CN101859397B - 二维阵列码 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二维阵列码，包括：排列为二维阵列的多个编码字符，其中，每个所述编码字符对应于表示信息的比特组；以及定位机构，所述定位机构定位所述编码字符排列的所述二维阵列的大小和/或方向，其中，每个所述编码字符属于多个字符组之一，每个所述字符组中的字符具有相同或相近的特征，并且属于同一字符组的字符映射到相同的比特组。根据本发明，所述多个字符组中的至少一个字符组包括两个或更多个编码字符。使用本发明，使得二维码的下发成本大大降低，用户使用的便利性大大提高，并且用户移动终端对此种二维阵列码的兼容性良好。此外，整个系统的安全性和稳定性大大提高，适应于目前的网络应用环境。

Description

二维阵列码

技术领域

本发明涉及一种二维阵列码，更具体地，涉及一种由字符组成、适于通过短信传播的二维阵列码。

背景技术

当前，越来越多的出现以二维码来替代纸质票据凭证的应用，例如呈现为显示在手机上的二维码的形式的优惠券、购物券等等，或者二维码形式的VIP卡、身份标识卡等等。二维码形式的优惠券与传统的纸质优惠券相比可以节省成本、便于传播与发放，消费者可以将大量电子优惠券储存在诸如手机的移动终端中，即易于管理又方便使用。以二维码形式实现票据、VIP资格、身份识别时可以方便地应用各种加密、签名、认证技术，有效地提高了这些应用所需的安全性要求。因此，这种应用具有着广泛的应用前景。

二维码是应用特定的几何图形按某种规律在二维方向上分布的黑白相间的图形来表征信息的，其中以黑和白来表征二进制的“0”、“1”比特。二维码通过图像输入设备或光学扫描设备来识读。由于二维码能够同时通过横向和纵向表达信息，因此能在小面积内表达大量的信息。当前已知的二维码主要可以分为堆叠式二维码和矩阵式二维码。堆叠式二维码是由多行短截的一维码堆叠而成；矩阵式二维码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上，用点或其他形状的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”。

然而，现有的二维码无论是传播还是储存均是采用图形的格式，因此在应用上存在着诸多不便。图1示出现有技术中二维码在网络服务器与移动终端间传播的框图。消费者104通过访问条码服务器101来选择其期望的信息(例如优惠券信息)，而对应于所选择的信息的条码编码信息传送到编码器102。在编码器102，所述条码编码信息被编制形成二维码，并且该二维码以图形文件的形式通过下发模块103发送到消费者104的移动终端105。所接收的二维码图形储存在移动终端105的存储器中，在需要使用时通过移动终端105的显示屏显示给读码装置进行读取。再参照图2，当移动终端A 201需要向移动终端B 202传输其所储存的二维码时，它将二维码图片发送到移动终端B；或者移动终端A 201将二维码显示在显示屏上，移动终端B 202以照相机或其他读图设备捕获该二维码的图像。

由于在现有技术中二维码是以图片形式来传播的，因此需要占用比较多的通信资源，而对于消费者来说即意味着比较长的通信耗时以及比较高的通信费用。而且图片传播形式对于接收设备(如手机)以及通信网络也有限制，很多用户的手机可能无法接收和发送二维码图片(例如通过彩信方式)，或者由于通信网络的原因而导致二维码图片丢失，这两者均导致基于目前传播方式的二维码应用的到达率偏低，另外，二维码图片的存储还意味着较大的存储量，这对于一般来说存储容量有限的移动终端来说是难以接受的。图片存储还让消费者难以快速、准确地找到想要使用的二维码图片。

短信业务是用户广泛接受并使用的移动业务之一，几乎所有的移动终端都支持短信业务，短信业务的成本低廉、下发成功率高，不需要根据用户移动终端的尺寸和分辨率进行适配，数据的储存量也比较低。如果能够实现以短信业务来传播二维码，则可以解决上面的问题。

因此，本发明需要提供一种改进的二维码，所述二维码既能够具有目前二维码以双向表征信息而具有数据量大的优点，又能够避免当前二维码以“黑”“白”表征比特而不得不以图片形式进行传播的问题，而且识读快捷准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的二维码，该二维码以编码字符构成二维阵列，因此适于以短信的方式传播，并且适于在电子屏幕上显示并由电子屏幕上读取。

根据本发明的一个方面，提供了一种二维阵列码，包括：排列为二维阵列的多个编码字符，其中，每个所述编码字符对应于表示信息的比特组；以及定位机构，所述定位机构定位所述编码字符排列的所述二维阵列的大小和/或方向，其中，每个所述编码字符属于多个字符组之一，每个所述字符组中的字符具有相同或相近的特征，并且属于同一字符组的字符映射到相同的比特组。根据本发明，所述多个字符组中的至少一个字符组包括两个或更多个编码字符。

根据本发明，所述阵列可以为矩形、菱形、三角形、圆形、梯形或其组合。

根据本发明，所述定位机构包括至少一个定位字符，所述定位字符为不同于所述编码字符的字符。所述定位字符排列在所述二维阵列内，并且与所述编码字符的所述二维阵列具有固定的位置关系。或者，所述定位字符排列在所述二维阵列之外，并且与所述编码字符的所述二维阵列具有固定的位置关系。根据本发明的一些实施方案，所述定位字符可以为选自GB2312中的“★”、“○”、“●”“◎”“◇”“◆”、“□”、“■”、“△”、“▲”或“〓”字符，或是半角的“#”、“+”、“＝”。此外，所述定位机构可以包括所述二维阵列的形状特征，或者定位符与阵列形状特征的结合。

特别地，所述编码字符排列为矩形阵列，所述定位机构包括至少排列在所述矩形阵列的右上角和右下角的至少两个定位字符。在可替换的实施方案中，所述编码字符排列为三角形阵列，所述定位机构包括排列在所述三角形阵列顶点的至少一个定位字符。在其他可替换的实施方案中，所述编码字符排列为圆形或菱形阵列，所述定位机构包括排列在所述阵列内部的至少一个定位字符。

根据本发明的另一个方面，提供了一种二维阵列码系统，包括：电子屏幕；显示在所述电子屏幕上供光学识读的二维阵列码，所述二维阵列码包括：排列为二维阵列的多个编码字符，其中，每个所述编码字符对应于表示信息的比特组，以及定位机构，所述定位机构定位所述编码字符排列的所述二维阵列的大小和/或方向，其中，每个所述编码字符属于多个字符组之一，每个所述字符组中的字符具有相同或相近的特征，并且属于同一字符组的字符映射到相同的比特组，并且其中所述二维阵列码的所述阵列的取向与所述电子屏幕具有固定的角度关系；以及光学识读装置，所述光学识读装置识读所述二维阵列码。

所述光学识读装置使用所述二维阵列码的所述定位机构协同所述电子屏幕的至少一条边来确定所述二维阵列的大小和/或方向，以便利所述二维阵列码的识读。特别地，所述电子屏幕的至少一条边为至少一条直边，所述二维阵列的行与所述至少一条直边垂直。

同样，所述定位机构可以包括不同于所述编码字符的定位字符，并且所述定位机构还可以包括所述阵列的形状特征。

本发明的二维阵列码既能够具有目前二维码以双向表征信息而具有数据量大的优点，又能够避免当前二维码以“黑”“白”表征比特而不得不以图片形式进行传播的问题，而且识读快捷准确。使用本发明，使得二维码的下发成本大大降低，用户使用的便利性大大提高，并且用户移动终端对此种二维阵列码的兼容性良好。此外，整个系统的安全性和稳定性大大提高，适应于目前的网络应用环境。

附图说明

为了理解实现本发明实施方案的方式，通过参考所附的附图，将给出上面简述的本发明各种不同实施方案更加具体的描述。应该理解这些附图描绘的仅仅是本发明典型的实施方案，这些实施方案不一定是按比例绘制的，并因此不能认为是对本发明范围的限制，通过使用附图，将以额外的特征以及细节描述和解释本发明的实施方案，其中：

图1为现有技术中二维码在服务器与移动终端间进行传播的示意性图示；

图2是根据本发明的二维阵列码的数种实施例的示意性图示；

图3根据本发明的一个实施方案，示出二维阵列码系统的示意性图示；

图4根据本发明的一个实施方案，示出从手机屏幕识读本发明的二维阵列码的流程图；

图5根据本发明的另一个实施方案，示出示例性的编码字符组划分；

图6根据本发明的另一个实施方案，示出从手机屏幕识读本发明的二维阵列码的流程图；

图7根据本发明的一个实施方案，示例性说明二维阵列码的定位；以及

图8根据本发明的另一个实施方案，示例性说明二维阵列码的定位。

具体实施方式

在以下详细的描述中，将参照通过图示方式显示可以在其中实施本发明的实施方案的附图。这些实施方案以足够详细的方式被描述，以使本领域的技术人员能够实施本发明。应当可以理解，本发明的各种实施方案尽管不同，但并不必互相排斥。例如，结合一个实施方案一起描述的特定的特征、结构或者特性可以在其他的实施方案中实现，而不会背离本发明的精神和范围。另外，应当可以理解，在每个所公开的实施方案中单个部件的位置和排列可以被修改，而不会背离本发明的精神和范围。因此，以下的详细描述不应作为限制性的，并且仅仅以所附的权利要求书来定义本发明的范围，与赋予权利要求书的整个等同物范围一起来恰当地解释本发明的范围。

在本文的上下文中，术语“无线”及其派生词可被用来描述可以使用调制的电磁辐射，通过非固态介质来传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并不意味着相关的设备不包含任何有线线路，尽管在一些实施方案中可能是这样的。

首先参照图2，图2示意性示出根据本发明的二维阵列码的数种实施例201-206。根据本发明的二维阵列码包括多个编码字符(如图2中所图示的字符“A”、“B”、“C”等等)，所述编码字符排列为二维阵列。二维阵列码中的每个编码字符可以对应于所要表示信息的比特组。从而，将二维阵列码中的编码字符分别映射到其所对应的比特组，即可以根据编码规则还原出该二维阵列码所要表达的信息。关于信息编码规则，本领域技术人员可以采用现有的各种编码方法，本发明在此方面不受限制，并且为了不模糊本发明，在此也不再赘述。

根据本发明，所述阵列可以为矩形(图2中的二维阵列码201)、菱形(图2中的二维阵列码202)、三角形(图2中的二维阵列码203)、圆形(图2中的二维阵列码204)、梯形(图2中的二维阵列码205)或其组合(未示出)。该阵列可以是4x4、4x5、5x5等各种大小，本发明在此方面不受限制。

根据本发明，所述编码字符可以是GB2312国标码、ASCII码、数字与英文字母、全角英文字母、汉字、半角字符或这些字符的组合。

根据本发明的优选实施方案，所述二维阵列码中还具有定位机构，从而在以光学方式识读所述二维阵列码时，所述定位机构可以有助于光学识读装置快速地定位所述编码字符排列的二维阵列的大小和/或方向，由此便利二维阵列码中编码字符的识读。特别地，当本发明的二维阵列码是通过短信传输并且在手机屏幕上供识读时，所述定位机构还有助于从短信文本中分割出二维阵列码区域。

根据本发明的一个优选实施方案，所述定位机构可以包括至少一个定位字符，所述定位字符为不同于所述编码字符的字符。例如，所述定位字符可以为选自GB2312中的“★”、“○”、“●”“◎”“◇”“◆”、“□”、“■”、“△”、“▲”或“〓”字符，或是半角的“#”、“+”、“＝”，等等。由于所选用的定位字符的几何特征明显区别于其他编码字符，所以可以使用一些简单的搜索算法就能从全图中快速确定它们的位置，无需借助复杂的OCR技术。定位字符的数量可以是一个或两个，或更多个，本领域技术人员可以根据需要确定其数量，并且本发明在此方面不受限制。对于从短信中识读二维阵列码来说，一般如果在阵列码的周边存在空白以将阵列码与其他文字隔离开的话是有益的；然而，当定位符数量超过两个时，可以使二维阵列码外部空白区可以不受限制。如对有三个定位符的矩形码(如矩形阵列码207)，码上下左右任何方向可以紧接其他文字，定位仍能正常进行。

如图2中二维阵列码201-209所示出的，在本发明的一些示例性实施方案中，定位字符可以排列在所述二维阵列内，并且与编码字符所构成的二维阵列具有某种位置关系，例如在二维阵列的中心(如二维阵列码202、203等)，在二维阵列的右上角和右下角(如二维阵列码201)。在本发明的替代实施方案中，所述定位字符还可以排列在所述二维阵列之外(如二维阵列码206所示)，并且同样与所述编码字符的所述二维阵列具有某种位置关系。根据本发明的优选实施方案，所述定位字符与二维阵列的关系是固定的并且这种固定关系为识读装置所已知，从而识读装置可以立刻找到所述定位字符并确定所述编码字符排列的二维阵列的大小和/或方向，这可以进一步提高本发明的二维阵列码的识读速度和便利性。

另外，根据本发明的一些实施方案，二维阵列码的形状特征也可以作为定位机构或辅助定位机构。特别是对于阵列为非矩形的二维阵列码，可以通过识别二维阵列的形状特征来定位该二维阵列码，此时可以省却定位符(如二维阵列码208)。本申请的申请人还发现，当从电子屏幕识读其上所显示的二维阵列码时，可以充分利用电子屏幕与二维阵列码的关系来定位二维码，一种优选的方式是可以利用电子屏幕的至少一条边。

以图1中码209为例，该码有两个定位符，分别位于码内部右上角和右下角，当定位算法搜索到这对定位字符后，可以在这对定位符中心点连线的左侧搜索与之平行的直线，如果找到这样的直线，则将该直线为屏幕左边界，从而确定码区域为这两条平行线、穿过右上角定位符上侧和右下角定位符下侧的垂直于这两条线的直线所围成的区域，参见图7。

根据本发明的优选实施方案，定位机构可以包括定位符、阵列形状、屏幕边线及其任何组合。优选地，对矩形阵列码(参见二维阵列码201)，右上角和右上角的两个特殊字符构成的定位机构，连同设备屏幕左边界线，就可以快速完成对阵列码定位。对三角形阵列码(参见二维阵列码204)，一个定位符，连同设备屏幕做边界线，就可以快速确定阵列码大小和方位。对圆形和菱形阵列(参见二维阵列码202、203)，仅用一个置于阵列码中心或阵列码内部的定位符连同阵列码周围空白区就可以快速定位阵列码。当然，本领域技术人员能够理解，这些仅仅是本发明二维阵列码及其定位机构和定位方法的示意性实施例，而并非对本发明的限制。

在本发明的一些实施方案中，二维阵列码中排列为二维阵列的多个编码字符可以是等高的，并且在所述二维阵列的行方向上相邻的编码字符具有相等的中心距离。更优选地，所述编码字符可以为等宽字符，并且相邻的编码字符在所述二维阵列的列方向上具有相等的中心距离。再更优选地，所述编码字符为全角字符，例如为选自GB2312中的全角英文字母或数字(例如图2中的二维阵列码209)。选用GB2312中的英文字母或数字作为编码字符的好处是：这些字符是全角字符，对绝大多数设备中的字体而言，这些字符等宽等高，从而使得码形状更规则；另外，这些全角字符的几何形状随字体变化的程度很小，而且尺寸和字间距通常比半角字符大。这些特征使得以全角英文字母或数字作为编码字符更容易被识读。

本领域技术人员可以理解，行列方向相邻字符间距可以为任何大于0的值。根据本发明的一些实施方案，行列方向相邻编码字符的间距大致大于或等于1/16字符宽度有利于二维阵列码的识读。根据本发明的另一些实施方案，行列方向相邻编码字符的间距大致大于或等于1/8字符宽度。当然，在不同的拍摄条件和识读条件下，其限值会因噪声、字体、背景等干扰有所不同，可以选择比此更大或者更小的值，本发明在此方面不受限制。

虽然在图2中示出了数种示例性的二维阵列码，但是本领域技术人员应该理解，本发明的字符码并不限于附图中所描绘以及上面所描述的特定实施例。本领域技术人员可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下，想到其他变体和替代方案，这些变体和替代方案均落入本发明的范围内。

从上面的描述可以看到，本发明所提出的二维阵列码以排列为二维阵列的字符组成，从而取代了现有的二维码中以“黑”“白”图块所实现的比特表征方法，使得可以通过普通短信来传输二维码。因此，本发明的二维阵列码尤其适应于无线传输以及在诸如手机屏幕的电子屏幕上进行显示和识读。例如，参见图3和图4，图3根据本发明的一个实施方案，示出二维阵列码系统的示意性图示，图4根据本发明的一个实施方案，示出从手机屏幕识读本发明的二维阵列码的流程图。

图3所示的二维阵列码系统300包括电子屏幕301、显示在所述电子屏幕301上供光学识读的二维阵列码302，以及光学识读装置303。电子屏幕301例如可以为手机屏幕、个人数字助理(PDA)的屏幕、便携式计算机的屏幕，或者其他具有字符显示能力的电子屏幕。所述二维阵列码302可以为上面结合图2所描述的任何类型的二维阵列码。特别地，图3中的二维阵列码包括排列为二维阵列的多个等高编码字符312，其中，每个所述编码字符对应于表示信息的比特组，并且在所述二维阵列的行方向上相邻的编码字符具有相等的中心距离。该二维阵列码302还包括用于定位所述编码字符排列的所述二维阵列的大小和/或方向的定位机构322。所述光学识读装置303可以以光学方式识读所述二维阵列码302，这将在下面参照图4进行详细的描述。

特别地，所述二维阵列码302的所述二维阵列的取向与所述电子屏幕301具有固定的角度关系。这有利于光学识读装置303快速地识读二维阵列码302。例如，正如图3所图示的，二维阵列码302的列与电子屏幕301的纵向边界是相互平行的。这样，光学识读装置303可以利用所述二维阵列码的所述定位机构协同所述电子屏幕的至少一条边来确定所述二维阵列的大小和/或方向，以便利所述二维阵列码的识读。具体来说，由于二维阵列码302因为行方向上相邻的编码字符具有相等的中心距离，因此码形状规则，所以简单的水平和垂直方向投影的方法就能让光学识读装置303很好地从矫正后的二值图像中分割出所有字符。

根据本发明的优选实施方案，光学识读装置303可以利用定位机构和/或屏幕直边作为特征从获取的旋转、倾斜的图像中分割出阵列码，以便进行旋转、校准、放大、滤波、匹配、识别等图像处理，从而降低识别时间、降低识别计算量和提高识别率。

关于光学识读装置303识读二维阵列码302的详细流程，请参照图4。首先，光学识读装置摄取二维阵列码的图像，并且进行图像预处理和二值化(步骤401)。接着，在步骤402，光学识读装置搜索定位字符和手机边框线，利用二维阵列码、定位符、手机边框线的固定位置关系可以确定二维阵列的大小、方向或方位等等，从而根据所获得的信息裁切图像并矫正子图像(步骤403)。以图1中码209所示，在搜索到两个定位符后，两个定位符中心点的连线与垂直方向的夹角确定了码的方向，在该连线的左侧和右侧，可以搜索到与之平行的屏幕左变边界线和屏幕右变边界线，从而确定两个候选的码区域(参见图8)，通过对这两个候选码区中的图像特征进行分析，就可以确定哪一个是真正的码区。随后，光学识读装置所具有的OCR引擎可以从校正的图像中对所有编码字符进行识读(步骤404)，并且由此获取所有编码字符(步骤405)。这之后，可以利用本领域技术人员已知的纠错方法进行纠错并还原信息数据(步骤406)。就此，对二维阵列码的识读结束。

另外，对二维阵列码中编码字符进行特别地设计可以进一步地便利二维阵列码的识读。根据本发明的一些实施方案，可以按照几何对称特征分组要使用的编码字符，每个字符组中的字符具有相同或相近的特征。对于每个字符组中的任何字符，均映射到相同的比特组。通过这种将字符集划分为字符组的方法，将大大降低字符识别时的运算量和内存消耗，缩短字符识别的时间。下面将参照图5示意性地描述本发明的编码字符划分方法。

参照图5，根据本发明的一个特定实施方案，采用英文字母作为用于映射比特流组的编码字符集。如图1中所示，所有的英文字母可以被划分为8个字符组，每个所述字符组中可以包括多个编码字符，例如字符组1可以包括英文字母H、I、O、X、o、x等，而字符组5可以包括英文字母F、P和r。每个文本字符组中所包括的字符数目可以相同或者可以不同(如所示出的实施例中字符组中的字符数是不相等的)，本发明在此方面不受限制。

虽然在附图中示出的是对英文字母进行分组，但是，本领域技术人员可以理解，适合文本短信发送的各种文字、符号均可以根据其特征分为多个聚类。例如，所述文本字符组可以由GB2312国标码，ASCII码，数字与英文字母，或者全角英文字母按照几何对称分组而成。根据本发明的一个实施方案，至少有一个字符组包括两个及以上的字符。

在一个实施方案中，可以根据文本字符的轴对称性和旋转对称性来对文本字符集的文本字符进行划分。如图5中所示，在该实施方案中，字符组1中所包括的英文字母H、I、O、X、o、x具有上下对称且左右对称的图像几何特征，而字符组7中所包括的英文字母N、S、Z、s和z具有上下左右均不对称而水平镜像与垂直镜像相同或相近的图像几何特征。

根据本发明的一个实施方案，每个字符组可以对应于一个二进制比特组。在特定实施方案中，每个字符组所对应的比特数量取决于所述字符组的数量m。例如，在所图示的实施方案中，由于字符组的数据m为8组，则每个字符组可以对应地表征一个具有n＝3个比特的比特组。从而，如图1所示，字符组1可以对应于二进制比特组“000”，字符组2可以对应于二进制比特组“001”，而字符组3可以对应于二进制比特组“010”，以此类推。

此外，根据本发明，根据每个字符组与二进制比特组的对应关系，属于同一字符组内的各个字符均可以映射为该字符组所对应的该二进制比特组，从而也就代表相同的信息。例如，两个完全不同的字符序列HBT和字符序列ICV可以代表完全相同的信息，即均是对应于二进制比特流“000-001-010”。

采用这种聚类方法可以使用多个具有相同特征的字符均被视作相同的编码符号，例如具有左右对称特征的字符A、H、T、U、V、Y、W、X、M等，均可编码相同信息、被解码为相同的信息。这样做还可以提高编码的安全性，降低编码算法被破解的风险。这些具有相同特征的字符也可以与掩模算法相结合，当码中出现多个相同的编码符号时，可以用掩模算法将这些相同的编码符号替换为多个具有相同特征的字符(如编码序列ABACADAEAF中的A可以根据掩模要求替换为H、T、U、V、Y等字符，形成新的编码序列ABHCTDUEVF)，这样做的好处是可以增加编码的安全性。换言之，本领域技术人员应该可以理解，根据本发明的实施方案，字符与比特或比特组之间实际存在多对一的映射关系，这种映射关系不仅如上面所陈述的那样便于光学识别，并且增加了信息安全性，可以避免恶性解码和信息盗用。

下面参照图6来描述以简单聚类方法识读本发明的二维阵列码的流程。首先，摄取二维阵列码的图像，并且进行图像预处理和二值化(步骤601)。随后，搜索定位字符和手机边框线，利用二维阵列码、定位符、手机边框线的固定位置关系可以确定二维阵列的大小、方向或方位等等，从而根据所获得的信息裁切图像并矫正子图像(步骤602至步骤603)。以图1中码209所示，在搜索到两个定位符后，两个定位符中心点的连线与垂直方向的夹角确定了码的方向，在该连线的左侧和右侧，可以搜索到与之平行的屏幕左变边界线和屏幕右变边界线，从而确定两个候选的码区域(参见图8)，通过对这两个候选码区中的图像特征进行分析，就可以确定哪一个是真正的码区。

此时，可以从校正的图像中分割并聚类地识别字符(步骤604)。在采用如此分组映射方式选用编码字符的实施方案中，可以无需OCR识别字符，只需要简单地确定字符的几何特征即可以进行识读。例如，在本发明的特定实施方案中，编码字符可选用全角字符“A，E，O，L”，利用简单的对称性，就可以识别这些字符，字符“A”具有左右对称性，字符“E”具有上下对称性，字符“O”同时具有左右和上下对称性，而字符“L”上下和左右都不具有对称性。如果阵列码中出现字符“V”，将被视为字符“A”，因为它们具有相同的识别特征。这种简单的聚类方法使得字符识别算法的效率很高。

接着，在步骤605，根据所确定编码字符所属的编码字符组以及该组所对应的比特组进行编码字符与比特流之间的映射。同样，可以利用本领域技术人员已知的纠错方法进行纠错并还原信息数据(步骤606)。

可以看到，本发明所提出的这种聚类方法充分利用编码字符的几何对称特性，从而无需精确地OCR所有编码字符。这降低了对识读装置的运算性能的要求，简化了对图像的处理过程，提高了编码字符的识读速度和准确率。

特别地，对于二维阵列码与其他文本混合出现在屏幕上的识读，需要根据定位符数量、位置和码形状，在码外部特定区域留出空白区，该空白区内不能有字符，也不能在屏幕背景中有较明显的线条等图形或噪声干扰。如对于对图1中的码209，该码在右上角和右下角有两个定位符，需要在码右侧有至少一个空列，空列右侧可有其它文本，这样，在搜索到两个定位点后，可以根据空列的位置确定码位于这两个定位符中心点连线的左侧还是右侧；又如，对图1中码206所示含四个定位符的码，码外部则无需空行或空列，只要找到4个定位符，即可确定4个定位符内部的区域即为码区。

上面所描述的过程可以作为被执行的指令集存储在移动终端的存储器中。此外，用来执行上述过程的指令能够可替换地存储在其他形式的介质上。此外，所述指令可以以已编译和已链接版本的形式从数据网络上下载到移动终端中。

虽然这里使用了流程图和/或状态图来描述各种实施方案，但是本发明并不限制在这些图或在本文中相应的描述中。例如，流程不需要经过每一个图示的框或状态或者严格地按照这里所图示或描述的顺序进行。此外，在该流程中还可以增加其他操作。

本发明并不局限于这里所列举的具体细节。本领域得益于这篇公开文件的技术人员将会理解，在本发明的范围内可以根据以上描述和附图做出很多其他改变。因此，所附的包括了对其所作的任何修改的权利要求书定义本发明的范围。此处采用的术语和表达是用作描述性的术语而不是限制性的，而且，在应用这些术语和表达时并没有要排除示出或描述特征的任何等同特征的意图，并且在此权利要求的范围内，各种修改、变化、替代和等同物是可能的。因此，此权利要求期望覆盖所有这些修改、变化、替代和等同物。

Claims (21)

1.一种从电子屏幕识读二维阵列码的方法，所述二维阵列码包括：排列为二维阵列的多个编码字符，其中，每个所述编码字符对应于表示信息的比特组；以及定位机构，所述定位机构定位所述编码字符排列的所述二维阵列的大小和/或方向，其中，每个所述编码字符属于多个字符组之一，每个所述字符组中的字符具有相同或相近的几何和图像特征，并且属于同一字符组的字符映射到相同的比特组，所述方法包括：

摄取所述二维阵列码的图像，并且进行图像预处理和二值化；

确定所述二维阵列的大小、方向或方位，从而根据所获得的信息裁切图像并矫正子图像；

在无需OCR识别字符的情况下，从校正的图像中分割并聚类地识别字符；

进行编码字符与比特流之间的映射；以及

纠错并还原数据；

其中，每个所述字符组中的字符所具有的所述相同或相近的几何和图像特征包括轴对称性和旋转对称性。

2.如权利要求1所述的识读二维阵列码的方法，其中确定所述二维阵列的大小、方向或方位的步骤包括搜索所述定位机构和所述电子屏幕的边框线，利用所述二维阵列码、所述定位机构、所述电子屏幕的边框线的固定位置关系确定所述二维阵列的大小、方向或方位。

3.如权利要求1所述的识读二维阵列码的方法，其中所述阵列为矩形、菱形、三角形、圆形、梯形或其组合。

4.如权利要求1所述的识读二维阵列码的方法，其中所述定位机构包括至少一个定位字符，所述定位字符为不同于所述编码字符的字符。

5.如权利要求4所述的识读二维阵列码的方法，其中所述定位字符排列在所述二维阵列内，并且与所述编码字符的所述二维阵列具有固定的位置关系。

6.如权利要求4所述的识读二维阵列码的方法，其中所述定位字符排列在所述二维阵列之外，并且与所述编码字符的所述二维阵列具有固定的位置关系。

7.如权利要求4所述的识读二维阵列码的方法，其中所述定位字符为选自GB2312中的“★”、“○”、“●”“◎”“◇”“◆”、“□”、“■”、“△”、“▲”或“〓”字符，或是半角的“#”、“+”、“＝”。

8.如权利要求1所述的识读二维阵列码的方法，其中所述定位机构包括所述二维阵列的形状特征。

9.如权利要求4所述的识读二维阵列码的方法，其中所述定位机构还包括所述二维阵列的形状特征。

10.如权利要求1所述的识读二维阵列码的方法，所述字符组是按照几何对称特征分组而成。

11.如权利要求1所述的识读二维阵列码的方法，其中，所述多个字符组中的至少一个字符组包括两个或更多个编码字符。

12.如权利要求1所述的识读二维阵列码的方法，其中所述编码字符排列为矩形阵列，所述定位机构包括至少排列在所述矩形阵列的右上角和右下角的至少两个定位字符。

13.如权利要求1所述的识读二维阵列码的方法，其中所述编码字符排列为三角形阵列，所述定位机构包括排列在所述三角形阵列顶点的至少一个定位字符。

14.如权利要求1所述的识读二维阵列码的方法，其中所述编码字符排列为圆形或菱形阵列，所述定位机构包括排列在所述阵列内部的至少一个定位字符。

15.如权利要求1所述的识读二维阵列码的方法，其中所述编码字符为包含于GB2312的字符。

16.一种从电子屏幕识读二维阵列码的系统，所述系统包括：

电子屏幕；

显示在所述电子屏幕上供光学识读的二维阵列码，所述二维阵列码包括：排列为二维阵列的多个编码字符，其中，每个所述编码字符对应于表示信息的比特组，以及定位机构，所述定位机构定位所述编码字符排列的所述二维阵列的大小和/或方向，其中，每个所述编码字符属于多个字符组之一，每个所述字符组中的字符具有相同或相近的几何和图像特征，并且属于同一字符组的字符映射到相同的比特组，并且其中所述二维阵列码的所述阵列的取向与所述电子屏幕具有固定的角度关系；以及

光学识读装置，所述光学识读装置在无需OCR识别字符的情况下分割并聚类地识读所述二维阵列码；

其中，每个所述字符组中的字符所具有的所述相同或相近的几何和图像特征包括轴对称性和旋转对称性。

17.如权利要求16所述的识读二维阵列码的系统，其中所述光学识读装置使用所述二维阵列码的所述定位机构协同所述电子屏幕的至少一条边来确定所述二维阵列的大小和/或方向，以便利所述二维阵列码的识读。

18.如权利要求17所述的识读二维阵列码的系统，其中所述电子屏幕的至少一条边为至少一条直边，所述二维阵列的行与所述至少一条直边垂直。

19.如权利要求17所述的识读二维阵列码的系统，其中所述定位机构包括定位字符，所述定位字符为不同于所述编码字符的字符。

20.如权利要求19所述的识读二维阵列码的系统，其中所述定位机构还包括所述阵列的形状特征。

21.如权利要求17所述的识读二维阵列码的系统，其中所述定位机构包括所述阵列的形状特征。