CN102243704B - 用于二维码的定位系统、二维码的识别方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于二维码的定位系统，所述二维码包括位于基底上呈矩形阵列排布的多个条码单元，每个所述条码单元表示一个二进制编码的数据；其中，所述定位系统包括分别地位于所述矩形阵列顶角区域的3个主定位特征块及1个辅助定位特征块，所述主定位特征块及所述辅助定位特征块至少部分地与所述基底具有不同的光学特性以使得其与所述基底可区分，并用于确定所述矩形阵列的识读方向；其中，每个所述主定位特征块包括呈L形排列的第一数量的条码单元，而所述辅助定位特征块包括呈正方形排列的第二数量的条码单元，并且所述辅助定位特征块中的部分条码单元与所述基底具有相同的光学特性。

Description

用于二维码的定位系统、二维码的识别方法及设备

技术领域

本发明涉及条形码技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于二维码的定位系统，以及一种二维码的识别方法及设备。

背景技术

二维码(2-dimensional bar code)是一种将某种几何图形(例如方块或矩形块)按照一定规则在二维方向的平面上进行排布，以记录或表示特定数据信息的条形码，其中的每个几何图形构成了二维码的一个条码单元。通常地，该几何图形可以具有特定的光学特性，例如颜色或灰度特性，以使得在识读该二维码的图像时，不同的几何图形可以为识读设备所区别。

相比于传统的一维条形码，二维码可以在水平方向(或行方向)与竖直方向(或列方向)上同时存储信息，因此其可以表示的数据信息量更大。然而，二维码中条码单元排布复杂度的增加使得其识别难度相应增加。为了识别并获取二维码中包含的数据信息，往往需要先对二维码的图像进行定位，以确定其中各个条码单元在二维码阵列中的位置。美国专利5,726,435即公开了一种二维码，其在二维码条码单元阵列的左上角、右上角以及左下角各设置了一个类似于“回”形的定位特征块。该“回”形定位特征块能够被专用的二维码识别设备识别为特定的数字序列，这使得二维码识别设备能够快速定位整个条码单元阵列所在区域，进而判别该条码单元阵列的识读方向。

然而，上述二维码定位特征块的结构较为复杂，其需要占用较多的条码单元空间。对于分辨率较低(即所包含的条码单元较少)的二维码，这种定位特征块使得可用于记录数据信息的区域减少，从而降低了二维码的数据存储容量。此外，这种二维码通常需要由例如激光扫描器的专用识读设备才能识读，对于手机摄像头等较低分辨率的图像采集设备，这种二维码以及其中所采用的定位特征块很难被准确识别。

发明内容

可见，需要提供一种二维码的定位系统，减少对二维码数据存储区域的占用，并实现对二维码识读方向的精确确定。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种二维码的定位系统，所述二维码包括位于基底上呈矩形阵列排布的多个条码单元，每个所述条码单元表示一个二进制编码的数据；其中，所述定位系统包括分别地位于所述矩形阵列顶角区域的3个主定位特征块及1个辅助定位特征块，所述主定位特征块及所述辅助定位特征块至少部分地与所述基底具有不同的光学特性以使得其与所述基底可区分，并用于确定所述矩形阵列的识读方向；其中，每个所述主定位特征块包括呈L形排列的第一数量的条码单元，而所述辅助定位特征块包括呈正方形排列的第二数量的条码单元，并且所述辅助定位特征块中的部分条码单元与所述基底具有相同的光学特性。

根据本发明的另一方面，提供了一种二维码的识别方法，所述二维码包括位于基底上呈矩形阵列排布的多个条码单元，每个所述条码单元表示一个二进制编码的数据，所述方法包括下述步骤：采用图像采集设备获取所述二维码的图像；识别所述图像并确定所述矩形阵列的边界及顶角区域；在所述顶角区域中搜索3个主定位特征块与1个辅助定位特征块，其中，每个所述主定位特征块包括呈L形排列的第一数量的条码单元，而所述辅助定位特征块包括呈正方形排列的第二数量的条码单元，并且所述辅助定位特征块包含有光学特性不同的两个部分；基于所述主定位特征块与辅助定位特征块对应的顶角区域位置确定所述矩形阵列的识读方向；基于所述识读方向对所述图像进行解码以转换为数据信息。

根据本发明的又一方面，还提供了一种二维码的识别设备，所述二维码包括位于基底上呈矩形阵列排布的多个条码单元，每个所述条码单元表示一个二进制编码的数据，所述识别设备包括：采集装置，用于获取所述二维码的图像；识别装置，用于识别所述图像并确定所述矩形阵列的边界及顶角区域；搜索装置，用于在所述顶角区域中搜索3个主定位特征块与1个辅助定位特征块，其中，每个所述主定位特征块包括呈L形排列的第一数量的条码单元，而所述辅助定位特征块包括呈正方形排列的第二数量的条码单元，并且所述辅助定位特征块包含有光学特性不同的两个部分；确定装置，用于基于所述主定位特征块与辅助定位特征块对应的顶角区域位置确定所述矩形阵列的识读方向；转换装置，用于基于所述识读方向对所述图像进行解码以转换为数据信息。

与现有技术相比，本发明的用于二维码的定位系统所占用的数据存储区域大大减少，从而提高了二维码中数据存储空间的利用率。此外，该定位系统中的定位特征块采用了较为简单的图形结构，能够为具有较低分辨率的图像采集设备所识别，因此具有该种定位系统的二维码能够适用于多种应用领域。

本发明的以上特性及其他特性将在下文中的实施例部分进行明确地阐述。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，能够更容易地理解本发明的特征、目的和优点。其中，相同或相似的附图标记代表相同或相似的装置。

图1a及1c示出了根据本发明实施例的用于二维码的定位系统；

图2示出了根据本发明另一实施例的二维码的识别方法；

图3示出了根据本发明又一实施例的二维码的识别设备；

图4示出了本发明的各种实施方式可以在其中实现的一种示例性处理设备的框图。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。

图1a示出了根据本发明一个实施例的用于二维码的定位系统。

如图1a所示，该二维码100包括呈矩形阵列排布的多个条码单元101，每个条码单元101表示一个二进制编码的数据。在实际应用中，该二维码100通常位于基底上，该基底例如为纸面、物品表面、电子显示面或其他类似平面或曲面。二维码100的每个条码单元101可以以特定的光学特性来表示其所代表的二进制编码数据。通常地，该光学特性包括例如颜色或光学反射率。条码单元101的这些光学特性可以由专用或通用的图像采集设备所采集，该图像采集设备例如为摄像头、照相机、摄像机、扫描仪或者其他用于将光学图像转换为电子信号的设备；进一步地，该图像采集设备可以将所采集的二维码100中条码单元101的光学特性提供给数据处理设备，该数据处理设备可以基于所述光学特性将该二维码100转换为对应的数字图像，例如与条码单元101矩阵对应的二值图像。

在实际应用中，条码单元101的光学特性可以与基底的光学特性不同或者与基底的光学特性相同。其中，所述基底与条码单元101的光学特性相同是指识别设备不可或不区分这两者的光学特性，例如该条码单元101具有与基底差异小于预定阈值的光学反射率。所述基底与条码单元101的光学特性不同是指识别设备可以或需要区分这两者的光学特性，例如该条码单元101具有与基底差异超过预定阈值的光学反射率。

仍参考图1a，二维码100中包含定位系统，该定位系统用于确定二维码100的识读方向，以便在由识别设备识别二维码100时，使得其中所包含的各个条码单元101能够被准确地定位。

在一个实施例中，该定位系统包括分别地位于二维码100矩形阵列顶角区域的3个主定位特征块103以及1个辅助定位特征块104。该主定位特征块103以及该辅助定位特征块104至少部分地与基底具有不同的光学特性以使得其与该基底可区分，并用于确定二维码101矩形阵列的识读方向。其中，每个主定位特征块103包括呈L形排列的第一数量的条码单元101，而辅助定位特征块104包括呈正方形排列的第二数量的条码单元101，并且该辅助定位特征块104中的部分条码单元101与所述基底具有相同的光学特性。

具体地，每个主定位特征块103所包含的L形排列的第一数量的条码单元101均与基底具有不同的光学特性。这使得二维码100矩形阵列的3个顶角区域，以及每个顶角区域中顶点位置的条码单元可以被确定。进一步地，二维码100矩形阵列的边界可以根据这3个顶点位置的顶点条码单元105准确地确定。在一个优选的实施例中，该主定位特征块103具有相同的形状，每个主定位特征块103至少分别包括位于二维码100矩形阵列顶点的一个顶点条码单元105，以及与该顶点条码单元105相邻的两个边界条码单元106。这种主定位特征块103仅仅需要占用3个条码单元101，因此，其特别适用于矩阵密度较低、数据存储空间较小的二维码100。

正如前述，在二维码100矩形阵列的另一顶角区域设置有正方形排列的辅助定位特征块104。结合3个主定位特征块103的位置，该辅助定位特征块104用于确定二维码100的识读方向。例如，可以以与该辅助定位特征块104的一侧相邻的边界条码单元106作为该二维码100的识读基点，二维码100中其他条码单元101的位置可以基于该识读基点来确定。其中，识读基点例如是提取二维码中数据信息的起始点。由于辅助定位特征块104中既包含有与基底光学特性相同的条码单元101，还包含有与基底光学特性不同的条码单元101，因此，这两种相互可区别的条码单元101能够使得与该辅助定位特征块104分别相邻的其他条码单元可以被区别开，进而可以确定二维码100识读方向。

对于非正方形阵列的二维码100，由于其本身并非对称，在确定其识读边界以及各个定位特征块的相对位置之后，即可确定二维码100中各个条码单元101的位置。然而，对于正方形阵列的二维码100，由于其本身可能为沿辅助定位特征块104所在对角线对称的对称结构，因此，为了避免出现识读错误，特别是由于二维码100被翻转或镜像之后的识读错误，在一个实施例中，辅助定位特征块104可以为不对称的结构。这种不对称的辅助定位特征块104可以使得被翻转或镜像的二维码100能够被正确识别。

在如图1a所示的实施例中，辅助定位特征块104包括相邻的第一矩形条108与第二矩形条109，其中第一矩形条108与基底具有不同的光学特性，而第二矩形条109与基底具有相同的光学特性，以使得该第一矩形条108与第二矩形条109的位置可区分。这样，在二维码100中，与第一矩形条108相邻的边界条码单元106以及与第二矩形条109相邻的边界条码单元106可以相互区别，从而可以准确确定为该二维码100的识读基点。进一步优选地，该第一矩形条108至少包括一个顶点条码单元105，以及位于该顶点条码单元105一侧与该顶点条码单元105相邻的一个边界条码单元106；该第二矩形条109至少包括与该第一矩形条108中的两个条码单元分别相邻的两个条码单元。

正如前述，在此所述的二维码的每个条码单元可以以特定的光学特性来表示其所代表的二进制编码数据，该光学特性包括例如颜色或光学反射率，其使得每个条码单元与基底相同或不同，即对应于例如二进制编码数值“0”或“1”。图1b示出了采用彩色图形作为二维码100’的条码单元的实施例，其中，定位系统102亦采用了类似的彩色图形。具体地，该二维码100’所在的基底具有特定色调，例如为白色或浅色色调；而二维码100’中的各个条码单元可以采用各种色调的彩色图形，包括与基底相同色调(例如为白色或浅色色调)的彩色图形，或者与基底不同色调(例如深色色调)的彩色图形。这些条码单元的光学特性可以被采集并进一步识别为二值图像的形式。

图1c即示出了被转换为二值图像的图1b所示的二维码及其定位系统。如图1c所示，在图1b中具有深色色调的条码单元均被识别为黑色，而图1b中具有浅色色调，即与基底色调相同或相近的条码单元被识别为白色。具体地，该二值图像的转换可以采用例如单阈值分割算法等算法，即在图像转换前设定特定的阈值(例如预定灰度值)，若所采样的光学特性超过预定阈值(例如，深色色调被采集所得到的灰度值高于该预定灰度值)，则被识别为黑色；而若所采样的光学特性未达到预定阈值(例如，浅色色调被采集所得到的灰度值低于该预定灰度值)，则被识别为白色。

需要说明的是，当各个条码单元的光学特性被采集并识别时，可以采集每个条码单元中的一个位置，并以该位置的光学特性作为该条码单元的光学特性；也可以采集该条码单元中多个不同位置的光学特性，并以经过预定统计方式处理的该多个不同位置光学特性的统计结果(例如取该光学特性对应数值的平均值)作为该条码单元的光学特性。因此，在一个可选的实施例中，条码单元中的彩色图形可以仅覆盖该条码单元的部分区域，并且该彩色图形中还可以包括相近但不完全相同的色调。

正如前述，主定位特征块103与辅助定位特征块104所包括的条码单元101越少，二维码100中可以用于存储数据的数据存储区域就越大，数据存储容量也越大。在一个优选的实施例中，主定位特征块103与辅助定位特征块104分别位于二维码100矩形阵列顶角区域的包含2行2列条码单元101的正方形区域中。可以理解，在该正方形区域中非定位特征块的区域可以用于记录数据，其可以具有与基底相同或不同的光学特性。

可以理解，本发明的用于二维码的定位系统并不限于二维码矩形阵列的排布方式及排布密度。在一个可选的实施例中，二维码系统的矩形阵列可以为正方形，即每一行与每一列包含相同数量的条码单元。优选地，该矩形阵列包括10行10列的条码单元。

图2示出了根据本发明一个实施例的二维码的识别方法。需要说明的是，尽管在图2中以特定顺序描述了该识别方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

如图2所示，在步骤S202中，采用图像采集设备获取二维码的图像。

具体而言，该二维码包括位于基底上呈矩形阵列排布的多个条码单元，每个条码单元表示一个二进制编码的数据。优选地，该二维码矩形阵列的每一行与每一列包含相同数量的条码单元。在实际应用中，基底例如为纸面、物品表面、电子显示平面或其他类似平面或曲面。二维码的每个条码单元可以以特定的光学特性来表示其所代表的二进制编码数据。常用的光学特性包括例如颜色或光学反射率。

该图像采集设备例如是照相机、摄像机、扫描仪或者其他用于将光学图像转换为电子信号的设备，其可以将所采集的条码单元的光学特性转换为对应的数字图像。通常地，在获得该二维码的图像之后，可以将所获得的图像存储到图像存储器中，以备后续的数据处理调用。

在一个实施例中，该图像采集设备还可以对所采集的数字图像进行预处理，包括例如灰度转换、去噪、锐化等；并在所述预处理之后，采用例如单阈值分割算法等将该数字图像转换为二值图像。相对于灰度图像或彩色图像，二值图像的存储及处理所占用的资源相对较少，因而具有较高的处理效率。在下述的实施例中，均以所述数字图像被转换为二值图像进行说明，但本领域技术人员应当理解，下述方法亦适用于灰度图像或彩色图像的处理，不应限制其范围。需要说明的是，当各个条码单元的光学特性被采集并被识别为二值图像时，可以采集每个条码单元中的一个位置，并以该位置的光学特性作为该条码单元的光学特性；也可以采集该条码单元中多个不同位置的光学特性，并以经过预定统计方式处理的该多个不同位置光学特性的统计结果(例如取该光学特性对应数值的平均值)作为该条码单元的光学特性。因此，在一个可选的实施例中，可以采集各个条码单元中不同位置的光学特性，并基于该不同位置的光学特性确定该条码单元的光学特性，并相应地转换为对应的二值图像中的值。

接着，在步骤S204中，识别所述图像并确定所述矩形阵列的边界及顶角区域。

具体地，可以基于特定的图像边界检测算法来确定二维码阵列的边界。例如，可以基于四连通域的迭代区域生长算法对二维码图像进行区域标记，并通过图像边缘检测得到连通区域的边界，进而确定该二维码矩形阵列的四个边界。每两个边界的交界位置即对应于该矩形阵列的顶角区域。依据具体实施例的不同，该顶角区域可以包括一个或多个条码单元，例如1个、4个、9个或更多个条码单元。在一个优选的实施例中，该顶角区域包括4个条码单元，其排列为2行2列的结构。

接下来，在步骤S206中，在所述顶角区域中搜索3个主定位特征块与1个辅助定位特征块，其中，每个主定位特征块包括呈L形排列的第一数量的条码单元，而辅助定位特征块包括呈正方形排列的第二数量的条码单元，并且辅助定位特征块包含有光学特性不同的两个部分。

3个L形的主定位特征块使得二维码矩形阵列的3个顶角区域，特别是每个顶角区域中顶点的条码单元可以被确定。这使得二维码矩形阵列的边界可以被精确定位，特别是在基底与主定位特征块具有不同的光学特性的情况下。在一个优选的实施例中，该主定位特征块具有相同的形状，每个主定位特征块至少分别包括位于二维码矩形阵列顶点的一个顶点条码单元，以及与该顶点条码单元相邻的两个边界条码单元。这种仅包含3个条码单元的主定位特征块有效减少了定位处理的数据处理量。可以理解，在该二维码矩形阵列中，除了定位特征块之外的其他条码单元均可以被用于存储数据信息。

在一个可选的实施例中，步骤S206中还包含有确定是否搜索到各个主定位特征块与辅助定位特征块的判断。如果未搜索到所有的定位特征块，可能说明所述搜索未正确执行或者顶角区域的选取错误；相应地，在此情况下，可以重新搜索该定位特征块，或者返回值步骤S204以重新确定顶角区域。

接下来，在步骤S208中，基于主定位特征块与辅助定位特征块对应的顶角区域位置确定二维码矩形阵列的识读方向。

其中，主定位特征块与辅助定位特征块在二维码阵列中所处的位置使得该矩形阵列中各个条码单元的排布大体确定。但是，对于正方形的二维码的阵列，其沿辅助定位特征块的对角线轴对称，因此，该对角线两侧无法区分。但辅助定位特征块中包含有光学特性不同的两个部分，这两种相互可区别的部分使得与该辅助定位特征块分别相邻的其他条码单元可以被识别，进而可以确定二维码的识读方向。

在一个实施例中，辅助定位特征块包括相邻的第一矩形条与第二矩形条，其中第一矩形条与第二矩形条具有不同的光学特性以使得第一矩形条与所述第二矩形条的位置可区分。优选地，该第一矩形条至少包括一个顶点条码单元，以及位于该顶点条码单元一侧与该顶点条码单元相邻的一个边界条码单元；该第二矩形条至少包括与该第一矩形条的两个条码单元分别相邻的两个条码单元。相应地，步骤S208进一步包括：

子步骤208a，基于主定位特征块与辅助定位特征块的位置以及第一矩形条与第二矩形条的位置判断是否需要对所述图像进行镜像。

正如前述，辅助定位特征块所具有的第一矩形条与第二矩形条使得这四个定位特征块构成的定位系统不会沿二维码矩形阵列的对角线对称。因此，第一矩形条相对于第二矩形条的位置应是确定的，即，相对于一基准点，例如矩形阵列中心，第一矩形条应位于第二矩形条的顺时针方向或逆时针方向。

因此，在子步骤208a中，可以将第一矩形条相对于第二矩形条的位置与预先确定的方向进行比较。如果相同，则无需对二维码的图像进行镜像，而如果不同，则需要对二维码的图像进行镜像，以使得所采集的图像与预定方向一致。

例如，如果预定的识读规则设定，相对于矩形阵列中心的条码单元，辅助定位特征块中的第二矩形条应位于第一矩形条的逆时针方向。而检测到在实际获取的二维码图像中，第二矩形条位于第一矩形条的顺时针方向，那么，即判断所述二维码图像需要进行镜像。

子步骤208b，基于主定位特征块与辅助定位特征块的位置判断是否需要对所述图像进行旋转。

具体而言，为提取二维码图像中各个条码单元的信息，需要将该二维码图像中的各个条码单元映射到预定的阵列中，以使得每一条码单元的信息被正确地提取。相应地，该预定阵列中亦应包括各个定位特征块所对应的位置。

然而，在采集二维码图像的过程中，图像采集设备的采集方向，例如行方向并不一定与二维码的行方向对应，而可能存在一定的夹角。这使得所采集的二维码图像无法准确映射到预定阵列中。

因此，在子步骤208b中，通过各个定位特征块与辅助定位特征块的位置，例如由辅助定位特征块以及与辅助定位特征块间隔最远的(对角线位置)的主定位特征块可以确定实际采集的二维码图像的对角线方向(矢量)。然后，将该实际的对角线方向与预定阵列的对角线方向进行比较，其差值即为需要对二维码图像进行旋转的角度及方向。

子步骤208c，基于镜像与旋转的判断结果纠正所述图像，并基于预定规则确定二维码图像的识读方向。

根据在子步骤208a中是否需要对图像进行镜像的判断结果，以及子步骤208b中是否需要对图像进行旋转以及进一步的旋转角度的判断结果，对二维码的图像实施所述镜像及旋转的处理，从而将所采集的二维码图像准确映射到预定阵列中，进而确定二维码图像的识读方向。

需要说明的是，在实际应用中，确定二维码矩形阵列识读方向的步骤实质上是将实际采集的二维码图像与预定的识读规则，例如识读的坐标系，进行匹配的过程。因此，虽然在上述步骤中是以对所采集的二维码图像进行镜像或旋转来进行匹配的，但可替代地，也可以对识读规则中的识读坐标系进行类似变换以实现这两者之间的相互匹配，不应限制其范围。

继续参考图2，在步骤S210中，基于所述识读方向对所述图像进行解码以转换为数据信息。

具体地，可以逐行地或逐列地对二维码图像进行识读，以提取每个条码单元所表示的数据信息。优选地，在二维码中还包括有校验区域；相应地，在识读数据的过程中，还可以进一步地基于校验区域的预定数据来对所提取的数据信息进行校验，以判断所述识别是否正确进行。

图3示出了根据本发明又一实施例的二维码的识别设备。其中，该二维码包括位于基底上呈矩形阵列排布的多个条码单元，每个所述条码单元表示一个二进制编码的数据。

该识别设备包括：

采集装置301，用于获取所述二维码的图像；

识别装置303，用于识别所述图像并确定所述矩形阵列的边界及顶角区域；

搜索装置305，用于在所述顶角区域中搜索3个主定位特征块与1个辅助定位特征块，其中，每个所述主定位特征块包括呈L形排列的第一数量的条码单元，而所述辅助定位特征块包括呈正方形排列的第二数量的条码单元，并且所述辅助定位特征块包含有光学特性不同的两个部分；

确定装置307，用于基于所述主定位特征块与辅助定位特征块对应的顶角区域位置确定所述矩形阵列的识读方向；

转换装置309，用于基于所述识读方向对所述图像进行解码以转换为数据信息。

在本发明的一个实施例中，所述主定位特征块具有相同的形状，每个所述主定位特征块至少分别包括位于所述矩形阵列顶点的一个顶点条码单元，以及与所述顶点条码单元相邻的两个边界条码单元。

在本发明的一个实施例中，所述辅助定位特征块包括相邻的第一矩形条与第二矩形条，其中所述第一矩形条与第二矩形条具有不同的灰度以使得所述第一矩形条与所述第二矩形条的位置可区分，所述确定装置进一步包括：

基于所述主定位特征块与辅助定位特征块的位置以及所述第一矩形条与所述第二矩形条的位置判断是否需要对所述图像进行镜像的装置；

基于所述主定位特征块与辅助定位特征块的位置判断是否需要对所述图像进行旋转的装置；

基于所述镜像与旋转的判断结果纠正所述图像，并基于预定规则确定所述图像的识读方向的装置。

在本发明的一个实施例中，所述第一矩形条至少包括一个顶点条码单元，以及位于所述顶点条码单元一侧与所述顶点条码单元相邻的一个边界条码单元；所述第二矩形条至少包括与所述第一矩形条的两个条码单元分别相邻的两个条码单元。

在本发明的一个实施例中，所述搜索装置进一步用于在位于所述矩形阵列顶角区域包含2行2列条码单元的正方形区域内搜索所述主定位特征块或辅助定位特征块。

本发明的各种实施方式可以通过硬件、固件、软件以及其中的任意组合来实现。图4示出了本发明的各种实施方式可以在其中实现的一种示例性处理设备的框图。

图4中所示的设备包括CPU(中央处理单元)401、RAM(随机存取存储器)402、ROM(只读存储器)403、系统总线404、硬盘控制器405、键盘控制器406、串行接口控制器407、并行接口控制器408、显示器控制器409、硬盘410、键盘411、串行外部设备412、并行外部设备413和显示器414。在这些部件中，与系统总线404相连的有CPU 401、RAM 402、ROM 403、硬盘控制器405、键盘控制器406、串行接口控制器407、并行接口控制器408和显示器控制器409。硬盘410与硬盘控制器405相连，键盘411与键盘控制器406相连，串行外部设备412与串行接口控制器407相连，并行外部设备413与并行接口控制器408相连，以及显示器414与显示器控制器409相连。

另外，图4所示的处理设备中还可以包括输入控制器。通过该输入控制器，该处理设备被连接到图像采集设备。该图像采集设备用于采集二维码的图像，其例如是照相机、摄像机、扫描仪或者其他用于将模拟图像转换为数字图像的设备。

尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本发明，应认为该阐明和描述是说明性的和示例性的，而不是限制性的；本发明不限于所上述实施方式。

那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。在发明的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims (20)

1.一种用于二维码的定位系统，其特征在于，所述二维码包括位于基底上呈矩形阵列排布的多个条码单元，每个所述条码单元表示一个二进制编码的数据;其中，

所述定位系统包括分别地位于所述矩形阵列顶角区域的3个主定位特征块及1个辅助定位特征块，所述主定位特征块及所述辅助定位特征块均至少部分地与所述基底具有不同的光学特性以使得其与所述基底可区分，并用于确定所述矩形阵列的识读方向;其中，每个所述主定位特征块包括呈L形排列的第一数量的条码单元，而所述辅助定位特征块包括呈正方形排列的第二数量的条码单元，并且所述辅助定位特征块中的部分条码单元与所述基底具有相同的光学特性。

2.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述主定位特征块具有相同的形状，每个所述主定位特征块至少分别包括位于所述矩形阵列顶点的一个顶点条码单元，以及与所述顶点条码单元相邻的两个边界条码单元。

3.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述辅助定位特征块包括相邻的第一矩形条与第二矩形条，其中所述第一矩形条与所述基底具有不同的光学特性，而所述第二矩形条与所述基底具有相同的光学特性，以使得所述第一矩形条与所述第二矩形条的位置可区分。

4.根据权利要求3所述的定位系统，其特征在于，所述第一矩形条至少包括一个顶点条码单元，以及位于所述顶点条码单元一侧与所述顶点条码单元相邻的一个边界条码单元;所述第二矩形条至少包括与所述第一矩形条的两个条码单元分别相邻的两个条码单元。

5.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述主定位特征块与所述辅助定位特征块分别位于所述矩形阵列顶角区域的包含2行2列条码单元的正方形区域内。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的定位系统，其特征在于，所述光学特性包括颜色或光学反射率。

7.一种二维码系统，其特征在于，包括根据权利要求1至6中任一项所述的定位系统。

8.根据权利要求7所述的二维码系统，其特征在于，所述矩形阵列的每一行与每一列包含相同数量的条码单元。

9.根据权利要求8所述的二维码系统，其特征在于，所述矩形阵列包括10行10列的条码单元。

10.一种二维码的识别方法，所述二维码包括位于基底上呈矩形阵列排布的多个条码单元，每个所述条码单元表示一个二进制编码的数据，其特征在于，所述方法包括下述步骤:

采用图像采集设备获取所述二维码的图像;

识别所述图像并确定所述矩形阵列的边界及顶角区域;

在所述顶角区域中搜索3个主定位特征块与1个辅助定位特征块，其中，每个所述主定位特征块包括呈L形排列的第一数量的条码单元，而所述辅助定位特征块包括呈正方形排列的第二数量的条码单元，并且所述辅助定位特征块包含有光学特性不同的两个部分;

基于所述主定位特征块与辅助定位特征块对应的顶角区域位置确定所述矩形阵列的识读方向;

基于所述识读方向对所述图像进行解码以转换为数据信息。

11.根据权利要求10所述的识别方法，其特征在于，所述主定位特征块具有相同的形状，每个所述主定位特征块至少分别包括位于所述矩形阵列顶点的一个顶点条码单元，以及与所述顶点条码单元相邻的两个边界条码单元。

12.根据权利要求10所述的识别方法，其特征在于，所述辅助定位特征块包括相邻的第一矩形条与第二矩形条，其申所述第一矩形条与第二矩形条具有不同的光学特性以使得所述第一矩形条与所述第二矩形条的位置可区分，所述确定识读方向的步骤进一步包括:

基于所述主定位特征块与辅助定位特征块的位置以及所述第一矩形条与所述第二矩形条的位置判断是否需要对所述图像进行镜像;

基于所述主定位特征块与辅助定位特征块的位置判断是否需要对所述图像进行旋转;

基于所述镜像与旋转的判断结果纠正所述图像，并基于预定规则确定所述图像的识读方向。

13.根据权利要求12所述的识别方法，其特征在于，所述第一矩形条至少包括一个顶点条码单元，以及位于所述顶点条码单元一侧与所述顶点条码单元相邻的一个边界条码单元;所述第二矩形条至少包括与所述第一矩形条的两个条码单元分别相邻的两个条码单元。

14.根据权利要求10所述的识别方法，其特征在于，所述搜索定位特征块的步骤进一步包括:

在位于所述矩形阵列顶角区域包含2行2列条码单元的正方形区域内搜索所述主定位特征块或辅助定位特征块。

15.根据权利要求10所述的识别方法，其特征在于，所述矩形阵列的每一行与每一列包含相同数量的条码单元。

16.一种二维码的识别设备，所述二维码包括位于基底上呈矩形阵列排布的多个条码单元，每个所述条码单元表示一个二进制编码的数据，其特征在于，包括:

采集装置，用于获取所述二维码的图像;

识别装置，用于识别所述图像并确定所述矩形阵列的边界及顶角区域;

搜索装置，用于在所述顶角区域中搜索3个主定位特征块与1个辅助定位特征块，其中，每个所述主定位特征块包括呈L形排列的第一数量的条码单元，而所述辅助定位特征块包括呈正方形排列的第二数量的条码单元，并且所述辅助定位特征块包含有光学特性不同的两个部分;

确定装置，用于基于所述主定位特征块与辅助定位特征块对应的顶角区域位置确定所述矩形阵列的识读方向;

转换装置，用于基于所述识读方向对所述图像进行解码以转换为数据信息。

17.根据权利要求16所述的识别设备，其特征在于，所述主定位特征块具有相同的形状，每个所述主定位特征块至少分别包括位于所述矩形阵列顶点的一个顶点条码单元，以及与所述顶点条码单元相邻的两个边界条码单元。

18.根据权利要求16所述的识别设备，其特征在于，所述辅助定位特征块包括相邻的第一矩形条与第二矩形条，其中所述第一矩形条与第二矩形条具有不同的光学特性以使得所述第一矩形条与所述第二矩形条的位置可区分，所述确定装置进一步包括:

基于所述主定位特征块与辅助定位特征块的位置以及所述第一矩形条与所述第二矩形条的位置判断是否需要对所述图像进行镜像的装置;

基于所述主定位特征块与辅助定位特征块的位置判断是否需要对所述图像进行旋转的装置;

基于所述镜像与旋转的判断结果纠正所述图像，并基于预定规则确定所述图像的识读方向的装置。

19.根据权利要求18所述的识别设备，其特征在于，所述第一矩形条至少包括一个顶点条码单元，以及位于所述顶点条码单元一侧与所述顶点条码单元相邻的一个边界条码单元;所述第二矩形条至少包括与所述第一矩形条的两个条码单元分别相邻的两个条码单元。

20.根据权利要求16所述的识别设备，其特征在于，所述搜索装置进一步用于在位于所述矩形阵列顶角区域包含2行2列条码单元的正方形区域内搜索所述主定位特征块或辅助定位特征块。

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