编码区域长宽比例连续可变的二维条形码系统技术方案

本发明专利技术提供一种二维条形码系统，其编码区域由以矩阵形式排列的单元节点组成，编码序列由数据码字和纠错码字构成，属于同一码字的码元在编码序列内连续分布，所述编码序列内的码元按照一定的可逆排列顺序依次放置于所述矩阵阵列内的单元节点上并且属于同一码字的码元所构成的区域的周长小于设定值。上述二维条形码系统大幅度提高了编码／译码效率，在确保符合ＲＳ码纠错方式要求的同时，还避免了在矩阵每行或每列内出现剩余位。最后，由于采用可逆排列顺序并可在矩阵阵列内的合适位置上设置标识识读方向的定向码元，因此本发明专利技术的二维条形码系统还具备双向可读能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及条形码技术，特别涉及一种二维条形码系统，其适用于各种长宽比例下的编码区域并且具备双向可读能力。
技术介绍
条形码是一种可供光学扫描设备识读的特殊光学符号系统，被广泛应用于各个领域。按照空间维数，条形码可分为一维条形码、堆栈码和二维条形码，其中，二维条形码由于能提供最高的信息密度和信息容量，应用范围不断拓展。在结构上，二维条形码的编码信息一般以码字为基本单位，并且包含数据码字和纠错码字两种类型，由于RS(Reed-Solomon)码的译码器具有突发性错误纠错能力强、处理速度快、成本经济以及译码错误率很小等优点，所以现今的二维条形码基本上都采用RS码来进行纠错，而且不同的应用对于纠错能力的要求各不相同，因此纠错码字的数量也是不同的。每个码字由若干码元构成(一般为8个)，因此编码信息实际上可以视为一个由码元构成的序列。编码区域(Encoding region)通常由以矩阵形式排列的单元节点组成，编码序列内的码元以矩阵阵列内一定的起始单元节点开始，按照一定的分布规律逐个放置于相应的单元节点上。同样，在译码时也要从该矩阵阵列内的同一起始点开始，按照相同的分布规律从矩阵中读取相应的码元并送至译码系统中进行译码。在很多实际应用中，条形码打印区域面积非常有限并且形状也有限制，因此这不仅要求条形码具有较高的信息密度，而且还要能够改变外形以适应不同场合的需要。例如根据国际上统一的格式规定，各国护照内页上仅有少量狭长空白区域可供打印条形码，因此这就要求所用二维条形码的编码区域也设计成细长的条状。但是就目前而言，各种二维条形码(例如数据矩阵码、Maxi码和QR码等)的编码区域只局限于少数几种形状，其长宽之比无法作连续调整。以下对此作进一步的具体阐述。当采用RS纠错编码时，数据码元和纠错码元必须按照如下的规则排布在编码区域的矩阵阵列内每个码元与属于同一码字的至少一个码元在空间上相邻，码字在空间上也必须相邻。符合上述规则的排布顺序不止一种，例如图1a和1b示出了QR码的码字在向上或向下排列时码字内码元的排列顺序，图2a和2b示出了QR码的码字方向改变时码字内码元的排列顺序。显然，上述附图所示的排布顺序肯定无法适用于各种不同尺寸和/或纠错等级的二维条形码，为此，必须针对每种尺寸和/或纠错等级，设计相应的码字间排列顺序和每个码字内码元的排列顺序，特别是，对于不同方向的码字，其中码元的排列顺序也是不相同的。这意味着，编码区域长宽比例的任何改变或者编码纠错等级的改变都要对码字间和码字内码元的排布顺序作重新调整，从而导致处理变得非常复杂和不便。有鉴于此，为了简化处理，现有的二维条形码标准仅针对正方形的编码区域，向用户提供了有限几种固定排列模式。另外，在现有的二维条形码系统中，如果编码区域的长度和宽度(即编码区域矩阵的行数和列数)不能被8整除，则须在一行或一列的最后一个码元之后以取值为0的单元去填充，这些单元称为剩余位，不表示数据，因此浪费了编码信息空间。最后，现有的二维条形码必须利用功能图形来定义识读方向。由于功能图形将占用条形码有效面积，因此减少了编码区域的面积。其次，功能图形一般缺乏任何保护措施，一旦这些功能图形受损，将会导致译码失败。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种二维条形码系统，它可适应于各种长宽比例和纠错比例的编码区域。本专利技术的上述目的可通过以下技术方案实现一种编码区域长宽比例连续可变的二维条形码系统，所述编码区域由以矩阵形式排列的单元节点组成，编码序列由数据码字和纠错码字构成，属于同一码字的码元在编码序列内连续分布，所述编码序列内的码元按照一定的可逆排列顺序依次放置于所述矩阵阵列内的单元节点上并且属于同一码字的码元所构成的区域的周长小于设定值。比较好的是，在上述编码区域长宽比例连续可变的二维条形码系统中，在所述编码序列的两端设置标识所述编码序列首部和尾部的码元。本专利技术的另外一个目的是提供一种二维条形码系统，它可适应于各种长宽比例和纠错比例的编码区域并且双向可读。本专利技术的上述目的可通过以下技术方案实现一种编码区域长宽比例连续可变的二维条形码系统，所述编码区域由以矩阵形式排列的单元节点组成，编码序列由数据码字、纠错码字和插入在数据码字或纠错码字内的特殊信息码元构成，属于同一码字的码元在编码序列内连续分布或者仅被特殊信息码元隔开，所述编码序列内的码元按照一定的可逆排列顺序依次放置于所述矩阵阵列内的单元节点上，并且属于同一码字的码元所构成区域的周长和/或特殊信息码元连同所插入码字的码元所构成区域的周长小于设定值。比较好的是，在上述编码区域长宽比例连续可变的二维条形码系统中，所述特殊信息码元为定向码元，其左右对称地分布于所述编码序列内并且以其所处特定位置与取值的组合标识二维条形码识读方向。比较好的是，在上述编码区域长宽比例连续可变的二维条形码系统中，所述特殊信息码元包含设置于所述编码序列两端以标识所述编码序列首部和尾部的码元。在上述二维条形码系统中，对于不同长宽比例的编码区域和各种纠错等级，都可以采用同一可逆排列顺序来放置编码信息序列，因此分布规则的算法非常简单、精炼，大幅度提高了编码/译码效率。此外，通过对区域周长的限定可使属于同一码字的码元具有较高的“集聚度”，因此在确保符合RS码纠错方式要求的同时，还避免了在矩阵每行或每列内出现剩余位，这有效提高了编码空间的利用率。最后，由于采用可逆排列顺序，因此只要在矩阵阵列内的合适位置上设置标识识读方向的定向码元，就可以使上述二维条形码系统具备双向可读能力。附图说明通过以下结合附图对本专利技术较佳实施例的描述，可以进一步理解本专利技术的目的、特征和优点，其中 图1a和1b示出了QR码的码字在向上和向下排列时码字内码元的排列顺序。图2a和2b示出了QR码的码字方向改变时码字内码元的排列顺序。图3a和3b为5×5矩阵的一种可逆排列顺序示意图。图4为按照本专利技术一个较佳实施例的二维条形码可逆排列顺序示意图。图5为按照本专利技术另一较佳实施例的二维条形码系统编码区域的示意图。具体实施例方式以下首先描述可逆序列的概念。借助一维数组，可逆序列定义如下A＝{a1，a2，…，an-1，an}A’＝{an，an-1，…，a2，a1}上述数组具有两个性质(1)数组A和A′包含有相同的元素；(2)A数组中所有元素与A’数组中所有元素互为逆向排列。以下将具有上述性质的一对数组称为互为可逆序列。对于由码元构成的编码序列在二维条形码矩阵阵列内的分布规律(即可逆排列顺序)，也可以采用这样的一维数组来表示，其中，数组内元素的取值代表该元素所处阵列单元节点的编号。以5×5矩阵阵列为例，假设按图3a所示的路径或分布规律(沿箭头方向)依次读取每个单元节点上的码元，则可得到下列节点序列BB＝{0，5，6，1，2，7，8，3，4，9，14，13，12，11，10，15，20，21，16，17，22，23，18，19，24}当将图3a所示矩阵阵列旋转180°后将得到图3b所示的矩阵阵列，如果仍然按照图3a所示的路径或分布规律依次读取每个单元节点的码元，则将得到下列节点序列B′B’＝{24，19，18，23，22，17，16，21，20，15，10，11，12，13，14，9，4，3，8，7，2，1，6，5，0} 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码区域长宽比例连续可变的二维条形码系统，所述编码区域由以矩阵形式排列的单元节点组成，编码序列由数据码字和纠错码字构成，其特征在于，属于同一码字的码元在编码序列内连续分布，所述编码序列内的码元按照一定的可逆排列顺序依次放置于所述矩阵阵列内的单元节点上并且属于同一码字的码元所构成的区域的周长小于设定值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：边隆祥，
申请(专利权)人：上海龙贝信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]