[發明專利]新型二維條碼(Q碼)的編碼和解碼方法

無效

• 申請號: 200610079052.8
• 申請日: 2006-04-30
• 公開（公告）號: CN101063998A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 石毛文茂
• 申請（專利權）人: 王文芳;石毛文茂
• 主分類號: G06K1/12
• 分類號: G06K1/12;G06K17/00;H04N1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明涉及一種新型系列二維條碼的編碼方式，以下以發明人名字的第一個拼音字母命名，稱之為Q碼。Q碼系列二維條碼使用接觸和非接觸型圖像傳感器，并獲取條碼解碼方法以及兼顧線性接觸和非接觸型掃描器，以獲取條碼及解碼的方法。

技術背景：條碼是一種以一定規則的線條和空白組成的符號標記系統，用來表達一定的信息。一維條碼只能簡單準確地傳遞數字信息，但信息量甚為有限。而二維條碼可以傳遞更多的信息，故應用廣泛。一維條碼是排列在水平方向的線條和空白，用以表達信息，二維條碼除了在水平方向表達信息外，垂直方向也可以表達信息，使其表達信息儲存量成倍增加。但現行實際運用的各種二維條碼，雖具有編碼印刷簡單，應用系統成本低，且具有抗磁場、抗輻射的特點并且也采用各種糾錯算法及各種加密算法增強了抵抗損壞能力和保密能力，其存在的缺點也是顯而易見的。

現行的二維條碼主要有PDF417、DataStrip、DataMatrix等多種。可以歸納為兩種形式：一種是層排式二維條碼，一種是矩陣式二維條碼。層排式二維條碼由復數個一維條碼層層排列而組成，如：PDF417(美國專利5304786)。矩陣式二維條碼是由垂直和水平外邊上的控制部而形成了一塊矩陣式點陣而運載信息的，如DataMatrix二維條碼。現在日本流行的QR條碼也是一種矩陣式二維條碼。該條碼是一組大小不同的正方形而形成的，其缺點為不能掃描和解碼同步進行，外觀設計性也較薄弱。在使用圖像傳感器抓捕圖像時，對拍攝角度條件要求比較嚴格，因而影響廣泛推廣和應用。

技術方案：本發明在多方面改善目前現存所有二維條碼的缺點，形成可以根據各種用途而使用的成系列的二維條碼。Q碼優化適用于以光學獲取圖象進行解碼的方法，并且兼容線性接觸型或者非接觸型掃描器進行解碼的方法。Q碼無信息量限制，高沉余度，多級抗污損，是具有高度外形設計自由度的二維條碼的編碼和解碼方法。

1.Q碼設計的基本概念(原理)，是由3個理論上抽象的概念化的相同基本單元(基本單元形狀可任意，如正方形)，如圖1中的a1，a2，a3，圖2中的a1’，a2’，a3’，以造成內外角之差的各種角度(不能形成內外角度之差的360度、180度、0度除外)連續排列，如圖1中的k，j，圖2中的k’，j’所示，構成具有決定方位、距離和基本單元尺寸的識別符號。在識別符號周圍形成的區域中，按照基本單元相同尺寸排列好的矩陣，以一定的規則載運信息。Q碼的關鍵要點是保證明確區分識別符號的邊界，或者最低限度保證區分識別符號的內外角邊界。可以用與基本單元相反的四周黑或白、畫線、色差、溫差、高低差以及包括后述的輸出方法等所有的方法均可識別。確保區分其內外角，以決定編碼或者解碼時的起始位置和方向順序，以基本單元相同尺寸排列二維矩陣，用以標示如二進制等數據。

圖1是以正方形為基本單元構成識別符號的一種Q碼二維條碼的分解示意圖。圖2是以六角形為基本單元構成Q碼二維條碼的識別符號的示意圖。

例舉一種首選方案：以3個理論上抽象化、概念化的相同的正方形為基本單元，如圖1中的a1，a2，a3，連續按90度角排列，構成1所述的識別符號，其外角為k，內角為j。在識別符號周圍形成的區域中，按照基本單元相同尺寸排列好矩陣。圖中，以在實際使用時不存在的虛線表示，并且在其周圍以留出與基本單元相同面積的空白b，以明確識別符號的邊界。并在其邊界外周定義可使用的數據標識基本單元，如圖1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16。圖中c為特殊定義的禁止使用的基本單元，以防止造成和識別符號相混淆的數據出現。形成基本方式的Q碼二維條碼，定義頂角頂部為起點順時針排序，即可按圖中數字所示順序載入信息。以黑為1白為0，實現16比特的編碼和解碼。

2.為了增大Q碼二維條碼信息量，使用一個以上(復數個)的1所述的識別符號，最低限度確保區分識別符號的內角和外角，用以形成周圍成塊的內部矩陣范圍配置，組合形成新的條碼范圍和邊界。也就是說，使用多個識別符號形成獨立條碼塊，定義或設置自身定義信息區別數據與識別符號，并確定條碼塊和其周圍的區別，以及其內部和外部包括與其他條碼等之間的相互關系和位置。