CN107886147B - 环码的制作方法及识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种环码的制作方法，包括如下步骤：S10、将环码所要记录的数字串换成二进制位串；S11、生成长方形编码图形；S12、将生成的长方形编码图形分成n层；S13、按照预先约定的黑白或色彩比例来确定长方形编码图形中各像素点的灰度或彩色信息后生成编码图案；S14、采用采样映射的方法将记录每层编码图案的长方形编码图形的第1层转换成空心中心框层、第2～n－1层转换成数据层以及第n层转换成预设形状的边界层，形成环码图形。本发明还提供了一种环码的识别方法。与相关技术相比较，本发明提供环码的制作方法及识别方法具有如下有益效果：增加了环码的应用场景；提高了环码的识别效率；采用查表算法，从而显著提高了环码图形中像素点的转换速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种环码的制作方法及识别方法。
背景技术
环码，又名环形码，是条形码的一种，而条形码最早起源於1949年，由美国Woodland等人为研究食品项目代码及相应设备而发明，这种最早的条形码其实是一种同心圆环形码，俗称「公牛眼」。随着社会的发展和生产力的提高，环码的应用也越来越广泛。
相关技术的环码都是同心圆环形码，这种环形码呈圆形，当需要打环形码的位置呈非圆形，那么就会限制这种同心圆环形码的应用。不仅如此，现有的，同心圆环形码的识别定位较慢，无法进行快速识别。
因此，亟需提供一种新的环码的制作方法及识别方法来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环码的制作方法及识别方法，其具有可靠性高，不易被复制、生成和便于使用、识别速度快等特点。
为解决上述技术问题，本发明提供一种环码的制作方法，包括如下步骤：
S10、将环码所要记录的数字串经过加密转换成二进制位串，根据二进制位串的个数确定环码的层数与每层二进制数字个数；
S11、生成长方形编码图形；
S12、根据二进制位串的个数将生成的长方形编码图形分成n层，其中第1层表示中心框层；第2～n－1层表示数据层，用于存放每层二进制数字对应的图案；第n层表示边界层，n为大于2的自然数，第1层和第n层均用于定位；
S13、按照预先约定的黑白或色彩比例来确定长方形编码图形中各像素点的灰度或彩色信息后生成编码图案；
S14、采用采样映射的方法将记录每层编码图案的长方形编码图形的第1层转换成空心中心框层、第2～n－1层转换成数据层以及第n层转换成预设形状的边界层，形成环码图形。
S15、在转换成的所述中心框层内填充第一识别颜色，对转换成的所述数据层施加第二识别颜色，对所述边界层施加第三识别颜色，形成环码图形。
优选的，步骤S14中还包括：在转换成的所述中心框层内填充第一识别颜色，对转换成的所述数据层施加第二识别颜色，对所述边界层施加第三识别颜色。
优选的，所述第二识别颜色和所述第三识别颜色相同。
优选的，所述第二识别颜色和所述第三识别颜色均比所述第一识别颜色的颜色更深。
优选的，在步骤S11步骤中，长方形编码图形的高度为所述环码图形的半径，长度为360个像素点。
优选的，所述环码图形中设置有定位起始识别点。
优选的，步骤S10中数字串生成具体包括：
S100、以链表方式从小到大存储标签号码，同时排除重复数位过多的号码；
S101、循环地根据产生的随机数截断并交换处在随机数位置的链表；
S102、循环地根据产生的两个随机数交换相应位置上的链表节点；
S103、将链表节点中的号码存入数字串文件。
优选的，在步骤S10中，将环码所要记录的数字串按每三个为一组进行划分，然后再经过加密算法转换成二进制位串。
本发明还提供了一种基于所述的环码的制作方法的环码的识别方法，包括如下步骤：
S20、根据环码图形内的中心框层和边界层定位所述环码图形，并确定所述中心框层与所述边界层之间为数据层；
S21、确定所述环码图形的定位起始识别点；
S22、通过提取连通域算法提取所述环码图形中的所述数据层的每个像素点；
S23、通过查表算法得到提取的所述像素点到所述环码图形的中心点的距离、与所述中心点的角度以及跨度确定二进制位串；
S24、根据确定的二进制位串经过解密算法转换成所述环码图形记录的数字串。
优选的，在步骤S20中，所述环码图形中的所述中心框层内填充第一识别颜色，所述数据层施加第二识别颜色，所述边界层施加第三识别颜色，根据所述环码图形内的第一识别颜色、所述第二识别颜色以及所述第三识别颜色分别定位所述中心框层为中央区域、所述数据层以及所述边界层。
与相关技术相比较，本发明提供环码的制作方法及识别方法具有如下有益效果：
1、可以生成不同形状的环码图形，从而增加了环码的应用场景；
2、对环码图形中使用识别颜色，从而提高了环码的识别效率；
3、采用查表算法，从而显著提高了环码图形中像素点的转换速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明实施例数字串的RectBufImage；
图2是图1经过变换后得到的长方形编码图形示意图；
图3是本发明环码的制作方法的流程图；
图4是本发明环码的制作方法中数字串生成方法的流程图；
图5为本发明环码的识别方法的流程图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的环码为多个同心框表示的一个数字串，每个同心框由不等长的实线和空隙组成，同心框的层数设为n，其中1层为空心中心框层，表示中心层；2～n-1层为数据层，用于存放数据；n层表示边界层，n为自然数。其中，中心框层与边界层的形状轮廓一致，可以为圆形、矩形、三角形、椭圆形以及不规则形等，从而可以根据不用的应用需要选择不同轮廓形状的环码，从而显著提升了环码的应用场景。
下面结合具体实施例进一步说明，本发明中假定n＝4，以12345为例，图1表示的是12345的长方形编码图形RectBufImage，图1中1、2、3、4分别表示各层序号。
RectBufImage的生成方式如下：
(1)将长方形编码图形RectBufImage初始化为白色。
(2)生成第1层图案。这里设第1层图案的高度为h1。
(3)生成第2层图案。图1中第2层图案是黑白相间的，黑色部分长的代表二进制数据1，短的代表二进制数据0；白色部分长的代表二进制数据1，短的代表二进制数据0。
为了方便识别和定位，将第一个黑色部分均匀分成2个部分分别分布在第2层图案的最左边和最右边。从而得出第2层图案表示的二进制数据以及黑色部分表示的数据和白色部分表示的数据。
对于黑色部分的0编码，将其高度设置为稍高于1的编码，以更好地识别0编码。
设第2层编码中的黑色部分1的编码高度为h2，0的编码高度为1.5h2。确定其宽度，首先计算第2层图案表示的二进制数据按照比例所占的空间，黑色部分的1编码长度和0编码长度，白色部分的1编码长度和0编码长度；从而得到总的比例为：黑色部分的长度和白色部分的长度以及总长度。这样再通过delt＝L×l/360(L表示图1长方形编码图形的宽度)，其中L×l为图1的宽度，得到每个比例所占的宽度。从而确定第一个黑色编码的长度。同理可以确定其他的编码长度。
(4)同(3)步骤生成第3层编码图案。第3层的黑色部分的1编码高度分别为h3。
(5)生成h4高度的第4层编码图案。
h1到h4的高度确定是自定义选择的，在该编码方案中h1＝0.15R，h2＝h3＝h4＝0.05R其中R是图1的高度。
如图2所示的同心框是由图1所示的长方形编码图形RectBufImage经过采样映射的方式转换变成环码图形BarcodeImage，在本发明中，优选的采用极坐标变换的方法。
图2中的序号1-4对应的同心框图案是分别由图1中的序号1-4所指示的层次通过极坐标变换而得到的。其中极坐标变换中，RectBufImage的高度为BarodeImage的半径，设为R，RectBufImage的长度为360个像素点。RectBufImage和BarcodeImage的原点在左上角，水平和竖直方向分别为向右和向下为正方向。
不难得知，RectBufImage的水平坐标表示的是角度，表示范围为0-359，意义是表示该点在图2中对应点同水平正方向所成的角度，逆时针方向为正。竖直坐标表示距中心框的距离，范围为0-R，意义是该点在图2中对应点距圆心的距离。在BarcodeImage中，中心框的坐标为(R，R)。
在BarcodeImage中的水平正方向上面2层和3层连接在了一起，这个连接的目的是定位起始识别点。
本发明中，通过生成上述RectBufImage并对RectBufImage通过采样映射的方式转换生成一个环码图案BarcodeImage。
请参阅图3，本发明提供了一种环码的制作方法，包括如下步骤：
S10、将环码所要记录的数字串经过加密转换成二进制位串，根据二进制位串的个数确定环码的层数与每层二进制数字个数；
本发明将环码所要记录的数字串按每三个为一组进行划分，然后再经过加密转换成二进制位串。这样可以有效降低二进制位串的位数，例如，数字999，按照本发明的每三个数字为一组进行划分，那么转换成二进制位串就是1111100111，只有10位；按照传统的加密转换方法，由于每个数字的二进制位串为4位，例如9转换成二进制位串就是1001，那么999就有12位。因此，可以有效降低位数，减少数据量。
所用的加密算法可以是为防伪检测应用而特地设计的加密算法，也可以是通用的加密算法，如各类数据加密标准(DES)算法，各类高级加密标准(AES)算法，散列(hash)摘要(如MD5，RSA-128)，交替散列(hash)等。
另外，数字串生成具体包括如下步骤：
S100、以链表方式从小到大存储标签号码，同时排除重复数位过多的号码；
S101、循环地根据产生的随机数截断并交换处在随机数位置的链表；
S102、循环地根据产生的两个随机数交换相应位置上的链表节点；
S103、将链表节点中的号码存入数字串文件。
S11、生成长方形编码图形；
S12、根据二进制位串的个数将生成的长方形编码图形分成n层，其中第1层表示中心框层；第2～n－1层表示数据层，用于存放每层二进制数字对应的图案；第n层表示边界层，n为大于2的自然数，第1层和第n层均用于定位；
S13、按照预先约定的黑白或色彩比例来确定长方形编码图形中各像素点的灰度或彩色信息后生成编码图案，从而显著提高识别时的二值化速度和准确度；
S14、采用采样映射的方法将记录每层编码图案的长方形编码图形的第1层转换成空心中心框层、第2～n－1层转换成数据层以及第n层转换成预设形状的边界层，形成环码图形。
具体的，在转换成的所述中心框层内填充第一识别颜色，对转换成的所述数据层施加第二识别颜色，对所述边界层施加第三识别颜色。在本发明优选的实施例中，所述第二识别颜色和所述第三识别颜色相同，所述第二识别颜色和所述第三识别颜色均比所述第一识别颜色的颜色更深。例如，中心框层内填充浅色颜色，数据层和边界层可以采用深色颜色，以便区分和识别。
请参阅图5，本发明还提供了一种基于所述的环码的制作方法的环码的识别方法，包括如下步骤：
S20、根据环码图形内的中心框层和边界层定位所述环码图形，并确定所述中心框层与所述边界层之间为数据层；
所述环码图形中的所述中心框层内填充第一识别颜色，所述数据层施加第二识别颜色，所述边界层施加第三识别颜色，根据所述环码图形内的第一识别颜色、所述第二识别颜色以及所述第三识别颜色分别定位所述中心框层为中央区域、所述数据层以及所述边界层。
S21、确定所述环码图形的定位起始识别点；
S22、通过提取连通域算法提取所述环码图形中的所述数据层的每个像素点；
S23、通过查表算法得到提取的所述像素点到所述环码图形的中心点的距离、与所述中心点的角度以及跨度确定二进制位串；
所述查表算法，即事先将环码图形中的任意点的坐标参数经过计算，得出在长方形编码图形中的坐标参数，保存并制作成表格。这样，在计算环码图形中的任意点的时候，只需要从预先保存的表格里调取对应的坐标参数就能直接绘制相应的长方形编码图形，从而省去了计算步骤，极大提升了环码的识别速度。
S24、根据确定的二进制位串经过解密算法转换成所述环码图形记录的数字串。
与相关技术相比较，本发明提供环码的制作方法及识别方法具有如下有益效果：
1、可以生成不同形状的环码图形，从而增加了环码的应用场景；
2、对环码图形中使用识别颜色，从而提高了环码的识别效率；
3、采用查表算法，从而显著提高了环码图形中像素点的转换速度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种环码的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10、将环码所要记录的数字串经过加密转换成二进制位串，根据二进制位串的个数确定环码的层数与每层二进制数字个数；
S11、生成长方形编码图形；
S12、根据二进制位串的个数将生成的长方形编码图形分成n层，其中第1层表示中心框层；第2～n－1层表示数据层，用于存放每层二进制数字对应的图案；第n层表示边界层，n为大于2的自然数，第1层和第n层均用于定位；
S13、按照预先约定的黑白或色彩比例来确定长方形编码图形中各像素点的灰度或彩色信息后生成编码图案；
S14、采用采样映射的方法将记录每层编码图案的长方形编码图形的第1层转换成空心中心框层、第2～n－1层转换成数据层以及第n层转换成预设形状的边界层，形成环码图形。
2.根据权利要求1所述的环码的制作方法，其特征在于，步骤S14中还包括：在转换成的所述中心框层内填充第一识别颜色，对转换成的所述数据层施加第二识别颜色，对所述边界层施加第三识别颜色。
3.根据权利要求2所述的环码的制作方法，其特征在于，所述第二识别颜色和所述第三识别颜色相同。
4.根据权利要求2所述的环码的制作方法，其特征在于，所述第二识别颜色和所述第三识别颜色均比所述第一识别颜色的颜色更深。
5.根据权利要求1所述的环码的制作方法，其特征在于，在步骤S11步骤中，长方形编码图形的高度为所述环码图形的半径，长度为360个像素点。
6.根据权利要求1或2所述的环码的制作方法，其特征在于，所述环码图形中设置有定位起始识别点。
7.根据权利要求1所述的环码的制作方法，其特征在于，步骤S10中数字串生成具体包括：
S100、以链表方式从小到大存储标签号码，同时排除重复数位过多的号码；
S101、循环地根据产生的随机数截断并交换处在随机数位置的链表；
S102、循环地根据产生的两个随机数交换相应位置上的链表节点；
S103、将链表节点中的号码存入数字串文件。
8.根据权利要求1所述的环码的制作方法，其特征在于，在步骤S10中，将环码所要记录的数字串按每三个为一组进行划分，然后再经过加密算法转换成二进制位串。
9.一种基于权利要求1所述的环码的制作方法的环码的识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
S20、根据环码图形内的中心框层和边界层定位所述环码图形，并确定所述中心框层与所述边界层之间为数据层；
S21、确定所述环码图形的定位起始识别点；
S22、通过提取连通域算法提取所述环码图形中的所述数据层的每个像素点；
S23、通过查表算法得到提取的所述像素点到所述环码图形的中心点的距离、与所述中心点的角度以及跨度确定二进制位串；
S24、根据确定的二进制位串经过解密算法转换成所述环码图形记录的数字串。
10.根据权利要求9所述的环码的识别方法，其特征在于，在步骤S20中，所述环码图形中的所述中心框层内填充第一识别颜色，所述数据层施加第二识别颜色，所述边界层施加第三识别颜色，根据所述环码图形内的第一识别颜色、所述第二识别颜色以及所述第三识别颜色分别定位所述中心框层为中央区域、所述数据层以及所述边界层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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