多图形化矩阵式二维条形码实现方法及装置

摘要

本发明披露了一种多图形化矩阵式二维条形码实现方法和装置，该方法包括以下步骤：步骤S102，将所描述的信息编码为黑白矩阵式二维条码；步骤S104，使用对应于比特值的、由多个规则图形与黑白色的组合而形成的图形化码来替换黑白矩阵式二维条码中的黑白像素块，从而形成多图形化矩阵式二维条码；以及步骤S106，重新排列多图形化矩阵式二维条码。使用本发明可以在同样大小的面积中包含更多的信息。

说明书

技术领域

本发明涉及一种多图形化的矩阵式二维条形码的实现方法，尤其涉及在原有的黑白矩阵式二维条形码基础上增加信息容量的方法。

背景技术

二维条形码有许多不同的编码方法，或称码制。就这些码制的编码原理而言，通常可分为以下三种类型：

线性堆叠式二维码，是在一维条形码编码原理的基础上，将多个一维码在纵向堆叠而产生的。典型的码制如：Code 16K、Code 49、PDF 417等。

邮政码，通过不同长度的条进行编码，主要用于邮件编码，如：Postnet、BPO 4-State。

矩阵式二维码，是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。典型码制如：Aztec、Maxi Code、QR Code、DataMatrix等。

矩阵式二维条码(又称棋盘式二维条码)它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用黑像素表示二进制“1”，白像素表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维条码有：CodeOne、Maxi Code、QR Code、Data Matrix等。但现有的编码方法中编码中包含的信息量比较小，需要比较大的存储空间，使用起来不很方便。

因此，需要一种用于提高信息容量的解决方案，能够解决上述相关技术中的问题。

发明内容

本发明的目的在于在矩阵式二维条形码的基础上，通过将像素多图形化来提高信息容量，来解决信息容量低等问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种多图形化矩阵式二维条形码实现方法，包括以下步骤：步骤S102，将所描述的信息编码为黑白矩阵式二维条码；步骤S104，使用对应于比特值的、由多个规则图形与黑白色的组合而形成的图形化码来替换黑白矩阵式二维条码中的黑白像素块，从而形成多图形化矩阵式二维条码；以及步骤S106，重新排列多图形化矩阵式二维条码。

其中，规则图形的数量为两个，图形化码表示2比特的二进制数据。

步骤S104包括以下步骤：按照每行从右到左或从左到右的顺序或者每列从上到下或从下到上的顺序、以2比特为单位依次将黑白矩阵式二维条码中的多个黑白像素块替换成图形化码。

步骤S106包括以下步骤：从最后一行的右端开始依照每行从右到左、而所有行按照从下到上的顺序将多图形化矩阵式二维条码中的所有图形化码排列成正方形形状；以及

在所有的图形化码不能排列成正方形的情况下，根据图形化码的数量确定一个最小阶数的方阵，将图形化码排列在方阵中，并使用一半黑色加一半白色的像素块替换空余部分，图形化码的数量与方阵的阶数满足下列关系式：N＜n²，其中，N表示图形化码的数量，n表示方阵的阶数。

根据本发明的另一个方面，提供了一种多图形化矩阵式二维条形码实现装置，包括：二维条码编码模块，用于将所描述的信息形编码为黑白矩阵式二维条码；替换模块，使用对应于比特值的、由多个规则图形与黑白色的组合而形成的图形化码来替换黑白矩阵式二维条码中的黑白像素块，从而形成多图形化矩阵式二维条码；以及排列模块，用于重新排列多图形化矩阵式二维条码。

其中，规则图形的数量为两个，图形化码表示2比特的二进制数据。

替换模块按照每行从右到左或从左到右的顺序或者每列从上到下或从下到上的顺序、以2比特为单位依次将黑白矩阵式二维条码中的多个黑白像素块替换成图形化码。

排列模块从最后一行的右端开始依照每行从右到左、而所有行按照从下到上的顺序将多图形化矩阵式二维条码中的所有图形化码排列成正方形形状。

在所有的图形化码不能排列成正方形的情况下，排列模块根据图形化码的数量确定一个最小阶数的方阵，将图形化码排列在方阵中，并使用一半黑色加一半白色的像素块替换空余部分，图形化码的数量与方阵的阶数满足下列关系式：N＜n²，其中，N表示图形化码的数量，n表示方阵的阶数。

在使用传统的矩阵式黑白二维条码编码方法完成对所描述的信息编码之后，按照顺序使用一个图形化的像素块来代表2个比特的数据，这样同样大小的面积就可以包含原来2倍的信息。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是示出根据本发明的多图形化矩阵式二维条形码实现方法的流程图；

图2是示出根据本发明的多图形化矩阵式二维条形码实现装置的框图；

图3示出了根据本发明实施例的多图形化矩阵式二维条形码实现方法的流程图；

图4是示出根据本发明实施例的使用传统的矩阵式二维条码编码形成的黑白矩阵式二维条码的示意图；

图5是示出根据本发明实施例的对黑白矩阵式二维条码进行变换后的多图形化矩阵式二维条码的示意图；以及

图6是示出根据本发明实施例的对多图形化矩阵式二维条码进行重新排列后的多图形化矩阵式二维条码的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图来详细说明本发明的实施例。

图1是示出根据本发明的多图形化矩阵式二维条形码实现方法的流程图。参照图1，根据发明的多图形化矩阵式二维条形码实现方法包括以下步骤：步骤S102，将所描述的信息编码为黑白矩阵式二维条码；步骤S104，使用对应于比特值的、由多个规则图形与黑白色的组合而形成的图形化码来替换黑白矩阵式二维条码中的黑白像素块，从而形成多图形化矩阵式二维条码；以及步骤S106，重新排列多图形化矩阵式二维条码。

其中，规则图形的数量为两个，图形化码表示2比特的二进制数据。

步骤S104包括以下步骤：按照每行从右到左或从左到右的顺序或者每列从上到下或从下到上的顺序、以2比特为单位依次将黑白矩阵式二维条码中的多个黑白像素块替换成图形化码。

步骤S106包括以下步骤：从最后一行的右端开始依照每行从右到左、而所有行按照从下到上的顺序将多图形化矩阵式二维条码中的所有图形化码排列成正方形形状；以及

在所有的图形化码不能排列成正方形的情况下，根据图形化码的数量确定一个最小阶数的方阵，将图形化码排列在方阵中，并使用一半黑色加一半白色的像素块替换空余部分，图形化码的数量与方阵的阶数满足下列关系式：N＜n²，其中，N表示图形化码的数量，n表示方阵的阶数。

图2是示出根据本发明的多图形化矩阵式二维条形码实现装置的框图。参照图2，根据本发明的多图形化矩阵式二维条形码实现装置200包括：二维条码编码模块202，用于将所描述的信息形编码为黑白矩阵式二维条码；替换模块204，使用对应于比特值的、由多个规则图形与黑白色的组合而形成的图形化码来替换黑白矩阵式二维条码中的黑白像素块，从而形成多图形化矩阵式二维条码；以及排列模块206，用于重新排列多图形化矩阵式二维条码。

其中，规则图形的数量为两个，图形化码表示2比特的二进制数据。

替换模块204按照每行从右到左或从左到右的顺序或者每列从上到下或从下到上的顺序、以2比特为单位依次将黑白矩阵式二维条码中的多个黑白像素块替换成图形化码。

排列模块206从最后一行的右端开始依照每行从右到左、而所有行按照从下到上的顺序将多图形化矩阵式二维条码中的所有图形化码排列成正方形形状。

在所有的图形化码不能排列成正方形的情况下，排列模块206根据图形化码的数量确定一个最小阶数的方阵，将图形化码排列在方阵中，并使用一半黑色加一半白色的像素块替换空余部分，图形化码的数量与方阵的阶数满足下列关系式：N＜n²，其中，N表示图形化码的数量，n表示方阵的阶数。

本发明方法以传统的黑白矩阵式二维条码为基础，通过对像素块的多图形化来提高矩阵式二维条码的信息含量。

图3示出了根据本发明实施例的多图形化矩阵式二维条形码实现方法的流程图。在该实施例中，以传统的黑白矩阵式二维条码为基础，通过对像素块的多图形化来提高矩阵式二维条码的信息含量。该方法包括以下步骤：

步骤S302，使用传统的矩阵式二维条码编码方法完成对所描述的信息编码。形成的黑白矩阵式二维条码，如图4所示；

步骤S304，以如下的图形和颜色代表二进制的0-3；

白色方块：□表示00；

黑色方块：■表示01；

白色三角：表示10；以及

黑色三角：表示11；

步骤S306，使用步骤S304中的多图形化码替换黑白矩阵式二维条码，形成多图形的矩阵式二维条码。替换的步骤为从第0行的最右端，以2个bit为单位进行替换，如图5所示；

步骤S308，按照正方形重新排列图5的多图形化矩阵式二维条码，顺序为从第0行的右端开始，然后是第一行的最右端的图形化码，依次排列所有的图形化码，空余部分使用一半黑色加一半白色的像素块代替，如图6所示；以及

步骤S310，解码，解码的原理就是通过解码器摄像头输入的图片，区分出不同的图形和颜色，从而将多图形化的矩阵式二维条码重新转化为对应的黑白矩阵式二维条码完成解码。

在该实施例的步骤S308中，根据以下方式来确定正方形(即，方阵)的大小，即，满足关系式N≤n²，其中，N表示所述图形化码的数量，n表示所述方阵的阶数，并且n为满足上述关系式中的所有n中的最小的一个。例如，在本实施例中，图像化码数量N为32，则方阵的阶数n为6。

在使用传统的矩阵式黑白二维条码编码方法完成对所描述的信息编码之后，按照顺序使用一个图形化的像素块来代表2个比特的数据，这样同样大小的面积就可以包含原来2倍的信息。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。