CN112926714B - 融合qr码、条形码和光学字符的视觉三维码及其编码方法 - Google Patents

融合qr码、条形码和光学字符的视觉三维码及其编码方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112926714B
CN112926714B CN202110290092.1A CN202110290092A CN112926714B CN 112926714 B CN112926714 B CN 112926714B CN 202110290092 A CN202110290092 A CN 202110290092A CN 112926714 B CN112926714 B CN 112926714B
Authority
CN
China
Prior art keywords
image
code
black
module
white
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110290092.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112926714A (zh
Inventor
牛建伟
苏昊
李青锋
高志强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN202110290092.1A priority Critical patent/CN112926714B/zh
Publication of CN112926714A publication Critical patent/CN112926714A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112926714B publication Critical patent/CN112926714B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/06009—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code with optically detectable marking
    • G06K19/06037—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code with optically detectable marking multi-dimensional coding
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/25—Fusion techniques
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/14—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation using light without selection of wavelength, e.g. sensing reflected white light
    • G06K7/1404—Methods for optical code recognition
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20—Image preprocessing
    • G06V10/22—Image preprocessing by selection of a specific region containing or referencing a pattern; Locating or processing of specific regions to guide the detection or recognition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/172—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a picture, frame or field

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Character Input (AREA)

Abstract

本发明提出了一种融合QR码、条形码和光学字符的视觉三维码及其编码方法，涉及多媒体编码技术、图像处理技术。本发明视觉三维码在同一空间平面存储和展示QR码、条形码和OCR字符图像三种信息图像，且不破坏所存储的信息内容。本发明编码方法包括：获取三种类型的信息编码图像，将条形码图像与文本图像拼合生成OCR条形码图像，再调度QR码图像中的黑白模块位置，使得黑白模块的分布与OCR条形码图像中黑白条码分布相重合，最后将QR码图像与OCR条形码图像合成得到三维码。本发明解决了传统QR码、条形码和OCR图像独立使用时数据载荷有限的问题，且现有设备对本发明视觉三维码内容的正确识别具有高鲁棒性。

Description

融合QR码、条形码和光学字符的视觉三维码及其编码方法
技术领域
本发明涉及多媒体编码技术、QR(Quick Response)码和条形码编码技术、光学字符识别技术、以及图像处理、密码学技术，具体是一种融合QR码、条形码和光学字符识别技术的视觉三维码。
背景技术
QR码和条形码均为常用二维码，在世界范围内已被广泛应用；光学字符识别(OCR)是指用光学的方式将纸质文档中的文字转换成为黑白点阵的图像文件，并通过识别软件将图像中的文字转换成文本格式，供文字处理软件进一步编辑加工的技术。然而，基于现有的技术，QR码和条形码具有两套独立的编码机制和标准，若其单独使用，则因编码规则约束，而数据载荷有限。同时，传统QR码与条形码需占据完整平面，各自均无法容纳OCR图像或字符等额外信息，若QR码、条形码和OCR字符图像三者同时使用，则各自需占用一定的平面空间面积，其存在储存体积大、使用不便性、低灵活性、数据容量低等缺点。
发明内容
本发明的目的是提出一种融合QR码、条形码和光学字符识别技术的视觉三维码及其编码方法，所实现的视觉三维码可在同一空间平面存储和展示QR码、条形码和OCR字符图像三种信息图像，在融合存储三种信息的同时不破坏其存储的QR码、条形码和OCR字符图像所存储的信息内容。此外，QR码和条形码通用解码器和OCR软件对三维码内容的正确识别具有高鲁棒性。
本发明提出的一种融合QR码、条形码和光学字符识别技术的视觉三维码，包括：
边长为l的正四边形的OCR条形码图像I；图像I的中央位置为条形码图像Ti和文本图像Oi的拼接组合图像；条形码图像Ti是对输入的条形码内容信息编码生成，文本图像Oi是对输入的OCR内容信息编码生成；
边长为l的正四边形的QR码图像Q；图像Q的生成方式是：对输入的QR码内容信息由QR码标准编码器生成QR码图像Qi；对图像Qi中的黑白模块位置利用位置调度策略ξ调整，对调整后的QR码图像缩放为边长为l的正四边形；将缩放后的QR码图像中的每个黑白模块，保持模块中心位置和颜色不变，替换为尺寸更小的黑白模块，将剩下位置设置为透明色，得到图像Q；
将所述的图像I置于图像Q的底层，合成得到三维码S。
本发明的融合QR码、条形码和光学字符识别技术的视觉三维码的编码方法，包括如下步骤：
步骤一，获取预编码的条形码内容信息Tc、QR码内容信息Qc以及OCR内容信息Oc；对Tc基于条形码编码标准生成条形码图像Ti，对Oc使用图像生成器生成文本图像Oi，对QR码内容信息Qc利用QR码标准编码器生成QR码图像Qi；
步骤二，将条形码图像Ti与文本图像Oi进行拼合，生成边长为l的正四边形的OCR条形码图像I；
步骤三，对QR码图像Qi中的黑白模块的位置，利用位置调度策略ξ进行调度；
所述的位置调度策略ξ包括：首先，通过高斯消元法调度Qi中方形黑白编码模块的位置，使QR码中黑白模块的分布与条形码图像Ti中黑白条码的分布相重合；然后，将Qi中其他散乱的黑白模块，尽可能的呈环形调度至Qi的边缘位置；
步骤四，对步骤三位置调度后输出的QR码图像Qi进行缩放，调整图像边长尺寸为l；再将图像Qi中的每个黑白模块替换为更小的黑白模块，保持模块中心的位置和颜色不变，模块中的剩下位置设置为透明色，得到尺寸为l的QR码图像Q；最后，将步骤二生成的OCR条形码图像I置于Q的底层，合成得到三维码S。
相较于现有技术，本发明的优点和积极效果在于：
(1)与现有方法相比，本发明解决了传统QR码、条形码和OCR图像独立使用时数据载荷有限的问题。
(2)与现有方法相比，本发明解决了传统QR码、条形码和OCR图像共同使用时储存体积大、使用不便性、低灵活性等缺点。
(3)本发明实现了在同一空间平面存储和展示QR码、条形码和OCR字符图像三种信息图像，在融合存储三种信息的同时不破坏其存储的QR码、条形码和OCR字符图像所存储的信息内容，并且支持QR码和条形码通用解码器和OCR软件对三维码包含的三种信息图像的识别，具有高鲁棒性。
附图说明
图1为本发明的视觉三维码的编码实现的一个流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明提出的融合QR码、条形码和光学字符识别技术的视觉三维码，在同一空间平面存储和展示QR码、条形码和OCR字符图像，且不损坏所存储的QR码、条形码和OCR字符图像的信息内容。如图1所示，为本发明的视觉三维码的一个实现流程，下面分五个步骤来详细叙述具体实施过程。
步骤1：输入预编码的条形码内容信息Tc，QR码内容信息Qc，OCR内容信息Oc。
如图1的示例中，输入需要编码的条形码内容信息Tc为“123456789”，QR码内容信息Oc为“abcdefg”，OCR内容信息Qc为“This is QR code”。
步骤2：基于条形码编码标准生成条形码图像Ti，基于OCR文本内容使用图像生成器生成文本图像Oi。
如图1中，对Tc利用条形码编码标准生成条形码图像Ti，对Oc利用图像生成器生成文本图像Oi。
步骤3：将条形码图像Ti，与文本图像Oi，进行文本拼合，生成边长为l的正四边形OCR条形码图像I。
如图1所示，将文本图像Oi与条形码图像Ti拼合在一起，本发明实施例将Oi设置在Ti下方正中位置，所拼合组成的图像设置在OCR条形码图像I的中心位置；组合图像四周距离图像I的距离相同，其中距离范围为图像I宽度的25％-50％。条形码图像Ti和文本图像Oi能在图像I中清晰地识别出。
步骤4：本发明利用QR码标准编码器和QR码模块位置调度方法(参考文献1：Mingliang Xu，Qingfeng Li，Jianwei Niu，et al.ART-UP：A Novel Method forGenerating Scanning-robust Aesthetic QR codes.arXiv：1803.02280[cs.MM]，March2018)，通过本发明提出的位置调度策略ξ，对Oc编码得到QR码图像Qi，Qi＝ξ(Qc，Ti，Oi)。
在参考文献1中公开了一种在QR编码过程中的黑白模块位置调度算法。首先对QR码内容信息Qc利用QR码标准编码器进行编码，然后使用参考文献1中的模块位置调度方法对模块进行调度，但需要按照本发明的调度策略进行调度。
本发明提出的调度策略ξ为：首先，通过高斯消元法调度Qi中方形黑白编码模块的位置，优先使QR码中黑白模块的分布与条形码中黑白条码的分布相重合；其次，在Qi中将其他散乱的黑白模块，尽可能的呈环形调度至QR码图像Qi的边缘位置，如图1所示Qi图像。
设定模块调度优先级的权重W为：
W＝λ1Bar+λ2Ann (1)
其中，Bar为控制模块与条形码重合的权重。Ann为圆环状扩散的权重。λ1和λ2是控制每项权重大小的参数，可自由调节。Ann的定义如下：
Figure BDA0002978630550000031
其中，x、y分别一个模块在整个QR码中的行号、列号；m为QR码每个边的模块数。Ann(x，y)表示模块(x，y)进行圆环状扩散的权重。
步骤5：将基于步骤4中生成的QR码图像Qi的边长尺寸调整为l，将其中黑白模块替换为较小的模块，并保持模块中心的黑白颜色不变，剩下的位置设置为透明色，得到处理后的尺寸为l的QR码图像Q。将步骤3中生成的边长为l的正四边形OCR条形码图像I置于Q的底层，合成得到三维码S。
本发明实施例中，将每个黑白模块替换为半径为1/3模块边长的圆形，其中圆心与模块中心位置重合，圆形的颜色和黑白模块的颜色对应相同，模块中除圆形外的区域设置为透明色。
本发明的视觉三维码包括如上述步骤2～3生成的OCR条形码图像I以及按照如上述步骤4～5生成的与图像I同尺寸的QR码图像Q，将图像I置于图像Q底层后合成，得到一种视觉三维码。
如图1最后得到的三维码S就是采用本发明编码技术生成的融合QR码、条形码和光学字符识别技术的视觉三维码，其中视觉三维码在同一空间平面存储和展示QR码、条形码和OCR字符图像，经检验，所生成的三维码支持QR码和条形码通用解码器和OCR软件对三维码包含的三种信息图像的识别，且具有高鲁棒性。

Claims (5)

1.一种融合QR码、条形码和光学字符识别技术的视觉三维码，其特征在于，包括：
边长为l的正四边形的OCR条形码图像I；图像I的中央位置为条形码图像Ti和文本图像Oi的拼接组合图像；条形码图像Ti是对输入的条形码内容信息编码生成，文本图像Oi是对输入的OCR内容信息编码生成；OCR表示光学字符识别；
边长为l的正四边形的QR码图像Q；图像Q的生成方式是：对输入的QR码内容信息由QR码标准编码器生成QR码图像Qi；对图像Qi中的黑白模块位置利用位置调度策略ξ调整，对调整后的QR码图像缩放为边长为l的正四边形；将缩放后的QR码图像中的每个黑白模块，保持模块中心位置和颜色不变，替换为尺寸更小的黑白模块，将剩下位置设置为透明色，得到图像Q；所述的位置调度策略ξ包括：首先，通过高斯消元法调度Qi中方形黑白编码模块的位置，使QR码中黑白模块的分布与条形码图像Ti中黑白条码的分布相重合；然后，将Qi中其他散乱的黑白模块，呈环形调度至Qi的边缘位置；
将所述的图像I置于图像Q的底层，合成得到三维码S。
2.一种融合QR码、条形码和光学字符识别技术的视觉三维码的编码方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、获取预编码的条形码内容信息Tc、QR码内容信息Qc以及OCR内容信息Oc；OCR表示光学字符识别；
步骤2、对Tc基于条形码编码标准生成条形码图像Ti，对Oc使用图像生成器生成文本图像Oi；
步骤3、将条形码图像Ti与文本图像Oi进行拼合，生成边长为l的正四边形的OCR条形码图像I；
步骤4、对QR码内容信息Qc利用QR码标准编码器生成QR码图像Qi，再利用位置调度策略ξ，对图像Qi中的黑白模块位置进行调度后输出；
所述的位置调度策略ξ包括：首先，通过高斯消元法调度Qi中方形黑白编码模块的位置，使QR码中黑白模块的分布与条形码图像Ti中黑白条码的分布相重合；然后，将Qi中其他散乱的黑白模块，呈环形调度至Qi的边缘位置；
步骤5、先对步骤4输出的图像Qi进行缩放，调整边长尺寸为l；再将图像Qi中的每个黑白模块替换为更小的黑白模块，保持模块中心的位置和颜色不变，模块中的剩下位置设置为透明色，处理后得到尺寸为l的QR码图像Q；最后，将步骤3中生成OCR条形码图像I置于Q的底层，合成得到三维码S。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤3中，拼合组成的图像设置在图像I的中心位置，四周到边缘的距离为25％-50％的l。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤4中，对图像Qi中的黑白模块位置进行调度，对于位置在(x,y)处的模块，调度优先级的权重W＝λ1Bar+λ2Ann，其中，λ1和λ2是控制权重大小的参数，Bar为黑白模块与条形码重合的权重，Ann为圆环状扩散的权重；Ann计算如下：
Figure FDA0003780904740000021
其中，m表示QR码图像Qi在每个边的模块数量。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤5中，将图像Qi中的每个黑白模块替换为更小的黑白模块，具体是：将每个模块替换为同色的半径为1/3模块边长的圆形，圆心与模块中心重合，模块中除圆形外的区域设置为透明色。
CN202110290092.1A 2021-03-16 2021-03-16 融合qr码、条形码和光学字符的视觉三维码及其编码方法 Active CN112926714B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110290092.1A CN112926714B (zh) 2021-03-16 2021-03-16 融合qr码、条形码和光学字符的视觉三维码及其编码方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110290092.1A CN112926714B (zh) 2021-03-16 2021-03-16 融合qr码、条形码和光学字符的视觉三维码及其编码方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112926714A CN112926714A (zh) 2021-06-08
CN112926714B true CN112926714B (zh) 2022-09-16

Family

ID=76175800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110290092.1A Active CN112926714B (zh) 2021-03-16 2021-03-16 融合qr码、条形码和光学字符的视觉三维码及其编码方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112926714B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115238848A (zh) * 2022-09-21 2022-10-25 湖南会成科技有限公司 身份标签生成方法、装置、存储介质及设备
CN115358246B (zh) * 2022-10-24 2023-05-02 湖南会成科技有限公司 信息交互方法、装置、存储介质和处理器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103123683A (zh) * 2011-09-08 2013-05-29 三星电子株式会社 同时识别字符和条形码的装置及其控制方法
CN106778995A (zh) * 2016-11-25 2017-05-31 北京矩石科技有限公司 一种与图像融合的艺术化二维码生成方法及装置
CN106991462A (zh) * 2017-03-13 2017-07-28 三维码（厦门）网络科技有限公司 三维码生成方法
CN111507446A (zh) * 2019-01-31 2020-08-07 北京骑胜科技有限公司 二维码生成、识别方法及装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7309867B2 (en) * 2003-04-18 2007-12-18 Medispectra, Inc. Methods and apparatus for characterization of tissue samples

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103123683A (zh) * 2011-09-08 2013-05-29 三星电子株式会社 同时识别字符和条形码的装置及其控制方法
CN106778995A (zh) * 2016-11-25 2017-05-31 北京矩石科技有限公司 一种与图像融合的艺术化二维码生成方法及装置
CN106991462A (zh) * 2017-03-13 2017-07-28 三维码（厦门）网络科技有限公司 三维码生成方法
CN111507446A (zh) * 2019-01-31 2020-08-07 北京骑胜科技有限公司 二维码生成、识别方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112926714A (zh) 2021-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112926714B (zh) 融合qr码、条形码和光学字符的视觉三维码及其编码方法
KR102235215B1 (ko) 위조 방지용 2차 부호화로 바코드 보강
US20160162767A1 (en) Method and apparatus for producing information code
TWI644261B (zh) 使用光碼的資料傳輸
CN104281830A (zh) 二维码的识别方法及装置
WO2022199471A1 (zh) 一种二维码生成、解码方法、装置及设备
WO2016065661A1 (zh) 一种四维码、基于该四维码的图像识别系统及方法、检索系统及方法
US20100033739A1 (en) Customized credential and method and system of production
KR20130069596A (ko) 로고가 있는 2차원코드, 로고가 있는 2차원코드 생성장치, 로고가 있는 2차원코드 생성방법 및 프로그램
GB2446424A (en) Two dimensional bar code with locating symbols
WO2010031110A1 (en) Data storage device and encoding/decoding methods
CN111444998A (zh) 多重防伪可溯源的包装标识制作方法
WO2014116222A1 (en) Modifying data-bearing images
CN105718979A (zh) 一种生成二维码图片的方法
CN110276428A (zh) 一种四维码编码及解码方法
RU2729399C1 (ru) Способ обнаружения и распознавания визуальных маркеров большой дальности и высокой плотности
CN104794987A (zh) 二维码防伪标签
CN102054209A (zh) 用二维条码来实现驾驶员预录入信息数据传递的方法
CN105718980A (zh) 一种生成二维码图片的方法
WO2018210077A1 (zh) 标识码的生成方法及装置
CN109934322B (zh) 动态三维码的生成方法、生成装置、识别方法及识别装置
CN111291846B (zh) 一种二维码生成、解码、识别方法、装置及设备
KR20120113336A (ko) 디자인 큐알 코드 생성 방법
US11593580B1 (en) Securing private information using two-dimensional barcodes
US8687919B2 (en) Image processing apparatus, computer readable medium, and image processing method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant