基于ＬＤＰＣ码的二维条码编码与解码方法技术

一种基于ＬＤＰＣ编码的二维条码的编码方法，包括步骤：根据输入二进制数据信息的编码类型处理得到输入信息；对输入信息进行变长压缩或定长压缩；根据压缩的结果计算需要存储的信息长度，根据编码类型以及压缩类型得到待编码信息；对待编码信息进行ＬＤＰＣ编码压缩；将压缩的结果与版本信息整合得到压缩信息；设置标志位，生成二维条码图像。本发明专利技术的编码方法信息容量大、纠错能力强，还能任意设置长宽比例、支持多种类型编码、定位更容易。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二维条码的编码和解码方法，尤其涉及一种基于LDPC码的二维 条码的编码与解码方法。
技术介绍
条码技术自20世纪70年代初问世以来，发展十分迅速，仅仅20年时间，它已广 泛应用于商业流通、仓储、医疗卫生、图书情报、邮政、铁路、交通运输、生产自动化管理等领 域。条码技术的应用极大地提高了数据采集和信息处理的速度，改善了人们的工作和生活 环境，提高了工作效率，并为管理的科学化和现代化做出了重要贡献。条码技术发展早期采用的是一维条码，通过水平排列的条、空来表达信息，数据量 较小，只能存储字母和数字，尺寸比较大，损坏后不能读取。而在通用商品条码的应用系统 中，对商品信息，如生产日期、价格等的描述必须依赖数据库的支持。在没有预先建立商品 数据库或不便联网的地方，一维条码表示汉字和图像信息几乎是不可能的，即使可以表示， 也显得十分不便且效率很低。二维条码具有储存量大、保密性高、追踪性高、抗损性强、备援性大、成本便宜等特 性，这些特性特别适用于表单、安全保密、追踪、证照、存货盘点、资料备援等方面。在目前几十种二维要码中，常用的码制有PDF417 二维条码，Datamatrix 二维条 码，Maxicode 二维条码，QR Code，Code 49，Code 16K, Code one 等，除了这些常见的二维条 码之外，还有Vericode条码、CP条码、Codablock F条码、田字码、Ultracode条码，Aztec 条码。这些二维条码可以分为两类堆叠式/行排式二维条码和矩阵式二维条码。堆叠式/行排式二维条码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成，在编码设 计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维条 码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定、其译码算法与软件也不完全相同于一 维条码。有代表性的行排式二维条码有C0DE49、CODE 16K、PDF417等。PDF 417 (US 5304786 Α)是由多个一维条码外加部分控制图案组成，缺点在于采用了一个基于929个码字(4个黑 白间隔)的编码方式，每个条码字符只能代表9. 2位数据，大大降低了单个PDF417条码的 数据量。矩阵式二维条码又称棋盘式二维条码，以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置 上用“点”表示二进制“1”，用“空”表示二进制“0”，由“点”和“空”的排列组成代码。具有 代表性的矩阵式二维条码有Code One,Maxi Code,QR Code,Data Matrix 等。QR Code，是 由日本Denso公司于1994年9月研制的用于工业自动化的矩阵二维码，条码只能是方形， 而且不能扫描同步解码。QR Code虽能表示汉字，但表示数量却有所限制。容量也有所限 制，理论上仅能表示1817个“汉字”字符。在其最大面积177个Z尺寸和纠错能力最低的 时候750个纠错字节时，其最大数据容量为2956个字节。QR Code,Data Matrix等较通用 二维码设计之初都倾向于简单易读的正方形，在取代一维码的过程中，相应的版面则需要 重新设计。当这些二维码用于印刷制品时，由于印刷品易于磨损，使二维码图像变得模糊，识 别率降低，目前市场上的二维码还没有良好的解决方案。LDPC 码即低密度奇偶校验码(Low Density Parity Check Code，LDPC)，它由 Robert G. Gallager博士于1963年提出的一类具有稀疏校验矩阵的线性分组码，通过校验 矩阵定义的一类线性码，为使译码可行，在码长较长时需要校验矩阵满足“稀疏性”，即校验 矩阵中1的密度比较低，也就是要求校验矩阵中1的个数远小于0的个数，并且码长越长， 密度就要越低。LDPC不仅有逼近Shannon极限的良好性能，而且译码复杂度较低，结构灵 活，是近年信道编码领域的研究热点，目前已广泛应用于深空通信、光纤通信、卫星数字视 频和音频广播等领域。LDPC码已成为第四代通信系统(4G)强有力的竞争者，而基于LDPC 码的编码方案已经被下一代卫星数字视频广播标准DVB-S2采纳。在最新的IEEE 802. 16E 中列为推荐编码方法。随着现代高新技术的发展，迫切需要用条码在有限的几何空间内表示更多的信 息，以满足千变万化的信息表示的需要。特别是需要一种信息容量大、纠错能力强的二维条 码，优选是能任意设置长宽比例、支持多种类型编码、定位更容易。
技术实现思路
基于以上原因，本专利技术意在提供一种信息容量大、纠错能力强的二维条码，优选是 能任意设置长宽比例、支持多种类型编码、定位更容易。为此，本专利技术提供一种基于LPDC编码的二维条码的编码方法，用以将输入的原始 二进制数据信息通过基于低密度奇偶校验码(LDPC)的编码压缩方法来输出可附着在载体 上的二维条码，其特征在于包括以下步骤A、根据输入的原始二进制数据信息的编码类型处理得到byte类型的输入信息；B、对该byte类型的输入信息进行第一压缩，该第一压缩的压缩类型可以是变长 压缩或定长压缩；C、根据第一压缩的结果计算需要存储的信息长度，根据编码类型以及压缩类型得 到待编码信息；D、对该待编码信息进行第二压缩，该第二压缩为LDPC编码压缩；E、将第二压缩的结果与版本信息整合得到压缩信息；F、设置标志位，生成二维条码图像。此外，本专利技术还相应地提供一种基于LPDC编码的二维条码的解码方法。该方法使 用一维线阵接触型或非接触型图像传感器获取二维条码的图像数据，经过基于LDPC的解 码方法来恢复输出二进制数据信息，其特征在于包括以下步骤A、采用均值灰化法对二维条码图像数据进行灰化，得到每个码元对应的灰度值；B、根据标志位图样寻找定位标识并获取像素大小值；C、按照像素大小值分块读取灰化得到的有效信息；D、采用二项分布方法优化该有效信息；E、从有效信息中截取版本信息；F、对截取版本信息之后的有效信息剩余部分进行第一解码，该第一解码可是LDPC 解码；G、从第一解码得到的结果中截取包含编码类型以及压缩类型的头信息；H、根据头信息对第一解码得到的结果进行第二解码；I、根据第二解码的结果生成二进制数据信息。本专利技术通过将二维码与LDPC码有效结合起来，同时针对现有二维码的局限做了 更好的修正，重新制定一套生成与解析二维码的方法，具有以下优点1.采用LDPC码取代Reed-Solomon纠错码，在同样码长，获得更高的码率，增加编 码容量。译码时，软输出图像信息，采用置信传播(BP)译码方式，更易识别模糊图像，使二 维码具有更强的纠错性。根据二项分布特征计算码元01概率，增加对模糊二维码的解码性 能。2.可任意设置长宽比例，便于替换现有的长方形的一维码。3.默认支持GB18030及UTF-8类型，同时支持自定义的其他类型编码。4.采用定长与Huffman变长两种压缩方式，提高信息的压缩比，进一步增加信息容量。5.超大的编码空间，理论上可支持65535个byte信息量，仿真测试轻松编、解 20000多个汉字。6.取消复杂而实用度欠缺的二维码定位符样式，使用简洁有效的定位样式，更易 定位。附图说明以下将参照附图来详细说明依照本专利技术的基于LPDC编码的二维条码的编码和解 码方法的流程。图1为基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维条码的编码方法，用以将输入的原始二进制数据信息通过基于低密度奇偶校验码（ＬＤＰＣ）的编码压缩方法来输出可附着在载体上的二维条码，其特征在于包括以下步骤：Ａ、根据输入的原始二进制数据信息的编码类型处理得到ｂｙｔｅ类型的输入信息；Ｂ、对该ｂｙｔｅ类型的输入信息进行第一压缩，该第一压缩的压缩类型可以是变长压缩或定长压缩；Ｃ、根据第一压缩的结果计算需要存储的信息长度，根据编码类型以及压缩类型得到待编码信息；Ｄ、对该待编码信息进行第二压缩，该第二压缩为ＬＤＰＣ编码压缩；Ｅ、将第二压缩的结果与版本信息整合得到压缩信息；Ｆ、设置标志位，生成二维条码图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：佟野，
申请(专利权)人：佟野，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]