CN101996336B - 二维条码生成、解码方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种二维条码生成、解码方法及其设备，该生成方法包括：生成二维条码的彩色像素功能图形；生成二维条码的黑白像素编码区。本发明通过彩色像素块对二维条码符号的功能图形重新设计架构，降低二维条码中的功能图形所占用的模块数，提高数据编码区域的模块数，提高二维条码的数据容量。本发明的技术方案可以适用于低版本的二维条码符号，在票务、身份认证等需要数据量较小的应用范围内，能够解决印刷和识别成本高的问题。

Description

二维条码生成、解码方法及其设备

技术领域

本发明涉及二维条码技术领域，尤其涉及一种二维条码生成、解码方法和设备。

背景技术

随着3G网络的普及和物联网的兴起，二维条码作为信息识别领域的关键技术之一，以移动终端和移动互联网作为二维条码的存储、解读、处理和传播渠道，产生了形式丰富的各种手机二维条码移动增值服务。手机显示屏受尺寸与像素的限制，主要适用低规格的二维条码符号，这一技术现状导致能显示于手机屏幕上的二维条码符号的数据容量较少，从而限制了手机二维条码应用开展的灵活性。

传统的标准二维条码符号中都包含有用于寻像、定位、分隔、校正的功能图形。图1a示出以QR码为例的二维条码符号的结构，在图1a中，二维条码符号包括功能图形和编码区，功能图形包括位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形、校正图形等，编码区包括格式信息、版本信息、数据和纠错码字等。图1b示出以QR码为例的位置探测图形的结构，该位置探测图形包括由里向外的3个图形A、B、C组成。这些功能图形占用大量的模块数，降低了数据编码的容量。规格越低的符号，功能图形占总模块数比例越高，而数据模块比例越低。

现有的彩色二维条码生成理论，一种是通过多色彩通道的标准二维条码图层的叠加实现，另一种是预定义多YUV值像素块与比特值对应算法，对标准二维条码的像素块进行替换。前者每增加一个色彩通道即能增加一倍数据容量，后者使用2的N次方种YUV值像素块能达到原来的N倍容量，尽管提高了理论数据容量，但因其印刷和识读成本高而难以付诸实践。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种二维条码的生成、解码方法，能够提高数据容量，并降低印刷和识别成本。

本发明提供一种二维条码生成方法，包括：

根据二维条码符号的版本生成二维条码的彩色像素功能图形；

生成二维条码的黑白像素编码区；

其中，二维条码的彩色像素功能图形位于对应标准二维条码的原功能图形区域内，标准二维条码原功能图形区域中空余出来的像素块用于数据编码。

根据本发明的二维条码生成方法的一个实施例，该方法还包括：根据编码数据的字符类型、数据量、纠错等级选择二维条码符号的版本。

本发明还提供一种二维条码解码方法，包括：

识别二维条码符号的彩色像素模块，解码出二维条码符号的彩色像素功能图形；

根据解码出的彩色像素功能图形提取二维条码的黑白像素编码区信息；

对黑白像素编码区信息进行解码；

其中，二维条码的彩色像素功能图形位于对应标准二维条码的原功能图形区域内，标准二维条码的原功能图形区域中空余出来的像素块用于数据编码。

本发明提供的二维条码生成和解码方法，在黑白二维条码功能图形中引入有限彩色像素块，和标准二维条码相比，降低了二维条码中的功能图形所占用的模块数，提高二维条码的数据容量；由于仅在功能图形中引入有限彩色像素块，不需要复杂的打印及识别设备，降低了印刷和识别成本。

本发明要解决的一个技术问题是提供一种二维条码的生成、解码设备，能够提高数据容量，并降低印刷、识别成本。

本发明提供一种二维条码生成设备，包括：

彩色功能图形生成模块，用于根据二维条码符号的版本生成二维条码的彩色像素功能图形；

黑白编码区生成模块，用于生成二维条码的黑白像素编码区；

其中，二维条码的彩色像素功能图形位于对应标准二维条码的原功能图形区域内，标准二维条码的原功能图形区域中空余出来的像素块用于数据编码。

根据本发明的生成设备的一个实施例，二维条码生成设备还包括：

数据分析模块，用于接收输入的编码数据，根据编码数据的字符类型、数据量、纠错等级选择二维条码符号的版本；通知彩色功能图形生成模块生成版本的二维条码的彩色像素功能图形，将编码数据发送给黑白编码区生成模块，黑白编码区生成模块根据接收的编码数据生成二维条码的黑白像素编码区。

本发明还提供一种二维条码解码设备，包括：

彩色功能图形解码模块，用于接收输入的二维条码符号，识别二维条码符号的彩色像素模块，解码出二维条码符号的彩色像素功能图形；

编码信息提取模块，用于根据彩色功能图形解码模块解码出的彩色像素功能图形提取二维条码的黑白像素编码区信息；

编码区信息解码模块，用于接收黑白像素编码区信息，对黑白像素编码区信息进行解码；

其中，二维条码的彩色像素功能图形位于对应标准二维条码的原功能图形区域内，标准二维条码的原功能图形区域中空余出来的像素块用于数据编码。

本发明提供的二维条码生成、解码设备，通过彩色功能图形生成模块生成彩色像素二维条码功能图形，通过彩色功能图形解码模块解码彩色像素功能图形，和标准二维条码相比，降低了二维条码中的功能图形所占用的模块数，提高二维条码的数据容量；由于仅在功能图形中引入有限彩色像素块，不需要复杂的打印及识别设备，降低了印刷和识别成本。

附图说明

图1a示出以QR码为例的二维条码符号的结构；

图1b示出以QR码为例的位置探测图形的结构；

图2示出本发明的二维条码生成方法的一个实施例的流程图；

图3示出本发明的二维条码生成方法的另一个实施例的流程图；

图4a示出以QR码为例的本发明的二维条码符号的结构；

图4b示出以QR码为例的本发明的位置探测图形的结构；

图5示出本发明的具有彩色模块功能图形的二维条码的结构；

图6示出本发明的二维条码解码方法的一个实施例的流程图；

图7示出本发明的二维条码生成设备的一个实施例的结构图；

图8示出本发明的二维条码生成设备的另一个实施例的结构图；

图9示出本发明的二维条码解码设备的一个实施例的结构图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。

图2示出本发明的二维条码生成方法的一个实施例的流程图。

如图2所示，在步骤202，生成二维条码的彩色像素功能图形。例如，二维条码编解码系统对各版本的标准二维条码符号的寻像、定位、分隔、校正等功能区域使用特定图形与特定彩色的像素块重新设计架构，生成具有彩色像素模块的功能图形。

在步骤204，根据要编码的数据生成二维条码的黑白像素编码区。例如，二维条码编解码系统对原功能图形中空余出来的像素模块用于数据编码；二维条码编解码系统计算并存储经过此类转换的各版本标准二维条码符号的编解码算法，以及各版本符号对应的数据容量。

本领域的技术人员应当理解，彩色像素功能图形和黑白像素编码区的生成并不限定先后次序。

上述实施例中，在黑白二维条码功能图形中引入有限彩色像素块，和标准二维条码相比，降低了二维条码中的功能图形所占用的模块数，提高了编码区的模块数，可以在不改变二维条码尺寸的前提下，提高二维条码的数据容量；在与标准二维条码具有同等数据容量的前提下，可使用较低版本的二维条码符号(例如，尺寸更小)，或使用更高纠错等级的数据编码。

图3示出本发明的二维条码生成方法的另一个实施例的流程图。

在步骤302，当有业务数据输入二维条码编码系统进行二维条码生成时，二维条码编码系统分析输入的数据，根据要编码数据的字符类型、数据量、纠错等级选择二维条码符号的版本。

在步骤304，二维条码编码系统依据编码算法生成二维条码的彩色像素功能图形。

在步骤306，二维条码编码系统在原功能图形区域中空余出来的像素块进行数据编码，生成二维条码的黑白像素编码区。

图4a示出以QR码为例的本发明的二维条码符号的结构。如图4a所示，该例子中带波纹(代表彩色)的图形为功能图形，分别位于标准QR码的功能图形的区域内；标准QR码的功能图形的其他区域被用于数据和纠错字。图4b示出以QR码为例的本发明的位置探测图形的结构。和标准QR码相比，该位置探测图形通过带波纹图形C实现，而原来的图形A和B用于数据和纠错字。

图5示出本发明的具有彩色模块功能图形的二维条码的结构的例子，图5中，波纹图形表示彩色功能图形，灰度区域表示数据和编码字。

下面通过表1和表2来说明本发明的二维条码的优点。

表1示出现有技术的标准二维条码的相关信息。表2示出本发明的与表1的标准二维条码对应的彩色二维条码的相关信息。

表1

表2

通过表1和表2的数据对比可以看出，本发明的彩色二维条码的有效数据容量模块占比更大，而且对低版本二维条码符号的性能改善作用特别显著。由于手机显示屏幕和分辨率的限制，高版本的二维条码符号一般不适于手机显示，通过本发明实施例的方法，可以显著提高低版本二维条码符号的数据容量，满足大部分手机二维条码增值服务的要求。

图6示出本发明的二维条码解码方法的一个实施例的流程图。

在步骤602，识别二维条码符号的彩色像素模块，解码出二维条码符号的彩色像素功能图形。当有二维条码符号输入解码系统进行解码时，该解码系统识别彩色像素模块，按功能图形的解码算法完成寻像、定位、分隔、校正等模块的解析。

在步骤604，根据解码出的彩色像素功能图形提取二维条码的黑白像素编码区信息。根据解码出的彩色像素功能图形，进一步提取编码区信息。

在步骤606，依据编码区的解码算法对黑白像素编码区信息进行解码。

根据本发明的一个实施例，彩色像素功能图形可以由1-2种不同于黑白的彩色像素构成。

本发明实施例的技术方案能够较好提高手机屏幕能显示的二维条码符号的数据容量和正确识读率。

图7示出本发明的二维条码生成设备的一个实施例的结构图。如图7所示，该生成设备包括彩色功能图形生成模块71和黑白编码区生成模块72。其中，彩色功能图形生成模块71根据二维条码符号的版本生成二维条码的彩色像素功能图形；黑白编码区生成模块72生成二维条码的黑白像素编码区，其中，二维条码的彩色像素功能图形位于对应标准二维条码的原功能图形区域内，标准二维条码的原功能图形区域中空余出来的像素块用于数据编码。

图8示出本发明的二维条码生成设备的另一个实施例的结构图。如图8所示，该生成设备包括彩色功能图形生成模块71、黑白编码区生成模块72和数据分析模块83。其中，数据分析模块83接收输入的编码数据，根据编码数据的字符类型、数据量、纠错等级选择二维条码符号的版本；通知彩色功能图形生成模块71生成版本的二维条码的彩色像素功能图形，将编码数据发送给黑白编码区生成模块72，黑白编码区生成模块72根据接收的编码数据生成二维条码的黑白像素编码区。

图9示出本发明的二维条码解码设备的一个实施例的结构图。如图9所示，该解码设备包括彩色功能图形解码模块91、编码信息提取模块92和编码区信息解码模块93。其中，彩色功能图形解码模块91接收输入的二维条码符号，识别二维条码符号的彩色像素模块，解码出二维条码符号的彩色像素功能图形；编码信息提取模块92根据彩色功能图形解码模块91解码出的彩色像素功能图形提取二维条码的黑白像素编码区信息，发送给编码区信息解码模块93；编码区信息解码模块93接收黑白像素编码区信息，对黑白像素编码区信息进行解码。

现有技术的彩色二维条码生成理论，在实际操作中有很多限制条件，例如，二维条码的生成需要比较高级的彩色打印机，在规模应用时还需考虑到不同款型打印机的打印效果差异，对打印的纸张也有一定要求，否则影响打印效果；如果用于手机屏幕显示，各个手机显示效果存在差异，以及环境光线对显示效果及识读准确率也都会造成一定影响。

本发明的技术方案可以适用于低版本的二维条码符号，在票务、身份认证等需要数据量较小的应用范围内，能够解决印刷和识别成本高的问题。功能图形中引入有限彩色像素块，在现实的纸质印刷、手机显示和识读上，对一般性票务应用的打印系统、显示电子票的手机屏幕而言，没有特殊要求，现实可操作性较好。本发明提出引入有限彩色像素块作用于功能图形，这个彩色可以是除了黑白之外的任意一种，这对现在一般的票务打印系统如电影票、火车票等是完全可以满足的，其次彩色像素块只用于定义功能图形，而数据区域图形仍然主要遵循黑白二维条码的既有规则。本发明的解码方法，不需要解码设备分离颜色图层，对功能图形的彩色像素也有明确的、相对黑白色较易区分的预定义彩色值，这个算法规则中，印刷差异/屏幕显示差异/环境光线差异对彩色像素部分的影响极小，基本不会造成误读率。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种二维条码生成方法，其特征在于，包括：

根据二维条码符号的版本生成二维条码的彩色像素功能图形；

生成二维条码的黑白像素编码区；

其中，所述二维条码的彩色像素功能图形位于对应标准二维条码的原功能图形区域内，标准二维条码原功能图形区域中空余出来的像素块用于数据编码。

2.根据权利要求1所述的二维条码生成方法，其特征在于，还包括：根据编码数据的字符类型、数据量、纠错等级选择二维条码符号的版本。

3.一种二维条码解码方法，其特征在于，包括：

识别二维条码符号的彩色像素模块，解码出二维条码符号的彩色像素功能图形；

根据解码出的所述彩色像素功能图形提取二维条码的黑白像素编码区信息；

对黑白像素编码区信息进行解码；

其中，所述二维条码的彩色像素功能图形位于对应标准二维条码的原功能图形区域内，标准二维条码的原功能图形区域中空余出来的像素块用于数据编码。

4.一种二维条码生成设备，其特征在于，包括：

彩色功能图形生成模块，用于根据二维条码符号的版本生成二维条码的彩色像素功能图形；

黑白编码区生成模块，用于生成二维条码的黑白像素编码区；

其中，所述二维条码的彩色像素功能图形位于对应标准二维条码的原功能图形区域内，标准二维条码的原功能图形区域中空余出来的像素块用于数据编码。

5.根据权利要求4所述的二维条码生成设备，其特征在于，还包括：

数据分析模块，用于接收输入的编码数据，根据编码数据的字符类型、数据量、纠错等级选择二维条码符号的版本；通知所述彩色功能图形生成模块生成所述版本的二维条码的彩色像素功能图形，将所述编码数据发送给所述黑白编码区生成模块，所述黑白编码区生成模块根据接收的所述编码数据生成二维条码的黑白像素编码区。

6.一种二维条码解码设备，其特征在于，包括：

彩色功能图形解码模块，用于接收输入的二维条码符号，识别二维条码符号的彩色像素模块，解码出二维条码符号的彩色像素功能图形；

编码信息提取模块，用于根据所述彩色功能图形解码模块解码出的所述彩色像素功能图形提取二维条码的黑白像素编码区信息；

编码区信息解码模块，用于接收所述黑白像素编码区信息，对所述黑白像素编码区信息进行解码；

其中，所述二维条码的彩色像素功能图形位于对应标准二维条码的原功能图形区域内，标准二维条码的原功能图形区域中空余出来的像素块用于数据编码。

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