[发明专利]一种任意形状万维码的设计与解码方法

权利要求书

1.一种任意形状万维码的设计方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1，根据用户提供的素材确定万维码轮廓和填充素材；

S2，提取万维码轮廓的最大内接圆，作为环形码外环区域的约束；

S3，依据指定的纠错率将传输信息编码为二进制，再依据传输信息总数、相邻环间半径增量和信息存储增量，基于最大内接圆圆心与半径，计算得到环形码各数据编码位对应万维码的位置；

S4，对万维码轮廓进行均匀网格划分，将万维码轮廓划分为空闲区域、环形码区域和形状填充区域；

S5，对形状填充区域按照网格进行素材阵列填充，得到万维码。

2.根据权利要求1所述的一种任意形状万维码的设计方法，其特征在于，步骤S1具体包括以下步骤：

S101，用户提供带有具有规范形状的图形或具有明确轮廓主体的图片以及用于数据编码位美化与形状填充的素材；

S102，将具有明确轮廓主体的图片进行轮廓提取后作为万维码轮廓或者直接将具有规范形状的图形作为万维码轮廓；

S103，从素材中选取未重复的至少一张定位素材、一张矫正素材和若干张填充素材。

3.根据权利要求2所述的一种任意形状万维码的设计方法，其特征在于，步骤S102中还包括以下步骤：

判断提取的轮廓或图形是否具有内外相连的双轮廓，分别计算提取的轮廓或图形、提取的轮廓或图形的外接多边形凸包的面积，当两者比例大于阈值时，则使用凸包作为万维码轮廓，反之则使用提取的轮廓或图形作为万维码轮廓。

4.根据权利要求2所述的一种任意形状万维码的设计方法，其特征在于，步骤S4中空闲区域为图纸或图片中的无色或浅色区域，形状填充区域为图纸或图片中的着色区域。

5.根据权利要求1所述的一种任意形状万维码的设计方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：

S201，确定最大内接圆的圆心坐标和半径，将候选点集合限制在轮廓最大外接矩形内部内，矩形任意一点的坐标为P_i，轮廓点坐标为Q_j，圆心坐标即为：

其中D(P_i，Q_j)为两点间的欧式距离；

S202，根据圆心坐标和半径确定环形码外环区域的约束。

6.一种任意形状万维码的解码方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

利用轮廓检测方法找到小型轮廓密集点，将各轮廓中心组成点集，求解点集的多边形凸包，确定万维码的编码区域；

采用特征匹配算法确定环形码内环上的定位符与矫正符，从万维码中获取环形码位置；

对环形码进行解码。

7.根据权利要求6所述的一种任意形状万维码的解码方法，其特征在于，利用轮廓检测方法找到小型轮廓密集点，将各轮廓中心组成点集，求解点集的多边形凸包，确定万维码的编码区域；具体包括以下步骤：

利用轮廓检测方法找到小型轮廓密集点，将各轮廓中心组成点集，计算点集所在区域的中心，统计点集所有点到区域中心的距离，通过距离值过滤离群点，得到点集的多边形凸包，提取多边形凸包的内接圆，将内接圆确定为万维码的编码区域。

8.根据权利要求6所述的一种任意形状万维码的解码方法，其特征在于，采用特征匹配算法确定环形码内环上的定位符与矫正符，从万维码中获取环形码位置具体指的是，采用模板匹配和形状匹配法确定环形码内环上的定位符与矫正符，从万维码中获取环形码位置。