微窗彩色二维码的编码和解码方法
【专利摘要】本发明涉及一种微窗彩色二维码的编码和解码方法。所述编码方法包括：为待识别信息随机生成一个身份识别码数据；为所述身份标识码数据赋与处理数据；由所述身份识别码数据和所述处理数据生成有效数据；对所述有效数据进行CRC运算得到校验数据；由所述有效数据和所述校验数据生成待编码数据；为所述待编码数据进行二进制处理；查找每种数据单元对应的色彩数据单元，将所述划分为数据单元的待编码数据处理为由色彩数据单元组成的待编码数据；按照所述色彩数据单元对应的色彩数据生成由四种颜色二维码组成的待编码数据。本发明提供的微窗彩色二维码编解码方法，提高了识别速度和准确度，不会造成不可读取现象。
【专利说明】微窗彩色二维码的编码和解码方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及二维码【技术领域】，具体涉及微窗彩色二维码的编码、解码方法。
【背景技术】
[0002] 二维码作为新一代图形码技术，因其快速便捷的读取方式、丰富的字符支持以及 远高于条形码的容量而迅速得以普及。二维码目前已经广泛应用于生产生活的各个领域， 例如以二维码作为商品信息、名片信息、火车票、电影票以及各种证件等。二维码的广泛应 用方便了各种信息的发布与读取。
[0003] 当前通常采用具有单一颜色的一维码和二维码来加载信息。一维码的尺寸相对较 大，仅仅能加载字母和数字，数据容量一般为30个字符，只能在水平方向表达信息，其所具 备的高度是为了便于条码设备的对准和读取，也就是说，一维码无法在垂直方面表达信息， 可见一维码的空间利用率较低。
[0004] 而对于普通单色的二维码，它的信息承载量比一维码有所增大，最大数据含量可 达到1850个字符，且信息内容可包含字母、数字、汉字、字符和片假名等，但是就目前的技 术来看将全部数据存贮在二维码中已没有太多实际意义，存储量还是有限制的，而且存储 的数据越多对识别精度的要求越高，错误率也越高。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种微窗彩色二维码的编码、解码方法，提高了识别速度和 准确度，并使得有了色彩后的二维码可设计成各种图案，且不受环境影响，不会造成不可读 取现象。能够在横与纵两个维度同时存储和表达复杂信息，并通过彩码识别带来优惠券、产 品溯源、访问网站、数据分析等多种应用。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了一种微窗彩色二维码的编码方法，所述方法包括 以下步骤：
[0007] 为待识别信息随机生成一个身份识别码数据，所述身份识别码数据的数据长度为 第一长度；
[0008] 为所述身份标识码数据赋与处理数据，所述处理数据的数据长度为第二长度； [0009] 由所述身份识别码数据和所述处理数据生成有效数据；
[0010] 对所述有效数据进行CRC运算得到校验数据，所述校验数据的数据长度为第三长 度；
[0011] 由所述有效数据和所述校验数据生成待编码数据，所述待编码数据的数据长度为 第四长度；
[0012] 为所述待编码数据进行二进制处理，每两个长度的数据为一个数据单元，共有四 种数据单元，并且所述数据单元的个数为第四长度的一半；
[0013] 查找每种数据单元对应的色彩数据单元，将所述划分为数据单元的待编码数据处 理为由色彩数据单元组成的待编码数据；
[0014] 按照所述色彩数据单元对应的色彩数据生成由四种颜色二维码组成的待编码数 据，每一种颜色对应一个色彩数据。
[0015] 进一步地，所述第一长度为64位，所述第二长度为24位，所述第三长度为16位， 所述第四长度为104位。
[0016] 进一步地，所述64位包括16bit类型或预留，32bit时间数据，16bit序列号。
[0017] 进一步地，每一种颜色也对应一个色彩数据单元。
[0018] 为实现上述目的，本发明还提供了一种微窗彩色二维码的解码方法，所述方法包 括以下步骤：
[0019] 按照色彩数据对应的色彩数据单元生成由四种颜色二维码组成的待解码数据，每 一种颜色对应一个色彩数据；
[0020] 查找每种色彩数据单元对应的数据单元，将所述划分为色彩数据单元的待解码数 据处理为由数据单元组成的待解码数据，每两个长度的数据为一个数据单元，共有四种数 据单元；
[0021] 由所述待解码数据得到有效数据和第一校验数据，所述待解码数据的数据长度为 第五长度，所述数据单元的个数为所述第五长度的一半，所述第一校验数据的数据长度为 第六长度；
[0022] 由所述有效数据得到身份识别码数据和处理数据，所述身份识别码数据的数据长 度为第七长度，所述处理数据的数据长度为第八长度；
[0023] 对所述第一校验数据进行校验，当校验结果为判定所述有效数据正确时，由所述 有效数据得到所述身份标识码数据，再根据所述身份标识码数据得到识别信息。
[0024] 进一步地，每一种颜色也对应一个色彩数据单元。
[0025] 进一步地，所述第五长度为104位，所述第六长度为16位，所述第七长度为64位， 所述第八长度为24位。
[0026] 进一步地，所述64位包括16bit类型或预留，32bit时间数据，16bit序列号。
[0027] 进一步地，所述方法还包括：当校验结果为判定所述有效数据错误时，则重新对所 述由四种颜色二维码组成的待解码数据进行解码。
[0028] 进一步地，所述对所述第一校验数据进行校验具体包括：
[0029] 所述有效数据通过CRC运算生成第二校验数据；
[0030] 将所述第二校验数据与所述第一校验数据进行比对，当所述第二校验数据与所述 第一校验数据一致时，则判定所述有效数据正确；当所述第二校验数据与所述第一校验数 据不一致时，则判定所述有效数据错误。
[0031] 本发明提高了识别速度和准确度，使得有了色彩后的二维码可设计成各种图案， 且不受环境影响，不会造成不可读取现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0032] 图1为本发明实施例提供的一种微窗彩色二维码的编码方法的流程图；
[0033] 图2为本发明实施例提供的应用一种微窗彩色二维码的编码方法的样例图；
[0034] 图3为本发明实施例提供的应用一种微窗彩色二维码的编码方法的另一样例图；
[0035] 图4为本发明实施例提供的一种微窗彩色二维码的解码方法的流程图。
[0036] 其中，图2的附图标记如下：
[0037] 21为黑色圆形图案；22为红色圆形图案；23为蓝色圆形图案；24为黄色圆形图 案。
[0038] 图3的附图标记如下：
[0039] 31为黑色三角形图案；32为红色三角形图案；33为蓝色三角形图案；34为黄色三 角形图案。
【具体实施方式】
[0040] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0041] 图1为本发明实施例提供的微窗彩色二维码的编码方法的流程图，下面以图1为 例详细说明本发明实施例提供的一种微窗彩色二维码的编码方法，该方法包括以下步骤：
[0042] 步骤101，为待识别信息随机生成一个身份识别码数据，身份识别码数据的数据长 度为第一长度。
[0043] 具体的，待识别信息可以是数字、字母、文字、图片、音频、视频、网址、电子邮箱等 等。经过这一步处理，将待识别信息与身份标识码数据关联起来。身份标识码数据的数据长 度为第一长度，第一长度为64位，其中64位身份标识码数据包括16bit类型或预留，32bit 时间数据，16bit序列号。也就是说当对待识别信息进行编码时，首先为待识别信息生成一 个唯一标识，即身份标识码数据，身份标识码数据的前16位是固定预留位，中间32位是当 前的时间精确到秒，后16为表示当前这一秒钟生成到第几个。
[0044] 步骤102,为身份标识码数据赋与处理数据，处理数据的数据长度为第二长度。
[0045] 具体的，在64位的身份标识码数据后面加上24位的处理数据，即第二长度为24 位。其中，处理数据为随机数据，考虑到对生成彩码进行加扰，所以用随机数据来填充这24 位的处理数据而不是全部填充0。
[0046] 步骤103,由身份识别码数据和处理数据生成有效数据。
[0047] 具体的，64位的身份标识码数据和24位的处理数据生成88位的有效数据。
[0048] 步骤104,对有效数据进行CRC运算得到校验数据，校验数据的数据长度为第三长 度。
[0049] 具体的，CRC运算是标准算法，对88位的有效数据进行标准算法的运算得到16位 的校验数据，即第三长度为16位。
[0050] 步骤105,由有效数据和校验数据生成待编码数据，待编码数据的数据长度为第四 长度。
[0051] 经过上一步骤，88位的有效数据和16位的校验数据生成104位的待编码数据，即 第四长度为104位。
[0052] 步骤106,为待编码数据进行二进制处理，每两个长度的数据为一个数据单元，共 有四种数据单元，并且所述数据单元的个数为第四长度的一半。
[0053] 具体的，将104位的待编码数据进行二进制处理，每2bit为一个数据单元，总共四 种数据单元，分别是〇〇、〇1、1〇、11。即得到52个数据单元。
[0054] 步骤107,查找每种数据单元对应的色彩数据单元，将所述划分为数据单元的待编 码数据处理为由色彩数据单元组成的待编码数据。
[0055] 步骤108,按照色彩数据单元对应的色彩数据生成由四种颜色二维码组成的待编 码数据，每一种颜色对应一个色彩数据。
[0056] 具体的，每个色彩数据单元的存储信息量是2bit，因为每个色彩数据单元对应的 色彩数据有可能被编码为四种颜色中的任一种，用二进制编码表示这四种颜色黑、红、蓝、 黄就分别是〇〇、〇1、1〇、11，最终生成由四种颜色二维码组成的待编码数据。
[0057] 综合考虑目前设计中用于存储数据的平面空间和最小必须的数据量得出52个数 据单元，这52个数据单元位置的选择基于相邻点之间的距离是最大的原则，所以最终存储 的待编码数据是2bit*52 = 104bit，除了必须的64bit身份识别码数据和16bit校验码数 据，还有24bit预留位，预留位即上文提到的处理数据。
[0058] 另外，之所以选择当前这四种颜色，也是基于这四种颜色在色彩空间中相距最远 的原则，存储数据的数据单元也是在保证数据单元数量的前提下确保相邻点位距离最远， 进而降低对识别精度的要求。
[0059] 在实际应用中，例如用户欲将某一网址生成彩码，在服务器端提供的Web页面上 选择创建微窗彩色二维码，然后Web页面会提示用户输入信息，用户可以选择信息类型是 网址，然后输入网址，点击确定，这个网址就和微窗彩色二维码相关联起来，在系统内部实 际上是生成了唯一一个64bit的身份标识码ID，该ID就和用户定制的信息相关联起来，并 保存在服务器端的数据库中，最后根据此ID将104bit的编码数据进行编码生成微窗彩色 二维码。
[0060] 图2为本发明实施例提供的应用一种微窗彩色二维码的编码方法的样例图，下面 以图2为例详细说明本发明实施例提供的应用一种微窗彩色二维码的编码方法生成的样 例。
[0061] 首先，设定参数：
[0062] 样例每边最外面的图案个数N，此处N = 7,图案为圆形；
[0063] 圆形图案的外切三角形边长为2R，R的值可以随意指定，相当于单位边缘MARGIN 的宽度=r ;
[0064] 其次，颜色构成背景为黑色，图案有4种备选色，即黑、红、蓝、黄，这四种颜色的优 点是RGB三个分量的最大值和最小值的差值最大，便于识别，利用方差等数学工具，可以较 为准确得区分出4种颜色，参见表1。
[0065] 表 1
[0066]
【权利要求】
1. 一种微窗彩色二维码的编码方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 为待识别信息随机生成一个身份识别码数据，所述身份识别码数据的数据长度为第一 长度； 为所述身份标识码数据赋与处理数据，所述处理数据的数据长度为第二长度； 由所述身份识别码数据和所述处理数据生成有效数据； 对所述有效数据进行CRC运算得到校验数据，所述校验数据的数据长度为第三长度； 由所述有效数据和所述校验数据生成待编码数据，所述待编码数据的数据长度为第四 长度； 为所述待编码数据进行二进制处理，每两个长度的数据为一个数据单元，共有四种数 据单元，并且所述数据单元的个数为第四长度的一半； 查找每种数据单元对应的色彩数据单元，将所述划分为数据单元的待编码数据处理为 由色彩数据单元组成的待编码数据； 按照所述色彩数据单元对应的色彩数据生成由四种颜色二维码组成的待编码数据，每 一种颜色对应一个色彩数据。
2. 根据权利要求1所述的微窗彩色二维码的编码方法，其特征在于，所述第一长度为 64位，所述第二长度为24位，所述第三长度为16位，所述第四长度为104位。
3. 根据权利要求2所述的微窗彩色二维码的编码方法，其特征在于，所述64位包括 16bit类型或预留，32bit时间数据，16bit序列号。
4. 根据权利要求1所述的微窗彩色二维码的编码方法，其特征在于，每一种颜色也对 应一个色彩数据单元。
5. -种微窗彩色二维码的解码方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 按照色彩数据对应的色彩数据单元生成由四种颜色二维码组成的待解码数据，每一种 颜色对应一个色彩数据； 查找每种色彩数据单元对应的数据单元，将所述划分为色彩数据单元的待解码数据处 理为由数据单元组成的待解码数据，每两个长度的数据为一个数据单元，共有四种数据单 元； 由所述待解码数据得到有效数据和第一校验数据，所述待解码数据的数据长度为第五 长度，所述数据单元的个数为所述第五长度的一半，所述第一校验数据的数据长度为第六 长度； 由所述有效数据得到身份识别码数据和处理数据，所述身份识别码数据的数据长度为 第七长度，所述处理数据的数据长度为第八长度； 对所述第一校验数据进行校验，当校验结果为判定所述有效数据正确时，由所述有效 数据得到所述身份标识码数据，再根据所述身份标识码数据得到识别信息。
6. 根据权利要求5所述的微窗彩色二维码的解码方法，其特征在于，每一种颜色也对 应一个色彩数据单元。
7. 根据权利要求5所述的微窗彩色二维码的解码方法，其特征在于，所述第五长度为 104位，所述第六长度为16位，所述第七长度为64位，所述第八长度为24位。
8. 根据权利要求7所述的微窗彩色二维码的解码方法，其特征在于，所述64位包括 16bit类型或预留，32bit时间数据，16bit序列号。
9. 根据权利要求5所述的微窗彩色二维码的解码方法，其特征在于，所述方法还包括： 当校验结果为判定所述有效数据错误时，则重新对所述由四种颜色二维码组成的待解码数 据进行解码。
10. 根据权利要求5所述的微窗彩色二维码的解码方法，其特征在于，所述对所述第一 校验数据进行校验具体包括： 所述有效数据通过CRC运算生成第二校验数据； 将所述第二校验数据与所述第一校验数据进行比对，当所述第二校验数据与所述第一 校验数据一致时，则判定所述有效数据正确；当所述第二校验数据与所述第一校验数据不 一致时，则判定所述有效数据错误。
【文档编号】G06K7/10GK104091189SQ201410190793
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】范京龙, 陈星 , 刘亚明, 杰福瑞.杰.费, 陈歆 申请人:范京龙, 陈星 , 刘亚明, 杰福瑞.杰.费, 陈歆