二进制代码，这样两者之间就建立了一对一的关系。在表达简单的文字或文本的时候，所需要的二进制代码会比较短，对应的图像中的每个小区域就不会太小，从而便于摄像头读取识别。带摄像头的手机越来越普及，人们可以在其基础上展开多种商务活动，在人群拥挤的使用环境且只需要图像表达某些简单文本和数字的时候，本发明所定义的二维图像具有更好的易用性。

Description

一种易于读取识别的二维码

技术领域

本发明涉及一种以图像方式表示简单的文本信息和数字信息的编码技术。

背景技术

用图像的方法表示为易于机器识别的图像的编码方法主要有一维和二维编码两种；

一维编码方法以一维条形码为代表，其图像可代表数字和简单的文本；

二维编码方法以PDF417码QR码等为代表，通过二维图像的方式代表数千甚至数万以上字节的信息。

这些编码方法配合专用的阅读设备，能得到较快的阅读速度和较高的准确度。此类编码方法却不利于通过带摄像头的手机来读取识别：如一维条码设计之初就是针对专用条码阅读器，在图像中包含很窄的黑白条，或通过黑白条之间的距离来代表信息，这样并不适合一般分辨率的摄像头读取识别；而二维条码和QR码虽然可以由手机阅读，但其主要目的是容纳较多的信息，这就要求图像的基本元素比较细小，在表示很少的信息或数字时也是这样。

如上所述：当需要表示的信息很少，或者仅为数字时，现有的编码方法生成的图像包含细小的元素，这种特征对待识别的图像质量要求高，导致在读取时必须仔细对焦，并且对读取环境和图像的摆放等都有较高要求。

手机等便携信息处理设备得到了越来越广泛的使用，在手机上配备摄像头的比例也越来越大，这意味着越来越多的人可以使用带摄像头的手机进行各种活动，如展览会参观、超市商品查询等，这些场合的特点是现场人多拥挤，而且只需要表达简单的文本或数字信息即可。现有的编码方法生成的图像包含细小元素的特征限制了用带摄像头手机的读取和识别，不利于基于手机的业务的开展，因此需要一种更好的编码方法。

发明内容

本发明结合一维条码和二维条码的优点，用二维图像表示简单的数字信息，以达到易于摄像头识别的目的。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

生成一幅二维图像，此图像横向和纵向的尺寸相近或相等，为便于界定图像的所占据的区域，此图像包含一个外框，此外框是可以用公式表达的，如正方形。

把图像中表示信息的区域等分成多个小区域，每个小区域用黑或白代表二进制代码中的0或1；而文字或数字也可表示成二进制代码，这样两者之间就建立了一对一的关系。在表达简单的文字或文本的时候，所需要的二进制代码会比较短，对应的图像中的每个小区域就不会太小，从而便于摄像头读取识别。

根据不同的防伪造要求，可以指定不同比例的小区域代表校验码，这种规则体现在编码和解码过程中，如果解码过程中发现不符合规则的识别结果，即可认为当前图像被伪造。

校验码的设置要便于识别后的解码过程正确判断图像的方向以得到正确的识别结果；比如：每个小区域是按行列排列的，要便于判断第一行和第一列。

例如：人们日常商业生活中接触到的十进制数字一般不会超过10位，这样的数字用30位的二进制代码即可表示(2的30次方可以表达10的9次方之内的任意数)，再加上同等数量的校验位、边界区域等，每个小区域可以做到总体图像的100分之1大小，如果使用最普通的VGA分辨率摄像头，假设总体图像在拍摄时占据摄像头50％的拍摄区域(这是易于实现的)，每个小区域就可以用1000个以上的象素来表示，如果某个最小单元代表1，则理论上这些象素都是全黑或全白。由于有足够多的象素表示一个二进制位，机器在识别摄像头拍摄的图像时就不需要待识别图像的质量很高，一般程度的聚焦不好、图像倾斜、由于被拍摄物体较远而导致图像较小、光照不均匀等等导致的待识别图像的质量下降都不至于影响识别结果。这些特性对使用者来说就意味着使用配置一般摄像头的手机即可，并不需要精心去拍摄，这样就容许更多的人可以使用本发明，同时也带来了使用上的便捷。

按照本方案得到的图像具有一定的防伪能力，因为仿造者并不能简单看出各个单元之间的逻辑关系；如果需要具备更强的防伪能力，可以再增加行列的数量，并让这些行列所在的单元格和原有单元格具有一定的逻辑关系，在识别解码后，核对这些逻辑关系就可以知道该图像是否被假造。

由于总体识别图像中包含的小区域数量很少，识别工作量和算法能相对简单，从而对识别机器的运算速度要求不高，可以在当前通用的手机上完成这些算法。

总之，本发明能生成易于摄像头手机读取识别的图像，人们就能更容易的通过这种手机读取这样的图像，采用本方案的超市购物、网上订票、展会登记等商业应用就更易于推广。

附图说明

图1为一种采用本发明的图像

图2为一种采用本发明表达数字“12345”的实例图像

图3为作为对比的其他一维、二维码的图像特征

实施方式

请参见图1，本方法将一个正方形图像均匀分割成7×7的小区域，最周围的一圈小区域为边缘码，永远是黑色，标志为图像的边缘；在余下的5×5单元中，把最右边一列和最下边一列定义为校验位，具体实现是：把2.6和3.6定义为使所在行为偶校验，把4.6和5.6定义为使所在行为奇校验，把6.2和6.3定义为使所在列为偶校验，6.4和6.5定义为使所在列为奇校验。6.6不参与运算，可以固定设置为代表1。

本方法能表示2的16次方即65536内的任何自然数，比如需要表示12345，这个数字的二进制表现方法为0011000000111001，这样：

让2.2、2.3、2.4、2.5四个单元格分别为0011，让2.6为0以满足本行为偶校验；

让3.2、3.3、3.4、3.5四个单元格分别为0000，让3.6为0以满足本行为偶校验；

让4.2、4.3、4.4、4.5四个单元格分别为0011，让4.6为1以满足本行为奇校验；

让5.2、5.3、5.4、5.5四个单元格分别为1001，让5.6为1以满足本行为奇校验；

让6.2、6.3、6.4、6.5四个单元格分别为1010，以使所在列分别为偶、偶、奇、奇校验

本方法定义每个单元格的全黑代表1、全白代表0；这样，能代表12345这个自然数的图像见图2。

按照本方案所得到的图像具备自动判断图像方向的功能；比如：以上边外的任何一边为上边，则肯定有不满足方案中定义的奇、偶校验关系的行或列存在。

而作为对比，图3所展示的图像就过于琐碎，明显不利于摄像头读取识别。

如同所有的以图像的方式来代表信息的方法一样，本方法无法识别某个图像是否被复制使用。在某些需要防止被复制图像使用的场合，如在展览会上，只允许每个号码的观众登记一次，则在机器上加一个算法，当同样的号码被第二次识别到的时候，系统会提示错误；配套的措施包括：提交给用户某个图像时，用文字提醒其保管好该图像，防止被别人复制。

利用本方案设计得到的图像可以用于多种场合，比如：

1.超市的商品陈列厅，其中某时刻陈列的商品数量不会超过6万件，在每个商品的标签上都打印按照本方案得到的图像；顾客用带摄像头的手机拍摄他所感兴趣的代表该商品的图像，然后持手机到结算处，由计算机导出其手机中的所有商品图像，识别后通知库房配货，同时生成结帐单；通过计算机的参与，这个过程将会很快被完成。

2.一个展览会，观众不会超过6万人；工作人员在入口处收集每个观众的信息后，在每个观众的胸卡上打印按照本方案得到的图像；观众佩戴胸卡到每个展商处访问时，展商用自己的带摄像头的手机拍摄其胸卡图像并识别。展商把自己的手机识别的所有观众卡号导入到入口处的计算机后，计算机能自动将这些卡号代表的观众信息提交给展商。

本方案设计得到的图像能代表65536内的所有自然数，如果需要代表更大的数字，可以通过扩大行、列的数量，并采用类似的算法的方式得到。比如如果本方案采用8×8的单元格，则可以代表2的25次方即33554432之内的自然数。

Claims (2)

1.一种易于读取识别的二维图像，其特征是：此图像横向和纵向的尺寸相近或相等，为便于界定图像的所占据的区域，此图像包含一个外框，此外框是可以用数学公式表达的，如正方形；

把图像中表示信息的区域等分成多个小区域，每个小区域用黑或白代表二进制代码中的0或1；而文字或数字也可表示成二进制代码，这样两者之间就建立了一对一的关系。在表达简单的文字或文本的时候，所需要的二进制代码会比较短，对应的图像中的每个小区域就不会太小，从而易于摄像头等读取识别。

2.根据权利要求1所述的易于读取识别的二维图像，其特征是：根据不同的防伪造要求，可以指定不同比例的小区域代表校验码，这种规则体现在编码和解码过程中，如果解码过程中发现不符合规则的识别结果，即可认为当前图像被伪造。

校验码的设置要便于识别后的解码过程正确判断图像的方向以得到正确的识别结果；比如：每个小区域是按行列排列的，要便于判断第一行和第一列。

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