[发明专利]可记录语音信息的大容量二维条码及阅读器

权利要求书

1.一种可记录语音信息的二维条码，其特征在于该二维条码由可变数量的图形矩阵码 组成，宽度固定为四个图形矩阵码，长度为不确定个数的图形矩阵码，构成矩形形状，为一 个细长条形状；在宽度方向上处同一列的四个图形矩阵码两两间隔重复；其中，每个图形矩 阵码由三个部分组成，第一部分为分布于每个图形矩阵码四角的“大黑圆点”，称为定位点； 第二部分为分布于宽度方向上相邻定位点之间的呈一定等间隔排列的一列“小黑圆点”，称 为校正点；第三部分为图形矩阵码中间区域，称为信息区，信息区中每个小黑点为一个二进 制信息存放位置，在实际条码中该位置出现小黑点表示“1”，不出现小黑点表示“0”；每个图 形矩阵码的大小是0.2cm×0.2cm；

每一个图形矩阵码的信息区内容包含标识信息和数据信息，存放的信息经过掩模处 理，避免存放“1”的小黑点过度聚集形成干扰定位点识别的大面积黑色区域；

其中，所述信息区由标识区和数据区两部分构成，标识区存放标识信息，数据区存放用 户数据；

标识区由2个18位长BCH码构成，对称分布于数据区起始位置和末尾位置；

数据区能容纳656二进位即82字节数据，采用Reed-Solomon纠错编码RS(164,120)实现 纠错和校验；

所述的掩模的处理方式是，二进制信息存放位置为稀疏排列和对数据区内容按字节与 四个掩模字之一进行异或运算，四个可选的掩模字为二进制00000000、10101010、 01010101、11111111；掩模字的标识也放在标识区中，译码时根据该标识恢复出数据区内 容。

2.根据权利要求1所述的可记录语音信息的二维条码，其特征在于采用如下条码块间 纠错：每12个相邻图形矩阵码配备4个相邻图形矩阵码构成校验数据块，最多可恢复4个缺 损的相邻矩阵码；

设k个源数据块，编码生成4个同样大小的冗余数据块，块间校验方程如下：

这里，α是有限域的一个本原元。

3.根据权利要求1所述的可记录语音信息的二维条码，其特征在于条码的数据压缩采 用低码率的语音压缩方案，语音数据的开头标有内容类型、压缩方案、数据长度信息，以便 译码时采用相应数据处理过程。

4.一种权利要求1~3之一所述可记录语音信息的二维条码的阅读器，其特征在于其结 构包括CMOS图像传感器、照明电路、处理机及声音输出、电源五个部分；其中，CMOS图像传感 器用于图像采集；处理机用于执行条码识别软件；照明电路用于配合CMOS图像传感器的工 作产生驱动高亮度发光二极管的脉冲电流，为CMOS图像传感器提供脉冲式照明；采用SRAM 用来存放CMOS图像传感器所采集的图像，采用双缓冲结构可存放两帧图像，与CMOS图像传 感器的数据传输，采用DMA方式；声音输出采用PWM技术经低通滤波和功放电路实现；电源部 分用于将电池电源转换成两组电源，分别提供给数字电路和模拟电路。

5.一种权利要求4所述可记录语音信息的二维条码的阅读器，其特征在于所述处理机 中用于二维条码识别的软件，包括内容如下：

1）预处理：计算图像帧像素的灰阶统计直方图，`确定二值化阈值，在图像帧的四个角 区域进行这个过程；

2）定位点识别：按连续黑色区域的形状面积确定出图像帧中的所有定位点，初步确定 定位点中心坐标，并根据位置关系来判断它们之间是否构成图形矩阵码；

3）定位点校正：将每个定位点中心坐标分别上下左右移动1至3个像素，分别推算与之 相关联的校正点坐标，然后评估与图像帧中实际校正点的契合度选择最佳的定位点中心；

4）逆透视变换：通过每个图形矩阵码的四个定位点坐标确定出每一个数据位的坐标；

5）扫描数据位：按图形矩阵码中每一个数据位所处的位置扫描信息区所有数据位，包 括标识区和数据区，标识区内容确定该部分数据是否已阅读过、采用的掩模字及在整个语 音数据中所处位置，数据区内容为实际语音数据的一部分；

6）扫描完成后，相邻矩阵码的内容分别进行RS(164,120)译码，形成一系列数据块；

7）扫描数据块序列，判定当中是否有缺失，如无缺失进入下一步，如连续16个相邻矩阵 码中缺失不超过4个，则可以恢复相应内容，否则识别失败；

8）解压缩语音信息的第一帧内容，启动播放，在播放的同时进行后续帧的解压缩。