一種用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法，包括：分塊步驟，對二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息進(jìn)行分塊，獲得多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊；RS碼編碼步驟，對所述多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊中的每一個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊進(jìn)行RS碼編碼；數(shù)據(jù)碼字塊重組步驟，將經(jīng)過RS碼編碼后的多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊按照原有順序進(jìn)行重組，形成一個(gè)碼字陣列；HoVer碼編碼步驟，對該碼字陣列進(jìn)行HoVer碼編碼。本發(fā)明不受通信糾錯(cuò)碼對二維圖形碼符號數(shù)據(jù)規(guī)模的限制，利用本發(fā)明可提高二維圖形碼的抗污損和抗畸變能力，且編譯碼速度快。
【專利說明】一種用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字信息【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，隨時(shí)隨地的進(jìn)行信息的識別和傳輸成為信息化時(shí)代的新要求，二維圖形碼技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并在移動互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中占據(jù)了主導(dǎo)地位，成為當(dāng)今學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)。
[0003]當(dāng)前，隨著二維圖形碼應(yīng)用的不斷深入，對二維圖形碼技術(shù)的要求更加嚴(yán)格。以QR 二維圖形碼(Quick Response Code,以下簡稱“QR碼”)為例，QR碼是目前使用率最高的二維圖形碼，在很多方面具有明顯優(yōu)勢，QR碼表示漢字的效率高，表示的信息更廣泛，是360度的全方位識別技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于各種商業(yè)領(lǐng)域。在技術(shù)上，一方面，要求QR碼可以表示多國文字、圖像、圖形等各種信息，并且這種要求同時(shí)表示的有效信息的種類還在不斷增加；另一方面，要求QR碼具有較高的糾錯(cuò)技術(shù)，保證數(shù)據(jù)的可靠性，能夠糾正污損、折疊等隨機(jī)錯(cuò)誤，恢復(fù)出正確的原始數(shù)據(jù)信息。在糾錯(cuò)算法方面，在二維圖形碼中目前使用最多且性能相對較好的糾錯(cuò)算法是基于以RS(Reed-Solomon)碼為代表的通信差錯(cuò)控制碼，QR碼一般采用RS碼糾錯(cuò)編碼技術(shù)。RS碼是一種擴(kuò)展的非二進(jìn)制BCH碼，在伽羅華域中運(yùn)算，主要用于矢量信息的編碼，在發(fā)送信息前經(jīng)過編碼器計(jì)算數(shù)據(jù)信息的糾錯(cuò)信息，把糾錯(cuò)信息作為冗余信息添加到數(shù)據(jù)信息之后，利用冗余信息進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的糾錯(cuò)識別。
[0004]采用RS碼對二維圖形碼編碼糾錯(cuò)存在以下缺陷:1、RS碼糾錯(cuò)機(jī)制適合處理矢量信息，在處理以點(diǎn)陣為單位的整塊編碼信息時(shí)效率低，從布局上不適用于二維圖形碼的糾錯(cuò)。2、RS糾錯(cuò)機(jī)制適用于編碼粒度相對較小的數(shù)據(jù)，在編碼大粒度數(shù)據(jù)是效率很低。如果二維圖形碼中存儲的有效信息較多，符號數(shù)據(jù)規(guī)模很大，使用RS編碼會出現(xiàn)較大的時(shí)間延遲，且編碼效率很低，糾錯(cuò)能力弱。3、二維圖形碼中的數(shù)據(jù)出錯(cuò)與通信領(lǐng)域的信息出錯(cuò)很不一樣，二維圖形碼的數(shù)據(jù)污損大多整塊出現(xiàn)，離散出現(xiàn)的情況很少。RS碼適用于通信領(lǐng)域，但不適合二維圖形碼數(shù)據(jù)的整塊(整行和整列)糾錯(cuò)，糾錯(cuò)時(shí)抗污損和抗畸變能力差。4、RS碼適用于7bit以下的信息的編碼，當(dāng)二維圖形碼中的有效字符較大時(shí)，用RS糾錯(cuò)幾乎無法進(jìn)行編碼。當(dāng)二維圖形碼中存儲有音頻或視頻文件時(shí)，RS編碼完全不適用于此類情形的糾錯(cuò)。RS碼糾錯(cuò)機(jī)制對二維圖形碼的符號數(shù)據(jù)規(guī)模形成了制約，導(dǎo)致二維圖形碼技術(shù)無法充分發(fā)展和普及。
[0005]現(xiàn)有的糾錯(cuò)方法已無法滿足二維圖形碼的發(fā)展，如何盡量提高二維圖形碼的容錯(cuò)識讀能力，使其具有更好的抗污損和抗畸變能力，而且適用于有效信息量較大的符號數(shù)據(jù)規(guī)模，是領(lǐng)域內(nèi)關(guān)注的核心問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提出一種用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法和裝置，級聯(lián)糾錯(cuò)以RS碼作為糾錯(cuò)內(nèi)碼、HoVer碼作為糾錯(cuò)外碼，適用于有效信息量較大的符號數(shù)據(jù)規(guī)模，糾錯(cuò)能力強(qiáng)。
[0007]本發(fā)明提供一種用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法，包括:分塊步驟，對二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息進(jìn)行分塊，獲得多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊；RS碼編碼步驟，對所述多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊中的每一個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊進(jìn)行RS碼編碼；數(shù)據(jù)碼字塊重組步驟，將經(jīng)過RS碼編碼后的多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊按照原有順序進(jìn)行重組，形成一個(gè)碼字陣列；HoVer碼編碼步驟，對該碼字陣列進(jìn)行HoVer碼編碼。
[0008]優(yōu)選地，所述二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息大于4字節(jié)。
[0009]優(yōu)選地，所述二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息大于8字節(jié)。
[0010]優(yōu)選地，所述二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息大于16字節(jié)。
[0011 ] 優(yōu)選地，在RS碼編碼步驟中，編碼產(chǎn)生的冗余數(shù)據(jù)碼字塊的大小占編碼后的數(shù)據(jù)碼字塊的20-30%。
[0012]本發(fā)明還一種用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼裝置，包括:分塊模塊，用于對二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息進(jìn)行分塊，獲得多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊；RS碼編碼模塊，用于對所述多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊中的每一個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊進(jìn)行RS碼編碼；數(shù)據(jù)碼字塊重組模塊，用于將經(jīng)過RS碼編碼后的多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊按照原有順序進(jìn)行重組，形成一個(gè)碼字陣列；HoVer碼編碼模塊，用于對該碼字陣列進(jìn)行HoVer碼編碼。
[0013]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明針對有效信息儲存量較大的二維圖形碼，以RS碼作為糾錯(cuò)內(nèi)碼、以HoVer碼用作糾錯(cuò)外碼，融合了 RS碼和HoVer碼的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了各自的缺點(diǎn)，只要數(shù)據(jù)分塊充分細(xì)致，幾乎可以糾正二維圖形碼的所有隨機(jī)錯(cuò)誤，具有很強(qiáng)的抗污損和抗畸變能力，可極大地提高二維圖形碼的糾錯(cuò)能力，并且在編譯碼速度和時(shí)間復(fù)雜度上具有明顯優(yōu)勢，本發(fā)明重新定義了 RS的碼字布局，解除了 RS等通信糾錯(cuò)碼對二維圖形碼符號數(shù)據(jù)規(guī)模上的桎梏，在允許儲存較多有效信息的同時(shí)，糾錯(cuò)等級較高，實(shí)現(xiàn)了有效信息與糾錯(cuò)等級的平衡，適用于工業(yè)上大型數(shù)據(jù)的批量應(yīng)用，有利于二維圖形碼如QR碼技術(shù)的充分發(fā)展和普及。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是RS碼編碼原理不意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法流程圖。
[0016]圖3-6是本發(fā)明實(shí)施例的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼過程示意圖。
[0017]圖7是本發(fā)明實(shí)施例的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖8是本發(fā)明實(shí)施例的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼與RS糾錯(cuò)編碼的糾錯(cuò)能力對比圖。
[0019]圖9是本發(fā)明實(shí)施例的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼與RS糾錯(cuò)編碼的編碼效率對比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0021]首先介紹RS碼的糾錯(cuò)編碼原理，RS碼適合矢量信息的編碼糾錯(cuò)，經(jīng)RS編碼后會在矢量信息后面生成冗余檢驗(yàn)位，參考圖1，假設(shè)原始信息(有效信息)為k位，經(jīng)過RS編碼后的信息為η位，那么校驗(yàn)信息為t = n-k位，當(dāng)RS碼對矢量信息糾錯(cuò)時(shí),有t個(gè)校驗(yàn)位說明可以糾正t個(gè)錯(cuò)誤，即糾錯(cuò)能力與t有關(guān)，t越大糾錯(cuò)能力越強(qiáng)；同時(shí)，如果有效信息的位數(shù)k越小，有效信息與冗余信息的比例就越小，則糾錯(cuò)代價(jià)越高。為了得到較高的糾錯(cuò)率，通常設(shè)定有效信息位k大于校驗(yàn)信息位t。需要說明，如果t = k，說明需要用多出一倍的冗余檢驗(yàn)信息進(jìn)行糾錯(cuò)，糾錯(cuò)意義不大。
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法，其特征在于，包括: 分塊步驟，對二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息進(jìn)行分塊，獲得多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊； RS碼編碼步驟，對所述多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊中的每一個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊進(jìn)行RS碼編碼； 數(shù)據(jù)碼字塊重組步驟，將經(jīng)過RS碼編碼后的多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊按照原有順序進(jìn)行重組，形成一個(gè)碼字陣列； HoVer碼編碼步驟，對該碼字陣列進(jìn)行HoVer碼編碼。
2.如權(quán)利要求1所述的用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法，其特征在于，所述二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息大于4字節(jié)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法，其特征在于，所述二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息大于8字節(jié)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法，其特征在于，所述二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息大于16字節(jié)。
5.如權(quán)利要求1所述的用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼方法，其特征在于，在所述RS碼編碼步驟中，編碼產(chǎn)生的冗余數(shù)據(jù)碼字塊的大小占編碼后的數(shù)據(jù)碼字塊的20-30%。
6.一種用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼裝置，其特征在于，包括: 分塊模塊，用于對二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息進(jìn)行分塊，獲得多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊； RS碼編碼模塊，用于對所述多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊中的每一個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊進(jìn)行RS碼編碼； 數(shù)據(jù)碼字塊重組模塊，用于將經(jīng)過RS碼編碼后的多個(gè)數(shù)據(jù)碼字塊按照原有順序進(jìn)行重組，形成一個(gè)碼字陣列； HoVer碼編碼模塊，用于對該碼字陣列進(jìn)行HoVer碼編碼。
7.如權(quán)利要求6所述的用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼裝置，其特征在于，所述二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息大于4字節(jié)。
8.如權(quán)利要求6所述的用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼裝置，其特征在于，所述二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息大于8字節(jié)。
9.如權(quán)利要求6所述的用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼裝置，其特征在于，所述二維圖形碼的數(shù)據(jù)碼字信息大于16字節(jié)。
10.如權(quán)利要求6所述的用于二維圖形碼的級聯(lián)糾錯(cuò)編碼裝置，其特征在于，所述RS碼編碼模塊產(chǎn)生的冗余數(shù)據(jù)碼字塊的大小占編碼后的數(shù)據(jù)碼字塊的20-30%。
【文檔編號】H03M13/15GK103986476SQ201410215991
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】朱媛媛 申請人:北京京東尚科信息技術(shù)有限公司, 北京京東世紀(jì)貿(mào)易有限公司