嵌入有视觉图像的二维码的生成系统和方法以及读取系统技术方案

本发明专利技术提供了一种嵌入有视觉图像的二维码的生成系统，其包括：处理器；存储器，其至少存储目标消息和原始图像；编码模块，其根据规定的编码算法将目标消息转换成比特数据；以及调制模块，其将预设的平铺图案与比特数据进行调制以获得调制模板，并且将调制模板与原始图像进行融合，从而生成调制图像。本发明专利技术嵌入的视觉图像能够使人类能够从直观上理解二维码内在的目标消息，且并不妨碍读取设备对二维码进行解码。此外，本发明专利技术所提供的各种系统、方法和设备有利于将高质量的视觉图像嵌入到二维码中，使得人类能够对这类二维码有直观的感受。

Generation system and method for two-dimensional code embedded in visual image and reading system

The invention provides a generating system, a two-dimensional code embedded with visual images comprising: a processor; memory, at least the storage target message and the original image; encoding module, the encoding algorithm according to the provisions of the target message into the bit data; and a modulation module, the default tiling pattern and bit data in order to obtain modulation modulation and modulation of the template and the template, the original images are fused to generate modulated image. The visual image embedded in the invention enables the human to understand the intrinsic target message of the two-dimensional code intuitively, and does not prevent the reading device from decoding the two-dimensional code. In addition, various systems, methods and devices provided by the invention are useful for embedding high-quality visual images into two-dimensional codes, so that human beings can have visual perception of such two-dimensional codes.

【技术实现步骤摘要】
嵌入有视觉图像的二维码的生成系统和方法以及读取系统
本专利技术涉及嵌入有视觉图像的二维码的生成系统和方法、以及读取系统。
技术介绍
二维码是一种机器可读的数据标签(条形码)，其可以携带包含物件编号、网络地址等各种信息。目前，最为常见的二维码是快速反应码(QR码)。由于QR码具有较大的数据存储容量，因此在QR码中除了存储产品标识编号，还可以存储生产商的联系信息、E-mail地址、网站的超级链接等。当前，QR码被广泛应用于移动广告中作为吸引潜在客户的注意力的工具。然而，QR码等现有的二维码通常由黑色方块和白色方块组成，这些方块对于人类而言在视觉上的吸引力和意义比较弱，影响了二维码用于宣传活动的有效性。近年来，一些产品开发者意识到人类可读信息在二维码中的重要性，因此市面上出现了各类带图像信息二维码技术。这些技术在二维码内嵌入企业的标识(logo)、产品图片、人像、风景图像等，使二维码变得对人类而言更加直观，并且让整体广告效果变得更美观，从而增加二维码的被消费者扫描的可能性。例如，图1是示出了现有的包含有图像信息的二维码102、104的示意图。其中，二维码102表示直接将图像嵌入到QR码而得到的结果。另外，二维码104表示通过水印操作使图像信息嵌入到二维码中所得到的结果。如图1所示，与传统的黑白QR码相比，这种二维码102的视觉效果有所提升，并且人类可通过所嵌入的图像信息来理解二维码的内容。然而，由于QR码的纠错能力是有限的，空闲单元的数量与范围也是相当有限，一些亮色的模块无可避免地出现在了暗色的图像区域，从而影响了整体视觉效果。最后，为了保证解码的稳定性，QR码固有的定位图像不能嵌入视觉图像，这些固有的图案无可避免地遮盖了部分图片的内容，并影响了视觉效果的展示。另外，MOW等人美国专利第8948445号专利公开了一种全新的嵌入了图像信息的二维码104(参见图1)，在这种二维码中，通过水印操作使图像信息嵌入到二维码中。然而，上述美国专利所公开的图片与二维码的融合效果并未达到令人满意的效果。其原因主要在于，在二维码的编码过程中，该二维码单元块内两种固定的基于灰度图像的水印操作，使每个单元内的亮度都被归一到四个有限的亮度值，最终再将用着色模块将灰度图像转换为彩色图像，这导致所嵌入的图像信息在每个单元产生了失真，而且单元与单元之间出现不自然的衔接。
技术实现思路
本专利技术描述了各种便于生成和读取嵌入有视觉图像的二维码的系统、方法和装置。根据这些系统、方法和装置，一方面能够保持嵌入到二维码中的图像的质量；另一方面，即使有图像存在失真，也仍然可以在特定的环境中检测二维码和从二维码中解码。本专利技术的一方面描述了生成嵌入有视觉图像的二维码的系统。该系统包括：包括：处理器；存储器，其至少存储目标消息和原始图像；编码模块，其根据规定的编码算法将所述目标消息转换成比特数据；以及调制模块，其将预设的平铺图案与所述比特数据进行调制以获得调制模板，并且将所述调制模板与原始图像进行融合，从而生成调制图像。本说明书中还描述了相应的方法和计算机可读设备。本专利技术的另一方面描述了读取嵌入有视觉图像的二维码的系统。该系统包括：图形定位模块，从所获取的包含二维码的图像中确定定位标识的位置，分离模块，通过所述定位标识的位置，提取出表示比特数据的图像块，并将所述图像块进行解调，以分离出所表示的比特数据；以及解码模块，基于从所述分离模块得到的所述比特数据、以及规定的解码算法，从所述二维码中提取出目标消息。本说明书中还描述了相应方法和计算机可读设备。下面的描述和附图阐述了本说明书的某些方案。虽然这些方案是指示性的，但只是该说明书的各种实施方式可以采用的各种方法的一小部分。当结合附图描述下述实施方式，本说明书的其他方案将变得清楚。附图说明以下，通过结合附图描述多个方案和实施方式，其中相同的附图标记指代相同的部件。图1是现有技术中所使用的两种包含图像内容的二维码的示意图；图2是根据本专利技术的实施方式的嵌入有不同视觉图像的二维码的示意图；图3是根据本专利技术的实施方式的嵌入有视觉图像的二维码的生成系统的示例性且非限定性的示意图；图4A是根据本专利技术的实施方式的二维码的生成系统中所使用的平铺图案的示例性且非限定性的示意图，图4B是图4A所示的平铺图案的区域块的结构的示例性且非限定性的示意图；图5A和图5B是图4B所示的平铺图案的区域块的两个具体示例的示意图；图6是根据本专利技术的实施方式的二维码的生成系统中的调制模块的示例性且非限定性的示意图；图7是图6所示的调制模块的设置模块的示例性且非限定性的示意图；图8是根据本专利技术的实施方式的两种不同的定位标识(finderpattern)的示例性且非限定性的示意图；图9是根据本专利技术的实施方式的检测嵌入有视觉图像的二维码的系统的示例性且非限定性的示意图；图10是图9所示的二进制模块的示例性且非限定性的示意图；图11是根据本专利技术的实施方式的定位二值图像中定位标识的定位模块的示例性且非限定性的示意图；图12是根据本专利技术的实施方式的检测嵌入有视觉图像的二维码的方法的示例性且非限定性的流程示意图；图13是根据本专利技术的实施方式的减少二维码图像中噪声以检测该图像中的二维码的方法的示例性且非限定性的流程示意图；图14是根据本专利技术的实施方式的寻找定位标识的方法的示例性且非限定性的流程示意图；图15是根据本专利技术的实施方式的对二维码中编译的消息进行解码的系统的示例性且非限定性的示意图；图16是根据本专利技术的实施方式的对二维码中的消息进行解码的解码模块的示例性且非限定性的示意图；图17是根据本专利技术的实施方式的对二维码中编译的消息进行解码的方法的示例性且非限定性的流程示意图；图18和图19分别是根据本专利技术的实施方式的从二维码中分离图像的方法的示例性且非限定性的流程示意图。具体实施方式下面，参照附图对
技术实现思路
的各个方面或特征进行说明，在说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。本专利技术大体涉及有视觉吸引力的嵌入有视觉图像的二维码。本专利技术所描述的系统或方法通过嵌入高质量的视觉图像来提高二维码对于人类的吸引程度。参见图2，图2中表示了本专利技术的实施方式所涉及的嵌入有视觉图像的二维码106和二维码108。如图2所示，二维码106和108与现有技术中的二维码102和104中的例子相比，明显更富有视觉吸引力，而且性能更加可靠。特别地，二维码106和108保留了大部分视觉图像，在视觉上容易被识别，因此，更具有视觉吸引力。本专利技术所涉及的实施方案主要分为嵌入有视觉图像的二维码的编码(生成)、检测和解码(读取)三个部分。“编码”一般是指生成带视觉图像的二维码(以下有时也称为“图像二维码”或“二维码”，例如图2所示的二维码106)。“检测”一般是指在实际的使用环境中获取(例如拍摄)包含图像二维码(例如二维码106)的图像(照片等)，并在该图像中识别出图像二维码(例如106)的位置。“解码”一般是指从已确定位置的图像二维码的图像中获得相关信息(例如网页链接或联系信息)。本专利技术中的“编码”、“检测”和“解码”中的每一个均可以采用各种模块、应用程序、服务、系统等。如本说明书所使用的，术语“应用程序”、“服务”、“系统”、“模块”等旨在指代计算机相关的实体、硬件、软件(例如，运行中的软件)和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入有视觉图像的二维码的生成系统，其中，包括：处理器；存储器，其至少存储目标消息和原始图像；编码模块，其根据规定的编码算法将所述目标消息转换成比特数据；以及调制模块，其将预设的平铺图案与所述比特数据进行调制以获得调制模板，并且将所述调制模板与所述原始图像进行融合，从而生成调制图像。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入有视觉图像的二维码的生成系统，其中，包括：处理器；存储器，其至少存储目标消息和原始图像；编码模块，其根据规定的编码算法将所述目标消息转换成比特数据；以及调制模块，其将预设的平铺图案与所述比特数据进行调制以获得调制模板，并且将所述调制模板与所述原始图像进行融合，从而生成调制图像。2.根据权利要求1所述的生成系统，其中，所述平铺图案包括多个区域块，所述区域块包括用于识别相邻区域块的边沿区、以及包含比特信息块的信息区。3.根据权利要求1或2所述的生成系统，其中，在所述信息区中，使用低频的频率图案来表示频率信息。4.根据权利要求3所述的生成系统，其中，所述低频的频率图案是二维沃尔什-哈达玛(walsh-hadamard)变换在(1，1)频率点上的频率图案。5.根据权利要求1所述的生成系统，其中，还包括将定位标识添加至所述调制图像的图形模块。6.根据权利要求1所述的生成系统，其中，所述调制模块包括：对应模块，其将所述原始图像划分成多个图像块并映射到相应的点阵码；设置模块，其根据所述比特数据和所述多个图像块来设置包含调制幅度的调制模板；以及融合模块，其将所述调制模板与所述原始图像的像素值进行融合，使所述多个图像块携带相应的比特信息并生成所述调制图像。7.根据权利要求6所述的生成系统，其中，所述融合模块将所述原始图像与所述调制模板以加法或乘法进行融合。8.根据权利要求6所述的生成系统，其中，所述设置模块包括：比特调制模块，其根据预设的调制规则将所述比特数据中的比特信息映射到相应的信号空间点上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昌盛，周保建，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44