一种用于二维图形码的级联纠错编码方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于二维图形码的级联纠错编码方法，包括：分块步骤，对二维图形码的数据码字信息进行分块，获得多个数据码字块；RS码编码步骤，对所述多个数据码字块中的每一个数据码字块进行RS码编码；数据码字块重组步骤，将经过RS码编码后的多个数据码字块按照原有顺序进行重组，形成一个码字阵列；HoVer码编码步骤，对该码字阵列进行HoVer码编码。本发明不受通信纠错码对二维图形码符号数据规模的限制，利用本发明可提高二维图形码的抗污损和抗畸变能力，且编译码速度快。
【专利说明】一种用于二维图形码的级联纠错编码方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及数字信息【技术领域】，具体涉及一种用于二维图形码的级联纠错编码方法和装置。
【背景技术】
[0002]随着移动互联网技术的快速发展，随时随地的进行信息的识别和传输成为信息化时代的新要求，二维图形码技术应运而生，并在移动互联网领域中占据了主导地位，成为当今学术研究的热点。
[0003]当前，随着二维图形码应用的不断深入，对二维图形码技术的要求更加严格。以QR 二维图形码(Quick Response Code,以下简称“QR码”)为例，QR码是目前使用率最高的二维图形码，在很多方面具有明显优势，QR码表示汉字的效率高，表示的信息更广泛，是360度的全方位识别技术，被广泛应用于各种商业领域。在技术上，一方面，要求QR码可以表示多国文字、图像、图形等各种信息，并且这种要求同时表示的有效信息的种类还在不断增加；另一方面，要求QR码具有较高的纠错技术，保证数据的可靠性，能够纠正污损、折叠等随机错误，恢复出正确的原始数据信息。在纠错算法方面，在二维图形码中目前使用最多且性能相对较好的纠错算法是基于以RS(Reed-Solomon)码为代表的通信差错控制码，QR码一般采用RS码纠错编码技术。RS码是一种扩展的非二进制BCH码，在伽罗华域中运算，主要用于矢量信息的编码，在发送信息前经过编码器计算数据信息的纠错信息，把纠错信息作为冗余信息添加到数据信息之后，利用冗余信息进行数据信息的纠错识别。
[0004]采用RS码对二维图形码编码纠错存在以下缺陷:1、RS码纠错机制适合处理矢量信息，在处理以点阵为单位的整块编码信息时效率低，从布局上不适用于二维图形码的纠错。2、RS纠错机制适用于编码粒度相对较小的数据，在编码大粒度数据是效率很低。如果二维图形码中存储的有效信息较多，符号数据规模很大，使用RS编码会出现较大的时间延迟，且编码效率很低，纠错能力弱。3、二维图形码中的数据出错与通信领域的信息出错很不一样，二维图形码的数据污损大多整块出现，离散出现的情况很少。RS码适用于通信领域，但不适合二维图形码数据的整块(整行和整列)纠错，纠错时抗污损和抗畸变能力差。4、RS码适用于7bit以下的信息的编码，当二维图形码中的有效字符较大时，用RS纠错几乎无法进行编码。当二维图形码中存储有音频或视频文件时，RS编码完全不适用于此类情形的纠错。RS码纠错机制对二维图形码的符号数据规模形成了制约，导致二维图形码技术无法充分发展和普及。
[0005]现有的纠错方法已无法满足二维图形码的发展，如何尽量提高二维图形码的容错识读能力，使其具有更好的抗污损和抗畸变能力，而且适用于有效信息量较大的符号数据规模，是领域内关注的核心问题。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明提出一种用于二维图形码的级联纠错编码方法和装置，级联纠错以RS码作为纠错内码、HoVer码作为纠错外码，适用于有效信息量较大的符号数据规模，纠错能力强。
[0007]本发明提供一种用于二维图形码的级联纠错编码方法，包括:分块步骤，对二维图形码的数据码字信息进行分块，获得多个数据码字块；RS码编码步骤，对所述多个数据码字块中的每一个数据码字块进行RS码编码；数据码字块重组步骤，将经过RS码编码后的多个数据码字块按照原有顺序进行重组，形成一个码字阵列；HoVer码编码步骤，对该码字阵列进行HoVer码编码。
[0008]优选地，所述二维图形码的数据码字信息大于4字节。
[0009]优选地，所述二维图形码的数据码字信息大于8字节。
[0010]优选地，所述二维图形码的数据码字信息大于16字节。
[0011 ] 优选地，在RS码编码步骤中，编码产生的冗余数据码字块的大小占编码后的数据码字块的20-30%。
[0012]本发明还一种用于二维图形码的级联纠错编码装置，包括:分块模块，用于对二维图形码的数据码字信息进行分块，获得多个数据码字块；RS码编码模块，用于对所述多个数据码字块中的每一个数据码字块进行RS码编码；数据码字块重组模块，用于将经过RS码编码后的多个数据码字块按照原有顺序进行重组，形成一个码字阵列；HoVer码编码模块，用于对该码字阵列进行HoVer码编码。
[0013]本发明的有益效果:本发明针对有效信息储存量较大的二维图形码，以RS码作为纠错内码、以HoVer码用作纠错外码，融合了 RS码和HoVer码的优点，弥补了各自的缺点，只要数据分块充分细致，几乎可以纠正二维图形码的所有随机错误，具有很强的抗污损和抗畸变能力，可极大地提高二维图形码的纠错能力，并且在编译码速度和时间复杂度上具有明显优势，本发明重新定义了 RS的码字布局，解除了 RS等通信纠错码对二维图形码符号数据规模上的桎梏，在允许储存较多有效信息的同时，纠错等级较高，实现了有效信息与纠错等级的平衡，适用于工业上大型数据的批量应用，有利于二维图形码如QR码技术的充分发展和普及。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是RS码编码原理不意图。
[0015]图2是本发明实施例的级联纠错编码方法流程图。
[0016]图3-6是本发明实施例的级联纠错编码过程示意图。
[0017]图7是本发明实施例的级联纠错编码装置结构框图。
[0018]图8是本发明实施例的级联纠错编码与RS纠错编码的纠错能力对比图。
[0019]图9是本发明实施例的级联纠错编码与RS纠错编码的编码效率对比图。
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。
[0021]首先介绍RS码的纠错编码原理，RS码适合矢量信息的编码纠错，经RS编码后会在矢量信息后面生成冗余检验位，参考图1，假设原始信息(有效信息)为k位，经过RS编码后的信息为η位，那么校验信息为t = n-k位，当RS码对矢量信息纠错时,有t个校验位说明可以纠正t个错误，即纠错能力与t有关，t越大纠错能力越强；同时，如果有效信息的位数k越小，有效信息与冗余信息的比例就越小，则纠错代价越高。为了得到较高的纠错率，通常设定有效信息位k大于校验信息位t。需要说明，如果t = k，说明需要用多出一倍的冗余检验信息进行纠错，纠错意义不大。
[0022]
【权利要求】
1.一种用于二维图形码的级联纠错编码方法，其特征在于，包括: 分块步骤，对二维图形码的数据码字信息进行分块，获得多个数据码字块； RS码编码步骤，对所述多个数据码字块中的每一个数据码字块进行RS码编码； 数据码字块重组步骤，将经过RS码编码后的多个数据码字块按照原有顺序进行重组，形成一个码字阵列； HoVer码编码步骤，对该码字阵列进行HoVer码编码。
2.如权利要求1所述的用于二维图形码的级联纠错编码方法，其特征在于，所述二维图形码的数据码字信息大于4字节。
3.如权利要求1所述的用于二维图形码的级联纠错编码方法，其特征在于，所述二维图形码的数据码字信息大于8字节。
4.如权利要求1所述的用于二维图形码的级联纠错编码方法，其特征在于，所述二维图形码的数据码字信息大于16字节。
5.如权利要求1所述的用于二维图形码的级联纠错编码方法，其特征在于，在所述RS码编码步骤中，编码产生的冗余数据码字块的大小占编码后的数据码字块的20-30%。
6.一种用于二维图形码的级联纠错编码装置，其特征在于，包括: 分块模块，用于对二维图形码的数据码字信息进行分块，获得多个数据码字块； RS码编码模块，用于对所述多个数据码字块中的每一个数据码字块进行RS码编码； 数据码字块重组模块，用于将经过RS码编码后的多个数据码字块按照原有顺序进行重组，形成一个码字阵列； HoVer码编码模块，用于对该码字阵列进行HoVer码编码。
7.如权利要求6所述的用于二维图形码的级联纠错编码装置，其特征在于，所述二维图形码的数据码字信息大于4字节。
8.如权利要求6所述的用于二维图形码的级联纠错编码装置，其特征在于，所述二维图形码的数据码字信息大于8字节。
9.如权利要求6所述的用于二维图形码的级联纠错编码装置，其特征在于，所述二维图形码的数据码字信息大于16字节。
10.如权利要求6所述的用于二维图形码的级联纠错编码装置，其特征在于，所述RS码编码模块产生的冗余数据码字块的大小占编码后的数据码字块的20-30%。
【文档编号】H03M13/15GK103986476SQ201410215991
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】朱媛媛 申请人:北京京东尚科信息技术有限公司, 北京京东世纪贸易有限公司