CN110517052A - 一种二维码生成方法、识别方法、二维码及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种二维码、二维码生成方法、识别方法及设备，根据需要存储的数据生成纠错码，将纠错码添加在需要存储的数据的尾部；将添加有纠错码的需要存储的数据生成二维码，利用额外纠错码提高容错率，通过本发明生成的二维码，对二维码局部区域进行遮挡，使用普通解码程序无法识别，使用本发明的识别方法可以识别，实现生成过程可识别、销售前不可识别。

Description

一种二维码生成方法、识别方法、二维码及设备

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种二维码生成方法、识别方法、二维码及识别设备。

背景技术

随着信息科技与实体经济的发展，商品信息的价值越来越高。商家希望通过在商品包装上打印唯一标识码，以便于实现商品生产销售全过程记录，实现商品溯源能力。但是传统的条形码信息存储量低，难以实现一物一码；二维码信息存储量大，识别速度快，纠错能力强，应用普遍，因此很多商家都通过二维码存储商品唯一标识码。最常见的二维码为QR码，凭借其识别速度快、信息存储量大而广泛应用，其纠错能力分为四级，最高能达到30％。而移动互联网与智能终端设备快速普及，使得消费者可以方便的识别二维码，方便查询商品溯源信息，以验明真伪。但是，在一物一码的使用背景下，如果将二维码暴露在包装表面，在商品出售前就可以被任意扫码识别，消费者在购买商品后极有可能购买到被多次扫码的商品，失去了商品一物一码的溯源意义。现有的解决方法是通过可刮涂层或者包装拉线将二维码覆盖，覆盖面积超出纠错能力，但这种方式对生产过程中商品扫码记录十分不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二维码生成方法，通过对写入数据添加纠错码，使得即使二维码的纠错码区被遮挡，也可以有效实现冗余校验。

本发明提供的二维码生成方法，根据需要存储的数据生成纠错码，将纠错码添加在需要存储的数据中；将添加有纠错码的需要存储的数据生成二维码。

在二维码溯源管理中，二维码的格式信息有可能被遮挡，导致在二维码解码时无法直接在二维码图形中或者掩码蒙版类型，本发明根据在二维码生成过程中选择的掩码蒙版类型，将掩码蒙版类型以颜色编码的形式进行编码记录，并将编码结果存储在二维码中，即，选定表示相应掩码蒙版类型的颜色，用该颜色替换二维码的指定黑色区域的颜色。

本发明将掩码蒙版类型以颜色编码的形式进行编码记录，并将编码结果存储在二维码中，具体为：选定多种颜色，对多种颜色进行组合排序，各组合排序分别表示一个掩码蒙版类型，用经过组合排序的颜色替换二维码的指定黑色区域的颜色。

二维码中有多个回形定位符，很多版本的二维码还有多个校正图形，本发明所述指定黑色区域为回形定位符或校正图形所在区域。指定黑色区域还可以是其他区域，通过对二维码进行区域划分，确保相应区域都有黑色部分，利用组合排序的颜色替换黑色部分的颜色实现以颜色形式存储掩码蒙版类型。

本发明选定三种颜色，以回形定位符或校正图形的内部黑色区域为第一位/第二位，以外部黑色区域为第二位/第一位，对三种颜色进行组合排序，各组合排序分别表示一个掩码蒙版类型，用经过组合排序的颜色替换二维码的回形定位符或校正图形的颜色。

本发明提供一种二维码，所述二维码通过本发明提供的二维码生成方法生成。

本发明所述二维码的局部区域被遮挡，被遮挡区域不包括数据码区，被遮挡的局部区域包括两个回形定位符、以及位于两个回形定位符之间的掩码信息区、部分版本信息区域以及纠错码区，通过遮挡保证一物一码的有效性，避免商品在销售前被扫码，但又不影响管理人员对溯源的管理。

为方便解码时的蒙版逆运算，二维码生成过程中使用的掩码蒙版类型以颜色编码的形式进行编码记录，指定黑色区域为右上角回形定位符或校正图形或位于数据码区，指定黑色区域未被遮挡。

二维码印刷在商品上，为避免商品在销售前被其他无关人员扫码，导致失去了商品一物一码的溯源意义，本发明提供一种针对被遮挡的二维码的识别方法，获取被遮挡的二维码图形，根据回形定位符及二维码的版本信息，添加被遮挡区域的功能图形；在被遮挡区域的剩余区域内随机填充数据，获得完整的二维码；利用掩码蒙版对二维码进行蒙版逆运算，获取二维码的数据码区的数据并进行二维码解码运算；对经二维码解码运算得到的数据进行纠错码解码运算，获得解码后的数据。

优选地，利用掩码蒙版对二维码进行蒙版逆运算，具体为：如果掩码蒙版类型已知，则根据掩码蒙版类型进行蒙版逆运算，如果掩码蒙版类型未知，则根据常规的掩码蒙版类型依次进行蒙版逆运算，判断经二维码解码运算得到的数据与二维码生成过程中，写入二维码的数据格式是否一致，如果一致，则对经二维码解码运算得到的数据进行纠错码解码运算。

优选地，本发明通过对二维码上的颜色编码信息进行解码得到掩码蒙版类型。

本发明还提供一种设备，包括处理器，所述处理器运行程序，该程序实现本发明提供的二维码生成方法，和/或，实现本发明提供的二维码识别方法。

本发明针对商品二维码信息容易暴露、遮挡方式对生产物流流程记录不便的现状，提出一种利用颜色特征编码以及额外纠错码的方法，通过解码算法，在二维码大范围遮挡情况下依然可以解析二维码内容，实现在生产过程中，将二维码指定区域遮挡后，常见二维码识别设备或程序无法解码，而本发明的解码算法可以识别，实现生产过程可识别、销售前不可识别的能力，即管理人员通过本发明的识别程序可以解码被局部遮挡的二维码，但普通程序无法识别。本发明将二维码40％区域遮挡后，包括定位符、纠错码区、版本信息区、掩码信息区以及纠错等级信息区均被遮挡情况下，仍然可以实现二维码识别。

附图说明

图1为二维码的符号结构；

图2为二维码(版本为4，纠错等级为M)的数据码区、纠错码区分布示意图；

图3为常见的8种掩码蒙版示意图；

图4为二维码示意图(版本为4，纠错等级为M)；

图5为对图4中的二维码遮挡区域示意图。

具体实施方式

结合图1、2，二维码的相关术语含义如下。

二维码版本：用于表示二维码符号规格的系列。某一特定版本是根据它在所允许的规格系列中的位置确定的。

校正图形：用于确定二维码位置的一个固定参照图形；在二维码有一定程度损坏的情况下，译码软件可以通过校正图形同步二维码中模块的坐标。

位置探测图形(回形定位符)：组成寻像图形的三个相同的图形之一。

定位图形：深色与浅色模块交错的图形，用于确定符号中模块的坐标。

位置探测图形分隔符：用于将位置探测图形与符号的其余部分分开的功能图形，全部由浅色模块组成的，宽度为一个模块。

功能图形：二维码中用于定位与特征识别的特定图形，主要包括位置探测图形，校正图形，位置探测图形分隔符和定位图形。

格式信息：包含符号所使用的纠错等级以及掩码蒙版图形信息的功能图形，用于对编码区域的剩余部分进行译码。掩码蒙版图形信息存在左上角的格式信息中。

版本信息：包含有关二维码版本及其纠错位。

编码区域：二维码中没有被功能图形占用的区域，用于对数据或纠错码字进行编码的区域。

数据或纠错码字，用于二维码携带的数据或者纠错码字。

编码区格式：格式信息、版本信息，以及，数据和纠错码字的统称。

图3为8种常见的掩码蒙版图形。

本发明根据二维码生成过程中已知的部分数据区域信息、版本信息与纠错等级信息，还原被遮挡的定位符，并读取数据码区域数据。依靠数据码区域的纠错码对误读数据进行纠错。

二维码编码过程如下：

1、确定需要在二维码中存储数据的数据格式与内容，将需要在二维码中存储的数据命名数据1。本发明不限定写入数据的格式与具体内容。以通过二维码溯源场景为例，用于溯源等场景的二维码多包涵网页url，因此二维码存储信息的数据格式多为：网页url+商品溯源码。其中，同一种商品的网页url保持一致，该url即为扫码前已知的数据区域信息。

2、根据需要在二维码中存储的数据，通过纠错算法生成其纠错码，并将生成的纠错码追加在数据1的尾部，得到数据2，通过追加纠错码的方式增加数据区域数据的冗余，提高纠错能力。本发明不限定纠错编码方法，例如采用RS编码。由于写入数据的格式固定，数据长度固定，因此任意溯源码在进行纠错编码后数据长度固定。

3、根据纠错编码后的数据长度、二维码的纠错等级，选择二维码版本号。本发明不限定二维码纠错等级以及二维码版本号，图4中的二维码的版本号为4(41*41)、纠错等级为M(15％)。由于不同版本的二维码的可供存储的数据容量不同，因此，需要根据数据2的长度来选定二维码的版本；同时，还可以再附加对二维码纠错能力的要求，即选定二维码的纠错等级，结合数据2的长度以及二维码的纠错等级来综合选定二维码的版本。

4、根据二维码编码规则将数据2生成二维码。

5、根据二维码的版本号、纠错等级，选定二维码可遮挡区域，使得遮挡区域将回形定位符、纠错码、版本信息、纠错等级、掩码类型等信息遮挡，避免对数据区域遮挡。打印二维码，通过涂层、拉线等方式对二维码指定遮挡区域进行遮挡。

结合图2、5，对遮挡区域的选择，以实现普通扫码程序无法识别二维码即可，本实施例将自左上角的回形定位符至左下角的回形定位符之间的区域全部遮挡，包括左上角回形定位符、左下角回形定位符和全部纠错码区，位于左上角回形定位符、左下角回形定位符旁边的掩码信息区、部分版本信息区域(存有部分版本信息)也被遮挡。

以图5中被遮挡的二维码的识别为例，说明解码算法流程：

1、获取二维码图像，根据二维码的版本信息以及右侧回形定位符，还原左侧两个定位符的位置。在确定二维码的版本号后，就可以根据版本号得到该二维码的尺寸信息、结构图形，结合已知的右侧回形定位符的位置，就可以得到左上角回形定位符、左下角回形定位符的位置，确定位置后添加回形定位符等功能图形。二维码的版本号、纠错等级等信息存储在右上角的回形定位附近，该区域未被遮挡，可以直接读取版本号和纠错等级。

2、根据二维码区域划分，填充纠错码区域信息。由于识别算法的识别结果与纠错码区域信息没有关系，故无需还原原本纠错码区域信息，只需要随机填充即可。在已知二维码的版本号的情况下，二维码区域划分方式，即数据码区、纠错码区的划分是已知的。

3、根据二维码掩码蒙版信息，进行蒙版逆运算。此时分为两种情况：

a、若掩码蒙版类型已知，则根据掩码蒙版类型选择相应的掩码蒙版做逆运算，得到数据区数据。

b、若掩码蒙版类型未知，则针对8种掩码蒙版依次进行逆运算，对数据区数据进行二维码解码运算，得到数据区数据与输入数据的数据格式做对比，若数据区数据符合输入数据格式，则该掩码蒙版类型即为生成二维码时使用的掩码蒙版。保存数据区数据。

4、读取数据区数据，并进行二维码解码运算，得到写入的数据区数据，即编码过程中的数据2。采用常用的二维码解码运算算法进行解码运行即可，本发明不涉及对二维码解码运算的进一步改进。

5.对数据2进行纠错码解码运算，获得写入的数据，即数据1。

为实现对掩码蒙版类型的存储，本发明的编码过程还包括掩码蒙版类型的存储步骤，具体来说，可以两种方式，一种是存储在数据库中，在解码时从数据库读取，读取掩码蒙版类型后利用对应的掩码蒙版进行逆运算，另一种是，在根据二维码编码规则将数据2生成二维码后，将生成二维码时选择的掩码蒙版类型通过颜色编码的方式进行编码记录，根据编码结果将选定的颜色替换二维码的相应黑色区域。本发明不限定颜色编码方式，以及黑色区域的选择方式。如图5所示，此处以红黑蓝三种颜色进行三进制颜色编码为例，选择将右上角的虚线框中的回形定位符内外黑色区域进行替换。采用红黑蓝三色编码的方式具体为：以回形定位符的内部区域为第一位，外部区域为第二位，共有9种编码形式，即，内黑外黑、内黑外红、内黑外蓝、内红外黑、内红外红、内红外蓝、内蓝外黑、内蓝外红、内蓝外蓝，三进制颜色编码可表示0至8共计9个数字，选择0至7依次对应八种掩码蒙版。以上是将回形定位符外部区域作为一个整体进行编码的，也可以将回形定位符外部区域的四条边分别使用一种颜色替换，进行颜色组合排序，来表示掩码蒙版类型。总之，颜色编码的形式很多。颜色编码方式是常用技术，本发明不涉及对颜色编码方式的改进。除了右上角回形定位符之外，还可以选择其他未被遮挡的区域进行颜色编码，只要能够有效实现对掩码蒙版类型的记录即可。进行颜色编码时选取的颜色种类也不限于三种，只要通过颜色编码实现对掩码蒙版类型记录即可，例如选取五种颜色，五种颜色可以形成的组合超过8个，从中选取8中组合方式用来标记掩码蒙版类型。

由于通过颜色编码记录了掩码蒙版类型，在解码过程进行蒙版逆运算前，先对颜色编码进行解码得出掩码蒙版类型，再根据掩码蒙版类型选择对应的掩码蒙版进行蒙版逆运算，对颜色编码的解码也是常规技术，本发明不涉及对其的进一步改进。

通过本发明生成的二维码在包装上印刷后，通过涂层、拉线等方式对局部区域进行遮挡，管理人员可以通过本申请提供的识别方法，在不刮开涂层或撕掉拉线的情况下，对二维码进行解码，实现对商品的溯源管理，通过对数据进行纠错码编码，使得可以不通过二维码自身的纠错码就可以实现冗余校验，但是，使用普通扫描程序则无法识别。在商品销售后，消费者刮开涂层或撕掉拉线后，采用常见二维码解析程序扫描完整二维码，解析数据包括：网页url、溯源码信息以及纠错码信息，其中网页url、溯源码信息是消费者进行二维码溯源必要的，添加在数据码区的纠错码信息作为冗余信息，对消费者扫码不会有任何影响，消费者使用的常规二维码解析程序通过二维码自带的纠错码实现纠错、校验，本发明在选择二维码版本时所考虑的纠错等级，其作用在于此时的校验。

Claims (12)

1.一种二维码生成方法，其特征在于：根据需要存储的数据生成纠错码，将纠错码添加在需要存储的数据的尾部；将添加有纠错码的需要存储的数据生成二维码。

2.如权利要求1所述的二维码生成方法，其特征在于：根据在二维码生成过程中选择的掩码蒙版类型，将掩码蒙版类型存储在数据库中，或者，以颜色编码的形式进行编码记录，并将编码结果存储在二维码中，即，选定表示相应掩码蒙版类型的颜色，用该颜色替换二维码的指定黑色区域的颜色。

3.如权利要求2所述的二维码生成方法，其特征在于：将掩码蒙版类型以颜色编码的形式进行编码记录，并将编码结果存储在二维码中，具体为：选定多种颜色，对多种颜色进行组合排序，各组合排序分别表示一个掩码蒙版类型，用经过组合排序的颜色替换二维码的指定黑色区域的颜色。

4.如权利要求2或3所述的二维码生成方法，其特征在于：所述指定黑色区域为回形定位符或校正图形所在区域。

5.如权利要求4所述的二维码生成方法，其特征在于：选定多种颜色，以回形定位符或校正图形的内部黑色区域为第一位/第二位，以外部黑色区域为第二位/第一位，对多种颜色进行组合排序，各组合排序分别表示一个掩码蒙版类型，用经过组合排序的颜色替换二维码的回形定位符或校正图形的颜色。

6.一种二维码，其特征在于：所述二维码通过权利要求1-5任一权利要求所述的二维码生成方法生成。

7.如权利要求6所述的二维码，其特征在于：所述二维码的局部区域被遮挡，被遮挡区域不包括数据码区，被遮挡的局部区域包括两个回形定位符、以及位于两个回形定位符之间的掩码信息区、部分版本信息区域以及纠错码区。

8.如权利要求7所述的二维码，其特征在于：二维码生成过程中使用的掩码蒙版类型以颜色编码的形式进行编码记录，指定黑色区域为右上角回形定位符或校正图形或位于数据码区，指定黑色区域未被遮挡。

9.一种二维码识别方法，其特征在于：获取被遮挡的二维码图形，根据回形定位符及二维码的版本信息，添加被遮挡区域的功能图形；在被遮挡区域的剩余区域内随机填充数据，获得完整的二维码；利用掩码蒙版对二维码进行蒙版逆运算，获取二维码的数据码区的数据并进行二维码解码运算；对经二维码解码运算得到的数据进行纠错码解码运算，获得解码后的数据。

10.如权利要求9所述的二维码识别方法，其特征在于：利用掩码蒙版对二维码进行蒙版逆运算，具体为：如果掩码蒙版类型已知，则根据掩码蒙版类型进行蒙版逆运算，如果掩码蒙版类型未知，则根据常规的掩码蒙版类型依次进行蒙版逆运算，判断经二维码解码运算得到的数据与二维码生成过程中，写入二维码的数据格式是否一致，如果一致，则对经二维码解码运算得到的数据进行纠错码解码运算。

11.如权利要求9或10所述的二维码识别方法，其特征在于：通过对二维码上的颜色编码信息进行解码得到掩码蒙版类型。

12.一种设备，包括处理器，其特征在于：所述处理器运行程序，该程序实现权利要求1-5任一权利要求所述的二维码生成方法，和/或，实现权利要求9-11任一权利要求所述的二维码识别方法。