一种个性化环形码设计方法与流程

本发明涉及二维码技术领域，特别是指一种个性化环形码设计方法。

背景技术：

现有技术中的二维码多采用矩形作为外观形状，在矩形限制区域内分别以黑白像素块代表所传递信息的二进制编码。在将编码嵌入图形界面时，以一定顺序在编码矩形区域按照二进制信息放置黑白块，能保证解码过程中，先扫描定位符以确定二维码所在区域，再按照规定的顺序识别黑白像素块以读取二进制数据，最后解码为传递信息。为了保证准确识别二维码信息，需要在设计外观时先确定辅助性功能区域，如确定二维码矩形边框的定位区、矫正图像畸变的对齐区、确定坐标系的时间区等，这也是后续二维码设计中或多或少必须具有的功能区域。此类二维码的缺点在于容易被批量解码，不适用于私密性较高的使用场景，此外嵌入像素块的图形界面美观度不够高，即使加入风格化算法融合图像显示，也仅能减轻像素块的覆盖效应，但仍旧无法达到较为舒适的视觉效果。

另一类常见二维码是微信小程序所使用的“菊花码”，将二维码中间作为空闲区域放置图像以传递特定信息和增加美观度，而二进制编码则以射线的形状沿空闲区域发散出去，此类二维码的射线长度、线密集度确定了编码容量，然而距二维码中心不同长度的编码区域编码了相同数据量的信息，导致无法充分利用外圈与内圈理论上最大数据存储量不同的事实，这在某种程度上限制了所需传递内容的长度。同时，在辅助性功能区域的外观上，微信二维码依旧使用了固定的圆形作为定位符与矫正符，这也在某种程度上影响了其美观性。

环形码作为一种新型二维码，相对于被普遍使用的qr码、微信小程序的“菊花码”等，有着独特的特点，如可专属性和编码占据区域灵活等。然而与其它二维码具有相似的缺点，由黑白点构造的界面比较单一，无法满足用户的个性化需求。传统二维码可依靠冗余编码信息组成简单图案，然而环形码的设计为了保证占据空间面积的灵活性，在很大程度上去掉了冗余编码，因此如何设计个性化的环形码成为了亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明提出一种个性化环形码设计方法，能为用户设计出具有独特个性的环形码。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种个性化环形码设计方法，采用用户提供的任意图案素材替换环形码中的黑色编码块。

作为本发明的一个优选实施例，在环形码的中心区域设置由用户提供的装饰图案。

作为本发明的一个优选实施例，所述环形码包括装饰区、矫正符、定位符、辅助信息码和信息编码区，装饰区设在中心位置，所述矫正符、定位符和辅助信息码围绕所述装饰区呈环形分布，所述信息编码区呈环形设在所述环形码的外侧区域。

作为本发明的一个优选实施例，用户指定装饰区、矫正符、定位符、辅助信息码对应的图案素材以及信息编码区的编码块对应的图案素材；矫正符和定位符对应的图案素材具有唯一性且互不相同。

作为本发明的一个优选实施例，用户指定图案素材的尺寸，根据图案素材的尺寸计算矫正符、定位符和辅助信息码构成的内环半径。

作为本发明的一个优选实施例，调整装饰区对应的图案素材的位置和尺寸，具体包括

提取上述图案素材轮廓的外接圆，计算外接圆半径与内环半径的大小比率，在保持原素材宽高比的前提下，缩放图案素材使其具有最大占据面积比。

作为本发明的一个优选实施例，用户指定传输信息、纠错率、环半径增量/环存储增量，根据环形码编码规则生成辅助信息码、信息编码区的数据码和信息编码区的纠错码。

作为本发明的一个优选实施例，所述辅助信息码包括编码模式指示符、传输信息长度、编码总长度n和数据块数k，其中(n，k)用于数据编码区编码纠错，编码总长度n用于计算环形码总环数，通过核对编码模式指示符与传输信息长度计算得到的实际数据块数与数据块数k进行匹配校验。

本发明的有益效果在于：能为用户设计出具有独特个性的环形码。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提出了一种个性化环形码设计方法一个实施例的流程图；

图2是不同素材同组个性化参数生成的环形码；

图3是同组素材不同个性化参数生成的环形码。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

如图1所示，本发明提出了一种个性化环形码设计方法，采用用户提供的任意图案素材替换环形码中的黑色编码块。替换的比例可由用户自定义设置，替换图案也由用户自行提供，能够随用户的心意设计出独特美观的个性化环形码。

作为本发明的一个优选实施例，在环形码的中心区域设置由用户提供的装饰图案。装饰图案用于增加界面美观度或传递特定信息。

作为本发明的一个优选实施例，所述环形码包括装饰区、矫正符、定位符、辅助信息码和信息编码区，装饰区设在中心位置，为圆形区域，所述矫正符、定位符和辅助信息码围绕所述装饰区呈环形分布，所述信息编码区呈环形设在所述环形码的外侧区域。

用户指定装饰区、矫正符、定位符、辅助信息码对应的图案素材以及信息编码区的编码块对应的图案素材，可以实现个性化设计；矫正符和定位符对应的图案素材具有唯一性且互不相同，为了便于定位和矫正环形码。各图案素材不能有交集或者相似度较高，避免干扰识别流程的正常进行，如定位符识别，图像畸变矫正等。在解码过程中，只需利用图像识别或者模板匹配的方法将这类指定的具有唯一性的标识符识别出来，便可确定环形码位置，以及矫正真实拍摄场景中所产生的形变，其余解码流程与常规环形码解码流程相同。

用户可指定图案素材的尺寸，根据图案素材的尺寸计算矫正符、定位符和辅助信息码构成的内环半径。设用户指定素材的宽高分别为w与h，依据环形码内环固定存储44位二进制位的特性，可计算内环半径为：

由用户输入图案素材大小的主要目的是为控制复杂图案素材与简单图案素材的显示效果，如对于复杂图案，若尺寸过小，将丢失部分细节，导致被填充到环形码中的图案素材出现严重失真现象。由于内环作为辅助信息功能区，固定保存44位二进制信息，因而可直接计算出内环周长，进而确定内环半径。为保证环形码整体协调性，所有图案素材的使用必须被归一化到用户指定的统一大小，因此，环形码与磁盘类似，不同半径的环上所能存储的数据容量不同。由于图案素材通常较小，在其所在环上占据弧长可近似等于对角线长，即从而依据初始(内环)半径，可确定环半径增量与环存储增量的关系。

上式约束半径增量必须大于素材外接矩形的对角线长度，在保证同环数据不重叠的情况下，相邻环素材也不会发生叠加现象。

由环存储增量δc与环半径增量δr的关系式可看出，环半径增量与环存储增量呈线性关系，因此用户仅需指定固定的环半径增量或者环存储增量即可适用于所有环。各环的位置与半径确定完毕，即可按照各环编码数量均分圆周，随机选取图案素材，沿逆时针方向按照二进制编码将图案素材放置在对应位置。

用户指定传输信息、纠错率、环半径增量/环存储增量，传输信息、纠错率、环半径增量/环存储增量为环形码专属性交互式接口中界面参数相关部分。根据环形码编码规则生成辅助信息码、信息编码区的数据码和信息编码区的纠错码。依据环半径增量δr、环存储增量δc、总编码长度l，可得到总编码环数n和第i环第j个编码素材的放置位置pij：

辅助信息码包括编码模式指示符、传输信息长度、编码总长度n和数据块数k，其中(n，k)用于数据编码区编码纠错，编码总长度n用于计算环形码总环数，通过核对编码模式指示符与传输信息长度计算得到的实际数据块数与数据块数k进行匹配校验。

针对环形码中心装饰图案的尺寸所提供的较优调整方案，包括位置与缩放。由于环形码的基本组成元件是同心圆，因此较为合适的方法是提取装饰图案轮廓的外接圆，计算外接圆半径与内环半径的大小比率，据此可得到在保持原素材宽高比的前提下，使得环形码中心空闲区域具有最大占据面积比的调整后的素材。

本发明的优点在于：

1、支持任意素材的填充美化。如图2所示，分别使用不同素材的emoji表情素材生成的一组艺术环形码效果图，其中除素材库外，其余由用户指定的参数相同。

2、支持不同参数设置的自动环形码生成。如图3所示，用户针对同一个编码内容，指定使用相同的素材库，其余参数不同的情况下，生成的一组艺术环形码效果图。

3、由算法依据用户指定参数自动确定的元素在环上的位置能够确保各环的美观性，不会出现特别稀疏或者稠密等现象。图3中子图(a)(b)的半径增量不同，子图(a)(c)的素材尺寸不同。可以发现，当半径增量不同时，素材大小不会发生变化，但是环半径的增加导致各环编码容量发生变化，因此编码环子图(b)比(a)少一圈。而当素材尺寸不同时，环间和环内素材的相对距离不会发生改变，可认为子图(c)是(a)的放大版，可用于当用户提供素材较为复杂时，为清晰展示各素材，需将环形码素材填充区域放大的情况，避免环形码太小导致的模糊效应。

4、中心素材在环形码中心展示区域能够最大化空闲空间利用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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。