CN101303742A - 微小型汉信码及其符号的生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微小型汉信码及其符号的生成方法，其码图由位置探测图形、定位图形、位置探测图形分隔符、格式信息、编码区域、空白区域构成。微小型汉信码符号的生成方法包括：按照设定的规则将信息编码为数据编码；对数据编码完成的二进制数据位流按照选定的纠错等级的纠错模式生成对应的纠错编码；计算二维条码符号所需尺寸；生成位置探测图形的步骤；生成格式信息；设置定位图形。本发明优点和有益效果在于，位置探测图形及其分布结构本身具有确定的定位信息，条码符号更加紧凑，可以在有限的符号面积中尽可能容纳更多的有效信息。

Description

微小型汉信码及其符号的生成方法

技术领域

本发明涉及一种二维条码符号及其生成方法，特别是一种具有位置探测图形和定位图形的微小型汉信码及其符号的生成方法，属于自动识别技术领域。

背景技术

条码技术是在计算机技术与信息技术基础上发展起来的一门集编码、印刷、数据采集和识别于一身的技术。常见的二维条码有PDF417、Data Matrix、MaxiCode、QR Code及汉信码，这些条码除了能表示数字及符号外，还具有可表示各国语言文字信息和图像信息、携带信息量大、精确描述物品、防伪功能、不依赖计算机数据库等优点、从而提高了条码技术的应用水平、拓展了应用领域。

因为二维码具有高密度、高可靠性等特点，主要应用在工业领域中各种零部件的追踪与溯源。但是、大部分二维条码的发明者过分地注重能够对大容量信息进行编码的功能，提出了很多超大尺寸的二维条码。而在实际应用中，只需要对零部件进行标识，并结合网络对其进行跟踪与追溯就足够了，同时，在一个规定尺寸的零部件上印刻的条码越大，对印刻工艺要求就越高，成本随之提高，从而大尺寸的二维条码难以保证印刷质量的要求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种微小型汉信码(Micro-汉信码)及其符号的生成方法，以解决现有技术中因条码尺寸过大，印刻水平要求高，导致难以保证印刷质量的问题。

一种微小型汉信码，其图形结构由码图和空白区域构成，所述码图包括以下模块：

位置探测图形，采用汉信码寻像图像，位于码图的左上顶角位置；

定位图形，位于码图的上边缘及右边缘；

位置探测图形分隔符，与汉信码相同，位于位置探测图形的右侧与下侧；

格式信息，由15个单元模块构成，位于位置探测图形分隔符的右侧与下侧；

编码区域，位于除位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形、格式信息及空白区域外的区域中。

其中，所述定位图形为黑、白相间的模块，其中上边缘的定位图形从位置探测图形分隔符的右边单元模块开始至二维条码的右边缘结束，第一个单元模块为黑色模块；右边缘的定位图形从位置探测图形的下方单元模块开始至二维条码的下边缘结束，第一个单元模块为黑色模块。

其中，所述格式信息通过将版本号、纠错等级、掩模信息及纠错信息的二进制数进行组合得到，其中版本和纠错等级的组合共3位，占3个单元模块；掩模信息共2位，占2个单元模块；在此基础上采用BCH(15，5)的纠错算法生成10位纠错位，占10个单元模块。

其中，所述微小型汉信码共有4个版本M1、M2、M3、M4，其中版本M1为13×13个单元模块大小，版本M2为15×15个单元模块大小，版本M3为17×17个单元模块大小，M4为19×19个单元模块大小。

其中，版本M1设有一个纠错等级L1，版本M2及M3设有两个纠错等级L1及L2，版本M4设有三个纠错等级L1、L2、L3。

一种生成如权利要求1所述微小型汉信码符号的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、按照设定的规则将信息编码为数据编码；

B、按照选定的纠错模式对数据编码完成的二进制数据位流生成对应的纠错编码；

C、计算二维条码符号所需尺寸；

D、生成位置探测图形；

E、生成格式信息；

F、设置定位图形；

G、将数据编码和纠错编码设置在编码区域。

其中，其特征在于，所述生成格式信息的步骤包括将版本号、纠错等级以及所述二维条码掩模信息的二进制数进行组合得到格式信息的二进制位流的步骤。

本发明优点和有益效果在于，位置探测图形及其分布结构本身具有确定的定位信息，条码符号更加紧凑，可以在有限的符号面积中尽可能容纳更多的有效信息。

附图说明

图1是本发明微小型汉信码结构图；

图2是本发明微小型汉信码版本M1的结构图；

图3是本发明微小型汉信码版本M2的结构图；

图4是本发明微小型汉信码版本M3的结构图；

图5是本发明微小型汉信码版本M4的结构图；

图6是本发明微小型汉信码符号生成方法的流程图。

图中：1、位置探测图形；2、定位图形；3、位置探测图形分隔符；4、格式信息；5、编码区域；6、空白区域。

具体实施方式

如图1所示，设计微小型汉信码图形结构，其由一个位置探测图形1、定位图形2、位置探测图形分隔符3、格式信息4、编码信息5及空白区域6构成。本发明的位置探测图形1为了与汉信码统一，采用了汉信码的寻像图像，并放置于微小型汉信码的左上顶角位置。位置探测图形分隔符3亦与汉信码相同，位于位置探测图形的右侧与下侧。定位图形2由黑、白相间的单元模块组成，其中上边缘的定位图形2从位置探测图形分隔符3的右边单元模块开始至二维条码的右边缘结束，第一个单元模块为黑色模块；左边缘的定位图形2从位置探测图形分隔符3的下方模块开始至二维条码的下边缘结束，第一个模块为黑色模块。格式信息4位于位置探测图形分隔符3的右侧与下侧(除定位图形2模块)，如图2中灰色区域所示，共15个单元模块。编码信息位于除位置探测图形1、位置探测图形分隔符3、定位图形2、格式信息4及空白区域6外的区域中。

如图2、3、4、5所示，微小型汉信码具有4个版本M1、M2、M3、M4。其中版本M1为13×13个单元模块大小，版本M2为15×15个单元模块大小，版本M3为17×17个单元模块大小，版本M4为19×19个单元模块大小。微小型汉信码采用Reed-Solomon纠错算法，使得汉信码符号可以在遇到损坏时不致丢失数据。微小型汉信码的纠错共有3个纠错等级，对应3种纠错容量，其中根据不同版本所包含的信息容量分别设置了纠错等级数。版本M1的信息量最小，故只设置一个纠错等级L1；版本M2、M3的信息量稍大，设置两个纠错等级L1及L2；版本M4的信息容量最大，故设置三个纠错等级L1、L2、L3。具体纠错等级特性及编码见表1。

表1  Micro-汉信码的纠错等级特性及符号编码

符号序号	版本	纠错等级	纠错容量(近似值)％	二进制编码
					0	M1	L1	8	000
1	M2	L1	8	001
					2	M2	L2	15	010
3	M3	L1	8	011
					4	M3	L2	15	100
5	M4	L1	8	101
					6	M4	L2	15	110
7	M4	L3	23	111

本发明设计了4个版本中每个纠错等级与各编码模式的信息容量对应关系。根据汉信码数据编码规则分别计算了各种编码模式的数据容量。下面是每种编码模式信息容量具体计算方法：(规定：B＝信息位流的位数，D＝输入的字符数)

(1)数字模式编码：根据其编码规则，计算公式如下：B＝4+10+10*(D div 3)+R；

其中：

(2)Text模式编码：B＞＝4+6+6*D；

(3)二进制字节模式编码：B＞＝4+13+8*D；

(4)常用汉字1，2区模式编码：B＞＝4+12+12*D；

(5)GB18030双字节区模式编码：B＞＝4+15+15*D；

(6)GB18030四字节区模式编码：B＞＝4+21+21*D。

在实际编码中，当D为整数时，“＝”是很难成立的，所以选择了“＞＝”。具体各编码模式的规则可参考汉信码的国家标准，最后结果如表2所示。

表2 Micro-汉信码各版本符号与各编码模式信息容量对应表

如图6所示，本发明生成微小型汉信码符号的过程如下：

S101、按照设定的规则将信息编码为数据编码

具体是对输入的信息流或数据流按照分析以确定所述信息中被编码字符的类型。这样做的原因是为了提高对数据编码的效率。

S102、按照选定的纠错模式对数据编码完成的二进制数据位流生成对应的纠错编码

二维条码符号在使用过程中出现污损或破损的情况是常见的。当出现污损或破损后，通常情况下无法对二维条码符号的编码数据进行恢复。因此，需要对编码到二维条码符号中的数据进行适当的纠错处理，并将纠错信息进行编码后与编码数据进行组合，形成实际要形成二维条码符号的全部数据编码。具体的纠错编码可以根据实际的数据编码计算其纠错等级，选择相应的纠错模式，或者根据事先设定的纠错等级和纠错模式来确定。

S103、计算条码符号所需尺寸

这里的尺寸主要是指二维条码矩形区域的每个边所需的单元模块数量。当然，二维条码矩形区域的每个边所需的符号单元模块数量也可以事先设定。例如，对于本发明微小型汉信码而言，可以通过设置其版本号来计算其边的尺寸，具体的计算公式：K＝11+2*N；其中，K是本发明微小型汉信码矩形边长，N是本发明微小型汉信码版本号，取值为1、2、3、4。

S104、生成位置探测图形

Micro-汉信码的位置探测图形采用的是汉信码的寻像图形，位于左上角，如图2所示。其大小为7×7个模块，从结构上，可以看作5个重叠的依右下角对齐的尺寸不同的正方形组成，它们分别为7×7个深色模块、6×6个浅色模块、5×5个深色模块、4×4个浅色模块和3×3个深色模块。

S105、生成格式信息

具体包括将版本号、纠错等级以及所述二维条码掩模信息的二进制数进行组合得到格式信息的二进制位流的步骤。微小型汉信码中可以用来容纳格式信息的空间为15个单元模块，其位于位置探测图形的右侧和下侧。具体而言，微小型汉信码可用于编码的版本及纠错等级存在8种情况(如表1所示)，需要用3位表示，占3个单元模块；微小型汉信码提供了4种掩模方式，故掩模信息需要用2位表示，占两个单元模块；合计为5位，在此基础上采用多个随机错误模式校正BCH(Bose、Ray-Chaudhuri Hocquenghem)(15，5)的纠错算法生成10位纠错位，占10个单元模块，共计15位。15位格式信息编码正好可以放置于位置探测图形的右侧和下侧的15个单元模块处，如图2所示。

S106、设置定位图形

在设置位置探测图形的时候，还需在微小型汉信码的上边缘和左边缘处设置定位图形。定位图形由黑、白相间的单元模块组成，其中上边缘的定位图形从位置探测图形分隔符的右边单元模块开始至二维条码的右边缘结束，第一个单元模块为黑色模块；左边缘的定位图形从位置探测图形的下方单元模块开始至二维条码的下边缘结束，第一个单元模块为黑色模块。

S107、将数据编码和纠错编码分布到编码区域

对于汉信码中的数据编码和纠错编码，将得到的码字序列按照每一个码字转换成8位二进制的方式，将其转换成待排布位序列。按照1对应深色模块、0对应浅色模块，从自右下角开始，从下到上，从右到左将待排布位序列放置到Micro-汉信码符号的码图之中；如果遇到定位图形或格式信息区则跳到下一个数据位置继续排布；如果遇到码图边界时，码字中剩余的位应改变方向放在左侧的纵列中(如图3所示)。每个码字的最高位应放在第一个可用的模块位置处，随后的位放在下一个模块的位置。

为了Micro-汉信码阅读的可靠性，应尽量避免在编码区域中出现1∶1∶1∶1∶3或者3∶1∶1∶1∶1的特征比例，并使Micro-汉信码符号中深浅模块数量比趋于1∶1，需对Micro-汉信码进行掩模处理。Micro-汉信码的掩模方案可参照汉信码的掩模方案。在进行掩模处理时，对于符号中的除位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形及格式信息区域外的模块与掩模图形对应位置的模块进行XOR运算。

Claims (7)

1、一种微小型汉信码，其图形结构由码图和空白区域构成，其特征在于，所述码图包括以下模块：

位置探测图形，采用汉信码寻像图像，位于码图的左上顶角位置；

定位图形，位于码图的上边缘及右边缘；

位置探测图形分隔符，与汉信码相同，位于位置探测图形的右侧与下侧；

格式信息，由15个单元模块构成，位于位置探测图形分隔符的右侧与下侧；

编码区域，位于除位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形、格式信息及空白区域外的区域中。

2、如权利要求1所述的微小型汉信码，其特征在于，所述定位图形为黑、白相间的模块，其中上边缘的定位图形从位置探测图形分隔符的右边单元模块开始至二维条码的右边缘结束，第一个单元模块为黑色模块；右边缘的定位图形从位置探测图形分隔符的下方单元模块开始至二维条码的下边缘结束，第一个单元模块为黑色模块。

3、如权利要求1所述的微小型汉信码，其特征在于，所述格式信息通过将版本号、纠错等级、掩模信息及纠错信息的二进制数进行组合得到，其中版本和纠错等级的组合共3位，占3个单元模块；掩模信息共2位，占2个单元模块；在此基础上采用多个随机错误模式校正BCH(Bose、Ray-Chaudhuri Hocquenghem)(15，5)的纠错算法生成10位纠错位，占10个单元模块。

4、如权利要求1所述的微小型汉信码，其特征在于，所述微小型汉信码共有4个版本M1、M2、M3、M4，其中版本M1为13×13个单元模块大小，版本M2为15×15个单元模块大小，版本M3为17×17个单元模块大小，M4为19×19个单元模块大小。

5、如权利要求4所述的微小型汉信码，其特征在于，版本M1设有一个纠错等级L1，版本M2及M3设有两个纠错等级L1及L2，版本M4设有三个纠错等级L1、L2、L3。

6、一种生成如权利要求1所述微小型汉信码符号的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、按照设定的规则将信息编码为数据编码；

B、按照选定的纠错模式对数据编码完成的二进制数据位流生成对应的纠错编码；

C、计算二维条码符号所需尺寸；

D、生成位置探测图形；

E、生成格式信息；

F、设置定位图形；

G、将数据编码和纠错编码设置在编码区域。

7、如权利要求6所述的微小型汉信码符号的生成方法，其特征在于，所述生成格式信息的步骤包括将版本号、纠错等级以及所述二维条码掩模信息的二进制数进行组合得到格式信息的二进制位流的步骤。

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