CN104346640A - 二维码及生成二维码的方法 - Google Patents

Abstract

一种计算机实现的生成二维码的方法，包括提供由单元组成的二维码；提供包括与所述二维码的所述单元对应的片块的图片；提供彼此不同的多个单元图案，其中每个单元图案包括多个子单元；以及根据所述图片的所述片块，为所述二维码的所述单元决定所述多个单元图案中的所述一个单元图案。

Description

二维码及生成二维码的方法

技术领域

本发明涉及二维码及生成二维码的方法，尤其涉及嵌有图案的二维码及生成所述二维码的方法。 

背景技术

快速响应码（QR code）是一种包括黑白方格的二维矩阵码。每个方格被称为模块（Module，也称为码元）。快速响应码具有数据段。数据被转换成比特流（Bit stream），然后以8比特部分（称为码字（codeword））的形式存储于数据段中。通常在快速响应码中，一个模块表示一个比特。 

快速响应码被置于产品允许读码器易于扫描的位置，通常在产品的外表面上。然而，无视觉愉悦感的黑白码会破坏产品的美观。为了克服这样的不利后果，通过将颜色、文字、插图或者标志结合到快速响应码中来生成视觉快速响应码（Visual QR code）。 

用于生成视觉快速响应码的现有方法不甚完美。为了不论扫描时的方向性如何，或者在亮度较差的环境下，仍能保证视觉快速响应码的可读性，这些方法通过使用内嵌图像对快速响应码做了有限的修改。结果，所产生的视觉快速响应码不能清晰地显示内嵌的图像。 

发明内容

在本发明的一个实施例中，一种二维码，包括对应于码字的一个比特的至少一个单元。所述至少一个单元包括多个子单元，其中所述多个子单元中的一个子单元用于存储所述码字的所述比特。 

本发明的一个实施例公开了一种计算机实现的生成二维码的方法。该方法包括：提供由单元组成的二维码；提供包括与所述二维码的所述单元对应的片块的图片；提供彼此不同的多个单元图案，其中每个单元图案包括多个子单元；以及根据所述图片的所述片块，为所述二维码的所述单元决定所述 多个单元图案中的一个单元图案。 

本发明的另一个实施例公开了一种计算机实现的生成二维码的方法。该方法包括提供由多个单元组成的二维码；提供包括与所述二维码的所述多个单元对应的多个片块的图片；提供彼此不同的多个单元图案，其中每个单元图案包括多个子单元；提供图案分配集合，所述图案分配集合包括对应地表示所述多个二维码的所述多个单元的多个集合元素；根据所述图案分配集合、所述二维码、所述图片及所述多个单元图案，定义能量函数；以及使用所述能量函数为每个集合元素决定所述多个单元图案中的所述一个单元图案。 

附图说明

通过参照附图并阅读下面的说明，本发明的目的及优点将变得更加显而易见，附图中： 

图1是示出根据本发明的一个实施例生成二维码的方法的图； 

图2是示出原始二维码的多个单元及根据本发明的一个实施例的合成码的对应单元图案的示意图；以及 

图3是示出根据本发明的一个实施例的计算机设备的示意图。 

具体实施方式

在本发明的一个实施例中，使用单元图案（cell pattern）的集合来模拟图片的多个片块（patch）。选择与图片中的对应片块相似的单元图案来替换二维码的单元，使得该片块的图案可以结合到二维码中。进一步地，所选择的单元图案与被替换的单元具有相同的比特值，使得原始二维码及新二维码可被扫描并产生相同的结果。 

在本发明的一个实施例中，二维码包括用于存储码信息比特的单元。单元对应于图片的多个片块中的一个。每个片块可以包括多个单位。设置多个单元图案，并且每个单元图案包括多个子单元。选择其子单元与对应片块的单位配置（或排列）相似的单元图案来替换二维码的单元。在一个实施例中，所选择的单元图案具有与被替换的单元相似的比特级。在一个实施例中，所选择的单元图案可以是与对应片块最相似的单元图案。在一个实施例中，所选择的单元图案可以为与对应片块最相似的一组单元图案中的单元图案。在 一个实施例中，可以通过距离来测量单元图案与片块之间的相似度。 

在本发明的一些实施例中，二维码包括多个单元。至少一部分单元用于存储数据或码字。码字可以具有4、8、16或者32比特的长度。优选地，每个码字包括8比特。单元可以具有但不限于方形。多个单元可以连接在一起，并以二维方式排列。可以修改或者替换至少一部分单元，使得每个被修改或者被替换的单元可以包括多个子单元，其中至少一个子单元用于代表表示码字或数据的比特，而其他的子单元用于显示至少一部分视觉特征。 

选择用于存储码字的比特的子单元应当确保可以正确地读出该比特。可以遵照二维码的标准选择用于存储码字的比特的子单元。例如，当二维码是快速响应码时，通常选择一个单元中以3×3矩阵排列的多个子单元的中心子单元用于存储码字的比特；否则，可能无法正确地读出该比特。然而，如果在仍能正确读出比特的***中使用二维码，则可以选择单元中非中心子单元的子单元。 

各单元可以具有但不限于相同的尺寸。各子单元也可以具有但不限于相同的尺寸。 

多个子单元可以排列在但不限于方形矩阵中。多个子单元可以排列在n×n矩阵中，其中n可以为奇数并大于1的整数。 

二维码可以包括但不限于黑色和白色的单元。二维码可以包括但不限于快速响应码。 

图1是示出根据本发明的一个实施例生成二维码的方法的图。参照图1，本公开的方法在计算机设备上提供或者接收二维码11。二维码11可以包括多个单元111。至少一部分单元111用于存储数据或码字。在一个实施例中，二维码11可以包括快速响应码，并且单元111还可以被称为模块（module）。 

尽管在本发明实施例中的二维码11包括黑色和白色的单元111，但本发明不限于这样的实施例。 

本公开的方法在计算机设备上提供或者接收原图片（raw picture）12。原图片12可以包括目标图像、字母、图，标志、图标等。尽管本公开使用原图片12说明本公开的方法，但本公开不限于这样的实施例。 

图片12可以具有与二维码11相似的尺寸，如果不是这样，本公开的方法在计算机设备上将图片12处理为与二维码11的尺寸匹配所需的尺寸。 

然后本公开的方法在计算机设备上将图片12转换为半色调图片（halftone picture）I_f。在一个实施例中，可以通过本公开的方法产生半色调图片I_f，其公开在由Chang等人所著、题为“Structure-aware error diffusion（结构感知误差扩散）”的论文（ACM Trans.Graph.（Proc.SIGGRAPH Asia）28，5，162：1-162：8，2009）中，其相关公开通过引用合并于此。在一个实施例中，半色调图片I_f可以通过诸如非线性扩散、随机翻转等的图像处理工具产生。产生半色调图片I_f的方法不限于上述方法。 

然后，本公开的方法在计算机设备上识别图片12的突出特征区域（salient feature regions）。本公开的方法可以在计算机设备上使用图像过滤器来产生重要性地图（importance map）I_m，该地图可以高亮显示出图片12的突出特征区域。本公开的方法可以在计算机设备上根据重要性地图I_m决定突出特征区域。在一个实施例中，本公开的方法可以在计算机设备上使用一种技术来产生重要性地图I_m，该技术公开在由Kypriandis,J.E.等人所著、题为“Image abstraction by structure adaptive filtering（通过结构自适应滤波的抽象图像）”的论文（Proc.EG UK Theory and Practice of Computer Graphics，51-58，2008）中，其相关公开通过引用合并于此。在另一实施例中，本公开的方法允许用户手动决定图片12中的哪个区域或者重要性地图I_m为突出特征区域。在另一实施例中，图片12的突出特征区域可以通过使用诸如Canny边缘检测、梯度图像运算符等的图像处理运算符来决定。 

图片12或者半色调图片I_f可以包括与二维码11的多个单元111对应的多个片块。片块可以包括图片12或者半色调图片I_f的多个单位。在一个实施例中，每个单位可以包括至少一个像素。在一个实施例中，片块包括排列在矩阵中的多个单位。在一个实施例中，片块包括排列在n×n矩阵中的多个单位，其中n为大于1的整数。在一个实施例中，n大于1并且为奇数。在本实施例中，片块是3×3矩阵。 

参照图1，在一个实施例中，该方法可以为图案分配步骤15执行模块细分步骤16，在步骤16中，二维码11的至少一部分单元111中的每一个单元111可以被细分为与图片12的对应片块的单位相对应的多个子单元。 

半色调图片I_f及二维码11可以表示为集合M： 

$M=\{m_i=(I_i^m,c_i^m,{\mathrm{\ω}}_i)|i=1,...,n\}---\left(1\right)$

其中，m_i是M的第i个元素；是半色调图片I_f的第i个片块的单位（颜色或者二元信息）的比特值；是二维码11的第i个单元的比特值；ω_i是重要性权重；以及n是单元数量或者片块数量。在一个实施例中，比特值可以为颜色或者二元（binary）信息。 

在一个实施例中，是半色调图片I_f的第i个片块的各单元的比特值的平均值。 

重要性权重表示半色调图片I_f的对应片块的视觉重要性。在一个实施例中，重要性权重ω_i可以由重要性地图I_m的第i个片块的各单位的平均值来决定。在一个实施例中，重要性权重ω_i可以根据半色调图片I_f中第i个片块到其相邻片块的梯度来决定。在一个实施例中，重要性权重ω_i可以由用户直接决定。 

本公开的方法在计算机设备上提供多个单元图案14，其中多个单元图案14彼此不同。单元图案14可以在尺寸上对应于二维码11的单元111。可以使用合适的单元图案14来替换二维码11的任意单元111以提供不同的视觉效果，同时具有与被替换的单元111相同的比特值或者产生相同的数据比特。每个单元图案14可以包括多个子单元141。多个子单元141可以被排列在矩阵中。多个子单元141可以被排列在n×n矩阵中，其中n大于1。在一个实施例中，n大于1且为奇数。在一个实施例中，每个单元图案的子单元对应于一个片块的单位或者单元111的子单元。 

在本实施例中，单元图案14为3×3矩阵，并且单元图案14的集合P可以表示为： 

$P=\{p_i=(I_i^p,c_i^p,r_i)|i=1,...512\}---\left(2\right)$

其中p_i为集合P的第i个元素或模块；为第i个单元图案的子单元的比特值（或者为第i个单元图案的各子单元的比特值的平均值）；为第i个单元图案的数据子单元的比特值；并且r_i为可读性或者可靠性值，其可以在[0,1.0]范围或者间隔内。 

数据子单元用于存储比特数据或者信息。在一个实施例中，单元图案14的数据子单元可以为中心子单元或者除了中心子单元外的任意子单元。 

特别是，当单元图案14的数据子单元与单元111具有相同值时，单元图案与单元111具有相同的比特值。 

r_i表示第i个单元图案的可读性或者可靠性。单元图案具有越高的可读性或者可靠性值，其在即使包括该单元图案的码的扫描图像失真的情况下仍能被正确解码的可能性越大。 

在一个实施例中，当单元图案14为3×3矩阵，并且每个子单元为黑色或者白色时，集合P可以具有512个单元图案14（所有可能的组合）。在一个实施例中，当单元图案14为3×3矩阵，并且每个子单元为黑色或者白色时，集合P可以具有少于512个的单元图案14。 

在一个实施例中，单元图案14的子单元数量可以与图片12或者半色调图片I_f的片块的单位数量相似；然而，本发明不限于这样的实施例。 

在一个实施例中，通过组合半色调图片I_f的片块与二维码11的对应单元来合并半色调图片I_f与二维码11。为此，该方法被配置成在计算机设备上选择单元图案14，该单元图案14可以产生与待替换的单元相同的比特信息，并且与用于替换待替换单元的对应片块相似。在替换所有期望被替换的单元之后，半色调图片I_f与二维码11的合并完成。为了为二维码11的每个单元决定适当的单元图案14，该方法在计算机设备上提供一个图案分配集合P'： 

$P^{\′}=\{{p^{\′}}_i^{\′}=(I_{f\left(i\right)}^p,c_{f\left(i\right)}^p,r_{f\left(i\right)})|i=1,...,n\}---\left(3\right)$

其中p'_i为分配给二维码11的第i个单元或者半色调图片I_f的第i个片块的第i个集合元素；f(i)为表示对应地分配给集合M的第i个元素的、集合P的第f(i)个单元图案的序号。 

该方法在计算机设备上执行分配步骤15以解决用于决定集合P'的图案分配问题。该方法在计算机设备上使用图案分配集合P'、包括来自二维码11的信息的集合M及半色调图片I_f，并使用集合P来定义能量函数。然后该方法在计算机设备上求解能量函数以决定哪个集合元素p'_i优选地分配给哪个单元图案14。因此，可以获得通过合并半色调图片I_f与二维码11而形成的新二维码。 

在本发明的一个实施例中，能量函数E_total(P')可以包括数据项E_D(P')和约束限制E_C(P')并可以被定义为： 

E_total(P')＝E_D(P')+E_C(P')    （4） 

在该方法中应用图形G＝(V,E)，其中节点V对应于集合M的元素。两个节点m_i及m_j通过边e_i,j∈E连接。 

数据项E_D(P')表示其单元图案14的独立单元111的偏好（preference）。数据项E_D(P')可以为独立单元偏好的所有单元111的总和。数据项E_D(P')可以定义为： 

$E_D\left(P^{\′}\right)=\underset{m_i\∈V}{\mathrm{\Σ}}D(I_i^m,I_{f\left(i\right)}^p)---\left(5\right)$

数据项E_D(P')可以测量半色调图片I_f与图案分配集合P'之间的相似度距离，并且函数D(-,-)为距离测度（metric）或者相似度距离函数。该距离测度可以但不限于欧几里得距离（Euclidean distance）、马哈拉诺比斯距离（Mahalanobis distance）、豪斯多夫距离（Hausdorff distance）等。在一个实施例中，结构相似性度量指标（SSIM）被用于量化灰度与半色调图像之间的、或者在本实施例中在图案分配集合与半色调图像之间的距离，该结构相似性度量指标被公开在由Wang,Z.等人所著的、题为“Image quality assessment:From error visibility to structural similarity（图像质量评价：从错误的可见性到结构的相似性）”的论文中（IEEE Trans.on Vis.And Comp.Graphics13，4，600-612，2004），其相关公开通过引用合并于此。 

为了确保新产生的可视化码承载与原始二维码11相同的编码数据，引入约束限制E_C(P')。当图案分配集合P'的集合元素被分配给一个单元图案14，并且该单元图案14的数据子单元具有与二维码11的对应单元111的比特值不同的比特值时，约束限制E_C(P')将施加修正（penalty）。约束限制E_C(P')可以被定义为： 

$E_C\left(P^{\′}\right)=\underset{m_i\∈M}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\β}{\mathrm{\δ}}_{m_i,{p^{\′}}_i}---\left(6\right)$

其中β为一预定数。在一个实施例中，β为一较大的整数。在一个实施例中，β为100。 

除了考虑到相似度与确保编码数据的一致性以外，还可以考虑可读性或者可靠性项E_R(P')。出于此种考虑，能量函数可以被定义为： 

E_total(P')＝λE_R(P')+E_D(P')+E_C(P')    （8） 

其中λ用于调整可读性或者可靠性项E_R(P')。 

参数λ可以用于调节新产生的可视化码的可读性，以满足不同条形码阅读器的性能。 

在一个实施例中，可读性或者可靠性项E_R(P')可以定义为： 

$E_R\left(P^{\′}\right)=\underset{m_i\∈M}{\mathrm{\Σ}}\exp (-{\mathrm{\ω}}_i)(1.0-R(m_i,{p^{\′}}_i))---\left(9\right)$

其中ω_i为上述的重要性权重，r_f(i)为可读性或者可靠性的量度（measure）。 

可读性与可靠性的量度r_f(i)偏向于具有高可读性的单元图案14。然而，选择具有高可读性的单元图案14可能导致丢失图片12的突出特征。为了避免这样的后果，引入重要性权重ω_i。这样，当决定从单元图案14到二维码11的对应单元的分配时，将考虑突出特征。 

在可选实施例中，可读性或者可靠性项E_R(P')可以被定义为下述公式（11a）或者（11b）中的一个： 

$E_R\left(P^{\′}\right)=\underset{m_i\∈M}{\mathrm{\Σ}}\left(\frac{k}{{\mathrm{\ω}}_i}\right)(1.0-R(m_i,{p^{\′}}_i))---\left(11a\right)$

$E_R\left(P^{\′}\right)=\underset{m_i\∈M}{\mathrm{\Σ}}(k-{\mathrm{\ω}}_i)(1.0-R(m_i,{p^{\′}}_i))---\left(11b\right)$

其中k为常数。在一个实施例中，可读性或者可靠性的量度r_f(i)可以为布尔值。在一个实施例中，可读性或者可靠性的量度r_f(i)可以为一个由分析多个失真或者模糊码图案（包括单元图案）的实验决定的概率（成功数与总数之比）。 

当为图案分配集合P'的每个集合元素决定单元图案14时，可以进一步考虑半色调图片I_f的相邻片块之间的平滑度。为此，能量函数可以被定义为 下面两个公式中的一个： 

E_total(P')＝E_D(P')+ω_SE_S(P')+E_C(P')         (12) 

E_total(P')＝λE_R(P')+E_D(P')+ω_SE_S(P')+E_C(P')      (13) 

其中ω_S为用于平滑项E_S(P')的权重，其可以被定义为下面的公式（14a）至（14c）中的一个： 

$E_S\left(P^{\′}\right)=\underset{e_{i,j}\∈E}{\mathrm{\Σ}}\exp (-D(I_i^m,I_j^m))D(I_{f\left(i\right)}^p,I_{f\left(j\right)}^p)---\left(14a\right)$

$E_S\left(P^{\′}\right)=\underset{e_{i,j}\∈E}{\mathrm{\Σ}}\left(\frac{k_1}{D(I_i^m,I_j^m)}\right)D(I_{f\left(i\right)}^p,I_{f\left(j\right)}^p)---\left(14b\right)$

$E_S\left(P^{\′}\right)=\underset{e_{i,j}\∈E}{\mathrm{\Σ}}(k_1-D(I_i^m,I_j^m))D(I_{f\left(i\right)}^p,I_{f\left(j\right)}^p)---\left(14c\right)$

其中k₁为常数；e_i,j为上文所述的边。在一个实施例中，权重ω_S可以为，例如，0.2。 

平滑项E_S(P')包括用于测量半色调图片I_f的相邻片块的距离测度 及用于测量多个单元图案14中任意一对的距离测度

如图1所示，由于集合P不会变化，所以可以在初始时决定距离测度 本公开的方法在计算机设备上选择多个单元图案14中的一对，并决定该对单元图案14的距离测度。在决定多个单元图案14的所有可能的一对单元图案14之后，所计算出的距离测度组入成对的相似度矩阵16中。当需要距离测度时，可以直接从该成对的相似度矩阵16中获得距离测度而不需要再计算。 

然后重新组织上面所有的能量函数，使得能量函数可以以一元或二元项的方式表达，然后，可以使用图形分割算法来求解能量函数以为图案分配集合P'的每个集合元素决定图案单元。图形分割算法可以但不限于公开在由Boykov，Y.Veksler等人所著的、题为“Fast approximate energy minimization via graph cuts（通过图形分割快速获得近似能量最小化）”（IEEE Trans.Pattern Anal.Mach.Intell.23，11，1222-1239，2011）的论文中的算法，该论文的相关公开通过引用合并于此。 

可读性或者可靠性的量度r_f(i)可以通过下面的过程决定。该过程通过随机决定的数据流及相同的数据编码库，来初始地产生多个二维码。然后该过程随机地从上述集合P中或者上述集合P的一个子集合中选择单元图案14，并使用所选择的单元图案14去替换与所选择的单元图案具有相同比特值的多个二维码中的一个二维码的单元（图2中的二维码的每个单元的颜色与对应单元图案14的中心子单元的相同），如图2所示。继续该步骤，直到所有二维码的每个所需的单元均被替换，之后，即可获得多个合成码21。 

接着，该过程为每个合成码21引入至少一个或多个空间扰动（spatial perturbations）以模拟合成码被错误扫描的情形，其结果是产生模糊、失真或者照明不良的码图像。例如，为了模拟未在码阅读器前精确扫描的码，将偏航角（yaw）、俯仰角（pitch）、或者平移扰动（translation perturbation）应用于码图像。使用-3度到3度之间的旋转范围及-1个像素到1个像素之间的平移。此外，使用从1到30之间的随机缩放范围来模拟码阅读器与码之间不同距离的分离。 

合成码21的图像以单元方式解码，以决定是否可以对每个单元正确解码。然后该过程为每个单元计算表示成功的概率的成功数与总数之比，以作为可读性或者可靠性的量度。在一个实施例中，可读性或者可靠性的量度为归一化值（normalized value）。 

进一步地，本公开的方法配置成在计算机设备上利用二维码的纠错能力来进一步提高二维码的可靠性。本公开的方法配置成允许几个单元不经约束限制，使得这些单元可以分别被与对应半色调图片的对应片块最相似的单元图案取代。这样，可以获得具有高品质可视化的新二维码。为了允许几个单元不经约束限制，约束限制E_C(P')可以定义为： 

$E_C\left(P^{\′}\right)=\underset{m_i\∈M}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\β}}_i{\mathrm{\δ}}_{m_i,{p^{\′}}_i}---\left(15\right)$

不经约束限制的单元的β_i被设置为0。 

当计算公式（15）之后，求解了能量公式且决定了错误码字的数量。 

例如，当二维码为快速响应码时，对例如八个单元的重要性权重求平均值以计算码字的优先级。接着，与将具有最高优先级的码字对应的单元的β_i设置为0。此后，决定和求解能量函数，并决定每个里德所罗门（RS）块中的 错误码字的数量。如果错误码字的数量大于一个预定数量，例如50%的纠错能力（ECC），则将与具有次高优先级的码字对应的单元的β_i也设置为零，然后，再次决定和求解能量函数。此后，决定每个RS块中的错误码字的数量，并与预定数量进行比较。上述步骤重复执行，直到每个RS块中的错误码字的数量达到预定数量。 

在另一实施例中，用户可以选择突出特征区域中的单元，并将所选择的单元的β_i设置为0。 

在本公开的一个实施例中，上述计算机设备可以为处理器，诸如CPU（中央处理器）、GPU（图形处理器）、软微处理器等的处理器。在一个实施例中，上述的计算机设备可以包括***单芯片。在一个实施例中，上述计算机设备包括具有至少一个处理器和存储器的计算机。在一个实施例中，如图3所示，计算机设备3包括：处理器31、诸如易失性存储器或者非易失性存储器的存储器32、用于外部通信的输入/输出设备33。处理器31、存储器32及输入/输出设备33可以与总线34联接。 

上述实施例可以应用于视频或者视频剪辑中。在步骤（a）中，将至少一个二维码内嵌到视频或者视频剪辑中的方法，初始地提取视频或者视频剪辑以获得多个图像帧或者图片。在步骤（b）中，将图像帧转换为半色调图片，并通过处理以决定突出特征区域的位置。在步骤（c）中，根据单元的比特值及图像帧的对应片块，由包括多个子单元合适的单元图案替换对应二维码的单元。重复执行步骤（c）直到替换了所有待替换的单元，并且获得新的或者可视化的二维码。在步骤（d）中，对剩余的图像帧应用步骤（b）和步骤（c）以获得多个新的或可视化的二维码。在步骤（e）中，所有的新的或者可视化的二维码被转换为一个新的视频或者视频剪辑。 

上述的图片和/或码可以为任何合适的或者所期望的形式，并可以为，例如，数字或者物理形式。 

本发明的上述实施例仅旨在用于说明。本领域技术人员不脱离所附权利要求书的范围可以设想出许多替代实施方案。 

Claims (20)

1.一种二维码，包括与码字的比特对应的至少一个单元，所述至少一个单元包括多个子单元，其中所述多个子单元中的一个子单元用于存储所述码字的所述比特。

2.根据权利要求1的二维码，其中所述多个子单元中的所述一个子单元为所述多个子单元的中心子单元。

3.根据权利要求1的二维码，所述二维码为快速响应码。

4.一种计算机实现的生成二维码的方法，包括：

提供由单元组成的二维码；

提供包括与所述二维码的所述单元对应的片块的图片；

提供彼此不同的多个单元图案，其中每个单元图案包括多个子单元；以及

根据所述图片的所述片块，为所述二维码的所述单元决定所述多个单元图案中的一个单元图案。

5.根据权利要求4的方法，其中所述单元与所述多个单元图案中的所述一个单元图案具有相同的比特值。

6.根据权利要求4的方法，其中通过考虑所述多个单元图案中的所述一个单元图案与所述图片的所述片块之间的距离测度，来为所述二维码的所述单元决定所述多个单元图案中的所述一个单元图案。

7.根据权利要求4的方法，其中通过进一步考虑指示所述图片的所述片块的可视化重要性的重要性权重，来为所述二维码的所述单元决定所述多个单元图案中的所述一个单元图案。

8.根据权利要求4的方法，其中通过进一步考虑所述片块与其相邻片块之间的平滑度，来为所述二维码的所述单元决定所述多个单元图案中的所述一个单元图案。

9.根据权利要求4的方法，其中通过进一步考虑多个距离测度，所述多个距离测度中的每一个用于所述多个单元图案中的一对单元图案，来为所述二维码的所述单元决定所述多个单元图案中的所述一个单元图案。

10.根据权利要求4的方法，其中通过进一步考虑可读性的量度，来为所述二维码的所述单元决定所述多个单元图案中的所述一个单元图案。

11.根据权利要求10的方法，其中所述可读性的量度通过下述步骤决定：

提供多个其他二维码；

将每个所述多个其他二维码的每个单元用与其具有相同比特值的一个所述单元图案替换，以获得多个合成码；

当引入至少一个空间扰动时，对每个合成码解码；

为每个单元图案决定成功解码率；以及

使用所述成功解码率为对应的所述单元图案决定所述可读性的量度。

12.一种计算机实现的生成二维码的方法，包括：

提供包括多个单元的二维码；

提供包括与所述二维码的所述多个单元对应的多个片块的图片；

提供彼此不同的多个单元图案，其中每个单元图案包括多个子单元；

提供图案分配集合，所述图案分配集合包括对应地表示所述多个二维码的所述多个单元的多个集合元素；

根据所述图案分配集合、所述二维码、所述图片及所述多个单元图案，定义能量函数；以及

使用所述能量函数为每个集合元素决定所述多个单元图案中的所述一个单元图案。

13.根据权利要求12的方法，其中所述能量函数包括用于测量所述图片与所述图案分配集合之间的相似度距离的数据项。

14.根据权利要求12的方法，其中所述能量函数包括平滑度项，所述平滑度项用于对妨碍空间平滑度的为所述图案分配集合的所述单元图案的决定施加修正。

15.根据权利要求12的方法，其中所述能量函数包括可靠性项，所述可靠性项包括指示所述图片的对应片块的可视化重要性的重要性权重。

16.根据权利要求12的方法，其中所述能量函数包括可靠性项，所述可靠性项用于提高所述图案分配集合的可读性。

17.根据权利要求16的方法，其中所述可靠性项被定义为：

$E_R\left(P^{\′}\right)=\underset{m_i\∈M}{\mathrm{\Σ}}\exp (-{\mathrm{\ω}}_i)(1.0-R(m_i,{p^{\′}}_i))$

其中

m_i是集合的第i个元素；ω_i是第i个片块的重要性权重；是第i个片块的比特值；是所述二维码的第i个单元的比特值；n是单元数量；P'是所述图案分配集合；p'_i是所述图案分配集合的第i个集合元素；是第f(i)个所述单元图案的比特值；以及r_f(i)是可读性值或者可靠性值。

18.根据权利要求17的方法，其中所述可读性值通过下述步骤决定：

提供多个其他二维码；

用与其具有相同比特值的一个所述单元图案替换每个所述多个其他二维码的每个单元，以获得多个合成码；

当引入至少一个空间扰动时，对每个合成码解码；

为每个单元图案决定成功解码率；以及

使用所述成功解码率为对应单元图案决定所述可读性值。

19.根据权利要求12的方法，其中所述能量函数包括约束限制，所述约束限制用于确保被分配到所述图案分配集合的每个单元图案与所述图片的对应单元具有相同的比特值。

20.根据权利要求12的方法，其中所述能量函数包括约束限制，所述的约束限制用于确保被分配到所述图案分配集合的单元图案的至少一部分中的每个单元图案与所述图片的对应单元具有相同的比特值。