CN113935448A - 一种双通道彩色qr码编/解码方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双通道彩色QR码编/解码方法，首先将待编信息(字符)分为两部分，其中一部分字符占1/3字符数，称为信息1，另一部分字符占2/3字符数，称为信息2；然后将信息1按照黑白通道进行编码处理，生成黑白QR码图，编码过程遵循现行QR标准；最后将信息2按照彩色通道进行编码处理，绘制彩色码块，替换黑白QR码图的黑色码块，最终生成彩色QR码图。本发明还公开了一种双通道彩色QR码解码方法，本发明提高了QR码的信息容量，解决现有技术中存在的算法复杂，识读错误率高，可靠性差，以及不兼容现行QR码标准等问题，并能扩展QR码功能，提高应用灵活性。
Description
技术领域
本发明属于QR码编码技术领域，具体涉及一种双通道彩色QR码编/解码方法。
背景技术
随着智能终端的快速发展，二维码的应用日益广泛和深入。目前QR码是一种最常用的二维码，具有信息容量大、容错能力强、可靠性高、成本低等优点，广泛地应用于移动支付、电子商务、信息追溯、防伪认证、卫生防疫等领域，发挥着重要作用。
QR码现行国家标准为GB/T 18284-2000，呈正方形，通过黑色和白色两种码块传递信息，规格范围为21×21模块(版本1)～177×177模块(版本40)，理论上可存储信息容量为25(版本1)～2953(版本40)字节。
在一些特殊情况，比如一些微小的元件或工业品，由于尺寸太小，无法印制QR码来传递信息，需要进一步提高QR码的信息容量(密度)，推动QR技术的发展与应用。
为提升QR码信息容量，国内外学者已提出了许多方法，主要思路是对QR码图进行改进，常用方法是彩色QR编码，如牛红万[1]通过扩大码字符号，选用6种颜色生成彩色QR码，提高了信息密度；李栋[2]提出了适应logo形状的彩色QR码，扩充了信息容量；文献[3]利用HSV空间模型，选用16种颜色编码，获得了较高扩容量，在解码时采用K-Means聚类算法进行色彩分割，降低了色块混叠效应，提高了译码正确率；李朝辉[4]在选用了5种颜色，生成了彩色QR码；郑河荣[5]提出了类似方案；文献[6-7]通过增加编码颜色和Gzi压缩算法来提高数据容量。
现有彩色QR码编码方法，主要是通过增加颜色数量来提高信息容量，在实际应用中，存在以下问题：⑴颜色数量多，会造成彩色码块间的混叠效应，容易出现识别困难、译码错误等问题；⑵对于条码生成和识读设备在精度、性能上有较高要求；⑶编码、解码算法较为复杂，可靠性差；⑷与现行QR码标准不兼容。以上问题，制约了彩色QR码的发展，难以推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种双通道彩色QR码编/解码方法，提高QR码信息容量，解决现有技术中存在的识读困难，译码错误率高，算法复杂，可靠性差，以及不兼容现行QR码标准等问题，并能扩展QR码的功能，提高应用灵活性。
本发明所采用的第一技术方案是，一种双通道彩色QR码编码方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将待编信息即字符分为两部分，其中一部分字符占1/3字符数，称为信息1，另一部分字符占2/3字符数，称为信息2；
步骤2、将信息1按照黑白通道进行编码处理，生成黑白QR码图，编码过程遵循现行QR标准；
步骤3、将信息2按照彩色通道进行编码处理，生成彩色QR码图。
本发明第一技术方案的特点还在于，步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、数据编码：根据信息1内容确定编码模式，按相应字符集转换成字符数据，将其转换为十进制位流，每8位为一个码字，构成数据码字序列；
步骤2.2、纠错编码：将数据码字序列分块，根据纠错等级，对数据码字采用RS算法生成纠错码字，把纠错码字按序添加到数据码字序列后面。纠错等级为：L，M，Q，H，纠错等级对应的纠错能力分别为：恢复7％的数据、恢复15％的数据、恢复25％的数据、恢复30％的数据；
步骤2.3、构造矩阵：将探测图形、分隔符、定位图形、校正图形和码字模块填入矩阵网格内；具体为：
依据版本号的要求，建立n×n的矩阵；
在n×n的矩阵中，将功能图形放置在QR码的特定区域，目的是便于QR码正确识别和解码；
从矩阵n×n的右下角开始放置数据位，取2个模块宽的列，从右往左、从下往上依次放置数据位，将白色模块设置为0，黑色模块设置为1；当纵列到达顶部时，立即改变方向，移动到下一个未填充的模块列，从右往左、从上往下依次向下填充，每当到达矩阵的边缘时，移动到下一个模块列并更改方向。若遇到功能图形，跳过即可；
步骤2.4、掩模处理：选择掩模模板与信息码字进行异或运算，选择最佳掩模方案，得到矩阵数据；
步骤2.5、格式和版本：生成格式和版本信息放入相应区域内；
步骤2.6、绘制码图：根据矩阵数据，用黑色和白色码块填充，生成黑白QR码图。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、数据编码：根据信息2确定编码模式，按相应字符集转换成十进制字符数据，每8位一个码字，构成数据码字序列；
步骤3.2、纠错编码：将数据码字序列分块，根据纠错等级，对数据码字采用RS算法生成纠错码字，把纠错码字按序添加到数据码字序列后面；
步骤3.3、颜色编码：将十进制数据码字序列，按每2位转换为4位四进制数，若不足4位数，则在左侧补0，构成数据颜色位流；四进制颜色编码分别对应4种颜色：0-红色，1-绿色，2-蓝色，3-品红色；
步骤3.4、色块替换：将数据颜色位流生成对应彩色码块，依次替换QR码图的黑色码块，生成彩色QR码图，其中，位置探测图形不变，仍保留黑白色。
本发明所采用的第二技术方案是，一种双通道彩色QR码解码方法，具体按照以下步骤实施：
步骤a、采集彩色QR码图像；
步骤b、提取码块阵列：利用QR码图位置探测图形，可定位条码区域，旋转校正，划分网格，提取码块阵列，并可获得版本、格式、纠错等级、掩模方案等信息；
步骤c、对码块阵列按照黑白通道进行解码处理，解析出信息1内容；
步骤d、对码块阵列按照彩色通道进行解码处理，解析出信息2内容；
步骤e、功能处理：可根据待编信息的分割方法和功能需求，对信息1和信息2进行功能处理，比如：可将二者整合，还原信息；或将二者分开处理，实现不同的应用功能。
本发明第二技术方案的特点还在于，
步骤c具体按照以下步骤实施：
步骤c.1、特殊二值化：依次读取码块颜色值，若颜色值不是RGB(255,255,255)，则将其值变为RGB(0,0,0)(即黑色)，可得黑白码块阵列；
步骤c.2、对黑白码块阵列进行解码处理，处理过程遵循现行QR标准，具体按照以下步骤实施：
步骤c.2.1、去除掩模：根据掩模信息，对编码区域进行异或运算，去除掩模；
步骤c.2.2、数据位流：针对数据区域，依次读取码块灰度值，转换为二进制数据，再转化为十进制数据位流，进行RS运算校验，纠错后保留有效数据位流；
步骤c.2.3、字符解析：针对数据位流，依据编码规则，进行反向译码，得到原始字符，即信息1内容。
步骤d具体按照以下步骤实施：
步骤d.1、读取码块颜色：对码块阵列，依次读取彩色码块的颜色值，并记下对应数值：0-红色(RGB(255,0,0))，1-绿色(RGB(0,255,0))，2-蓝色(RGB(0,0,255))，3-品红色(RGB(255,0,255))，得到颜色数值序列(四进制)；
步骤d.2、颜色解析：将颜色数值序列，按每4位转换为2位十进制数，可得十进制数据位流，进行RS运算校验，纠错后保留有效数据位流；针对数据位流，依据字符编码规则，进行反向译码，得到原始字符，即信息2内容。
本发明的有益效果是，一种双通道彩色QR码编/解码方法，将待编信息分为2部分，分别按照两个通道进行编码，保持了原有QR码图结构，选用4种颜色绘制彩色码块，生成彩色QR码图。本发明能够显著提高信息容量，与现行QR标准保持良好兼容，并能扩展QR码的功能和应用灵活性，具有兼容性好、算法简单、可靠性高、适用性强等优点。基于VS平台，开发了一套双通道彩色QR码编解码系统，在现行QR码的基础上，设计了一种彩色QR码，将待编信息分为两部分：信息1和信息2，信息1按照黑白通道进行编码，生成黑白QR码图；信息2按照彩色通道进行编码，绘制4种彩色码块，替换黑白QR码图的黑色码块，生成彩色QR码图。实验表明，本发明方法可显著提高QR码的信息容量，与现行QR标准保持良好兼容，并能扩展QR码的功能，提高应用灵活性，具有兼容性好、算法简单、可靠性高、适用性强等优点。
彩色QR码编码流程。将待编信息分为两部分：信息1和信息2，分别采用两个通道进行编码：信息1按照黑白通道编码流程(数据编码、纠错编码、构造矩阵、掩模处理、格式和版本、绘制码图)，生成黑白QR码图；信息2按照彩色通道编码流程(数据编码、纠错编码、颜色编码、色块替换)，生成彩色QR码。
彩色QR码解码流程。采集彩色QR码图像，定位条码区域，提取码块阵列，分别按照两个通道进行解码：在黑白通道，对码块阵列进行特殊二值化，可得黑白码块阵列，按照现行QR码标准进行解码，可得信息1内容；在彩色通道，依次读取码块阵列中彩色码块的颜色值，转为颜色数值序列，进行逆向解码，可得信息2内容；最后根据待编信息的分割方法和功能需求，对信息1和信息2进行信息整合或分别处理。
附图说明
图1是本发明一种双通道彩色QR码编/解码方法的双通道彩色QR编码方法图；
图2是本发明一种双通道彩色QR码编/解码方法的双通道彩色QR解码方法图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种双通道彩色QR码编码方法，流程图如图1所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将待编信息即字符分为两部分，其中一部分字符占1/3字符数，称为信息1，另一部分字符占2/3字符数，称为信息2；(对信息1和信息2的分割方法，可根据功能需要灵活设置。)
步骤2、将信息1按照黑白通道进行编码处理，生成黑白QR码图，编码过程遵循现行QR标准；
步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、数据编码：根据信息1内容确定编码模式，按相应字符集转换成字符数据，将其转换为十进制位流，每8位为一个码字，构成数据码字序列；
步骤2.2、纠错编码：将数据码字序列分块，根据纠错等级，对数据码字采用RS算法生成纠错码字，把纠错码字按序添加到数据码字序列后面。纠错等级为：L，M，Q，H，纠错等级对应的纠错能力分别为：恢复7％的数据、恢复15％的数据、恢复25％的数据、恢复30％的数据；
步骤2.3、构造矩阵：将探测图形、分隔符、定位图形、校正图形和码字模块填入矩阵网格内；具体为：
依据版本号的要求，建立n×n的矩阵；
在n×n的矩阵中，将功能图形放置在QR码的特定区域，目的是便于QR码正确识别和解码；
从矩阵(n×n)的右下角开始放置数据位，取2个模块宽的列，从右往左、从下往上依次放置数据位，将白色模块设置为0，黑色模块设置为1；当纵列到达顶部时，立即改变方向，移动到下一个未填充的模块列，从右往左、从上往下依次向下填充，每当到达矩阵的边缘时，移动到下一个模块列并更改方向。若遇到功能图形，跳过即可；
步骤2.4、掩模处理：选择掩模模板与信息码字进行异或运算，选择最佳掩模方案，得到矩阵数据；
步骤2.5、格式和版本：生成格式和版本信息放入相应区域内；
步骤2.6、绘制码图：根据矩阵数据，用黑色和白色码块填充，生成黑白QR码图。
步骤3、将信息2按照彩色通道进行编码处理，生成彩色QR码图。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、数据编码：根据信息2确定编码模式，按相应字符集转换成十进制字符数据，每8位一个码字，构成数据码字序列；
步骤3.2、纠错编码：将数据码字序列分块，根据纠错等级，对数据码字采用RS算法生成纠错码字，把纠错码字按序添加到数据码字序列后面；
步骤3.3、颜色编码：将十进制数据码字序列，按每2位转换为4位四进制数，若不足4位数，则在左侧补0，构成数据颜色位流；四进制颜色编码分别对应4种颜色：0-红色(RGB(255,0,0))，1-绿色(RGB(0,255,0))，2-蓝色(RGB(0,0,255))，3-品红色(RGB(255,0,255))；
步骤3.4、色块替换：将数据颜色位流生成对应彩色码块，依次替换QR码图(步骤2生成)的黑色码块，绘成彩色QR码图，其中，位置探测图形不变，仍保留黑白色。
如图2所示，一种双通道彩色QR码解码方法，具体按照以下步骤实施：
步骤a、采集彩色QR码图像；
步骤b、提取码块阵列：利用QR码图位置探测图形，可定位条码区域，旋转校正，划分网格，提取码块阵列，并可获得版本、格式、纠错等级、掩模方案等信息；
步骤c、对码块阵列按照黑白通道进行解码处理，解析出信息1内容；
步骤c具体按照以下步骤实施：
步骤c.1、特殊二值化：依次读取码块颜色值，若颜色值不是RGB(255,255,255)，则将其值变为RGB(0,0,0)(即黑色)，可得黑白码块阵列；
步骤c.2、对黑白码块阵列进行解码处理，处理过程遵循现行QR标准，具体按照以下步骤实施：
步骤c.2.1、去除掩模。根据掩模信息，对编码区域进行异或运算，去除掩模；
步骤c.2.2、数据位流。针对数据区域，依次读取码块灰度值(黑色或白色)，转换为二进制数据，再转化为十进制数据位流，进行RS运算校验，纠错后保留有效数据位流；
步骤c.2.3、字符解析。针对数据位流，依据编码规则，进行反向译码，得到原始字符，即信息1内容。
步骤d、对码块阵列按照彩色通道进行解码处理，解析出信息2内容；
步骤d具体按照以下步骤实施：
步骤d.1、读取码块颜色：对码块阵列，依次读取彩色码块的颜色值，并记下对应数值：0-红色(RGB(255,0,0))，1-绿色(RGB(0,255,0))，2-蓝色(RGB(0,0,255))，3-品红色(RGB(255,0,255))，得到颜色数值序列(四进制)；
步骤d.2、颜色解析：将颜色数值序列，按每4位转换为2位十进制数，可得十进制数据位流，进行RS运算校验，纠错后保留有效数据位流；针对数据位流，依据字符编码规则，进行反向译码，得到原始字符，即信息2内容。
步骤e、功能处理：可根据待编信息的分割方法和功能需求，对信息1和信息2进行功能处理，比如：可将二者整合，还原信息；或将二者分开处理，实现不同的应用功能。
本发明一种双通道彩色QR码编/解码方法，其中编码方法中每个步骤的作用如下：
步骤1的作用为：将待编信息分为2部分：信息1和信息2，以便采用不同方法(通道)进行编码；此外，可对信息1和信息2分开处理，分别承担不同功能，比如：用信息1存储产品信息，供用户现场查询，用信息2存储接口信息，提供信息查询、追踪溯源、防伪认证等服务，可扩展QR的功能，提高应用灵活性。
其原理是：信息1按黑白通道进行编码，生成黑白QR码图，其决定了码图大小(码块行列数，即版本号)；信息2按照彩色通道进行编码，是在黑白QR码图基础上，对黑色码块进行色块替换，从而合成彩色QR码图。因此，信息1和信息2的字符数量有所关联，经计算信息1约占1/3，信息2约占2/3，具体分割方法可根据功能需要灵活设置。
其优点在于：信息1保持与现行QR标准兼容，信息2则扩大了信息容量；信息1和信息2相互独立，可承担不同功能，能扩展QR的功能，提高应用灵活性。
步骤2的作用为：将信息1按照现行QR标准进行编码，生成黑白QR码图。
其原理是：编码过程遵循现行QR标准。
其优点在于：可使信息1保持与现行QR标准兼容。
步骤3的作用为：将信息2按照彩色通道进行编码，生成彩色QR码图。
其原理是：将信息2进行字符编码，转换为四进制颜色位流，根据颜色码值生成彩色码块，依次替换黑白码图的黑色码块。
关于颜色的选择：理论上颜色数越多，信息容量越大，但颜色数过多容易出现色块混叠现象，造成识读困难，误码率较高。经实验对比，选用4种颜色效果最佳；选用的4种颜色属于深色范畴，对其进行二值化后会转为黑色，不影响对信息1的解码，具有良好兼容性；这4种颜色之间具有最大间距，不易出现色块混叠，译码准确，可靠性高；
对这4种颜色按四进制进行编码：0-红色(RGB(255,0,0))，1-绿色(RGB(0,255,0))，2-蓝色(RGB(0,0,255))，3-品红色(RGB(255,0,255))，这样易于进行编码处理。
其优点在于：在QR现行标准基础上，保持码图结构不变，选用4种彩色码块替换黑色码块，既扩大了信息容量，又保持了良好兼容性，算法简单，译码准确，可靠性高。
解码方法中每个步骤的作用如下：
步骤a的作用为：采集彩色QR码图像，以供识读处理。
其原理是：对于纸质版本的彩色QR码，可用相机或扫描仪采集图像；对于屏幕显示的彩色QR码，可用相机拍摄或屏幕截图采集图像；采集设备需支持彩色格式，对采集精度无特殊要求。
其优点在于：普通手机、相机、扫描仪即可满足要求，易于应用推广。
步骤b的作用为：提取码块阵列，以备解码处理。
其原理是：利用QR码图位置探测图形，可定位条码区域，旋转校正，划分网格，提取码块阵列，并可获得版本、格式、纠错等级、掩模方案等信息。
其优点在于：可直接调用QR标准解码程序，易于实现。
步骤c的作用为：对码块阵列按照黑白通道进行解码，获取信息1内容。
其原理是：码块阵列含有彩色码块，通过特殊二值化处理，可将彩色QR码图转为黑白QR码图，然后按照QR标准进行解码，可获取信息1内容。
特殊二值化：依次读取码块颜色值，若不是白色，则转为黑色，即若码块是红、蓝、绿、品红色，则转为黑色，可将彩色码块变为黑白码块，算法简单易行，保证了信息1能被准确解码。
其优点在于：即使存在一定的颜色偏差，也不会影响信息1的正确解析，算法简单易行，准确可靠；后续过程可直接调用QR标准解码程序，易于实现。
步骤d的作用为：对码块阵列按照彩色通道进行解码，获取信息2内容。
其原理是：依次读取彩色码块的颜色值，转为对应四进制码值，再转化为十进制数，RS校验后，依据编码规则反向译码，可获取信息2内容。
其优点在于：选用的4种颜色间距最大，即使在印制彩色码块或采集图像时有微小色差，也不会影响颜色编码；采用四进制编码，易于进行数制转换，易于数据处理。
步骤e的作用为：对信息1和信息2进行功能处理，实现不同的功能应用。
其原理是：可根据待编信息的分割方法和功能需求，对信息1和信息2进行灵活处理，比如：可将二者整合，还原信息；或将二者分开处理，实现不同的应用功能。
其优点在于：信息1和信息2相互独立，可将二者整合还原，或将二者分开处理，实现不同的应用功能，这样可扩展QR功能，提高应用灵活性。
本发明可显著提高现行QR码信息容量，在同等面积区域，是原有信息容量约3倍；识读准确，可靠性高；算法简单，对QR码生成和识读设备无特殊要求，易于实现；与现行QR码标准保持良好兼容；可扩展QR功能，提高应用灵活性。易于推广应用。
本发明中涉及的相关文献列举如下：
[1]牛万红,颜惠琴,葛永斌.一种彩色QR码的设计原理及编解码实现[J].北京理工大学学报,2015,35(010):1067—1073.
[2]李栋,冯立杰,苏航.适应logo形状的彩色QR码的设计[J].电子世界,2016(17):167—167.
[3]贾丹,尤飞,张庆立.QR码直接扩容技术[J].包装工程,2018,039(001):190—195
[4]李朝辉.基于图像处理的彩色二维条码的研究[D].天津:天津工业大学,2009.
[5]郑河荣,袁远松,赵小敏.具有高压缩比汉字编码能力的彩色二维条码及其编码解码方法,CN101515335A[P].2009.
[6]陈元枝,邓艳,史绍亮,等.基于Gzip压缩算法的彩色QR码生成与识别方法[J].电子技术应用,2015,41(012):116—119,128.
[7]陈元枝,邓艳,史绍亮,等.基于Zxing的彩色QR码生成与识别方法[J].
桂林电子科技大学学报,2016(36):333—337.
为验证效果，采用本方法生成了30个不同版本彩色QR码图(纠错等级为L)，分别以纸质打印和屏幕显示两种方式展现，通过手机采集图片，采用本方法识读，测试结果如表1。
表1存储容量对比
从表1中可看出：本方法的信息容量大约是现行QR信息容量的3.1倍，提升效果显著。
表2识读准确性
从表2中可看出：对于纸质版和屏幕显示的彩色QR码图，本方法均可正确解析，识读准确，可靠性高。
为检验本方法的兼容性，用微信“扫一扫”功能对彩色QR码图进行扫描，验证对信息1内容的识读效果，测试数据如表3。
表3微信“扫一扫”识读效果
从表3中可看出：微信“扫一扫”功能采用的是现行QR标准，可以正确识读出信息1内容，说明本方法和QR现行标准保持良好兼容性。
为进一步测试对比，对同样样本信息，选用了8种颜色编码生成了彩色QR码图，进行对比测试，测试数据如表4。
表4不同颜色数的识读效果
从表4中可看出：采用8种颜色编码时，出现了色块混叠，造成识读错误率高，效果较差，无法使用；本发明采用4种颜色，避免了色块混叠，识读准确，可靠性高，是最佳选择。
Claims (6)
1.一种双通道彩色QR码编码方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将待编信息即字符分为两部分，其中一部分字符占1/3字符数，称为信息1，另一部分字符占2/3字符数，称为信息2；
步骤2、将信息1按照黑白通道进行编码处理，生成黑白QR码图，编码过程遵循现行QR标准；
步骤3、将信息2按照彩色通道进行编码处理，生成彩色QR码图。
2.根据权利要求1所述的一种双通道彩色QR码编码方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、数据编码：根据信息1内容确定编码模式，按相应字符集转换成字符数据，将其转换为十进制位流，每8位为一个码字，构成数据码字序列；
步骤2.2、纠错编码：将数据码字序列分块，根据纠错等级，对数据码字采用RS算法生成纠错码字，把纠错码字按序添加到数据码字序列后面；纠错等级为：L，M，Q，H，纠错等级对应的纠错能力分别为：恢复7％的数据、恢复15％的数据、恢复25％的数据、恢复30％的数据；
步骤2.3、构造矩阵：将探测图形、分隔符、定位图形、校正图形和码字模块填入矩阵网格内；具体为：
依据版本号的要求，建立n×n的矩阵；
在n×n的矩阵中，将功能图形放置在QR码的特定区域，目的是便于QR码正确识别和解码；
从矩阵n×n的右下角开始放置数据位，取2个模块宽的列，从右往左、从下往上依次放置数据位，将白色模块设置为0，黑色模块设置为1；当纵列到达顶部时，立即改变方向，移动到下一个未填充的模块列，从右往左、从上往下依次向下填充，每当到达矩阵的边缘时，移动到下一个模块列并更改方向；若遇到功能图形，跳过即可；
步骤2.4、掩模处理：选择掩模模板与信息码字进行异或运算，选择最佳掩模方案，得到矩阵数据；
步骤2.5、格式和版本：生成格式和版本信息放入相应区域内；
步骤2.6、绘制码图：根据矩阵数据，用黑色和白色码块填充，生成黑白QR码图。
3.根据权利要求2所述的一种双通道彩色QR码编码方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、数据编码：根据信息2确定编码模式，按相应字符集转换成十进制字符数据，每8位一个码字，构成数据码字序列；
步骤3.2、纠错编码：将数据码字序列分块，根据纠错等级，对数据码字采用RS算法生成纠错码字，把纠错码字按序添加到数据码字序列后面；
步骤3.3、颜色编码：将十进制数据码字序列，按每2位转换为4位四进制数，若不足4位数，则在左侧补0，构成数据颜色位流；四进制颜色编码分别对应4种颜色：0-红色，1-绿色，2-蓝色，3-品红色；
步骤3.4、色块替换：将数据颜色位流生成对应彩色码块，依次替换QR码图的黑色码块，生成彩色QR码图，其中，位置探测图形不变，仍保留黑白色。
4.一种双通道彩色QR码解码方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤a、采集彩色QR码图像；
步骤b、提取码块阵列：利用QR码图位置探测图形，可定位条码区域，旋转校正，划分网格，提取码块阵列，并可获得版本、格式、纠错等级、掩模方案等信息；
步骤c、对码块阵列按照黑白通道进行解码处理，解析出信息1内容；
步骤d、对码块阵列按照彩色通道进行解码处理，解析出信息2内容；
步骤e、功能处理：可根据待编信息的分割方法和功能需求，对信息1和信息2进行功能处理，比如：可将二者整合，还原信息；或将二者分开处理，实现不同的应用功能。
5.根据权利要求4所述的一种双通道彩色QR码解码方法，其特征在于，所述步骤c具体按照以下步骤实施：
步骤c.1、特殊二值化：依次读取码块颜色值，若颜色值不是RGB(255,255,255)，则将其值变为RGB(0,0,0)，即黑色，可得黑白码块阵列；
步骤c.2、对黑白码块阵列进行解码处理，处理过程遵循现行QR标准，具体按照以下步骤实施：
步骤c.2.1、去除掩模，根据掩模信息，对编码区域进行异或运算，去除掩模；
步骤c.2.2、数据位流，针对数据区域，依次读取码块灰度值，转换为二进制数据，再转化为十进制数据位流，进行RS运算校验，纠错后保留有效数据位流；
步骤c.2.3、字符解析，针对数据位流，依据编码规则，进行反向译码，得到原始字符，即信息1内容。
6.根据权利要求5所述的一种双通道彩色QR码解码方法，其特征在于，所述步骤d具体按照以下步骤实施：
步骤d.1、读取码块颜色：对码块阵列，依次读取彩色码块的颜色值，并记下对应数值：0-红色，1-绿色，2-蓝色，3-品红色，得到颜色数值序列；
步骤d.2、颜色解析：将颜色数值序列，按每4位转换为2位十进制数，可得十进制数据位流，进行RS运算校验，纠错后保留有效数据位流；针对数据位流，依据字符编码规则，进行反向译码，得到原始字符，即信息2内容。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117273044A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-12-22 | 广州通赢科技有限公司 | 一种点阵图、点阵图构建方法及识别点阵图的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101149813A (zh) * | 2007-07-13 | 2008-03-26 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种矩阵式彩色二维条形码的编解码方法 |
| CN104239927A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-12-24 | 周奇 | 一种彩色二维码生成方法及解码方法 |
| CN105046306A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-11-11 | 华中科技大学 | 一种包含多种生物特征信息的彩色多维码编码方法 |
| CN106485306A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-03-08 | 华南理工大学 | 一种基于颜色编码的二维码及其制作方法及识别方法 |
| WO2017198188A1 (zh) * | 2016-05-18 | 2017-11-23 | 北京鼎九信息工程研究院有限公司 | 合成型彩色二维图码的生成、识读方法及装置 |
-
2021
- 2021-09-18 CN CN202111101753.8A patent/CN113935448A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101149813A (zh) * | 2007-07-13 | 2008-03-26 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种矩阵式彩色二维条形码的编解码方法 |
| CN104239927A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-12-24 | 周奇 | 一种彩色二维码生成方法及解码方法 |
| CN105046306A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-11-11 | 华中科技大学 | 一种包含多种生物特征信息的彩色多维码编码方法 |
| WO2017198188A1 (zh) * | 2016-05-18 | 2017-11-23 | 北京鼎九信息工程研究院有限公司 | 合成型彩色二维图码的生成、识读方法及装置 |
| CN106485306A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-03-08 | 华南理工大学 | 一种基于颜色编码的二维码及其制作方法及识别方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 虢纯: "彩色二维码编码技术研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 (信息科技辑), 31 January 2022 (2022-01-31) * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117273044A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-12-22 | 广州通赢科技有限公司 | 一种点阵图、点阵图构建方法及识别点阵图的方法 |
| CN117273044B (zh) * | 2023-10-27 | 2024-03-29 | 广州通赢科技有限公司 | 一种点阵图构建方法及识别点阵图的方法 |
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