[發明專利]基于LDPC碼的二維條碼編碼與解碼方法

無效

• 申請號: 201010534320.7
• 申請日: 2010-11-08
• 公開（公告）號: CN102004935A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 佟野
• 申請（專利權）人: 佟野
• 主分類號: G06K19/06
• 分類號: G06K19/06;G06K7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種二維條碼的編碼和解碼方法，尤其涉及一種基于LDPC碼的二維條碼的編碼與解碼方法。

背景技術

條碼技術自20世紀70年代初問世以來，發展十分迅速，僅僅20年時間，它已廣泛應用于商業流通、倉儲、醫療衛生、圖書情報、郵政、鐵路、交通運輸、生產自動化管理等領域。條碼技術的應用極大地提高了數據采集和信息處理的速度，改善了人們的工作和生活環境，提高了工作效率，并為管理的科學化和現代化做出了重要貢獻。

條碼技術發展早期采用的是一維條碼，通過水平排列的條、空來表達信息，數據量較小，只能存儲字母和數字，尺寸比較大，損壞后不能讀取。而在通用商品條碼的應用系統中，對商品信息，如生產日期、價格等的描述必須依賴數據庫的支持。在沒有預先建立商品數據庫或不便聯網的地方，一維條碼表示漢字和圖像信息幾乎是不可能的，即使可以表示，也顯得十分不便且效率很低。

二維條碼具有儲存量大、保密性高、追蹤性高、抗損性強、備援性大、成本便宜等特性，這些特性特別適用于表單、安全保密、追蹤、證照、存貨盤點、資料備援等方面。

在目前幾十種二維要碼中，常用的碼制有：PDF417二維條碼，Datamatrix二維條碼，Maxicode二維條碼，QR?Code，Code?49，Code?16K，Code?one等，除了這些常見的二維條碼之外，還有Vericode條碼、CP條碼、Codablock?F條碼、田字碼、Ultracode條碼，Aztec條碼。這些二維條碼可以分為兩類：堆疊式/行排式二維條碼和矩陣式二維條碼。

堆疊式/行排式二維條碼形態上是由多行短截的一維條碼堆疊而成，在編碼設計、校驗原理、識讀方式等方面繼承了一維條碼的一些特點，識讀設備與條碼印刷與一維條碼技術兼容。但由于行數的增加，需要對行進行判定、其譯碼算法與軟件也不完全相同于一維條碼。有代表性的行排式二維條碼有CODE49、CODE?16K、PDF417等。PDF?417(US?5304786?A)是由多個一維條碼外加部分控制圖案組成，缺點在于采用了一個基于929個碼字(4個黑白間隔)的編碼方式，每個條碼字符只能代表9.2位數據，大大降低了單個PDF417條碼的數據量。

矩陣式二維條碼又稱棋盤式二維條碼，以矩陣的形式組成，在矩陣相應元素位置上用“點”表示二進制“1”，用“空”表示二進制“0”，由“點”和“空”的排列組成代碼。具有代表性的矩陣式二維條碼有：Code?One、Maxi?Code、QR?Code、Data?Matrix等。QR?Code，是由日本Denso公司于1994年9月研制的用于工業自動化的矩陣二維碼，條碼只能是方形，而且不能掃描同步解碼。QR?Code雖能表示漢字，但表示數量卻有所限制。容量也有所限制，理論上僅能表示1817個“漢字”字符。在其最大面積177個Z尺寸和糾錯能力最低的時候750個糾錯字節時，其最大數據容量為2956個字節。QR?Code、Data?Matrix等較通用二維碼設計之初都傾向于簡單易讀的正方形，在取代一維碼的過程中，相應的版面則需要重新設計。

當這些二維碼用于印刷制品時，由于印刷品易于磨損，使二維碼圖像變得模糊，識別率降低，目前市場上的二維碼還沒有良好的解決方案。

LDPC碼即低密度奇偶校驗碼(Low?Density?Parity?Check?Code，LDPC)，它由Robert?G.Gallager博士于1963年提出的一類具有稀疏校驗矩陣的線性分組碼，通過校驗矩陣定義的一類線性碼，為使譯碼可行，在碼長較長時需要校驗矩陣滿足“稀疏性”，即校驗矩陣中1的密度比較低，也就是要求校驗矩陣中1的個數遠小于0的個數，并且碼長越長，密度就要越低。LDPC不僅有逼近Shannon極限的良好性能，而且譯碼復雜度較低，結構靈活，是近年信道編碼領域的研究熱點，目前已廣泛應用于深空通信、光纖通信、衛星數字視頻和音頻廣播等領域。LDPC碼已成為第四代通信系統(4G)強有力的競爭者，而基于LDPC碼的編碼方案已經被下一代衛星數字視頻廣播標準DVB-S2采納。在最新的IEEE?802.16E中列為推薦編碼方法。

隨著現代高新技術的發展，迫切需要用條碼在有限的幾何空間內表示更多的信息，以滿足千變萬化的信息表示的需要。特別是需要一種信息容量大、糾錯能力強的二維條碼，優選是能任意設置長寬比例、支持多種類型編碼、定位更容易。

發明內容

基于以上原因，本發明意在提供一種信息容量大、糾錯能力強的二維條碼，優選是能任意設置長寬比例、支持多種類型編碼、定位更容易。