CN109919278B - 一种对称图形二维码的定向方法 - Google Patents

Abstract

一种对称图形二维码的定向方法，包括如下步骤：完成二维码主体绘制，包括中心数据区和定位点的绘制；设置定向信息区，进行定向信息编码，其中定向信息区设置于在中心数据区的边缘；基于定位点的位置，解码定向信息区信息；基于解码信息，读取中心数据区的数据，该方法可以实现在保持解析速度，保证二维码的美观性，及优化其延展性的前提下，为对称式的二维码图形定向。

Description

一种对称图形二维码的定向方法

技术领域

本发明涉及计算机应用领域，涉及二维码技术，具体涉及一种对称图形二维码的定向方法。

背景技术

随着社会的发展，二维码识别、支付技术快速发展，其成为了人们生活中重要的方式。二维码是用特定的集合图形按照一定的规律在二维方向上的平面分布的黑白相间的矩形方阵记录数据符号信息的新一代条码技术，通常由二维码阵和二维码号，以及下方的说明文字组成，具有信息量大，纠错能力强，识别速度快，全方位识读等特点，其应用领域广泛。

现有技术，在定位及定向方面，单一追求解析速度，所以一般都是三角形定位，即采用三个点来定位一个面，并用直角顶点来确定方向的方式。但是该类型的定位定向方式，首先由于其并不是对称图形，所以其延展性或者扩展性并不是很强。其次现有技术，用三角形定位，但是最终呈现是方形，并没有很好的美观性。

以往的二维码系统解决识读方向主要是依靠码字中的定位图形的非对称性来确定。例如在QR码中，三个定位图形位于码字矩阵的四个顶点的其中三个，这三个顶点的排列方式可以唯一的确定识读方向。Visual Code中相互垂直的导航条位于码字的右下角，因此右下角可以视为码字坐标的原点，长导航条方向可以视为y轴方向，短导航条可以视为x轴方向。例如申请号为CN200910196615.5的发明专利公开了一种大容量二维条码系统及其编码方法，该大容量二维条码由定位区，定位间隔区，数据区所组成，定位区又由定位虚线外框，定位点，定位信息单位，定时单元所组成。数据区由头文件区和编码信息区所组成。该二维条码中使用了信息压缩，信息编码，以及信息加密技术。该二维条码可控制纠错编码的纠错等级，编码的信息量的大小，以及信息的压缩方法，并可控制信息的加密方法。解码时，可根据该二维码的头文件信息进行动态解码。然而，虽然该流程可以实现定向，但是其利用非对称性来确定，其延展性或者扩展性不强，并没有很好的美观性。

申请号为CN200710049547.0的发明专利公开了一种二维码系统及其识别方法，其通过码字区域分为定位区、定位间隔区以及数据区，定位区由四个相同的深色正方形定位图形组成，且四个正方形定位图形的中心点恰好位于正四边形的四个顶点位置；所述数据区中的数据按具有唯一识读方向的编码方法生成；所述定位界隔区为浅色单元块，它将四个正方形定位图形与数据区分隔开，其识读方向是依靠解码校验来确定的，即：码字信息只有在唯一的方向进行识读时，才能通过解码校验算法的验证，从而确定的正确的识读结果，可能的识读方向只有4个，即上、下、左、右，然而这种方式需要四个定位图形，并且同时其不含方向标识，需要利用算法进行核验后，按照算法方式进行数据的读取，定位方式复杂，识别率低，其依然无法达到快速准确的效果。

在延展性上，一般二维码都是下方及右方固定双向延展，及下方跟右方同步做扩展，比如QR code。一般二维码的扩展形式是根据输入数据的大小，决定不同的版本类型。这就限制了二维码的形状，而且并不能做到数据容量的最优化处理，即数据区内可能出现大量无效的填充数据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种对称图形二维码的定向方式，可以实现在保持解析速度，保证二维码的美观性，及优化其延展性的前提下，为对称式的二维码图形的定向提供解决方案。

本发明提供了一种对称图形二维码的定向方法，包括如下步骤：

完成二维码主体绘制，包括中心数据区和定位点的绘制；

设置定向信息区，进行定向信息编码，其中定向信息区设置于在中心数据区的边缘；

基于定位点的位置，解码定向信息区信息，得到解码信息，其中定向信息区信息包括定向标识符；

基于解码信息，读取中心数据区的数据。

进一步地，所述解码定向信息区信息包括解码定向标识符信息。

进一步地，还包括收集关键性数据，构成信息集合。

进一步地，所述关键性数据为二维码的版本信息，掩膜版信息，数据区关键信息和/或辅助解码信息。

进一步地，定向信息区分为上定向信息区与下定向信息区。

进一步地，在信息集合内加入向上或向下标识，作为上定向或下定向信息区的内容。

进一步地，上、下定向信息区具有不同方向标识。

进一步地，上、下定向信息区中心对称。

进一步地，定向信息区的起始点和终止点与定位点相关。

进一步地，定向信息区与外边界之间设置隔离区。

进一步地，所述设置定向信息区，进行定向信息编码的步骤还包括：在定向信息区中放入编码之后的上、下定向信息。

进一步地，编码按顺时针方向进行。

进一步地，编码包括从左上第一定位点为基准点，利用上定向信息内容，向右开始编码；如果还没编码到右下定位点，则用补位数据填充，当碰到右下点位点后，开始利用下定向信息内容，按顺序继续编码。

进一步地，如果编码未回到基准点，则用补位数据填充。

进一步地，在编码的过程中跳过定向信息区与外边界之间设置的隔离区。

进一步地，解码时包括选取图形左上的定位点，作为基准点。

进一步地，解码时还包括按顺序从基准点右边的定向信息区，逐一读取数据。

进一步地，解码时还包括解析定向信息区信息获得定向标识符，确定方向。

进一步地，根据确定方向，读取中心数据区的数据。

进一步地，读取中心数据区的数据是按顺时针方向读取。

进一步地，读取中心数据区的数据时读取到右下定位点时读取结束。

本发明的对称图形二维码的定向方法，可以实现：

1)本发明实现了呈现对称图形的二维码的定位，该方法可以保证图形美观的前提下，实现定向。定向信息区独特的位置，保证了数据读取的速度，优化了数据扩展。

2)由于定向信息区位于数据中心区的四周，所以其对于数据区核心区域的延展过程不会影响。而且该设置可以增加数据核心区域的多样性，从而优化了延展性。

按位置来说，上下定向信息是处于数据区的四周，且其边上都有间隔区，间隔区之外就是外边界。这个位置设计，降低信息干扰，有利于信息定位及读取，从而保证解析速度。

按编码过程来说，编码过程是按顺时针的顺序绘制定向信息区，所以解码过程中读取的顺序也是有顺序的，方便解码。从而，最终保证了定向的速度。

附图说明

图1为左上定位点结构示意图；

图2为定向信息区的结构示意图；

图3为定向信息区的编码过程；

图4为定向信息区的解码过程；

附图标记说明：100－定位点，101－定向信息区，102-外边框，103-间隔区，106-伪装间隔区，201-A数据区单位区划分，202-B数据区单位区划分，203-C数据区单位区划分，301-上层基本信息区，302-下层基本信息区。

具体实施方式

下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种对称图形二维码的定向方法，其具体结构如图1和图2所示。

实现定向时，作为一个对称图形，无论是中心对称还是轴对称，通过对称的定位点是无法确定数据的方向的。所有为了解决该技术问题。本发明设计了一个定向信息区，通过该区域可以识别出中心数据的读取方向。定向信息区，分为上定向信息区与下定向信息区。上、下定向信息区在所含数据上除了一个方向标识不同以外，其他数据均相同。且上下定向信息中心对称，这主要为了方便数据识别。无论读取上定向信息区还是下定向信息区，只要获得其中方向标识，即可判断当前方面是正向还是反向。每次读取数据，从左上第一个定位点为基准，读取该定位点右边的定向信息区，根据方向标识判断其为上方向还是下方向。如果为上方向，则正向读取接下来的中心数据，如为下方向，则反向读取中心数据。

为了保证识别速度，满足：

1.所有的定向信息区都在中心数据区的边缘。

2.所有定向信息区都与外边界102隔了一条浅色隔离区103。

3.每条定向信息区的起始点，以及终止点都与定位点相关。

通过这种设计方式，可以减少数据误差，降低数据污染，增加定向信息区的识别率，加快数据识别的速度。

优化数据扩展的过程中：

1.由于定向信息区在中心数据区的边缘，因此在数据扩展中，数据可以直接往其上下左右、单向或者多向拓展数据区，只需在相应数据区与外边界区相邻的位置预留定向区就可以。

2.扩展的方式也可以得到优化，可以根据数据内容做区域优化，使容量最大化。由于定向信息区的设计，中心数据的集中化使得扩展优化得以实现。

在定向区域的编码流程中，具体过程为：

a.在完成二维码主体绘制之后，收集关键信息组成信息集合，其中上述主体绘制，包括中心数据区的绘制，定位点的绘制等。这些绘制过程中会有很多关键性数据，在之后的步骤中需要用到，具体的关键性数据包括，该二维码的版本信息，掩膜版信息，数据区关键信息，以及其他能辅助当前二维码解码的信息等。

b.在信息集合内加入向上标识，作为上定向信息区的内容；在信息集合内加入向下标识，作为下定向信息区的内容；具体的向上标识、向下标识，可以用“0”，“1”作为标识，或者其他可以区分2种状态的任意标识来表示；

c.按之前二维码的计算结果，在上、下定向信息区，分别放入编码之后的上下定向信息；其中编码过程是一个顺时针方向，是从左上第一定位点为基准点，利用上定向信息内容，向右开始编码。如果还没编码到右下定位点，则用补位数据填充。当碰到右下点位点后，开始利用下定向信息内容，按顺序继续编码。其中，如果编码未回到基准点，则用补位数据填充。当然根据各定位区需要，预留了浅色隔离区，在编码的过程中需要跳过该区域。

定向区域的解码流程，具体为：

a.定向的前提是二维码定位完成，且成功获得定位点的位置；

b.选取当前定位点的一号定位点，即图形左上的定位点，作为基准点；

c.按顺序从基准右边的定向信息区，逐一读取数据；逐一读取数据的过程，需要注意，连续读取的过程中，其实还有一些浅色区域，需要读取的时候做判断，而这个判断可以根据定位点及辅助定位点判断；

d.解析数据获得定向标识符，确定方向，其中定向标识符是根据组成数据时候的顺序获得的，例如定向标识符可以是组成数据时的第n个字符；

e.根据判定方向，读取中心数据区的数据；具体的，需注意在读取数据的过程，是按顺时针方向读取，但是只读取到右下定位点。当发现右下定位点时，定向信息区数据读取结束。

由于定向信息区位于数据中心区的四周，所以其对于数据区核心区域的延展过程不会影响。而且该设置可以增加数据核心区域的多样性，从而优化了延展性。

按位置来说，上下定向信息是处于数据区的四周，且其边上都有间隔区，间隔区之外就是外边界。这个位置设计，降低信息干扰，有利于信息定位及读取，从而保证解析速度。

按编码过程来说，编码过程是按顺时针的顺序绘制定向信息区，所以解码过程中读取的顺序也是有顺序的，方便解码。从而，最终保证了定向的速度。

尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。

Claims (13)

1.一种对称图形二维码的定向方法，其特征在于，包括如下步骤：

完成二维码主体绘制，包括中心数据区和定位点的绘制；

设置定向信息区，进行定向信息编码，其中定向信息区设置于在中心数据区的边缘；

基于定位点的位置，解码定向信息区信息，得到解码信息，其中定向信息区信息包括定向标识符；

基于解码信息，读取中心数据区的数据；

定向信息区分为上定向信息区与下定向信息区；

在信息集合内加入向上或向下标识，作为上定向或下定向信息区的内容；

上、下定向信息区具有不同方向标识，优选地，定向标识可以用“0”，“1”作为标识，或者其他可以区分2种状态的任意标识来表示；

定向信息区的起始点和终止点与定位点相关；

定向信息区与外边界之间设置隔离区；

上、下定向信息区中心对称；

所述设置定向信息区，进行定向信息编码的步骤还包括：在定向信息区中放入编码之后的上、下定向信息；

编码包括从左上第一定位点为基准点，利用上定向信息内容，向右开始编码；如果还没编码到右下定位点，则用补位数据填充，当碰到右下点位点后，开始利用下定向信息内容，按顺序继续编码。

2.如权利要求1所述的定向方法，其特征在于：所述解码定向信息区信息包括解码定向标识符信息。

3.如权利要求2所述的定向方法，其特征在于：在进行定向信息编码之前，还包括收集关键性数据构成信息集合。

4.如权利要求3所述的定向方法，其特征在于：所述关键性数据为二维码的版本信息，掩膜版信息，数据区关键信息和/或辅助解码信息。

5.如权利要求4所述的定向方法，其特征在于：编码按顺时针方向进行。

6.如权利要求5所述的定向方法，其特征在于：如果编码未回到基准点，则用补位数据填充。

7.如权利要求6所述的定向方法，其特征在于：在编码的过程中跳过定向信息区与外边界之间设置的隔离区。

8.如权利要求7所述的定向方法，其特征在于：解码时包括选取图形左上的定位点，作为基准点。

9.如权利要求8所述的定向方法，其特征在于：解码时还包括按顺序从基准点右边的定向信息区，逐一读取数据。

10.如权利要求9所述的定向方法，其特征在于：解码时还包括解析定向信息区信息获得定向标识符，确定方向。

11.如权利要求10所述的定向方法，其特征在于：根据确定方向，读取中心数据区的数据。

12.如权利要求11所述的定向方法，其特征在于：读取中心数据区的数据是按顺时针方向读取。

13.如权利要求12所述的定向方法，其特征在于：读取中心数据区的数据时读取到右下定位点时读取结束。

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