二维码以及该二维码的识别方法技术

本发明专利技术涉及一种二维码以及该二维码的识别方法，所述二维码中的码字呈中心对称的多边形，码字分为定位部和数据部，定位部包括多边形的中心点和顶点以及设于中心点与顶点之间连线上的定位点。数据部由码元区和设于所述码元区中的码元构成，码元区为设于多边形内。相对于现有技术，本发明专利技术所述的技术方案具有更宽广的码值和更高的识别效率以及具有更好的抗干扰能力和纠错能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二维码，特别是一种信息含量大、识别率高的二维码以及对该二维码的识别方法。
技术介绍
近年来，二维码因其具有储存量大、保密性高、追踪性高、抗损性强、备援性大、成本便宜等特性 ，在表单、安全保密、追踪、证照、存货盘点、资料备援等多个领域得到了广泛应用。通常，二维码设计者都会在条码内嵌入一些固定不变的图式作为识读的定位和定向依据。为便于叙述，以下我们将二维码中一个识别单元称为“码字”，把码字中表征数据的黑白色块或黑白的点等称为“码元”，把码字中码元的某种组合所代表的数值称为“码值”，把码字能表征的所有码值称为“码域”，把码域内所包含的码值总量称为“码量”。图I所示为QR码的二维码，QR来自英文“Quick Response”的缩写，即快速反应的意思，源自专利技术者希望QR码可让其内容快速被解码。QR码呈正方形，只有黑白两色，在4个角落的其中3个，印有较小的像“回”字的正方图案。这3个正方图案是帮助解码软件定位的图案，使用者不需要对准，无论以任何角度扫描，二维码仍可被正确读取。这也使QR码比普通的条码可储存更多资料，亦无需像普通条码般在扫描时以直线对准扫描器。目前，二维码面临的最大问题是克隆，人们能够通过简单的复制的办法，将二维码批量复制，加上二维码具有天然的纠错和抗损能力，和识读器越来越敏锐的识别功能，复制出来的二维码基本上可以轻松识读。但是在某些应用领域中，由于面积有限，需要二维码占用的面积越小越好，而码域则越宽越好。如图2所示，中国专利CN101064013A公开了一种编码方法，其码字201包含一表头部202和数据部203。表头部202内包含多个按预定方式排列的定位码元204，用于提供识读码字的方法和界限。数据部203分为若干状态区域，每个状态区域内设置一个数据码元205。在如图2所示的码字中，表头部用了 7个定位码元，数据部用了 9个数据码元。9个数据码元可以表示为(22)9 = 218 = 262144个十进制数，也就是说该二维码的码量为262144。然而这种编码方法中数据点定位点=9 7，显然存在码字面积利用率不充分的问题。中国专利CN 101794404A公开了另外一种编码方法，如图3所示，定位部中包含了彼此垂直放置的长方形基准码元301和长方形定向码元302，每个码字区按照一固定距离L设置虚拟网线，虚拟网线的交叉点形成虚拟格点304，基准码元和定向码元的中心分别位于其中一个虚拟格点处，在其他各个虚拟格点沿横向或纵向偏移间距d的不同排列组合形成多个用于设置数据码元的虚拟空穴305，同一码元区只有一个数据码元306，根据各个虚拟格点的权重、以及同一码元区中数据码元各偏移方位的权重，对所有数据码元进行加权级联组合，即可得到对应的码值。这种算法确实在码字利用率上做出了改善，但是很显然一个缺点是基准码元和定向码元非常小，尤其是其短边的长度非常短，这种依靠取基准码元和数据码元中距离非常近的两个点所确定的线加以延伸，来确定码字区的方法，很容易与实际网格线产生较大倾斜，其结果直接影响数据码元的寻找和计算。在上述两种传统隐形二维码的算法中，定位线与虚拟线都是相平行，而且有些相距很近，很容易使两者相互干扰，影响计算的稳定性。在隐形二维码的应用领域中，一种特殊的应用是，将码值不同的二维码嵌入印刷物的不同位置，通过专门设计的识读器对印刷物不同位置进行识读，得到嵌入在该位置的二维码码值，然后根据得到的码值执行预订的动作，比如发出对应的声音、播放对应的视频节目等。这种专门的识读器设计成笔状，形象地称为点读笔，将嵌入隐形二维码的印刷物称为多媒体书。在这种点读笔应用中，为了避免对主体内容 形成干扰，必须把码元设计的尽量小，码元之间尽量稀，码字的面积尽量小。因此，对点读笔应用来说，采用的隐形二维码必须能够在尽量小得码字面积内、以尽量小和尽量少得码元、获取尽量大的码量。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是要提供一种码域宽广、识别率高的二维码及其识别方法。为实现提供一种二维码的目的，本专利技术采用的技术方案如下一种二维码，形成于一物体表面上且对应一具体数值，所述二维码包括一定位部，包括一中心对称的多边形的顶点和中心点以及至少两个定位点，所述多边线具有N个顶点，N是自然数且N大于或等于三，所述定位点分别设于所述中心点与所述多边形的相邻的顶点连线上；及一数据部，包括码元区和至少一表示在所述码元区内的数值，所述码元区设于所述多边形内。具体的，所述多边形为一正六边形或者正方形或者正三角形。优选的，所述定位部具有三个所述定位点，所述定位点通过与所述中心点的距离区分。进一步，所述码元区为一所述多边形的边线、中心点与顶点的连线以及中心点到该边线的垂线形成的区域。进一步，所述码元区为一所述多边形的边线、两条中心点与相邻的顶点形成的区域。具体的，所述码元区中的数值由码元区中至少一虚拟格点和设于所述虚拟格点上的码元构成，各虚拟格点分别对应一数值。进一步，所述码元区中还包含有冗余码。具体的，所述二维码中包括至少两个码字，相邻的码字之间共享多边形相邻的顶点。为了实现提供一种识别上述二维码的识别方法，本专利技术采用的技术方案如下一种识别权利要求I中所述二维码的方法，包括以下步骤I)在物体表面形成如权利要求I中所述的二维码；2)读取至少具有一个完整码字的图像，并在所述图像中任取一个点X，；3)以点X为圆心做一个以码字的中心点到多边形边线的最短距离为内径、中心点到多边形顶点为外径的圆环，如果在圆环中或者内径上或者外径上找到N个点，则进入步骤4)，否则返回步骤2)；4)如果点X与圆环中的N个点中相邻的两个点的连线上具有所述定位点，则根据点X确定一码字的中心点，进入步骤5);否则取圆环中N个点中的一个点作为新的点X，返回步骤3)；5)根据确定的码字中码元区的数值和该码元区的编码计算该码字对应的码值。进一步，在所述步骤2)中获取图像后，还需要对图像进行校正。相对于现有技术，本专利技术所述的技术方案具有如下优点I、蜂窝状排列结构数据点和定位点的比 例明显提高，因此在同样码字面积和码元密度条件下具有更大的码值空间；2、需要获取的图像面积有效减少由于蜂窝状隐形二维码由于具有正六边形的中心对称结构，只要有一个拍摄面积为I. 5倍正六边形面积的取图面积，所取图像中就能组成一个完整的码字单元；3、由于不同码区重复点之间的距离和虚拟数据线的长度不一致，因此不同码字中的重复点的连线不会对虚拟数据线、虚拟垂直线等产生干扰；4、双环判据可以链式快速查找码字中的所有定位点，提高了识读速度；5、蜂窝状的正六边形结构，使隐形二维码在识读中无方向性，无需对拍摄到的图像进行旋转处理；并且能有效避免获取图像时图像的缩放变形、倾斜变形及运动变形等图像变形方式，将拍摄到的图像校准为理想图像带来了极大的方便。进一步，本专利技术所述的蜂窝状二维码及其识别方法尤其适合运用于点读笔或者点读装置中，通过点读笔上的摄像头获取书本中形成的二维码的图像并读取码值后，发出相应的声音或者显示相应的视频等。为了充分地了解本专利技术的目的、特征和效果，以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明。附图说明图I是现有技术中QR码的示意图；图2是现有技术中一种二维码的示意图；图3是现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戚其丰，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州市运生电器有限公司，张燕忠，
类型：发明
国别省市：