CN106203226B - 一种球体表面的二维码的生成和采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球体表面的二维码的生成和采集方法，以二维码的外接圆为基础，通过以平面将打印二维码部分的球面切割为圆形图案的半径包含的像素点个数的圆环，并计算得出圆环上的像素点与圆形图案上的像素点的对应关系，将圆形图案上的像素点的像素值根据对应关系赋值到对应的圆环上的像素点上，得到球面上该圆环对应的二维码部分；当使用采集设备对所述完整的预形变二维码沿垂直所述标准面的方向进行图像采集，得到采集图像与所述原始二维码相同。在不改变当前的扫码软件的解码模块情况下实现二维码的读取和识别，拓宽了二维码的应用场合，特别在一些小尺寸的、表面为球体表面的商品上可得到相关应用。

Description

一种球体表面的二维码的生成和采集方法

技术领域

本发明涉及二维码的打印和识别领域，特别是指一种球体表面的二维码的生成和采集方法。

背景技术

目前，随着移动互联网高速发展，随着3G/4G移动网络环境下智能手机和平板电脑等移动智能终端的快速普及以及二维码编码解码技术的相对成熟，二维码应用不再受到时空和硬件设备的局限因而对人们日常生活产生的影响日益深远。二维码被广泛应用于各个行业，如物流业、生产制造业、交通、安防、票证等行业。而且，随着全球信息通信技术的迅猛发展，以手机为终端的各种应用不断涌现，在未来，手机无疑将成为移动商务赖以发展的最重要的终端之一，而手机二维码的发展将在移动商务的发展中将扮演重要角色。

但是，当前二维码的印刷和放置受到一定限制，在目前的技术中，需要将二维码印制在平面或近似平面的印品上、或显示在平面的终端显示屏上，才能使得用户移动终端中的扫码APP可以识别。但如果需要将二维码图案印制或者显示在非平面的物体表面上，尤其是球体表面，如何在不改变当前的扫码软件的解码功能的前提便可扫码成功，成为了一个有待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种在球体表面打印二维码，并且在不改变当前的扫码软件的解码功能的前提便可扫码成功的二维码的生成和采集方法。

基于上述目的本发明提供的一种球体表面的二维码的生成和采集方法，包括：

获取原始二维码，做出所述原始二维码的外接圆，将以所述外接圆为边界的圆形图案上的像素点进行编号；

以过球心且平行球面上对应圆形图案圆心点处的切面的平面为标准面，以平行所述标准面的平面，将打印二维码部分的球面切割为圆形图案的半径包含的像素点个数的圆环；

计算得出圆环上的像素点与圆形图案上的像素点的对应关系，并将圆形图案上的像素点的像素值根据对应关系赋值到对应的圆环上的像素点上，得到球面上该圆环对应的二维码部分；

遍历被切球面，得到完整的球面上的二维码部分；

使用采集设备对所述完整的预形变二维码沿垂直所述以所述外接圆为边界的圆形图案的圆心处的切面的方向进行图像采集，得到所述完整的预形变二维码对应的采集图像，所述采集图像与所述原始二维码相同。

进一步的，还包括对所述以所述外接圆为边界的圆形图案的像素点定坐标，具体为：

以所述圆形图案的一条半径所在的射线为轴，将所述圆形图案上的像素点的坐标记为(r，θ)，其中r为该点所在圆环的半径，r为自然数，θ为点对应的半径与所述轴的夹角。

进一步的，所述将打印二维码部分的球面切为圆形图案的半径包含的像素点个数的圆环的过程包括：

将所述打印二维码部分的球面切为宽度为Rarcsin(n/R)的圆环，其中，R为球面半径，n∈[1,r],n为自然数。

进一步的，所述计算得出圆环上的像素点与圆形图案上的像素点的对应关系，并将圆形图案上的像素点的像素值根据对应关系赋值到对应的圆环上的像素点上的过程包括：

将打印二维码部分的球面切割后的圆环的宽度包含的像素点的个数取整，以对应所述圆形图案的轴的一条半径所在的射线为轴，将所述圆环最外侧的像素点的坐标记为(r，θ)，其中，r为点所在圆环的外径，r为自然数，θ为点对应的半径与所述轴的夹角，将所述圆形图案上的像素点的像素值赋值给打印二维码部分的球面切割后的圆环上对应坐标的像素点上，并将所述打印二维码部分的球面切割后的圆环上的同一半径上的像素点的像素值设定为最外侧的像素点的像素值。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种球体表面的二维码的生成和采集方法，通过以过球心且平行球面上对应圆形图案圆心点处的切面的平面为标准面，以平行所述标准面的平面，将打印二维码部分的球面切割为圆形图案的半径包含的像素点个数的圆环，并计算得出圆环上的像素点与圆形图案上的像素点的对应关系，并将圆形图案上的像素点的像素值根据对应关系赋值到对应的圆环上的像素点上，得到球面上该圆环对应的二维码部分；当使用采集设备对所述完整的预形变二维码沿垂直所述标准面的方向进行图像采集，得到所述完整的预形变二维码对应的采集图像；所述采集图像与所述原始二维码相同。在不改变当前的扫码软件的解码模块情况下实现二维码的读取和识别，拓宽了二维码的应用场合，特别在一些小尺寸的、表面为球体表面的商品上可得到相关应用。

附图说明

图1为本发明球体表面的二维码的生成和采集方法的一个实施例的流程图；

图2为本发明球体表面的二维码的生成和采集方法的另一个实施例的流程图；

图3为打印二维码的球体表面垂直标准面的投影图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明的实施例提供一种球体表面的二维码的生成和采集方法，包括：

获取原始二维码，做出所述原始二维码的外接圆，将以所述外接圆为边界的圆形图案作为基础图案；

以过球心且平行球面上对应基础图案圆心点处的切面的平面为标准面，以平行所述标准面的平面，将打印二维码部分的球面切割为基础图案的半径包含的像素点个数的圆环；

计算得出圆环上的像素点与基础图案上的像素点的对应关系，并将基础图案上的像素点的像素值根据对应关系赋值到对应的圆环上的像素点上，得到球面上该圆环对应的二维码部分；

遍历被切球面，得到完整的球面上的二维码部分；

使用采集设备对所述完整的预形变二维码沿垂直所述以所述外接圆为边界的圆形图案的圆心处的切面的方向进行图像采集，得到所述完整的预形变二维码对应的采集图像，所述采集图像与所述原始二维码相同。

通过本发明的方法，在不改变当前的扫码软件的解码模块情况下实现二维码的读取和识别，拓宽了二维码的应用场合，特别在一些小尺寸的、表面为球体表面的商品上可得到相关应用。

作为本发明的一个可选实施例，还包括对所述以所述外接圆为边界的基础图案的像素点定坐标，具体为：

以所述基础图案的一条半径所在的射线为轴，将所述基础图案上的像素点的坐标记为(r，θ)，其中r为该点所在圆环的半径，r为自然数，θ为点对应的半径与所述轴的夹角。

作为本发明的另一个实施例，所述将打印二维码部分的球面切为基础图案的半径包含的像素点个数的圆环的过程包括：

将所述打印二维码部分的球面切为宽度为Rarcsin(n/R)的圆环，其中，R为球面半径，n∈[1,r],n为自然数。

在本发明的一些其他实施例中，所述计算得出圆环上的像素点与基础图案上的像素点的对应关系，并将基础图案上的像素点的像素值根据对应关系赋值到对应的圆环上的像素点上的过程包括：

将打印二维码部分的球面切割后的圆环的宽度包含的像素点的个数取整，以对应所述基础图案的轴的一条半径所在的射线为轴，将所述圆环最外侧的像素点的坐标记为(r，θ)，其中，r为点所在圆环的外径，r为自然数，θ为点对应的半径与所述轴的夹角，将所述基础图案上的像素点的像素值赋值给打印二维码部分的球面切割后的圆环上对应坐标的像素点上，并将所述打印二维码部分的球面切割后的圆环上的同一半径上的像素点的像素值设定为最外侧的像素点的像素值。

如图1所示，为本发明球体表面的二维码的生成和采集方法的一个实施例的流程图。从图中可以看出，本实施包含以下步骤：

步骤101：获取原始二维码，做出所述原始二维码的外接圆，将以所述外接圆为边界的圆形图案作为基础图案，原始二维码以外的区域的像素点的像素值默认为0，即基础图案是圆形图案，但是有效部分仍然是原始二维码，即对原始二维码没有进行任何改变。

步骤102：以过球心且平行球面上对应基础图案圆心点处的切面的平面为标准面，以平行所述标准面的平面，将打印二维码部分的球面切割为基础图案的半径包含的像素点个数的圆环。首先计算出原始二维码的对角线的长度，则对角线一半的长度所包含的像素点的个数即为基础图案的半径包含的像素点的个数，之后，把打印二维码部分的球面切割为对应个数的圆环，不同圆环的球面宽度不同。

步骤103：计算得出圆环上的像素点与基础图案上的像素点的对应关系，并将基础图案上的像素点的像素值根据对应关系赋值到对应的圆环上的像素点上，得到球面上该圆环对应的二维码部分。

步骤104：遍历被切球面，得到完整的球面上的二维码部分；

步骤105：使用采集设备对所述完整的预形变二维码沿垂直所述以所述外接圆为边界的圆形图案的圆心处的切面的方向进行图像采集，得到所述完整的预形变二维码对应的采集图像，所述采集图像与所述原始二维码相同。

如图2所示，为本发明球体表面的二维码的生成和采集方法的另一个实施例的流程图。从图中可以看出，本实施包含以下步骤：

步骤201：获取原始二维码，做出所述原始二维码的外接圆，将以所述外接圆为边界的圆形图案作为基础图案。原始二维码以外的区域的像素点的像素值默认为0，即基础图案是圆形图案，但是有效部分仍然是原始二维码，即对原始二维码没有进行任何改变。

步骤202：计算基础图案的半径所包含的像素点的个数。基础图案的半径即为原始二维码对角线的一半，根据原始二维码的边长即可知道对角线长度，进而求得基础图案的半径。

步骤203：计算打印二维码部分的球面切割后的各圆环的球面宽度，并对求得的宽度值取整。设基础图案的半径为r，打印二维码的球面半径为R，将打印二维码部分的球面切割为r个圆环，使得每个圆环的竖直高度差为1，即每个圆环对应基础图案的一个圆，也即：

R*sina₁＝1,且R*(sina_n-sina_n-1)＝1，其中a_n为圆环上一点对应的半径与基础图案圆心对应球面上的点对应的半径间的夹角，n∈[1，r]，可推出a_n＝arcsin(n/R)，则每个圆环的球面宽度为R*arcsin(n/R)，即对R*arcsin(n/R)取整。

步骤204：将打印二维码部分的球面切割为r个圆环，其中每个圆环的球面宽度为R*arcsin(n/R)取整后的值。

步骤205：对每个圆环的外圆的像素点进行赋值。由每个圆环对应基础图案的一圈像素，将基础图案的该圈像素的像素值赋值给对应圆环外圆上的对应的像素点。

步骤206：将每个圆环同一半径上的像素点的像素值都赋值为外圆像素点的像素值。由步骤204中计算的得到的R*arcsin(n/R)取整后的值，可以知道该圆环上有几圈像素，将同一半径上的像素点的像素值都设置为外圈像素点的像素值。

步骤207：按照同样的方法对所有圆环的像素点进行赋值，并将赋值后的圆环组成完整的预形变二维码。利用步骤205和步骤206的方法，对所有圆环进行同样的处理，并将处理后的圆环拼成完整的二维码，打印在球面上。

步骤208：用采集设备采集图像，得到与原始二维码相同的采集图像。

如图3所示，为图3为打印二维码的球体表面垂直标准面的投影图。其中正方形代表二维码，同心圆环代切割后的表球面圆环在标准面的投影。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本专利实在软件平台，通过vs2010编写程序实现，输入原图像，输出预形变图像。另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种球体表面的二维码的生成和采集方法，其特征在于，包括：

获取原始二维码，做出所述原始二维码的外接圆，将以所述外接圆为边界的圆形图案作为基础图案；

以过球心且平行球面上对应基础图案圆心点处的切面的平面为标准面，以平行所述标准面的平面，将打印二维码部分的球面切割为基础图案的半径包含的像素点个数的圆环；

计算得出圆环上的像素点与基础图案上的像素点的对应关系，并将基础图案上的像素点的像素值根据对应关系赋值到对应的圆环上的像素点上，得到球面上该圆环对应的二维码部分；具体过程包括：将打印二维码部分的球面切割后的圆环的宽度包含的像素点的个数取整，以对应所述基础图案的轴的一条半径所在的射线为轴，将所述圆环最外侧的像素点的坐标记为(r，θ)，其中，r为点所在圆环的外径，r为自然数，θ为点对应的半径与所述轴的夹角，将所述基础图案上的像素点的像素值赋值给打印二维码部分的球面切割后的圆环上对应坐标的像素点上，并将所述打印二维码部分的球面切割后的圆环上的同一半径上的像素点的像素值设定为最外侧的像素点的像素值；

遍历被切球面，得到完整的球面上的二维码部分；

使用采集设备对所述完整的球面上的二维码沿垂直所述以所述外接圆为边界的圆形图案的圆心处的切面的方向进行图像采集，得到所述完整的球面上的二维码对应的采集图像，所述采集图像与所述原始二维码相同。

2.根据权利要求1所述的球体表面的二维码的生成和采集方法，其特征在于，所述将打印二维码部分的球面切为基础图案的半径包含的像素点个数的圆环的过程包括：

将所述打印二维码部分的球面切为宽度为Rarcsin(n/R)的圆环，其中，R为球面半径，n∈[1,r],n为自然数。