一种三基色条码及其生成和识读方法技术

本发明专利技术公开了一种三基色条码及其生成和识读方法，以解决条码占用平面面积和条码信息容量之间的矛盾，从而使条码能在不改变条码占用平面面积的情况下增加信息的存储量。三基色条码由红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码叠加而成，其生成过程是用源数据信息分别生成红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码，然后将这三个两色条码进行叠加生成三基色条码。其识读过程是将三基色条码进行三基色分割，分成红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码，然后分别对这三个两色条码进行解码，得到源数据信息。本发明专利技术的三基色条码由于引入了颜色信息，使三基色条码能在有限的平面面积内表示更多的信息，而且编译码效率高，对色偏的容忍度高，有很强的通用性，同时也改变了条码的外观。

A Tri-Primary Bar Code and Its Generation and Reading Method

The invention discloses a three-primary color bar code and its generation and reading method to solve the contradiction between the area occupied by the bar code and the information capacity of the bar code, so as to increase the storage capacity of the information without changing the area occupied by the bar code. The three basic barcodes are superimposed by red-black, green-black and blue-black barcodes. The generation process is to generate red-black, green-black and blue-black barcodes by source data information, and then superimpose the three two basic barcodes to generate three basic barcodes. The process of reading is to divide the three basic barcodes into red-black, green-black and blue-black barcodes, and then decode the three two-color barcodes separately to get the source data information. Because of introducing color information, the three primary barcodes of the invention can express more information in a limited plane area, and have high coding and decoding efficiency, high tolerance to color deviation, strong universality, and also change the appearance of the barcodes.

【技术实现步骤摘要】
一种三基色条码及其生成和识读方法
本专利技术属于条码
，具体涉及一种三基色条码及其生成和识读方法。
技术介绍
目前,条码分为两色一维条码和两色二维条码。两色二维条码就是用某种特定的几何图形，按照一定规律在平面分布的深浅两色相间的图形来记录数据的符号信息。两色二维条码是在水平垂直两个方向均记录数据信息，而且由深浅两种颜色组成，因此称为两色二维条码。实际上，两色二维条码是巧妙地借助了构成计算机内部逻辑基础的‘0’、‘1’的二进制概念，使用若干与二进制相对应的几何形体来表示文字、数字以及其他信息。通常来说，每种两色二维条码都对应一种特定的字符集以及特定的编码规则，同时具有一定的校验功能，以防止信息传递过程中的遗漏和错误。常见的被广泛应用的两色二维条码有DataMatrix、QRCode、PDF417、Code49、CodeOne以及Maxicode等两色二维条码。两色二维条码主要分为堆叠式和矩阵式两种。堆叠式两色二维条码是在两色一维条码原理的基础上,将多个两色一维条码在纵向堆叠而产生的，典型的有:PDF417、Code49等。矩阵式两色二维条码是在一个矩形空间通过深浅两色像素在矩阵中的不同分布进行编码。典型的有:QReode、DataMatrix等。两色二维条码的主要特征是在水平和垂直方向均表示数据信息。除了具备两色一维条码所具备的特性之外，两色二维条码还具有信息容量大、可靠性高、读取率高、错误纠正能力强、可表示汉字和图像、保密防伪性强等优点。两色二维条码通过垂直方向的尺寸来提高条码的信息密度，通常情况下，其密度可以达到两色一维条码的几十甚至是几百倍。两色二维条码的生成过程主要包括三个部分：一是将源数据信息流通过一定的编码规则或者压缩模式转换成数据码字；二是根据数据码字以及相应的纠错要求生成纠错码字,数据码字加上纠错码字得到编码后的总数据流码字；三是将总数据流码字转化为二进制流,根据每个码字的每位信息在两色二维条码图像中的排列规则,生成两色二维条码。在两色二维条码图像中，用深浅两种颜色来表示二进制化码字流的“0”和“1”。因此称为两色二维条码。两色二维条码是通过一定的数据信息转化方法，将数字、字母、符号、文字、图形等信息转化成为数据码字流，然后用两色二维条码表示来实现。对于这些不同的数据信息，每一种码制都会提供相应的数据编码模式来实现数据信息的转换。主要的数据编码模式包括：数字编码模式、文本（字母）编码模式以及字节编码模式等，分别用于对数字信息、ASCII字符集和ASCII扩展字符集中的字符信息以及文字和图像信息的编码。其中每种编码模式通常也可以用来编码其他类型的数据，但是效率不高。经过对数据信息的编码得到数据码字之后，接下来的部分是根据数据码字产生纠错码字进行纠错控制，使得码字流即使在数据传输过程中出现了错误，仍然不影响整个条码的正确识读。数据码字加上纠错码字得到编码后的总数据流码字，将总数据流码字转化为二进制流,二进制流中的“0”和“1”分别用两色二维条码图像中的深色和浅色两种颜色进行表示即可得到两色二维条码。在两色二维条码图像中,用深色和浅色两种颜色分别来表示二进制流中的“0”和“1”。因此称为两色二维条码。尽管两色一维条码的出现给人们的生活带来的很多便利，但是也存在一定的局限性。一方面，由于受到信息容量的限制，两色一维条码通常只是对物品的一种标识，而不是一种描述，比如我们常见到商品的两色一维条形码，通常只能表示一些简单的数字或者代码，而无法涵盖该商品的其他信息，因此如果需要了解商品的其他信息，还需要预先建立的数据库的支持，对于一些网络不通畅或者没有好的数据库支持的地方，两色一维条码这种简单的标识就受到了很大的限制，有时甚至变得无用了；另一方面，现代科技社会对于影像的追求已经达到了一个空前迫切的程度，然而两色一维条码表示汉字甚至图像等信息都非常困难，即使能够表示，也非常的不方便。随着现代高科技的发展，人们需要条码在有限的几何空间内表示更多的信息，以满足不同的需要。因此，20世纪80年代末期，诞生了两色二维条码技术。两色二维条码是一种在水平和垂直方向上都包含信息的条码。作为一种新的信息存储、传递和识别技术，自诞生那一天起，它就得到了世界上很多国家的关注。两色二维条码就是用某种特定的几何图形，按照一定规律在平面分布的深浅两色相间的图形来记录数据的符号信息。两色二维条码的主要特征是在水平和垂直方向均表示数据信息。除了具备两色一维条码所具备的特性之外，还有信息量大、可靠性高、保密防伪性强等优点。两色二维条码在同样的面积上的信息含量是两色一维条码的近百倍。因为具有高密度、高可靠性等特点,它不但可以存放数字,而且可以直接存放包括图像在内的所有可以数字化的信息,例如多国文字、数据文件、图像等。两色二维条码的出现从质的方面拓宽了条码的应用领域。随着条码应用的进一步推广,人们对条码的信息容量提出了更高的要求,希望条码能够传载更多的信息。此时两色二维条码的信息容量也不能满足要求。理论上,我们可以采用增大条码尺寸或增大条码密度来解决这个问题。但是这两种解决方案都有一定的局限性。增大条码尺寸需要条码载体提供更大的印制面积,往往在实际应用的场合中,对条码的尺寸有很强的限制,例如证件、单据本身尺寸的限制,不可能给条码提供的太大印制面积。而增大条码密度,需要印制设备、识读设备有更高的精度,成本高,而且增大条码密度会明显降低条码的抗干扰能力,极大限制了条码使用的环境.。如何在不增大条码尺寸和不增大条码密度的情况下增加条码的数据信息容量，成为条码研究的重点问题。韩国著名私立大学延世大学的研究小组开发成功一种“彩色条码”，并于2000年推出了相关产品。该“彩色条码”的特点是像照片那样可由一看即懂的图案构成。该“彩色条码”目前只使用红、绿、蓝、黑4种颜色，使用8种颜色的版本也正在开发之中。该“彩色条码”在韩国和日本的日常生活中广泛应用。该条码“在韩国已经成为事实上的行业标准”（日本ColorZip董事朝田康干）。美国微软公司（MicroSoft）希望能推动条码革命，使条码彩色化，于2009年公布了一种彩色的23条形码，它是基于由微软研发的名为（HCCBs）“HighCapacityColorBarcodes”的全新技术。该彩色条码可以使用4或8种颜色,能在较小的空间内储存更多的数据信息。它与众不同的是并未采用正方形的像素，而是采用彩色的三角形来存储数据信息。微软彩色条码专利技术者（GavinJancke）现任职于微软研究实验室，是微软研究院的工程总监。以上两种彩色条码的共同特点是利用不同的颜色来表示不同的数据，对于条码图像中的1个存储单元来说，如果使用两种颜色则1个存储单元只能存储0和1两个数据，相当于1位2进制的数；如果使用四种颜色则1个存储单元可以存储0到3四个数据，相当于2位2进制的数，其数据存储容量是两种颜色的2倍，也就是说四色条码的数据存储容量是两色条码数据存储容量的2倍；如果使用八种颜色则1个存储单元可以存储0到7八个数据，相当于3位2进制的数，其数据存储容量是两种颜色的3倍，也就是说八色条码的数据存储容量是两色条码数据存储容量的3倍。不难看出在条码面积相同的情况下，彩色条码所使用颜色数目越多其数据存储容量越大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三基色条码，其特征在于所述三基色条码是由红黑、绿黑、蓝黑三个N*M大小的两色条码内叠加而成，其中N、M为大于等于3的自然数；所述红黑两色条码（11）是由红和黑两种颜色组成，黑色的色值为零即RGB（0，0，0），红色的色值为RGB（255，0，0），当其中一个单元格有红色时，该单元格以黑色为底色、红色为前景色，其色值为RGB（255，0，0），当该单元格无红色时为纯黑（0，0，0）；所述绿黑两色条码（12）是由绿或黑两种颜色组成，绿色的色值为RGB（0，255，0），当其中一个单元格有绿色时，该单元格以黑色为底色、绿色为前景色，色值为RGB（0，255，0），当该单元格无绿色时为纯黑（0，0，0）；所述蓝黑两色条码（13）是由蓝或黑两种颜色组成，当其中一个单元格有蓝色时，该单元格以黑色为底色、蓝色为前景色，色值为RGB（0，0，255），当该单元格无蓝色时为纯黑（0，0，0）；在叠加后的N*M单元格区域中，每一个单元格为纯黑、红黑、绿黑、蓝黑、红黑绿黑叠加、红黑蓝黑叠加、绿黑蓝黑叠加、红黑绿黑蓝黑叠加中的一种；其中，红黑绿黑叠加色值为（255，255，0）、红黑蓝黑叠加色值为（255，0，255）、绿黑蓝黑叠加色值为（0，255，255）、红黑绿黑蓝黑叠加（255，255，255）即白色。...

【技术特征摘要】
1.一种三基色条码，其特征在于所述三基色条码是由红黑、绿黑、蓝黑三个N*M大小的两色条码内叠加而成，其中N、M为大于等于3的自然数；所述红黑两色条码（11）是由红和黑两种颜色组成，黑色的色值为零即RGB（0，0，0），红色的色值为RGB（255，0，0），当其中一个单元格有红色时，该单元格以黑色为底色、红色为前景色，其色值为RGB（255，0，0），当该单元格无红色时为纯黑（0，0，0）；所述绿黑两色条码（12）是由绿或黑两种颜色组成，绿色的色值为RGB（0，255，0），当其中一个单元格有绿色时，该单元格以黑色为底色、绿色为前景色，色值为RGB（0，255，0），当该单元格无绿色时为纯黑（0，0，0）；所述蓝黑两色条码（13）是由蓝或黑两种颜色组成，当其中一个单元格有蓝色时，该单元格以黑色为底色、蓝色为前景色，色值为RGB（0，0，255），当该单元格无蓝色时为纯黑（0，0，0）；在叠加后的N*M单元格区域中，每一个单元格为纯黑、红黑、绿黑、蓝黑、红黑绿黑叠加、红黑蓝黑叠加、绿黑蓝黑叠加、红黑绿黑蓝黑叠加中的一种；其中，红黑绿黑叠加色值为（255，255，0）、红黑蓝黑叠加色值为（255，0，255）、绿黑蓝黑叠加色值为（0，255，255）、红黑绿黑蓝黑叠加（255，255，255）即白色。2.一种三基色条码的生成方法，其特征在于包括以下三个步骤：第一步源数据信息分块：将源数据信息分成：数据块1、数据块2、数据块3三个数据块，并对三个数据块的先后顺序进行标识；第二步生成红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码：用第一步所产生的三个数据块按照现有的两色条码的码制标准分别生成三个黑白二维码，然后将三个黑白二维码的白色部分转化为黑色，将黑色部分分别转化为红、绿、蓝；从而得到红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码；第三步红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码叠加：将第二步所产生红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码进行叠加，从而生成三基色条码（1）。3.根据权利要求2所述的一种三基色条码的生成方法，其特征在于所述第一步源数据信息分块包括均匀分块和不均匀分块，所述均匀分块是将源数据信息平均分到数据块1、数据块2、数据块3三个数据块中；其他为不均匀分块，当不均匀分块时，所生成的红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码的尺寸通过冗余信息填充的方式使各个条码的尺寸实现大小一致，并且二维码的尺寸是按照数据量最大的数据块所生成的两色条码的尺寸来确定的；或者预先给定各个两色条码的容量，然后根据容量划分数据块。4.根据权利要求2所述的一种三基色条码的生成方法，其特征在于上述第一步中，不将源数据信息分块，而将源数据作为一个数据块；第二步，将上述数据块生成红黑、绿黑或蓝黑三者中的一种两色条码；并将第二步所产生的一个两色条码作为三基色条码（1）。5.根据权利要求2所述的一种三基色条码的生成方法，其特征在于上述第一步中，将源数据信息分为两块；第二步，将上述数据块生成红黑、绿黑或蓝黑三者中的其中两种两色条码；并将第二步所产生的两个两色条码叠加作为三基色条码（1）。6.根据权利要求4所述的一种三基色条码的生成方法，其特征在于上述第二步生成红黑、绿黑或蓝黑的其中一个两色条码之后，将一幅静态图像、动画、音频、视频中的一种，或者静态图像、动画、音频与视频其中任意两个所对应的数据，用于分别生成另外两个两色条码：即将静态图像/动画/音频/视频按照当前的两色条码的码制标准生成另外两种两色条码，然后将得到的三种两色条码进行叠加，从而得到三基色条码；具体是，将静态图像、动画、视频的数据均分为二，然后分别生成另外两种两色条码；或者静态图像、动画、视频的数据直接生成另外两种两色条码中的一种；或者将静态图像、动画与视频其中任意两个分别生成另外两种两色条码。7.根据权利要求4所述的一种三基色条码的生成方法，其特征在于上述第二步生成红黑、绿黑或蓝黑的其中一个两色条码之后，在该两色条码上叠加一幅只包含另外两种基色的静态图像，该静态图像是尺寸与两色条码尺寸相同的静态图像，从而得到三基色条码（1）。8.根据权利要求5所述的一种三基色条码的生成方法，其特征在于上述第二步生成红黑、绿黑或蓝黑的其中两个两色条码之后，将一幅静态图像、动画、音频或视频的数据用于生成第三个两色条码：即将静态图像/动画/视频按照当前的两色条码的码制标准分别生成另外一种两色条码，然后将得到的三种两色条码进行叠加，从而得到三基色条码。9.根据权利要求5所述的一种三...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉婷，董军宇，孙鑫，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37