專利名稱：彩色條碼的生成方法及系統(tǒng)、彩色條碼的解析方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于彩色條碼技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種彩色條碼的生成方法，同時涉及一種彩色條碼的生成系統(tǒng)；此外，本發(fā)明還涉及一種利用上述生成方法生成的彩色條碼的解析方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
二維條碼/ 二維碼O-dimensional barcode)是用某種約定的幾何圖形，按一定規(guī)律在平面(二維方向上)分布的黑白相間的圖形，記錄編碼數(shù)據(jù)的“1”、“0”符號信息的； 單元點的排列組合確定了二維條碼所代表的信息。二維條碼的信息表述，取決于二維條碼圖形中黑白點陣的發(fā)布及面積，該特點使得其在識讀時，對其圖形的獲取要求變得很高，通常，高清晰度和低畸變是最根本的要求。彩色條碼是一種基于計算機圖像處理技術(shù)和組合編碼原理等基礎(chǔ)上，發(fā)展的一種新型圖形符號自動識讀處理碼制。彩色條碼以紅、綠、藍(lán)和黑四種顏色來表述編碼數(shù)據(jù)流中的四進(jìn)制信息(即0、1、2和幻，四種顏色的組合確定了彩色條碼所包含的信息。彩色條碼與傳統(tǒng)二維碼的最大區(qū)別，是信息載體表現(xiàn)形式發(fā)生了根本性的變化。 彩色條碼的信息載體是充滿上述四種顏色的方形單元，所有單元按序排列，組成最終的彩色條碼圖形。彩色條碼信息的獲取，取決于對單元的整個面積上有效四種顏色的判斷，該判斷采用多點取樣及闕值判別方式來獲取色彩信息，并進(jìn)一步獲取4進(jìn)制編碼數(shù)據(jù)信息；在信息流處理上采用冗余糾錯等方法，使得彩色條碼能夠在低分辨率的光學(xué)攝像頭下，獲得較高的識讀率。彩色條碼系統(tǒng)基于單元“面”上的有效顏色來表述信息，克服了傳統(tǒng)二維碼必須精準(zhǔn)判斷像素“點”的信息的困難，使得其用于范圍更加廣闊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種彩色條碼的生成方法，生成的彩色條碼的識別率高。本發(fā)明還提供一種彩色條碼的生成系統(tǒng)，生成的彩色條碼的識別率高。同時，本發(fā)明提供一種利用上述生成方法生成的彩色條碼的解析方法，可快速解析出彩色條碼的信息。此外，本發(fā)明進(jìn)一步提供一種利用上述生成方法生成的彩色條碼的解析系統(tǒng)，可快速解析出彩色條碼的信息。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種彩色條碼的生成方法，所述彩色條碼包括有效圖形分隔區(qū)域、數(shù)據(jù)單元區(qū)域、 定位單元和有效圖形外框；所述彩色條碼包括N種色彩，其中，N為大于等于2的整數(shù)；所述方法包括如下步驟
A、設(shè)定彩色條碼N種色彩的對應(yīng)表；B、選擇信息數(shù)據(jù)，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理；并獲得編碼信息，以確保在逆向的數(shù)據(jù)信息的解碼還原中，實現(xiàn)糾錯并可準(zhǔn)確地獲得唯一的正確結(jié)果；C、完成定位單元的數(shù)據(jù)定義，并形成完整的彩色條碼圖形信息；D、按照彩色條碼N種色彩的對應(yīng)表，定義彩色條碼圖形信息每位對應(yīng)的單元顏色，并在圖中相應(yīng)的數(shù)據(jù)位滿格填充；E、加載緊鄰有效信息圖區(qū)的外框和分隔區(qū)域；形成最終的彩色條碼圖案。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟B中，采用CRC循環(huán)冗余校驗運算和 reed-solomon糾錯編碼運算編碼方式，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述彩色條碼包括四種色彩，即N = 4 ；所述步驟A中，設(shè)定彩色條碼四種色彩的四進(jìn)制對應(yīng)表；所述步驟B中，轉(zhuǎn)換編碼信息為4進(jìn)制代碼[Dl，…Dm-l，Dm+l，-Dn,…Dm+n-1]；所述步驟C中，定義DO = Dm = Dn,Dm+n = Dn，完成定位單元的數(shù)據(jù)定義，并形成完整的彩色條碼圖形信息[DO，-,Dm,…，Dn，…，Dm+n];所述步驟D中，按照彩色條碼單元四色的4進(jìn)制對應(yīng)表，定義彩色條碼圖形信息 [DO, -,Dm,…，Dn，…，Dm+n]每位對應(yīng)的單元顏色，并在相應(yīng)的數(shù)據(jù)位滿格填充；所述步驟E中，加載緊鄰有效信息圖區(qū)的黑色外框和白色分隔區(qū)域；形成最終的彩色條碼圖案。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟B進(jìn)一步包括在彩色條碼的內(nèi)部嵌入一個校驗位，并使用特定的離散數(shù)學(xué)方法計算出循環(huán)冗余校驗碼；稱彩色條碼內(nèi)部所表達(dá)的整數(shù)為消息；而用一個特定的多項式的系數(shù)來表示消息數(shù)碼在二進(jìn)制下的比特位，此多項式被稱之為消息多項式M(X)；同時，另選一個最高階次為η的生成多項式G(X)；得到以下的多項式公式M(X) = Q(X)*G(x)+R(X)；其中，Q(χ)為商多項式，而 R(χ)為余數(shù)多項式，余數(shù)多項式所對應(yīng)的η比特的數(shù)值就是上述校驗碼。一種彩色條碼的生成系統(tǒng)，所述彩色條碼包括有效圖形分隔區(qū)域、數(shù)據(jù)單元區(qū)域、 定位單元和有效圖形外框；所述彩色條碼包括N種色彩，其中，N為大于等于2的整數(shù)；所述系統(tǒng)包括對應(yīng)表設(shè)定模塊，用以設(shè)定彩色條碼N種色彩的對應(yīng)表；編碼模塊，用以選擇信息數(shù)據(jù)，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理；編碼信息獲取模塊，用以獲得編碼信息，以確保在逆向的數(shù)據(jù)信息的解碼還原中， 實現(xiàn)糾錯并可準(zhǔn)確地獲得唯一的正確結(jié)果；圖形形成模塊，用以完成定位單元的數(shù)據(jù)定義，并形成完整的彩色條碼圖形信息；色彩填充模塊，用以按照彩色條碼N種色彩的對應(yīng)表，定義彩色條碼圖形信息每位對應(yīng)的單元顏色，并在圖中相應(yīng)的數(shù)據(jù)位滿格填充；外框分隔區(qū)域加載模塊，用以加載緊鄰有效信息圖區(qū)的外框和分隔區(qū)域，形成最終的彩色條碼圖案。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述編碼模塊采用CRC循環(huán)冗余校驗運算和reed-solomon糾錯編碼運算編碼方式，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述彩色條碼包括四種色彩，即N = 4 ；所述對應(yīng)表設(shè)定模塊設(shè)定彩色條碼四種色彩的四進(jìn)制對應(yīng)表；所述編碼信息獲取模塊進(jìn)一步用以轉(zhuǎn)換編碼信息為四進(jìn)制代碼。一種利用上述方法生成的彩色條碼的解析方法，所述方法包括如下步驟I、通過光學(xué)設(shè)備光學(xué)掃描并獲得含有彩色條碼圖案的圖像；II、搜索所述圖像中的彩色條碼區(qū)域，通過邊界運算方，并根據(jù)彩色條碼的有效圖形分隔區(qū)域為第一顏色、有效圖形外框內(nèi)為第二顏色，從整個圖像中提取出有效的彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值；III、根據(jù)彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值，計算出每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域的頂點坐標(biāo)，并在每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域內(nèi)按照均等間隔點采樣其色彩數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計該數(shù)據(jù)單元區(qū)域所有的取樣點的有效顏色，判別N色中的各有效色是否達(dá)到判決闕值，并以達(dá)到和超過判決闕值，同時統(tǒng)計值為最大的有效顏色，作為該單元的實際有效顏色；其中，N大于等于2 ；IV、在所有的數(shù)據(jù)單元區(qū)域完成有效顏色的確定后，通過四個頂點單元有效色的對應(yīng)關(guān)系，判斷出定位單元的位置，并提取出有效的彩色條碼信息；V、剔去定位數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)序列和彩色條碼的信息數(shù)據(jù)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述圖像為獨立的彩色條碼圖形，或者還包含其它的背景圖像和噪聲干擾，或是在移動狀況下和流媒體上獲得的模糊影像。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟III中，對彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值內(nèi)的有效數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行亮度、色度的調(diào)整和補償，并做降噪處理，降低環(huán)境光線和光學(xué)設(shè)備對圖像色彩的影響。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟V剔去定位數(shù)據(jù)步驟中，獲得數(shù)據(jù)序列和彩色條碼的信息數(shù)據(jù)指剔去定位數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)序列，并以此數(shù)據(jù)實現(xiàn)reed-solomon糾錯解碼運算和進(jìn)一步的CRC循環(huán)冗余校驗運算，獲取通過后的數(shù)據(jù)即為彩色條碼的信息數(shù)據(jù)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述判決闕值設(shè)置為40-50%。一種利用上述方法生成的彩色條碼的解析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括圖像獲取模塊，用以獲得含有彩色條碼圖案的圖像；頂點坐標(biāo)值獲取模塊，用以搜索所述圖像中的彩色條碼區(qū)域，通過邊界運算方，并根據(jù)彩色條碼的有效圖形分隔區(qū)域為第一顏色，和有效圖形外框內(nèi)為第二顏色，從整個圖像中提取出有效的彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值；有效顏色判決模塊，用以根據(jù)彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值，計算出每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域的頂點坐標(biāo)，并在每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域內(nèi)按照均等間隔點采樣其色彩數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計該數(shù)據(jù)單元區(qū)域所有的取樣點的有效顏色，判別N色中的各有效色是否達(dá)到判決闕值，并以達(dá)到和超過判決闕值，同時統(tǒng)計值為最大的有效顏色，作為該單元的實際有效顏色；其中，N 大于等于2;定位單元位置判斷模塊，用以在所有的數(shù)據(jù)單元區(qū)域完成有效顏色的確定后，通過四個頂點單元有效色的對應(yīng)關(guān)系，判斷出定位單元的位置，并提取出有效的彩色條碼信息；
定位數(shù)據(jù)剔除模塊，用以剔去定位數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)序列和彩色條碼的信息數(shù)據(jù)。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的彩色條碼的生成方法及系統(tǒng)，可生成容易識別的彩色條碼，以解決目前二維碼識別難度大，識讀設(shè)備技術(shù)要求高和成本昂貴的問題， 同時降低了條碼的識讀要求，使得條碼的應(yīng)用更加普及和更加廣泛，識別設(shè)備更加地低廉。 另外，本發(fā)明結(jié)合冗余校驗和容錯編碼的結(jié)果，提供了解碼過程的唯一和一致可能。通過特殊進(jìn)制下冗余產(chǎn)生多項式的選用，提供了校驗位對錯誤的靈敏和對碰撞的有效降低。此外， 本發(fā)明通過糾錯編碼參數(shù)的選定，最大限度保證有效數(shù)據(jù)的長度，及對錯誤的有效糾正；通過編碼技術(shù)和公式的選定，減低對支持硬件的要求，以致減低設(shè)備的工業(yè)成本。


圖1為本發(fā)明方法生成的彩色條碼的編碼示意圖。圖2為彩色條碼的解析示意圖。圖3為本發(fā)明彩色條碼生成方法的流程圖。圖4為本發(fā)明彩色條碼解析方法的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。實施例一本發(fā)明揭示了一種彩色條碼的生成系統(tǒng)，請參閱圖1，彩色條碼包括有效圖形分隔區(qū)域1、數(shù)據(jù)單元區(qū)域2、定位單元3和有效圖形外框4。所述彩色條碼包括N種色彩，其中， N為大于等于2的整數(shù)。本實施例以四種色彩為例介紹本發(fā)明，即本實施例中，N = 4。所述對應(yīng)表設(shè)定模塊設(shè)定彩色條碼四種色彩的四進(jìn)制對應(yīng)表；所述編碼信息獲取模塊進(jìn)一步用以轉(zhuǎn)換編碼信息為四進(jìn)制代碼。所述系統(tǒng)包括對應(yīng)表設(shè)定模塊、編碼模塊、編碼信息獲取模塊、圖形形成模塊、色彩填充模塊、外框分隔區(qū)域加載模塊。對應(yīng)表設(shè)定模塊用以設(shè)定彩色條碼N種色彩的對應(yīng)表；編碼模塊用以選擇信息數(shù)據(jù)，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。本實施例中，所述編碼模塊采用CRC循環(huán)冗余校驗運算和reed-solomon糾錯編碼運算編碼方式，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。編碼信息獲取模塊用以獲得編碼信息，以確保在逆向的數(shù)據(jù)信息的解碼還原中， 實現(xiàn)糾錯并可準(zhǔn)確地獲得唯一的正確結(jié)果；圖形形成模塊用以完成定位單元的數(shù)據(jù)定義，并形成完整的彩色條碼圖形信息；色彩填充模塊用以按照彩色條碼N種色彩的對應(yīng)表，定義彩色條碼圖形信息每位對應(yīng)的單元顏色，并在圖中相應(yīng)的數(shù)據(jù)位滿格填充；外框分隔區(qū)域加載模塊用以加載緊鄰有效信息圖區(qū)的外框和分隔區(qū)域，形成最終的彩色條碼圖案。以上介紹了本發(fā)明的彩色條碼的生成系統(tǒng)，本發(fā)明在揭示上述彩色條碼的生成系統(tǒng)的同時，還揭示了一種彩色條碼的生成方法；請參閱圖3，所述方法包括如下步驟步驟A設(shè)定彩色條碼四種色彩的四進(jìn)制對應(yīng)表；
步驟B選擇信息數(shù)據(jù)，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理；并獲得編碼信息，以確保在逆向的數(shù)據(jù)信息的解碼還原中，實現(xiàn)糾錯并可準(zhǔn)確地獲得唯一的正確結(jié)果。本實施例中，采用CRC循環(huán)冗余校驗運算和reed-solomon糾錯編碼運算編碼方式，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。并獲得編碼信息，以確保在逆向的數(shù)據(jù)信息的解碼還原中， 實現(xiàn)糾錯并能夠準(zhǔn)確地獲得唯一的正確結(jié)果。循環(huán)冗余校驗為確保證彩碼所代表參數(shù)的一致性，本發(fā)明在彩碼的內(nèi)部嵌入一個校驗位，并使用特定的離散數(shù)學(xué)方法計算出循環(huán)冗余校驗碼。由于額外校驗碼的存在，使得錯誤檢測成為可能。為討論方便，這里稱彩碼內(nèi)部所表達(dá)的整數(shù)為消息。而用一個特定的多項式的系數(shù)來表示消息數(shù)碼在二進(jìn)制下的比特位，此多項式被稱之為消息多項式M(X)。同時，另選一個最高階次為η的生成多項式G(x)?？梢缘玫揭韵碌亩囗検焦組(x)= Q(x)*G(x)+R(x)。這里，Q(χ)為商多項式，而R(x)為余數(shù)多項式。其中，余數(shù)多項式所對應(yīng)的η比特的數(shù)值就是上述的校驗碼。由于生成多項式是確定的，彩碼的發(fā)布方和接受方可以用同樣的方法計算校驗位。這里，主要目的不是驗證碼的真?zhèn)?，而是盡量保證收發(fā)雙方對碼的一致性。由于其數(shù)學(xué)特性的緣故，生成多項式的選取對于錯誤檢測靈敏度的提升和對數(shù)據(jù)碰撞機率的降低有很重要的關(guān)聯(lián)。多項式的階次越高，校驗也越有效；然而，高次階占用的有效數(shù)據(jù)位也越多。最終選取一個階次η為6的多項式，作為計算校驗位的生成多項式。糾錯編碼當(dāng)彩碼被攝像設(shè)備采取的時候，由于角度，聚焦，亮度及色差的緣故，對每一個基色單元的檢測，以致背后參數(shù)的確定，存在不可避免的誤差。而這些誤差是無法從冗余校驗位得到恢復(fù)的。彩碼除了引入冗余驗證，同時還應(yīng)用了基于BCH編碼的糾錯機制。通過擴增數(shù)據(jù)長度，我們可以在每增加部分基于有效基色單元而計算出來的單元基礎(chǔ)上，完全消除有限的來自任何基色單元的判別錯誤。當(dāng)然，具體可以糾正多少基色單元的錯誤，則完全取決于所用BCH編碼的Hamming距離。根據(jù)編碼理論，每增加倆個基色單元，可以糾正一個來自基色單元的錯誤。基于這樣編碼技術(shù)的解碼過程中，可以完全對解碼的結(jié)果作出正確或錯誤的判斷，因為算法可以提供一個對代碼Hamming距離的判斷。當(dāng)距離估值超過我們所認(rèn)可的范圍時，我們就可以認(rèn)為碰到了不可恢復(fù)的錯誤。由此，解碼出現(xiàn)的結(jié)果會給我們一個初步的正確保證。步驟C定義DO= Dm = Dn, Dm+n = Dn，完成定位單元的數(shù)據(jù)定義，并形成完整的彩色條碼圖形信息[DO，-,Dm,…，Dn，-,Dm+n]；步驟D按照彩色條碼單元四色的4進(jìn)制對應(yīng)表，定義彩色條碼圖形信息[D0，···， Dm,…，Dn，…，Dm+n]每位對應(yīng)的單元顏色，并在相應(yīng)的數(shù)據(jù)位滿格填充；步驟E加載緊鄰有效信息圖區(qū)的黑色外框和白色分隔區(qū)域；形成最終的彩色條碼圖案。本發(fā)明同時揭示利用上述方法生成的彩色條碼的解析方法，請參閱圖4，所述方法包括如下步驟步驟I通過光學(xué)設(shè)備光學(xué)掃描并獲得含有彩色條碼圖案的圖像；所述圖像為獨立的彩色條碼圖形，或者還包含其它的背景圖像和噪聲干擾，或是在移動狀況下和流媒體上獲得的模糊影像。步驟II搜索所述圖像中的彩色條碼區(qū)域，通過邊界運算方，并根據(jù)彩色條碼的有效圖形分隔區(qū)域為第一顏色、有效圖形外框內(nèi)為第二顏色，從整個圖像中提取出有效的彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值。步驟III根據(jù)彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值，計算出每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域的頂點坐標(biāo)，并在每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域內(nèi)按照均等間隔點采樣其色彩數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計該數(shù)據(jù)單元區(qū)域所有的取樣點的有效顏色，判別N色中的各有效色是否達(dá)到判決闕值(所述判決闕值可設(shè)置為40-50% )，并以達(dá)到和超過判決闕值，同時統(tǒng)計值為最大的有效顏色，作為該單元的實際有效顏色；其中，N大于等于2。其中，對彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值內(nèi)的有效數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行亮度、色度的調(diào)整和補償，并做降噪處理，降低環(huán)境光線和光學(xué)設(shè)備對圖像色彩的影響。步驟IV在所有的數(shù)據(jù)單元區(qū)域完成有效顏色的確定后，通過四個頂點單元有效色的對應(yīng)關(guān)系，判斷出定位單元的位置，并提取出有效的彩色條碼信息。步驟V剔去定位數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)序列和彩色條碼的信息數(shù)據(jù)。其中，獲得數(shù)據(jù)序列和彩色條碼的信息數(shù)據(jù)指剔去定位數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)序列，并以此數(shù)據(jù)實現(xiàn)reed-solomon 糾錯解碼運算和進(jìn)一步的CRC循環(huán)冗余校驗運算，獲取通過后的數(shù)據(jù)即為彩色條碼的信息數(shù)據(jù)。本實施例中，彩色條碼的解析方法包括如下步驟-通過光學(xué)設(shè)備(如掃描儀和攝像設(shè)備等)，光學(xué)掃描并獲得含有彩色條碼圖案的圖像，該圖像中可能是獨立的彩色條碼圖形，也可能包含其它的背景圖像和噪聲干擾等，或是在移動狀況下和流媒體上獲得的模糊影像；-搜索圖像中的彩色條碼區(qū)域，通過邊界運算方，并根據(jù)彩色條碼的有效圖形分隔區(qū)域為白色，和有效圖形外框內(nèi)為非白色的特點，可以從整個圖像中提取出有效的彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點 X，Y 坐標(biāo)值:P(a0, b0)，P(a1; bi)，P(a2，b2)和 P(a3，b3)；-對彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值P(a0, b0)，P ( ，Id1)，P (a2，b2)和P (a3, b3)內(nèi)的有效數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行亮度、色度的調(diào)整和補償，并做降噪處理，降低環(huán)境光線和光學(xué)設(shè)備對圖像色彩的影響；-根據(jù)彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值，計算出每個單元的頂點坐標(biāo)，并在每個單元內(nèi)按照均等間隔點采樣其色彩數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計該單元所以的取樣點的有效顏色，判別4色中的某種有效色是否達(dá)到判決闕值(如45% )，并以達(dá)到和超過判決闕值，同時統(tǒng)計值為最大的有效顏色，作為該單元的實際有效顏色；-在所有的單元完成有效顏色的確定后，通過四個頂點單元有效色的對應(yīng)關(guān)系，判斷出DO，Dm, Dn和Dm+n的位置，并提取出有效的彩色條碼信息[D0，. . .，Dm，. . .，Dn，...， Dm+n]；-剔去定位數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)序列[Dl，...，Dm-l，Dm+l，...，Dn，...，Dm+n-l]，并以
此數(shù)據(jù)實現(xiàn)reed-solomon糾錯解碼運算和進(jìn)一步的CRC循環(huán)冗余校驗運算，獲取通過后的數(shù)據(jù)即為彩色條碼的信息數(shù)據(jù)。此外，本發(fā)明同時揭示一種利用彩色條碼的解析系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括圖像獲取模塊、頂點坐標(biāo)值獲取模塊、有效顏色判決模塊、定位單元位置判斷模塊、定位數(shù)據(jù)剔除模塊。圖像獲取模塊用以獲得含有彩色條碼圖案的圖像；頂點坐標(biāo)值獲取模塊用以搜索所述圖像中的彩色條碼區(qū)域，通過邊界運算方，并根據(jù)彩色條碼的有效圖形分隔區(qū)域為第一顏色，和有效圖形外框內(nèi)為第二顏色，從整個圖像中提取出有效的彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值；有效顏色判決模塊用以根據(jù)彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值，計算出每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域的頂點坐標(biāo)，并在每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域內(nèi)按照均等間隔點采樣其色彩數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計該數(shù)據(jù)單元區(qū)域所有的取樣點的有效顏色，判別N色中的各有效色是否達(dá)到判決闕值，并以達(dá)到和超過判決闕值，同時統(tǒng)計值為最大的有效顏色，作為該單元的實際有效顏色；其中，N 大于等于2;定位單元位置判斷模塊用以在所有的數(shù)據(jù)單元區(qū)域完成有效顏色的確定后，通過四個頂點單元有效色的對應(yīng)關(guān)系，判斷出定位單元的位置，并提取出有效的彩色條碼信息；定位數(shù)據(jù)剔除模塊用以剔去定位數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)序列和彩色條碼的信息數(shù)據(jù)。綜上所述，本發(fā)明提出的彩色條碼的生成方法及系統(tǒng)，可生成容易識別的彩色條碼，以解決目前二維碼識別難度大，識讀設(shè)備技術(shù)要求高和成本昂貴的問題，同時降低了條碼的識讀要求，使得條碼的應(yīng)用更加普及和更加廣泛，識別設(shè)備更加地低廉。另外，本發(fā)明結(jié)合冗余校驗和容錯編碼的結(jié)果，提供了解碼過程的唯一和一致可能。通過特殊進(jìn)制下冗余產(chǎn)生多項式的選用，提供了校驗位對錯誤的靈敏和對碰撞的有效降低。此外，本發(fā)明通過糾錯編碼參數(shù)的選定，最大限度保證有效數(shù)據(jù)的長度，及對錯誤的有效糾正；通過編碼技術(shù)和公式的選定，減低對支持硬件的要求，以致減低設(shè)備的工業(yè)成本。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、 材料和部件來實現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進(jìn)行其它變形和改變。
權(quán)利要求
1.一種彩色條碼的生成方法，其特征在于所述彩色條碼包括有效圖形分隔區(qū)域、數(shù)據(jù)單元區(qū)域、定位單元和有效圖形外框；所述彩色條碼包括N種色彩，其中，N為大于等于2 的整數(shù)；所述方法包括如下步驟A、設(shè)定彩色條碼N種色彩的對應(yīng)表；B、選擇信息數(shù)據(jù)，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理；并獲得編碼信息，以確保在逆向的數(shù)據(jù)信息的解碼還原中，實現(xiàn)糾錯并可準(zhǔn)確地獲得唯一的正確結(jié)果；C、完成定位單元的數(shù)據(jù)定義，并形成完整的彩色條碼圖形信息；D、按照彩色條碼N種色彩的對應(yīng)表，定義彩色條碼圖形信息每位對應(yīng)的單元顏色，并在圖中相應(yīng)的數(shù)據(jù)位滿格填充；E、加載緊鄰有效信息圖區(qū)的外框和分隔區(qū)域；形成最終的彩色條碼圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色條碼的生成方法，其特征在于所述步驟B中，采用CRC循環(huán)冗余校驗運算和reed-solomon糾錯編碼運算編碼方式， 對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色條碼的生成方法，其特征在于所述彩色條碼包括四種色彩，即N = 4 ；所述步驟A中，設(shè)定彩色條碼四種色彩的四進(jìn)制對應(yīng)表；所述步驟B中，轉(zhuǎn)換編碼信息為4進(jìn)制代碼[Dl，…Dm-l，Dm+l，-Dn,…Dm+n-1]；所述步驟C中，定義DO = Dm = Dn,Dm+n = Dn，完成定位單元的數(shù)據(jù)定義，并形成完整的彩色條碼圖形信息[D0，…，Dm，…，Dn，…，Dm+n];所述步驟D中，按照彩色條碼單元四色的4進(jìn)制對應(yīng)表，定義彩色條碼圖形信息 [DO, -,Dm,…，Dn，…，Dm+n]每位對應(yīng)的單元顏色，并在相應(yīng)的數(shù)據(jù)位滿格填充；所述步驟E中，加載緊鄰有效信息圖區(qū)的黑色外框和白色分隔區(qū)域；形成最終的彩色條碼圖案。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色條碼的生成方法，其特征在于所述步驟B進(jìn)一步包括在彩色條碼的內(nèi)部嵌入一個校驗位，并使用特定的離散數(shù)學(xué)方法計算出循環(huán)冗余校驗碼；稱彩色條碼內(nèi)部所表達(dá)的整數(shù)為消息；而用一個特定的多項式的系數(shù)來表示消息數(shù)碼在二進(jìn)制下的比特位，此多項式被稱之為消息多項式M(X)；同時，另選一個最高階次為η的生成多項式G(X)；得到以下的多項式公式=M(x) = Q(x)*G(x)+R(x)；其中，Q(X)為商多項式，而R(X)為余數(shù)多項式，余數(shù)多項式所對應(yīng)的η比特的數(shù)值就是上述校驗碼。
5.一種彩色條碼的生成系統(tǒng)，其特征在于所述彩色條碼包括有效圖形分隔區(qū)域、數(shù)據(jù)單元區(qū)域、定位單元和有效圖形外框；所述彩色條碼包括N種色彩，其中，N為大于等于2 的整數(shù)；所述系統(tǒng)包括對應(yīng)表設(shè)定模塊，用以設(shè)定彩色條碼N種色彩的對應(yīng)表；編碼模塊，用以選擇信息數(shù)據(jù)，對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理；編碼信息獲取模塊，用以獲得編碼信息，以確保在逆向的數(shù)據(jù)信息的解碼還原中，實現(xiàn)糾錯并可準(zhǔn)確地獲得唯一的正確結(jié)果；圖形形成模塊，用以完成定位單元的數(shù)據(jù)定義，并形成完整的彩色條碼圖形信息；色彩填充模塊，用以按照彩色條碼N種色彩的對應(yīng)表，定義彩色條碼圖形信息每位對應(yīng)的單元顏色，并在圖中相應(yīng)的數(shù)據(jù)位滿格填充；外框分隔區(qū)域加載模塊，用以加載緊鄰有效信息圖區(qū)的外框和分隔區(qū)域，形成最終的彩色條碼圖案。
6.一種利用權(quán)利要求1至4之一所述方法生成的彩色條碼的解析方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟I、通過光學(xué)設(shè)備光學(xué)掃描并獲得含有彩色條碼圖案的圖像；II、搜索所述圖像中的彩色條碼區(qū)域，通過邊界運算方，并根據(jù)彩色條碼的有效圖形分隔區(qū)域為第一顏色、有效圖形外框內(nèi)為第二顏色，從整個圖像中提取出有效的彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值；III、根據(jù)彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值，計算出每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域的頂點坐標(biāo)，并在每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域內(nèi)按照均等間隔點采樣其色彩數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計該數(shù)據(jù)單元區(qū)域所有的取樣點的有效顏色，判別N色中的各有效色是否達(dá)到判決闕值，并以達(dá)到和超過判決闕值，同時統(tǒng)計值為最大的有效顏色，作為該單元的實際有效顏色；其中，N大于等于2 ；IV、在所有的數(shù)據(jù)單元區(qū)域完成有效顏色的確定后，通過若干個頂點單元有效色的對應(yīng)關(guān)系，判斷出定位單元的位置，并提取出有效的彩色條碼信息；V、剔去定位數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)序列和彩色條碼的信息數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的彩色條碼的解析方法，其特征在于所述圖像為獨立的彩色條碼圖形，或者還包含其它的背景圖像和噪聲干擾，或是在移動狀況下和流媒體上獲得的模糊影像。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的彩色條碼的解析方法，其特征在于所述步驟III中，對彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值內(nèi)的有效數(shù)據(jù)區(qū)域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)， 進(jìn)行亮度、色度的調(diào)整和補償，并做降噪處理，降低環(huán)境光線和光學(xué)設(shè)備對圖像色彩的影響。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的彩色條碼的解析方法，其特征在于所述步驟V剔去定位數(shù)據(jù)步驟中，獲得數(shù)據(jù)序列和彩色條碼的信息數(shù)據(jù)指剔去定位數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)序列，并以此數(shù)據(jù)實現(xiàn)reed-solomon糾錯解碼運算和進(jìn)一步的CRC循環(huán)冗余校驗運算，獲取通過后的數(shù)據(jù)即為彩色條碼的信息數(shù)據(jù)。
10.一種利用權(quán)利要求1至4之一所述方法生成的彩色條碼的解析系統(tǒng)，其特征在于， 所述系統(tǒng)包括圖像獲取模塊，用以獲得含有彩色條碼圖案的圖像；頂點坐標(biāo)值獲取模塊，用以搜索所述圖像中的彩色條碼區(qū)域，通過邊界運算方，并根據(jù)彩色條碼的有效圖形分隔區(qū)域為第一顏色，和有效圖形外框內(nèi)為第二顏色，從整個圖像中提取出有效的彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值；有效顏色判決模塊，用以根據(jù)彩色條碼數(shù)據(jù)區(qū)的頂點坐標(biāo)值，計算出每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域的頂點坐標(biāo)，并在每個數(shù)據(jù)單元區(qū)域內(nèi)按照均等間隔點采樣其色彩數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計該數(shù)據(jù)單元區(qū)域所有的取樣點的有效顏色，判別N色中的各有效色是否達(dá)到判決闕值，并以達(dá)到和超過判決闕值，同時統(tǒng)計值為最大的有效顏色，作為該單元的實際有效顏色；其中，N大于等于2;定位單元位置判斷模塊，用以在所有的數(shù)據(jù)單元區(qū)域完成有效顏色的確定后，通過若干個頂點單元有效色的對應(yīng)關(guān)系，判斷出定位單元的位置，并提取出有效的彩色條碼信息；定位數(shù)據(jù)剔除模塊，用以剔去定位數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)序列和彩色條碼的信息數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種彩色條碼的生成方法及系統(tǒng)、彩色條碼的解析方法及系統(tǒng)，本發(fā)明可生成容易識別的彩色條碼，以解決目前二維碼識別難度大，識讀設(shè)備技術(shù)要求高和成本昂貴的問題，同時降低了條碼的識讀要求，使得條碼的應(yīng)用更加普及和更加廣泛，識別設(shè)備更加地低廉。另外，本發(fā)明結(jié)合冗余校驗和容錯編碼的結(jié)果，提供了解碼過程的唯一和一致可能。
文檔編號G06K19/06GK102243712SQ20101017588
公開日2011年11月16日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者熊超凡, 錢衛(wèi)民, 黃杰 申請人:上海彩碼信息科技有限公司