[發明專利]二維碼的編、解碼方法及二維碼編碼器、解碼器

有效

• 申請號: 201210241774.4
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN103544516A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 徐朝
• 申請（專利權）人: 中國移動通信集團公司
• 主分類號: G06K19/06
• 分類號: G06K19/06;G06K7/10
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

技術領域

本發明涉及終端及數據業務領域，尤其涉及二維碼的編、解碼方法及二維碼編碼器、解碼器。

背景技術

二維碼作為新一代圖形碼技術，因其快速便捷的讀取方式、豐富的字符支持以及遠高于條形碼的容量而迅速得以普及和應用。

目前國際上比較典型的二維碼編碼標準如表1所示，其中在中國國內使用最多的是快速響應（QR，Quick?Response）碼。

表1：

QR碼示意圖如圖1所示，從直觀上看其是一個由根據字符信息組織成的許多小模塊排列而成的方形印刷圖案。該方形區域也稱QR碼的數據區域，由數據模塊圖像（即圖中所示數據區域中的黑色或白色小方塊）排列而成。數據區域的右上角、左上角以及左下角均有數據模塊圖像排列成的用于定位數據區域的定位圖像。構成定位圖像的數據模塊圖像也可以稱為定位模塊圖像，對應于定位模塊圖像的數據模塊也可以稱為定位數據模塊。根據數據區域的容量大小，QR碼有如圖2所示的不同版本，包括最小版本1（包含21×21個數據模塊圖像）到最大版本40（包含177×177個數據模塊圖像）共40個版本。版本越大，相應的QR碼的數據容量越大，其印刷尺寸也越大。

QR碼為二進制信息碼，即任一數據模塊圖像僅使用兩個不同灰度級別中的一個來表示。例如深色的數據模塊圖像用“1”（或255）這一灰度級別來表示，而淺色的數據模塊圖像則用“0”這一灰度級別來表示。

二維碼本身屬于圖像信息，其依賴于掃描設備進行讀取。在二維碼的掃描過程中，印刷品上的污漬、劃痕以及背景圖像的像素這些干擾因素會導致掃描到的二維碼與原始二維碼不一致，即產生誤碼。為了消除干擾因素造成的誤碼，二維碼編解碼方案通常都包含糾錯碼編解碼環節。以將信源信息編碼為QR碼為例，可以使用李德-所羅門等糾錯算法（Reed-Solomon?error?correction）對信源信息進行糾錯碼編碼，然后再根據糾錯碼編碼得到的可糾錯字節序列繪制QR碼。通過糾錯碼編碼這一環節，最終繪制的QR碼為具備糾錯能力的QR碼。相應地，在解碼階段，QR碼解碼器利用李德-所羅門糾錯算法，將噪聲（即各種干擾因素所導致的誤碼）從對QR碼進行解碼后得到的可糾錯字節序列中剔除，從而恢復最初的信源信息。

糾錯碼編碼的原理依靠在信源信息中加入冗余信息來使二維碼具備糾錯能力，二維碼中加入的冗余信息數量越多，其糾錯能力越強。以二維碼中加入的冗余信息數量為劃分依據，可以將二維碼的糾錯能力劃分為4個糾錯級別，不同糾錯級別與相應的糾錯能力的對應關系如表2所示。其中，糾錯級別由低至高分別為L級、M級、Q級、H級。

表2：

??糾錯級別糾錯能力（最大修復能力）??L級??大約7%的圖像損失??M級??大約15%的圖像損失??Q級??大約25%的圖像損失??H級??大約30%的圖像損失

L級的糾錯能力能夠實現在QR碼損毀7%以內的情況下保證信源信息從QR碼中被正確解碼讀出。H級的糾錯能力能夠實現在QR碼損毀30%以內的情況下保證信源信息從QR碼中正確解碼讀出。隨著糾錯級別的增加，QR碼內對應于冗余信息的數據模塊圖像所占比例也相應增加。因此對于同一版本的QR碼而言，糾錯級別越高，QR碼內承載冗余信息的數據模塊圖像也越多，從而實際能夠承載的信源信息越少。