專利名稱：適合移動應用的二維條碼系統及其編解碼方法
技術領域：
本發明涉及一種適合移動應用場合實際需要的二維條碼系統，也 涉及該二維條碼系統實現信息編、解碼的方法，屬于條碼技術領域。
技術背景二維條石馬(2 —dimensional bar code)是指在7_K平禾口垂直方向的 二維空間中存儲信息的條碼。它用若干個與二進制相對應的幾何形體 來表示文字或數值信息，并通過圖像采集設備或光電掃描設備自動進 行識讀，從而實現信息處理。二維條碼系統有多種不同的編碼方案(也稱碼制)。就這些碼制的 編碼原理而言，可分為線性堆疊式二維碼、矩陣式二維碼和郵政碼三 種不同的類型。無論是哪一種類型的碼制，都具備條碼技術的一些共 同特點由特定的字符集組成、字符占有一定的寬度、具有一定的校 驗功能等。目前，在日本、韓國等國家，利用具有拍照功能的手機拍攝二維條 碼，從而獲取相關的移動增值服務的手機二維條碼業務已得到廣泛應用。 2006年8月1日，中國移動在國內也推出手機二維條碼業務。可以預見， 在擁有4億以上手機用戶的中國，手機二維條碼業務將具有廣闊的發展 空間，為服務提供商、設備商、手機終端廠商、商家以及運營商帶來新 的機遇。在現有的手機二維條碼業務中，得到廣泛使用的是屬于矩陣式二維 碼類型的Data Matrix碼和QR碼。特別是QR碼，已經被中國移動接納 為開展手機二維條碼業務所采用的技術標準。但是，現有的二維條碼技 術方案仍然存在以下的不足一.在實際應用中，印刷在平面介質上的二維條碼往往會因為污 損等原因而出現局部損壞，造成二維條碼無法被正確識讀。為了解決 這一問題，二維條碼需要將部分信息重復表示(冗余)以實現糾錯功 能。另外，二維條碼為了滿足多個文字或圖形的編碼需求，需要提供 復雜的功能圖形。但是，二維條碼的實際印刷區域不可能太大，這就導致二維條碼的圖案將非常復雜、線條會過于纖細，普通的識讀設備難以準確識讀。以QR碼為例，現有移動電話中自帶的普通攝像頭一般都 無法滿足識讀QR碼的要求，需要帶有微距功能的高檔產品才能勝任。 這就為手機二維條碼業務的進一步推廣設置了障礙。二.從目前手機用戶的實際應用需求來看，主要包括以下幾類(1) 個人信息的管理和獲取，如基于二維條碼的名片和通信錄業務；(2) 業務營銷，如基于二維條碼的廣告鏈接業務；(3) 短消息應用，如基于二維條碼的短消息業務；(4) E-mail應用，如基于二維條碼的E-mail業務；(5) 顯示文本應用，如基于二維條碼的文本顯示以及以多種方式發 送該文本的業務等。就目前的發展趨勢來看，上述第(2)類業務是手機二維條碼業務 的重心所在。但是，開展第(2)類業務并不需要在二維條碼中包含過多 的信息。這意味著如果直接采用現有的二維條碼技術方案，會存在明顯 的數據信息冗余問題，造成資源上的浪費。另外，在這一類業務中，事 實上并不需要過多考慮二維碼的糾錯功能以及版本信息等內容。因此， 現有的手機二維條碼技術方案仍然存在業務針對性不強，適應能力不夠 等技術缺陷，不能完全滿足國內開展手機二維條碼業務的實際需要。 發明內容針對現有二維條碼技術方案所存在的不足，本發明提供了一種新 的二維條碼系統。該系統取消了通常二維條碼中的糾錯碼信息、版本 信息、格式信息等內容，使二維條碼更簡潔，更適應目前手機二維條 碼業務以營銷業務為重心的技術現狀。本發明的另外一個目的在于提供上述二維條碼系統實現編碼和解 碼的具體方法。為實現上述的發明目的，本發明采用下述的技術方案一種適合移動應用的二維條碼系統，由矩陣形式排列的多個信息 單元組成，其特征在于包括位于所述矩陣右上、左下、右下角的定位點信息單元；位于所述矩陣上側邊界上的輔助定位圖形信息單元，所述輔助定位 圖形信息單元中，相鄰單元的光學特性不同；位于所述矩陣左側邊界上的主定位圖形信息單元；與位于上側的所述輔助定位圖形信息單元和位于左側的主定位圖形 信息單元間隔一個信息單元位置的有效數據長度信息圖形信息單元、應 用類型信息單元、校驗圖形信息單元；位于所述矩陣內部的編碼區域信息單元，用于對數據信息或校驗碼 進行編碼。其中，所述矩陣陣列由10X10個所述信息單元組成。 所述信息單元的光學特性為其顏色屬性，所述顏色屬性分為深、淺兩種，分別表示二進制1和0。所述主定位圖形信息單元由7個連續的顏色特性為深色的信息單元組成。所述定位點信息單元為顏色特性為深色的信息單元。 一種用于對上述二維條碼系統進行信息編碼的方法，其特征在于包 括如下步驟(1) 數據編碼；(2) 數據校驗；(3) 在矩陣陣列中布置信息單元；(4) 掩膜；(5) 應用信息。其中，所述步驟(l)中，將輸入的數據每三位分為一組，將每組數據 轉換為10位二進制數；如果輸入的數據的位數不是3的倍數，所余的1 位或2位數字應分別轉換為4位或7位二進制數，然后將二進制數據連 接起來。所述步驟(3)中，首先生成10X10的空白矩陣；在主定位圖形、輔助 定位圖形、定位點相應的位置填入適當的深色或淺色信息單元；應用類 型信息暫時空置；在剩余的編碼區域中，表示數據的信息單元以從上到 下、從左到右的順序布置。所述步驟(4)中，用010三位一組的掩膜圖形對編碼區域的位圖進行 異或處理。一種用于對上述二維條碼系統進行信息解碼的方法，其特征在于 包括如下步驟(1)定位并獲取二維條碼圖像，將深色與淺色信息單元識別為由0與 1組成的矩陣陣列；(2) 識讀應用類型信息，確定二維條碼的具體應用類型；(3) 用掩膜圖形對編碼區域的位圖進行異或處理，消除掩膜；(4) 根據事先確定的識讀規則，識讀各信息單元所代表的字符；(5) 用校驗位進行校驗，發現錯誤，立刻返回；(6) 進行譯碼，并輸出二維條碼所包含的數據信息。本發明是針對目前手機二維條碼業務的實際需要而專門開發的二 維條碼系統。它能夠適應現有普通手機攝像頭的技術現狀，并能充分 滿足目前手機二維條碼業務以營銷業務為重心的技術要求，有利于國 內手機二維條碼業務的進一步開展。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的說明。 圖1為本發明所提供的二維條碼系統的一個具體示例； 圖2為圖1所示的二維條碼的編碼過程示意圖； 圖3為圖1所示的二維條碼的解碼過程示意圖。
具體實施方式
參見圖1所示，本發明所提供的二維條碼系統表現為一個由多個 信息單元組成的矩陣陣列。該矩陣陣列優選為正方形，但也可以是其它 的形狀。在圖1所示的矩陣陣列中，包括編碼區域和功能圖形兩功能部分， 下面分別予以詳細的說明。 1.編碼區域該區域是指在二維條碼圖形中，在有關功能圖形之外用于對數據 信息或校驗碼進行編碼的區域。在本發明所提供的二維條碼的編碼區域中，所使用的編碼字符集 為數字型數據(數字0 9)。這些數字型數據都轉換為二進制進行存 儲，其中用光學特性為深色的信息單元(簡稱為深色信息單元)表示 二進制1，用光學特性為淺色的信息單元(簡稱為淺色信息單元)表 示二進制0。在圖1所示的實施例中，該二維條碼矩陣陣列的規格(不包括空白區)為固定的ioxio陣列，每個二維條碼矩陣陣列所能代表的數據字符數為13個十進制數據。這13個十進制數據通過44個表示二進制 數據的信息單元的組合來表示，例如對于13位的十進制數1234567890123， 二進制表示為00011110110111001000110001010100000011000011 如果小于13位，則前面補零，補夠44位，例如123，表示為 00000000000000000000000000000000000001111011矩陣陣列所表示的數據信息按照由高位到低位的順序排列，并采用010三位一組的掩膜圖形對位圖進行異或處理，以確保整個畫面中的深色信息單元和淺色信息單元比較均衡。2.功能圖形功能圖形是用于提供二維條碼定位與特征識別的特定圖形，包括校 驗圖形、有效數據長度信息圖形、主定位圖形、輔助定位圖形、定位點 和應用類型信息等。其中，校驗圖形共分3個部分，其中第一部分共5個信息單元，用 于校驗編碼區域的44個信息單元。44個信息單元分成5組校驗(10位、 10位、10位、10位、4位)，校驗結果分別放在這5個信息單元中；第 二部分用于對6位記錄有效數據長度的信息進行校驗，校驗結果存放在 一個信息單元中；第三部分用于對上述的5個數據校驗位進行第二次校 驗，校驗結果存放在另一個信息單元中。例如，對表示1234567890123的44位信息，首先分成5組 0001111011， 0111001000， 1100010101， 0000001100， 0011。有效數據 位為44位，用二進制表示有效數據長度是101100,對上述5組數據信息 的校驗位為11011。數據長度對應校驗位為0，前六個校驗位對應的校驗 位為1。有效數據長度信息圖形占用6個信息單元，共6位，用來表示編碼 區域中有效數據的個數。主定位圖形由7個連續的深色信息單元組成，用于二維條碼的定位。 在圖l所示的實施例中，該定位圖形位于二維條碼圖形的左側。輔助定位圖形由5個深淺相間的信息單元組成，用于二維條碼的輔 助定位。在圖1所示的實施例中，輔助定位圖形位于二維條碼圖形的上定位點由分別分布于二維條碼圖形的右上、左下、右下角落的3個 深色信息單元組成，用于定位二維條碼，并糾正二維條碼旋轉和變形。 應用類型信息是用來表示條碼類型的功能圖形。在圖1所示的實施例中，用3個信息單元共3位數據來表示應用類型信息。上面具體介紹了本二維條碼系統的一個具體實施例。該二維條碼系 統中，不采用糾錯碼來提高條碼在破損、變形、污染等情況下的解碼 率，而是僅采用奇偶校驗的方法來實現信息的校驗。同時，出于實際 需要的考慮，不必考慮實現版本的擴充，因此不設置版本信息。另外， 本編碼方案僅針對數字進行編碼，而不考慮其他如字母、漢字等的編 碼。上述這些技術特點是專門針對目前手機二維條碼業務的實際需要而 開發的，因此條碼圖形比較簡潔、容易被識讀，更適合現有普通手機 攝像頭的技術現狀，有利于國內手機二維條碼業務的進一步開展。需要說明的是，本二維條碼系統僅僅使用數字進行編碼，實踐中有 可能出現信息容量不夠的問題。對此，本發明借鑒了目前一維條碼通過 外接數據庫擴大信息容量的技術思路，將數字串與手機或者其他帶攝像 頭的移動設備中的數據庫進行鏈接，由一個條碼對應一個數據庫項，例 如1000條碼對應hUp: 〃wap/1000. htm。這樣可以進一步提高數據的容 量，同時能夠有效克服本二維條碼系統不支持漢字、字母編碼所帶來的 不足。下面，對上述二維條碼系統實現信息編碼和解碼的具體步驟展開詳 細的說明。參見圖2所示，二維條碼的編碼過程大致可以分為數據編碼、數據 校驗、在矩陣陣列中布置信息單元、掩膜和應用信息五個步驟。其中， 數據編碼就是將將數據字符轉換為位流，具體而言，將輸入的數據每三 位分為一組，將每組數據轉換為IO位二進制數。如果輸入的數據的位數 不是3的倍數，所余的1位或2位數字應分別轉換為4位或7位二進制 數。將二進制數據連接起來。例如輸入的數據 01234567a) 分為3位一組 012 345 67b) 將每組轉換為二進制012^0000001100345— 0101011001 67 1000011c) 將二進制數連接為一個序列:000000110001010110011000011，這個序列就是數據字符轉換成的位流。數據校驗步驟是采用奇校驗方式生成校驗碼，并使用前文所述的校驗圖形進行校驗。在矩陣中布置信息單元是指將表示功能圖形和數據信息的信息單元放入組成二維條碼圖形的矩陣陣列中。具體而言，首先生成10X10的空白的正方形矩陣。在主定位圖形、輔助定位圖形、定位點相應的位置填 入適當的深色或淺色信息單元。應用類型信息暫時空置。在二維條碼的 編碼區域中，表示數據信息的信息單元以從上到下、從左到右的順序布 置。掩膜是指用掩膜圖形對編碼區域的位圖進行掩膜處理，即用oio三位一組的掩膜圖形對數據信息進行掩模處理。應用信息具體是指生成應用信息并構成相應的二維條碼圖形的步驟。其中，應用類型信息為3位，用于表示二維條碼的具體應用類型。 有效數據長度信息為6位，用來表示有效的信息長度。圖3介紹了本發明所提供的二維條碼的解碼過程。該解碼過程包括 如下步驟a) 定位并獲取二維條碼圖像，將深色與淺色信息單元識別為由0與 1組成的矩陣陣列；b) 識讀應用類型信息，確定二維條碼的具體應用類型；c) 用掩膜圖形對編碼區域的位圖進行異或處理，消除掩膜；d) 根據事先確定的識讀規則，識讀各信息單元所代表的字符；e) 用校驗位進行校驗，發現錯誤，立刻返回；f) 進行譯碼，并輸出二維條碼所包含的數據信息。手機拍攝圖1所示的二維條碼之后，通過上述的解碼步驟，可以進 一步獲得該二維條碼圖形所包含的信息，從而為實現包括營銷業務在內 的多種移動增值服務奠定基礎。以上對本發明所提供的適合移動應用的二維條碼及其編解碼方法 進行了詳細的說明。對本領域的一般技術人員而言，在不背離本發明 實質精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都將構成對本發 明專利權的侵犯，將承擔相應的法律責任。
權利要求
1. 一種適合移動應用的二維條碼系統，由矩陣形式排列的多個信息單元組成，其特征在于包括位于所述矩陣右上、左下、右下角的定位點信息單元；位于所述矩陣上側邊界上的輔助定位圖形信息單元，所述輔助定位圖形信息單元中，相鄰單元的光學特性不同；位于所述矩陣左側邊界上的主定位圖形信息單元；與位于上側的所述輔助定位圖形信息單元和位于左側的主定位圖形信息單元間隔一個信息單元位置的有效數據長度信息圖形信息單元、應用類型信息單元、校驗圖形信息單元；位于所述矩陣內部的編碼區域信息單元，用于對數據信息或校驗碼進行編碼。
2. 如權利要求1所述的適合移動應用的二維條碼系統，其特征在于所述矩陣陣列由10X10個所述信息單元組成。
3. 如權利要求1所述的適合移動應用的二維條碼系統，其特征在于..所述信息單元的光學特性為其顏色屬性，所述顏色屬性分為深、淺 兩種，分別表示二進制1和0。
4. 如權利要求1或2所述的適合移動應用的二維條碼系統，其特征在于所述主定位圖形信息單元由7個連續的顏色特性為深色的信息單元 組成。
5. 如權利要求1或2所述的適合移動應用的二維條碼系統，其特 征在于所述定位點信息單元為顏色特性為深色的信息單元。
6. —種用于對如權利要求1所述的二維條碼系統進行信息編碼的 方法，其特征在于包括如下步驟(1) 數據編碼；(2) 數據校驗；(3) 在矩陣陣列中布置信息單元；(4) 掩膜；(5) 應用信息。
7. 如權利要求6所述的對二維條碼系統進行信息編碼的方法，其 特征在于所述步驟(l)中，將輸入的數據每三位分為一組，將每組數據轉換為 10位二進制數；如果輸入的數據的位數不是3的倍數，所余的1位或2 位數字應分別轉換為4位或7位二進制數，然后將二進制數據連接起來。
8. 如權利要求6所述的對二維條碼系統進行信息編碼的方法，其 特征在于所述步驟(3)中，首先生成10X10的空白矩陣；在主定位圖形、輔助 定位圖形、定位點相應的位置填入適當的深色或淺色信息單元；應用類 型信息暫時空置；在剩余的編碼區域中，表示數據的信息單元以從上到 下、從左到右的順序布置。
9. 如權利要求6所述的對二維條碼系統進行信息編碼的方法，其特征在于-所述步驟(4)中，用010三位一組的掩膜圖形對編碼區域的位圖進行 異或處理。
10. —種用于對如權利要求1所述的二維條碼系統進行信息解碼的 方法，其特征在于包括如下步驟(1) 定位并獲取二維條碼圖像，將深色與淺色信息單元識別為由0與 1組成的矩陣陣列；(2) 識讀應用類型信息，確定二維條碼的具體應用類型；(3) 用掩膜圖形對編碼區域的位圖進行異或處理，消除掩膜；(4) 根據事先確定的識讀規則，識讀各信息單元所代表的字符；(5) 用校驗位進行校驗，發現錯誤，立刻返回；(6) 進行譯碼，并輸出二維條碼所包含的數據信息。
全文摘要
本發明提供了一種二維條碼系統，也提供了該二維條碼系統實現信息編、解碼的方法。在該二維條碼系統中，不使用糾錯碼，僅采用奇偶校驗的方法來實現信息的校驗。同時，僅針對數字進行編碼，而不考慮其他如字母、漢字等的編碼。本發明是針對目前手機二維條碼業務的實際需要而專門開發的二維條碼系統。它能夠適應現有普通手機攝像頭的技術現狀，并能充分滿足目前手機二維條碼業務以營銷業務為重心的技術要求，有利于國內手機二維條碼業務的進一步開展。
文檔編號G06K7/10GK101281588SQ200710065110
公開日2008年10月8日 申請日期2007年4月3日 優先權日2007年4月3日
發明者南宇玨, 林 吳, 征 崔, 郭建輝 申請人:報聯新動力(北京)科技有限公司