本發(fā)明涉及二維碼技術(shù)，尤其涉及一種帶定位區(qū)的堆疊式二維碼及其生成和識別方法。

背景技術(shù)：

二維碼因其具有存儲量大、保密性高、追蹤性高、抗損性強等特點，被廣泛運用于各行各業(yè)中。目前常見的二維碼多為矩陣碼(如dm碼和qr碼)，其用黑、白色塊表示二進制的1和0，將黑、白色塊按一定組合方式堆疊形成二維碼，該二維碼包括用于定位的定位部和用于存儲信息的數(shù)據(jù)部，但現(xiàn)有的這種矩陣二維碼的因其色塊比較密集，為了提高解碼效率，一般需要選擇一塊獨立干凈的平整的區(qū)域安放碼區(qū)。由于目前二維碼都是一個單獨碼區(qū)，受環(huán)境影響比較大，如掃碼位置直接影響到光線角度等，因此需要跑到特定一個位置進行掃碼，而不能在多個位置實現(xiàn)快速解碼，當出現(xiàn)二維碼部分損壞或表面不平整的情況，也不能正常識別與解碼。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一，在于提供一種帶定位區(qū)的堆疊式二維碼，便于用戶多方位的快速掃碼，提高掃碼成功率，提升用戶體驗。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是這樣實現(xiàn)的：一種帶定位區(qū)的堆疊式二維碼，包括等距矩陣排列的復數(shù)個碼區(qū)和用于分隔各所述碼區(qū)的定位區(qū)；

每一所述碼區(qū)包括矩陣排列的復數(shù)行復數(shù)列的識別單元，且在同一所述碼區(qū)內(nèi)，每相鄰兩行識別單元之間設有一行空白單元，每相鄰兩列識別單元之間設有一列空白單元；

每一所述空白單元為由白色模塊組成的3×3模塊；

每一所述識別單元為由黑色模塊和白色模塊組成的3×3模塊，所述識別單元的3×3模塊包括兩個黑色模塊和7個白色模塊，同一所述識別單元中的兩個黑色模塊之間間隔至少一個白色模塊的距離，每一所述識別單元對應存儲一個四位二進制串；

所述定位區(qū)由識別單元和空白單元相間設置而成，所述定位區(qū)與所述碼區(qū)之間間隔一排空白單元格。

進一步的，所述黑色模塊與白色模塊均為正方形色塊或圓形色塊。

進一步的，所述定位區(qū)通過預先選取的一種或幾種特定的識別單元按一定規(guī)則排列得到，以便快速區(qū)分和定位。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二，在于提供一種上述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的生成方法，得到一種便于用戶多方位掃碼且掃碼成功率高的二維碼，提升用戶體驗。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二是這樣實現(xiàn)的：一種上述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的生成方法，包括如下步驟：

步驟41、獲取一現(xiàn)有二維碼，去除定位部，得到數(shù)據(jù)部；

步驟42、依次提取所述數(shù)據(jù)部內(nèi)的2×2模塊，根據(jù)所述2×2模塊存儲的四位二進制串將所述2×2模塊轉(zhuǎn)換為對應的識別單元；

步驟43、將所有轉(zhuǎn)換得到的識別單元依次排列成與所述現(xiàn)有矩陣二維碼對應的復數(shù)行復數(shù)列，并在每相鄰兩行識別單元之間插入一行空白單元，每相鄰兩列識別單元之間插入一列空白單元，得到一個完整的碼區(qū)；

步驟44、將復數(shù)個所述碼區(qū)通過矩陣排列，并在各所述碼區(qū)之間設置定位區(qū)，得到所述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼，所述定位區(qū)通過預先選取的一種或幾種特定的識別單元按一定規(guī)則排列得到，以便快速區(qū)分和定位。

進一步的，所述現(xiàn)有二維碼為帶糾錯功能的矩陣二維碼。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之三，在于提供一種上述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的識別方法，實現(xiàn)快速識別二維碼，提高掃碼成功率，提升用戶體驗。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之三是這樣實現(xiàn)的：一種上述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的識別方法，包括如下步驟：

步驟61、獲取所述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的圖像，將所述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的圖像轉(zhuǎn)成二值圖；

步驟62、獲取二值圖中所有粒子中心坐標以及粒子的面積值，過濾掉面積值不符合要求的粒子；

步驟63、遍歷所述粒子，通過計算每一所述粒子的中心坐標與其他粒子的中心坐標之間的距離，將彼此距離最小的兩所述粒子進行配對，每兩個配對的粒子形成一識別單元；

步驟64、按預先設定的協(xié)議查找定位區(qū)，根據(jù)所述定位區(qū)找到一個獨立的碼區(qū)所需的復數(shù)個識別單元；

步驟65、依次遍歷所述碼區(qū)對應的識別單元，根據(jù)所述識別單元對應的四位二進制串，獲得所述碼區(qū)對應的二進制串。

進一步的，所述步驟61還包括對所述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的圖像進行濾波。

進一步的，所述步驟62中的“過濾掉面積值不符合要求的粒子”具體為：采用粒子統(tǒng)計的方法獲取出現(xiàn)次數(shù)最多的面積值作為標準值，根據(jù)所述標準值設定上限值和下限值，過濾掉其中面積值大于所述上限值以及面積值小于所述上限值的粒子。

進一步的，所述步驟62還包括：統(tǒng)計數(shù)量最多的且距離最小的兩粒子的角度，根據(jù)所述角度對所述二值圖進行旋轉(zhuǎn)，確保所述二值圖為正的二值圖。

進一步的，所述方法還包括步驟66、根據(jù)需要選擇現(xiàn)有二維碼解碼算法做進一步解碼操作。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、通過設置堆疊式二維碼，可以將該堆疊式二維碼排布到整個一個大的區(qū)域中，當用戶需要掃碼時，無需特地跑到某一位置，可任意掃一個角落即可實現(xiàn)掃碼操作，大大方便掃碼操作，也使得在出現(xiàn)一部分二維碼損壞時，用戶還可以使用其他部位進行掃碼；

2、通過設置定位區(qū)，可以快速查找到一個解碼用的碼區(qū)所需的識別單元，大大提高解碼效率，且當存在不同碼區(qū)堆疊的時候，還可以通過所述定位區(qū)去判斷掃描的碼區(qū)具體是哪一個碼區(qū)；

3、本發(fā)明的二維碼均勻排布，不會出現(xiàn)多色塊密集情況，比密集排布的二維碼識別起來效率更高，大大提高了其識別與解碼效率，且零散的二維碼可作為背景進行排布，不會影響整體美觀。

附圖說明

下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

圖1為本發(fā)明帶定位區(qū)的堆疊式二維碼示意圖。

圖2為本發(fā)明一個獨立的碼區(qū)示意圖。

圖3為圖2的a部分放大圖。

圖4為本發(fā)明一實施例中識別單元與四位二進制串的對應關系示意圖。

圖5為本發(fā)明一種帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的生成方法流程圖。

圖6為本發(fā)明一種帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的識別方法流程圖。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，一種帶定位區(qū)的堆疊式二維碼，包括等距矩陣排列的復數(shù)個碼區(qū)和用于分隔各所述碼區(qū)的定位區(qū)(見圖1中b部分)；

每一所述碼區(qū)包括矩陣排列的復數(shù)行復數(shù)列的識別單元，且在同一所述碼區(qū)內(nèi)，每相鄰兩行識別單元之間設有一行空白單元，每相鄰兩列識別單元之間設有一列空白單元；

每一所述空白單元為由白色模塊組成的3×3模塊；

每一所述識別單元為由黑色模塊和白色模塊組成的3×3模塊，所述識別單元的3×3模塊包括兩個黑色模塊和7個白色模塊，同一所述識別單元中的兩個黑色模塊之間間隔至少一個白色模塊的距離，每一所述識別單元對應存儲一個四位二進制串；

所述定位區(qū)由識別單元和空白單元相間設置而成，所述定位區(qū)與所述碼區(qū)之間間隔一排空白單元格，所述定位區(qū)通過預先選取的一種或幾種特定的識別單元按一定規(guī)則排列得到，以便快速區(qū)分和定位。

本發(fā)明中，所述黑色模塊與白色模塊可以為大小形狀一致的色塊，例如均為正方形色塊或圓形色塊等。

如圖5所示，本發(fā)明一種上述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的生成方法，包括如下步驟：

步驟41、獲取一現(xiàn)有二維碼，去除定位部，得到數(shù)據(jù)部，所述現(xiàn)有二維碼為帶糾錯功能的矩陣二維碼，例如qr碼或dm碼等；

步驟42、依次提取所述數(shù)據(jù)部內(nèi)的2×2模塊，根據(jù)所述2×2模塊存儲的四位二進制串將所述2×2模塊轉(zhuǎn)換為對應的識別單元；

步驟43、將所有轉(zhuǎn)換得到的識別單元依次排列成與所述現(xiàn)有矩陣二維碼對應的復數(shù)行復數(shù)列，并在每相鄰兩行識別單元之間插入一行空白單元，每相鄰兩列識別單元之間插入一列空白單元，得到一個完整的碼區(qū)；

步驟44、將復數(shù)個所述碼區(qū)通過矩陣排列，并在各所述碼區(qū)之間設置定位區(qū)，得到本發(fā)明帶定位區(qū)的堆疊式二維碼，所述定位區(qū)通過預先選取的一種或幾種特定的識別單元按一定規(guī)則排列得到，以便快速區(qū)分和定位。

如圖6所示，本發(fā)明一種上述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的識別方法，包括如下步驟：

步驟61、獲取所述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的圖像，將所述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的圖像轉(zhuǎn)成二值圖；該步驟61還包括對所述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的圖像進行濾波；

步驟62、獲取二值圖中所有粒子中心坐標以及粒子的面積值，過濾掉面積值不符合要求的粒子，其中，“過濾掉面積值不符合要求的粒子”具體為：采用粒子統(tǒng)計的方法獲取出現(xiàn)次數(shù)最多的面積值作為標準值，根據(jù)所述標準值設定上限值和下限值，過濾掉其中面積值大于所述上限值以及面積值小于所述上限值的粒子；該步驟62還包括：統(tǒng)計數(shù)量最多的且距離最小的兩粒子的角度，根據(jù)所述角度對所述二值圖進行旋轉(zhuǎn)，確保所述二值圖為正的二值圖

步驟63、遍歷所述粒子，通過計算每一所述粒子的中心坐標與其他粒子的中心坐標之間的距離，將彼此距離最小的兩所述粒子進行配對，每兩個配對的粒子形成一識別單元；

步驟64、按預先設定的協(xié)議查找定位區(qū)，根據(jù)所述定位區(qū)找到一個獨立的碼區(qū)所需的復數(shù)個識別單元；

步驟65、依次遍歷所述碼區(qū)對應的識別單元，根據(jù)所述識別單元對應的四位二進制串，獲得所述碼區(qū)對應的二進制串。

所述方法還包括步驟66、根據(jù)需要選擇現(xiàn)有二維碼解碼算法做進一步解碼操作。

下面結(jié)合一具體實施例對本發(fā)明做進一步說明：

請再參閱圖1至圖6，獲取一現(xiàn)有二維碼，將其轉(zhuǎn)換成本發(fā)明的帶定位區(qū)的堆疊式二維碼，具體如下：

獲取一現(xiàn)有二維碼，去除定位部，得到數(shù)據(jù)部，所述現(xiàn)有二維碼為帶糾錯功能的矩陣二維碼，例如常見的qr碼或dm碼；

依次提取所述數(shù)據(jù)部內(nèi)的2×2模塊，根據(jù)所述2×2模塊存儲的四位二進制串將所述2×2模塊轉(zhuǎn)換為對應的識別單元，每一所述識別單元為由黑色模塊和白色模塊組成的3×3模塊(見圖3中的b)，所述識別單元的3×3模塊包括兩個黑色模塊和7個白色模塊，同一所述識別單元中的兩個黑色模塊之間間隔至少一個白色模塊的距離，每一所述識別單元對應存儲一個四位二進制串，如圖4所示，按照黑色模塊的不同位置組合的識別單元有16種，恰好匹配四位二進制的16種數(shù)值，預先對每一種識別單元綁定一個四位二進制串，使得一種識別單元對應一個四位二進制數(shù)；

將所有轉(zhuǎn)換得到的識別單元依次排列成與所述現(xiàn)有矩陣二維碼對應的復數(shù)行復數(shù)列，并在每相鄰兩行識別單元之間插入一行空白單元，每相鄰兩列識別單元之間插入一列空白單元，得到一個完整的碼區(qū)，每一所述空白單元為由白色模塊組成的3×3模塊(見圖3中的a)；

將復數(shù)個所述碼區(qū)通過矩陣排列，并在各所述碼區(qū)之間設置定位區(qū)，得到帶定位區(qū)的堆疊式二維碼，所述定位區(qū)由識別單元和空白單元相間設置而成，所述定位區(qū)與所述碼區(qū)之間間隔一排空白單元格(即一行或一列的空白單元)，所述定位區(qū)通過預先選取的一種或幾種特定的識別單元按一定規(guī)則排列得到，以便快速區(qū)分和定位，比如所述定位區(qū)的識別單元可以指定都用兩黑色模塊位置關系為水平設置的這一種識別單元，也可以根據(jù)需要選擇幾種識別單元按一定的規(guī)則進行排列，且可以指定定位區(qū)的十字交叉處的識別單元為兩黑色模塊位置關系為水平設置或豎直設置的識別單元，以便與碼區(qū)的識別單元排列關系區(qū)別開，從而實現(xiàn)快速定位，也便于調(diào)整二值圖方向，又比如，在幾種識別單元中選擇0°、90°、45°、135°這幾種隨機組合形成定位區(qū)。

本發(fā)明中，所述黑色模塊與白色模塊可以為大小形狀一致的色塊，例如均為正方形色塊或圓形色塊等。

在掃描本發(fā)明的帶定位區(qū)的堆疊式二維碼時，只需要隨意掃碼其中一部分二維碼，獲取一個碼區(qū)所需的最少識別單元個數(shù)進行解碼，具體步驟如下：

獲取所述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的圖像，對所述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼圖像進行濾波，比如可采用高斯濾波或均值濾波等方式進行濾波，將所述帶定位區(qū)的堆疊式二維碼的圖像轉(zhuǎn)成二值圖；

獲取上述二值圖中所有粒子中心坐標以及粒子的面積值，過濾掉面積值不符合要求的粒子，即篩選掉其中面積值大于一上限值和面積值小于上限值的粒子，得到符合條件的粒子，具體的上限值與下限值可根據(jù)統(tǒng)計所有粒子面積值得到，以出現(xiàn)次數(shù)最多的面積值作為標準值設定上限值和下限值，統(tǒng)計數(shù)量最多的且距離最小的兩粒子的角度，根據(jù)所述角度對所述二值圖進行旋轉(zhuǎn)正位，得到正的二值圖，便于識別，具體旋轉(zhuǎn)方式可通過統(tǒng)計數(shù)量最多的且距離最小的兩粒子(粒子對應的是黑色模塊)的角度，根據(jù)所述角度對所述二值圖進行旋轉(zhuǎn)正位，由于當識別單元中兩個黑色模塊處于在同一水平線上或同一豎直線上時，兩個黑色模塊的距離是各種模式中距離最小的模式，因此可通過統(tǒng)計的方法查找這些0°或90°的識別單元，并利用這些識別單元對二值圖信息位置的調(diào)整，保證不歪斜即可；

遍歷所述粒子，通過計算每一所述粒子的中心坐標與其他粒子的中心坐標之間的距離，將彼此距離最小的兩所述粒子進行配對，每兩個配對的粒子形成一識別單元；

按預先設定的協(xié)議查找定位區(qū)，根據(jù)所述定位區(qū)找到一個獨立的碼區(qū)所需的復數(shù)個識別單元，即通過找到定位區(qū)，根據(jù)定位區(qū)的位置找一個碼區(qū)，可以為一個完整碼區(qū)，也可以是在定位區(qū)四周的識別單元拼接成的一個碼區(qū)(如圖1中的c部分，通過不同碼區(qū)的識別單元提取得到)，可以根據(jù)定位區(qū)，輔助定位區(qū)四周的碼區(qū)中重復部分進行整合，使得即使獲取到的不是一個完整碼區(qū)，也可以正常解碼；

依次遍歷所述碼區(qū)對應的識別單元，根據(jù)所述識別單元對應的四位二進制串，獲得所述一個碼區(qū)對應的二進制串，之后可根據(jù)需要選擇現(xiàn)有的qr算法或dm解碼算法做進一步解碼操作。

另外，本發(fā)明的一個碼區(qū)作為解碼的最小解碼單元，在現(xiàn)有矩陣二維碼只有奇數(shù)行或奇數(shù)列時，可通過增加一行或一列的全1輔助轉(zhuǎn)換成本發(fā)明的一個碼區(qū)，由于現(xiàn)有矩陣二維碼自身一般都帶有糾錯功能，因此不會影響最后解碼結(jié)果。

本發(fā)明通過設置堆疊式二維碼，可以將該二維碼排布到整個一個大的區(qū)域中，當用戶需要掃碼時，無需特地跑到某一位置，可任意掃一個角落即可實現(xiàn)掃碼操作，大大方便掃碼操作，也使得在出現(xiàn)一部分二維碼損壞時，用戶還可以使用其他部位進行掃碼，且零散的二維碼可作為背景花紋進行排布，不會影響圖標的整體性和美觀，提升用戶體驗；通過設置定位區(qū)，可以快速查找到一個解碼用的碼區(qū)所需的最少個數(shù)的識別單元，大大提高解碼效率；由于二維碼均勻排布，不會出現(xiàn)多色塊密集情況，比密集排布的二維碼識別起來效率更高，進一步提高了其識別與解碼效率。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員應當理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本領域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應當涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求所保護的范圍內(nèi)。