CN1953362A - 一种在二维条码中嵌入图案的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种在二维条码中嵌入图案的方法和装置，其中所述方法包括下列步骤：预置二维条码、待嵌入图案、以及嵌入位置；确定对比图案，所述对比图案与所述二维条码的分辨率相同；根据所述嵌入位置，比较所述对比图案与所述二维条码中相对应模块的颜色，统计发生颜色差错的模块数量；如果所述模块数量未超过预置的纠错阈值，则确定嵌入图案，并将所述嵌入图案根据预先指定的嵌入位置嵌入到所述二维条码中。本发明能够将人类能够直接识别的图案信息嵌入二维条码中，不影响二维条码的自动识别，不需要额外印刷或打印说明图形或文字，所占面积小，节约资源，方便使用，可以增加信息发布的效率。

Description

一种在二维条码中嵌入图案的方法及装置

技术领域

本发明涉及数据通信领域，特别是涉及数据通讯中的信道编码领域。

背景技术

二维条码(2-dimensional bar code)是一种信息存储与传递技术，它使用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息；它在代码编制上利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。

二维条码可以分为堆叠式/行排式二维条码和矩阵式二维条码两类。堆叠式/行排式二维条码由许多截短的一维条码层排而成，常用的堆叠式/行排式二维条码有：Code16K、Code49、PDF417等。矩阵式二维条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的编码，常用的矩阵式二维条码有：Code Onc、Maxi Code、QR Code、Data Matrix等。

二维条码具有下列优点：采用高密度编码，信息容量大，可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节，或500多个汉字，比一维条码信息容量约高几十倍。编码范围广，可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，用条码表示出来，还可以表示多种语言文字和图像数据。容错能力强，具有纠错功能。译码可靠性高，误码率不超过千万分之一。可以引入加密措施，具有保密性、防伪性好。成本低，易制作，持久耐用。条码符号形状、尺寸大小比例可变。可以使用激光或CCD阅读器识读。

目前，二维条码广泛应用在国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理等多个领域。

二维条码的识读设备是光学设备，识别过程受环境影响较大，因此在二维条码的数据信息编码的过程中通常会加入冗余的纠错码，可以利用某种纠错算法对原始数据信息进行处理，生成对应的纠错码，将原始数据信息和纠错码组合在一起，生成二维条码，使得在纠错范围之内数据差错能被纠错解码***检测，定位并纠正过采，实现信息的正确读取。如QR Code(快速矩阵二维条码)为例，采用了Reed Solomon纠错算法，QR Code的标准规定了四个纠错等级，其纠错范围分别是7％，15％，25％，30％，在这些纠错范围内的差错均能被纠错解码***校正。

但由于二维条码所携带的信息只能用于图像输入设备或光电扫描设备自动识读，解码后才能显示出供人类识别的信息，人类通过肉眼无法直接理解二维条码中的信息，造成日常使用上的不便，因此在二维条码的使用过程中，通常需要在其图形周围加入一些说明文字或图案，提示出二维条码的部分信息或者直接揭示出二维条码所携带的信息内容，供使用者直接理解二维条码的含义，以方便对其进行简单的处理。这种在二维条码周围加入一些说明文字或图案方式的缺点是：发布二维条码时需要同时发布与之相关的说明文字或图案，需要预先处理说明文字或图案，然后可能需要印刷、打印、粘贴或刻制说明文字或图案，做作过程耗费人力、物力资源；说明文字或图案还占用了的额外的面积，减少了二维条码携带物(如商品)表面的可用面积，降低了携带物表面可印刷的信息量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在二维条码中嵌入可视化的图案的方法和装置，以解决现有技术中需要额外发布文字、制作过程耗费资源和降低了携带物表面的可用面积的问题。

为了解决上述问题，本发明提出了一种在二维条码中嵌入图案的方法，包括下列步骤：

预置二维条码、待嵌入图案、以及嵌入位置；

确定对比图案，所述对比图案与所述二维条码的分辨率相同；

根据所述嵌入位置，比较所述对比图案与所述二维条码中相对应模块的颜色，统计发生颜色差错的模块数量；

如果所述模块数量未超过预置的纠错阈值，则；

确定嵌入图案，并将所述嵌入图案根据预先指定的嵌入位置嵌入到所述二维条码中。

其中，当所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率一致时，所述对比图案为所述待嵌入图案。当所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率不一致时，所述对比图案为将所述待嵌入图案按照所述二维条码的分辨率进行栅格化处理后的图案。

其中，所述嵌入图案可以为：所述待嵌入图案；或者，对所述待嵌入图案通过栅格化处理调整分辨率后的图案。

优选的，所述的方法还可以包括：根据预先指定的嵌入位置，判断所述嵌入图案是否覆盖所述二维条码控制符号单元区域，若否，则继续嵌入流程。

优选的，所述的方法还可以包括：如果所述待嵌入图案是彩色图案，将所述对比图案的各个模块颜色进行二值化处理。

本发明还提供了一种在二维条码中嵌入图案的装置，包括：

接口单元，用于接收二维条码、待嵌入图案、以及嵌入位置，输出已嵌入图案的二维条码；

分析单元，用于确定对比图案，以及对比所述对比图案和所述二维条码的对应模块的颜色，统计发生颜色差错的模块数量；

纠错判断单元，用于判断所述发生颜色差错的模块数量是否超过预置的纠错阈值，若否，发送嵌入指令给嵌入单元；所述纠错阈值小于或者等于二维条码的纠错容量；

嵌入单元，用于接收嵌入指令，并根据所述嵌入指令，确定嵌入图案，将所述嵌入图案根据预先指定的嵌入位置嵌入到所述二维条码中。

优选的，所述的装置还可以包括：栅格化处理单元，用于将所述待嵌入图案按照预先设置的分辨率或者所述二维条码的分辨率进行栅格化处理。

优选的，所述的装置还可以包括：分辨率判断单元，用于判断所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率是否一致；所述确定对比图案的过程是：由分辨率判断单元判断所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率是否一致，若一致，将所述待嵌入图案作为对比图案，若否，由栅格化处理单元将所述待嵌入图案按照所述二维条码的分辨率进行栅格化处理后的图案作为对比图案。

优选的，所述嵌入图案可以为：所述待嵌入图案；或者，对所述待嵌入图案通过栅格化处理调整分辨率后的图案。

优选的，所述的装置还可以包括：覆盖判断单元，用于根据预先指定的嵌入位置，判断所述嵌入图案是否覆盖所述二维条码控制符号单元区域，若否，则继续嵌入流程。

优选的，所述的装置还可以包括：二值化单元，用于当所述待嵌入图案是彩色图案时，将所述对比图案的各个模块颜色进行二值化处理。

优选的，所述的装置还可以包括：二维条码编码单元，用于将输入数据进行编码产生二维条码。

本发明还公开了另一种在二维条码中嵌入图案的方法，包括下列步骤：

预置待嵌入图案、二维条码、以及嵌入位置；

根据嵌入位置将所述待嵌入图案嵌入到所述二维条码中；

调整所述待嵌入图案中与所述二维条码中深色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为深色；调整所述待嵌入图案中与所述二维条码中浅色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为浅色；其中，所述图案参数为亮度、对比度、色彩饱和度中的任一参数或者任意组合。

本发明还要求保护一种在二维条码中嵌入图案的装置，包括：

接口单元，用于接收待嵌入图案、二维条码、以及嵌入位置，输出带有图案的二维条码；

嵌入单元，用于将所述待嵌入图案嵌入到所述二维条码中；

图案参数调整单元，用于调整所述待嵌入图案中与所述二维条码中深色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为深色；调整所述待嵌入图案中与所述二维条码中浅色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为浅色；其中，所述图案参数为亮度、对比度、色彩饱和度中的任一参数或者任意组合。

优选的，所述的装置还可以包括：二维条码编码单元，用于将输入数据进行编码产生二维条码。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、将人类能够直接识别的图案信息嵌入二维条码中，不影响二维条码的自动识别，不需要额外印刷或打印说明图形或文字，所占面积小，节约资源，方便使用，可以增加信息发布的效率。

2、可以嵌入人类可以感知的各种符号，使二维条码形式新颖生动，便于人类直观的获取二维条码所表示的信息。

3、既可以嵌入与二维条码分辨率相同的图案，也可以分辨率不同的图案。

4、既可以嵌入黑白图案，也可以嵌入彩色图案。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明的方法实施例1流程图；

图3a是本发明的方法实施例2流程图；

图3b是本发明的方法实施例2嵌入图案后的二维条码；

图4a是本发明的方法实施例3流程图；

图4b是本发明的方法实施例3嵌入图案后的二维条码；

图5是本发明的方法实施例4流程图；

图6a是本发明的方法实施例5流程图；

图6b是本发明的方法实施例5嵌入图案后的二维条码；

图7是本发明的装置实施例1框图；

图8是本发明的装置实施例2框图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，首先对本发明涉及的一些术语进行说明。

对于图像来说，其分辨率的大小决定了图像的清晰程度，分辨率一般采用单位长度和宽度上的像素点数来表示，如，扫描仪的分辨率用每英寸长度上的像素点数表示，单位是DPI(DotPer Inch，每英寸像素点)，DPI越多，图像越清晰，目前常见的办公用扫描仪的分辨率为600(水平分辨率)×1200(垂直分辨率)、1200×2400或2400×2400。

对于二维条码的分辨率，以快速响应码(以下称为QR Code)为例，它是属于矩阵式的二维条码，QR Code由若干具有深浅颜色的小方块组成，这些小方块称为模块，深色的模块可以表示二进制的“1”，浅色模块可以表示二进制“0”，通过这些深浅颜色模块的组合就可以表示信息。对于QR Code来说，由于其最小图像单位是模块，而每个模块内部只有一种颜色，可以认为QR Codc图像中的一个模块就是它的一个像素点，于是，它的分辨率可以用横向和纵向的模块数量来表示，如对于横向和纵向都有21个模块的QR Code来说，其分辨率可以表示为21×21，再如横向和纵向都有101个模块，其分辨率可以表示为101×101。

对于一个特定的QR Code来说，也可以看作是由多个栅格组成，每个栅格内包含一个模块。对一个图像进行栅格化处理时，将该图像划分为与所述特定的QR Codc相同的栅格分布(即相同的分辨率)，如果每个栅格内的局部图像有多种颜色，则按照颜色值的加权平均算法，例如：

假设图像I，其中某个像素的颜色值为I(x，y)，x和y分别为该像素在图像I中的二维坐标值。

对于图像I，其加权平均颜色值的计算方法为：其中所有像素的颜色值累加之和除以I中所有像素的个数。

得到一个颜色值，即一个栅格内只有一个颜色，则可以认为经过处理后的图案和QR Code具有相同的分辨率，它们的每个栅格的大小也是相同的。可见预见，经过栅格化处理后的图片，其分辨率既有可能被升高也有可能被降低。

对于图像的二值化处理可以采用图像处理算法中的二值化算法，即划定一个阀值把颜色值区分开，该阀值是一个数值，对于二维条码来说，如果一个模块的色彩数值大于该阀值，则该模块就定义为深色模块，反之，则定义为浅色模块。可见采用二值化算法可以将任何彩色图像处理成为深浅两种颜色的图像。

下面结合附图对本发明的实现原理和具体实施例进行详细说明。

本发明的原理是利用二维条码的纠错特性，将可视的图案加入二维条码图案中，为二维条码加入了人类可识别的图形信息。当把图案嵌入到二维条码后，二维条码的一部分模块颜色被改变，相当于所携带信息的某些数据位出现了差错，如果这些差错在二维码的纠错容量之内，解码***就能检测并纠正这些错误，保证二维条码的包含的信息被完整解码出来，从而不影响二维条码的正常使用。下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，是本发明的方法流程图，包括：

步骤101，预置待嵌入图案、二维条码、以及嵌入位置。

图案可以是黑白的或者彩色的，可以是和所述的二维条码同分辨率的，或者是不同分辨率的。当待嵌入图案尺寸比较大时，可以先缩小尺寸，以方便嵌入。二维条码可以是现有的堆叠式/行排式二维条码或者是矩阵式二维条码中的一种，一般来说二维条码包含的颜色是黑白两色的，也可以是任意其它深浅两色的，只要识读设备扫描二维条码，能够在二值化处理之后确定合适的颜色阀值识别出所携带的信息即可，二维条码是什么具体的颜色并不影响信息的携带和识别。嵌入位置可以采用待嵌入图案的左上角在二维条码中的坐标位置来表示。

步骤102，确定对比图案，所述对比图案与所述二维条码的分辨率相同。

优选的，当所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率一致时，所述对比图案为所述待嵌入图案。

优选的，当所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率不一致时，所述对比图案为将所述待嵌入图案按照所述二维条码的分辨率进行栅格化处理后的图案。经过栅格化处理后图案的分辨率可能是下降了，也可能是上升了，栅格化处理的主要目的是把对比图案的分辨率处理成为和二维条码的分辨率一致的，以方便比较对应模块的颜色值。

步骤103，根据所述嵌入位置比较所述对比图案与所述二维条码中相对应模块的颜色，统计发生颜色差错的模块数量。

实际上，由于二维码中深色的模块表示二进制的“1”，浅色模块表示二进制“0”，通过这些深浅颜色模块的组合就可以表示信息，只要不将深色改为浅色或者将浅色改为深色就不会影响二维条码的读取。根据步骤102，对比图案已经被处理成相同栅格分布，并且每个栅格只有一个颜色，所以颜色比较时，只比较对比图案的深浅色分布是否和二维条码存在差错即可。

比较的具体过程举例如下，假设二维条码的深浅两色图案的颜色值是：浅色是255、深色是0。识别深浅两色的分界阀值是127，在预先指定的嵌入位置的情况下，对比图案和二维条码对应的模块的颜色比较过程如下：

对于二维条码的第一个模块，颜色值是255(浅色)，对应位置的对比图案的颜色值是100(偏深色)，经过100和阀值127比较，属于深色，和二维条码模块的浅色不同，记录误差为1；

对于二维条码的第二个模块，颜色值是255(浅色)，对应位置的对比图案的颜色值是200(偏浅色)，经过200和阀值127比较，属于浅色，和二维条码模块的浅色相同，记录误差为0；

对于二维条码的第n个模块，误差是Δn，Δn的值要么是0要么是1；

对比所有模块的颜色值后，可以得到累计误差∑Δ＝Δ1+Δ2+...+Δn，累计误差是一个绝对数值，反映的是嵌入图案后，引起的二维条码的颜色改变的模块数量，是对二维条码的破坏程度的一个度量值。

上述例子给出了一个详细的比较过程，实际处理中可以采用更为简便的比对过程，只要符合二维条码的容错原则即可。

优选的，如果所述待嵌入图案是彩色图案，则所述对比图案需要进行二值化处理，处理后的对比图案成为深浅两色图案，例如，可以把对比图案进行二值化处理后得到黑白两色图案。

步骤103，如果所述模块数量未超过二维条码的纠错容量，确定嵌入图案，并将所述嵌入图案根据预先指定的嵌入位置嵌入到所述二维条码中。

对于二维条码来说，为避免部分污损造成的不能被设备识别，其本身都具有一定的纠错能力，即当污损的部分引起的二维条码的模块颜色改变在二维条码的纠错能力之内时，可以通过二维条码的纠错算法纠正错误，完整重现二维条码所携带的信息。二维条码的纠错容量是一个绝对数值，代表的某个特定的二维条码中允许发生颜色错误的模块个数。

对于预置的二维条码，我们可以通过解码而获得它的编码方式等参数，也可以获得二维条码的控制符号单元区域、纠错容量等信息。对于我们根据原始参数自行生成的二维条码，在生成过程中，这些参数可以通过二维条码编码器获得。

如果上一步骤中统计出的∑Δ没有超过二维条码的纠错容量，则认为嵌入图案的二维条码中的信息可以被正确识别，则确认嵌入图案，根据预先指定的嵌入位置嵌入到所述二维条码中。当然，为了保证不损害二维条码，优选的，可以预置一个纠错阈值，该纠错阈值不超过该二维条码的纠错容量，判断误差值是否超范围时，与上述预置的纠错阈值进行比较即可。

优选的，所述嵌入图案为所述待嵌入图案本身或者对所述待嵌入图案通过栅格化处理调整分辨率后的图案。可以根据具体的需要由用户预先指定需要嵌入的图案。

优选的，上述步骤还包括，根据预先指定的嵌入位置，判断所述嵌入图案是否覆盖了所述二维条码控制符号单元区域，若否，则继续嵌入流程，若是，嵌入失败。此时可以重新调整嵌入的位置，重新嵌入。本判断步骤可以在步骤102之前、步骤102和步骤103之间或者步骤103之后进行。

二维条码有很多种类，一般而言，它的控制单元是指用于确定二维条码图形位置和方向的图形符号，例如QR码的三个牛眼符号(位置探测图形)，还包括位置探测图形分隔区，定位图形，校正图形等。除此之外，控制单元可能还包括描述二维条码特性的一些参数，比如尺寸版本，掩码类型，纠错等级等等，例如格式信息区，版本信息区。如果这些地方出错，会对二维条码解码过程产生影响，导致无法正确解码，所以必须事先得到这些控制单元所在的位置，保证嵌入图案时不覆盖这些控制单元所在的区域，或者不妨碍这些控制单元的信息读取。如果现有的二维条码的控制区域被污损，则很有可能无法识别整个码。

参照图2，是本发明的方法实施例1流程图，在本实施例中将以待嵌入图案和二维条码的分辨率不同的情况为例进行介绍，其中对比图案和嵌入图案是待嵌入图案进行栅格化处理后的图案，实施例1具体包括以下步骤：

步骤201，对预置的原始数据进行二维条码编码得到二维条码，并得到所述二维条码控制符号单元区域位置。

所述预置的原始数据是需要编码在二维条码中的数据，将原始数据通过用户指定的编码方式进行编码，编码方式可以根据需要采用现有的二维条码的各种编码方式，如Codc16K、Code49、PDF417等，编码后可以获得二维条码的版本号、纠错容量和码控制符号单元区域等信息。当然，所述二维条码也可以是接收其他编码器生成的二维条码，再通过解码获取相应参数。

步骤202，对预置的待嵌入图案进行栅格化处理得到栅格化图案。

由于待嵌入图案和二维条码的分辨率不同，需要先把待嵌入图案进行栅格化处理。进行栅格化处理时，根据二维条码的分辨率进行处理，得到和二维条码相同分辨率的栅格化图案，这里得到的栅格化图案可能比待嵌入图案的分辨率有所下降。

步骤203，将栅格化图案作为嵌入图案，根据预先指定的嵌入位置，判断所述嵌入图案是否覆盖了所述二维条码控制符号单元区域。

用户指定嵌入位置可以是指定待嵌入图案上某个特定点(例如左上角)位于二维条码上的坐标值，该坐标值以二维条码模块的位置表示。例如：二维条码左上角的模块的坐标定义为(0，0)，坐标轴以向右向下为正向增加。如果我们要把嵌入图案放在(10，10)的位置，就是把嵌入图案左上角放在从二维条码左上角开始向下数第11个，向右数第11个的模块上，这样就把嵌入图案按照指定的位置嵌入到二维条码上了。嵌入图案的大小是事先知道的，二维条码的控制符号单元区域所在的位置由前一步骤中得到，通过两者的相对位置，可以判断出嵌入图案是否覆盖了二维条码的控制符号单元区域的位置。

如果所述嵌入图案了覆盖所述二维条码控制符号单元区域，执行步骤204，若否，执行步骤205。

步骤204，嵌入失败，需要重新调整参数。

由前面的叙述可知，如果二维条码的控制符号单元区域的位置被覆盖，会造成整个二维条码不能被读取，此时嵌入图案失败。可以由用户调整预置的原始参数，如指定的嵌入位置等，再次进行图案的嵌入。

步骤205，将栅格化图案作为对比图案，对比所述对比图案和所述二维条码的对应模块的颜色值，判断颜色值不同的模块数量是否超过二维条码的纠错容量。

对比所述对比图案和二维条码的对应模块的颜色值，如果相同，记为0，不同记为1，比较完成后，统计结果为1的模块的个数，并和二维条码的纠错容量进行比较，判断误差数是否超过二维条码的纠错容量。当误差数超出二维条码的纠错容量时，二维条码的识读设备将不能识别得到正确的信息。若超过二维条码的纠错容量，执行步骤204，若否，执行步骤206。

当然，为了保证不损害二维条码，优选的，可以预置一个纠错阈值，该纠错阈值不超过该二维条码的纠错容量，判断误差值是否超范围时，与上述预置的纠错阈值进行比较即可。

步骤206，将所述嵌入图案根据预先指定嵌入位置嵌入到所述二维条码中，得到带图案的二维条码。

这里得到的二维条码是带有图案的二维条码，其中包含的图案可以为人类的肉眼直接识别，从而理解其中的信息，而不需要通过识别设备，方便人类对其进行初步的处理。

下面是将黑白的待嵌入图案嵌入二维条码的另一个实施例，本实施例中的黑白图案和二维条码具有相同的分辨率，由于具有相同的分辨率，与实施例1的区别在于：在本实施例中不需要对待嵌入图案进行栅格化处理。实施例2嵌入图案后的二维条码如图3b所示。

参照图3a，是本发明的方法实施例2流程图，包括：

步骤301，对预置的原始数据进行二维条码编码得到二维条码，并得到所述二维条码控制符号单元区域位置。

步骤302，根据预先指定的图案嵌入位置，判断所述预置的待嵌入图案是否覆盖了所述二维条码控制符号单元区域。如果所述待嵌入图案了覆盖所述二维条码控制符号单元区域，执行步骤303，若否，执行步骤304。

步骤303，嵌入失败。可以由用户调整预置的原始参数，再次进行嵌入。

步骤304，对比所述待嵌入图案和所述二维条码的对应模块的颜色值，判断颜色值不同的模块数量是否超过预置的纠错阈值。若超过，执行步骤303，若否，执行步骤305。所述纠错阈值小于或者等于二维条码的纠错容量。

步骤305，将所述待嵌入图案根据预先指定位置嵌入到所述二维条码中，得到带图案的二维条码。

下面是将黑白的待嵌入图案嵌入二维条码的另一个实施例，本实施例中的黑白图案和二维条码具有不同的分辨率，由于分辨率不同，在本实施例中需要对待嵌入图案进行栅格化处理。本实施例与实施例1的区别在于最后嵌入二维条码中的图案就是原来的待嵌入图案，没有进行栅格化处理。嵌入图案后的二维条码如图4b所示。

参照图4a，是本发明的方法实施例3流程图，包括：

步骤401，对预置的原始数据进行二维条码编码得到二维条码，并得到所述二维条码控制符号单元区域位置。

步骤402，对预置的待嵌入图案进行栅格化处理得到栅格化图案。

步骤403，根据预先指定的图案嵌入位置，判断所述栅格化图案是否覆盖了所述二维条码控制符号单元区域。如果所述栅格化图案了覆盖所述二维条码控制符号单元区域，执行步骤404，若否，执行步骤405。

步骤404，嵌入失败。可以由用户调整预置的原始参数，再次进行图案的嵌入。

步骤405，对比所述栅格化图案和所述二维条码的对应模块的颜色值，判断颜色值不同的模块数量是否超过预置的纠错阈值。若超过，执行步骤404，若否，执行步骤406。所述纠错阈值小于或者等于二维条码的纠错容量。

步骤406，将所述预置的待嵌入图案根据预先指定位置嵌入到所述二维条码中，得到带图案的二维条码。

图4a和图2的区别在于，嵌入的图案是未经栅格化处理的待嵌入图案。

下面是将彩色图案嵌入二维条码的例子。

参照图5，是本发明的方法实施例4流程图，其中，对于彩色图案，需先进行二值化处理转变为深浅两色图案后，才能进行颜色误差判断，在其他的具体流程中并无差别。本实施例具体步骤包括：

步骤501，对预置的原始数据进行二维条码编码得到二维条码，并得到所述二维条码控制符号单元区域位置。

步骤502，对预置的待嵌入图案进行栅格化处理得到栅格化图案。

步骤503，对栅格化图案进行二值化处理。

对于彩色的待嵌入图案，栅格化图案仍旧是彩色的，需要通过二值化处理，将栅格化图案根据二维条码的颜色分配情况转换成深浅两色图案，例如，可以转换为黑白两色图案，便于后续步骤进行比较处理。

步骤504，根据预先指定的图案嵌入位置，判断所述栅格化图案是否覆盖了所述二维条码控制符号单元区域。如果所述栅格化图案了覆盖所述二维条码控制符号单元区域，执行步骤505，若否，执行步骤506。

步骤505，嵌入失败。可以由用户调整预置的原始参数，再次进行图案的嵌入。

步骤506，对比所述栅格化图案和所述二维条码的对应模块的颜色值，判断颜色值不同的模块数量是否超过预置的纠错阈值。若超过，执行步骤505，若否，执行步骤507。所述纠错阈值小于或者等于二维条码的纠错容量。

步骤507，将所述待嵌入图案根据预先指定位置嵌入到所述二维条码中，得到带图案的二维条码。

本实施例实现了用栅格化图案做纠错判断，而把彩色的待嵌入图案嵌入二维条码中，二维条码中的彩色图案能够更好的表达信息，便于人类识别。由于彩色图案栅格化后，又经过颜色二值化，其图像可能会与之前的待嵌入彩色图案在人的视觉上差别较大，所以优选的，如果符合容错要求，则将原始彩色图案嵌入到二维条码中。

下面是将彩色或者黑白图案嵌入二维条码的另一个例子，其区别在于在保证二维条码不改变的前下，对实际嵌入的图案进行颜色修改。

参照图6a，是本发明的方法实施例5流程图，包括：

步骤601，对预置的原始数据进行二维条码编码得到二维条码。

步骤602，将预置的待嵌入图案嵌入到所述二维条码中。

步骤603，降低所述待嵌入图案和所述二维条码中深色模块对应位置的图案亮度，降低后该模块的颜色为深色，提高所述待嵌入图案和所述二维条码中浅色模块对应位置的图案亮度，提高后该模块的颜色为浅色。

在二维条码的解码过程中，也包括了对二维条码进行二值化的过程，由于二维条码只有深色和浅色两种颜色的模块，通常是利用图像处理算法中的二值化算法，划定一个界限把它们区分开，该界限是一个数值，如果一个模块的色彩数值大于该界限，则该模块就定义为深色模块，反之，则定义为浅色模块。例如，假设黑色为0，白色为255。那么一个合理的固定阈值应该就是中间值：128，小于128的认为是黑色，大于等于128的认为是白色。这样取值对于多种解码器选择阈值的规则来说是最优的。在实际使用时，不同的二维条码解码器也会有不同的处理规则来合理的确定阈值，此外为了适应环境光线和阴影的情况，通常也可以不设置一个全局的阈值，也不设定一个固定的阈值，而是根据二维条码区块内色彩值分布情况的不同，计算得到阈值。

本实施例就是利用二维条码解码过程中二值化算法的特性，将彩色图案与二维条码图案进行混合处理，具体而言就是根据二维条码图案上深色浅色模块的位置对指定彩色图案上相应位置的区域的图案参数进行调整，其中所述图案参数可以为亮度、对比度、色彩饱和度中的任一参数或者任意组合。步骤603仅仅示出了最常用的对图案的亮度进行调整的情况，实际上，可以根据需要对上述图案参数单独或者组合进行调整，即调整所述待嵌入图案和所述二维条码中深色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为深色，调整所述待嵌入图案和所述二维条码中浅色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为浅色。

本实施例对图案参数的调整原则在于保证图案和二维条码叠加后，不会改变该二维条码深色浅色模块的分布。当机器识读时，能够正常读取信息，但人眼看上去，就有了图案，图案的对比度、亮度或者色彩饱和度可能是经过调整了的，和原图有所不同，但不影响机器识读，未占用二维条码的纠错容量，同时实现了图案的嵌入。并且嵌入的图案可以扩展到整个二维条码图形中，不受控制符号单元区域的限制。

参见图6b，是实施例5嵌入图案后的二维条码。对于实施例5而言，实际上可以在二维条码中嵌入任何图案，都不会影响二维条码的读取，因为实际改变的时嵌入的图案，当然在实际中会为了满足人们的视觉需要，对所要嵌入的图案进行筛选。

需要说明的是，对于上面所有的实施例1-5的一个扩展是可以将一段视频或者图像序列放入二维条码中，由于视频或者图像序列可以由一组静态图片组成，将静态图片拼合，按照上面的方法嵌入二维条码中，即可得到带有视频的二维条码。

参照图7，是本发明的装置实施例1框图，包括：

接口单元701，用于接收待嵌入图案和二维条码，输出带有图案的二维条码；

分析单元702，用于确定对比图案，对比所述对比图案和所述二维条码的对应模块的颜色，统计发生颜色差错的模块数量；

纠错判断单元703，用于判断所述模块数量是否超过二维条码的纠错容量，若否，发送嵌入指令给嵌入单元604；

嵌入单元704，用于接收嵌入指令，并根据所述嵌入指令，确定嵌入图案，将所述嵌入图案根据预先指定的嵌入位置嵌入到所述二维条码中。

二维条码的可以是现有的堆叠式/行排式二维条码或者是矩阵式二维条码中的一种，接口单元701用于接收待嵌入图案和二维条码，分析单元702确定用于对比的图案，对比图案可以是待嵌入图案，也可以是待嵌入图案过处理后得到的图案，进行对比时对比图案和二维条码的分辨率需要相同，分析单元702对比所述对比图案和所述二维条码的对应模块的颜色，统计发生颜色差错的模块数量，纠错判断单元703判断所述模块数量是否超过二维条码的纠错容量，若否，发送嵌入指令给嵌入单元704，嵌入单元704根据所述嵌入指令，确定嵌入图案，将所述嵌入图案根据预先指定的嵌入位置嵌入到所述二维条码中，得到带有图案的二维条码，发送给接口单元701进行输出。

优选的，还包括：

栅格化处理单元705，用于将所述待嵌入图案按照预先设置的分辨率或者所述二维条码的分辨率进行栅格化处理；

分辨率判断单元706，用于判断所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率是否一致；

所述确定对比图案的过程是：由分辨率判断单元判断所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率是否一致，若一致，将所述待嵌入图案作为对比图案，若否，由栅格化处理单元将所述待嵌入图案按照所述二维条码的分辨率进行栅格化处理后的图案作为对比图案。

需要提醒注意的是，增加了分辨率判断单元706，可以使得图7所示的嵌入装置能够适应分辨率相同或者不相同的待嵌入图案。当然，如果该嵌入装置仅仅针对不同分辨率的嵌入需求，则仅仅包括栅格化处理单元705即可；或者如果该嵌入装置仅仅针对同分辨率的嵌入需求，则栅格化处理单元705和分辨率判断单元706都可以不需要了。

优选的，所述确定嵌入图案的过程是：根据预置的参数，所述嵌入单元确定嵌入图案是所述待嵌入图案、所述待嵌入图案按照所述二维条码的分辨率进行栅格化处理后的图案或者所述待嵌入图案按照预先设置的分辨率进行栅格化处理后的图案。

优选的，还包括覆盖判断单元707，用于根据预先指定的嵌入位置，判断所述嵌入图案是否覆盖了所述二维条码控制符号单元区域，若是，嵌入失败。

优选的，还包括二值化单元708，用于当所述待嵌入图案是彩色图案时，把所述对比图案进行二值化处理。

优选的，还包括二维条码编码单元709，用于将输入数据进行编码产生二维条码。

参照图8，是本发明的装置实施例2框图，包括：

接口单元801，用于接收待嵌入图案和二维条码，输出带有图案的二维条码；

嵌入单元802，用于将所述嵌入图案根据预先指定的嵌入位置嵌入到所述二维条码中；

图案参数调整单元803，用于调整所述待嵌入图案中与所述二维条码中深色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为深色，调整所述待嵌入图案中与所述二维条码中浅色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为浅色；其中，所述图案参数为亮度、对比度、色彩饱和度中的任一参数或者任意组合。

例如，降低所述待嵌入图案中与所述二维条码中深色模块对应位置的图案亮度，降低后该模块的颜色为深色，增加所述待嵌入图案中与所述二维条码中浅色模块对应位置的图案亮度，增加后该模块的颜色为浅色。

图案参数调整单元803根据二维条码的颜色阀值，根据二维条码图案上深色浅色模块的位置对指定彩色图案上相应位置的区域进行图案参数的调整，使图案和二维条码叠加后，不会改变该二维条码深色浅色模块的分布，使机器识读时，能够正常读取信息。

优选的，还包括二维条码编码单元804，用于将输入数据进行编码产生二维条码。

以上对本发明所提供的一种在二维条码中嵌入图案的方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (16)

1、一种在二维条码中嵌入图案的方法，其特征在于，包括下列步骤：

预置二维条码、待嵌入图案、以及嵌入位置；

确定对比图案，所述对比图案与所述二维条码的分辨率相同；

根据所述嵌入位置，比较所述对比图案与所述二维条码中相对应模块的颜色，统计发生颜色差错的模块数量；

如果所述模块数量未超过预置的纠错阈值，则；

确定嵌入图案，并将所述嵌入图案根据预先指定的嵌入位置嵌入到所述二维条码中。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率一致时，所述对比图案为所述待嵌入图案。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率不一致时，所述对比图案为将所述待嵌入图案按照所述二维条码的分辨率进行栅格化处理后的图案。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述嵌入图案为：

所述待嵌入图案；

或者，对所述待嵌入图案通过栅格化处理调整分辨率后的图案。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，

根据预先指定的嵌入位置，判断所述嵌入图案是否覆盖所述二维条码控制符号单元区域，若否，则继续嵌入流程。

6、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括，

如果所述待嵌入图案是非二值图像，将所述对比图案的各个模块颜色进行二值化处理。

7、一种在二维条码中嵌入图案的装置，其特征在于，包括：

接口单元，用于接收二维条码、待嵌入图案、以及嵌入位置，输出已嵌入图案的二维条码；

分析单元，用于确定对比图案，以及对比所述对比图案和所述二维条码的对应模块的颜色，统计发生颜色差错的模块数量；

纠错判断单元，用于判断所述发生颜色差错的模块数量是否超过预置的纠错阈值，若否，发送嵌入指令给嵌入单元；所述纠错阈值小于或者等于二维条码的纠错容量；

嵌入单元，用于接收嵌入指令，并根据所述嵌入指令，确定嵌入图案，将所述嵌入图案根据预先指定的嵌入位置嵌入到所述二维条码中。

8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括，

栅格化处理单元，用于将所述待嵌入图案按照预先设置的分辨率或者所述二维条码的分辨率进行栅格化处理。

9、根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，还包括，

分辨率判断单元，用于判断所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率是否一致；

所述确定对比图案的过程是：由分辨率判断单元判断所述待嵌入图案的分辨率和所述二维条码的分辨率是否一致，若一致，将所述待嵌入图案作为对比图案，若否，由栅格化处理单元将所述待嵌入图案按照所述二维条码的分辨率进行栅格化处理后的图案作为对比图案。

10、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述嵌入图案为：

所述待嵌入图案；

或者，对所述待嵌入图案通过栅格化处理调整分辨率后的图案。

11、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括，

覆盖判断单元，用于根据预先指定的嵌入位置，判断所述嵌入图案是否覆盖所述二维条码控制符号单元区域，若否，则继续嵌入流程。

12、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括，

二值化单元，用于当所述待嵌入图案是彩色图案时，将所述对比图案的各个模块颜色进行二值化处理。

13、根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括，

二维条码编码单元，用于将输入数据进行编码产生二维条码。

14、一种在二维条码中嵌入图案的方法，其特征在于，包括下列步骤：

预置待嵌入图案、二维条码、以及嵌入位置；

根据嵌入位置将所述待嵌入图案嵌入到所述二维条码中；

调整所述待嵌入图案中与所述二维条码中深色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为深色；调整所述待嵌入图案中与所述二维条码中浅色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为浅色；其中，所述图案参数为亮度、对比度、色彩饱和度中的任一参数或者任意组合。

15、一种在二维条码中嵌入图案的装置，其特征在于，包括：

接口单元，用于接收待嵌入图案、二维条码、以及嵌入位置，输出带有图案的二维条码；

嵌入单元，用于将所述待嵌入图案嵌入到所述二维条码中；

图案参数调整单元，用于调整所述待嵌入图案中与所述二维条码中深色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为深色；调整所述待嵌入图案中与所述二维条码中浅色模块对应位置的图案参数，调整后该模块的颜色为浅色；其中，所述图案参数为亮度、对比度、色彩饱和度中的任一参数或者任意组合。

16、根据权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括，

二维条码编码单元，用于将输入数据进行编码产生二维条码。

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