CN116432681A - 一种多面可识读三维码生成及读取方法 - Google Patents

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何荣茂
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Abstract

本发明涉及一种多面可识读三维码生成方法，包括：生成第一二维码，第一二维码的各模块具有二维坐标(x，y)；生成与第一二维码具有相同模块数量的第二二维码，第二二维码的各模块具有二维坐标(x，z)或(y，z)；改变第一二维码或第二二维码中模块的颜色，使第一二维码与第二二维码同一行/列具有相同数量的深色模块；根据第二二维码中模块的z轴坐标，设置第一二维码中各模块的z轴坐标，得到第一二维码中各模块的三维坐标(x,y,z)；所述具有三维坐标的各模块组成三维码。

Description

一种多面可识读三维码生成及读取方法
技术领域
本发明涉及一种多面可识读三维码生成及读取方法，属于三维码领域。
背景技术
二维码是用黑白方块按一定规律在平面(二维方向上)分布，以此记录数据符号信息。在代码编制上，利用构成计算机内部逻辑基础的“0”“1”比特流概念，使用若干个与二进制相对应的集合形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动化处理。
出于增加信息容量或提高伪造难度等目的，现有技术中采取在二维码的基础上增加另一维度信息(如色彩、时间等)方式，形成具有更多信息容量或伪造难度更高的三维码，但未充分利用空间信息。综上，需要一种新型三维码。
公开号为JP2021114148A的专利《二维码编码器》在正六面体的每一面粘贴一个二维码，在移动终端或PC上可视化指定面的二维码的二维图像，增加了常规二维的记录容量代码。
公开号为CN109447208A的专利《一种多面可识读三维码3D码及3D码的识别方法》公开了：利用3D打印技术或激光雕刻技术，或者机械加工技术等在二维码上打出凸凹特征得到3D码，根据3D码的颜色信息和结构特征信息进行解码，获取相应信息。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明设计了一种多面可识读三维码生成及读取方法，通过共用两个二维码的深色模块，构建多面可识读的三维码，充分利用立体空间来展示多面不同的信息，立体空间感强。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多面可识读三维码，包括以下步骤：
生成第一二维码，第一二维码的各模块具有二维坐标(x，y)；
生成与第一二维码具有相同模块数量的第二二维码，第二二维码的各模块具有二维坐标(x，z)或(y，z)；
改变第一二维码或第二二维码中模块的颜色，使第一二维码与第二二维码同一行/列具有相同数量的深色模块；
根据第二二维码中模块的z轴坐标，设置第一二维码中各模块的z轴坐标，得到第一二维码中各模块的三维坐标(x,y,z)；所述具有三维坐标的各模块组成三维码。
进一步的，还包括：根据第一二维码与第二二维码的投影距离，计算误差率；若误差率小于阈值，则设置第一二维码中各模块的z轴坐标；否则，重新生成第一二维码和第二二维码。
进一步的，计算第一二维码与第二二维码的投影距离L，以公式表达为：
Figure BDA0004147650950000021
Ei＝|N1i-N2i|
式中，i表示二维码行数；Ei表示C1和C2在第i行的深色模块数的差值绝对值，N1i表示C1在第i行的深色模块数，N2i表示C2在第i行的深色模块数。
进一步的，所述计算误差率，以公式表达为：
Figure BDA0004147650950000022
式中，L为投影距离，N为二维码的模块总数，err为误差率。
进一步的，还包括：利用三维建模软件构建第一二维码模型；根据第二二维码中深色模块的z轴坐标值，移动第一二维码中的深色模块，得到三维码模型。
进一步的，在所述三维码底面设置背景图像。
技术方案二
一种多面可识读三维码生成设备，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如下步骤：
生成第一二维码，第一二维码的各模块具有二维坐标(x，y)；
生成与第一二维码具有相同模块数量的第二二维码，第二二维码的各模块具有二维坐标(x，z)或(y，z)；
改变第一二维码或第二二维码中模块的颜色，使第一二维码与第二二维码同一行/列具有相同数量的深色模块；
根据第二二维码中模块的z轴坐标，设置第一二维码中各模块的z轴坐标，得到第一二维码中各模块的三维坐标(x,y,z)；所述具有三维坐标的各模块组成三维码。
进一步的，还包括：根据第一二维码与第二二维码的投影距离，计算误差率；若误差率小于阈值，则设置第一二维码中各模块的z轴坐标；否则，重新生成第一二维码和第二二维码。
进一步的，计算第一二维码与第二二维码的投影距离L，以公式表达为：
Figure BDA0004147650950000031
Ei＝|N1i-N2i|
式中，i表示二维码行数；Ei表示C1和C2在第i行的深色模块数的差值绝对值，N1i表示C1在第i行的深色模块数，N2i表示C2在第i行的深色模块数。
进一步的，所述计算误差率，以公式表达为：
Figure BDA0004147650950000032
式中，L为投影距离，N为二维码的模块总数，err为误差率。
进一步的，还包括：利用三维建模软件构建第一二维码模型；根据第二二维码中深色模块的z轴坐标值，移动第一二维码中的深色模块，得到三维码模型。
进一步的，在所述三维码底面设置背景图像。
技术方案三
一种多面可识读三维码读取方法，包括以下步骤：
分别获取三维码相邻两侧面的投影为第一二维码和第二二维码；所述三维码包括N个具有三维坐标(x,y,z)的模块，各模块为深色或浅色；
解码第一二维码，得到第一编码信息；
解码第二二维码，得到第二编码信息。
技术方案四
一种多面可识读三维码，包括：N个具有三维坐标(x,y,z)的模块，各模块为深色或浅色；所述N个模块相邻两侧面的投影分别为第一二维码和第二二维码；第一二维码的各模块具有二维坐标(x，y)，第二二维码的各模块具有二维坐标(x，z)或(y，z)。
与现有技术相比本发明有以下特点和有益效果：
本发明通过共用两个二维码的模块，构建多面可识读的三维码，充分利用立体空间来展示多面不同的信息，立体空间感强。
本发明根据二维码的投影距离计算误差率，对误差率满足要求的二维码构建多面可识读的三维码，保证三维码能被识读。
附图说明
图1是本发明流程图；
图2－3是本发明生成三维码示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
实施例一
一种多面可识读三维码生成方法，包括N个具有三维坐标(x,y,z)的模块，各模块为深色或浅色。多面可识读三维码生成方法，包括以下步骤：
S1、根据第一编码信息生成第一二维码；第一二维码包括N个模块(模块为方块或圆形等)，各模块为深色或浅色(如黑色、白色)，各模块具有第一维度(x轴)和第二维度(y轴)下的二维坐标(x，y)；
S2、根据第二编码信息生成第二二维码；第二二维码包括N个模块，各模块具有第一维度(x轴)和第三维度(z轴)下的二维坐标(x，z)或有第二维度(y轴)和第三维度(z轴)下的二维坐标(y，z)；
S3、改变第一二维码或第二二维码中深色模块的颜色，使第一二维码与第二二维码同一行/列具有相同数量的深色模块；
S4、根据第二二维码中各模块的z轴坐标，设置第一二维码中对应各模块的z轴坐标，得到第一二维码中各模块的三维坐标(x,y,z)。通过步骤S3，第一二维码与第二二维码对应行/列具有相同个个数的深色模块和浅色模块，因此第一二维码与第二二维码可以共用模块。所述具有三维坐标的各模块组成三维码。
S5、在三维码底面增加背景图像。该三维码的正视投影为第一二维码，侧视投影为第二二维码，如图2-3所示。
实施例二
进一步地，利用三维建模软件构建第一二维码模型，第一二维码模型包括N个模块；根据第二二维码中深色模块的z轴坐标值，移动第一二维码中的深色模块，得到立体的三维码模型，三维码模型的xoy平面投影图为第一二维码，yoz或xoz平面投影图为第二二维码。此外，本发明所述三维码也能以实物模型或其他方式呈现。
具体地，从第一行至N/2行，将第一二维码C1每一行的深色模块数修改为与第二二维码C2的深色模块数相一致；从第N/2+1行至第N行，将C2每一行的深色模块数修改为与C1的深色模块数相一致。在yoz平面内，从第一行到最后一行，对C1的模块进行移动；如C1第一行中第i个模块为黑色且坐标为(a,b)，C2第一行中第j个模块为黑色且坐标为(a,c),则将C1中第i个模块模块移动至坐标(a,b,c)。
实施例三
一种多面可识读三维码生成方法，包括以下步骤：
根据第一编码信息和第二编码信息中信息长度最大者，确定二维码版本；
选取二维码纠错等级；
对长度不足的编码信息进行随机填充；
按确定的二维码版本，根据第一编码信息和第二编码信息，分别生成第一二维码C1和第二二维码C2；
计算第一二维码与第二二维码的投影距离；根据所述投影距离，计算误差率，具体为：
Figure BDA0004147650950000061
Ei＝|N1i-2i|
式中，i表示二维码行数；Ei表示C1和C2在第i行的深色模块数的差值绝对值，N1i表示C1在第i行的深色模块数，N2i表示C2在第i行的深色模块数。
Figure BDA0004147650950000062
式中，L为投影距离，N为二维码的模块总数，err为误差率。
若误差率小于阈值，则继续下一步；否则，重复执行上述步骤(重新选择纠错等级、重新生成第一二维码与第二二维码等)，直至得到误差率小于阈值的第一二维码与第二二维码。
根据第二二维码中模块的z轴坐标，设置第一二维码中各模块的z轴坐标，得到第一二维码中各模块的三维坐标(x,y,z)；所述具有三维坐标的各模块组成多面可识读的三维码。
实施例四
一种多面可识读三维码读取方法，包括以下步骤：
按顺时针或逆时针方向旋转三维码，使三维码xoy平面、xoz平面或yoz平面内的投影视图满足二维码的特征,得到第一二维码；
利用二维码识读程序读取第一二维码，得到第一编码信息；
旋转三维码码图，切换至另一投影平面，使该投影平面内的投影视图满足二维码特征,得到第二二维码；
利用二维码识读程序读取第二二维码，得到第二编码信息。
需要说明的是，上述提出的一种多面可识读三维码识读装置，还用于实现如上述图1所示的一种多面可识读三维码方法中各实施例对应的方法步骤，本申请在此不重复叙述。
需要说明的是，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元/模块的形式实现。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种多面可识读三维码生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
生成第一二维码，第一二维码的各模块具有二维坐标(x，y)；
生成与第一二维码具有相同模块数量的第二二维码，第二二维码的各模块具有二维坐标(x，z)或(y，z)；
改变第一二维码或第二二维码中模块的颜色，使第一二维码与第二二维码同一行/列具有相同数量的深色模块；
根据第二二维码中模块的z轴坐标，设置第一二维码中各模块的z轴坐标，得到第一二维码中各模块的三维坐标(x,y,z)；所述具有三维坐标的各模块组成三维码。
2.根据权利要求1所述的一种多面可识读三维码生成方法，其特征在于，还包括：根据第一二维码与第二二维码的投影距离，计算误差率；若误差率小于阈值，则设置第一二维码中各模块的z轴坐标；否则，重新生成第一二维码和第二二维码。
3.根据权利要求2所述的一种多面可识读三维码生成方法，其特征在于，计算第一二维码与第二二维码的投影距离L，以公式表达为：
Figure FDA0004147650940000011
Ei＝|N1i-2i|
式中，i表示二维码行数；Ei表示C1和C2在第i行的深色模块数的差值绝对值，N1i表示C1在第i行的深色模块数，N2i表示C2在第i行的深色模块数。
4.根据权利要求2所述的一种多面可识读三维码生成方法，其特征在于，所述计算误差率，以公式表达为：
Figure FDA0004147650940000012
式中，L为投影距离，N为二维码的模块总数，err为误差率。
5.根据权利要求1所述的一种多面可识读三维码生成方法，其特征在于，还包括：利用三维建模软件构建第一二维码模型；根据第二二维码中深色模块的z轴坐标值，移动第一二维码中的深色模块，得到三维码模型。
6.根据权利要求1所述的一种多面可识读三维码生成方法，其特征在于，在所述三维码底面设置背景图像。
7.一种多面可识读三维码生成设备，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：
生成第一二维码，第一二维码的各模块具有二维坐标(x，y)；
生成与第一二维码具有相同模块数量的第二二维码，第二二维码的各模块具有二维坐标(x，z)或(y，z)；
改变第一二维码或第二二维码中模块的颜色，使第一二维码与第二二维码同一行/列具有相同数量的深色模块；
根据第二二维码中模块的z轴坐标，设置第一二维码中各模块的z轴坐标，得到第一二维码中各模块的三维坐标(x,y,z)；所述具有三维坐标的各模块组成三维码。
8.根据权利要求1所述的一种多面可识读三维码生成设备，其特征在于，还包括：根据第一二维码与第二二维码的投影距离，计算误差率；若误差率小于阈值，则设置第一二维码中各模块的z轴坐标；否则，重新生成第一二维码和第二二维码。
9.一种多面可识读三维码读取方法，其特征在于，包括以下步骤：
分别获取三维码相邻两侧面的投影为第一二维码和第二二维码；所述三维码包括N个具有三维坐标(x,y,z)的模块，各模块为深色或浅色；
解码第一二维码，得到第一编码信息；
解码第二二维码，得到第二编码信息。
10.一种多面可识读三维码，其特征在于，包括：N个具有三维坐标(x,y,z)的模块，各模块为深色或浅色；所述N个模块相邻两侧面的投影分别为第一二维码和第二二维码；第一二维码的各模块具有二维坐标(x，y)，第二二维码的各模块具有二维坐标(x，z)或(y，z)。
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