专利名称：一种二维码及应用该二维码的一种自动识别语音播放装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种码图及应用该码图的一种装置，特别的涉及一种二维码的编码方式及应用该二维码的一种自动识别语音播放装置。
背景技术：
随着科学与信息技术的发展，自动识别技术的种类也越来越多，自动识别技术的发展主要表现在数据质量和录入速度的提高以及消除人为干扰方面，其中表现较为突出的有条码、磁卡、IC卡和射频识别。但二维条码在信息载体的成本、信息量、保密性、抗污染和抗干扰及标准化等方面具有明显的优势，有着良好的推广应用前景。二维码可应用的领域很广，如铁路运输、身份证卡、家用电器和公共事业等，特别是目前在点读笔中的应用，利用二维码存储语音阅读内容在存储单元中的ID信息，找到需要阅读的内容后通过内置的语音播放装置进行播放，供使用者收听，对普通人而言则可以防止眼睛长时间阅读导致的疲劳；对盲人或患有眼疾的人，则方便他们阅读。目前市场上的二维码编码方式一般是明码，明码只能在版面的空白处、通常以单个码的形式出现，对版面的美观带来一定的影响；而且明码的印刷面积较大，对读取装置的要求较高。还有一种编码方式是暗码，但目前存在的编码方式多采用实心点排列而成，由于点数密集，则印刷后光点可见度较低，且单个二维码的码量较小，可存储的信息量较少。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种二维码，该二维码的码图符号为矩形，包含nXn个条码单元，将矩形分割成为一个nXn矩阵，其中矩阵的第η行第1列条码单元为参考标识单元，其余条码单元为数据单元，每个条码单元由多个相同的圆点组成的图形表示，其中η为大于1的自然数。所述二维码可多个排列为二维码阵列，每个二维码包含一个参考标识单元，组合得到大存储量的二维码信息。所述每个条码单元具有3 X 3个区域，采用A (i，j)作为每个区域的坐标，其中i和 j的取值均可为1、2或3 ；所述多个圆点分布在不同区域组成数据及参考标识的二维码图形，每个区域至多包括一个圆点。所述参考标识单元采用五个圆点组成的图形表示参考标识R ；所述数据单元表示数字包括十六进制数0至7，采用三个点组成的图形表示。所述参考标识单元中五个圆点的坐标分布为:A(2,1)> A(2,2),A(2,3), A(3,l)> A(3，3)；所述十六进制数0的三个圆点坐标分布为A(1，1)、A(2，3)、A(3，1)；所述十六进制数1的三个圆点坐标分布为A(1，2)、A(3，l)、A(3，3)；所述十六进制数2的三个圆点坐标分布为A (1，3)、A 0，1)、A (3，3)；所述十六进制数3的三个圆点坐标分布为A (1，1)、A (1， 3)、A(3，2)；所述十六进制数4的三个圆点坐标分布为:A(1，3)、A(3，1)、A(3，3)；所述十六进制数5的三个圆点坐标分布为A(1，1)、A(l，3)、A(3，3)；所述十六进制数6的三个圆点坐标分布为A(1，1)、A(l，3)、A(3，1)；所述十六进制数7的三个圆点坐标分布为A(1，1)、 A(3，1)、A(3，3)。所述数据单元表示数字还包括十六进制数8至F，采用四个圆点组成的图形表示， 其中十六进制数8的编码图形在十六进制数0的基础上、十六进制数9的编码图形在十六进制数1的基础上、十六进制数A的编码图形在十六进制数2编码图形基础上、十六进制数 B的编码图形在十六进制数3的编码图形基础上、十六进制数C的编码图形在数据4的编码图形基础上、十六进制数D的编码图形在十六进制数5的编码图形基础上、十六进制数E的编码图形在十六进制数6的编码图形基础上、十六进制数F的编码图形在十六进制数7的编码图形基础上均分别在矩阵A(2，2)点增加一个圆点。优选的，所述圆点为黑色实心圆点。所述nXn个条码单元得到二维码数据序列的读取起始点和读取方向为用户可设定的。本发明还提出了应用本发明所述二维码的一种自动识别语音播放装置，该装置包括光学传感器、主控单元、电源、存储器、播放装置、按键及USB接口，其中光学传感器获取二维码码图符号后传输给主控单元，主控单元根据相应的解码单元得到二维码码图符号中存储的信息后，该信息作为一种地址信息，主控单元根据该地址信息从存储器中读取需要进行语音播放的内容传输给播放装置进行播放；按键通过主控单元控制整个装置的状态； USB接口连接至主控单元；电源为整个系统提供工作的电源。其中，用户可通过所述USB接口经主控单元对存储器中的内容进行读取或更新。本发明的有益效果表现在本发明所述二维码的码图符号比较简单，光点的密集度较低，因此对印刷的精度等要求比较低，印刷得到的二维码更容易识别；其次，该二维码存储的信息量大，以4X4的矩阵为一个二维码区域为例，最多可以存储 1152921504606846976种信息。而且，用户可以根据需要存储的信息选择本发明实施方式所提供的两种不同的设置方式，当光点可见度低，且需要存储的信息较少时，可选择只有0至 7的编码图形的设置方式表示；当光点可见度高，且需要存储的信息量大时，则选择具有完整的十六进制数的编码图形的设置方式表示。另外，用户还可通过读取数据序列的起始点及排列方向不同的方式加强二维码的保密性，保护信息安全。
图1是本发明具体实施方式
以4X4矩阵为例的一个二维码区域；图2是本发明具体实施方式
中多个如图1所示的码图单位组合得到更大信息容量的一种二维码阵列；图3是本发明具体实施方式
中为方便表示本发明所述二维码编码方式而定义的定位信息示意图；图4(a)是本发明所述二维码编码方式中参考标识R的编码示意图；图4(b)是本发明所述二维码编码方式中十六进制数字0至7的编码示意图；图4(c)是本发明所述二维码编码方式中十六进制数字8至F的编码示意图；图5(a)是本发明具体实施方式
中仅采用图4(b)所示编码数字实现的一个4X4二维码单元的编码示意图；图5(b)是本发明具体实施方式
中图5(a)所示4X4 二维码对应的数字信息；图6(a)是本发明具体实施方式
中包含图4(b)和图4(c)所示编码数字实现的一个4X4 二维码的编码示意图；图6(b)是本发明具体实施方式
中图6(a)所示的4X4 二维码对应的数字信息；图7是采用本发明所述二维码实现的一种自动识别语音播放装置的结构框图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明所述二维码是将所有的信息储存在一个被印刷的光点图形区域内，该光点图形可通过普通印刷完成，每个区域被平均分割成一个nXn的矩阵，分割后的单元面积相等。其中η为大于1的任意自然数，η的取值由需要存储的信息量决定，按照本发明具体实施方式
所述的两种设置方式，每个分割成nXn矩阵的二维码区域存储的信息量分别为η-1 位全部是7的十六进制数代表的十进制数加1、η-1位全部位数是F的十六进制数代表的十进制数加1。因此，用户可根据采用的二维码设置方式以及需要存储的信息量设置每个二维码区域的大小。本具体实施方式
以η = 4为例进行具体的二维码编码方式的详细描述，如图1所示。另外，用户除了设置每个二维码的大小即η的取值来改变存储量外，还可将多个二维码单元再排列成矩阵的形式获得较大的存储量，如图2所示。其中，本具体实施方式
中，每个二维码的区分标志是每个二维码的左下角单元为字母R的二维码图形。二维码的区分和定位以参考标识R为基准，图1和图2中的虚线是本具体实施方式
为了便于理解和描述所设置的，实际印刷的二维码图形中并不存在。本具体实施方式
二维码编码是采用一定的图形标识一定的数据信息，在图1所示 WnXn个单元中，左下角的单元(即第η行第1列)固定为参考标识R的标识图形，其余的Ii2-I个单元中分别为各个数据的标识图形，以下为了更准确的描述每个数据及参考标识 R的编码图形，将上述ηXη个单元的每个单元再分割成一个3 X 3的矩阵，如图3所示，且定义每个小单元的位置用A (i，j)表示，其中i表示行数，j表示列数，如A (1，1)表示第1行1 列的位置。本具体实施方式
是在不同的位置放置黑色实心圆点，从而组合成不同形状表示不同的数据来实现二维码编码的，以下将根据所述定义的位置方式具体描述本具体实施方式
所述的二维码编码方式。当然，所述实心圆点的颜色并不局限于本具体实施方式
所述的黑色，还可为其它任意颜色；圆点也可为空心圆点。如图4(a)所示为参考标识R对应的编码图形，即在矩阵的A(2，1)、A(2, 2)、A(2， 3)、A (3，1)、A (3，3)五点均为黑色实心圆点。如图4(b)所示为十六进制数0、1、2、3、4、5、6、7的各自的编码图形，其中，数据0 的编码图形为在矩阵A(l，1)、A(2, 3)、A(3，1)三点均为黑色实心圆点，组成朝右的正三角形；数据1的编码图形为在矩阵A(1，2)、A(3，1)、A(3，3)三点均为黑色实心圆点，组成朝上的正三角形；数据2的编码图形为在矩阵A(1，3)、A(2，1)、A(3，3)三点均为黑色实心圆点， 组成朝左的正三角形；数据3的编码图形为在矩阵A(l，1)、A(l，3)、A(3，2)三点均为黑色实心圆点，组成朝下的正三角形；数据4的编码图形为在矩阵々(1，3)^(3，1)^(3，3)三点均为黑色实心圆点，组成直角为右下角的直角三角形；数据5的编码图形为在矩阵A(l，l)、 A(1，3)、A(3，3)三点均为黑色实心圆点，组成直角为右上角的直角三角形；数据6的编码图形为在矩阵A(l，1)、A(l，3)、A(3，1)三点均为黑色实心圆点，组成直角为左上角的直角三角形；数据7的编码图形为矩阵A(l，1)、A(3，1)、A(3，3)三点均为黑色实心圆点，组成直角为左下角的直角三角形。如图4(c)所示为十六进制数 8、9、10 (A)、ll (B)、12 (C)、13(D)、14(E)、15 (F)的编码图形。其中，数据8至F的图形相比数据0至7分别多了一个黑色实心圆点，数据0至7 采用三个点组成图形，数据8至F采用四个点组成图形，且数据8的编码图形在数据0的基础上在矩阵A(2，2)点增加一个黑色实心圆点；数据9的编码图形在数据1的基础上在矩阵 A(2,2)点增加一个黑色实心圆点；同样，数据10(A)的编码图形在数据2编码图形基础上、 数据Il(B)的编码图形在数据3的编码图形基础上、数据12(C)的编码图形在数据4的编码图形基础上、数据13(D)的编码图形在数据5的编码图形基础上、数据14(E)的编码图形在数据6的编码图形基础上、数据15(F)的编码图形在数据7的编码图形基础上分别均在矩阵A(2，2)点增加一个黑色实心圆点。如图4(b)所示，每个数据代表的图形都是正三角形，区别在于三角形的朝向不同，而三角形的朝向与基准角度和方向相关，例如数据1和数据3，当读取到数据1时，如果读取的角度旋转180度则看到的图形表示的数据将为3，因此，基准的方位是正确读取二维码信息的关键因素，而本具体实施方式
中，参考标识R正是确定正确方位的基准，只有当参考标识的方位如图4(a)所示，且处于一个二维码的左下角位置时，即二维码的左下角单元的3X3矩阵中A(2，1)、A(2，2)、A(2，3)、A(3，1)、A(3，3)五点处均为黑色实心圆点时，此时所看到的数据的编码图形才是正确的，从而解码得到正确的二维码信息。当然，本发明的参考标识R的二维码编码图形不局限于本具体实施方式
图4(a)所示的图形，其它能起到定位作用的图形，与本发明构思一致的，均属于本发明保护的范围。另外，如图4(b)和图4(c)所示，数据0至7的图形均只需三个点，光点更少，作为本具体实施方式
的第一种设置方式，即只采用数据0至7组成数据序列，如图5 (a)所示，当光点可见度低，且需要存储的信息较少时采用。而当光点可见度高，且需要存储的信息量大时，则选择具有完整的16个十六进制数的设置方式表示，作为本具体实施方式
的第二种设置方式，如图6(a)所示。以下结合图5(a)、图5(b)和图6(a)、图6(b)详细表述如何采用上述的编码方式表示二维码需要存储的信息。图5 (a)采用的是第一种设置方式，首先识别出参考标识R，以参考标识R为第η行第1列，由η的取值确定一个ηΧη的二维码，再读取本具体实施方式
所举例的4X4矩阵中的数据单元，得到如图5(b)所示的一个二维码区域表示的数据矩阵。由于采用的是第一种设置方式，因此数据全部为0至7之间。同样，图6(a)所示为采用第二种设置方式的一个二维码的码图符号，经上述相同的方法解码后得到如图6(b)所示的一个二维码区域表示的数据矩阵。
7
上述两种设置方式读取得到数据矩阵后，从一个4X4矩阵中按不同的方向、不同的起始点读取数据，显然能得到不同的数据序列。因此，用户可设定一定的起始点，设置一定的读取方向，如左下往右上、螺旋式中间往外等等，编码时设置一定的读取方式，解码时按照该方式读取。用户可采用此设置方式实现数据保护，采用简单的方式达到保护数据私密性的目的。本具体实施方式
如图5和图6均采用左下往右上的方式读取，则图5(b)所示读取的数据序列为十六进制数001234567012345，即十进制数3202559645M053、二进制数 000 000 001 010 011 100 101 110 111 000001 010 011 100 101;图 6(b)所示读取的数据序列为十六进制数00123456789ABCD，即十进制数320255973501901、二进制数0000 0001 00100011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101。总之，以上所述仅为本发明二维码编码方法的较佳实施例而已，并非用于限定其保护范围。凡在本发明所述二维码编码方法的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本发明所述编码方法二维码可应用于一种自动识别后并进行语音播放的装置，如图7所示，该装置包括光学传感器、主控单元、电源、存储器、播放装置、按键及USB接口，其中光学传感器获取二维码码图符号后传输给主控单元，主控单元根据相应的解码单元得到二维码码图符号中存储的信息后，该信息作为一种地址信息，主控单元根据该地址信息从存储器中读取需要进行语音播放的内容传输给播放装置进行播放；按键通过主控单元控制整个装置的状态，USB接口连接至主控单元，可通过主控单元对存储器中的内容进行读取或更新；电源为整个系统提供工作的电源。该装置可方便用户采用收听的方式阅读文字信息， 且本发明所述的二维码编码方式印刷得到的隐形码不会影响整个印刷品的美观，另外，该编码方式存储的信息量大，从而可地址的语音内容也较多。用户只需使用上述自动识别语音播放装置读取印刷品中的二维码信息，即可收听需要阅读的内容，对普通人而言则可以防止眼睛长时间阅读导致的疲劳；对盲人或患有眼疾的人，则方便他们阅读。且本具体实施方式
所述装置的USB接口可更新存储器中存储的书本内容，因此，更具有灵活性。当然，本具体实施方式
所述的自动识别语音播放装置仅仅是本具体实施方式
所述编码方法得到的二维码的一种应用方式，其还可应用于多种领域，如国防、医疗保健、商业、 金融、后勤管理、电子商务、物流、科技等领域。其它只要与上述应用方式相同或相近似的装置，均属于本发明的发明构思，均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种二维码，其特征在于，该二维码的码图符号为矩形，包含nXn个条码单元，将矩形分割成为一个ηΧη矩阵，其中矩阵的第η行第1列条码单元为参考标识单元，其余条码单元为数据单元，每个条码单元由多个相同的圆点组成的图形表示，其中η为大于1的自然数。
2.根据权利要求1所述的二维码，其特征在于，所述二维码可多个排列为二维码阵列， 每个二维码包含一个参考标识单元，组合得到大存储量的二维码信息。
3.根据权利要求1所述的二维码，其特征在于，所述每个条码单元具有3X3个区域，采用A(i，j)作为每个区域的坐标，其中i和j的取值均可为1、2或3;所述多个圆点分布在不同区域组成数据及参考标识的二维码图形，每个区域至多包括一个圆点。
4.根据权利要求3所述的二维码，其特征在于，所述参考标识单元采用五个圆点组成的图形表示参考标识R ；所述数据单元表示数字包括十六进制数0至7，采用三个点组成的图形表示。
5.根据权利要求4所述的二维码，其特征在于，所述参考标识单元中五个圆点的坐标分布为A O，1)、A O，2)、A O，3)、A (3，1)、A (3，3)；所述十六进制数0的三个圆点坐标分布为A(l，l)、AO，3)、A(3，l)；所述十六进制数1的三个圆点坐标分布为A(1，2)、A(3，1)、 A(3，3)；所述十六进制数2的三个圆点坐标分布为:A(1,3),A(2,1)>A(3,3)；所述十六进制数3的三个圆点坐标分布为A(1，1)、A(l，3)、A(3，2)；所述十六进制数4的三个圆点坐标分布为A (1，3)、A (3，1)、A (3，3)；所述十六进制数5的三个圆点坐标分布为A (1，1)、A (1， 3)、A(3，3)；所述十六进制数6的三个圆点坐标分布为:A(1，1)、A(1，3)、A(3，1)；所述十六进制数7的三个圆点坐标分布为A(1，1)、A(3，1)、A(3，3)。
6.根据权利要求5所述的二维码，其特征在于，所述数据单元表示数字还包括十六进制数8至F，采用四个圆点组成的图形表示，其中十六进制数8的编码图形在十六进制数0 的基础上、十六进制数9的编码图形在十六进制数1的基础上、十六进制数A的编码图形在十六进制数2编码图形基础上、十六进制数B的编码图形在十六进制数3的编码图形基础上、十六进制数C的编码图形在数据4的编码图形基础上、十六进制数D的编码图形在十六进制数5的编码图形基础上、十六进制数E的编码图形在十六进制数6的编码图形基础上、 十六进制数F的编码图形在十六进制数7的编码图形基础上均分别在矩阵A(2d)点增加一个圆点。
7.根据权利要求1至6任一所述的二维码，其特征在于，优选的，所述圆点为黑色实心圆点。
8.根据权利要求1所述的二维码，其特征在于，所述nXn个条码单元得到二维码数据序列的读取起始点和读取方向为用户可设定的。
9.应用权利要求1所述二维码的一种自动识别语音播放装置，其特征在于，该装置包括光学传感器、主控单元、电源、存储器、播放装置、按键及USB接口，其中光学传感器获取二维码码图符号后传输给主控单元，主控单元根据相应的解码单元得到二维码码图符号中存储的信息后，该信息作为一种地址信息，主控单元根据该地址信息从存储器中读取需要进行语音播放的内容传输给播放装置进行播放；按键通过主控单元控制整个装置的状态； USB接口连接至主控单元；电源为整个系统提供工作的电源。
10.根据权利要求9所述的播放装置，其特征在于，用户可通过所述USB接口经主控单元对存储器中的内容进行读取或更新。
全文摘要
本发明公开了一种二维码，该二维码的码图符号为矩形，包含n×n个条码单元，将矩形分割成为一个n×n矩阵，其中矩阵的第n行第1列条码单元为参考标识单元，其余条码单元为数据单元，每个条码单元由多个相同的圆点组成的图形表示，其中n为大于1的自然数。本发明还提出了应用本发明所述二维码的一种自动识别语音播放装置，该装置包括光学传感器、主控单元、电源、存储器、播放装置、按键及USB接口，用户只需使用上述自动识别语音播放装置读取印刷品中的二维码信息，即可收听需要阅读的内容。
文档编号G06K19/06GK102214312SQ20101014803
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月12日 优先权日2010年4月12日
发明者吴世杰, 吴冬梅, 鲁红春 申请人:深圳市奥尼电子工业有限公司