多層快速響應碼圖像編碼、解碼方法和編碼、解碼裝置的製作方法
2023-04-25 11:52:51
專利名稱：多層快速響應碼圖像編碼、解碼方法和編碼、解碼裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及多層快速響應碼編碼、解碼方法和編碼、解碼
>J-U
裝直。
背景技術：
快速響應(Quick Response, QR)碼是1994年由日本Denso-Wave公司發明的一種二維條碼。目前的QR碼呈正方形，只有黑白兩色。在QR碼的三個角落，分別印有三個類似漢字「回」的正方形小圖案。三個「回」字形的正方形小圖案可以幫助解QR碼時識別QR碼傾斜的角度。因此，QR碼的使用者在掃描QR碼時不需要對準，即，無論以任何角度掃描，資料仍可正確被讀取。正是由於QR碼比普通條碼可以儲存更多資料，在識別時也比普通條碼識別快這些特點，QR碼才被稱為「快速響應」碼。現有技術QR碼是按照其自身既有的編碼規則，通過某種算法得到。這樣，使用QR碼編碼的圖像，其包含的信息容量總會受到一定限制。例如，按照現有技術提供的編碼算法，一幅QR碼圖像，其內容若是數字，則最多包含7059個字符；若是字母，則最多包含4296個字符；若是二進位數，則最多包含2953位元組。儘管QR碼包含的信息容量會隨著QR碼版本的提高而有所增加，但QR碼版本不可能無限制地提高。換言之，當QR碼提高至最高版本時，QR碼包含的信息容量也隨之增加至最大，不再繼續提高。
發明內容
本發明實施例提供多層快速響應碼編碼、解碼方法和編碼、解碼裝置，以提高QR碼包含的信息容量。本發明實施例提供一種多層快速響應碼編碼方法，所述方法包括獲取多層快速響應QR碼的圖像層數N，所述多層快速響應QR碼是對原始快速響應QR碼進行編碼後得到的多層快速響應QR碼；從雙向可逆顏色特徵庫獲取N組顏色係數特徵值，所述顏色係數特徵值用於改變所述原始快速響應QR碼圖像層的顏色參數；使用所述獲取的N組顏色係數特徵值將所述原始快速響應QR碼圖像層按照約定的顏色順序進行疊加以得到所述多層快速響應QR碼圖像。本發明實施例提供一種多層快速響應碼解碼方法，所述方法包括解析多層快速響應QR碼圖像以得到所述多層快速響應QR碼圖像每一層圖像的像素RGB分量，所述多層快速響應QR碼的圖像層數為N，所述多層快速響應QR碼圖像為從雙向可逆顏色係數特徵庫獲取N組顏色特徵值後將原始快速響應QR碼的圖像層按照顏色順序進行疊加得到的多層快速響應QR碼圖像；由所述多層QR碼圖像每一層圖像的像素RGB分量繪製單層快速響應QR碼圖像；對所述單層快速響應QR碼圖像進行處理以解析出所述單層快速響應QR碼圖像包含的信息內容；將所述從各個單層快速響應QR碼圖像解析出的信息內容按照所述顏色順序進行連接。本發明實施例提供一種多層快速響應碼編碼裝置，所述裝置包括圖像層數獲取模塊，用於獲取多層快速響應QR碼的圖像層數N，所述多層快速響應QR碼是對原始快速響應QR碼進行編碼後得到的多層快速響應QR碼；顏色特徵值獲取模塊，用於從雙向可逆顏色係數特徵庫獲取N組顏色特徵值，所述顏色係數特徵值用於改變所述原始快速響應QR碼圖像層的顏色參數；
疊加模塊，用於使用所述獲取的N組顏色係數特徵值將所述原始快速響應QR碼的圖像層按照顏色順序進行疊加以得到所述多層快速響應QR碼圖像。本發明實施例提供一種多層快速響應碼解碼裝置，所述裝置包括像素分量解析模塊，用於解析多層快速響應QR碼圖像以得到所述多層快速響應QR碼圖像每一層圖像的像素RGB分量，所述多層快速響應QR碼圖像為從雙向可逆顏色特徵庫獲取N組顏色係數特徵值後將原始快速響應QR碼的圖像層按照顏色順序進行疊加得到的多層快速響應QR碼圖像；圖像繪製模塊，用於由所述多層快速響應QR碼圖像每一層圖像的像素RGB分量繪製單層快速響應QR碼圖像；圖像處理模塊，用於對所述單層快速響應QR碼圖像進行處理以解析出所述單層快速響應QR碼圖像包含的信息內容；連接模塊，用於將所述從各個單層快速響應QR碼圖像解析出的信息內容按照所述顏色順序進行連接。從上述本發明實施例可知，由於可以從雙向可逆顏色特徵庫獲取組數與多層快速響應QR碼的圖像層數N相等的顏色係數特徵值，用於將原始QR碼圖像層按照顏色順序進行疊加，得到所述多層QR碼圖像，通過這種方法擴大了原始QR碼圖像包含的信息容量。因此，一方面，多層QR碼圖像可以滿足大信息量的傳輸，從而提高傳輸效率，另一方面，可以對文件進行多重加密，增加了文件傳輸的安全性。
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對現有技術或實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以如這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發明實施例提供的一種多層快速響應碼編碼方法流程示意圖；圖2是本發明實施例提供的多層快速響應碼解碼方法流程示意圖；圖3是本發明實施例提供的多層快速響應碼編碼裝置結構示意圖；圖4是本發明另一實施例提供的多層快速響應碼編碼裝置結構示意圖；圖5是本發明另一實施例提供的多層快速響應碼編碼裝置結構示意圖；圖6是本發明實施例提供的多層快速響應碼解碼裝置結構示意圖；圖7是本發明另一實施例提供的多層快速響應碼解碼裝置結構示意圖8是本發明另一實施例提供的多層快速響應碼解碼裝置結構示意圖。
具體實施例方式本發明實施例提供了提供多層快速響應碼編碼、解碼方法和編碼、解碼裝置，以提高QR碼包含的信息容量。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。請參閱附圖1，是本發明實施例提供的一種多層快速響應碼編碼方法流程示意圖， 主要包括步驟SlOl，獲取多層快速響應QR碼的圖像層數N。在本發明實施例中，所述多層QR碼是對原始快速響應QR碼進行編碼後得到的多層QR碼，其圖像層數N與用戶需求相關，例如，與加密的文件的安全性、多層QR碼的信息容量或者信息量傳輸的大小等相關。一般地，用戶需求越嚴格，例如，文件的安全性越高或多層QR碼的信息容量越大，多層QR碼的圖像層數N也應該越大。S102,從雙向可逆顏色特徵庫獲取N組顏色係數特徵值，所述顏色係數特徵值用於改變所述原始QR碼圖像層的顏色參數。本發明實施例所述的雙向可逆顏色特徵庫可以事先建立。雙向可逆顏色特徵庫存儲有顏色係數特徵值，這些顏色係數特徵值用於改變所述原始QR碼的圖像層的顏色參數。所謂原始QR碼圖像層的顏色參數，可以是原始QR碼圖像層中圖像像素的RGB分量，S卩，圖像的三基色(R，G, B)中的紅(Red, R)、綠(Green, G)和藍(Blue, B)。之所以稱為「雙向可逆顏色特徵庫」，是因為本發明實施例提供的雙向可逆顏色特徵庫既可用於在對原始QR碼編碼時計算多層QR碼圖像的像素RGB分量，又可用於在對多層QR碼解碼時計算多層QR碼圖像包含的圖像層數。S103,使用獲取的所述N組顏色特徵值將所述原始快速響應QRQR碼的圖像層按照顏色順序進行疊加以得到所述多層QR碼圖像。使用獲取的N組顏色係數特徵值將原始QR碼的圖像層按照顏色順序進行疊加得到的多層QR碼圖像，其圖像層數為N。若一幅原始QR碼圖像包含的信息容量使用!!!!!!^表示，則使用獲取的N組顏色係數特徵值將原始QR碼的圖像層按照顏色順序進行疊加得到的多層QR碼圖像，其包含的信息容量大約為NXnumQK，可見，編碼後得到的多層QR碼圖像的信息容量是原始QR碼圖像包含的信息容量的N倍，而信息容量的擴大，也意味著可以對文件進行多重加密，增加文件傳輸的安全性。在本發明實施例中，所述的「顏色順序」可以在編碼端編碼之前與解碼端約定，譬如，在編碼前約定的顏色順序是第一層是紅色，第二層是黃色，第三層是紫色。如此，解碼端在解碼時按照這個顏色順序將解碼出來的信息內容進行連接，還原多層QR碼包含的原始信息。從上述本發明實施例提供的多層快速響應碼編碼方法可知，由於可以從雙向可逆顏色特徵庫獲取組數與多層快速響應QR碼的圖像層數N相等的顏色係數特徵值，用於將原始QR碼圖像層按照顏色順序進行疊加，得到所述多層QR碼圖像，通過這種方法擴大了原始QR碼圖像包含的信息容量。因此，一方面，多層QR碼圖像可以滿足大信息量的傳輸，從而提高傳輸效率，另一方面，可以對文件進行多重加密，增加了文件傳輸的安全性。用戶設計一個多層QR碼前，可以知道該多層QR碼應該包含的總信息容量，而多層快速響應QR碼中每一層圖像的最大信息容量也具有一個近似值。因此，在本發明一個實施例中，對於多層快速響應QR碼的圖像層數N，可以通過將多層QR碼的總信息容量與所述多層QR碼中每一層圖像的最大信息容量相除來獲取，即，若兩者能夠整除，則直接將兩者相除所得之商作為為多層QR碼的圖像層數N ;若兩者不能整除，則將兩者相除所得之商向上取整得到的值作為所述多層快速響應QR碼的圖像層數N，例如，多層QR碼的總信息容量與所述多層QR碼中每一層圖像的最大信息容量相除得到的商為3. 2，則將3. 2向上取整得到的4作為多層快速響應QR碼的圖像層數。在本發明實施例中，從雙向可逆顏色特徵庫獲取的每一組顏色係數特徵值包含顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量ck，即，每一組顏色特徵值使 用(ak，bk，ck)表示。可以以所述每一組顏色係數特徵值包含的顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量Ck作為特徵係數，將原始QR碼的圖像層中每一層圖像的像素RGB分量對應疊加以得到所述多層QR碼的像素RGB分量，即，像素值，其中，對於原始QR碼圖像中的白色像素塊，使用白色或者約定的顏色標定；然後，根據多層QR碼的像素RGB分量繪製所述多層QR碼圖像。在繪製所述多層QR碼圖像時，按照顏色順序(該顏色順序可以事先約定)疊加圖像層(由計算得到的多層QR碼的像素組成)。例如，計算得到的多層QR碼，其中一個圖像層是黃色(其像素的RGB分量記為(Rl，Gl, BI))，另一個圖像層是橙色(其像素的RGB分量記為(R2，G2，B2))，還有一個圖像層是紫色(其像素的RGB分量記為(R3，G3，B3))。如果約定的顏色順序是黃色、橙色和紫色，則先繪製像素為(R1，GLB1)的黃色構成多層QR碼的第一個圖像層，在黃色構成的第一個圖像層上，疊加像素為(R2，G2，B2)的橙色構成多層QR碼的第二個圖像層，在黃色和橙色構成的兩層圖像上，疊加像素為(R3，G3，B3)的紫色，從而構成三層QR碼圖像。上述是本發明實施例提供的使用獲取的N組顏色特徵值將原始QR碼的圖像層按照顏色順序進行疊加以得到多層QR碼圖像的一種方法。通過這種方法得到的多層QR碼圖像，在信息傳輸時，由於其包含的信息容量可以依據獲取的N組顏色特徵值成N倍增加，並且，在多層QR碼圖像大小增加幅度不大(與原始的QR碼圖像相比)的情況下，可以將不同格式的文件通過讀取其在計算機中二進位碼的方式，將其存放在多層QR碼圖像中。需要說明的是，在本發明實施例中，由於從雙向可逆顏色特徵庫獲取的每一組顏色係數特徵值(ak，bk，ck)是唯一的，因此，以所述每一組顏色係數特徵值(ak，bk，ck)作為特徵係數將原始QR碼的圖像層中每一層圖像的像素RGB分量對應疊加得到的多層QR碼的像素RGB分量也是唯一的，如此，根據多層QR碼的像素RGB分量繪製的多層QR碼圖像也具有唯一性。作為本發明一個實施例，以每一組顏色係數特徵值包含的顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量Ck作為特徵係數，將原始QR碼的圖像層中每一層圖像的像素的RGB分量對應疊加以得到所述多層QR碼的像素RGB分量可以通過如下步驟實現
步驟SI，將所述每一組顏色係數特徵值包含的顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量Ck與原始QR碼的圖像層中每一層圖像的像素RGB分量的R分量xk、G分量yk和B分量Zk分別相乘；S卩，ak與Xk相乘,bk與yk相乘,Ck與Zk相乘,所得乘積分別記為akxk、bkyk和ckzk。此處，原始QR碼的圖像層中每一層圖像的像素RGB分量的R分量xk、G分量yk和B分量Zk分別與一般圖像的三基色(R，G, B)中的紅(Red, R)、綠(Green, G)和藍(Blue, B)含義相同。對於原始QR碼中的白色區域，其RGB分量既可以是組成白色的像素的RGB分量，又可以是約定的其他顏色的像素的RGB分量，本發明實施例可以不做限定。需要說明的是，若原始QR碼的圖像層的層數比從雙向可逆顏色特徵庫獲取的顏色係數特徵值的組數少，則少出的原始QR碼的圖像層其像素RGB分量的R分量xk、G分量Yk和B分量Zk均視為O。例如,從雙向可逆顏色特徵庫獲取三組顏色係數特徵值記為(a1;b:, C1)、(a2，b2，c2)和(a3，b3，c3)，若原始QR碼的圖像層為兩層，其像素RGB分量的R分量xk、G分量yk和B分量Zk分別記為(X^ypZ1)和(x2, y2, Z2),則原始QR碼少出的一個圖像層的R分量xk、G分量yk和B分量zk,即(x3, y3, z3),可以將其視為(0,0,0)。步驟S2，對所述每一組顏色係數特徵值包含的顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量Ck與原始QR碼的圖像層中每一層圖像的像素RGB分量的R
分量xk、G分量yk和B分量Zk分別相乘所得乘積akxk、bkyk和ckzk分別求和，得到權利要求
1.一種多層快速響應碼編碼方法，其特徵在於，所述方法包括 獲取多層快速響應QR碼的圖像層數N，所述多層快速響應QR碼是對原始快速響應QR碼進行編碼後得到的多層快速響應QR碼； 從雙向可逆顏色特徵庫獲取N組顏色係數特徵值，所述顏色係數特徵值用於改變所述原始快速響應QR碼圖像層的顏色參數； 使用獲取的所述N組顏色係數特徵值將所述原始快速響應QR碼圖像層按照顏色順序進行疊加以得到所述多層快速響應QR碼圖像。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵在於，所述獲取多層快速響應快速響應QR碼的圖像層數N包括 將多層快速響應快速響應QR碼的總信息容量與所述多層快速響應快速響應QR碼中每一層圖像的最大信息容量相除，所得之商或所得之商向上取整得到的值作為所述多層快速響應快速響應QR碼的圖像層數N。
3.如權利要求I或2所述的方法，其特徵在於，所述每一組顏色係數特徵值包含顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量Ck ； 所述使用所述的獲取N組顏色係數特徵值將所述原始快速響應QR碼的圖像層按照顏色順序進行疊加以得到所述多層快速響應QR碼圖像包括 以所述每一組顏色特徵值包含的顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量ck作為特徵係數，將原始快速響應QR碼的圖像層中每一層圖像的像素RGB分量對應疊加以得到所述多層快速響應QR碼的像素RGB分量； 根據所述多層快速響應QR碼的像素RGB分量，按照顏色順序疊加圖像層以繪製所述多層快速響應QR碼圖像。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述將原始快速響應QR碼的圖像層中每一層圖像的像素的RGB分量對應疊加以得到所述多層快速響應QR碼的像素RGB分量包括 將所述每一組顏色係數特徵值包含的顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量Ck與原始快速響應QR碼的圖像層中每一層圖像的像素RGB分量的R分量xk> G分量yk和B分量Zk分別相乘,所得乘積分別記為akxk、bkyk和ckzk ； 對所述每一組顏色係數特徵值包含的顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量ck與原始QR碼的圖像層中每一層圖像的像素RGB分量的R分量xk、G
5.一種多層快速響應碼解碼方法，其特徵在於，所述方法包括 解析多層快速響應QR碼圖像以得到所述多層快速響應QR碼圖像每一層圖像的像素RGB分量，所述多層快速響應QR碼的圖像層數為N，所述多層快速響應QR碼圖像為從雙向可逆顏色特徵庫獲取N組顏色係數特徵值後將原始快速響應QR碼的圖像層按照顏色順序進行疊加得到的多層快速響應QR碼圖像；由所述多層快速響應QR碼圖像每一層圖像的像素RGB分量繪製單層快速響應QR碼圖像； 對所述單層快速響應QR碼圖像進行處理以解析出所述單層快速響應QR碼圖像包含的信息內容； 將所述從各個單層快速響應QR碼圖像解析出的信息內容按照所述顏色順序進行連接。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述對所述單層快速響應QR碼圖像進行處理以解析出所述單層快速響應QR碼圖像包含的文本信息包括 對所述單層快速響應QR碼圖像進行二值化、去噪聲和形態學算法處理，得到二值化圖像； 對所述二值化圖像進行快速響應QR碼識別； 解析所述進行快速響應QR碼識別後的二值化圖像，以得到所述單層快速響應QR碼圖像包含的信息內容。
7.一種多層快速響應碼編碼裝置，其特徵在於，所述裝置包括 圖像層數獲取模塊，用於獲取多層快速響應快速響應QR碼的圖像層數N，所述多層快速響應快速響應QR碼是對原始快速響應QR碼進行編碼後得到的多層快速響應QR碼；顏色特徵值獲取模塊，用於從雙向可逆顏色特徵庫獲取N組顏色係數特徵值，所述顏色係數特徵值用於改變所述原始快速響應QR碼圖像層的顏色參數； 疊加模塊，用於使用所述獲取的N組顏色係數特徵值將所述原始快速響應QR碼的圖像層按照顏色順序進行疊加以得到所述多層快速響應QR碼圖像。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述圖像層數獲取模塊用於獲取多層快速響應快速響應QR碼的圖像層數N時包括將多層快速響應快速響應QR碼的總信息容量與所述多層快速響應快速響應QR碼中每一層圖像的最大信息容量相除，所得之商或所得之商向上取整得到的值作為所述多層快速響應快速響應QR碼的圖像層數N。
9.如權利要求7或8所述的裝置，其特徵在於，所述每一組顏色係數特徵值包含顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量Ck ； 所述疊加模塊包括 像素分量疊加子模塊，用於以所述每一組顏色係數特徵值包含的顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量Ck作為特徵係數，將原始快速響應QR碼的圖像層中每一層圖像的像素RGB分量對應疊加以得到所述多層快速響應QR碼的像素RGB分量; 圖像層疊加子模塊，用於根據所述多層快速響應QR碼的像素RGB分量，按照顏色順序疊加圖像層以繪製所述多層快速響應QR碼圖像。
10.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述像素分量疊加子模塊包括 求積單元，用於將所述每一組顏色係數特徵值包含的顏色特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量Ck與原始快速響應QR碼的圖像層中每一層圖像的像素RGB分量的R分量xk、G分量yk和B分量Zk分別相乘,所得乘積分別記為akxk、bkyk和ckzk ； 求和單元，用於對所述每一組顏色特徵值包含的顏色係數特徵分量ak、顏色係數特徵分量bk和顏色係數特徵分量Ck與原始QR碼的圖像層中每一層圖像的像素RGB分量的R分量xk、G分量yk和B分量zk分別相乘所得乘積akxk、bkyk和ckzk分別求和，得到
11.一種多層快速響應碼解碼裝置，其特徵在於，所述裝置包括 像素分量解析模塊，用於解析多層快速響應快速響應QR碼圖像以得到所述多層快速響應QR碼圖像每一層圖像的像素RGB分量，所述多層快速響應QR碼的圖像層數為N，所述多層快速響應QR碼圖像為從雙向可逆顏色特徵庫獲取N組顏色係數特徵值後將原始快速響應QR碼的圖像層按照顏色順序進行疊加得到的多層快速響應QR碼圖像； 圖像繪製模塊，用於由所述多層快速響應QR碼圖像每一層圖像的像素RGB分量繪製單層快速響應QR碼圖像； 圖像處理模塊，用於對所述單層快速響應QR碼圖像進行處理以解析出所述單層快速響應QR碼圖像包含的信息內容； 連接模塊，用於將所述從各個單層快速響應QR碼圖像解析出的信息內容按照所述顏色順序進行連接。
12.如權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述圖像處理模塊包括 二值化處理單元，用於對所述單層快速響應QR碼圖像進行二值化、去噪聲和形態學算法處理，得到二值化圖像； 識別單元，用於對所述二值化圖像進行快速響應QR碼識別； 信息解析單元，用於解析所述進行快速響應QR碼識別後的二值化圖像，以得到所述單層快速響應QR碼圖像包含的信息內容。
全文摘要
本發明提供多層快速響應碼編碼、解碼方法和編碼、解碼裝置，以提高QR碼包含的信息容量。所述方法包括獲取多層快速響應QR碼的圖像層數N，所述多層快速響應QR碼是對原始快速響應QR碼進行編碼後得到的多層快速響應QR碼；從雙向可逆顏色特徵庫獲取N組顏色係數特徵值，所述顏色係數特徵值用於改變所述原始快速響應QR碼圖像層的顏色參數；使用所述獲取的N組顏色係數特徵值將所述原始快速響應QR碼圖像層按照約定的顏色順序進行疊加以得到所述多層快速響應QR碼圖像。一方面，多層QR碼圖像可以滿足大信息量的傳輸，從而提高傳輸效率，另一方面，可以對文件進行多重加密，增加了文件傳輸的安全性。
文檔編號G06K19/06GK102741864SQ201180003663
公開日2012年10月17日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者袁健 申請人:華為技術有限公司