[發明專利]彩色QR碼的編/解碼方法

有效

• 申請號: 201510340217.1
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN104899630B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 陳元枝;鄧艷;史紹亮;姜文英
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G06K19/06
• 分類號: G06K19/06;G06K7/10
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司45112
• 代理人: 楊雪梅

技術領域

本發明涉及二維碼，具體是彩色QR碼的編/解碼方法。

背景技術

條碼技術的應用極大的提高了數據采集和信息處理的速度，已成為自動識別領域的重要分支。國內常用的一維條碼如歐洲商品編號(European Article Number,EAN)，通用商品代碼(Universal Product Code,UPC)、39碼、交叉25碼等的普遍局限性是信息密度低、數據容量小、只能在一個維度上表示信息，無糾錯能力、不具備加密功能、嚴格依賴于數據庫或聯網等。由于一維條碼容量的局限性，已經不能滿足日益增長的生產需求，于是二維條碼應運而生。二維條碼可以在有限的幾何空間內，在橫縱兩個維度上表示更多的信息，在編碼范圍、信息密度和糾錯能力等方面有了很大的提高，但是作為黑白二維碼中容量最大的快速響應矩陣碼(Quick Response Code，QR碼)，版本為40，糾錯等級為L的QR碼也只能存放7089個數字或4296個大寫字母或2953個ASCII字符或1817個中國漢字。條碼的應用普及對條碼的信息容量提出了更高的要求，人們迫切的希望在更小的儲存空間內儲存更多的數據容量、兼容更多的字符類型。盡管現有的彩色二維碼，如ColorCode、高容量的彩色條碼(High Capacity Color Barcode,HCCB)、移動多彩色復合碼(Mobile Multi-Colour Composit,MMCC)、高容量的彩色二維碼(High Capacity Colored Two Dimensional Code,HCC2D)等在不同程度上實現了數據容量的擴充，但是其容量最多為標準黑白QR碼的4倍，而且現有的彩色二維碼存在以下缺陷：

1.對光照條件十分敏感，因為同一種顏色在不同的光照條件下呈現的顏色不一樣；

2.要求編碼顏色在RGB顏色空間中相距最遠，以提高顏色的辨識率；

3.彩色二維碼在編碼/解碼過程中，顏色空間的轉換會導致顏色信息的丟失；

4.需要利用參考顏色來處理彩色二維碼的偏色問題，計算復雜度大幅增加；

5.解碼正確率不高。

發明內容

本發明的目的是提供一種彩色QR碼的編/解碼方法，該編碼方法保留了標準黑白QR碼的可靠性和魯棒性，利用無損壓縮算法使得彩色QR碼的數據容量遠大于同類型的彩色二維碼。且編碼顏色不要求在RGB顏色空間中相距最遠來提高顏色的辨識度，彩色QR碼的編/解碼過程不需要進行顏色空間的轉換，即不會導致顏色信息的丟失，彩色QR碼解碼時對環境光照無特殊要求，不需要利用參考顏色作為調色板，計算復雜度大大降低，且解碼正確率為100％。

實現本發明目的的技術方案是：

彩色QR碼的編碼方法，包括以下步驟：

1)輸入待編碼的字符串，形成源數據信息流；

2)用壓縮算法對源數據信息流進行壓縮；

3)根據QR碼的編碼規則，進行數據分析形成數據碼字流；

4)根據數據碼字流的字節數，利用最小尺寸原則初始化彩色QR碼；

5)在步驟3)的基礎上，用理德-所羅門碼(Reed-Solomon,RS)算法對數據碼字流進行分塊糾錯，形成糾錯碼字流；

6)將生成的糾錯碼字流添加到數據碼字流后面形成總碼字流，構造信息的最終碼字序列，必要時加入剩余位；

7)填充功能圖形區域，其中功能圖形包括尋像圖形、分隔符、定位圖形、校正圖形；

8)填充格式信息和版本信息；

9)對數據和糾錯碼字區域進行掩膜；

10)根據QR碼符號字符的排列規則，在步驟8)和步驟9)的基礎上填充數據碼字和糾錯碼字；

11)根據顏色映射表，生成彩色QR碼。

上述編碼方法中，步驟2)中壓縮算法只要是無損壓縮算法均可實現其功能。

上述編碼方法中，步驟4)彩色QR碼初始化過程中，隨著顏色種類的增多，QR碼的數據密度也隨之增大，假定使用的顏色數為2^k種，每個模塊可儲存的比特數定義為：

BMP(Bits Per Module)＝log₂(2^k)＝k，其碼字總數、剩余位、數據碼字數、糾錯碼字數、糾錯的塊數等均變為標準黑白QR碼的K倍。