二维条形码码图印刷方法及解码方法技术

本发明专利技术公开了一种采用定位孔作为识别标志、可以在扫描的同时进行解码、存储信息量大、解码算法简单的二维条形码卡，包括载体和附着在载体上的、利用矩阵格存储信息的二维条形码码图，码图包括上边界、带定位孔的左边界和右边界、以及位流区。本发明专利技术还公开了上述码图的解码方法，先计算出上边界的位置和倾斜度，再以此为根据估计并计算出第一对定位孔的中心坐标后，即可获得该行矩阵格的中心坐标，从图像中读出其位流信息；再依次根据前一对定位孔的中心坐标估计并计算出下一对定位孔的中心坐标后读取每个矩阵格１比特的位流信息，再通过上下两个矩阵格中心坐标来计算两行之间的所有矩阵格的坐标，同时读取相应的位流信息。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于存储各种经过编码的信息、特别是可以被附着在各种载体上的二维条形码卡和解读该二维条形码的方法。
技术介绍
二维条形码是一种能被扫描识读的图形符号，该图形符号可用于存储各种经过编码的二进制信息，可以被附着在纸张等载体上。与其它信息存储方式相比较，二维条形码具有载体成本低廉，容易识读等优点。常用二维条形码编码方式有PDF417编码方式和QR编码方式。QR编码方式生成的二维条形码为矩阵码，利用成矩阵排列的黑白矩阵单元格存储信息。其识别特征为分布在图形角上的三个“回”型符号，如图1所示。QR矩阵码误识别几率小，图形中用于存储有效信息的面积大，适合于采用数码相机获取图像的应用场合；但是这种编码方式生成的二维条形码识别算法复杂，不适合于以扫描方式获取图像的应用场合，必须在整体条码图像扫描完之后才能开始进行识别。PDF417编码方式与QR编码方式的类型不同，PDF417编码方式利用相邻的黑条和白条宽度的比例值来存储信息，称为条空(bar-space)比码，它的识别特征为图形两侧具有固定条空比的黑白间隔线条，如图2所示。PDF417编码方式生成的二维条形码具有最小的误识别几率，特征识别算法简单，具有最大的容错能力(理论上最大能够容许50％的图像破损)，对图形的线性和非线性几何失真具有最大的容忍度，可以适用于各种图像获取方式的应用场合，可以在扫描图像的同时进行解码；但其对图像的质量(印刷分辨率)要求高，存储容量相对较小(最大能够存储929个929进制编码的数字)，识别设备成本高。技术方案 本专利技术的目的在于提供一种存储容量大、识别运算量小、而且可以在扫描的同时进行解码的二维条形码卡。本专利技术的另一个目的在于提供一种解读上述二维条形码卡中信息的方法。本专利技术公开了一种二维条形码卡，包括载体和附着在载体上的、利用矩阵格存储信息的二维条形码码图，其特征在于所述码图包括上边界、左边界、右边界、以及位流(bit stream)区；所述上边界是位于码图沿走纸方向最前方的矩阵行；所述左边界和右边界是分别位于码图两侧最外沿、带定位孔的矩阵列；所述位流区位于左右边界之间、上边界之下。本专利技术的二维条形码卡，还可以包括如下特征本专利技术可以采用一个白矩阵格做定位孔；采用一行黑矩阵格作为上边界；分别用三列矩阵格作为左边界和右边界，三列矩阵格的两侧各是一列黑矩阵格，中间一列是黑矩阵格和白矩阵格组合排列。矩阵格的边长可以根据以下公式选取R2/R1*L＞＝4其中R1为在所述载体上印刷所述码图时的分辨率；R2为图像传感器读取所述码图时的分辨率L为矩阵格的设计边长。本专利技术的位流区可以包括多个信息块，每个信息块包括多个矩阵行；信息块中可以包含纠错码。位流区中信息的排放方式可以是以行为主从上至下排列；也可以是以列为主从左至右或从右至左排列。在载体上码图的左边界之左边和右边界之右边有空白区。本专利技术还公开了一种二维条形码解码方法，将附着在载体上的、利用矩阵格存储信息的二维条形码码图恢复成二进制信息，其特征在于包括如下步骤A.探测码图的上边界，计算并保存上边界的倾斜度；B.探测码图的左边界和右边界，并根据上边界的倾斜度估算出第一对定位孔的区域；C.在估算的区域中统计白像素的数量，计算出第一对定位孔的中心坐标；D.计算出第一对定位孔之间、在一条直线上间距为一个矩阵格边长的矩阵格的中心坐标；并根据该中心坐标从图像中读取每个矩阵格1比特的位流信息；E.根据前一对定位孔的中心坐标以及矩阵格的边长估计其下一对定位孔的区域，并且从中探测计算出定位孔的中心坐标；如果定位孔的中心坐标探测不成功则结束码图解读，否则进入下一步F.根据该对定位孔的中心坐标计算并保存其之间的矩阵格的中心坐标；并根据所述中心坐标读取相应位置的位流信息；G.根据保存的两行矩阵格的中心坐标计算两行之间的所有矩阵格的坐标，并读取相应矩阵格的位流信息；H.回到步骤E。本专利技术的二维条形码解码方法还可以包括以下特征在步骤C中，当白像素的个数大于(N-1)*(M-1)、小于(N+1)*(M+1)时则认为该区域内有一个有效的定位孔，其中N、M为矩阵格的两边之长。在步骤D中读出码图中的总行数信息，并根据所述总行数结束解码。每读取(S+E)个字节信息后进行纠错运算，输出纠错成功的S个字节的正确信息。本专利技术的二维条形码卡，采用简易矩阵码存储各种二进制信息，与QR编码方式生成的二维条形码相比，识别算法简单；可以在扫描的同时进行解码。简易矩阵码采用定位孔作为识别标志，与PDF417相比同样面积下存储信息的面积大，提高了相同面积印刷载体的存储容量。本专利技术的简易矩阵码的解码算法，可以在扫描的同时进行解码，用定位孔作为图形识别的定位标志，识别速度快、识别算法简单。附图说明本专利技术包括以下附图图1是QR编码方式生成的一种二维条形码码图；图2是PDF417编码方式生成的一种二维条形码码图；图3是本专利技术的简易矩阵码编码方式生成的一种二维条形码码图；图4是应用本专利技术的二维条形码卡的一个实施例的矩阵行像素排列格式；图5是本专利技术的简易矩阵码的解码方法。实施例采用CIS(接触式图像传感器)的扫描仪光照均匀，获取的图像与原图像相比非线性失真小，获取的图像质量好，因此可以在二位条形码卡上设计一种结构最大限度简洁化的简易矩阵码，从而能提高相同面积印刷载体的存储容量。本专利技术的二维条形码卡包括载体和附着于载体之上的由简易矩阵码编码方式生成的码图，一种实施例见图3，码图的边界轮廓是矩形，图中的箭头表示扫描阅读二维条形码卡时的走纸方向，设与走纸方向平行的矩阵单元组成码图的列，与走纸方向垂直的矩阵单元组成码图的行。整个码图由大小相等的矩阵格组成，包括上边界10、左边界12、右边界14、定位孔20以及位流(bit stream)区16。上边界10是一行黑矩阵格。左边界12和右边界14都由三列矩阵格组成，这三列矩阵格的两侧分别是一列黑矩阵格，中间一列由黑白矩阵格间隔排列，其中白矩阵格即为定位孔20。在上边界10之下、左边界12和右边界14之间是位流区16，位流区16用于存放有效信息，边界行和列用于图像识读时起定位作用。带有定位孔20的矩阵列可以由如图3所示由一个黑矩阵格和一个白矩阵格间隔排列，也可以由多个黑矩阵格和一个白矩阵格间隔排列，还可以由黑矩阵格和白矩阵格以其它组合间隔排列，都属于本专利技术公开和保护的内容。位流区16的矩阵格为信息的存储单元，每个矩阵格存放一个比特(bit)的信息，例如黑矩阵格存储“0”，白矩阵格存储“1”。位流区16中信息的排放方式可以是以行为主从上至下排列，也可以是以列为主从左至右或者从右至左排列。码图的长度方向和宽度方向上都包括整数个矩阵格，矩阵格可以是在行的方向和列的方向上具有相同数量像素的方格，也可以是在行的方向和列的方向上具有不相同数量像素的矩形格，其矩阵格数可根据其附着载体的大小决定，位流区的长度和宽度位也因而确定。可以根据需要在位流区加入纠错码，纠错码可以按照现有技术设计。如前面所述，由CIS获取的图像非线性失真较小，也就是说图形内部结构的相对位置基本固定，因此从扫描获得的图像中准确定位矩阵图形成为识读矩阵的唯一重要任务，而位于码图两侧、处于一条水平线上的左右定位孔20正是为了达到此目的而设计的。当一对定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维条形码卡，包括载体和附着在载体上的、利用矩阵格存储信息的二维条形码码图，其特征在于：所述码图包括上边界（１０）、左边界（１２）、右边界（１４）、以及位流（ｂｉｔ ｓｔｒｅａｍ）区（１６）；所述上边界（１０）是位于码图沿走纸方向最前方的矩阵行；所述左边界（１２）和右边界（１４）是分别位于码图两侧最外沿、带定位孔（２０）的矩阵列；所述位流区（１６）位于左右边界之间、上边界之下。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：常治国，
申请(专利权)人：武汉矽感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]