CN112364963A - 一种加强视觉效果的三维码生成方法及设备 - Google Patents

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CN112364963A CN202011120378.7A CN202011120378A CN112364963A CN 112364963 A CN112364963 A CN 112364963A CN 202011120378 A CN202011120378 A CN 202011120378A CN 112364963 A CN112364963 A CN 112364963A
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Abstract

本发明涉及一种加强视觉效果的三维码生成方法，包括以下步骤：输入待编码的数据信息和背景图片。背景图片上划分出人眼可视的展示区并使展示区面积不超过面积阈值。所述展示区内避免显示二维码矩阵的码点，用于增强背景图片的展示效果；所述面积阈值根据二维码纠错率计算得到，用于保证后续生成的二维码矩阵被正确识别。根据数据信息生成编码信息；并根据所述编码信息，生成二维码矩阵。将二维码矩阵的码点排布生成在背景图片上并隐去展示区内的码点，得到三维码。本发明所述的一种加强视觉效果的三维码生成方法，通过隐去三维码部分区域内的码点，在不影响三维码识别的情况下，减小了码点对背景图片的影响，增强三维码的展示效果。

Description

一种加强视觉效果的三维码生成方法及设备
技术领域
本发明涉及一种加强视觉效果的三维码生成方法及设备，属于三维码领域。
背景技术
现有的三维码主要是将二维码矩阵(此处所指的二维码矩阵可以是黑白方格组成的二维码矩阵，也可以是码点形状、颜色经过美化的艺术二维码矩阵)与一指定的背景图片结合生成的，背景图片可以是企业标志、商标标志乃至产品标志等等。将三维码作为一个整体，进行一体化展示，不仅节省空间并且使商标和产品推广达到更好效果。但二维码矩阵的码点会遮盖背景图片的部分内容，影响背景图片的展示效果。
一种解决方案是将图像放在二维码矩阵指定区域上(如微信收款二维码中，用户图像位于二维码矩阵正中央)，图像会遮挡指定区域内的码点导致这部分的码点信息丢失。此种方案通过二维码的纠错功能计算出丢失的码点信息。但由于指定区域的面积较小，展示效果较差，达不到三维码中背景图片与二维码矩阵的融合效果，也没有充分利用二维码的纠错功能。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种加强视觉效果的三维码生成方法及设备，能较好的展示三维码中背景图片的内容，尤其是对人脸、商标等重要部分的展示。
本发明的技术方案如下：
技术方案一：
一种加强视觉效果的三维码生成方法，包括以下步骤：
输入待编码的数据信息和背景图片。
在背景图片上划分出展示区并使展示区面积不超过所述面积阈值。所述展示区内避免显示二维码矩阵的码点，所述展示区用于增强背景图片的展示效果。所述面积阈值根据二维码纠错率计算得到，用于保证后续生成的二维码矩阵被正确识别。
根据数据信息生成编码信息。并根据所述编码信息，生成二维码矩阵。
将二维码矩阵的码点排布生成在背景图片上并隐去展示区内的码点，得到三维码。
进一步的，面积阈值ST的大小与二维码矩阵的纠错等级正相关，可由公式表达为：
Figure BDA0002731793190000021
其中，ECP为纠错等级对应的纠错率。
进一步的，所述展示区可选择由通过人工划分或自动划分的方式得到；所述自动划分的具体方法为：自动识别背景图片中物品或人脸的矩形轮廓，将该矩形轮廓包含的区域划分为展示区。
进一步的，还包括针对自动划分得到的展示区的面积进行优化，具体方法为：移动所述矩型轮廓的边界，使矩形轮廓的面积扩大或缩小，将优化后的矩型轮廓包含的区域划分为展示区。
进一步的，还包括针对自动划分得到的展示区的角度进行优化，具体方法为：若矩型轮廓不平行于背景图片时，寻找该矩型轮廓的平行于背景图片的外接矩形，将该外接矩形包含的区域划分为展示区。
进一步的，还包括根据二维码矩阵的版本V，动态调整三维码的分辨率，具体步骤为：
预设一预期的像素点数So，根据二维码矩阵的版本V，计算实际的像素点数Sn，具体公式为：
Sn＝So-So％(17+4*V)。
进一步的，还包括生成一种动态三维码，具体步骤如下：
输入待编码的数据信息和若干张背景图片；
按权利要求1所述分别划分若干张背景图片的展示区并生成二维码矩阵。分别将二维码矩阵的码点排布生成在若干张背景图片上并各自隐去展示区内码点，得到若干个三维码；
将所述若干个三维码按播放顺序依次显示。
技术方案二：
一种加强视觉效果的三维码生成设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有指令，所述指令适于由处理器加载并执行以下步骤：
输入待编码的数据信息和背景图片。
在背景图片上划分出展示区并使展示区面积不超过所述面积阈值。所述展示区内避免显示二维码矩阵的码点，所述展示区用于增强背景图片的展示效果；所述面积阈值根据二维码纠错率计算得到，用于保证后续生成的二维码矩阵被正确识别；。
根据数据信息生成编码信息。并根据所述编码信息，生成二维码矩阵。
将二维码矩阵的码点排布生成在背景图片上并隐去展示区内的码点，得到三维码。
进一步的，面积阈值ST的大小与二维码矩阵的纠错等级正相关，可由公式表达为：
Figure BDA0002731793190000041
其中，ECP为纠错等级对应的纠错率。
进一步的，所述展示区可选择由通过人工划分或自动划分的方式得到；所述自动划分的具体方法为：自动识别背景图片中物品或人脸的矩形轮廓，将该矩形轮廓包含的区域划分为展示区。
进一步的，还包括针对自动划分得到的展示区的面积进行优化，具体方法为：移动所述矩型轮廓的边界，使矩形轮廓的面积扩大或缩小，将优化后的矩型轮廓包含的区域划分为展示区。
进一步的，还包括针对自动划分得到的展示区的角度进行优化，具体方法为：若矩型轮廓不平行于背景图片时，寻找该矩型轮廓的平行于背景图片的外接矩形，将该外接矩形包含的区域划分为展示区。
进一步的，还包括根据二维码矩阵的版本V，动态调整三维码的分辨率，具体步骤为：
预设一预期的像素点数So，根据二维码矩阵的版本V，计算实际的像素点数Sn，具体公式为：
Sn＝So-So％(17+4*V)。
进一步的，还包括生成一种动态三维码，具体步骤如下：
输入待编码的数据信息和若干张背景图片；
按权利要求1所述分别划分若干张背景图片的展示区并生成二维码矩阵。分别将二维码矩阵的码点排布生成在若干张背景图片上并各自隐去展示区内码点，得到若干个三维码；
将所述若干个三维码按播放顺序依次显示。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明将背景图片的重要区域划分展示区并隐去展示区内码点，消除码点对展示区的影响，增强了三维码的展示效果。其中，根据实施例一中所述的专利《三维码编码方法及系统》得到的二维码矩阵能与背景图片达到良好的融合效果。
2、本发明研究并发现二维码矩阵纠错等级与展示区面积阈值的具体联系，并以公式表达。通过该公式可最大程度地利用二维码的纠错功能以使三维码达到最佳的展示效果。同时，该公式保证了本发明生成的三维码能被现有的二维码设备正确识别，增强实用性和正确性。
3、本发明通过人工指定或机器自动识别的方式得到展示区，并对展示区的角度及面积进行优化，增强了展示区内人脸、商标等重要部分的展示效果。
4、本发明根据用户选择的二维码矩阵的版本，在用户期望输出的三维码图片的分辨率的基础上，调整三维码图片的分辨率以适应二维码矩阵版本，避免拉伸或压缩部分码点从而对三维码的视觉效果和识别正确率产生影响，也满足不同用户对三维码清晰度的不同需求。
5、本发明还提供了一种动态三维码的生成方法，多张背景图片作为不同的视觉可读标志，提供了不同的视觉信息，易于给人留下印象，进一步增强了展示效果。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为人工设置的展示区示意图；
图3为对自动划分的展示区进行面积优化的原理示意图；
图4为对自动划分的展示区进行面积优化的对比图；
图5为对自动划分的展示区进行角度优化的原理示意图；
图6为对自动划分的展示区进行角度优化的对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
实施例一
参见图1，一种加强视觉效果的三维码生成方法，包括以下步骤：
输入待编码的数据信息和背景图片。
在背景图片上划分出展示区并使展示区面积不超过所述面积阈值。所述展示区内避免显示二维码矩阵码点，用于增强背景图片的展示效果。所述面积阈值根据二维码纠错率计算得到，用于保证后续生成的二维码矩阵被正确识别。
根据数据信息生成编码信息。在本实施例中，根据公开号为CN105760917A的发明专利《三维码编码方法及系统》生成编码信息，该专利中的三维码矩阵即为本案中的二维码矩阵。用户自主选择三维码的矩阵阶数、颜色套系、形状套系。根据数据信息、矩阵阶数和颜色套系确认三维码矩阵。根据形状套系生成形状编码表。根据颜色套系和背景图片颜色，生成色彩编码表。根据三维码矩阵、形状编码表和色彩编码表，确定三维码矩阵的各个码点的码值，以生成编码信息。并根据所述编码信息，生成二维码矩阵。
将二维码矩阵的码点排布生成在背景图片上并隐去展示区内的码点(即将展示区各码点颜色设为透明)，得到三维码。
本实施的有益效果在于将背景图片的重要区域划分展示区并隐去展示区内码点，消除码点对展示区的影响，增强了三维码的展示效果。其中，根据实施例一中所述的专利《三维码编码方法及系统》得到的二维码矩阵能与背景图片达到良好的融合效果。
实施例二
二维码的纠错功能使二维码矩阵在缺失部分码点的情况下，仍能被正确识别。但在保证正确识别的前提下，二维码矩阵最多可缺失多少面积(码点)仍是尚未解决的技术难点。本领域技术人员在二维码上叠加图片时(如背景技术中提到的微信收款二维码)，不能确定图片的面积大小，往往凭借经验及反复试错得到成品。
经本发明技术人员研究发现，面积阈值ST的大小与二维码矩阵的纠错等级正相关，面积阈值与纠错等级对应的纠错率ECP的具体联系可由公式表达为：
Figure BDA0002731793190000081
查阅资料可知纠错率ECP，则面积阈值与纠错等级的关系如下表所示：
面积阈值 纠错等级 纠错率
8.4％ L 7％
12.2％ M 15％
15.8％ Q 25％
17.3％ H 30％
在实际使用中，若用户不愿意调整展示区的面积且该面积在合理范围内(即小于17.3％)，则根据展示区的面积选择纠错等级(如展示区面积为11％时，算法默认为M级纠错等级，用户可选择上调至Q或H级)。若用户希望调整展示区面积或展示区面积不在合理范围内，则告知用户纠错等级对应的面积阈值，由用户选择纠错等级，再根据面积阈值对展示区进行调整。
本实施例的进步之处在于研究并发现二维码矩阵纠错等级与展示区面积阈值的具体联系，并以公式表达。通过该公式可最大程度地利用二维码的纠错功能以使三维码达到最佳的展示效果。同时，该公式保证了本发明生成的三维码能被现有的二维码设备正确识别，增强实用性和正确性。
实施例三
进一步的，展示区可选择由通过人工划分(如图2所示)或自动划分的方式得到。所述自动划分的具体方法为：自动识别背景图片中物品或人脸的矩形轮廓，将该矩形轮廓包含的区域划分为展示区。
进一步的，由于自动识别得到的矩形轮廓不能完全满足物品或人脸的特性，故针对自动划分得到的展示区的面积进行优化，具体方法为：移动所述矩型轮廓的边界，使矩形轮廓的面积扩大或缩小，将优化后的矩型轮廓包含的区域划分为展示区。例如，人脸检测算法往往只能识别到较小部分的面部区域，其获得的矩形轮廓的上边界在人的额头处，则此时需要把上边界适当上调(如图3所示)，从而包括人的头发区域，对比效果如图4所示。
进一步的，如图5所示，还包括针对自动划分得到的展示区的角度进行优化，具体方法为：若矩型轮廓(图5中最小的矩形)不平行于背景图片(图5中最外围的方框)时，寻找该矩型轮廓的平行于背景图片的外接矩形(本实施例中寻找的的是最小面积外接矩形，有多种开源算法可以实现，比如凸多边形最小面积外接矩形算法)，将该外接矩形包含的区域划分为展示区，对比效果如图6所示。
本实施例的进步之处在于通过人工指定或机器自动识别的方式得到展示区，并对展示区的角度及面积进行优化，增强了展示区内人脸、商标等重要部分的展示效果。
实施例四
进一步的，还包括根据二维码矩阵的版本V(即二维码矩阵中每一排的码点数)，动态调整三维码的分辨率(即三维码中每一排的像素点数Sn)。二维码矩阵中每个码点应尽量保持大小一致(即由同样数量的像素点组成)。三维码以图片形式输出。若在三维码图片的一排/一列中，像素点数不能整除码点数，则只能对部分码点进行压缩或拉伸，从而影响三维码的视觉效果和识别正确率，故需要调整分辨率。
确定二维码矩阵版本的具体步骤为：确定可容纳所述数据信息的二维码矩阵的最小版本Vmin；在区间[Vmin，40]任意取整数值V，作为二维码矩阵的版本；
计算三维码的尺寸具体步骤为：
预设一预期像素数So，根据二维码矩阵的版本V，计算实际的像素数Sn的具体公式为：Sn＝So-So％(17+4*V)
例如，确定Vmin＝5后，用户可自行设定二维码矩阵的版本V＝6，期望输出的三维码的分辨率为800x800 PPI，即So＝800。将V＝6，So＝800代入公式，得Sn＝800-800％41＝779。
本实施例的进步之处在于根据用户选择的二维码矩阵的版本，在用户期望输出的三维码图片的分辨率的基础上，调整三维码图片的分辨率以适应二维码矩阵版本，避免拉伸或压缩部分码点从而对三维码的视觉效果和识别正确率产生影响，也满足不同用户对三维码图片分辨率的不同需求。
实施例五
进一步的，还包括生成一种动态三维码，具体步骤如下：
输入待编码的数据信息和若干张背景图片(可以将M帧的动图拆分为M张背景图片，或者以N张不同的静态图片作为N张背景图片)。
按权利要求1所述分别划分若干张背景图片的展示区并生成二维码矩阵。分别将二维码矩阵的码点排布生成在若干张背景图片上并各自隐去展示区内码点，得到若干个三维码；
将所述若干个三维码按播放顺序依次显示。
本实施例的进步之处在于还提供了一种动态三维码的生成方法，多张背景图片作为不同的视觉可读标志，提供了不同的视觉信息，易于给人留下印象，进一步增强了展示效果。
实施例六
一种加强视觉效果的三维码生成设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有指令，所述指令适于由处理器加载并执行如下步骤：
输入待编码的数据信息和背景图片。
在背景图片上划分出展示区并使展示区面积不超过所述面积阈值。所述展示区内避免显示二维码矩阵码点，用于增强背景图片的展示效果。所述面积阈值根据二维码纠错率计算得到，用于保证后续生成的二维码矩阵被正确识别。
根据数据信息生成编码信息。在本实施例中，根据公开号为CN105760917 A的发明专利《三维码编码方法及系统》生成编码信息，该专利中的三维码矩阵即为本案中的二维码矩阵。用户自主选择三维码的矩阵阶数、颜色套系、形状套系。根据数据信息、矩阵阶数和颜色套系确认三维码矩阵。根据形状套系生成形状编码表。根据颜色套系和背景图片颜色，生成色彩编码表。根据三维码矩阵、形状编码表和色彩编码表，确定三维码矩阵的各个码点的码值，以生成编码信息。并根据所述编码信息，生成二维码矩阵。
将二维码矩阵的码点排布生成在背景图片上并隐去展示区内的码点(即将展示区各码点颜色设为透明)，得到三维码。
本实施的有益效果在于将背景图片的重要区域划分展示区并隐去展示区内码点，消除码点对展示区的影响，增强了三维码的展示效果。其中，根据实施例一中所述的专利《三维码编码方法及系统》得到的二维码矩阵能与背景图片达到良好的融合效果。
实施例七
二维码的纠错功能使二维码矩阵在缺失部分码点的情况下，仍能被正确识别。但在保证正确识别的前提下，二维码矩阵最多可缺失多少面积(码点)仍是尚未解决的技术难点。本领域技术人员在二维码上叠加图片时(如背景技术中提到的微信收款二维码)，不能确定图片的面积大小，往往凭借经验及反复试错得到成品。
经本发明技术人员研究发现，面积阈值ST的大小与二维码矩阵的纠错等级正相关，面积阈值与纠错等级对应的纠错率ECP的具体联系可由公式表达为：
Figure BDA0002731793190000121
查阅资料可知纠错率ECP，则面积阈值与纠错等级的关系如下表所示：
面积阈值 纠错等级 纠错率
8.4％ L 7％
12.2％ M 15％
15.8％ Q 25％
17.3％ H 30％
在实际使用中，若用户不愿意调整展示区的面积且该面积在合理范围内(即小于17.3％)，则根据展示区的面积选择纠错等级(如展示区面积为11％时，算法默认为M级纠错等级，用户可选择上调至Q或H级)。若用户希望调整展示区面积或展示区面积不在合理范围内，则告知用户纠错等级对应的面积阈值，由用户选择纠错等级，再根据面积阈值对展示区进行调整。
本实施例的进步之处在于研究并发现二维码矩阵纠错等级与展示区面积阈值的具体联系，并以公式表达。通过该公式可最大程度地利用二维码的纠错功能以使三维码达到最佳的展示效果。同时，该公式保证了本发明生成的三维码能被现有的二维码设备正确识别，增强实用性和正确性。
实施例八
进一步的，展示区可选择由通过人工划分(如图2所示)或自动划分的方式得到。所述自动划分的具体方法为：自动识别背景图片中物品或人脸的矩形轮廓，将该矩形轮廓包含的区域划分为展示区。
进一步的，由于自动识别得到的矩形轮廓不能完全满足物品或人脸的特性，故针对自动划分得到的展示区的面积进行优化，具体方法为：移动所述矩型轮廓的边界，使矩形轮廓的面积扩大或缩小，将优化后的矩型轮廓包含的区域划分为展示区。例如，人脸检测算法往往只能识别到较小部分的面部区域，其获得的矩形轮廓的上边界在人的额头处，则此时需要把上边界适当上调(如图3所示)，从而包括人的头发区域，对比效果如图4所示。
进一步的，如图5所示，还包括针对自动划分得到的展示区的角度进行优化，具体方法为：若矩型轮廓(图5中最小的矩形)不平行于背景图片(图5中最外围的方框)时，寻找该矩型轮廓的平行于背景图片的外接矩形(本实施例中寻找的的是最小面积外接矩形，有多种开源算法可以实现，比如凸多边形最小面积外接矩形算法)，将该外接矩形包含的区域划分为展示区，对比效果如图6所示。
本实施例的进步之处在于通过人工指定或机器自动识别的方式得到展示区，并对展示区的角度及面积进行优化，增强了展示区内人脸、商标等重要部分的展示效果。
实施例九
进一步的，还包括根据二维码矩阵的版本V(即二维码矩阵中每一排的码点数)，动态调整三维码的分辨率(即三维码中每一排的像素点数Sn)。二维码矩阵中每个码点应尽量保持大小一致(即由同样数量的像素点组成)。三维码以图片形式输出。若在三维码图片的一排/一列中，像素点数不能整除码点数，则只能对部分码点进行压缩或拉伸，从而影响三维码的视觉效果和识别正确率，故需要调整分辨率。
确定二维码矩阵版本的具体步骤为：确定可容纳所述数据信息的二维码矩阵的最小版本Vmin；在区间[Vmin，40]任意取整数值V，作为二维码矩阵的版本；
计算三维码的尺寸具体步骤为：
预设一预期像素数So，根据二维码矩阵的版本V，计算实际的像素数Sn的具体公式为：Sn＝So-So％(17+4*V)
例如，确定Vmin＝5后，用户可自行设定二维码矩阵的版本V＝6，期望输出的三维码的分辨率为800x800 PPI，即So＝800。将V＝6，So＝800代入公式，得Sn＝800-800％41＝779。
本实施例的进步之处在于根据用户选择的二维码矩阵的版本，在用户期望输出的三维码图片的分辨率的基础上，调整三维码图片的分辨率以适应二维码矩阵版本，避免拉伸或压缩部分码点从而对三维码的视觉效果和识别正确率产生影响，也满足不同用户对三维码图片分辨率的不同需求。
实施例十
进一步的，还包括生成一种动态三维码，具体步骤如下：
输入待编码的数据信息和若干张背景图片(可以将M帧的动图拆分为M张背景图片，或者以N张不同的静态图片作为N张背景图片)。
按权利要求1所述分别划分若干张背景图片的展示区并生成二维码矩阵。分别将二维码矩阵的码点排布生成在若干张背景图片上并各自隐去展示区内码点，得到若干个三维码；
将所述若干个三维码按播放顺序依次显示。
本实施例的进步之处在于还提供了一种动态三维码的生成方法，多张背景图片作为不同的视觉可读标志，提供了不同的视觉信息，易于给人留下印象，进一步增强了展示效果。
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他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种加强视觉效果的三维码生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
输入待编码的数据信息和背景图片；
在背景图片上划分出人眼可视的展示区并使展示区面积不超过面积阈值；所述展示区内避免显示二维码矩阵的码点，用于增强背景图片的展示效果；所述面积阈值根据二维码纠错率计算得到，用于保证后续生成的二维码矩阵被正确识别；
根据数据信息生成编码信息；并根据所述编码信息，生成二维码矩阵；
将二维码矩阵的码点排布生成在背景图片上并隐去展示区内的码点，得到三维码。
2.根据权利要求1所述的一种加强视觉效果的三维码生成方法，其特征在于，所述面积阈值ST的大小与二维码矩阵的纠错等级正相关，可由公式表示为：
Figure FDA0002731793180000011
其中，ECP为纠错等级对应的纠错率。
3.根据权利要求1所述的一种加强视觉效果的三维码生成方法，其特征在于：所述展示区可选择由通过人工划分或自动划分的方式得到；所述自动划分的具体方法为：自动识别背景图片中物品或人脸的矩形轮廓，将该矩形轮廓包含的区域划分为展示区。
4.根据权利要求3所述的一种加强视觉效果的三维码生成方法，其特征在于，还包括针对自动划分得到的展示区的面积进行优化，具体方法为：移动所述矩型轮廓的边界，使矩形轮廓的面积扩大或缩小，将优化后的矩型轮廓包含的区域划分为展示区。
5.根据权利要求3所述的一种加强视觉效果的三维码生成方法，其特征在于，还包括针对自动划分得到的展示区的角度进行优化，具体方法为：若矩型轮廓不平行于背景图片时，寻找该矩型轮廓的平行于背景图片的外接矩形，将该外接矩形包含的区域划分为展示区。
6.根据权利要求1所述的一种加强视觉效果的三维码生成方法，其特征在于，还包括根据二维码矩阵的版本V，动态调整三维码的分辨率，具体步骤为：
预设一预期的像素点数So，根据二维码矩阵的版本V，计算实际的像素点数Sn，具体公式为：
Sn＝So-So％(17+4*V)。
7.根据权利要求1所述的一种加强视觉效果的三维码生成方法，其特征在于，还包括生成一种动态三维码，具体步骤如下：
输入待编码的数据信息和若干张背景图片；
按权利要求1所述分别划分若干张背景图片的展示区并生成二维码矩阵；分别将二维码矩阵的码点排布生成在若干张背景图片上并各自隐去展示区内码点，得到若干个三维码；
将所述若干个三维码按播放顺序依次显示。
8.一种加强视觉效果的三维码生成设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有指令，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1-7任一权利要求所述的一种加强视觉效果的三维码生成方法。
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