基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法及系统，获得照片拍摄设备的颜色识别率，并找出该设备中能够最大化二维码容量的颜色数量；根据所选的最优颜色数量对原始数据分段并添加校验位与掩码，随后利用通过颜色生成算法找出的颜色集合与数据进行颜色映射，生成彩色二维码；在每一张照片中寻找二维码的定位图案对每个色块进行定位，随后根据码中的色板进行颜色识别，最后将识别的颜色与其对应的数据进行映射，经过校验和去掩码之后获得传输的数据。本发明提出了颜色生成算法，提高了色彩识别率，提高了传统二维码的容量，并将二维码流作为一种通信方式在设备之间传输数据，传输效率高。
【专利说明】
基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法及系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及二维码及相关通信技术，具体地，涉及一种基于色相的容量可变彩色 二维码流数据通信方法及系统。
【背景技术】
[0002] 屏幕与摄像头间通信（Screen to camera communication，SCC)是一种近年来很 流行的近距离点对点通信方式。在SCC中，传输的文件被编码成二维码流，并显示在发送端 的屏幕上，接收设备通过不断拍摄发送端的屏幕并解码，以接收发送的文件。这种通信方式 不依赖于手机上特殊的硬件设备，并且由于必须拍摄发送端屏幕，SCC也有着很好的安全和 隐私特性。
[0003] 现如今，二维码在日常生活中被广泛应用，某款安卓平台上扫码软件在2014年有 近一亿的下载量。然而，传统二维码有限的容量限制了其进一步发展。广泛使用的QR码仅能 通过增加码内色块数量，存储最多2953字节，但码块大小会急剧减小，解码成功率也会下 降。此外，传统黑白二维码中每一个色块仅能存储Ibit信息。现有的研究中，主要通过两种 方式来提高二维码流的传输速率:彩色二维码和二维码流。使用二维码流的形式，可以通过 更快的帧速率(变换二维码帧的速率)来提高传输速率。然而，作为非同步的单项传输方式， 在SCC中使用过高的帧速率会引起严重的帧混叠问题，使得接收端收到的照片中是多张二 维码的混叠，无法解码。
[0004] 其他的研究工作通过在传统黑白二维码中引入颜色来提升每个色块的容量。假设 在二维码中使用N种颜色，每个色块则可以存储Iog 2N bit的信息。尽管现有的研究中有的 二维码使用了 4种，甚至8种颜色进行数据传输，但这些研究均没有说明他们选择颜色的原 因，还有选择不同颜色对传输所造成的影响。有哪些潜在的因素会影响到拍摄照片中的颜 色识别也没有在现有研究中被考虑过。虽然有文章中提到了颜色选择在二维码中的重要 性，但并没有对此进行深入研究，更没有提出颜色选择和识别的算法。此外，颜色识别的极 限并没有被研究过，是否可以在二维码中使用更多的颜色仍是一个未知的问题。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于色相的容量可变彩色二维 码流数据通信方法及系统。
[0006] 根据本发明提供的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法，包括如下步 骤：
[0007] 色彩数量优化步骤:通过拍摄测试二维码图对设备拍摄的照片质量进行测定，测 得该设备的颜色识别率，并找出设备中能够最大化二维码容量时的颜色数量；
[0008] 彩色二维码生成步骤:发送端根据所选的最优颜色数量对原始数据进行分段，并 添加校验位与掩码，得到处理后的待传输数据，找出颜色集合与待传输数据之间的颜色映 射关系，生成包含待传输数据信息的彩色二维码；
[0009] 彩色二维码识别译码步骤:接收端在接收到的每一张照片中寻找彩色二维码的定 位图案对彩色二维码中每个色块进行定位，并根据彩色二维码中的色板进行颜色识别，将 识别的颜色转化为对应的数据，经过校验和去掩码之后获得传输的原始数据。
[0010] 优选地，所述色彩数量优化步骤包括:通过设备拍摄包含不同颜色数量的测试二 维码图时所生成的彩色二维码，得到该设备下的颜色识别正确率，获得该设备的最优颜色 数量，记为N;所述测试二维码图中包含的颜色数量为2 n，其中η为大于等于1的自然数，η = 1，2,…。
[0011] 优选地，所述彩色二维码生成步骤包括：
[0012] 步骤Al:发送端根据每帧二维码的容量对需要传输的数据进行分段，并添加校验 位、帧信息和掩码；
[0013] 步骤A2:得到颜色数量一致的色彩集合；
[0014]步骤A3:将处理好的每帧数据进行颜色映射，生成彩色二维码。
[0015] 优选地，所述彩色二维码识别译码步骤包括：
[0016] 步骤BI:接收端利用摄像头不间断拍摄发送端的屏幕，在拍摄到的每一张照片中 寻找彩色二维码的定位图案，并根据该定位图案进行混叠检测，若混叠则丢弃;否则执行步 骤B2;
[0017] 步骤B2:根据定位图案的位置寻找校准行，根据校准行对彩色二维码每一个色块 进行定位；
[0018] 步骤B3:识别每帧彩色二维码中每一个色块的颜色，根据每个颜色的映射关系获 得完整的数据；
[0019] 步骤B4:对获取到的数据进行校验修正，并去除掩码，得到传输的原始数据;将解 码收到的每段数据按照帧信息进行整合，得到传输的文件。
[0020] 优选地，所述色彩数量优化步骤中采用色相均分的方法，生成不同数量的颜色集 合，使用设备拍照进行颜色识别，获得不同颜色数量下该设备的色彩识别率；
[0021] 假设Pn为使用η种颜色时该设备的平均识别准确率，一帧中共含m个色块，其中校 验位所占比例为α，其中0<α<1每个RS校验符号包含b比特，成功解码一帧信息必须满足误 符号率R e3低于一帧中校验码的纠错能力R。，其中
[0022]
[0023] -个包含b比特的符号占用
卜色块，接收到的误符号数量的期望为：
[0024]
[0025] 成功传输一帧数据需要满足Rc彡E(Re)，因It丨，则整个设备的容量C 为：
[0026]
[0027]优选地，所述步骤Al包括:采用ReedSolomon码进行校验，在校验后的每个色块的 对应数据上加上了一个随机生成的数，即掩码，所述掩码在发送端和接收端都已知，且在每 一帧中添加帧信息，所述帧信息包括:传输文件的总帧数、本帧帧号以及本帧中存储的数据 长度。
[0028] 优选地，通过颜色生成算法得到颜色数量一致的色彩集合，找出颜色集合与待传 输数据之间的颜色映射关系;所述颜色生成算法是指:假设需要生成N种颜色的集合，通过 对差异函数进行积分，使得相邻色相颜色间的差异函数的积分均相同；其中：所述差异函数 P(h)的计算公式如下：
[0029]
[0030] 式中：AE(h)表示照片某色相h的颜色与该色相相邻颜色的差异，δ(1〇表示所有拍 摄照片中色相h的标准差。
[0031] 优选地，所述步骤Bl包括：
[0032] 步骤BI. 1:对接收端摄像头获取到的每一帧图像数据进行黑极化，即采用阈值的 方式，对RGB三个通道均低于阈值的像素点，全部极化为黑色；
[0033] 步骤BI. 2:在极化黑色后的图像数据中，通过识别定位图案的样式找出二维码的 位置；
[0034]步骤BI.3:在定位图案的非黑色部分添加红绿两种颜色，在拍摄的照片中，通过识 别非黑色部分颜色中红绿两个通道的值来判断是否混叠，若红绿两个通道的值均较高，则 说明两帧混叠，丢弃该照片;否则，执行步骤B2;
[0035] 所述步骤B2包括：
[0036]步骤B2.1:在相邻的定位图案之间有四条色块定位参考线，所述四条色块定位参 考线为黑白相间的色块且位置与彩色二维码中间部分的色块平行，通过定位图案识别出色 块定位参考线上每一个黑白色块的位置；
[0037]步骤B2.2:通过连接同排和同列的黑白色块获得水平和垂直于彩色二维码的直 线，每个横竖线的交叉点即一个色块的中心位置；
[0038] 所述步骤B3包括：
[0039]步骤B3.1:每个色板的位置定位与色块定位参考线上的黑白色块类似，通过找到 的定位图案进行连线，并在线上根据相对位置找出每个色块；
[0040] 步骤B3.2:通过对比色块中的色相值落在哪两个色板色的区间范围，识别出在照 片中所代表的相应数据。
[0041] 根据本发明提供的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信系统，包括：
[0042] 测试模块：用于测试发送模块中设备的颜色识别率，通过拍摄测试二维码图对设 备拍摄的照片质量进行测定，测得该设备的颜色识别率，并找出设备中能够最大化二维码 容量时的颜色数量；
[0043] 彩色二维码生成模块:根据所选的最优颜色数量对原始数据进行分段，并添加校 验位与掩码，得到处理后的待传输数据，通过颜色生成算法找出的颜色集合与待传输数据 之间的颜色映射关系，生成包含待传输数据信息的彩色二维码；
[0044] 彩色二维码识别译码模块:在接收到的每一张照片中寻找彩色二维码的定位图案 对彩色二维码中每个色块进行定位，并根据彩色二维码中的色板进行颜色识别，将识别的 颜色转化为对应的数据，经过校验和去掩码之后获得传输的原始数据。
[0045] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0046] 1、本发明提供的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法，通过对各种颜 色表现的研究，提出了颜色生成算法，提高了色彩识别率，提高了传统二维码的容量。
[0047] 2、本发明提供的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法，将二维码流作 为一种通信方式在设备之间传输数据，传输效率高。
【附图说明】
[0048]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显：
[0049] 图1为本发明提供的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法的流程示意 图；
[0050] 图2为本发明中二维码数据示意图；
[0051]图3为二维码定位图案识别的原理图；
[0052]图4为本发明提供的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信系统的原理图。
[0053]图中：
[0054] 1-定位图案；
[0055] 2-色板；
[0056] 3-定位参考线；
[0057] 4-数据部分；
[0058] 5-特殊定位图案。
【具体实施方式】
[0059] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明 的保护范围。
[0060] 在本发明中，通过以下技术来提高二维码流的传输速率：1)提出了颜色生成与识 别算法，通过对量化颜色识别的难度，得知不同色相颜色的特性，并通过该算法使每种使用 的颜色的识别难度相同，以提高颜色识别的准确率;2)对二维码结构进行了特殊设计，使颜 色生成与识别算法运用到SCC系统中。其中包括:最优颜色数量测定、彩色掩码、帧信息存 储、图像黑色极化、定位图案设计、混叠检测、色板等。
[0061] 如图1所示，本实施例是通过以下技术方案实现的，本实施例的数据发送端包括如 下步骤：
[0062] 步骤Al:测量拍摄在使用不同颜色数量(2η，η = 1，2，··_)时，所生成的二维码在该 设备下的颜色识别正确率，计算该设备的最优颜色数量Ν。对于不同的设备，其能够拍摄的 照片质量不尽相同。因此，对于某一设备，需要提前测试其最优的颜色数量。在本系统中，通 过使用色相均分的方法，生成不同数量的颜色集合，使用设备拍照进行颜色识别，获得不同 颜色数量下，该设备的色彩识别率。由于在此时无法得知设备识别信息，识别准确率也简单 使用色相最接近的颜色作为识别颜色。通过这样的方式，可以获得一条随颜色数量变化的 设备率曲线，其总体呈现下降趋势。使用更多的颜色可以提高色块容量，但会降低识别率， 需要使用更多的校验位，降低每帧中数据色块的数量，因此需要平衡两者的关系，找出达到 最大容量的颜色数量。注意颜色数量必须为2 n，这样每个色块才能存储整数bit信息。
[0063] 假设Pn为使用N种颜色时该设备的平均识别准确率，一帧中共含m个色块，其中校 验位所占比例为α(0<α<1)，每个RS校验符号包含b比特。成功解码一帧信息必须满足误符 号率Re3低于一帧中校验码的纠错能力R。，其中
注意，一个包含b比特的符号 占用_
卜色块。接收到的误符号数量的期望为：
[0064]
[0065] 成功传输一帧数据需要满足Rc彡E(Re)，因此
整个系统的容量C为：
[0066]
[0067]因此在此步骤中，我们需要选择合理的颜色数量，根据其相应的颜色识别率，最大 化整个系统的容量。由于已经测得Pn曲线。因此可以根据Pn的大小选择最优的颜色数量N。
[0068]步骤A2:根据使用的颜色数量、每帧二维码的块数、校验位设置等，可以计算每一 帧中所能传递的数据多少，并可以以此对源数据进行分段。假设每帧二维码中，存储源数据 的块数为M，二维码中颜色数量为N，则每一段源数据分段的大小为Mlog 2 N bit。此外，需要 对每一段数据添加校验位，本发明使用的校验码是ReedSolomon码。由于源数据帧长度不 定，因此将每帧源数据按照固定长度再次分段，并添加校验位。为了防止某一种颜色的色块 过多，造成因单色识别错误造成一帧识别失败，在校验后的每个色块的对应数据上加上了 一个随机生成的数，即掩码。注意掩码为收发两端均提前已知，以能在收端正确去除。同时， 在每一帧中也会添加帧信息，包括该文件的总帧数，本帧帧号，和本帧中存储的数据长度。 帧信息被添加到了二维码中的一侧，并且考虑到帧信息的重要性，其本身及其校验位仅用4 种颜色表示，不随采用的颜色数量而变化。
[0069]步骤A3:经过测试，在日常的室内与夜间情况下，在HSV、YUV、RGB等不同的色彩空 间中，仅仅有HSV中的H(hue)维度不会受到拍摄照片中不同的光照条件和白平衡的影响。因 此，本发明通过改变HSV(Hue, Saturat ion ,Value)色彩空间中的色相(Hue)，来生成所需的 颜色集合。本发明根据对不同色相颜色的性能加以分析，提出了颜色生成与识别算法，使得 二维码中的颜色的识别难度平均化，提高颜色识别的准确性。
[0070] 步骤A3.1:通过使用不同的手机对不同色相(0-359)的颜色进行拍照，调查每一种 色相的颜色表现，可以获取某色相颜色在照片中的均值E(h)和标准差δ(1〇关于色相h的变 化曲线。
[0071] 步骤A3. 2:为了量化某种颜色被正确识别的难度，本发明提出了差异函数 (Performance Index)的概念。差异函数P(h)是照片某色相h的颜色与其相邻颜色的差异Δ E(h)，与所有拍摄照片中该颜色的标准差S(h)的商，即
[0072]
[0073] 步骤A3.2:为了使得生成的颜色之间的识别难度相同并同时最大化相邻颜色间的 差别，本发明提出了一种颜色生成算法。假设需要生成N种颜色的集合，通过对差异函数进 行积分，使得相邻色相颜色间的差异函数的积分均相同。通过这种方式生成的颜色集合，可 以均分颜色识别的难度，避免某种颜色识别率过低的情况。假设需要选择N种颜色，其色相 分别为H i，i = 0，1，2，…，n-1。对每一对相邻色相Hi和Hi+1，需要在[Hi，H i+1 ]区间内P(h)的积 分相同，也就是对于任意的i和j(i，j = 0，1，2，…，n-1)，
[0074]
[0075] 步骤A3.3:颜色识别算法。本系统使用了色板色的方法来辅助识别颜色，这些色板 色被添加在二维码周围，辅助颜色的识别。与颜色生成算法类似，对生成的N种颜色集合，在 相邻的色相中寻找一个色相值，使得被分出的两段数据积分相同。该方法同样会获取N种颜 色，即色板色，它定义了识别颜色时某一颜色的识别区间。
[0076] 对每一对相邻色相Hi和Hi+1，i = 0，1，2，…，η，它们中间的判定色相为Ri，当识别出 的色相h<Ri时，颜色被判定为H i，反之被判定为Hi+1。而Ri需要满足：
[0077]
[0078] 对于识别出的颜色Ri-i <h<Ri，则认为h的原色为Hi。
[0079] 步骤A4:根据已完成分段并添加校验位、帧信息和掩码的数据，可以得知每个色块 中需要表示的相应数据。其表示数据的容量与颜色的数量N有关，即每块色块可以表示Iog 2 N比特的信息。同时，每一段数据都可以被映射成相应的颜色，并显示在彩色二维码中进行 传输，如图2所示。
[0080] 本实施例的数据接收端包括如下步骤：
[0081] 步骤Bl:黑色极化，并定位图案识别；
[0082]步骤BI. 1:黑色极化，即对接收端摄像头获取到的每一帧图像数据，需要首先对其 中的黑色进行极化。接收端可以不断获取拍摄到的照片，每一个像素点都通过RGB通道的值 进行存储。本系统采用阈值的方式，对RGB三个通道均低于阈值的像素点，全部极化为黑色。 其他的点统一称为非黑色点，保留其原来的颜色。
[0083]步骤BI.2:定位图案识别，即在极化黑色后的图像数据中，通过识别定位图案的样 式，来找出二维码的位置。如图3所示，本发明中采用了四个定位图案，放置在二维码的四个 角，其中一个较小，与其他的三个定位图案不同。通过识别该特殊定位图案，系统可以自动 识别出该二维码的方向。假设如图3所示，图片中某点V黑色，则沿着其上下左右四个方向寻 找黑色与非黑色的边缘，找出A，B，C三个宽度，并根据其长度比例关系（具体比例关系如图 所示)判断该定位图案是普通型还是特殊型。
[0084]步骤BI. 3:混叠检测，在本发明的定位图案中，设计了识别混叠检测的部分。本系 统在定位图案的非黑色部分添加红绿两种颜色，并在相邻两帧二维码中变换该颜色。在拍 摄的照片中，通过识别该部分颜色中红绿两个通道的值，若两者的值均较高，则说明两帧混 叠，并可以将该混叠帧抛弃，省去进一步的识别。
[0085] 步骤B2:定位色块定位参考线；
[0086] 步骤B2.1:在相邻的定位图案之间，有四条色块定位参考线。其样式为黑白相间的 色块，位置与二维码中间部分的色块平行。通过定位图案，系统可以识别出色块定位参考线 上每一个黑白色块的位置。
[0087]步骤B2.2:交叉定位色块。通过连接同排和同列的黑白色块，可以获得水平和垂直 于二维码的直线。每个横竖线的交叉点都是一个色块的中心位置。通过这种方式，可以定位 出二维码中间部分每一个色块，并等待做进一步的处理。
[0088]步骤B3:获取色板颜色；
[0089]步骤B3.1:在纵向的色块定位参考线的外侧，排列着一排彩色的色块，这些色块即 是按照其映射顺序排列的色板色。每个色板的位置定位与色块定位参考线上的黑白色块类 似，通过找到的定位图案，可以进行连线并在线上根据其相对位置找出每个色块。
[0090] 步骤B3.2:根据色板颜色识别色块颜色。如步骤A3.3颜色识别算法所述，色板色表 示了识别颜色时，每个颜色的左右边界。通过对比色块中的色相值落在哪两个色板色的区 间范围，可以识别出其在原始照片中所代表的相应数据。通过使用色板色，可以避免拍摄照 片中的颜色与原本颜色的偏差，提高颜色识别准确率。
[0091 ]步骤B4:数据RS纠错，去除掩码，分段数据整合；
[0092]步骤B4.1:，采用的ReedSolomon码进行校验，在接收端将色块识别为相应的数据 后，经过ReedSolomon码纠错，可以纠正部分错误识别的颜色错误，以提高传输的可靠性。 [0093]步骤M.2:接收端已知发送端预先添加的掩码数组，可直接相减去除。
[0094] 步骤B4.3:每一帧彩色二维码均可解码出一段文件数据。通过帧信息中的帧序号 和数据长度，可以将每段文件数据整合起来，拼凑成完整的传输文件。
[0095] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述 特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影 响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相 互组合。
【主权项】
1. 一种基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法，其特征在于，包括如下步骤： 色彩数量优化步骤:通过拍摄测试二维码图对设备拍摄的照片质量进行测定，测得该 设备的颜色识别率，并找出设备中能够最大化二维码容量时的颜色数量； 彩色二维码生成步骤:发送端根据所选的最优颜色数量对原始数据进行分段，并添加 校验位与掩码，得到处理后的待传输数据，找出颜色集合与待传输数据之间的颜色映射关 系，生成包含待传输数据信息的彩色二维码； 彩色二维码识别译码步骤:接收端在接收到的每一张照片中寻找彩色二维码的定位图 案对彩色二维码中每个色块进行定位，并根据彩色二维码中的色板进行颜色识别，将识别 的颜色转化为对应的数据，经过校验和去掩码之后获得传输的原始数据。2. 根据权利要求1所述的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法，其特征在 于，所述色彩数量优化步骤包括:通过设备拍摄包含不同颜色数量的测试二维码图时所生 成的彩色二维码，得到该设备下的颜色识别正确率，获得该设备的最优颜色数量，记为N;所 述测试二维码图中包含的颜色数量为2 n，其中η为大于等于1的自然数，n= 1，2，…。3. 根据权利要求1所述的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法，其特征在 于，所述彩色二维码生成步骤包括： 步骤A1:发送端根据每帧二维码的容量对需要传输的数据进行分段，并添加校验位、帧 信息和掩码； 步骤A2:得到颜色数量一致的色彩集合； 步骤A3:将处理好的每帧数据进行颜色映射，生成彩色二维码。4. 根据权利要求1所述的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法，其特征在 于，所述彩色二维码识别译码步骤包括： 步骤B1:接收端利用摄像头不间断拍摄发送端的屏幕，在拍摄到的每一张照片中寻找 彩色二维码的定位图案，并根据该定位图案进行混叠检测，若混叠则丢弃；否则执行步骤 B2； 步骤B2:根据定位图案的位置寻找校准行，根据校准行对彩色二维码每一个色块进行 定位； 步骤B3:识别每帧彩色二维码中每一个色块的颜色，根据每个颜色的映射关系获得完 整的数据； 步骤Μ:对获取到的数据进行校验修正，并去除掩码，得到传输的原始数据;将解码收 到的每段数据按照帧信息进行整合，得到传输的文件。5. 根据权利要求1或2所述的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法，其特征 在于，所述色彩数量优化步骤中采用色相均分的方法，生成不同数量的颜色集合，使用设备 拍照进行颜色识别，获得不同颜色数量下该设备的色彩识别率； 假设ρη为使用η种颜色时该设备的平均识别准确率，一帧中共含m个色块，其中校验位所 占比例为α，其中0<α<1每个RS校验符号包含b比特，成功解码一帧信息必须满足误符号率 K低于一帧中校验码的纠错能力R。，其中一个包含b比特的符号占用了个色块，接收到的误符号数量的期望为：成功传输一帧数据需要满足R。多E(Re)，则整个设备的容量C为：6. 根据权利要求3所述的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法，其特征在 于，所述步骤A1包括:采用ReedSolomon码进行校验，在校验后的每个色块的对应数据上加 上了一个随机生成的数，即掩码，所述掩码在发送端和接收端都已知，且在每一帧中添加帧 信息，所述帧信息包括:传输文件的总帧数、本帧帧号以及本帧中存储的数据长度。7. 根据权利要求1所述的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法，其特征在 于，通过颜色生成算法得到颜色数量一致的色彩集合，找出颜色集合与待传输数据之间的 颜色映射关系;所述颜色生成算法是指:假设需要生成N种颜色的集合，通过对差异函数进 行积分，使得相邻色相颜色间的差异函数的积分均相同；其中：所述差异函数P(h)的计算公 式如下：式中：AE(h)表示照片某色相h的颜色与该色相相邻颜色的差异，δ(1〇表示所有拍摄照 片中色相h的标准差。8. 根据权利要求4所述的基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信方法，其特征在 于，所述步骤B1包括： 步骤B1.1:对接收端摄像头获取到的每一帧图像数据进行黑极化，即采用阈值的方式， 对RGB三个通道均低于阈值的像素点，全部极化为黑色； 步骤B1.2:在极化黑色后的图像数据中，通过识别定位图案的样式找出二维码的位置； 步骤B1.3:在定位图案的非黑色部分添加红绿两种颜色，在拍摄的照片中，通过识别非 黑色部分颜色中红绿两个通道的值来判断是否混叠，若红绿两个通道的值均较高，则说明 两帧混叠，丢弃该照片;否则，执行步骤B2; 所述步骤B2包括： 步骤B2.1:在相邻的定位图案之间有四条色块定位参考线，所述四条色块定位参考线 为黑白相间的色块且位置与彩色二维码中间部分的色块平行，通过定位图案识别出色块定 位参考线上每一个黑白色块的位置； 步骤B2.2:通过连接同排和同列的黑白色块获得水平和垂直于彩色二维码的直线，每 个横竖线的交叉点即一个色块的中心位置； 所述步骤B3包括： 步骤B3.1:每个色板的位置定位与色块定位参考线上的黑白色块类似，通过找到的定 位图案进行连线，并在线上根据相对位置找出每个色块； 步骤B3.2:通过对比色块中的色相值落在哪两个色板色的区间范围，识别出在照片中 所代表的相应数据。9. 一种基于色相的容量可变彩色二维码流数据通信系统，其特征在于，包括： 测试模块：用于测试发送模块中设备的颜色识别率，通过拍摄测试二维码图对设备拍 摄的照片质量进行测定，测得该设备的颜色识别率，并找出设备中能够最大化二维码容量 时的颜色数量； 彩色二维码生成模块:根据所选的最优颜色数量对原始数据进行分段，并添加校验位 与掩码，得到处理后的待传输数据，通过颜色生成算法找出的颜色集合与待传输数据之间 的颜色映射关系，生成包含待传输数据信息的彩色二维码； 彩色二维码识别译码模块:在接收到的每一张照片中寻找彩色二维码的定位图案对彩 色二维码中每个色块进行定位，并根据彩色二维码中的色板进行颜色识别，将识别的颜色 转化为对应的数据，经过校验和去掩码之后获得传输的原始数据。
【文档编号】G06K7/14GK106056021SQ201610410669
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】朱思宇, 张晔, 赵性雅, 王新兵, 甘小莺
【申请人】上海交通大学