CN1959704A - 二维条码符号转换为编码信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明为二维条码符号转换为编码信息的方法，包括：步骤1：在二维条码符号中寻找寻像图形，利用寻找到的寻像图形将二维条码符号旋转到标准位置；步骤2：提取寻像图形附近功能信息区域的功能信息，获得纠错等级信息和掩模信息；步骤3：读取位于寻像图形和功能信息区域之外的模块数据获得数据编码和纠错编码信息；步骤4：根据掩模信息对获取的数据编码和纠错编码去除掩模；步骤5：根据纠错等级计算数据编码和纠错编码的位数；步骤6：根据纠错编码对数据编码进行纠错，得到恢复的编码数据。本发明克服了现有技术识读速度慢，在图形缺失或者畸变时不易识读的缺陷，达到快速识读的目的，同时提高了解码效率。

Description

二维条码符号转换为编码信息的方法

技术领域

本发明涉及自动识别技术中的条码符号转换技术，特别涉及一种结合特定条码的结构特征，将二维条码符号中码流信息转换为编码信息的方法，属于自动识别技术领域。

背景技术

二维条码可以分为堆叠式二维条码和矩阵式二维条码。堆叠式二维条码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成，矩阵式二维条码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用点的出现表示二进制″1″，空的出现表示二进制″0″，由点的排列组合确定了代码表示的含义。堆叠式二维条码中包含附加的格式信息，信息容量最大可以达到1000个字节左右，但是，如果采用较高的纠错等级，堆叠式二维条码存储有效数据的能力会进一步下降。

矩阵式二维条码与堆叠式二维条码相比，具有更高的信息密度。现有的矩阵式二维条码符号，例如：QR码，参见图1，由于其所具有的寻像图形、校正图形都由不同颜色正方形相互交替重叠构成。在对QR码进行识读和定位时，要求所有的寻像图形都必须存在，或者在只有一部分寻像图形存在的情况下，必须有一定数量和固定位置的校正图形存在；否则就不能对其进行定位，进而影响对QR码中存储的信息进行还原。

为此，申请人研究并开发出一种新的矩阵式二维条码——汉信码，参见图2，本发明涉及的汉信码符号由设置在一个矩形区域四角处的寻像图形1、功能信息区域5以及校正图形2、辅助校正图形3、信息编码区域4(包括数据编码、纠错编码和填充码字)构成的符号模块所构成。其中，较低的版本1、2、3的汉信码中容纳信息少，不设置校正图形和辅助校正图形。这种二维条码符号的寻像图形及其分布结构本身具有确定的定位信息，并且新的二维条码结构更加紧凑。

众所周知：对条码符号进行识读的目的是将存储在条码中的信息由符号形式转变为信息编码流，然后根据相应的解码方法对该信息编码流进行解码，得到最终的数据，以实现通过条码符号实现数据传递或交换的目的。但是现有的二维条码识读速度慢，并且在残损时不易识读，例如：QR码，在进行识读和定位时，要求所有的寻像图形都存在，或者在只有一部分寻像图形存在的情况下，必须有一定数量和固定位置的校正图形存在；否则就不能对其进行定位，如果缺少一定数量的寻像图形，无法进行识别和定位，进而影响对QR码中存储的信息进行还原。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术二维条码识读速度慢，在图形缺失或者畸变时不易识读的缺陷，具体结合汉信码的结构特征，提供一种快速识读二维条码符号，将二维条码符号转换为编码信息的方法。

本发明一种二维条码符号转换为编码信息的方法，包括：

步骤1：在二维条码符号中寻找寻像图形，利用寻找到的寻像图形将二维条码符号旋转到标准位置；

步骤2：提取寻像图形附近功能信息区域的功能信息，获得掩模信息和纠错等级信息；

步骤3：读取二维条码符号中位于寻像图形和功能信息区域之外的模块数据获得数据编码和纠错编码信息；

步骤4：根据掩模信息对获取的数据编码和纠错编码进行去掩模处理；

步骤5：根据纠错等级信息计算数据编码和纠错编码的位数；

步骤6：根据纠错编码对数据编码进行纠错，得到恢复的编码数据。

上述方案中，所述的步骤1还包括：

寻找校正图形，利用寻找到的寻像图形和校正图形将二维条码符号旋转到标准位置。

上述方案中，所述的步骤1包括：

步骤1.1在二维条码符号的四个顶点位置附近寻找寻像图形，如果找到寻像图形，则执行步骤1.2；否则结束；

步骤1.2如果寻像图形中包括符合标准位置的二维条码符号左下角寻像图形特征的寻像图形，则对所述二维条码符号进行旋转，使符合标准位置的二维条码符号左下角寻像图形特征的寻像图形所在的顶点位于二维条码符号左下角，执行步骤2；否则执行步骤1.3；

步骤1.3根据找到的寻像图形的个数和/或所找到的寻像图形在二维条码符号中的位置，对所述二维条码符号进行旋转，使二维条码符号旋转到标准位置。

本发明根据汉信码的结构特点提供了一种二维条码符号转换为编码信息的方法，根据已得到的二维条码符号，通过扫描可以快速找到寻像图形，根据寻像图形的个数及位置对其识读，旋转到标准位置，读取功能信息数据获得掩模信息和纠错等级，然后就可以从二维条码符号寻像图形和功能信息区域以外(编码信息区域内)从左到右依次读取模块数据。通过已得到的掩模信息对数据进行去掩模处理，然后根据纠错等级得知纠错量，得到纠错编码和数据编码的位数。根据纠错编码对数据编码进行纠错处理，处理后得到的数据即为原始的数据编码。

本发明克服了现有技术识读速度慢，在图形缺失或者畸变时不易识读的缺陷，通过寻找寻像图形，可以快速的识读二维条码符号，在识读和定位时，如果找到一个或以上的寻像图形即可进行识读，增加了识读和抗残损能力，即使缺失一部分信息也根据二维条码符号中模块放置方法，以及数据码字和纠错码字的混合放置，分理出数据信息和纠错信息；在解码时进行数据纠错，得到解码后的信息，大大提高了识读的速度和抗残损的能力，并提高了解码的效率。

附图说明

图1为QR码的结构示意图；

图2为汉信码的结构示意图；

图3为本发明的二维条码符号转换为编码信息方法的实施例流程图；

图4为本发明步骤1实施例流程图；

图5为本发明步骤1.3实施例流程图；

图6为步骤1的优选实施例流程图；

图7为寻像图形的示意图；

图8为确定寻像图形坐标的示意图；

图9为有三个寻像图形时确定二维条码符号位置的实施例示意图；

图10为两个寻像图形位于对角线位置确定二维条码符号位置时未旋转到标准位置的实施例示意图；

图11为两个寻像图形位于对角线位置时旋转到标准位置的实施例示意图；

图12为本发明步骤1.3.2.2’确定二维条码符号位置时一种情况旋转后达到标准位置的实施例示意图；

图13为本发明步骤1.3.2.2’确定二维条码符号位置时另一种情况旋转后达到标准位置的实施例示意图；

图14为本发明步骤2.2的实施例流程图；

图15为确定寻像图形宽度示意图；

图16为获取功能信息示意图；

图17为本发明步骤3.2一个优选流程图；

图18为本发明步骤6优选流程图。

具体实施方式

图2为汉信码的结构示意图，也即二维条码符号标准位置的示意图。码图符号是由n×n个模块组成的阵列构成的正方形。二维条码符号由设置在一个矩形区域四角处的寻像图形1、功能信息区域5以及校正图形2、辅助校正图形3、数据编码和纠错编码构成的符号模块4所构成。在汉信码中的寻像图形形状相同，但放置方向不同，位于左上角、右上角、右下角的寻像图形分别依顺时针方向旋转90度摆放在各个顶点位置，位于左下角的寻像图形摆放方向和右上角的寻像图形摆放方向相同，如图2所示。功能信息区域5与寻像图形1之间为1个单位模块宽度的空白区域，将寻像图形1与功能信息区域5分开。容纳信息量较小(版本1、2、3)的汉信码符号中不设置校正图形和辅助校正图形。校正图形是由相邻的深色和浅色两条线组成阶梯形的一组以上的折线，二维条码符号左边线和下边线附近的校正图形，简化为单模块宽度的深色线，与左上角和右下角寻像图形附近的功能信息区域5相连。对于和二维条码符号四个边重叠的校正线，在没有与其它校正折线相交的那个端点构造辅助校正图形3。辅助校正图形为一个2×3模块大小的图形，中间为深色模块，剩下5个为浅色模块。另外，二维条码符号的右上角区域校正图形的校正折线稀疏，也分别布置两个2×3模块的辅助校正图形。如图2所示，校正图形中的与二维条码符号左边线和下边线相交的折线处与左上角和右下角寻像图形附近的功能信息区域相连，其余的校正图形折线则与寻像图形附近的功能信息区域则不相连。相邻两个顶点附近的功能信息区域5组成功能信息，功能信息中包括版本信息、掩模信息、纠错等级等信息，获得正确的功能信息后即可得到版本、掩模及纠错登记相关的信息。

如图3所示，本发明二维条码符号转换为编码信息的方法，包括：

步骤1：在二维条码符号中寻找寻像图形，利用寻找到的寻像图形将二维条码符号旋转到标准位置；

步骤2：提取寻像图形附近功能信息区域的功能信息，获得掩模信息和纠错等级信息；

步骤3：读取位于二维条码符号中寻像图形和功能信息区域之外的模块数据获得数据编码和纠错编码信息；

步骤4：根据掩模信息对获取的数据编码和纠错编码去掩模处理；

步骤5：根据纠错等级计算数据编码和纠错编码的位数；

步骤6：根据纠错编码对数据编码进行纠错，得到恢复的编码数据。

本发明克服了现有技术识读速度慢，在图形缺失或者畸变时不易识读的缺陷，寻找寻像图形，可以快速的识读二维条码符号，在识读和定位时，如果找到一个或以上的寻像图形即可进行识读，增加了识读和抗残损能力，即使缺失一部分信息也根据二维条码符号中模块放置方法，以及数据码字和纠错码字的混合放置，分理出数据信息和纠错信息；在解码时进行数据纠错，得到解码后的信息，大大提高了识读的速度和抗残损的能力，并提高了解码的效率。

如图4所示，本发明中步骤1包括：

步骤1.1在二维条码符号的四个顶点位置附近寻找寻像图形，如果找到寻像图形，则执行步骤1.2；否则结束；

步骤1.2如果寻像图形中包括符合标准位置的二维条码符号左下角寻像图形特征的寻像图形，则对所述二维条码符号进行旋转，使符合标准位置的二维条码符号左下角寻像图形特征的寻像图形所在的顶点位于二维条码符号左下角，执行步骤2；否则执行步骤1.3；

步骤1.3根据找到的寻像图形的个数和/或所找到的寻像图形在二维条码符号中的位置，对所述二维条码符号进行旋转，使二维条码符号旋转到标准位置。

图5为步骤1.3流程图，如图5所示，步骤1.3包括：

步骤1.3.1判断是否在二维条码符号四个顶点位置附近找到三个寻像图形，如果是，将二维条码符号缺失寻像图形所在的顶点旋转到位于二维条码符号左下角的位置，执行步骤2；否则执行步骤1.3.2；

步骤1.3.2判断是否找到两个寻像图形，如果是，根据找到的两个寻像图形在二维条码符号中的位置，将二维条码符号旋转到标准位置，否则执行步骤1.3.3；

步骤1.3.3在二维条码符号四个顶点位置附近找到唯一寻像图形，将找到的寻像图形所在的顶点旋转到位于二维条码符号左上角、右上角或右下角的位置，执行步骤2。

步骤1.3中，所述的步骤1.3.2包括：

步骤1.3.2.1判断是否找到两个寻像图形，如果否，执行步骤1.3.3，否则判断找到的两个寻像图形所在顶点是否位于二维条码符号的对角线位置，如果是，则将两个寻像图形所在顶点旋转到其中一个寻像图形的顶点位于二维条码符号左上角的位置，执行步骤2；否则执行步骤1.3.2.2；

步骤1.3.2.2将二维条码符号旋转到两个寻像图形所在顶点分别位于二维条码符号左上角、右上角的位置，或者将二维条码符号转到两个寻像图形所在顶点分别位于二维条码符号右上角、右下角的位置，执行步骤2。

上述技术方案中，所述的步骤1还包括：

寻找校正图形，所述校正图形为相邻的深色和浅色两条线组成的阶梯形的折线。通过线性扫描可以得知二维条码符号中是否存在校正图形。

上述方法中，步骤1.3.2.2之前还包括：

步骤1.3.2.2’判断二维条码符号中是否存在校正图形，如果存在校正图形，判断寻像图形附近的功能信息区域是否与校正图形的一段折线相连，然后将与校正图形无连接关系的寻像图形所在顶点旋转到二维条码符号右上角的位置，执行步骤2；否则执行步骤1.3.2.2。

步骤1.3.3之前还包括：

步骤1.3.3’判断二维条码符号中是否存在校正图形，如果不存在校正图形，执行步骤1.3.3，否则执行1.3.3’.1’；

步骤1.3.3’.1’判断找到的唯一寻像图形附近的功能信息区域是否与校正图形有连接关系，如果无连接关系，将寻像图形所在顶点旋转到二维条码符号右上角的位置，执行步骤2，否则执行步骤1.3.3’.2’；

步骤1.3.3’.2’将寻像图形所在顶点旋转到二维条码符号右下角或者左上角的位置，执行步骤2。

图6为本发明步骤1的优选流程图，如图6所示，图6包括了上述的所有步骤，为一个优选实施例，具体步骤说明不再赘述。

为保证达到快速识读译码的要求，步骤1在寻找寻像图形过程中可以采用线性扫描特征比例的方式进行码图寻像。如图7所示，寻像图形由5个深色和浅色正方形重叠组成，每一寻像图形的模块序列由一个深色-浅色-深色-浅色-深色次序构成，各元素的相对宽度的比例是1∶1∶1∶1∶3或者3∶1∶1∶1∶1。对二维条码符号的四个顶点位置附近的区域进行线性扫描，寻找深色与浅色模式比例符合1∶1∶1∶3或者3∶1∶1∶1的阵列，如果找到深色与浅色模式比例符合1∶1∶1∶3或者3∶1∶1∶1∶1的阵列则找到寻像图形，执行步骤1.2；否则结束。确定寻像图形中，每一元素宽度的允许偏差为0.5(即单个模块的方块的尺寸允许范围为0.5～1.5，3个模块宽度的方块的宽度允许尺寸范围为2.5～3.5)。

步骤1在寻找寻像图形中也可采用模糊识别的方式判断四个顶点是否存在寻像图形：在二维条码符号的四个顶点位置附近寻找寻像图形，将二维条码符号的四个顶点位置附近图像与事先存储的寻像图形模板进行匹配，如果二维条码符号的四个顶点位置附近图像与寻像图形模板之间的相似度不小于某一设定的阈值，则找到寻像图形。模糊识别为现在公知的一种技术，在此不再详述。

步骤1.1找到寻像图形以后，步骤1.2可判断寻像图形中是否有符合标准位置二维条码符号左下角寻像图形特征的寻像图形，如果有，则将符合标准二维条码符号左下角寻像图形特征的寻像图形所在的顶点旋转到位于二维条码符号左下角的位置。

图8为采用线性扫描的方式确定寻像图形中心坐标的示意图。寻找寻像图形的中心坐标的一个实施例为：

a.当探测到预选某一顶点附近区域时，注意图像中一行像素与寻像图形的外边缘相遇的第一点和最后一点1和2(如图8所示)。对该图像中的相邻行重复探测，直到在中心方块X轴方向所有穿过寻像图形的直线被全部识别。

b.重复步骤a，在图像的Y轴方向，识别穿过寻像图形中心方块的所有像素行。

c.确定寻像图形中心，通过在X轴方向穿过寻像图形中心块的最外层的像素线上1、2两点连线，连线上深色与浅色的变化比例模式为1∶1∶1∶1∶3或3∶1∶1∶1∶1，可以确定沿X轴方向上比例为3的模块的中心位置x，用同样方法在另一垂直方向上划一直线。通过深色与浅色的变化比例模式为1∶1∶1∶1∶3或3∶1∶1∶1∶1，可以确定沿Y轴方向上比例为3的模块的中心位置y，坐标(x，y)即为寻像图形中心坐标。

同样，类似的，也可以确定比例为3的模块的顶点坐标。通过分析寻像图形中心的坐标或者顶点坐标，可以识别位于左下角的寻像图形。

如果寻像图形符合标准位置二维条码符号的左下角寻像图形特征，可直接将二维条码符号旋转到标准位置，所以可以直接执行步骤2，进行后续译码。

图9至图13为找到的寻像图形中没有符合二维条码符号标准位置左下角寻像图形特征时的判定方法。

如图9所示，为步骤1.3.1，找到三个寻像图形的情况，只需将缺失寻像图形所在的顶点旋转到位于二维条码符号左下角的位置，即可将二维条码符号旋转到标准位置。其中图9左半部分为未旋转到标准位置的三种情况，右半部分为经旋转后达到标准位置的二维条码符号。

图10和图11为步骤1.3.2.1找到两个寻像图形且两个寻像图形所在顶点位于二维条码符号的对角线位置的示意图，由于找到的寻像图形不存在符合标准二维条码符号左下角寻像图形特征的寻像图形，所以两个寻像图形只能位于二维条码符号标准位置中的左上角和右下角。但由于两个寻像图形位置对称，所以无法确定那个位于左上角，那个位于右下角。图10为未旋转到标准位置的条码符号，图11为旋转后的二维条码符号。此时将两个寻像图形旋转到其中一个寻像图形的顶点位于二维条码符号左上角，则另一个位于右下角的位置。由于两个寻像图形的位置对称，所以只有一种旋转是正确的，即旋转后达到标准位置。在后续的步骤6中如果发现有错误，则还会再进行相应的处理，以保证最后获得正确地数据编码。

如图12和图13所示，为步骤1.3.2.2’存在校正图形时，结合校正图形和寻像图形将二维条码符号旋转到标准位置的示意图。

步骤1.3.2.2’为寻找到两个相邻顶点的寻像图形且存在校正图形的情况，且寻像图形不符合二维条码符号左下角寻像图形特征，所以所述相邻顶点的两个寻像图形在标准二维条码符号中的位置有以下四种情况：

(1)两个寻像图形所在顶点的正确位置分别位于二维条码符号标准位置的左上角和右上角；

(2)两个寻像图形所在顶点的正确位置分别位于二维条码符号标准位置的右上角和右下角。

如图12、图13所示，校正图形中的一组折线与一个寻像图形附近的功能信息区域相连，其余的折线则与寻像图形附近的功能信息区域不相连。此时只需把与校正图形有连接关系的功能信息区域所在顶点旋转到位于二维条码符号右上角的位置，如图12和图13所示，图12及图13中左边为未旋转到二维条码符号标准位置的符号图形，箭头所指向的为旋转后达到二维条码符号标准位置的符号图形。

当只找到两个相邻顶点位置的寻像图形且不存在校正图形时，只能知道是上述(1)、(2)两种情况，此时执行步骤1.3.2.2将二维条码符号旋转到两个寻像图形所在顶点分别位于二维条码符号左上角、右上角的位置，或者将二维条码符号转到两个寻像图形所在顶点分别位于二维条码符号右上角、右下角的位置，执行步骤2。由于存在两种情况，所以只有一种旋转可达到标准位置。在后续的步骤6中如果发现有错误，则还会再进行相应的处理，以保证最后获得正确地数据编码。

步骤1.3.3为只找到一个寻像图形的处理过程，如果不存在校正图形，则所找到的寻像图形所在顶点位于标准位置的二维条码符号左下角以外的位置，将寻像图形所在顶点旋转到位于二维条码符号左上角、右上角或右下角的位置。由于存在三种情况，所以只有一种旋转可达到标准位置。在后续的步骤6中如果发现纠错无解，则还会再进行相应的处理，以保证最后获得正确地数据编码。

步骤1.3.3’.1’为找到一个寻像图形，且存在校正图形的情况，判断寻像图形附近的功能信息区域与校正图形是否相连，如果无则将此寻像图形所在顶点旋转到位于二维条码符号右上角的位置，步骤1.3.3’.2’为找到一个寻像图形，且存在校正图形，但校正图形与寻像图形附近的功能信息区域相连的情况，此时将寻像图形所在顶点旋转到位于二维条码符号左上角或右下角的位置。由于存在左上角和右下角两种种情况，所以只有一种情况可以旋转到标准位置。在后续的步骤6中如果发现有错误，则还会再进行相应的处理，以保证最后获得正确地数据编码。

本发明步骤2包括：

步骤2.1根据找到的寻像图形确定寻像图形的宽度；获得模块尺寸；

步骤2.2根据模块尺寸，读取并合并相邻两顶点附近的功能信息区域，获得掩模信息和纠错等级信息。

如图14所示，为步骤2.2的一个优选流程图。其中步骤2.2包括：

步骤2.2.1读取步骤1所找到的任一寻像图形附近的功能信息区域中每一模块的数据；

步骤2.2.2读取与寻像图形任意一相邻顶点附近的功能信息区域中每一模块的数据；

步骤2.2.3合并寻像图形及相邻顶点附近的两个功能信息区域中的数据，如果纠错无解，执行步骤2.2.4；否则进行纠错处理，获得纠错等级信息和掩模信息，执行步骤3；

步骤2.2.4读取寻像图形另一相邻顶点附近的功能信息区域中每一模块的数据和在对角线寻像图形附近的功能信息区域中每一模块的数据；

步骤2.2.5合并寻像图形附近的功能信息区域数据和另一相邻顶点附近的功能信息区域数据，或者合并另一相邻顶点附近的功能信息区域数据和对角线寻像图形附近的功能信息区域数据；

步骤2.2.6如果纠错有解则进行纠错处理，获得纠错等级信息和掩模信息，执行步骤3；否则结束。

步骤2寻找功能信息区域获得掩模信息和纠错等级信息的一个实施例为：

1)由找到的寻像图形确定寻像图形的宽度(如图15所示)，例如图中所示一个寻像图形的宽度例如W_UR；

2)用7除以寻像图形的宽度尺寸例如：W_UR，得到模块尺寸CP_UR

CP_UR＝W_UR/7

3)根据寻像图形的中心坐标和模块尺寸CP_UR，确定在A寻像区域附近的功能信息区域中每一模块的数据(图16所示)，寻像图形为模块比例符合1∶1∶1∶1∶3或3∶1∶1∶1∶1所构成的7×7正方形模块，功能信息区域与寻像图形中的一个顶点组成9×9的正方形模块，因此在知道单位模块的尺寸CP_UR之后，可初步确定功能信息区域5的位置，初步确定功能信息区域中每一模块的数据。二进制值0和1根据采样网格上的深色浅色的图形来确定；

4)按照3)中描述的方法，确定在B寻像图形附近的功能信息区域5中每一模块的数据；

5)合并A和B寻像图形附近的功能信息区域数据，通过检测并纠错确定功能信息，如果纠错有解，根据功能信息中的纠错位，对功能信息模块出现的错误进行纠错，获得正确的功能信息，从而得知版本、纠错等级信息和掩模信息，否则转到6)；

6)判断纠错是否有解，如果无解，按照3)中描述的方法，确定在C寻像图形附近的功能信息区域中每一模块的数据和在D寻像图形附近的功能信息区域中每一模块的数据；合并A寻像图形附近的功能信息区域数据和C寻像图形附近的功能信息区域数据，或者合并B寻像图形附近的功能信息区域数据和D寻像图形附近的功能信息区域数据；

7)判断纠错是否有解，如果有解，对功能信息模块出现的错误进行纠错，得到版本、纠错等级信息和掩模信息；否则纠错无解，则无法获得功能信息，结束本方法。

注意在合并两个相邻顶点附近的功能信息区域中的数据时，合并时先后顺序有两种情况，但只要有一种纠错有解即可：因为功能信息在相邻顶点存储时有先后顺序，比如图16所示，对于A、B两寻像图形，功能信息先在A寻像图形附近的功能信息区域中存储，然后在B寻像图形附近的功能信息区域中存储，只有按合并A和B附近的功能信息区域中数据的顺序时才可能纠错有解，如果按合并B和A附近的功能信息区域中数据时纠错则无解，所以进行合并时需要进行两种尝试，但只要找到纠错有解的情况时即可。其中对角线位置的存放相同的功能数据，功能信息区域的这种数据存放方式，使得即使二维条码图形缺失某一边，仍可对数据进行恢复。增加了识读的能力。

上述方法中，步骤3包括：

步骤3.1从二维条码符号第一行左侧开始至最后一行右侧结束，依次顺序读取除寻像图形和功能信息图形之外的模块数据，且在每一行结尾处折返到下一行继续读取；

步骤3.2按步骤3.1所述原理从左至右读取其余各行数据，直至最后一行结尾处。

图17为本发明步骤3的一个优选流程图，结合汉信码的符号特征，步骤3包括：

3.1.1从二维条码符号第一行左上角寻像图形与左上角功能信息区域之外第一模块处开始读取模块数据；

3.1.2从左到右顺序读取模块数据，直到二维条码符号第一行右上角功能信息区域前一坐标处；

3.2.1从左上角功能信息区域与第二行相交点坐标后第一模块处从左至右读取模块数据直至右上角功能信息区域与第二行相交点前一坐标处；

3.2.2根据3.2.1所述原则读取第3行至第8行模块数据；

3.2.3从左上角功能信息区域与第九行相交点中最大横坐标所在点后第一模块开始从左至右读取模块数据直至右上角功能信息区域与第九行相交点中最小横坐标所在点前第一模块坐标处；转入第十行起始坐标处；

3.2.4从起始坐标处左至右读取一行模块数据，直至二维条码符号的右边线处，转入下一行起始坐标处；

3.2.5循环执行3.2.4，直至下一行起始坐标为左下角功能信息区域与左边线相交点坐标；

3.2.6从左下角功能信息区域与此行相交点中最大横坐标后一模块开始从左至右顺序读取模块数据，直至右下角功能信息区域与此行相交点中最小横坐标前第一模块处，转入下一行；

3.2.7从左下角功能信息区域与此行相交点后一模块处从左至右读取模块数据，直到右下角功能信息区域与此行相交点前一模块，转入下一行；

3.2.8循环3.2.7，直至最后一行。

对于存在校正图形和辅助校正图形的二维条码符号，步骤3在读取模块数据过程中，如果模块为校正图形或辅助校正图形，则放弃读取此模块数据。

在步骤2中获得的功能信息中还可包含版本信息。由版本信息可得知校正图形及辅助校正图形的位置，从而在步骤3读取数据时，跳过校正图形和辅助校正图形的模块。

本发明步骤4包括：

由步骤2获得的掩模信息，对数据编码和纠错编码进行异或处理，去除掩模，恢复数据编码和纠错编码。

步骤5包括：

根据步骤2获得的纠错等级信息，可得知纠错容量，不同的纠错等级具有不同的纠错容量；纠错容量为纠错编码占数据编码和纠错编码共有数据量的百分比，经过计算即可得知纠错编码的位数和数据编码的位数。

获得了纠错编码以后，对数据编码进行纠错，即可得到恢复后的编码信息。纠错计算根据二维条码符号中模块放置算法，以及数据码字和纠错码字的混合算法，分离出数据码字和纠错码字，可采用现有的分块纠错，提高译码的正确率，纠错为公知的技术，比如QR码、PDF417码的纠错计算等，其工作原理在此不再详述。

如图18所示，为本发明步骤6的一个优选实施例，步骤6包括：

步骤6.1根据纠错编码对数据编码纠错计算，如果有解，则得到恢复的编码数据；否则执行步骤6.2；

步骤6.2根据寻像图形的个数和旋转后的寻像图形在二维条码符号中的位置，对二维条码符号顺时针或逆时针旋转90度的整数倍，然后执行步骤2。

对于存在校正图形的二维条码符号，步骤6包括：

步骤6.1根据纠错编码对数据编码纠错计算，如果有解，则得到恢复的编码数据；否则执行步骤6.2；

步骤6.2’判断是否有两个寻像图形，如果是执行步骤6.3，否则执行步骤6.5；

步骤6.3’如果两个寻像图形位于对角线位置，则将二维条码符号旋转180度后执行步骤2；否则执行步骤6.4；

步骤6.4‘如果两个寻像图形位于左上角和右上角则按顺时针将二维条码符号旋转90度后执行步骤2；否则逆时针将二维条码符号旋转90度后执行步骤2；

步骤6.5’判断是否存在校正图形，如果存在校正图形则将二维条码符号旋转180度后执行步骤2，否则执行步骤6.6；

步骤6.6如果寻像图形位于二维条码符号右下角的位置则将二维条码符号旋转180度然后执行步骤2，否则将二维条码符号顺时针旋转90度然后执行步骤2。

步骤6中所述的纠错计算根据二维条码符号中模块放置算法，以及数据码字和纠错码字的混合算法，分离出数据码字和纠错码字。

如果步骤1中经旋转后达到二维条码符号的标准位置，则数据编码经过纠错计算，有解，可直接获得恢复的编码数据。否则还需进行新的译码尝试。

下面介绍步骤6中纠错无解的处理过程：

步骤6.3’两个寻像图形位于对角线位置，因为纠错无解，所以说明步骤1.3.2.1中旋转有误，此时，将二维条码符号旋转180度后执行步骤2，进行新的译码尝试。因为步骤1.3.2.1有两种情况，步骤6.3’将二维条码符号再旋转180度后一定是旋转到了二维条码符号的标准位置，所以可以进行后续的步骤2。

步骤6.4‘对应步骤1.3.2.2，如果两个寻像图形位于左上角和右上角则按顺时针将二维条码符号旋转90度后执行步骤2；否则逆时针将二维条码符号旋转90度后执行步骤2，进行新的译码尝试。因为步骤1.3.2.2有两种情况，所以步骤6.4’将二维条码符号再旋转90度后一定是旋转到了二维条码符号的标准位置，可以进行后续的步骤2。

同理步骤6.5’判断是否存在校正图形，如果存在校正图形(对应步骤1.3.3’.2’)则将二维条码符号旋转180度后执行步骤2.

步骤6.6‘对应步骤1.3.3，如果寻像图形位于二维条码符号右下角的位置则将二维条码符号旋转180度后执行步骤2，否则将二维条码符号顺时针旋转90度后执行步骤2。由于步骤1.3.3为只存在一个寻像图形且没有校正图形的情况，有三种可能的位置关系，所以最多旋转2次即可旋转到二维条码符号的标准位置，经过后续步骤即可得到纠错有解的数据编码，最终获得恢复的编码数据。

本发明克服了现有技术识读速度慢，在图形缺失或者畸变时不易识读的缺陷，通过寻像图形和校正图形，可以快速的识读二维条码图形，在识读和定位时，如果找到一个或以上的寻像图形即可进行识读，即使缺失一部分信息也根据二维条码符号中模块放置方法，以及数据码字和纠错码字的混合放置，分理出数据信息和纠错信息；在解码时进行数据纠错，得到解码后的信息，大大提高了识读的速度和抗残损的能力，并提高解码的效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明作限制性理解。尽管参照上述较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这种修改或者等同替换并不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (22)

1、一种二维条码符号转换为编码信息的方法，其特征在于，包括：

步骤1：在二维条码符号中寻找寻像图形，利用寻找到的寻像图形将二维条码符号旋转到标准位置；

步骤2：提取寻像图形附近功能信息区域的功能信息，获得纠错等级信息和掩模信息；

步骤3：读取二维条码符号中位于寻像图形和功能信息区域之外的模块数据获得数据编码和纠错编码信息；

步骤4：根据掩模信息对获取的数据编码和纠错编码进行去掩模处理；

步骤5：根据纠错等级信息计算数据编码和纠错编码的位数；

步骤6：根据纠错编码对数据编码进行纠错，得到恢复的编码数据。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1还包括：

寻找校正图形，所述校正图形为相邻的深色和浅色两条线组成的阶梯形的折线。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的步骤1包括：

步骤1.1在二维条码符号的四个顶点位置附近寻找寻像图形，如果找到寻像图形，则执行步骤1.2；否则结束；

步骤1.2如果寻像图形中包括符合标准位置的二维条码符号左下角寻像图形特征的寻像图形，则对所述二维条码符号进行旋转，使符合标准位置的二维条码符号左下角寻像图形特征的寻像图形所在的顶点位于二维条码符号左下角，执行步骤2；否则执行步骤1.3；

步骤1.3根据找到的寻像图形的个数和/或所找到的寻像图形在二维条码符号中的位置，对所述二维条码符号进行旋转，使二维条码符号旋转到标准位置。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤1.3包括：

步骤1.3.1判断是否在二维条码符号四个顶点位置附近找到三个寻像图形，如果是，将二维条码符号缺失寻像图形所在的顶点旋转到位于二维条码符号左下角的位置，执行步骤2；否则执行步骤1.3.2；

步骤1.3.2判断是否找到两个寻像图形，如果是根据找到的两个寻像图形在二维条码符号中的位置，将二维条码符号旋转到标准位置，否则执行步骤1.3.3；

步骤1.3.3在二维条码符号四个顶点位置附近找到唯一寻像图形，将找到的寻像图形所在的顶点旋转到位于二维条码符号左上角、右上角或右下角的位置，执行步骤2。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的步骤1.3.2包括：

步骤1.3.2.1判断是否找到两个寻像图形，如果否，执行步骤1.3.3，否则判断找到的两个寻像图形所在顶点是否位于二维条码符号的对角线位置，如果是，则将两个寻像图形所在顶点旋转到其中一个寻像图形的顶点位于二维条码符号左上角的位置，执行步骤2；否则执行步骤1.3.2.2；

步骤1.3.2.2将二维条码符号旋转到两个寻像图形所在顶点分别位于二维条码符号左上角、右上角的位置，或者将二维条码符号转到两个寻像图形所在顶点分别位于二维条码符号右上角、右下角的位置，执行步骤2。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的步骤1.3.2.2之前，步骤1.3.2.1之后还包括：

步骤1.3.2.2’判断二维条码符号中是否存在校正图形，如果存在校正图形，判断寻像图形附近的功能信息区域是否与校正图形的一段折线相连，然后将与校正图形无连接关系的寻像图形所在顶点旋转到二维条码符号右上角的位置，执行步骤2；否则执行步骤1.3.2.2。

7、根据权利要求4、5或6所述的方法，其特征在于，所述的步骤1.3.3之前，步骤1.3.2之后还包括：

步骤1.3.3’判断二维条码符号中是否存在校正图形，如果不存在校正图形，执行步骤1.3.3，否则根据校正图形将二维条码旋转到标准位置。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤1.3.3’根据校正图形将二维条码旋转到标准位置包括：

步骤1.3.3’.1’判断找到的唯一寻像图形附近的功能信息区域与校正图形是否有连接关系，如果无连接关系，将寻像图形所在顶点旋转到二维条码符号右上角的位置，执行步骤2，否则执行步骤1.3.3’.2’；

步骤1.3.3’.2’将寻像图形所在顶点旋转到二维条码符号右下角或者左上角的位置，执行步骤2.

9、根据权利要求1、2、4、5、6或8所述的方法，其特征在于，步骤1中寻找寻像图形包括：对二维条码符号的四个顶点位置附近的区域进行线性扫描，寻找深色模块与浅色模块符合1∶1∶1∶1∶3或者3∶1∶1∶1∶1的比例模式，找到深色与浅色比例模式符合1∶1∶1∶3或者3∶1∶1∶1∶1的阵列则找到寻像图形。

10、根据权利要求1、2、4、5、6或8所述的方法，其特征在于，步骤1中寻找寻像图形包括：将二维条码符号的四个顶点位置附近图像与事先存储的寻像图形模板进行匹配，如果二维条码符号的四个顶点位置附近图像与寻像图形模板之间的相似度不小于某一设定的阈值，则找到寻像图形，执行步骤1.2；否则结束。

11、根据权利要求1、2、4、5、6或8所述的方法，其特征在于，步骤2包括：

步骤2.1根据找到的寻像图形确定寻像图形的宽度；获得模块尺寸；

步骤2.2根据模块尺寸，读取并合并相邻两顶点附近的功能信息区域，获得版本、纠错等级信息和掩模信息。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤2.2包括：

步骤2.2.1读取步骤1所找到的任一寻像图形附近的功能信息区域中每一模块的数据；

步骤2.2.2读取与寻像图形任意一相邻顶点附近的功能信息区域中每一模块的数据；

步骤2.2.3合并寻像图形及相邻顶点附近的两个功能信息区域中的数据，如果纠错无解，执行步骤2.2.4；否则进行功能信息纠错处理，获得纠错等级信息和掩模信息，执行步骤3；

步骤2.2.4读取寻像图形另一相邻顶点附近的功能信息区域中每一模块的数据和在对角线寻像图形附近的功能信息区域中每一模块的数据；

步骤2.2.5合并寻像图形附近的功能信息区域数据和另一相邻顶点附近的功能信息区域数据，或者合并另一相邻顶点附近的功能信息区域数据和对角线寻像图形附近的功能信息区域数据；

步骤2.2.6判断纠错是否有解，如果有解则进行纠错处理，获得纠错等级信息和掩模信息，执行步骤3；否则结束。

13、根据权利要求1、2、4、5、6、8或12所述的方法，其特征在于，步骤3包括：

步骤3.1从二维条码符号第一行左侧开始至最后一行右侧结束，依次顺序读取二维条码符号中除寻像图形和功能信息区域之外的模块数据，且在每一行结尾处折返到下一行继续读取；

步骤3.2按步骤3.1所述原理从左至右读取其余各行数据，直至最后一行结尾处。

14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤3.1包括：

3.1.1从二维条码符号第一行左上角寻像图形与左上角功能信息区域之外第一模块处开始读取模块数据；

3.1.2从左到右顺序读取模块数据，直到二维条码符号第一行右上角功能信息区域前一模块处。

15、根据权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤3.2包括：

3.2.1从左上角功能信息区域与第二行相交点后第一模块处从左至右读取模块数据直至右上角功能信息区域与第二行相交点前一模块处；

3.2.2根据3.2.1所述原则读取第3行至第8行模块数据；

3.2.3从左上角功能信息区域与第九行相交点中最大横坐标所在点后第一模块开始从左至右读取模块数据直至右上角功能信息区域与第九行相交点中最小横坐标所在点前第一模块处；转入第十行起始坐标处；

3.2.4从第十行起始坐标处左至右读取模块数据，直至二维条码符号的右边线处，转入下一行起始模块；

3.2.5循环执行3.2.4，直至下一行起始坐标为左下角功能信息区域与左边线相交点；

3.2.6从左下角功能信息区域与此行相交点中最大横坐标后一模块开始从左至右顺序读取模块数据，直至右下角功能信息区域与此行相交点中最小横坐标前一模块处，转入下一行起始模块；

3.2.7从左下角功能信息区域与此行相交点后一模块处从左至右读取模块数据，直到右下角功能信息区域与此行相交点前一模块，转入下一行；

3.2.8循环3.2.7，直至最后一行。

16、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤3还包括：在顺序读取除寻像图形和功能信息图形之外的模块数据时，进一步判断被读取的是否为校正图形或辅助校正图形模块，是则跳过。

17、根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，步骤3中，在读取模块数据时，进一步判断被读取的是否为校正图形或辅助校正图形模块，是则跳过。

18、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4包括：

根据获得的掩模信息，对数据编码和纠错编码进行异或处理，去除掩模，恢复表示数据码字和纠错码字的符号字符。

19、根据权利要求1、2、4、5、6、8、12、14、15、16或18所述的方法，其特征在于，步骤5包括：

根据获得的纠错等级，获得纠错容量，计算纠错编码的位数和数据编码的位数。

20、根据权利要求1、2、4、5、6、12、14、15、16或18所述的方法，其特征在于，步骤6包括：

步骤6.1根据纠错编码对数据编码纠错计算，如果有解，则得到恢复的编码数据；否则执行步骤6.2；

步骤6.2根据寻像图形的个数和旋转后的寻像图形在二维条码符号中的位置，对二维条码符号顺时针或逆时针旋转90度的整数倍，然后执行步骤2。

21、根据权利要求20所述的方法，其特征在于，步骤6.1采用分块纠错对数据编码进行纠错计算。

22、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤6包括：

步骤6.1根据纠错编码对数据编码纠错计算，判断纠错是否有解，如果有解，则得到恢复的编码数据；否则执行步骤6.2；

步骤6.2’判断是否有两个寻像图形，如果是执行步骤6.3，否则执行步骤6.5；

步骤6.3’判断两个寻像图形是否位于对角线位置，如果是，则将二维条码符号旋转180度后执行步骤2；否则执行步骤6.4；

步骤6.4‘判断两个寻像图形是否位于左上角和右上角，是则按顺时针将二维条码符号旋转90度后执行步骤2；否则逆时针将二维条码符号旋转90度后执行步骤2；

步骤6.5’判断是否存在校正图形，如果存在校正图形则将二维条码符号旋转180度后执行步骤2，否则执行步骤6.6；

步骤6.6判断寻像图形是否位于二维条码符号右下角的位置，是则将二维条码符号旋转180度然后执行步骤2，否则将二维条码符号顺时针旋转90度然后执行步骤2。

Images