一种三基色条码及其生成和识读方法与流程

文档序号:16136931发布日期:2018-12-01 01:07阅读:344来源:国知局

本发明属于条码技术领域,具体涉及一种三基色条码及其生成和识读方法。

背景技术

目前,条码分为两色一维条码和两色二维条码。两色二维条码就是用某种特定的几何图形,按照一定规律在平面分布的深浅两色相间的图形来记录数据的符号信息。两色二维条码是在水平垂直两个方向均记录数据信息,而且由深浅两种颜色组成,因此称为两色二维条码。实际上,两色二维条码是巧妙地借助了构成计算机内部逻辑基础的‘0’、‘1’的二进制概念,使用若干与二进制相对应的几何形体来表示文字、数字以及其他信息。通常来说,每种两色二维条码都对应一种特定的字符集以及特定的编码规则,同时具有一定的校验功能,以防止信息传递过程中的遗漏和错误。常见的被广泛应用的两色二维条码有datamatrix、qrcode、pdf417、code49、codeone以及maxicode等两色二维条码。两色二维条码主要分为堆叠式和矩阵式两种。堆叠式两色二维条码是在两色一维条码原理的基础上,将多个两色一维条码在纵向堆叠而产生的,典型的有:pdf417、code49等。矩阵式两色二维条码是在一个矩形空间通过深浅两色像素在矩阵中的不同分布进行编码。典型的有:

qreode、datamatrix等。两色二维条码的主要特征是在水平和垂直方向均表示数据信息。除了具备两色一维条码所具备的特性之外,两色二维条码还具有信息容量大、可靠性高、读取率高、错误纠正能力强、可表示汉字和图像、保密防伪性强等优点。两色二维条码通过垂直方向的尺寸来提高条码的信息密度,通常情况下,其密度可以达到两色一维条码的几十甚至是几百倍。

两色二维条码的生成过程主要包括三个部分:一是将源数据信息流通过一定的编码规则或者压缩模式转换成数据码字;二是根据数据码字以及相应的纠错要求生成纠错码字,数据码字加上纠错码字得到编码后的总数据流码字;三是将总数据流码字转化为二进制流,根据每个码字的每位信息在两色二维条码图像中的排列规则,生成两色二维条码。

在两色二维条码图像中,用深浅两种颜色来表示二进制化码字流的“0”和“1”。因此称为两色二维条码。

两色二维条码是通过一定的数据信息转化方法,将数字、字母、符号、文字、图形等信息转化成为数据码字流,然后用两色二维条码表示来实现。对于这些不同的数据信息,每一种码制都会提供相应的数据编码模式来实现数据信息的转换。主要的数据编码模式包括:数字编码模式、文本(字母)编码模式以及字节编码模式等,分别用于对数字信息、ascii字符集和ascii扩展字符集中的字符信息以及文字和图像信息的编码。其中每种编码模式通常也可以用来编码其他类型的数据,但是效率不高。经过对数据信息的编码得到数据码字之后,接下来的部分是根据数据码字产生纠错码字进行纠错控制,使得码字流即使在数据传输过程中出现了错误,仍然不影响整个条码的正确识读。数据码字加上纠错码字得到编码后的总数据流码字,将总数据流码字转化为二进制流,二进制流中的“0”和“1”分别用两色二维条码图像中的深色和浅色两种颜色进行表示即可得到两色二维条码。在两色二维条码图像中,用深色和浅色两种颜色分别来表示二进制流中的“0”和“1”。因此称为两色二维条码。

尽管两色一维条码的出现给人们的生活带来的很多便利,但是也存在一定的局限性。一方面,由于受到信息容量的限制,两色一维条码通常只是对物品的一种标识,而不是一种描述,比如我们常见到商品的两色一维条形码,通常只能表示一些简单的数字或者代码,而无法涵盖该商品的其他信息,因此如果需要了解商品的其他信息,还需要预先建立的数据库的支持,对于一些网络不通畅或者没有好的数据库支持的地方,两色一维条码这种简单的标识就受到了很大的限制,有时甚至变得无用了;另一方面,现代科技社会对于影像的追求已经达到了一个空前迫切的程度,然而两色一维条码表示汉字甚至图像等信息都非常困难,即使能够表示,也非常的不方便。随着现代高科技的发展,人们需要条码在有限的几何空间内表示更多的信息,以满足不同的需要。因此,20世纪80年代末期,诞生了两色二维条码技术。两色二维条码是一种在水平和垂直方向上都包含信息的条码。作为一种新的信息存储、传递和识别技术,自诞生那一天起,它就得到了世界上很多国家的关注。

两色二维条码就是用某种特定的几何图形,按照一定规律在平面分布的深浅两色相间的图形来记录数据的符号信息。两色二维条码的主要特征是在水平和垂直方向均表示数据信息。除了具备两色一维条码所具备的特性之外,还有信息量大、可靠性高、保密防伪性强等优点。两色二维条码在同样的面积上的信息含量是两色一维条码的近百倍。因为具有高密度、高可靠性等特点,它不但可以存放数字,而且可以直接存放包括图像在内的所有可以数字化的信息,例如多国文字、数据文件、图像等。两色二维条码的出现从质的方面拓宽了条码的应用领域。随着条码应用的进一步推广,人们对条码的信息容量提出了更高的要求,希望条码能够传载更多的信息。此时两色二维条码的信息容量也不能满足要求。理论上,我们可以采用增大条码尺寸或增大条码密度来解决这个问题。但是这两种解决方案都有一定的局限性。增大条码尺寸需要条码载体提供更大的印制面积,往往在实际应用的场合中,对条码的尺寸有很强的限制,例如证件、单据本身尺寸的限制,不可能给条码提供的太大印制面积。而增大条码密度,需要印制设备、识读设备有更高的精度,成本高,而且增大条码密度会明显降低条码的抗干扰能力,极大限制了条码使用的环境.。如何在不增大条码尺寸和不增大条码密度的情况下增加条码的数据信息容量,成为条码研究的重点问题。

韩国著名私立大学延世大学的研究小组开发成功一种“彩色条码”,并于2000年推出了相关产品。该“彩色条码”的特点是像照片那样可由一看即懂的图案构成。该“彩色条码”目前只使用红、绿、蓝、黑4种颜色,使用8种颜色的版本也正在开发之中。该“彩色条码”在韩国和日本的日常生活中广泛应用。该条码“在韩国已经成为事实上的行业标准”(日本colorzip董事朝田康干)。

美国微软公司(microsoft)希望能推动条码革命,使条码彩色化,于2009年公布了一种彩色的23条形码,它是基于由微软研发的名为(hccbs)“highcapacitycolorbarcodes”的全新技术。该彩色条码可以使用4或8种颜色,能在较小的空间内储存更多的数据信息。它与众不同的是并未采用正方形的像素,而是采用彩色的三角形来存储数据信息。微软彩色条码发明者(gavinjancke)现任职于微软研究实验室,是微软研究院的工程总监。

以上两种彩色条码的共同特点是利用不同的颜色来表示不同的数据,对于条码图像中的1个存储单元来说,如果使用两种颜色则1个存储单元只能存储0和1两个数据,相当于1位2进制的数;如果使用四种颜色则1个存储单元可以存储0到3四个数据,相当于2位2进制的数,其数据存储容量是两种颜色的2倍,也就是说四色条码的数据存储容量是两色条码数据存储容量的2倍;如果使用八种颜色则1个存储单元可以存储0到7八个数据,相当于3位2进制的数,其数据存储容量是两种颜色的3倍,也就是说八色条码的数据存储容量是两色条码数据存储容量的3倍。不难看出在条码面积相同的情况下,彩色条码所使用颜色数目越多其数据存储容量越大,但是随着彩色条码所使用颜色数目的增加其编译码效率会明显降低,识别难度会明显增加。以上两种彩色条码的生成过程需要按照各自的编码规则,根据源数据信息逐个计算出彩色条码中每个存储单元所要储存的数据,从而确定彩色条码中每个存储单元应当使用的颜色。而识读过程则要对彩色条码中每个存储单元的颜色逐个进行识别,从而确定彩色条码中每个存储单元所存储的数据。整个编译码过程工作量较大,因而上述两种彩色条码的编译码效率较低。以上两种彩色条码是利用不同的颜色来表示不同的数据,因而对色偏的敏感度高、容忍度低,显示、打印、印刷、识读过程所产生的色偏以及光照、褪色等因素所产生的色偏都会影响彩色条码的正确识读。以上两种彩色条码各有自己特定编译码规则,与其它的两色条码的编译码规则完全不同,所以以上两种彩色条码的生成和识读方法无法应用到其它两色条码中,无法将其它两色条码扩展为彩色条码,因此以上两种彩色条码的生成和识读方法不具有通用性和可扩展性。



技术实现要素:

本发明一种三基色条码及其生成和识读方法,以克服现有技术的不足。

三基色条码是由(红黑)、(绿黑)和(蓝黑)三个n*m大小的两色条码叠加而成,其中n、m为大于等于3的自然数。对于所有的两色条码来说,其生成流程总体上都是一致的,因而我们可以采用现有各种不同的两色条码的码制标准生成(红黑)、(绿黑)和(蓝黑)三个两色条码,从而形成各自不同的三基色条码码制标准。

所述红黑两色条码(11)是由红和黑两种颜色组成,黑色的色值为零即rgb(0,0,0),红色的色值为rgb(255,0,0),当其中一个单元格有红色时,该单元格以黑色为底色、红色为前景色,其色值为rgb(255,0,0),当该单元格无红色时为纯黑(0,0,0);所述绿黑两色条码(12)是由绿或黑两种颜色组成,绿色的色值为rgb(0,255,0),当其中一个单元格有绿色时,该单元格以黑色为底色、绿色为前景色,色值为rgb(0,255,0),当该单元格无绿色时为纯黑(0,0,0);所述蓝黑两色条码(13)是由蓝或黑两种颜色组成,当其中一个单元格有蓝色时,该单元格以黑色为底色、蓝色为前景色,色值为rgb(0,0,255),当该单元格无蓝色时为纯黑(0,0,0);

在叠加后的n*m单元格区域中,每一个单元格为纯黑、红黑、绿黑、蓝黑、红黑绿黑叠加、红黑蓝黑叠加、绿黑蓝黑叠加、红黑绿黑蓝黑叠加中的一种;

其中,红黑绿黑叠加色值为(255,255,0)、红黑蓝黑叠加色值为(255,0,255)、绿黑蓝黑叠加色值为(0,255,255)、红黑绿黑蓝黑叠加(255,255,255)即白色。

三基色条码的生成方法分三个步骤。第一步,是将源数据信息进行分块,分成(数据块1)、(数据块2)和(数据块3)三个数据块,并对三个数据块的先后顺序进行标识。源数据信息分块可以对原始数据直接进行分块,也可以将源数据信息进行编码得到数据码字后再进行分块。

第二步,是将(数据块1)、(数据块2)和(数据块3)三个数据块,按照所现有的两色条码的码制标准分别生成(红黑)、(绿黑)和(蓝黑)三个黑白二维码,然后将三个黑白二维码的白色部分转化为黑色,将黑色部分分别转化为红、绿、蓝;从而得到红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码。至于将哪个数据块生成哪种基色的单基色条码可以由用户选定或采用“红绿蓝”等任意一种排序作为默认排序,识读时也按上述顺序进行或者“以红绿蓝”等任意一种排序作为三个二维码所含源信息的默认顺序即可。

第三步,是将第二步所生成的(红黑)、(绿黑)和(蓝黑)三个单基色条码进行叠加,生成三基色条码。因为三基色条码中包含(红黑)、(绿黑)和(蓝黑)三个两色条码,所以三基色条码的数据信息容量是两色条码的三倍。

根据权上述三基色条码的生成方法,其特征在于所述第一步源数据信息分块包括均匀分块和不均匀分块,所述均匀分块是将源数据信息平均分到数据块1、数据块2、数据块3三个数据块中;其他为不均匀分块,当不均匀分块时,所生成的红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码的尺寸通过冗余信息填充的方式使各个条码的尺寸实现大小一致,并且二维码的尺寸是按照数据量最大的数据块所生成的两色条码的尺寸来确定的;或者预先给定各个两色条码的容量,然后根据容量划分数据块。

根据上述三基色条码的生成方法,其特征在于上述第一步中,不将源数据信息分块,而将源数据作为一个数据块;第二步,将上述数据块生成红黑、绿黑或蓝黑三者中的一种两色条码;并将第二步所产生的一个两色条码作为三基色条码。

根据上述三基色条码的生成方法,其特征在于上述第一步中,将源数据信息分为两块;第二步,将上述数据块生成红黑、绿黑或蓝黑三者中的其中两种两色条码;并将第二步所产生的两个两色条码叠加作为三基色条码。

根据上述三基色条码的生成方法,其特征在于上述第二步生成红黑、绿黑或蓝黑的其中一个两色条码之后,将一幅静态图像、动画、音频、视频中的一种,或者静态图像、动画、音频与视频其中任意两个所对应的数据,用于分别生成另外两个两色条码:即将静态图像/动画/音频/视频按照当前的两色条码的码制标准生成另外两种两色条码,然后将得到的三种两色条码进行叠加,从而得到三基色条码;

具体是,将静态图像、动画、视频的数据均分为二,然后分别生成另外两种两色条码;或者静态图像、动画、视频的数据直接生成另外两种两色条码中的一种;或者将静态图像、动画与视频其中任意两个分别生成另外两种两色条码。

当用设备(如智能手机)扫描该三基色条码时,不但可以获得第一种两色条码所对应的数据,还可以看到一幅静态图像、或动画或视频。

根据上述三基色条码的生成方法,其特征在于上述第二步生成红黑、绿黑或蓝黑的其中一个两色条码之后,在该两色条码上叠加一幅只包含另外两种基色的静态图像,该静态图像是尺寸与两色条码尺寸相同的静态图像,从而得到三基色条码(1)。

这样叠加之后,使得二维码可以具有特殊效果,并不只是普通的方格效果,因为以首先生成红黑二维码为例,则接下来蓝、绿二色可以自由使用,并且该蓝、绿二色还可以根据已知的红黑二维码的情况进行设计,使得三种颜色在相互叠加之后会产生新的效果,如已知的红黑二维码只是一个普通的方格状二维码,但是叠加了蓝、绿两色之后,产生出一个五星的形状。

根据上述三基色条码的生成方法,其特征在于上述第二步生成红黑、绿黑或蓝黑的其中两个两色条码之后,将一幅静态图像、动画、音频或视频的数据用于生成第三个两色条码:即将静态图像/动画/视频按照当前的两色条码的码制标准分别生成另外一种两色条码,然后将得到的三种两色条码进行叠加,从而得到三基色条码。

这样生成的三基色条码在扫描解码之后,可以将上述静态图像/动画/音频/视频作为解码后的背景来予以显示。

根据上述三基色条码的生成方法,其特征在于上述第二步生成红黑、绿黑或蓝黑的其中两个两色条码之后,在该两色条码上叠加一幅只包含另外一种基色的静态图像,该静态图像是尺寸与两色条码尺寸相同的静态图像,从而得到三基色条码。

其效果与之前的情况相仿。

所述的方法生成的三基色条码的识读方法,其特征在于包括三个步骤:

第一步三基色分割:将三基色条码按照色值分割成红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码;

第二步两色条码的解码:对第一步三基色分割所产生的红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码,进行转化,具体是将黑色转化为白色,将红、绿、蓝转化为黑色;从而生成三者对应的黑白二维码,然后按照生成这三个黑白条码时所采用的码制标准进行解码,生成数据块1、数据块2和数据块3三个数据块;

第三步数据块链接:对第二步解码生成的数据块1、数据块2和数据块3三个数据块,按源数据信息分块时所标识的先后顺序进行数据链接,最终得到源数据信息。

所述的方法生成的三基色条码的识读方法,其特征在于包括三个步骤:

第一步三基色分割:将三基色条码按照色值分割成红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码;

第二步两色条码的解码:对第一步三基色分割所产生的红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码,按照生成这三个两色条码时所采用的两色条码的码制标准进行解码,生成数据块或静态图像、动画或视频;具体是将黑色转化为白色,将红、绿、蓝转化为黑色,从而生成三者对应的黑白二维码,然后按照生成这三个黑白条码时所采用的码制标准进行解码,生成数据块、以及静态图像/动画/音频/视频中的一种或两种;

第三步直接得到第二步解码生成的数据块,另外,同时得到静态图像/动画/音频/视频中的一种或两种,并在解码设备的屏幕上予以直接显示;

若静态图像/动画/音频/视频信息是由两个两色条码共同生成的,则在对该两色条码进行转换之后,首先得到两个黑白二维码,然后对这两个黑白二维码进行解码,生成的数据进行数据连接操作,然后得到静态图像/动画/音频/视频中的一种或两种,并在解码设备的屏幕上予以直接显示。

目前的手机的二维码扫描功能中,尚缺乏支持上述功能的软件;但是根据上述思路,不难实现上述软件,只要能在手机中植入该软件,则扫描三基色二维码时即能够按照上述步骤来执行;扫描后能够在手机屏幕上显示上述静态图像/动画/音频/视频,不但能够获得三基色二维码中所包含的数据,同时又能在手机屏幕上显示更多的信息,具有一举多得的功效,因此该设计有望成为将来手机的标配。

所述的一种三基色条码的识读方法,其特征在于包括三个步骤:

第一步三基色分割:将三基色条码按照色值分割成红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码;

第二步两色条码的解码:对第一步三基色分割所产生的红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码,按照生成这三个两色条码时所采用的两色条码的码制标准进行解码,生成数据块或静态图像;具体是将黑色转化为白色,将红、绿、蓝转化为黑色;从而生成三者对应的黑白二维码,然后按照生成这三个黑白条码时所采用的码制标准,只对含有数据块的那个黑白二维码进行解码,生成数据块;

第三步直接得到第二步解码生成的数据块;生成彩色二维码时所叠加一幅只包含另外两种基色的静态图像,是主要用于三基色二维码的显示效果的,而非最终所需的数据,故在解码时可以不对其进行解码。

所述的方法生成的三基色条码的识读方法,其特征在于包括三个步骤:

第一步三基色分割:将三基色条码按照色值分割成红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码;

第二步两色条码的解码:对第一步三基色分割所产生的红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码,按照生成这三个两色条码时所采用的两色条码的码制标准进行解码,生成数据块或静态图像、动画或视频;具体是将黑色转化为白色,将红、绿、蓝转化为黑色,从而生成三者对应的黑白二维码,然后按照生成这三个黑白条码时所采用的码制标准进行解码,生成数据块、以及静态图像/动画/音频/视频中的一种或两种;

第三步,生成两个数据块,按源数据信息分块时所标识的先后顺序进行数据链接,最终得到源数据信息;对于包含在三基色条码中的静态图像、动画或视频,不进行解码,直接进行显示或播放。

所述的方法生成的三基色条码的识读方法,其特征在于包括三个步骤:

第一步三基色分割:将三基色条码按照色值分割成红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码;

第二步两色条码的解码:对第一步三基色分割所产生的红黑、绿黑、蓝黑三个两色条码,按照生成这三个两色条码时所采用的两色条码的码制标准进行解码,生成数据块或静态图像;具体是将黑色转化为白色,将红、绿、蓝转化为黑色;从而生成三者对应的黑白二维码,然后按照生成这三个黑白条码时所采用的码制标准;

第三步,生成两个数据块,按源数据信息分块时所标识的先后顺序进行数据链接,最终得到源数据信息;生成彩色二维码时所叠加一幅只包含另外一种基色的静态图像,是主要用于三基色二维码的显示效果的,而非最终所需的数据,故在解码时可以不对其进行解码。

当同时有静态图像和视频时,还可通过在静态图像中插入一个按钮或者链接的方式来播放视频,即屏幕会显示一个带播放按钮的静态图像,当点击该按钮时才进行视频播放。

随着现代信息技术的高速发展,条码已经逐渐成为商品流通和仓储过程中一种有效的信息表示方法。然而,当实际应用对于条码存储的信息量提出进一步的需求时,两色一维条码将会受到极大的限制。本发明所涉及的两色二维条码的出现解决了一直困扰着人们的对商品进行描述的问题,使得条码真正地成为信息存储和识别的有效工具。除了具备两色一维条码的基本特征外,两色二维条码还具备信息容量大,可靠性高,纠错能力强,可表示图像、文字等多种信息的特点。

条码应用的进一步推广对条码的信息容量提出了更高的要求,增大条码尺寸或增大条码密度的解决方案都有其局限性。鉴于近年来彩色印制设备、采集设备的日趋成熟和低成本化,本发明在两色条码包括两色一维条码和两色二维条码的基础上,给条码加入颜色信息,对条码进行扩展,在两色条码的基础上,设计提出一种新的条码即“三基色条码”,包括三基色一维条码和三基色二维条码。由于三基色条码引入了颜色信息,能够在有限的几何空间内表示更多的信息,在不变大条码尺寸和密度的同时,达到提升条码信息容量的目的,以满足未来对于条码尺寸以及商品信息描述的更高要求。容纳同样的数据信息使用三基色条码比两色条码占用的平面面积更小。三基色条码是由三个两色条码叠加而成,因此在条码的尺寸和密度相同时,三基色条码的信息容量是两色条码的3倍。

三基色条码是由红、绿、蓝三种基色组成,而红rgb(255,0,0)、绿rgb(0,255,0)、蓝rgb(0,0,255)三种基色的不同组合可以产生黑色、白色、红色、绿色、蓝色、黄色、青色、品红色八种颜色,因而三基色条码可以呈现出彩色的外观。

如果源数据信息量较小,而所选组成三基色条码的每个单基色条码数据信息容量较大,一个单基色条码就可以容纳全部源数据信息,这时可以在这个单基色条码上叠加一幅只包含另外两种基色的静态图像、动画或视频。如果源数据信息量较小,而所选组成三基色条码的每个单基色条码数据信息容量较大,两个单基色条码就可以容纳全部源数据信息,这时可以在这两个单基色条码上叠加一幅只包含另外一种基色的静态图像、动画或视频。在三基色条码中包含一幅静态图像可以使三基色条码更加美观,在三基色条码中包含一幅动画或视频可以使三基色条码变得生动活泼。

三基色条码是由(红黑)、(绿黑)和(蓝黑)三个两色条码叠加而成,在生成过程中需要将这三个两色条码叠加成一个三基色条码。而在识读过程中又需将三基色条码分割成三个两色条码,因而工作量有所增加。但是由于其它过程包括数据编码、纠错码的生成以及数据码的二进制转换和两色条码是相同的工作量,因此总的工作量增加不大,所以总的编码和译码效率仍然很高。

由于三基色条码引入了颜色信息,而颜色信息会受到显示设备、打印设备、印刷设备、识读设备以及光线、角度、褪色等因素的影响而产生色偏,使得对三基色条码的识读过程变得相对困难。但是本发明所提出的三基色条码只使用了红、绿、蓝三种颜色,而且红、绿、蓝三种颜色的色值差别比较大,因而降低了色偏的影响和识读难度。另外,三基色条码的识读过程是先将三基色条码分割成三个两色条码再进行识读,这样进一步降低了色偏的影响和识读难度。因此本发明所提出的三基色条码对色偏的容忍度较高,对识读设备的要求低,可以通过电脑或手机的摄像头拍摄进行解码,有很强的通用性和可扩展性。

由于三基色条码加入了颜色信息也改变了条码的外观,使条码变的更加美观。可以预见在不久的将来,随着条码识读设备以及识别技术的进一步发展,三基色条码还将在军事、情报、交通运输等领域有着更加广泛的应用。

本发明提出的三基色条码的生成和识读方法可以将各种两色条码扩展为三基色条码。对于所有的两色条码来说,由于其生成流程总体上都是一致的,因而我们可以采用不同的两色条码的码制标准生成三个两色条码,然后将这三个两色条码叠加生成三基色条码,它与数据的编码格式以及采用何种码制标准生成两色条码关系不大。对于现有的各种两色条码可以根据自身原有的标准,再结合本发明提出的三基色条码的生成方法,生成三基色条码,从而形成各自不同的三基色条码码制标准。因此,本发明提出的三基色条码的生成和识读方法有很强的通用性和可扩展性。

附图说明

图1为本发明的红黑两色条码示意图,其中点方框表示黑色方块,斜线方框表示红色方块。

图2为本发明的蓝黑两色条码示意图,其中点方框表示黑色方块,竖线方框表示蓝色方块。

图3为本发明的绿黑两色条码示意图,其中点方框表示黑色方块,横线方框表示绿色方块。

图4为上述红黑+蓝黑两色条码叠加之后的示意图。

图5为上述红黑+绿黑两色条码叠加之后的示意图。

图6为上述蓝黑+绿黑两色条码叠加之后的示意图。

图7为上述红黑+蓝黑+绿黑两色条码叠加之后形成三基色条码的示意图。

图8为三基色条码生成方法的流程图。

图9为三基色条码识读方法的流程图。

其中,1三基色条码,11红黑条码,12绿黑条码,13蓝黑条码。

具体实施方式

图1-3分别为本发明的红黑两色条码、绿黑两色条码、蓝黑两色条码的示意图。按照本发明的规则,上述红黑+蓝黑两色条码叠加、红黑+绿黑两色条码叠加、蓝黑+绿黑两色条码叠加之后的示意图分别如图4-6所示;上述而红黑+蓝黑+绿黑两色条码叠加之后形成的三基色条码如图7所示。

图8为三基色条码生成方法的流程图,主要包含s11-s13三个步骤。

因为三基色条码中包含红黑两色条码11、绿黑两色条码12和蓝黑两色条码13三个两色条码,所以三基色条码的数据信息容量是两色条码的三倍。

如果源数据信息量较小,而所选组成三基色条码1的每个单基色条码数据信息容量较大,一个单基色条码就可以容纳全部源数据信息,在这种情况下可以只生成一个单基色条码,而在生成的这个单基色条码上叠加一幅只包含另外两种基色的静态图像、动画或视频。如果源数据信息量较小,而所选组成三基色条码1的每个单基色条码数据信息容量较大,两个单基色条码就可以容纳全部源数据信息,那么就可以只生成两个单基色条码,而在生成的这两个单基色条码上再叠加一幅只包含另外一种基色的静态图像、动画或视频。在三基色条码1中包含一幅静态图像可以使三基色条码更加美观,在三基色条码1中包含一幅动画或视频可以使三基色条码变得生动活泼。

图9为三基色条码识读方法的流程示意图,主要包含s21-s23三个步骤。

其中,对于包含在三基色条码1中的静态图像、动画或视频等无效的两色条码图像,不进行解码,不生成数据块,也不进行数据链接。

在预先选定了组成三基色条码的三个单基色条码数据信息容量的情况下,也可以采用如下方法进行分块。首先根据所选单基色条码数据信息的容量,从源数据信息中分出小于或等于所选单基色条码数据信息容量的数据信息,放到(数据块1)中去;然后从剩余的源数据信息中再分出小于或等于所选单基色条码数据信息容量的数据信息,放到(数据块2)中去;最后将剩余的源数据信息放到(数据块3)中去。预先选定的(红黑)、(绿黑)和(蓝黑)三个单基色条码总的数据信息容量要大于或等于源数据信息量。将源数据信息分块后,按照所采用的两色条码的码制标准,用三个数据块中的数据信息分别生成(红黑)、(绿黑)和(蓝黑)三个单基色条码。

如果源数据信息量较小,而所选组成三基色条码的每个单基色条码数据信息容量较大,一个单基色条码就可以容纳全部源数据信息,在这种情况下可以只生成一个单基色条码,而在生成的这个单基色条码上叠加一幅只包含另外两种基色的静态图像、动画或视频。如果源数据信息量较小,而所选组成三基色条码的每个单基色条码数据信息容量较大,两个单基色条码就可以容纳全部源数据信息,那么就可以只生成两个单基色条码,这时可以在生成的这两个单基色条码上再叠加一幅只包含另外一种基色的静态图像、动画或视频。在三基色条码中包含一幅静态图像可以使三基色条码更加美观,在三基色条码中包含一幅动画或视频可以使三基色条码变得生动活泼。

本发明所述的三基色条码由于引入了颜色信息,大大提高了条码的信息容量,能在更小的几何空间内表示更多的信息。在不改变条码尺寸和密度的同时,达到提升条码信息容量的目的。

三基色条码的数据信息容量大,在源数据信息和单位信息占用面积相同的情况下,生成的条码图片面积更小;在源数据信息和条码面积相同的情况下,三基色条码的条码密度将远远小于两色条码的密度,条码中单位信息占用面积更大,整个条码看起来更加稀疏,这将有利于条码在识读过程中的识别。

在条码中纠错码字所占码字总数的比例越大,纠错率越高,即纠错能力越强。三基色条码是由红黑两色条码、绿黑两色条码和蓝黑两色条码三个两色条码叠加而成,因每个两色条码中纠错码字占码字总数的比例没变,所以合成的三基色条码中纠错码字占码字总数的比例也没变,因此三基色条码的纠错能力和两色条码的纠错能力相同。

通过对三基色条码性能的分析,我们可以看到三基色条码相对于普通两色条码最大的优势——具有更大的信息容量。在各种各样的商品以及应用对于条码所包含信息容量要求不断提高的今天,三基色条码的出现实现了在有限的平面空间内表示更丰富信息的目的,从而解决了条码所占用空间与信息容量之间的矛盾,对于今后条码技术的发展有着难以估量的作用。三基色条码将取代两色条码成为未来信息传输中的主要方式。

目前中国移动已经开始在国内大范围地推广两色二维条码技术,很多商家看好这种新技术的发展前途,可以预见在普通两色二维条码之后,三基色二维条码将会迎来更广阔的发展空间。

虽然三基色条码技术可能存在着很多不足,但是随着三基色条码技术的不断完善,在不久的将来,三基色条码将会像普通的两色条码一样,应用到商业流通、仓储、医疗卫生、图书情报、邮政、铁路、交通运输、生产自动化管理等社会各行各业。因此本发明对于三基色条码具有通用性和可扩展性的设计方法,正是实现三基色条码在上述领域应用的重要基础,具有非常重要的意义。

两色二维条码可以用于图像的加密,而三基色二维条码在信息容量上相对两色二维条码有很大提高,三基色二维条码具有更大的信息容量,所以用三基色二维条码进行图像加密,可以压缩更大的图像。

三基色条码也可以用于公文管理,由于三基色条码拥有大的数据容量,因此制定公文规范时,我们还可以考虑把公文中其它目前没有列出的组成部分,比如说主题词、注释、印发说明等,加入到公文规范中,甚至可以把公文正文的主要内容简介加入,这样有利于以后对公文的检索和查询,实现对文件的电子信息化管理。

三基色条码还可以应用在对书刊杂志的管理上,特别适用于新书的出版上。当每种新书在书店或者图书馆上架时,都要将每本新书的具体信息存入图书管理系统中。特别是大型书店或者图书馆,每次会引入种类繁多的新书或者杂志,然而每种新书上架时,都要把书名、作者、出版社、内容简介等内容手动输入或者网上查找该书的相关信息,尤其是每本书的内容简介文字内容之多,工作量之大可想而知。本发明设计的三基色条码由于数据容量大、压缩比高、印制面积小和美观等优点,可以将其应用到图书管理中。当新书出版时,将书名、作者、出版社、内容简介等众多的文字信息用三基色条码进行编码,然后把该三基色条码印刷在封面上,既美观同时又不增加书籍的印刷成本。当每种新书在书店或者图书馆上架时,只要将印刷在该书籍上的三基色条码用条码识读设备识读,就可以将相关信息直接存入图书管理系统中,这样可以大大提高管理效率,节约人力成本。

本发明使三基色条码在不改变占用平面空间的情况下,容纳更多的数据信息,从而满足目前商业流通领域信息量日益增长的要求。通过对三基色条码和普通两色条码的性能比较可以发现,三基色条码在保持纠错能力、编译码效率等指标不变的情况下,能够在相同的平面面积上压缩更多的数据信息;在源数据信息相同的情况下,采用三基色条码可以占用更小的平面空间。三基色条码大大提高了条码的信息容量,能在有限的几何空间内表示更多的信息。

目前三基色条码技术的应用面临的最大问题是缺少专用的识读设备,暂时只能通过摄像头拍摄进行软件解码,这样解码的速度慢。因为摄像头比较容易产生畸变,增大了条码识别时图像校正的难度。这是每种新设计的条码在广泛应用前都会面临的问题。

本发明提出的三基色条码的生成和识读方法,对硬件系统和软件系统都没有太高要求。对硬件系统而言,由于颜色距离大,因此对设备色偏的容忍度高,而且只要求识读设备能够分辨很少的几种颜色即可。对软件系统而言,三基色条码生成和识读算法的复杂度相对两色条码也没有太大的提高。也就是说,这种设计思路充分地考虑了应用环境,具有很大的实用价值。对于所有的两色条码来说,由于其生成流程总体上都是一致的,因此三基色条码的生成和识读方法适用于所有两色条码,这就使得本发明提出的三基色条码的生成和识读方法具有了普遍而重要的意义,也为三基色条码在各行各业中的广泛应用提出了一种可能。

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