[发明专利]彩色QR码的编/解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及二维码，具体是彩色QR码的编/解码方法。

背景技术

条码技术的应用极大的提高了数据采集和信息处理的速度，已成为自动识别领域的重要分支。国内常用的一维条码如欧洲商品编号(European Article Number,EAN)，通用商品代码(Universal Product Code,UPC)、39码、交叉25码等的普遍局限性是信息密度低、数据容量小、只能在一个维度上表示信息，无纠错能力、不具备加密功能、严格依赖于数据库或联网等。由于一维条码容量的局限性，已经不能满足日益增长的生产需求，于是二维条码应运而生。二维条码可以在有限的几何空间内，在横纵两个维度上表示更多的信息，在编码范围、信息密度和纠错能力等方面有了很大的提高，但是作为黑白二维码中容量最大的快速响应矩阵码(Quick Response Code，QR码)，版本为40，纠错等级为L的QR码也只能存放7089个数字或4296个大写字母或2953个ASCII字符或1817个中国汉字。条码的应用普及对条码的信息容量提出了更高的要求，人们迫切的希望在更小的储存空间内储存更多的数据容量、兼容更多的字符类型。尽管现有的彩色二维码，如ColorCode、高容量的彩色条码(High Capacity Color Barcode,HCCB)、移动多彩色复合码(Mobile Multi-Colour Composit,MMCC)、高容量的彩色二维码(High Capacity Colored Two Dimensional Code,HCC2D)等在不同程度上实现了数据容量的扩充，但是其容量最多为标准黑白QR码的4倍，而且现有的彩色二维码存在以下缺陷：

1.对光照条件十分敏感，因为同一种颜色在不同的光照条件下呈现的颜色不一样；

2.要求编码颜色在RGB颜色空间中相距最远，以提高颜色的辨识率；

3.彩色二维码在编码/解码过程中，颜色空间的转换会导致颜色信息的丢失；

4.需要利用参考颜色来处理彩色二维码的偏色问题，计算复杂度大幅增加；

5.解码正确率不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种彩色QR码的编/解码方法，该编码方法保留了标准黑白QR码的可靠性和鲁棒性，利用无损压缩算法使得彩色QR码的数据容量远大于同类型的彩色二维码。且编码颜色不要求在RGB颜色空间中相距最远来提高颜色的辨识度，彩色QR码的编/解码过程不需要进行颜色空间的转换，即不会导致颜色信息的丢失，彩色QR码解码时对环境光照无特殊要求，不需要利用参考颜色作为调色板，计算复杂度大大降低，且解码正确率为100％。

实现本发明目的的技术方案是：

彩色QR码的编码方法，包括以下步骤：

1)输入待编码的字符串，形成源数据信息流；

2)用压缩算法对源数据信息流进行压缩；

3)根据QR码的编码规则，进行数据分析形成数据码字流；

4)根据数据码字流的字节数，利用最小尺寸原则初始化彩色QR码；

5)在步骤3)的基础上，用理德-所罗门码(Reed-Solomon,RS)算法对数据码字流进行分块纠错，形成纠错码字流；

6)将生成的纠错码字流添加到数据码字流后面形成总码字流，构造信息的最终码字序列，必要时加入剩余位；

7)填充功能图形区域，其中功能图形包括寻像图形、分隔符、定位图形、校正图形；

8)填充格式信息和版本信息；

9)对数据和纠错码字区域进行掩膜；

10)根据QR码符号字符的排列规则，在步骤8)和步骤9)的基础上填充数据码字和纠错码字；

11)根据颜色映射表，生成彩色QR码。

上述编码方法中，步骤2)中压缩算法只要是无损压缩算法均可实现其功能。

上述编码方法中，步骤4)彩色QR码初始化过程中，随着颜色种类的增多，QR码的数据密度也随之增大，假定使用的颜色数为2^k种，每个模块可储存的比特数定义为：

BMP(Bits Per Module)＝log₂(2^k)＝k，其码字总数、剩余位、数据码字数、纠错码字数、纠错的块数等均变为标准黑白QR码的K倍。