CCQR码的编码方法及译码方法

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CCQR码的编码方法及译码方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于信息编码领域，为防伪领域提供一种切实有效的方法。具体地说是一种拥有两个区域的黑白色明码，以及一个区域的彩码的多区域编码方法。涉及一种CCQR码的生成方法，还涉及一种利用上述生成方法生成的CCQR码的识读方法。\n背景技术\n[0002] 目前，广泛使用的QR码是一种二维空间的条码，QR码采用深色和浅色两种颜色填充整个图形。这一特性使其容易被仿制，在防伪发面并不适合。\n[0003] 另外彩码(Color Code)的发明是全球第三代条码技术的代表，彩码将颜色确定在黑，蓝，绿，红四色，这样通过喷码技术能快速印制不同的彩码，但也给仿制者带来了便利，因此在防伪方面也不适合。\n[0004] CCQR码是一种在计算机图像处理技术和组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理快速响应码。CCQR与QR码和彩码的最大区别，彩色区域上的颜色上得到了丰富，这也为防伪提供了一个切入点，同时保留了黑白色的快速准确识别的优点。但是目前还没有一套快速让CCQR码的生成以及识读方法。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的就是提供一种CCQR码的生成方法，并提供一种利用上述生成方法生成的CCQR码的识读方法。\n[0006] 具体实现方案：一种CCQR码的编码方法及译码方法。所述CCQR码包括功能图形区、版本信息区、格式信息区、两个矩形彩色区、黑白色产品信息区、黑白色校验区。所述编码方法包括如下过程：\n[0007] A、为彩色区域A1和A2设定偏移量、掩码值和N(N∈(2，4，8，16..，256))种色彩的对应表，同时为彩色区A和黑白区B，C枚举所有版本号以及相关的纠错数据的字节数和信息数据字节数。\n[0008] B、选择信息数据，根据A，B，C信息字节长度选取适当的版本号，根据A步骤中的偏移量、掩码值、当前版本号的纠错数据的字节数和信息数据字节数对信息数据A，B，C进行编码处理；\n[0009] C、将彩色图形A1区和A2区的数据位，按照N种色彩的对应表满格填充；将黑白区B，C按照黑为1，白为0的方式将其按位填充在B区的图像中和C区图像中。\n[0010] D、将彩色区和黑白区加载相关功能图形、版本信息、格式信息形成最终的CCQR图案。\n[0011] 所述译码方法在执行之前会有一个CCQR码信息获取的过程：CCQR码信息的获取，分为彩色信息获取以及黑白信息获取，彩色获取取决于对单元的整个面积上的颜色的判断，该判断采用多点采样取平均颜色值方式，通过对应的颜色表进行数字化，在信息流处理上采用reed-solomon纠错方法得到彩色码信息；所述黑白信息通过取阈值的方法将原生图像二值化，通过黑表示1、白表示0的方法进行数字化，最后在信息流处理上采用reed-solomon纠错的方法得到最终的黑白码信息。所述译码方法包括如下过程：\n[0012] E、为彩色区域设定N种色彩范围的对应表。同时采用A步骤中的A1和A2的偏移量、掩码值和相关版本信息。\n[0013] F、根据QR标准的功能图形定位符号将图像单位化。\n[0014] G、根据QR标准读取格式信息和版本信息，将B区和C区根据黑为1白为0的原则将这两个区域数字化，然后通过去除掩码，纠错，取得B区和C区的内容。\n[0015] H、根据色彩范围对应表将A1区和A2区数字化同样经过去除掩码得到AD’与AD”，如果AD’ 与AD”相等，将他们作为一个数据AD，将AD进行纠错取得A区的内容。\n[0016] 本发明的有益效果在于本发明提出的CCQR码的编码方法及译码方法，继承了QR码快速准确识别的优点同时摒弃传统的单区域化。在CCQR码中，将整个图案划分为三个区域，结合了彩色和黑白色，多种样式组合使得更多的应用能因此得益，如防伪、抽奖、购票、追溯及现有条码的应用领域；另外，本发明结合冗余校验和容错编码的结果，提供了解码过程的唯一和一致可能。\n附图说明\n[0017] 图1是CCQR码结构分区示意图。图中A1区为左方彩色区域，图中A2区为上方彩色区域，图中B区为黑白色区域校验区，图中C区为黑白色产品信息区。\n[0018] 图2CCQR码编码排列顺序示意图。图中A1区从A1S处开始编码，至A1E处结束；\n图中A2区从A2S处开始编码，至A2E处结束；图中B区从BS处开始编码，至BE处结束；图中C区从CS处开始编码，CE处结束；图中所有齿纹状图形示意编码路径。\n[0019] 图3CCQR码数据比特流对应图形分布图。图中1和2都为编码时按照一个字节即八个比特所对应的图形分布结构，图中1是整齐排列的，图中2是不规则凹凸形方式排列的。\n具体实施方式\n[0020] 实例一：在具体实施的编码过程中，首先将所述A步骤的N暂定为4，代表一个像素能表示4位，即16种颜色，这里设定16种色彩对应表，如[OX0＝C0，OX1＝C1，OX2＝C2...OXF＝C15]。A步骤中所述的掩码值有8种，这是根据格式信息的中有3位代表掩码索引值，即。这里设定该8种掩码值[OX0＝S0，OX0＝S1，OX0＝S2...OX8＝S8]，A步骤中所述的偏移量由A1，A2构成，这是由于彩色区由A1区和A2区构成。这里选取他们的偏移量[A1＝01，A2＝02]。最后在A步骤中所述的枚举所有的版本号以及相关的纠错数据的字节数和数据字节数，[[V1[L EC＝4[D＝12]][M EC＝6[D＝10]][Q EC＝8[D＝8]][H EC＝10[D＝6]]][V2[LEC＝8[D＝24]][M EC＝12[D＝20]][Q EC＝16[D＝16]][H EC＝20[D＝12]]]...[V10[LEC＝20[D＝121]][M EC＝44[D＝97]][Q EC＝72[D＝69]][H EC＝86[D＝55]]]]这里一共只枚举10个A区版本信息。在上述版本信息中的L，M，Q，H为四个容错等级，这是根据格式信息的中有2位代表掩码索引值，即4种容错等级。在所述B步骤中具体实施时分为以下四步：\n[0021] 第一步，数据分析：选择所需的错误检测和容错等级。如果用户没有指定所采用的符号版本，则选择与数据相适应的最低的版本，需分别将A数据，B数据，C数据进行分析，选取其中的最高的版本。表1为彩色区和黑白区的版本号(表1表示一个像素能表示4位的情况下)以及相关的纠错数据的字节数和数据字节数。也就是B步骤所述的选取适当的版本号。\n[0022] 第二步，数据编码：在数据字节流的前2个字节标记为该数据字节总数，若数据字节流没有填充满该版本的数据码字节数，则加入填充字符以填满按照版本要求的数据码字数。\n[0023] 第三步，纠错编码：按照reed-solomon规则，生成纠错编码，并将其加入到相应的数据码字序列的后面形成最终的字节流AD。\n[0024] 第四步，生成A1与A2区的数据，B区数据，C区数据：生成A1与A2的数据需要借助A步骤中的偏移量S与掩码值A1，A2。其中A1D＝XOR(AD，S[(MASKPATTERN+A1)％8])。\nA2D＝XOR(AD，S[(MASKPATTERN+A2)％8])。然后通过颜色对照表，将A1D和A2D以x(这里x取4)位为单位取出，按照对应色彩表的值填充相应的RGB值。将A1区数据位按照图2的A1S点到A1E点的顺序填充。将A2区的数据位按照图2的A2S点到A2E点的顺序填充。\n根据QR标准的掩码规则作用于B区数据和C区数据。同时根据QR标准的掩码评价结果，选择其中使深色浅色模块比率最优且使不希望出现的图形最少化的结果。将B区的数据位按照图2的BS点到BE点的顺序填充。将C区的数据位按照图2的CS点到CE点的顺序填充。最后将彩色区和黑白区加载相关功能图形、版本信息、格式信息形成最终的CCQR图案。\n[0025] 译码之前先通过光学设备(如扫描仪或者摄像设备等)，光学扫描并获得上述所生成的 CCQR图案的图像，该图像中可能是独立的CCQR码图图形，也可能包含其他背景图像和噪声干扰，在移动状况下和流媒体上获得的模糊影像；\n[0026] 在具体实施的译码过程中，由于物理环境的影响如印刷的物理过程和相机拍摄的物理过程，颜色值不能是一个准确的值而是一个范围，因此在E步骤中需要设定N种色彩范围的对应表。这里暂定N为16，那么对应表为[OX0＝C0’-C0”，OX1＝C1’-C1”，OX2＝C2’-C2”...OXF＝C15’-C15”]，同时为了译码的正确，采用和A步骤中的A1和A2的偏移量、掩码值和相关版本信息。\n[0027] 具体实施时，在以上所述的F步骤中将图形单位化，先按照1∶1∶3∶1∶1的深浅规律寻找到QR码的三个“回”字形功能图形，定位以后，将回字形之间的距离除以可以计算出来的每个单元格的尺寸并将图像宽度和高度做同步缩小处理，同时保持每一个缩小的单元格像素都赋以缩小前的单元格区域内平均像素值，最终得到对应某一个版本的彩色单位化图形。\n[0028] 具体实施时，在以上所述的G步骤中的掩码是根据所取出来的格式信息选取的，B区以及C区采用同样的方式处理：如果当前单元格为黑色则将对应的数组中的值设置为1，如果为白色，则设置为0，再按照QR编码解码标准中掩膜图形生成条件做对应的处理。根据Reed-solomon算法进行纠错。最终获得B区以及C区的信息。根据E中的N中色彩范围的对应表，将A1区以及A2区数字化，再按照以下公式去除掩码分别得到AD’和AD”。公式如下：\n(1)AD’＝XOR(A1D，S[(MASKPATTERN+A1)mod 8])；(2)AD”＝XOR(A2D，S[(MASKPATTERN+A2)mod 8])。接下来判断AD’与AD”是否相等，如果相等将他们作为一个数据AD，将AD进行纠错取得A区的内容。否则，判定A区解析失败。其原因可能是物理过程如光线不充分、有色光干扰或印刷中不可控因素造成的颜色损失。\n[0029] 版本 字节总数 纠错等纠错码字数\n[0030]