本發明涉及計算機信息編碼，具體涉及一種彩色二維碼的生成方法、裝置及彩色二維碼的激光加工方法。

背景技術：

1、在醫療器械的標簽和包裝上包含可追溯的唯一設備標識符(udi)受到越來越多的推廣，通過在器械表面標記帶有udi信息的二維碼，可實現醫療器械的可追蹤管理。隨著醫療器械的小型化趨勢，需要在更小的尺寸上包含更多的信息，但黑白二維碼的信息密度低，不足以滿足要求；因此具有更高信息密度的彩色二維碼的研究逐步增加，但彩色二維碼的研究大多用于印刷條碼領域，尚未用于金屬產品上。為了解決以上問題，需要開發一種信息密度高的彩色二維碼以及能將彩色二維碼標記在金屬產品上的加工方法。

技術實現思路

1、為提高彩色二維碼的信息密度，以及為將彩色二維碼標記在金屬產品上，本發明提供如下技術方案：

2、一種彩色二維碼生成方法，包括以下步驟：

3、s1、將原始信息劃分為字節長度相近的三段分體信息；

4、s2、將三段所述分體信息三個只有黑色碼元和白色碼元的黑白二維碼；所述黑白二維碼的版本一致且圖像大小相同；

5、s3、采用色彩替換規則對所述黑白二維碼中的黑色碼元和白色碼元進行色彩替換，以獲得雙彩二維碼；所述色彩替換規則為篩選出三個不同的有彩色作為基礎色，獲得與所述基礎色一一對應的第一彩色碼元、第二彩色碼元和第三彩色碼元，將所述黑白維碼中的白色碼元替換為黑色碼元，將所述三個黑白二維碼中的黑色碼元依次替換為第一、第二、第三彩色碼元；

6、s4、rgb矢量合成法，將三個所述雙彩二維碼中相同位置碼元所對應的碼元顏色進行矢量疊加，得到具有8種顏色的彩色二維碼。

7、優選地，三個所述基礎色的rgb值分別為(255,0,0)、(0,255,0)以及(0,0,255)。

8、優選地，所述矢量疊加包括以下步驟：建一個與黑白二維碼版本一致、圖像大小相同，且碼元顏色均為rgb(0,0,0)的基礎圖像；然后依次遍歷三個雙彩二維碼，將雙彩二維碼中相同位置碼元的碼元顏色的疊加到新建的基礎圖像上，進而得到共包含8種顏色的彩色二維碼。

9、一種彩色二維碼生成裝置，其特征在于，所述生成裝置用于執行上述任一彩色二維碼生成方法，其包括信息劃分模塊、黑白二維碼編碼模塊、顏色替換模塊和矢量合成模塊；所述信息劃分模塊用于將所述原始信息劃分為分體信息；所述黑白二維碼編碼模塊用于將所述分體信息生成所述黑白二維碼；所述顏色替換模塊用于使所述黑白二維碼變為所述雙彩二維碼；所述矢量合成模塊用于對所述雙彩二維碼進行矢量疊加并輸出所述彩色二維碼。

10、一種彩色二維碼的激光加工方法，所述彩色二維碼包含n種碼元顏色，其特征在于，包括以下步驟：

11、s1、通過試驗獲得激光加工參數與彩色二維碼中n種碼元顏色的映射表；

12、s2、對所述彩色二維碼進行圖像處理獲得二維碼處理圖像，遍歷所述二維碼處理圖像中的像素點，獲得m個二維碼色塊，且m≧n；對所述二維碼色塊進行輪廓線提取，獲得m個輪廓線的輪廓線坐標值；以及設置n種不同的填充圖形對應n種碼元顏色，根據所述二維碼色塊所對應的碼元顏色，采用對應的所述填充圖形，對所述輪廓線所包圍的區域進行圖形填充，獲得m組填充圖形坐標值；

13、s3、將所述輪廓線坐標值和填充圖形坐標值導入激光加工設備中，并將具有相同碼元顏色的二維碼色塊所對應的輪廓線坐標值和填充線坐標值分配至同一加工圖層，從而得到n個加工圖層；

14、s4、根據所述映射表設置彩色二維碼中第i個待加工顏色的加工參數，i＝1,2,......，n；

15、s5、放置并固定待加工材料，選擇第i個待加工顏色所對應的加工圖層，按照第i個待加工顏色的激光加工參數在待加工材料表面進行掃描加工，以完成所述彩色二維碼中所有第i個待加工顏色的加工；

16、s6、判斷i是否等于n，若等于n則完成彩色二維碼的加工；若不等于n則重復步驟s4～s5。

17、優選地，所述所述圖像處理是指根據24位真彩編碼規則將彩色二維碼轉換為真彩色圖像即二維碼處理圖像。

18、優選地，所述圖形填充是指對所述輪廓線內所包圍的區域進行填充；所述填充圖形為間距相等的平行線組；通過調節所述平行線組的線間距、偏轉角度和偏置距離以獲得不同的填充圖形。

19、優選地，步驟s2中還包括對所述輪廓線坐標值進行偏置運算以獲得偏置輪廓線坐標值，以及對所述填充線坐標值進行布爾裁剪運算以獲得裁剪填充圖形坐標值；并在步驟s3中將所述偏置輪廓線坐標值和裁剪填充圖形坐標值導入激光加工設備。

20、優選地，所述激光加工參數包括掃描速度、激光功率和離焦量。

21、優選地，所述映射表的獲取包括以下步驟：

22、s11、調整激光加工設備離焦量，并設置初始離焦量為0；

23、s12、選擇未加工過的待加工材料，并對待加工材料的表面進行預處理后，將其固定放置在激光加工設備中；

24、s13、使用激光打標軟件繪制多個方形框，并在所述方形框內以一定間距的平行直線進行圖形填充，然后刪除方形框，從而獲得多個平行線組區域；

25、s14、設置激光加工的初始掃描速度和初始激光功率，并逐步增加掃描速度和激光功率，依次對多個直線組區域進行加工，獲得試驗加工參數與試驗色塊的試驗對應表；

26、s15、從所述試驗色塊中找出與彩色二維碼顏色相近的試驗色塊，并根據試驗對應表記錄選中試驗色塊相應的試驗加工參數和離焦量，形成選中對應表；

27、s16、判斷彩色二維碼中的所有顏色是否全部找齊，若找齊，則所有所述選中對應表的集合為待加工顏色與激光加工參數的映射表；若未找齊，則以1mm的間距調整激光離焦量，并重復步驟s11～s15。

28、與現有技術相比，本發明具備以下有益效果：

29、(1)本發明將黑白二維碼進行顏色替換和矢量疊加，得到彩色二維碼，使得相同大小的彩色二維碼包含了3個黑白二維碼的信息，提高了二維碼的信息容量；

30、(2)本發明所獲得的彩色二維碼不改變原有碼制的編碼規則即可適用于不同碼制的二維碼；且在對彩色二維碼提取信息時，只需增加將彩色二維碼拆分為黑白二維碼的前處理程序和數據拼接的后處理程序，便可使用原有二維碼相同的識別方法，易于推廣；

31、(3)本發明采用激光將彩色二維碼加工在產品上，其加工的精度高，加工材料多，且激光加工的彩色二維碼顏色保持時間長、不易損壞；

32、(4)本發明通過提取彩色二維碼中各二維碼色塊的輪廓線的輪廓坐標值，以及填充輪廓線內填充圖形的填充坐標值，對激光加工范圍進行限制，從而使得加工在商品上的二維碼色塊大小和位置與彩色二維碼中相同色塊的大小和位置完全一致。

技術特征：

1.一種彩色二維碼的生成方法，包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的彩色二維碼生成方法，其特征在于，三個所述基礎色的rgb值分別為(255,0,0)、(0,255,0)以及(0,0,255)。

3.如權利要求2所述的彩色二維碼生成方法，其特征在于，所述矢量疊加包括以下步驟：建一個與黑白二維碼版本一致、圖像大小相同，且碼元顏色均為rgb(0,0,0)的基礎圖像；然后依次遍歷三個所述雙彩二維碼，將所述雙彩二維碼中相同位置碼元的碼元顏色的疊加到所述基礎圖像上，進而得到共包含8種顏色的彩色二維碼。

4.一種彩色二維碼生成裝置，其特征在于，所述生成裝置用于執行權利要求1～3中任一項所述彩色二維碼生成方法，其包括信息劃分模塊、黑白二維碼編碼模塊、顏色替換模塊和矢量合成模塊；所述信息劃分模塊用于將所述原始信息劃分為所述分體信息；所述黑白二維碼編碼模塊用于將所述分體信息生成所述黑白二維碼；所述顏色替換模塊用于使所述黑白二維碼變為所述雙彩二維碼；所述矢量合成模塊用于對所述雙彩二維碼進行矢量疊加并輸出所述彩色二維碼。

5.一種彩色二維碼的激光加工方法，所述彩色二維碼包含n種碼元顏色，其特征在于，包括以下步驟：

6.如權利要求5所述的激光加工方法，其特征在于，所述圖像處理是指根據24位真彩編碼規則將所述彩色二維碼轉換為所述二維碼處理圖像。

7.如權利要求5所述的激光加工方法，其特征在于，所述填充圖形為間距相等的平行線組；通過調節所述平行線組的線間距、偏轉角度和偏置距離以獲得不同的填充圖形。

8.如權利要求7所述的激光加工方法，其特征在于，步驟s2中還包括對所述輪廓線坐標值進行偏置運算以獲得偏置輪廓線坐標值，以及對所述填充線坐標值進行布爾裁剪運算以獲得裁剪填充圖形坐標值；并在步驟s3中將所述偏置輪廓線坐標值和裁剪填充圖形坐標值導入激光加工設備。

9.如權利要求5所述的激光加工方法，其特征在于，所述激光加工參數包括掃描速度、激光功率和離焦量。

10.如權利要求5所述的激光加工方法，其特征在于，所述映射表的獲取包括以下步驟：

技術總結
本發明公開了一種彩色二維碼的生成方法、裝置及彩色二維碼的激光加工方法，其中彩色二維碼的生成方法包括以下步驟：S1、將原始信息劃分為字節長度相近的三段分體信息；S2、將三段所述分體信息生成三個只有黑色碼元和白色碼元的黑白二維碼；所述黑白二維碼的版本一致且圖像大小相同；S3、采用色彩替換規則對所述黑白二維碼中的黑色碼元和白色碼元進行色彩替換，以獲得雙彩二維碼；S4、采用RGB矢量合成法，將三個所述雙彩二維碼中相同位置碼元所對應的碼元顏色進行矢量疊加，得到具有8種顏色的彩色二維碼。采用該方法生成的彩色二維碼具有信息容量高以及可使用原有識別方法對彩色二維碼進行識別，易于推廣。

技術研發人員：黃禹,榮佑民,吳從義,馮子豪,張田
受保護的技術使用者：華中科技大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28