專利名稱：用于二維碼的定位系統(tǒng)及二維碼的識別設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及條形碼技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本實用新型涉及一種用于二維碼的定位系統(tǒng)，以及一種二維碼的識別方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
二維碼O-dimensional bar code)是一種將某種幾何圖形(例如方塊或矩形塊) 按照一定規(guī)則在二維方向的平面上進行排布，以記錄或表示特定數(shù)據(jù)信息的條形碼，其中的每個幾何圖形構(gòu)成了二維碼的一個條碼單元。通常地，該幾何圖形可以具有特定的光學特性，例如顏色或灰度特性，以使得在識讀該二維碼的圖像時，不同的幾何圖形可以為識讀設(shè)備所區(qū)別。相比于傳統(tǒng)的一維條形碼，二維碼可以在水平方向(或行方向)與豎直方向(或列方向)上同時存儲信息，因此其可以表示的數(shù)據(jù)信息量更大。然而，二維碼中條碼單元排布復(fù)雜度的增加使得其識別難度相應(yīng)增加。為了識別并獲取二維碼中包含的數(shù)據(jù)信息，往往需要先對二維碼的圖像進行定位，以確定其中各個條碼單元在二維碼陣列中的位置。美國專利5，726，435即公開了一種二維碼，其在二維碼條碼單元陣列的左上角、右上角以及左下角各設(shè)置了一個類似于“回”形的定位特征塊。該“回”形定位特征塊能夠被專用的二維碼識別設(shè)備識別為特定的數(shù)字序列，這使得二維碼識別設(shè)備能夠快速定位整個條碼單元陣列所在區(qū)域，進而判別該條碼單元陣列的識讀方向。然而，上述二維碼定位特征塊的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其需要占用較多的條碼單元空間。 對于分辨率較低(即所包含的條碼單元較少)的二維碼，這種定位特征塊使得可用于記錄數(shù)據(jù)信息的區(qū)域減少，從而降低了二維碼的數(shù)據(jù)存儲容量。此外，這種二維碼通常需要由例如激光掃描器的專用識讀設(shè)備才能識讀，對于手機攝像頭等較低分辨率的圖像采集設(shè)備， 這種二維碼以及其中所采用的定位特征塊很難被準確識別。

實用新型內(nèi)容可見，需要提供一種二維碼的定位系統(tǒng)，減少對二維碼數(shù)據(jù)存儲區(qū)域的占用，并實現(xiàn)對二維碼識讀方向的精確確定。為了解決上述問題，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種二維碼的定位系統(tǒng)， 所述二維碼包括位于基底上呈矩形陣列排布的多個條碼單元，每個所述條碼單元表示一個二進制編碼的數(shù)據(jù)；其中，所述定位系統(tǒng)包括分別地位于所述矩形陣列頂角區(qū)域的3個主定位特征塊及1個輔助定位特征塊，所述主定位特征塊及所述輔助定位特征塊至少部分地與所述基底具有不同的光學特性以使得其與所述基底可區(qū)分，并用于確定所述矩形陣列的識讀方向；其中，每個所述主定位特征塊包括呈L形排列的第一數(shù)量的條碼單元，而所述輔助定位特征塊包括呈正方形排列的第二數(shù)量的條碼單元，并且所述輔助定位特征塊中的部分條碼單元與所述基底具有相同的光學特性。在一個實施例中，所述主定位特征塊具有相同的形狀，每個所述主定位特征塊至少分別包括位于所述矩形陣列頂點的一個頂點條碼單元，以及與所述頂點條碼單元相鄰的兩個邊界條碼單元。在一個實施例中，所述輔助定位特征塊包括相鄰的第一矩形條與第二矩形條，其中所述第一矩形條與所述基底具有不同的光學特性，而所述第二矩形條與所述基底具有相同的光學特性，以使得所述第一矩形條與所述第二矩形條的位置可區(qū)分。在一個實施例中，所述第一矩形條至少包括一個頂點條碼單元，以及位于所述頂點條碼單元一側(cè)與所述頂點條碼單元相鄰的一個邊界條碼單元；所述第二矩形條至少包括與所述第一矩形條的兩個條碼單元分別相鄰的兩個條碼單元。在一個實施例中，所述主定位特征塊與所述輔助定位特征塊分別位于所述矩形陣列頂角區(qū)域的包含2行2列條碼單元的正方形區(qū)域內(nèi)。在一個實施例中，所述光學特性包括顏色或光學反射率。根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種二維碼系統(tǒng)，包括根據(jù)前述方面中所述的定位系統(tǒng)。在一個實施例中，所述矩形陣列的每一行與每一列包含相同數(shù)量的條碼單元。在一個實施例中，所述矩形陣列包括10行10列的條碼單元。根據(jù)本實用新型的又一方面，還提供了一種二維碼的識別設(shè)備，所述二維碼包括位于基底上呈矩形陣列排布的多個條碼單元，每個所述條碼單元表示一個二進制編碼的數(shù)據(jù)，所述識別設(shè)備包括采集裝置，用于獲取所述二維碼的圖像；識別裝置，用于識別所述圖像并確定所述矩形陣列的邊界及頂角區(qū)域；搜索裝置，用于在所述頂角區(qū)域中搜索3個主定位特征塊與1個輔助定位特征塊，其中，每個所述主定位特征塊包括呈L形排列的第一數(shù)量的條碼單元，而所述輔助定位特征塊包括呈正方形排列的第二數(shù)量的條碼單元，并且所述輔助定位特征塊包含有光學特性不同的兩個部分；確定裝置，用于基于所述主定位特征塊與輔助定位特征塊對應(yīng)的頂角區(qū)域位置確定所述矩形陣列的識讀方向；轉(zhuǎn)換裝置，用于基于所述識讀方向?qū)λ鰣D像進行解碼以轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息。在一個實施例中，所述主定位特征塊具有相同的形狀，每個所述主定位特征塊至少分別包括位于所述矩形陣列頂點的一個頂點條碼單元，以及與所述頂點條碼單元相鄰的兩個邊界條碼單元。在一個實施例中，所述輔助定位特征塊包括相鄰的第一矩形條與第二矩形條，其中所述第一矩形條與第二矩形條具有不同的光學特性以使得所述第一矩形條與所述第二矩形條的位置可區(qū)分，所述確定裝置進一步包括基于所述主定位特征塊與輔助定位特征塊的位置以及所述第一矩形條與所述第二矩形條的位置判斷是否需要對所述圖像進行鏡像的裝置；基于所述主定位特征塊與輔助定位特征塊的位置判斷是否需要對所述圖像進行旋轉(zhuǎn)的裝置；基于所述鏡像與旋轉(zhuǎn)的判斷結(jié)果糾正所述圖像，并基于預(yù)定規(guī)則確定所述圖像的識讀方向的裝置。在一個實施例中，所述第一矩形條至少包括一個頂點條碼單元，以及位于所述頂點條碼單元一側(cè)與所述頂點條碼單元相鄰的一個邊界條碼單元；所述第二矩形條至少包括與所述第一矩形條的兩個條碼單元分別相鄰的兩個條碼單元。在一個實施例中，所述搜索裝置進一步用于在位于所述矩形陣列頂角區(qū)域包含2 行2列條碼單元的正方形區(qū)域內(nèi)搜索所述主定位特征塊或輔助定位特征塊。[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的用于二維碼的定位系統(tǒng)所占用的數(shù)據(jù)存儲區(qū)域大大減少，從而提高了二維碼中數(shù)據(jù)存儲空間的利用率。此外，該定位系統(tǒng)中的定位特征塊采用了較為簡單的圖形結(jié)構(gòu)，能夠為具有較低分辨率的圖像采集設(shè)備所識別，因此具有該種定位系統(tǒng)的二維碼能夠適用于多種應(yīng)用領(lǐng)域。本實用新型的以上特性及其他特性將在下文中的實施例部分進行明確地闡述。
通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，能夠更容易地理解本實用新型的特征、目的和優(yōu)點。其中，相同或相似的附圖標記代表相同或相似的裝置。圖Ia至Ic示出了根據(jù)本實用新型實施例的用于二維碼的定位系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本實用新型另一實施例的二維碼的識別方法；圖3示出了根據(jù)本實用新型又一實施例的二維碼的識別設(shè)備；圖4示出了本實用新型的各種實施方式可以在其中實現(xiàn)的一種示例性處理設(shè)備的框圖。
具體實施方式
下面詳細討論實施例的實施和使用。然而，應(yīng)當理解，所討論的具體實施例僅僅示范性地說明實施和使用本實用新型的特定方式，而非限制本實用新型的范圍。圖Ia示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的用于二維碼的定位系統(tǒng)。如圖Ia所示，該二維碼100包括呈矩形陣列排布的多個條碼單元101，每個條碼單元101表示一個二進制編碼的數(shù)據(jù)。在實際應(yīng)用中，該二維碼100通常位于基底上，該基底例如為紙面、物品表面、電子顯示面或其他類似平面或曲面。二維碼100的每個條碼單元 101可以以特定的光學特性來表示其所代表的二進制編碼數(shù)據(jù)。通常地，該光學特性包括例如顏色或光學反射率。條碼單元101的這些光學特性可以由專用或通用的圖像采集設(shè)備所采集，該圖像采集設(shè)備例如為攝像頭、照相機、攝像機、掃描儀或者其他用于將光學圖像轉(zhuǎn)換為電子信號的設(shè)備；進一步地，該圖像采集設(shè)備可以將所采集的二維碼100中條碼單元101的光學特性提供給數(shù)據(jù)處理設(shè)備，該數(shù)據(jù)處理設(shè)備可以基于所述光學特性將該二維碼100轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字圖像，例如與條碼單元101矩陣對應(yīng)的二值圖像。在實際應(yīng)用中，條碼單元101的光學特性可以與基底的光學特性不同或者與基底的光學特性相同。其中，所述基底與條碼單元101的光學特性相同是指識別設(shè)備不可或不區(qū)分這兩者的光學特性，例如該條碼單元101具有與基底差異小于預(yù)定閾值的光學反射率。所述基底與條碼單元101的光學特性不同是指識別設(shè)備可以或需要區(qū)分這兩者的光學特性，例如該條碼單元101具有與基底差異超過預(yù)定閾值的光學反射率。仍參考圖la，二維碼100中包含定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)用于確定二維碼100的識讀方向，以便在由識別設(shè)備識別二維碼100時，使得其中所包含的各個條碼單元101能夠被準確地定位。在一個實施例中，該定位系統(tǒng)包括分別地位于二維碼100矩形陣列頂角區(qū)域的3 個主定位特征塊103以及1個輔助定位特征塊104。該主定位特征塊103以及該輔助定位特征塊104至少部分地與基底具有不同的光學特性以使得其與該基底可區(qū)分，并用于確定二維碼101矩形陣列的識讀方向。其中，每個主定位特征塊103包括呈L形排列的第一數(shù)量的條碼單元101，而輔助定位特征塊104包括呈正方形排列的第二數(shù)量的條碼單元101， 并且該輔助定位特征塊104中的部分條碼單元101與所述基底具有相同的光學特性。具體地，每個主定位特征塊103所包含的L形排列的第一數(shù)量的條碼單元101均與基底具有不同的光學特性。這使得二維碼100矩形陣列的3個頂角區(qū)域，以及每個頂角區(qū)域中頂點位置的條碼單元可以被確定。進一步地，二維碼100矩形陣列的邊界可以根據(jù)這3個頂點位置的頂點條碼單元105準確地確定。在一個優(yōu)選的實施例中，該主定位特征塊103具有相同的形狀，每個主定位特征塊103至少分別包括位于二維碼100矩形陣列頂點的一個頂點條碼單元105，以及與該頂點條碼單元105相鄰的兩個邊界條碼單元106。這種主定位特征塊103僅僅需要占用3個條碼單元101，因此，其特別適用于矩陣密度較低、數(shù)據(jù)存儲空間較小的二維碼100。正如前述，在二維碼100矩形陣列的另一頂角區(qū)域設(shè)置有正方形排列的輔助定位特征塊104。結(jié)合3個主定位特征塊103的位置，該輔助定位特征塊104用于確定二維碼 100的識讀方向。例如，可以以與該輔助定位特征塊104的一側(cè)相鄰的邊界條碼單元106作為該二維碼100的識讀基點，二維碼100中其他條碼單元101的位置可以基于該識讀基點來確定。其中，識讀基點例如是提取二維碼中數(shù)據(jù)信息的起始點。由于輔助定位特征塊104 中既包含有與基底光學特性相同的條碼單元101，還包含有與基底光學特性不同的條碼單元101，因此，這兩種相互可區(qū)別的條碼單元101能夠使得與該輔助定位特征塊104分別相鄰的其他條碼單元可以被區(qū)別開，進而可以確定二維碼100識讀方向。對于非正方形陣列的二維碼100，由于其本身并非對稱，在確定其識讀邊界以及各個定位特征塊的相對位置之后，即可確定二維碼100中各個條碼單元101的位置。然而，對于正方形陣列的二維碼100，由于其本身可能為沿輔助定位特征塊104所在對角線對稱的對稱結(jié)構(gòu)，因此，為了避免出現(xiàn)識讀錯誤，特別是由于二維碼100被翻轉(zhuǎn)或鏡像之后的識讀錯誤，在一個實施例中，輔助定位特征塊104可以為不對稱的結(jié)構(gòu)。這種不對稱的輔助定位特征塊104可以使得被翻轉(zhuǎn)或鏡像的二維碼100能夠被正確識別。在如圖Ia所示的實施例中，輔助定位特征塊104包括相鄰的第一矩形條108與第二矩形條109，其中第一矩形條108與基底具有不同的光學特性，而第二矩形條109與基底具有相同的光學特性，以使得該第一矩形條108與第二矩形條109的位置可區(qū)分。這樣，在二維碼100中，與第一矩形條108相鄰的邊界條碼單元106以及與第二矩形條109相鄰的邊界條碼單元106可以相互區(qū)別，從而可以準確確定為該二維碼100的識讀基點。進一步優(yōu)選地，該第一矩形條108至少包括一個頂點條碼單元105，以及位于該頂點條碼單元105 一側(cè)與該頂點條碼單元105相鄰的一個邊界條碼單元106 ；該第二矩形條109至少包括與該第一矩形條108中的兩個條碼單元分別相鄰的兩個條碼單元。正如前述，在此所述的二維碼的每個條碼單元可以以特定的光學特性來表示其所代表的二進制編碼數(shù)據(jù)，該光學特性包括例如顏色或光學反射率，其使得每個條碼單元與基底相同或不同，即對應(yīng)于例如二進制編碼數(shù)值“0”或“1”。圖Ib示出了采用彩色圖形作為二維碼100’的條碼單元的實施例，其中，定位系統(tǒng)102亦采用了類似的彩色圖形。具體地，該二維碼100’所在的基底具有特定色調(diào)，例如為白色或淺色色調(diào)；而二維碼100’中的各個條碼單元可以采用各種色調(diào)的彩色圖形，包括與基底相同色調(diào)(例如為白色或淺色色
7調(diào))的彩色圖形，或者與基底不同色調(diào)(例如深色色調(diào)，圖中示為陰影區(qū)域，其中陰影區(qū)域不同位置的顏色可能不同)的彩色圖形。這些條碼單元的光學特性可以被采集并進一步識別為二值圖像的形式。圖Ic即示出了被轉(zhuǎn)換為二值圖像的圖Ib所示的二維碼及其定位系統(tǒng)。如圖Ic 所示，在圖Ib中具有深色色調(diào)的條碼單元均被識別為黑色(圖中示為陰影區(qū)域)，而圖Ib 中具有淺色色調(diào)，即與基底色調(diào)相同或相近的條碼單元被識別為白色。具體地，該二值圖像的轉(zhuǎn)換可以采用例如單閾值分割算法等算法，即在圖像轉(zhuǎn)換前設(shè)定特定的閾值(例如預(yù)定灰度值)，若所采樣的光學特性超過預(yù)定閾值(例如，深色色調(diào)被采集所得到的灰度值高于該預(yù)定灰度值)，則被識別為黑色；而若所采樣的光學特性未達到預(yù)定閾值(例如，淺色色調(diào)被采集所得到的灰度值低于該預(yù)定灰度值)，則被識別為白色。需要說明的是，當各個條碼單元的光學特性被采集并識別時，可以采集每個條碼單元中的一個位置，并以該位置的光學特性作為該條碼單元的光學特性；也可以采集該條碼單元中多個不同位置的光學特性，并以經(jīng)過預(yù)定統(tǒng)計方式處理的該多個不同位置光學特性的統(tǒng)計結(jié)果(例如取該光學特性對應(yīng)數(shù)值的平均值)作為該條碼單元的光學特性。因此，在一個可選的實施例中，條碼單元中的彩色圖形可以僅覆蓋該條碼單元的部分區(qū)域，并且該彩色圖形中還可以包括相近但不完全相同的色調(diào)。正如前述，主定位特征塊103與輔助定位特征塊104所包括的條碼單元101越少， 二維碼100中可以用于存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)域就越大，數(shù)據(jù)存儲容量也越大。在一個優(yōu)選的實施例中，主定位特征塊103與輔助定位特征塊104分別位于二維碼100矩形陣列頂角區(qū)域的包含2行2列條碼單元101的正方形區(qū)域中?？梢岳斫?，在該正方形區(qū)域中非定位特征塊的區(qū)域可以用于記錄數(shù)據(jù)，其可以具有與基底相同或不同的光學特性?？梢岳斫猓緦嵱眯滦偷挠糜诙S碼的定位系統(tǒng)并不限于二維碼矩形陣列的排布方式及排布密度。在一個可選的實施例中，二維碼系統(tǒng)的矩形陣列可以為正方形，即每一行與每一列包含相同數(shù)量的條碼單元。優(yōu)選地，該矩形陣列包括10行10列的條碼單元。圖2示出了根據(jù)本實用新型一個實施例的二維碼的識別方法。需要說明的是，盡管在圖2中以特定順序描述了該識別方法的操作，但是，這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些操作，或是必須執(zhí)行全部所示的操作才能實現(xiàn)期望的結(jié)果。相反，流程圖中描繪的步驟可以改變執(zhí)行順序。附加地或備選地，可以省略某些步驟，將多個步驟合并為一個步驟執(zhí)行，和/或?qū)⒁粋€步驟分解為多個步驟執(zhí)行。如圖2所示，在步驟S202中，采用圖像采集設(shè)備獲取二維碼的圖像。具體而言，該二維碼包括位于基底上呈矩形陣列排布的多個條碼單元，每個條碼單元表示一個二進制編碼的數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，該二維碼矩形陣列的每一行與每一列包含相同數(shù)量的條碼單元。在實際應(yīng)用中，基底例如為紙面、物品表面、電子顯示平面或其他類似平面或曲面。二維碼的每個條碼單元可以以特定的光學特性來表示其所代表的二進制編碼數(shù)據(jù)。常用的光學特性包括例如顏色或光學反射率。該圖像采集設(shè)備例如是照相機、攝像機、掃描儀或者其他用于將光學圖像轉(zhuǎn)換為電子信號的設(shè)備，其可以將所采集的條碼單元的光學特性轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的數(shù)字圖像。通常地， 在獲得該二維碼的圖像之后，可以將所獲得的圖像存儲到圖像存儲器中，以備后續(xù)的數(shù)據(jù)處理調(diào)用。[0046]在一個實施例中，該圖像采集設(shè)備還可以對所采集的數(shù)字圖像進行預(yù)處理，包括例如灰度轉(zhuǎn)換、去噪、銳化等；并在所述預(yù)處理之后，采用例如單閾值分割算法等將該數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換為二值圖像。相對于灰度圖像或彩色圖像，二值圖像的存儲及處理所占用的資源相對較少，因而具有較高的處理效率。在下述的實施例中，均以所述數(shù)字圖像被轉(zhuǎn)換為二值圖像進行說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，下述方法亦適用于灰度圖像或彩色圖像的處理，不應(yīng)限制其范圍。需要說明的是，當各個條碼單元的光學特性被采集并被識別為二值圖像時，可以采集每個條碼單元中的一個位置，并以該位置的光學特性作為該條碼單元的光學特性；也可以采集該條碼單元中多個不同位置的光學特性，并以經(jīng)過預(yù)定統(tǒng)計方式處理的該多個不同位置光學特性的統(tǒng)計結(jié)果(例如取該光學特性對應(yīng)數(shù)值的平均值)作為該條碼單元的光學特性。因此，在一個可選的實施例中，可以采集各個條碼單元中不同位置的光學特性，并基于該不同位置的光學特性確定該條碼單元的光學特性，并相應(yīng)地轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的二值圖像中的值。接著，在步驟S204中，識別所述圖像并確定所述矩形陣列的邊界及頂角區(qū)域。具體地，可以基于特定的圖像邊界檢測算法來確定二維碼陣列的邊界。例如，可以基于四連通域的迭代區(qū)域生長算法對二維碼圖像進行區(qū)域標記，并通過圖像邊緣檢測得到連通區(qū)域的邊界，進而確定該二維碼矩形陣列的四個邊界。每兩個邊界的交界位置即對應(yīng)于該矩形陣列的頂角區(qū)域。依據(jù)具體實施例的不同，該頂角區(qū)域可以包括一個或多個條碼單元，例如1個、4個、9個或更多個條碼單元。在一個優(yōu)選的實施例中，該頂角區(qū)域包括4 個條碼單元，其排列為2行2列的結(jié)構(gòu)。接下來，在步驟S206中，在所述頂角區(qū)域中搜索3個主定位特征塊與1個輔助定位特征塊，其中，每個主定位特征塊包括呈L形排列的第一數(shù)量的條碼單元，而輔助定位特征塊包括呈正方形排列的第二數(shù)量的條碼單元，并且輔助定位特征塊包含有光學特性不同的兩個部分。3個L形的主定位特征塊使得二維碼矩形陣列的3個頂角區(qū)域，特別是每個頂角區(qū)域中頂點的條碼單元可以被確定。這使得二維碼矩形陣列的邊界可以被精確定位，特別是在基底與主定位特征塊具有不同的光學特性的情況下。在一個優(yōu)選的實施例中，該主定位特征塊具有相同的形狀，每個主定位特征塊至少分別包括位于二維碼矩形陣列頂點的一個頂點條碼單元，以及與該頂點條碼單元相鄰的兩個邊界條碼單元。這種僅包含3個條碼單元的主定位特征塊有效減少了定位處理的數(shù)據(jù)處理量。可以理解，在該二維碼矩形陣列中， 除了定位特征塊之外的其他條碼單元均可以被用于存儲數(shù)據(jù)信息。在一個可選的實施例中，步驟S206中還包含有確定是否搜索到各個主定位特征塊與輔助定位特征塊的判斷。如果未搜索到所有的定位特征塊，可能說明所述搜索未正確執(zhí)行或者頂角區(qū)域的選取錯誤；相應(yīng)地，在此情況下，可以重新搜索該定位特征塊，或者返回值步驟S204以重新確定頂角區(qū)域。接下來，在步驟S208中，基于主定位特征塊與輔助定位特征塊對應(yīng)的頂角區(qū)域位置確定二維碼矩形陣列的識讀方向。其中，主定位特征塊與輔助定位特征塊在二維碼陣列中所處的位置使得該矩形陣列中各個條碼單元的排布大體確定。但是，對于正方形的二維碼的陣列，其沿輔助定位特征塊的對角線軸對稱，因此，該對角線兩側(cè)無法區(qū)分。但輔助定位特征塊中包含有光學特性不同的兩個部分，這兩種相互可區(qū)別的部分使得與該輔助定位特征塊分別相鄰的其他條碼單元可以被識別，進而可以確定二維碼的識讀方向。在一個實施例中，輔助定位特征塊包括相鄰的第一矩形條與第二矩形條，其中第一矩形條與第二矩形條具有不同的光學特性以使得第一矩形條與所述第二矩形條的位置可區(qū)分。優(yōu)選地，該第一矩形條至少包括一個頂點條碼單元，以及位于該頂點條碼單元一側(cè)與該頂點條碼單元相鄰的一個邊界條碼單元；該第二矩形條至少包括與該第一矩形條的兩個條碼單元分別相鄰的兩個條碼單元。相應(yīng)地，步驟S208進一步包括子步驟208a，基于主定位特征塊與輔助定位特征塊的位置以及第一矩形條與第二矩形條的位置判斷是否需要對所述圖像進行鏡像。正如前述，輔助定位特征塊所具有的第一矩形條與第二矩形條使得這四個定位特征塊構(gòu)成的定位系統(tǒng)不會沿二維碼矩形陣列的對角線對稱。因此，第一矩形條相對于第二矩形條的位置應(yīng)是確定的，即，相對于一基準點，例如矩形陣列中心，第一矩形條應(yīng)位于第二矩形條的順時針方向或逆時針方向。因此，在子步驟208a中，可以將第一矩形條相對于第二矩形條的位置與預(yù)先確定的方向進行比較。如果相同，則無需對二維碼的圖像進行鏡像，而如果不同，則需要對二維碼的圖像進行鏡像，以使得所采集的圖像與預(yù)定方向一致。例如，如果預(yù)定的識讀規(guī)則設(shè)定，相對于矩形陣列中心的條碼單元，輔助定位特征塊中的第二矩形條應(yīng)位于第一矩形條的逆時針方向。而檢測到在實際獲取的二維碼圖像中，第二矩形條位于第一矩形條的順時針方向，那么，即判斷所述二維碼圖像需要進行鏡像。子步驟208b，基于主定位特征塊與輔助定位特征塊的位置判斷是否需要對所述圖像進行旋轉(zhuǎn)。具體而言，為提取二維碼圖像中各個條碼單元的信息，需要將該二維碼圖像中的各個條碼單元映射到預(yù)定的陣列中，以使得每一條碼單元的信息被正確地提取。相應(yīng)地，該預(yù)定陣列中亦應(yīng)包括各個定位特征塊所對應(yīng)的位置。然而，在采集二維碼圖像的過程中，圖像采集設(shè)備的采集方向，例如行方向并不一定與二維碼的行方向?qū)?yīng)，而可能存在一定的夾角。這使得所采集的二維碼圖像無法準確映射到預(yù)定陣列中。因此，在子步驟208b中，通過各個定位特征塊與輔助定位特征塊的位置，例如由輔助定位特征塊以及與輔助定位特征塊間隔最遠的(對角線位置)的主定位特征塊可以確定實際采集的二維碼圖像的對角線方向(矢量)。然后，將該實際的對角線方向與預(yù)定陣列的對角線方向進行比較，其差值即為需要對二維碼圖像進行旋轉(zhuǎn)的角度及方向。子步驟208c，基于鏡像與旋轉(zhuǎn)的判斷結(jié)果糾正所述圖像，并基于預(yù)定規(guī)則確定二維碼圖像的識讀方向。根據(jù)在子步驟208a中是否需要對圖像進行鏡像的判斷結(jié)果，以及子步驟208b中是否需要對圖像進行旋轉(zhuǎn)以及進一步的旋轉(zhuǎn)角度的判斷結(jié)果，對二維碼的圖像實施所述鏡像及旋轉(zhuǎn)的處理，從而將所采集的二維碼圖像準確映射到預(yù)定陣列中，進而確定二維碼圖像的識讀方向。需要說明的是，在實際應(yīng)用中，確定二維碼矩形陣列識讀方向的步驟實質(zhì)上是將
10實際采集的二維碼圖像與預(yù)定的識讀規(guī)則，例如識讀的坐標系，進行匹配的過程。因此，雖然在上述步驟中是以對所采集的二維碼圖像進行鏡像或旋轉(zhuǎn)來進行匹配的，但可替代地， 也可以對識讀規(guī)則中的識讀坐標系進行類似變換以實現(xiàn)這兩者之間的相互匹配，不應(yīng)限制其范圍。繼續(xù)參考圖2，在步驟S210中，基于所述識讀方向?qū)λ鰣D像進行解碼以轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息。具體地，可以逐行地或逐列地對二維碼圖像進行識讀，以提取每個條碼單元所表示的數(shù)據(jù)信息。優(yōu)選地，在二維碼中還包括有校驗區(qū)域；相應(yīng)地，在識讀數(shù)據(jù)的過程中，還可以進一步地基于校驗區(qū)域的預(yù)定數(shù)據(jù)來對所提取的數(shù)據(jù)信息進行校驗，以判斷所述識別是否正確進行。圖3示出了根據(jù)本實用新型又一實施例的二維碼的識別設(shè)備。其中，該二維碼包括位于基底上呈矩形陣列排布的多個條碼單元，每個所述條碼單元表示一個二進制編碼的數(shù)據(jù)。該識別設(shè)備包括采集裝置301，用于獲取所述二維碼的圖像；識別裝置303，用于識別所述圖像并確定所述矩形陣列的邊界及頂角區(qū)域；搜索裝置305，用于在所述頂角區(qū)域中搜索3個主定位特征塊與1個輔助定位特征塊，其中，每個所述主定位特征塊包括呈L形排列的第一數(shù)量的條碼單元，而所述輔助定位特征塊包括呈正方形排列的第二數(shù)量的條碼單元，并且所述輔助定位特征塊包含有光學特性不同的兩個部分；確定裝置307，用于基于所述主定位特征塊與輔助定位特征塊對應(yīng)的頂角區(qū)域位置確定所述矩形陣列的識讀方向；轉(zhuǎn)換裝置309，用于基于所述識讀方向?qū)λ鰣D像進行解碼以轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息。在本實用新型的一個實施例中，所述主定位特征塊具有相同的形狀，每個所述主定位特征塊至少分別包括位于所述矩形陣列頂點的一個頂點條碼單元，以及與所述頂點條碼單元相鄰的兩個邊界條碼單元。在本實用新型的一個實施例中，所述輔助定位特征塊包括相鄰的第一矩形條與第二矩形條，其中所述第一矩形條與第二矩形條具有不同的灰度以使得所述第一矩形條與所述第二矩形條的位置可區(qū)分，所述確定裝置進一步包括基于所述主定位特征塊與輔助定位特征塊的位置以及所述第一矩形條與所述第二矩形條的位置判斷是否需要對所述圖像進行鏡像的裝置；基于所述主定位特征塊與輔助定位特征塊的位置判斷是否需要對所述圖像進行旋轉(zhuǎn)的裝置；基于所述鏡像與旋轉(zhuǎn)的判斷結(jié)果糾正所述圖像，并基于預(yù)定規(guī)則確定所述圖像的識讀方向的裝置。在本實用新型的一個實施例中，所述第一矩形條至少包括一個頂點條碼單元，以及位于所述頂點條碼單元一側(cè)與所述頂點條碼單元相鄰的一個邊界條碼單元；所述第二矩形條至少包括與所述第一矩形條的兩個條碼單元分別相鄰的兩個條碼單元。在本實用新型的一個實施例中，所述搜索裝置進一步用于在位于所述矩形陣列頂角區(qū)域包含2行2列條碼單元的正方形區(qū)域內(nèi)搜索所述主定位特征塊或輔助定位特征塊。本實用新型的各種實施方式可以通過硬件、固件、軟件以及其中的任意組合來實現(xiàn)。圖4示出了本實用新型的各種實施方式可以在其中實現(xiàn)的一種示例性處理設(shè)備的框圖。圖4中所示的設(shè)備包括CPU(中央處理單元)401、RAM(隨機存取存儲器)402、 R0M(只讀存儲器)403、系統(tǒng)總線404、硬盤控制器405、鍵盤控制器406、串行接口控制器 407、并行接口控制器408、顯示器控制器409、硬盤410、鍵盤411、串行外部設(shè)備412、并行外部設(shè)備413和顯示器414。在這些部件中，與系統(tǒng)總線404相連的有CPU 401、RAM 402、 ROM 403、硬盤控制器405、鍵盤控制器406、串行接口控制器407、并行接口控制器408和顯示器控制器409。硬盤410與硬盤控制器405相連，鍵盤411與鍵盤控制器406相連，串行外部設(shè)備412與串行接口控制器407相連，并行外部設(shè)備413與并行接口控制器408相連， 以及顯示器414與顯示器控制器409相連。另外，圖4所示的處理設(shè)備中還可以包括輸入控制器。通過該輸入控制器，該處理設(shè)備被連接到圖像采集設(shè)備。該圖像采集設(shè)備用于采集二維碼的圖像，其例如是照相機、攝像機、掃描儀或者其他用于將模擬圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像的設(shè)備。盡管在附圖和前述的描述中詳細闡明和描述了本實用新型，應(yīng)認為該闡明和描述是說明性的和示例性的，而不是限制性的；本實用新型不限于所上述實施方式。那些本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以通過研究說明書、公開的內(nèi)容及附圖和所附的權(quán)利要求書，理解和實施對披露的實施方式的其他改變。在權(quán)利要求中，措詞“包括”不排除其他的元素和步驟，并且措辭“一個”不排除復(fù)數(shù)。在實用新型的實際應(yīng)用中，一個零件可能執(zhí)行權(quán)利要求中所引用的多個技術(shù)特征的功能。權(quán)利要求中的任何附圖標記不應(yīng)理解為對范圍的限制。
權(quán)利要求1.一種用于二維碼的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述二維碼包括位于基底上呈矩形陣列排布的多個條碼單元，每個所述條碼單元表示一個二進制編碼的數(shù)據(jù)；其中，所述定位系統(tǒng)包括分別地位于所述矩形陣列頂角區(qū)域的3個主定位特征塊及1個輔助定位特征塊，所述主定位特征塊及所述輔助定位特征塊至少部分地與所述基底具有不同的光學特性以使得其與所述基底可區(qū)分，并用于確定所述矩形陣列的識讀方向；其中，每個所述主定位特征塊包括呈L形排列的第一數(shù)量的條碼單元，而所述輔助定位特征塊包括呈正方形排列的第二數(shù)量的條碼單元，并且所述輔助定位特征塊中的部分條碼單元與所述基底具有相同的光學特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述主定位特征塊具有相同的形狀， 每個所述主定位特征塊至少分別包括位于所述矩形陣列頂點的一個頂點條碼單元，以及與所述頂點條碼單元相鄰的兩個邊界條碼單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助定位特征塊包括相鄰的第一矩形條與第二矩形條，其中所述第一矩形條與所述基底具有不同的光學特性，而所述第二矩形條與所述基底具有相同的光學特性，以使得所述第一矩形條與所述第二矩形條的位置可區(qū)分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述第一矩形條至少包括一個頂點條碼單元，以及位于所述頂點條碼單元一側(cè)與所述頂點條碼單元相鄰的一個邊界條碼單元；所述第二矩形條至少包括與所述第一矩形條的兩個條碼單元分別相鄰的兩個條碼單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述主定位特征塊與所述輔助定位特征塊分別位于所述矩形陣列頂角區(qū)域的包含2行2列條碼單元的正方形區(qū)域內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光學特性包括顏色或光學反射率。
7.—種二維碼系統(tǒng)，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的定位系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二維碼系統(tǒng)，其特征在于，所述矩形陣列的每一行與每一列包含相同數(shù)量的條碼單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二維碼系統(tǒng)，其特征在于，所述矩形陣列包括10行10列的條碼單元。
10.一種二維碼的識別設(shè)備，所述二維碼包括位于基底上呈矩形陣列排布的多個條碼單元，每個所述條碼單元表示一個二進制編碼的數(shù)據(jù)，其特征在于，包括采集裝置，用于獲取所述二維碼的圖像；識別裝置，用于識別所述圖像并確定所述矩形陣列的邊界及頂角區(qū)域；搜索裝置，用于在所述頂角區(qū)域中搜索3個主定位特征塊與1個輔助定位特征塊，其中，每個所述主定位特征塊包括呈L形排列的第一數(shù)量的條碼單元，而所述輔助定位特征塊包括呈正方形排列的第二數(shù)量的條碼單元，并且所述輔助定位特征塊包含有光學特性不同的兩個部分；確定裝置，用于基于所述主定位特征塊與輔助定位特征塊對應(yīng)的頂角區(qū)域位置確定所述矩形陣列的識讀方向；轉(zhuǎn)換裝置，用于基于所述識讀方向?qū)λ鰣D像進行解碼以轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的識別設(shè)備，其特征在于，所述主定位特征塊具有相同的形狀，每個所述主定位特征塊至少分別包括位于所述矩形陣列頂點的一個頂點條碼單元，以及與所述頂點條碼單元相鄰的兩個邊界條碼單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的識別設(shè)備，其特征在于，所述輔助定位特征塊包括相鄰的第一矩形條與第二矩形條，其中所述第一矩形條與第二矩形條具有不同的光學特性以使得所述第一矩形條與所述第二矩形條的位置可區(qū)分，所述確定裝置進一步包括基于所述主定位特征塊與輔助定位特征塊的位置以及所述第一矩形條與所述第二矩形條的位置判斷是否需要對所述圖像進行鏡像的裝置；基于所述主定位特征塊與輔助定位特征塊的位置判斷是否需要對所述圖像進行旋轉(zhuǎn)的裝置；基于所述鏡像與旋轉(zhuǎn)的判斷結(jié)果糾正所述圖像，并基于預(yù)定規(guī)則確定所述圖像的識讀方向的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的識別設(shè)備，其特征在于，所述第一矩形條至少包括一個頂點條碼單元，以及位于所述頂點條碼單元一側(cè)與所述頂點條碼單元相鄰的一個邊界條碼單元；所述第二矩形條至少包括與所述第一矩形條的兩個條碼單元分別相鄰的兩個條碼單兀。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的識別設(shè)備，其特征在于，所述搜索裝置進一步用于在位于所述矩形陣列頂角區(qū)域包含2行2列條碼單元的正方形區(qū)域內(nèi)搜索所述主定位特征塊或輔助定位特征塊。
專利摘要本實用新型提供了一種用于二維碼的定位系統(tǒng)，所述二維碼包括位于基底上呈矩形陣列排布的多個條碼單元，每個所述條碼單元表示一個二進制編碼的數(shù)據(jù)；其中，所述定位系統(tǒng)包括分別地位于所述矩形陣列頂角區(qū)域的3個主定位特征塊及1個輔助定位特征塊，所述主定位特征塊及所述輔助定位特征塊至少部分地與所述基底具有不同的光學特性以使得其與所述基底可區(qū)分，并用于確定所述矩形陣列的識讀方向；其中，每個所述主定位特征塊包括呈L形排列的第一數(shù)量的條碼單元，而所述輔助定位特征塊包括呈正方形排列的第二數(shù)量的條碼單元，并且所述輔助定位特征塊中的部分條碼單元與所述基底具有相同的光學特性。
文檔編號G06K7/14GK202267974SQ201120260169
公開日2012年6月6日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者趙立新, 趙立輝 申請人:我查查信息技術(shù)(上海)有限公司