一种二维码编码方法、解码方法和二维码技术

本发明专利技术公开了一种二维码编码方法，包括S1、对原始数据信息进行编码，得到编码信息；S2、对编码信息进行加密；S3、生成四个定位符，包括三个普通定位符和一个方向定位符；S4、将四个定位符分别放置在二维码区域的四个顶角位置；S5、将加密后的编码信息填充到二维码区域除定位符以外的其他区域，形成一个N行M列的二维码，其中M≥4，N≥4；所述编码信息填充的区域包括数据位和空白位，所述数据位和空白位在竖直方向和水平方向均间隔排布。本发明专利技术同时提供一种解码方法和二维码，本发明专利技术中的二维码能够根据产品表面形状修改尺寸，能提高识别准确率和识别效率，适用于快速流水线作业。

【技术实现步骤摘要】
一种二维码编码方法、解码方法和二维码
本专利技术属于编解码
，更具体地说，涉及一种二维码编码方法、解码方法和二维码。
技术介绍
二维码是在两个维度上编码信息的机器可读的图案，QR二维码(QuickResponse，矩阵二维码符号)是现在最广泛应用的二维码，具有信息容量大，纠错能力强的优点，但是，QR二维码都是正方形的，而且最小的QR二维码也有21码元x21码元，对于有些二维码图像大小受限的场景，由于每个码元能占用的面积太小以至于摄像头难以分辨，例如在一个共享书柜中的所有书籍侧面都贴有代表各自信息的二维码供摄像头扫描的情况，这样的情况下正方形的二维码是无法使用的。因此，开发出一种尺寸比例可任意调整的二维码，显得十分必要。申请公布日为2018年12月21日，申请公布号为CN109063806A，专利名称为一种长条小型二维码编码方法的中国专利公开了一种技术方案，包括：根据数据信息从左至右和从上至下分别生成多列码元和多行码元；在多行码元中设置数据编码行、检验与掩码行、定位图形、空白行以及下位行；根据多种掩码方法，将多个数据编码行进行掩码，根据确定的两个奇偶校验码元生成多个二维码；将生成的多个二维码进行惩罚数计算，选择惩罚数最低的二维码作为最终的二维码。该专利技术通过生成一种只带一个定位图形的二维码即可定位扫描图像中的二维码，节省了空间，非常适用于信息量少、空间受限以及图像中存在多个二维码需要同时识别的场景。该技术方案存在的问题在于惩罚数计算成本很高，如果二维码尺寸非常大的话，对于每个二维码进行四次横向遍历、四次纵向遍历计算的时间成本就会大大增加。而且，该技术方案采用了坐标转换的方法，如果二维码是倾斜的，而图像像素是横平竖直的，一旦发生像素转换，那么像素坐标就会扭曲，对于极小型的二维码来说，一两个像素的偏差就有可能导致计算结果出问题。
技术实现思路
1.要解决的问题针对现有技术中长方形的二维码计算复杂而且容易出错等问题，本专利技术提供一种二维码编码方法、解码方法和二维码，二维码的尺寸比例可以任意调整，可以根据使用场景选择合适的比例。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种二维码编码方法，包括以下步骤：S1、对原始数据信息进行编码，得到编码信息；S2、对编码信息进行加密；S3、生成四个定位符，包括3个普通定位符和1个方向定位符；S4、将四个定位符分别放置在二维码区域的四个顶角位置；S5、将加密后的编码信息填充到二维码区域除定位符以外的其他区域，形成一个N行M列的二维码，其中M≥4，N≥4；所述编码信息填充的区域包括数据位和空白位，所述数据位和空白位在竖直方向和水平方向均间隔排布。本技术方案在进行编码信息的排布时将数据位和空白位间隔排布，有效降低了识别算法难度，而且利用本技术方案中的编码方法生成的二维码能够根据需要任意调整比例，适用于各种场景，能够提高识别准确率，极大地提高识别效率，十分适用于快速流水线作业的场合。进一步地，还包括以下步骤：在所述二维码区域四周设置空白区域，所述空白区域的宽度不小于2个最小单元的宽度。在二维码区域四周设置空白区域，能够使二维码的颜色和商品表面的背景色区别开来，便于更快地实现对二维码所在区域的定位，更好地提高识别效率。进一步地，所述编码信息包括格式码、数据码和纠错码，所述格式码加数据码的长度和纠错码的长度比例根据二维码的纠错等级确定。进一步地，所述方向定位符均为黑色，所述普通定位符靠近空白区域的角为黑色，其他区域为白色，所述定位符大小为3个最小单元，包括二维码区域靠近空白区域的角的1个最小单元，以及与该角的最小单元相邻的2个最小单元。本技术方案中定位符的颜色设置可以更快地定位二维码所在区域，进一步提高二维码识别效率。进一步地，所述数据区的奇数行以空白位开始；所述数据区的偶数行以数据位开始。进一步地，还包括在二维码数据位上增加蒙版。本技术方案能够使二维码的数据位呈现的黑色区域更均匀。本专利技术还提供一种二维码解码方法，包括以下步骤：S1、获取二维码图像，对二维码图像进行二值化处理得到黑白的二维码图像；S2、定位黑白的二维码图像中的4个定位符；S3、根据定位符计算最小单元的尺寸；S4、根据定位符确定二维码所在区域，将二维码所在区域去掉4个定位符，得到二维码数据区；S5、读取二维码数据区的编码信息并进行解密得到数据码、格式码和纠错码；S6、利用格式码和纠错码对数据码进行解码并纠错，得到原始数据信息。进一步地，所述步骤S4包括以下步骤：S41、根据二维码所在区域得到一个矩形，用该矩形的面积除以最小单元的尺寸，得到二维码的计算尺寸N’行M’列，其中，N’是二维码的计算行数，M’是二维码的计算列数，；S42、根据普通定位符和方向定位符确定二维码方向，根据计算行数N’与计算列数M’，绘制一个x行y列的二维码网格，根据数据位排布规则与定位符所在位置，确定数据位与空白位的排布情况，计算得到空白位的总数量；S43、用识别出的该x行y列的二维码网格中的空白位颜色为白色的最小单元的数量除以总的空白位的最小单元的数量，得到一个比值z，如果z>90％,则认为x行y列的二维码网格是真正的二维码，否则继续调整x、y。进一步地，所述步骤S32包括以下步骤：判断x行y列的二维码网格中一个最小单元的中心区域d*d范围内的像素，若黑色区域占比a>c％，则认定该最小单元为黑色，否则该最小单元为白色，从而得到数据位与空白位的排布情况，其中，c％是黑色区域判定阈值，其取值需要根据实际应用场景，结合生产应用时的光线、背景色与数据位颜色对比度、摄像头像素、摄像头与二维码的距离等因素共同决定。本专利技术还包括一种二维码，包括定位符区、数据区，所述定位符区包括四个定位符，分别分布在二维码的四个角上，所述定位符包括方向定位符和普通定位符，所述数据区包括数据位和空白位，所述数据位和空白位在竖直方向和水平方向均间隔排布，在所述二维码的周边还设有空白区域，所述空白区域的宽度不小于2个最小单元的宽度。本技术方案中的二维码能够被快速识别，十分适用于快速流水线作业的场合。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术中的二维码编码方法能够提高二维码的识别准确率和识别效率，十分适用于快速流水线作业的场合；(2)本专利技术中二维码尺寸比例N、M可以根据用户的使用环境任意调整，即在进行二维码尺寸设计的时候，首先确定了数据内容与格式，以及纠错等级，从而确定了数据码、格式码和纠错码总共有多少位，然后就可以根据表面形状对二维码的尺寸进行调整；当M>N时，二维码的形状为长方形，其能够很好地应用于书籍、香烟侧面等物品表面；(3)本专利技术有效降低了识别算法难度，实现起来简单，识别速度极大提高。附图说明图1为本专利技术的方向定位符示意图(定位符位于二维码左上角)；图2为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二维码编码方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、对原始数据信息进行编码，得到编码信息；/nS2、对编码信息进行加密；/nS3、生成四个定位符，包括三个普通定位符和一个方向定位符；/nS4、将四个定位符分别放置在二维码区域的四个顶角位置；/nS5、将加密后的编码信息填充到二维码区域除定位符以外的其他区域，形成一个N行M列的二维码，其中M≥4，N≥4；所述编码信息填充的区域包括数据位和空白位，所述数据位和空白位在竖直方向和水平方向均间隔排布。/n

【技术特征摘要】
1.一种二维码编码方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、对原始数据信息进行编码，得到编码信息；
S2、对编码信息进行加密；
S3、生成四个定位符，包括三个普通定位符和一个方向定位符；
S4、将四个定位符分别放置在二维码区域的四个顶角位置；
S5、将加密后的编码信息填充到二维码区域除定位符以外的其他区域，形成一个N行M列的二维码，其中M≥4，N≥4；所述编码信息填充的区域包括数据位和空白位，所述数据位和空白位在竖直方向和水平方向均间隔排布。


2.根据权利要求1所述的二维码编码方法，其特征在于：还包括以下步骤：在所述二维码区域四周设置空白区域，所述空白区域的宽度不小于2个最小单元的宽度。


3.根据权利要求1或2所述的二维码编码方法，其特征在于：所述编码信息包括格式码、数据码和纠错码，所述格式码加数据码的长度和纠错码的长度比例根据二维码的纠错等级确定。


4.根据权利要求1或2所述的二维码编码方法，其特征在于：所述方向定位符均为黑色，所述普通定位符靠近空白区域的角为黑色，其他区域为白色，所述定位符大小为3个最小单元，包括二维码区域靠近空白区域的角的1个最小单元，以及与该角的最小单元相邻的2个最小单元。


5.根据权利要求4所述的二维码编码方法，其特征在于：所述数据区的奇数行以空白位开始；所述数据区的偶数行以数据位开始。


6.根据权利要求1或2所述的二维码编码方法，其特征在于：还包括在二维码数据位上增加蒙版。


7.一种二维码解码方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、获取二维码图像，对二维码图像进行二值化处理得到黑白的二维码图像；
S2、定位黑白的二维码图像中的4个定位符；
S3、根据定位符计算最小单...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁力，徐健飞，韩昭芳，袁烁淇，
申请(专利权)人：北京太和互邦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11