[发明专利]隐形二维码的编码与识读方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二维码，特别是一种隐形二维码的编码与识读方法。

背景技术

二维码由于其信息容量大、编码范围广、纠错能力强、保密性好等诸多优点，已经迅速在各行各业得到广泛应用，我国新近使用的火车票上已经按国家标准印刷了QR码(二维码的一种，QR是Quick Response的缩写，即快速反应)。

目前流行的二维码多为矩阵码，在一个约定的矩形区域内以规则排列的黑、白色块表示数据1或0。黑、白色块在约定的矩形区域内不同位置的所有可能的排列组合构成该二维码系统的数据域。

为便于叙述，以下我们将上面所说的“约定的矩形区域”称为“码字”；把黑、白色块称为“码元”；把码字中码元的某种组合代表的数值称为“码值”；把码字能表征的所有码值称为“码域”；把码域内包含的码值总量称为“码量”。

除了能够表征数据外，二维码还必须能够被正确识读，否则二维码就没有任何实用价值。通常，二维码设计者都会在码字里嵌入一些固定不变的图式(Pattern)作为识读码字的定位和定向依据。例如，图1所示的QR码在其码字的左上角、右上角、左下角设置三个定位图式；图2所示的DM码在其码字的左边和下边设置全黑的边框等等。这些图式的作用是定位码字的位置和读码方向。

二维码的用途很广，即可印刷为明码用于标识商品的属性、规格等，也可印刷为肉眼不易察觉的暗纹嵌入在印刷物中，作为防伪水印或某种标识。一种特殊的应用是，在印刷物的不同位置嵌入码值不同的二维码，通过专门设计的识读器对印刷物不同位置进行识读，得到嵌入在该位置的二维码码值，然后根据得到的码值执行预定的动作，比如发出对应的声音、播放对应的视频节目等。在这种应用领域里，通常将识读器设计成笔状，形象地称为点读笔；将这种特殊的二维码简称为隐形码；将嵌入隐形码的印刷物称为多媒体图书。

显然，在点读笔应用中，为了避免对主体内容形成干扰，必须把码元设计得尽量小，码元之间的密度尽量稀。此外，为了能够准确标识交叉密布的精细图形，码字的面积越小越好。因此，对点读笔应用来说，采用的隐形二维码必须能够在尽量小的码字面积内、以尽量小和尽量少的码元、获取尽量大的码量。

图3是一种隐形二维码的码字示意图。其中，一个码字被分成4×4个矩形方块301，每个矩形方块301的四角都有一个定位用的格点302，每个矩形方块301的中心303是数据码元304的布局中心，数据码元304按所表示的码值的要求设置在中心点303的上、下、左或右偏离指定距离的位置。码字最中心的格点305朝某一方向偏移指定距离，以提供识读码字的方向。这样，每个矩形方块301内的数据码元304可以表示一个2位二进制数，16个矩形方块301代表的16个2位二进制数可以表示(22)¹⁶＝2³²＝4294967269个十进制数，即码量为4294967269。

在申请号为200610075770.8，公开号为CN101064013A的专利申请中，对上述二维码进行了如图4所示的改进。其中，码字401包含一表头部402和一数据部403。表头部402内包含多个按预定方式排列的定位码元404，用于提供识读码字的方向和界限。数据部403分为若干状态区域405，每个状态区域405内设置一个数据码元406，数据码元406根据表征的数值位于均分状态区域405的4个虚拟区域的任何一个之中。在图4所示的码字中，表头部用了7个定位码元，数据部用了9个数据码元。9个数据码元可以表示(2²)⁹＝2¹⁸＝262144个十进制数，即如此改进后的二维码的码量为262144。

其实，图3和图4的码字中数据部分的码元设计是相同的，图4的改进主要在于表头部，即定位部分。由于用于定位的码元有所减少，其码字面积利用率有所提高，因而可以将码字设计得更小，使之对主体内容的影响更小。显然，相对于图3所示的码字来说，图4的改进码字更适于在点读笔领域应用。

然而这种码字仍然存在码字面积利用率不充分的问题，以至于此种隐形码的码量较小。

发明内容

针对现有隐形二维码的码字仍然存在码字面积利用率不充分的问题，本发明要提出一种更好的隐形二维码系统及其识读方法，在更小的码字面积上，在不增加码元密度和识读难度的前提下得到更大的码量。

为解决上述技术问题，本发明提出一种隐形二维码，在每一个码字区中包括定位部分和数据部分，所述定位部分中包括一个垂直或水平放置的长条形基准码元和一个在方向上与所述基准码元垂直的长条形定向码元；