矩阵式二维码、其生成、解码方法及其设备技术

本发明专利技术公开一种矩阵式二维码，所述矩阵式二维码的图像由若干色块以矩形阵列方式排列构成，所述图像的边缘一圈色块构成定位区，其内部色块构成编码区；所述定位区包括“L”型边和与所述“L”型边相对的定位边，其特征在于：所述色块的颜色包括RGB三种标准色、CMYK四种标准色和白色共八种颜色中的至少三种颜色，所述定位边由通过RGB中任一颜色通道过滤后为黑色和通过同一颜色通道过滤后为白色的两种颜色的色块交替排列而成。本发明专利技术通过在原有Datamatrix数据结构上，增加6种颜色与原有的黑白二色组成新的颜色通道构建彩色二维码，提高编码容量至原有的3倍，同时最大限度的保持了与现有黑白Datamatrix编码体系兼容。

Matrix Two-Dimensional Code, Its Generation, Decoding Method and Equipment

【技术实现步骤摘要】
矩阵式二维码、其生成、解码方法及其设备
本专利技术属于二维码
，具体涉及一种矩阵式二维码、其生成、解码方法及其设备。
技术介绍
Datamatrix矩阵二维码因其编码密度高，体积小的优势而被广泛应用。但随着二维码应用领域越来越多，需要二维码带有的信息容量也越来越大。但在某些领域能用于标记二维码的空间非常有限，例如，用于保存药物化合物，核酸或痕量样品的保存管体积很小，但数量很大且不能重复。受限于读码设备的分辨率和管底面积的限制，靠增加二维码矩阵数量来提高编码信息容量已近极限，无法通过增加编码矩阵的数量来增加编码信息容量。通过引入8种颜色构建彩色二维码，使原有单一色块所代表的1字节数据提高到三个字节，提高编码容量至原有的三倍，即在编码矩阵和识别符号(symbol)大小不变的条件下，原本编码12位信息的二维码可容纳36位信息，同时相应的纠错码容量也增加了三倍，不仅彻底解决小面积二维码编码容量不足的问题还增加了二维码解析的可靠性。尽管市面上已有一些彩色二维码的设计方法，但其编码和解码方法均不能很好的兼容现有的Datamatrix标准，造成用户系统在转换时存在一定的难度。综上所述，需要专利技术一种新的彩色二维码编码和解码方法，能够更好的兼容Datamatrix标准，提高编码容量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种矩阵式二维码、其生成、解码方法及其设备，通过在原有Datamatrix数据结构上，增加6种颜色与原有的黑白二色组成新的颜色通道构建彩色二维码，提高编码容量至原有的3倍，同时最大限度的保持了与现有黑白Datamatrix编码体系兼容。为解决现有技术问题，本专利技术公开了一种矩阵式二维码，所述矩阵式二维码的图像由若干色块以矩形阵列方式排列构成，所述图像的边缘一圈色块构成定位区，其内部色块构成编码区；所述定位区包括“L”型边和与所述“L”型边相对的定位边；所述色块的颜色包括RGB三种标准色、CMYK四种标准色和白色共八种颜色中的至少三种颜色，所述定位边由通过RGB中任一颜色通道过滤后为黑色和通过同一颜色通道过滤后为白色的两种颜色的色块交替排列而成。本专利技术还公开了一种矩阵式二维码的生成方法，包括如下过程：读取源数据信息；根据Datamtrix编码规则中的相应规则将源数据信息转换为二进制的数据码流；还包括如下过程：将所述二进制的数据码流按三个值为一组依次进行分组得到若干数据段；按照编码映射规则将每个数据段转换为相应的颜色，所述编码映射规则为：将每个数据段中的1等同于255，将0等同于0；按照特定的上色顺序依次将数据段中的0和255对应到RGB每个颜色通道中从而生成为特定的颜色；按照转换的颜色和Datamtrix编码规则里的填充规则填充色块生成二维码图像。进一步地，所述编码映射规则中，所述特定的上色顺序依次为红、绿、蓝时，数据段与每种颜色的对应关系为：000对应黑色，001对应蓝色，010对应绿色，011对应天青色，100对应红色，101对应品红色，110对应黄色，000对应白色。本专利技术还公开了一种矩阵式二维码的解码方法，包括如下过程：读取二维码图像；确定二维码图像的定位区和编码区；将所述编码区恢复为二进制的数据码流；根据Datamtrix解码规则中的相应规则将二进制的数据码流转换为源数据信息；所述确定二维码图像的定位区和编码区的过程为：通过RGB三个颜色通道依次过滤得到三个分别对应每个颜色通道的编码灰度图像；根据获得的灰度图像确定二维码图像的定位区和编码区；所述将所述编码区恢复为二进制的数据码流的过程为：根据解码映射规则将每个色块的颜色转化为一个包含三个二进制值的数据段，所述解码映射规则为：将灰度值接近0的等同于0，灰度值接近255的等同于1，按照特定的过滤顺序将色块的灰度值对应为由0和1构成的特定的数据段；根据数据段的排列顺序，将所有数据段依次取消分组形成完整的二进制的数据码流。进一步地，所述解码映射规则中，所述特定的过滤顺序依次为红、绿、蓝时，每种颜色与数据段的对应关系为：黑色对应000，蓝色对应001，绿色对应010，天青色对应011，红色对应100，品红色对应101，黄色对应110，白色对应111。进一步地，还包括如下过程：对获得的二维码图像进行颜色判别，若二维码图像黑白二维码，则根据Datamatrix解码规则对二维码图像进行解码，得到源数据信息；若二维码图像为彩色二维码，则转向根据映射规则将每个色块的颜色转化为一个包含三个二进制值的数据段的步骤。进一步地，所述对获得的二维码图像进行颜色判别的过程为：若三个灰度图像中所有灰度值不为0的色块的灰度值均相等，则判别二维码图像为黑白二维码，否则为彩色二维码。进一步地，所述根据获得的灰度图像确定二维码图像的定位区和编码区的过程为：分别对每个灰度图像进行Sobel算子卷积计算和hough变换确定二维码图像的定位区，定位区以内为二维码图像的编码区。本专利技术还公开了一种矩阵式二维码的生成设备，包括源数据信息读取模块、编码模块、分组模块、转换模块和生成模块；所述源数据信息读取模块用于读取源数据信息；所述编码模块用于根据Datamtrix编码规则中的相应规则将源数据信息转换为二进制的数据码流；所述分组模块用于将所述二进制的数据码流按三个值为一组依次进行分组得到若干数据段；所述转换模块用于按照编码映射规则将每个数据段转换为相应的颜色，所述编码映射规则为：将每个数据段中的1等同于255，将0等同于0；按照特定的上色顺序依次将数据段中的0和255对应到RGB每个颜色通道中从而生成为特定的颜色；所述生成模块用于按照转换的颜色和Datamtrix编码规则里的填充规则填充色块生成二维码图像。本专利技术还公开了一种矩阵式二维码的解码设备，包括二维码读取模块、过滤模块、定位模块、叠加模块、排序模块和解码模块；所述二维码读取模块用于读取二维码图像；所述过滤模块用于通过RGB三个颜色通道依次过滤得到三个分别对应每个颜色通道的编码灰度图像；所述定位模块用于根据获得的灰度图像确定二维码图像的定位区和编码区；所述叠加模块用于根据解码映射规则将每个色块的颜色转化为一个包含三个二进制值的数据段，所述解码映射规则为：将灰度值接近0的等同于0，灰度值接近255的等同于1，按照特定的过滤顺序将色块的灰度值对应为由0和1构成的特定的数据段；所述排序模块用于根据数据段的排列顺序，将所有数据段依次取消分组形成完整的二进制的数据码流；所述解码模块用于根据Datamtrix解码规则中的相应规则将二进制的数据码流转换为源数据信息。进一步地，还包括判断模块，用于对获得的二维码图像进行颜色判别，若二维码图像黑白二维码，则根据Datamatrix解码规则对二维码图像进行解码，得到源数据信息；若二维码图像为彩色二维码，则转向根据映射规则将每个色块的颜色转化为一个包含三个二进制值的数据段的步骤。本专利技术具有的有益效果：通过在原有Datamatrix数据结构上，增加6种颜色与原有的黑白二色组成新的颜色通道构建彩色二维码，提高编码容量至原有的3倍，同时最大限度的保持了与现有黑白Datamatrix编码体系兼容。附图说明图1为本专利技术生成的二维码的示意图；图2为对每个二维码色块对应的的二进制信息；图3为对图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.矩阵式二维码，所述矩阵式二维码的图像由若干色块以矩形阵列方式排列构成，所述图像的边缘一圈色块构成定位区，其内部色块构成编码区；所述定位区包括“L”型边和与所述“L”型边相对的定位边，其特征在于：所述色块的颜色包括RGB三种标准色、CMYK四种标准色和白色共八种颜色中的至少三种颜色，所述定位边由通过RGB中任一颜色通道过滤后为黑色和通过同一颜色通道过滤后为白色的两种颜色的色块交替排列而成。

【技术特征摘要】
1.矩阵式二维码，所述矩阵式二维码的图像由若干色块以矩形阵列方式排列构成，所述图像的边缘一圈色块构成定位区，其内部色块构成编码区；所述定位区包括“L”型边和与所述“L”型边相对的定位边，其特征在于：所述色块的颜色包括RGB三种标准色、CMYK四种标准色和白色共八种颜色中的至少三种颜色，所述定位边由通过RGB中任一颜色通道过滤后为黑色和通过同一颜色通道过滤后为白色的两种颜色的色块交替排列而成。2.一种用于权利要求1所述的矩阵式二维码的生成方法，包括如下过程：读取源数据信息；根据Datamtrix编码规则中的相应规则将源数据信息转换为二进制的数据码流；其特征在于：还包括如下过程：将所述二进制的数据码流按三个值为一组依次进行分组得到若干数据段；按照编码映射规则将每个数据段转换为相应的颜色，所述编码映射规则为：将每个数据段中的1等同于255，将0等同于0；按照特定的上色顺序依次将数据段中的0和255对应到RGB每个颜色通道中从而生成为特定的颜色；按照转换的颜色和Datamtrix编码规则里的填充规则填充色块生成二维码图像。3.根据权利要求2所述的生成方法，其特征在于：所述编码映射规则中，所述特定的上色顺序依次为红、绿、蓝时，数据段与每种颜色的对应关系为：000对应黑色，001对应蓝色，010对应绿色，011对应天青色，100对应红色，101对应品红色，110对应黄色，111对应白色。4.一种用于权利要求1所述的矩阵式二维码的解码方法，包括如下过程：读取二维码图像；确定二维码图像的定位区和编码区；将所述编码区恢复为二进制的数据码流；根据Datamtrix解码规则中的相应规则将二进制的数据码流转换为源数据信息；其特征在于：所述确定二维码图像的定位区和编码区的过程为：通过RGB三个颜色通道依次过滤得到三个分别对应每个颜色通道的编码灰度图像，根据获得的灰度图像确定二维码图像的定位区和编码区；所述将所述编码区恢复为二进制的数据码流的过程为：根据解码映射规则将每个色块的颜色转化为一个包含三个二进制值的数据段，所述解码映射规则为：将灰度值接近0的等同于0，灰度值接近255的等同于1，按照特定的过滤顺序将色块的灰度值对应为由0和1构成的特定的数据段；根据数据段的排列顺序，将所有数据段依次取消分组形成完整的二进制的数据码流。5.根据权利要求4所述的解码方法，其特征在于：所述解码映射规则中，所述特定的过滤顺序依次为红、绿、蓝时，每种颜色与数据段的对应关系为：黑色对应000，蓝色对应001，绿色对应010，天青色对应011，红色对应100，品红色对应101，黄色对应110，白色对应111。6.根据权利要求4所述的解码方法，其特征在于：还包括如下过程：对获得的二维码图像进行颜色判别，若二维码图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬，李琳琳，
申请(专利权)人：杭州百伴生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33