[发明专利]一种二维码系统及其识别方法

权利要求书

1、一种二维码系统，码字由正方形单元块排列组成，码字区域分为定位区、定位间隔区以及数据区；其特征是：所述定位区由四个相同的深色正方形定位图形组成，且四个正方形定位图形的中心点的连线恰好构成一个较大的正四边形；所述数据区中的数据按具有唯一识读方向的编码方法生成；所述定位界隔区为浅色单元块，它将四个正方形定位图形与数据区分隔开。

2、根据权利要求1所述的一种二维码系统，其特征是：所述编码校验方法采用CRC8算法；CRC8的生成多项式为G(X)＝X⁸+X⁵+X⁴+1。

3、根据权利要求1所述的一种二维码系统，其特征是：所述每一正方形定形图形的边长为单元块边长的奇数倍。

4、根据权利要求1或2或3所述的一种二维码系统，其特征是：所述定位区位于数据区的外部或内部。

5、根据权利要求4所述的一种二维码系统，其特征是：所述数据区中出现某种特定图形时，可以通过设置掩膜方式或者编码过滤方式进行改变，这种特定图形是四个孤立的深色正方形，且这四个图形的中心点位于正方形的四个顶点位置，且这四个图形的四周相邻位置全部为浅色图块。

6、根据权利要求4所述的一种二维码系统，其特征是：所述二维条码的数据区包含级联信息，可以级联形成更大的二维码，解码时将多组数据按顺序进行重组。

7、一种如权1所述的一种二维码系统的识别方法，其特征是：按以下步骤进行识读：

1)使用图象采集设备采集图象信号，将采集的模拟信号转换并输出为数字图象信号；

2)对步骤1获得的数字图象信号进行灰度转换、直方图均衡、去噪、锐化、边缘保持的预处理；

3)对预处理后的信号进行二值化操作：根据单阈值分割算法将转化后得到的灰度图象转化为二值图象；

4)采用基于四连通域的迭代区域生长算法进行区域标记，得到多个连通域，并提取连通域的边缘；

5)采用霍夫(Hough)变换对得到的连通区域边缘进行形状检测，并进行筛选，根据形状因子，筛选出多个候选的正方形定位图形；

6)完成正方形定位图形之间的成组筛选：从步骤5中筛选出的多个候选点中依次选出4个，如果其中心点的相对位置满足正方形顶点的相对位置关系，那么这4个点就可以成组，它能确定一个准码字区域；否则再依次选出其他4个点进行成组筛选；这样，可以从多个候选点中挑选出几组成组的候选点；

7)进行空间采样：根据步骤6中得到的其中一组4个定位点，确定数据区，根据4个定位点的位置，得到M×N个空间采样位置，取出二值图像中M×N个位置对应的二值图像的值，并按顺序放到数据矩阵D中；

8)完成识读方向的确定和获取信息比特序列：对于步骤7得到的数据矩阵D，依次从上、下、左、右四个方向进行识读，根据编码设计规则，有且仅有一个方向的识读结果能通过解码校验算法，依次进行数据校验，当有一个方向通过校验时，这个方向就是正确的识读方向，且从这个方向可以得到比特流信息；如果四个方向的校验都没有通过校验算法，则返回步骤7选取下一组进行处理；如果所有可成组的定位点采样后的数据都没有通过校验算法，那么就解码失败；

9)完成字符集映射：根据步骤8中得到的比特流进行进一步的数据转换，映射为特定的字符集，从而得到原始的字符数据信息。

8、根据权利要求7所述的一种二维码系统及其识别方法，其特征是：所述图象采集设备为手机摄像头。

9、根据权利要求7所述的一种二维码系统及其识别方法，其特征是：对数据矩阵D依次从上、下、左、右四个识读方向获取比特序列，并逐一采用CRC-8校验算法进行解码校验，当校验算法成功时，即找到正确的识读方向，实现全方向可读。

10、根据权利要求7所述的一种二维码系统及其识别方法，其特征是：根据4个定位图形的左上、右上、左下、右下位置的4个定位点确定M×N个空间采样位置采用如下公式进行：

x₁(n)＝(N-n-1)x_p1+nx_p2

y₁(n)＝(N-n-1)y_p1+ny_p2

x₂(n)＝(N-n-1)x_p3+nx_p4

y₂(n)＝(N-n-1)y_p3+ny_p4

x₃(m)＝(M-m-1)x_p1+mx_p3

y₃(m)＝(M-m-1)y_p1+my_p3

x₄(m)＝(M-m-1)x_p2+mx_p4

y₄(m)＝(M-m-1)y_p2+my_p4

A B C D = x 1 ( n ) y 1 ( n ) 0 0 x 2 ( n ) y 2 ( n ) 0 0 0 0 x 3 ( m ) y 3 ( m ) 0 0 x 4 ( m ) y 4 ( m ) - 1 N - 1 N - 1 M - 1 M - 1 ]]>

X ( m , n ) y ( m , n ) = A B C D - 1 1 1 ; ]]>0≤m＜M，0≤n＜N

其中，(x_p1，y_p1)，(x_p2，y_p2)，(x_p3，y_p3)，(x_p4，y_p4)分别为左上、右上、左下、右下位置的4个定位点的座标；

M、N分别为数据矩阵的行数和列数。