1.本发明涉及二维码、相应的编码及解码方法、喷码及读码装置，主要应用于畜禽胴体表皮喷码溯源领域。
背景技术：2.目前在屠宰后的畜禽胴体体表上标识印记，主要是采用加盖图章的方法，这种方式不美观，对畜禽胴体体表污染严重，影响产品的流通。所加盖的标记只能是简单重复的信息，不能随每一个个体变换信息内容。这样的标记不能真实的反映出被屠宰畜禽胴、体信息。通过喷码机在畜禽胴体表皮上动态喷印二维码可以解决上面的问题。
3.现有的二维图形码有qrcode（quick response code）、汉信码、pdf417、data matrix等，每种二维码都有自己的优缺点。如果是喷印在白纸或者其他整洁的表面，解码差异并不明显；如果喷印在类似生猪胴体这类潮湿、有污渍且不规则表皮上，解码效果都不理想。在这些二维码中，结合抗畸变、污损、潮湿发散等考虑，效果比较好的是应用最广、生活中常见的qrcode。qrcode现在广泛应用在各个领域，qrcode信息容量大，编码范围广，但是喷印在生猪胴体表面时，解码效率依旧很低，主要原因有：（1）码点多，根据qrcode编码解码标准，其最小版本包含21*21=441个码点，喷印在潮湿、不规则的生猪胴体表面，墨水发散后，会很模糊且发生畸变，导致识别难度加大。
4.（2）qrcode样式全部由深浅色码点组成，从图形外观不能看出二维码用途，只能扫码后查看，现在比较多的做法就是利用其本身容错在qrcode中间位置放置一个企业logo等，由于是覆盖放置，所以logo尺寸不能太大，否则会影响二维码的解码识别。
5.（3）qrcode解码时，识别深浅模块通常使用灰度图然后二值化得到0、1阵列，这种识别方式对喷印的白底黑码很有效，而生猪胴体一般喷印的是可食用级蓝色墨水，胴体肤色为底色，这样识别准确度就不够了。
6.（4）qrcode标准复杂，其内容包括位置探测图形、定位图形、校正图形、格式信息、版本信息、数据和纠错码字等。如果不借助第三方工具想制作一个二维码十分困难。
7.（5）当前喷印的二维码编码区为方格形状，通常深色为1，浅色为0。喷印二维码时，由于许多深色为1的方格区域会粘连在一起，在猪皮表面发散会影响到浅色区域的颜色，导致即使二维码即使具有再高的容错率都不能被识别。
8.此外，现有的使用喷码机喷印溯源二维码，该溯源二维码包含有检疫、养殖户、屠宰场等信息，而且二维码中还含有为保证容错率而加的冗余码，导致二维码更加复杂，具有较多的码点并占据较多的面积，而牲畜胴体表面具有较多的毛孔、纹路甚至油水，极易导致牲畜胴体表面的二维码不易被识别，同时，牲畜胴体表面不平整的部位较多，很难寻找到适合喷印大面积二维码的平整区域。而且，现在的二维码所包含的内容为牲畜胴体的溯源信息，信息固定，后期无法添加修改。
9.综上所述，需要一款可以喷印在畜禽胴体，尤其是生猪胴体表面的追溯二维图形码，该图形码需要具备码点少、防扩散、编码简单、可自定义文字或图片且识别率高、易于信
息扩展等优点。
技术实现要素：10.本发明的目的是提供一种自定义的二维图形码，能够对一组数字进行编码并解码，并喷印在畜禽胴体表皮，尤其是猪胴体表皮，来做猪肉屠宰溯源，并且图形码中可以自定义展示文字或者图片信息。
11.为了实现本发明，本发明提供一种用于畜禽胴体表皮喷码的二维码，所述二维码的矩阵图形由33
×
33模块组成，所述二维码的内容由3个7
×
7模块组成的位置探测图形、数据编码区和自定义区域组成，所述位置探测图形符合qrcode标准的版本4，所述数据编码区单个码点占据2
×
2模块。
12.更进一步，所述数据编码区包括掩模图形的编号区域m1和m2，所述掩模图形为所述qrcode标准规定的八种掩模图形，掩模图形由2
×
2模块组成。
13.更进一步，所述数据编码区为24
×
24模块组成的方形区域，还包括编码区域，所述编码区域包括数据码字区域d1-d8和纠错码字区域e1-e8，所述掩模图形用于对所述编码区域进行掩模计算。
14.更进一步，所述自定义区域为文字、图形或图片。
15.更进一步，所述数据编码区中填充的码点为圆形。
16.更进一步，所述位置探测图形的宽度比例范围为[0.25，1.0]：[1.0，2.5]：[1.5，3.0]：[1.0，2.5]：[0.25，1.0]。
[0017]
更进一步，所述码点最大尺寸e的范围为0.5a≤e≤2a，其中a为单个模块的尺寸。
[0018]
更进一步，所述码点最大尺寸e的范围为0.75a≤e≤1.5a，其中a为单个模块的尺寸。
[0019]
本发明还提供一种用于畜禽胴体表皮喷码的符合qrcode标准的二维码，所述二维码的位置探测图形为圆形，所述二维码的码点为圆形。
[0020]
更进一步，所述位置探测图形的宽度比例范围为[0.25，1.0)：(1.0，2.5]：[1.5，3.0)：(1.0，2.5]：[0.25，1.0), 所述码点最大尺寸f的范围为0.25a≤f≤a，其中a为单个模块的尺寸。
[0021]
更进一步，所述位置探测图形的宽度比例范围为[0.25，0.75]：[1.25，2.5]：[1.5，2.75]：[1.25，2.5]：[0.25，0.75], 所述码点最大尺寸f的范围为0.5a≤f≤0.75a，其中a为单个模块的尺寸。
[0022]
本发明还提供一种用于所述二维码的生成方法，所述方法包括，步骤一，生成由33
×
33模块的组成的模块阵列，设定位置探测图形及数据编码区的对应的模块，设置所述位置探测图形和所述数据编码区的码点的填充图形属性参数，所述参数包括填充图形的类别及大小；步骤二，生成位置探测图形；步骤三，将编码好的数据码字及纠错码字填充到数据编码区；步骤四，附加掩模，对所述数据编码区的数据码字及纠错码字进行掩模，在掩模图形的编号区域m1和m2记录所选掩模的编号；步骤五，根据所述填充图形属性参数生成所述掩模后的数据码字及纠错码字的图
像；步骤六，自定义区域填充。
[0023]
本发明还提供一种用于所述二维码的解码方法，所述方法包括，步骤一，识别深浅模块；步骤二，寻找位置探测图形，确定数据编码区；步骤三，对所述数据编码区进行掩模消除操作；步骤四，恢复数据码字和纠错码字，利用所述纠错码字对所述数据码字进行纠错；步骤五，对所述数据码字进行译码，恢复出编码数据。
[0024]
本发明还提供一种喷吗装置，所述喷码装置用于喷印所述二维码。
[0025]
本发明还提供一种读码装置，所述读码装置用于读取所述喷码装置喷印的二维码。
[0026]
采用本发明的二维码及相应的读解码方法及装置后，能够在猪牛羊及鸡鸭鹅等畜禽胴体表皮动态喷印二维码，起到防伪溯源的作用，保障食品安全。主要好处包括：（1）码点少，qrcode最小版本包含21*21=441个码点，本发明的图形码除了位置探测图形外的数据编码区尺寸只有12*12=144个码点，甚至更小，且数据区每个码点是正常码点大小的4倍，识别更容易，解码效率提升。
[0027]
（2）码点之间间隔大，不易成片扩散，喷印后更清晰更利于解码；（3）本发明的二维码码可以直接展示文字描述或者图片，直观告诉用户该图形码的意图，或者展示为追溯码字符串，解码时可以使用ocr技术识别。
[0028]
（4）本发明的图形码相比qrcode标准的格式简单很多，需要解码识别的区域只包括位置探测图形和数据编码区两部分。
[0029]
本发明还提供一种用于畜禽胴体表皮喷码的图形码，所述图形码包括二维码a和二维码b，所述二维码a和二维码b为不同规格的二维码，所述规格包括二维码的标准、尺寸、以及图案中的一种或多种，所述二维码a和二维码b的解码内容均至少包含所述畜禽胴体的溯源码。
[0030]
更进一步，所述二维码a为大码，所述二维码b为小码。
[0031]
更进一步，所述二维码a为标准码，所述二维码b为私有码；所述私有码的矩阵图形由33
×
33模块组成，所述私有码的数据编码区单个码点占据2
×
2模块。
[0032]
更进一步，所述图形码还包括所述溯源码的文字图像，所述文字图像与所述二维码a或所述二维码b成对出现。
[0033]
更进一步，所述数据编码区中填充的码点为圆形。
[0034]
本发明还提供一种用于所述图形码的生成方法，其特征在于，所述方法包括，步骤一，设定所述二维码a和二维码b的规格；步骤二，获取所述畜禽胴体的溯源码；步骤三，根据所述规格及所述溯源码同时生成所述二维码a和所述二维码b；步骤四，利用喷墨方式同时将所述二维码a和所述二维码b喷印在所述畜禽胴体表皮。
[0035]
更进一步，所述方法还包括，所述步骤一还包括，设定所述二维码a和二维码b的固定内容；
所述步骤三还包括，根据所述规格、所述溯源码及所述固定内容，同时生成所述二维码a和所述二维码b。
[0036]
更进一步，所述方法还包括，所述步骤三还包括，根据所述溯源码生成所述溯源码的文字图像；所述步骤五还包括，利用喷墨方式同时将所述二维码a、所述二维码b以及所述溯源码的文字图像喷印在所述畜禽胴体表皮。
[0037]
更进一步，所述步骤五还包括，获取所述畜禽胴体表皮喷码区域的状态，动态喷印所述二维码a或所述二维码b在所述畜禽胴体表皮。
[0038]
本发明还提供一种畜禽胴体表皮喷码装置，所述喷码装置包括上述图形码的生成方法。
[0039]
采用本发明的图形码及相应的生成方法及喷码装置后，能够在猪牛羊及鸡鸭鹅等畜禽胴体表皮上更好的喷印二维码及溯源码，能够更好的保证二维码的识读以及不同群体对识读的要求，包括消费者和监管部门等，保障食品安全溯源及监管。
附图说明
[0040]
图1是本发明实施例一中溯源系统的结构框图；图2是本发明实施例一中图像生成模块的结构框图；图3是本发明实施例一中图像喷印模块的结构框图；图4是本发明实施例一中打标系统打标的动作流程图；图5是本发明实施例一中解码系统的结构框图；图6是本发明实施例一中解码系统解码的动作流程图；图7是本发明实施例二中图像生成模块的结构框图；图8是本发明实施例二中打标系统打标的动作流程图；图9是本发明实施例二中含有相同内容的二维码与一组结构链接二维码的对比图；图10是本发明实施例二中解码系统的结构框图；图11是本发明实施例三中解码系统的结构框图；图12是本发明实施例三中解码系统解码的动作流程图；图13为本发明的图形码样式；图14a、图14b和图14c为本发明的图形码的三种样式；图15为本发明的数据编码区的数据分布图；图16为本发明的图形码的编码流程图；图17为本发明的图形码的解码流程图；图18为几种常见的码眼形状示例图；图19为码眼的尺寸图；图20为常见的码点样式示例图；图21为码点尺寸图；图22 为私有码大码小码组合形式；图23为标准码大码小码组合形式；
图24为私有码和标准码的组合形式；图25为二维码组合图形生成方法流程图。
具体实施方式
[0041]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。
[0043]
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0044]
实施例一图1是本发明实施例一中溯源系统的结构框图。
[0045]
如图1所示，本实施例中用于牲畜胴体的溯源系统100包括打标系统以及解码系统30，打标系统包括图像生成模块10以及图像喷印模块20。
[0046]
图2是本发明实施例一中图像生成模块的结构框图；图4是本发明实施例一中打标系统打标的动作流程图。
[0047]
如图2和图4所示，图像生成模块10包括溯源信息存储部11、图像生成显示部12、数据分段部13、url生成部14以及编码部15。溯源信息存储部11存储有溯源信息输入画面，图像生成显示部12显示溯源信息输入画面，让操作人员对每头牲畜的溯源信息进行输入、增加和修改。url生成部14生成与该头牲畜的溯源信息对应的url。溯源信息存储部11对该头猪的溯源信息以及url进行对应存储。url构成溯源信息数据。
[0048]
数据分段部13根据数据量大小将溯源信息数据平均分成n个数据段，所述n为正整数，进一步地，2≤n≤16，更进一步地，n为2、3或4。
[0049]
编码部15用于将n个数据段通过结构链接的方式生成对应的n个结构链接二维码形成一组结构链接二维码组。每个结构链接二维码的位置探测图形由圆环状图形以及位于该圆环状图形内的实心圆图形构成。
[0050]
图3是本发明实施例一中图像喷印模块的结构框图。
[0051]
如图3所示，图像喷印模块20将n个结构链接二维码喷印在待喷印物体表面，包括喷印控制部21以及喷印部22。喷印控制部21用于被触发而控制喷印部22喷印或停止打印。
[0052]
其中，喷码部可以是自动在牲畜胴体表皮上移动，也可以是人手手动握持喷印部22压在牲畜胴体表皮上移动。
[0053]
根据本发明的一些实施例，喷码部包括喷印单元以及与喷印单元固定连接的手持单元，喷印单元具有喷印口。喷印控制部21包括喷印控制单元以及设置在手持单元上的触发开关单元。在喷印前，触发开关单元被触发（比如按压等）生成触发信号，喷印控制单元收到该触发信号后获取与当前牲畜胴体对应的结构链接二维码组，再控制喷印部22喷印该结构链接二维码组，在喷印过程中，触发开关单元被触发（比如按压等）生成触发信号，喷印控
制单元收到该触发信号后控制喷印部22停止或暂停喷印。
[0054]
具体地，触发开关单元包括开始触发开关、停止触发开关以及暂停触发开关。开始触发开关被触发（比如按压等）生成开始触发信号，喷印控制单元收到该开始触发信号后控制喷印部22喷印。
[0055]
停止触发开关被触发（比如按压等）生成停止触发信号，喷印控制单元收到该停止触发信号后控制喷印部22停止对当前的结构链接二维码组的喷印。
[0056]
暂停触发开关被触发（比如按压等）生成暂停触发信号，喷印控制单元收到该暂停触发信号后控制喷印部22暂停对当前的结构链接二维码组的喷印。
[0057]
当然在其他实施例中，也可以根据实际需要，触发开关单元由一个触发开关构成，在喷印过程中，通过该触发开关的被按时间的不同等来生成暂停喷印触发信号和停止喷印触发信号。
[0058]
根据本发明的一个实施例，图像喷印模块20还包括喷印提示部23，在完成一个结构链接二维码的喷印时，喷印控制单元控制喷印提示部23发出提示信号。该提示信号为声音信号。
[0059]
具体喷码过程为：在喷码前，操作人员在牲畜胴体上寻找相对平坦的部位，作为待喷印区域，再将喷码部压在该待喷印区域，并按压触发开关单元，触发开关单元被触发（比如按压等）生成触发信号，随着喷印部22在牲畜胴体表皮上的移动，喷印控制单元接收到该触发信号后控制喷印部22随着其在牲畜胴体表皮上的移动进行喷印动作，如果该待喷印区域较大可以连续喷印多个二维码，则喷印部22继续喷印下面的结构链接二维码，当目测即将喷印的位置不再适合喷印时，在提示信号响起时，按压触碰开关，喷印控制单元收到该触发信号后控制喷码部停止喷印动作不再喷印下一个二维码，然后操作人员继续探测该牲畜胴体上下一个适合喷印的部位，作为当前的待喷印区域，再将喷码部压在该待喷印区域，并按压触发开关单元，进行喷印。
[0060]
在触发开关单元被按压时，喷印部22继续喷印当前未喷印的结构连接二维码。
[0061]
因此，本发明中的多个结构链接二维码依据牲畜胴体上适合喷印的部位，可能彼此相邻，也可能不相邻。
[0062]
图5是本发明实施例一中解码系统的结构框图；图6是本发明实施例一中解码系统解码的动作流程图。
[0063]
如图5和图6所示，解码系统30包括二维码扫描部31、二维码暂存部32、解码判断部33、二维码解析部34、通信部35、扫码控制部36以及解码显示部37。
[0064]
二维码扫描部31对位于牲畜胴体表皮上的结构链接二维码进行扫描。
[0065]
二维码暂存部32对二维码扫描部31扫描得到的结构链接二维码进行存储。
[0066]
解码判断部33根据结构链接二维码包含的符合序列信息、奇偶校验数据以及符号数量信息判断暂存部中是否包含一组完整的结构链接模式的二维码，当判断为否时，解码显示部37继续显示扫描页面，二维码扫描部31继续保持扫描状态；当判断为是时，判定当前二维码暂存部32存储的结构链接二维码为完整的一组结构链接二维码，且二维码解析部34对该一组结构链接二维码进行解析得到url地址，通信部35根据url地址自图像生成模块10获取溯源信息，解码显示部37显示溯源信息。
[0067]
在二维码扫描部31保持扫描状态时，当扫码控制部36被触发后，二维码扫描部31
暂停扫描，在二维码扫描部31保持暂停状态时，当扫码码控制部被触发后，二维码扫描部31继续保持扫描状态。
[0068]
扫码控制部36可以是通过物理按键被触发，也可以是：扫描页面上具有扫描暂停键和扫描键，通过点击解码显示部37所显示的扫描页面上的扫描暂停键和扫描键触发。
[0069]
在本发明的一个实施例中，用于牲畜胴体表面的溯源系统100包括溯源服务器、与溯源服务器通信连接的喷码机以及与溯源服务器通信连接的解码终端，解码终端为一种二维码扫描设备，可以是带摄像头的手机、平板等。
[0070]
其中，溯源服务器包括溯源信息存储部11、图像生成部以及图像生成显示部12，喷码机包括数据分段部13、编码部15以及图像喷印模块20，喷码机通过通信网络从溯源服务器获取与当前待喷印图像的牲畜胴体对应的溯源信息；也可以是溯源服务器包括溯源信息存储部11、图像生成部、图像生成显示部12、数据分段部13以及编码部15，喷码机包括图像喷印模块20，喷码机通过通信网络从溯源服务器获取结构链接二维码的数据信息。
[0071]
解码终端上具有解码系统30。
[0072]
实施例二本实施例二中，与实施例一相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。
[0073]
图7是本发明实施例二中图像生成模块的结构框图；图8是本发明实施例二中打标系统打标的动作流程图。
[0074]
如图7和图8所示，实施例一不同的是，本实施例二中，图像生成模块210包括溯源信息存储部211、图像生成显示部212、数据分段部213以及编码部214。
[0075]
溯源信息存储部211存储有溯源信息输入画面，图像生成显示部212显示溯源信息输入画面，让操作人员对每头牲畜的溯源信息进行输入。溯源信息存储部211对该输入的溯源信息进行存储。溯源信息即构成溯源信息数据。
[0076]
数据分段部213将溯源信息根据溯源信息数据的具体内容分类成n个数据段。
[0077]
图9是本发明实施例二中含有相同内容的二维码与一组结构链接二维码的对比图。
[0078]
如图9所示，比如喷印在猪皮表面的用于食品安全的溯源信息，通常包含源、证、检、企四个部分： 1）源，生猪来源养殖场的信息；（2）证，生猪进入屠宰场的证件，包括动物检验检疫合格证等；（3）检，宰前检查记录表、宰后检疫记录表、瘦肉精检测等；（4）企，生猪屠宰点资质等信息；因此将该溯源信息数据分成含源、证、检、企四个数据段。
[0079]
编码部214将n个数据段通过结构链接的方式生成对应的n个结构链接二维码。每个结构链接二维码的位置探测图形由圆环状图形以及位于该圆环状图形内的实心圆图形构成，在本实施例中，n为4，如图9所示。
[0080]
图10是本发明实施例二中解码系统的结构框图。
[0081]
如图10所示，解码系统230包括二维码扫描部231、二维码解析部233以及解码显示部232。
[0082]
二维码扫描部231对位于牲畜胴体表皮上的结构链接二维码进行扫描，二维码解析部233对当前扫描到的结构链接二维码进行解析得到对应的部分溯源信息，解码显示部232显示该部分溯源信息、以及返回扫描键和结束键，返回扫描键用于让用户继续扫描，结
束键用于让用户停止扫描。
[0083]
实施例三本实施例三中，与实施例一、二相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。
[0084]
图11是本发明实施例三中解码系统的结构框图；以及图12是本发明实施例三中解码系统解码的动作流程图。
[0085]
如图11和图12所示，与实施例一、二不同的是，本实施例三中，解码系统330包括二维码扫描部331、画面存储部334、二维码暂存部332、解码判断部333、二维码解析部335、通信部336、扫码控制部337以及解码显示部338。
[0086]
画面存储部334存储有解析选择画面，解码显示部338显示该解析选择画面让用户选择是单码扫描查看对应内容还是扫描所有二维码后查看所有的溯源信息内容。
[0087]
当用户选择单码扫描查看对应内容时，二维码扫描部331对位于牲畜胴体表皮上的结构链接二维码进行扫描，二维码解析部335对当前扫描到的结构链接二维码进行解析得到对应的部分溯源信息，解码显示部338显示该部分溯源信息、以及返回扫描键和结束键，返回扫描键用于让用户继续扫描，结束键用于让用户停止扫描。
[0088]
当用户选择扫描所有二维码、查看所有的溯源信息内容后，二维码暂存部332对二维码扫描部331扫描得到的结构链接二维码进行存储，解码判断部333根据结构链接二维码包含的符合序列信息、奇偶校验数据以及符号数量信息，判断二维码暂存部332中是否包含一组完整的结构链接模式的二维码，当判断为否时，解码显示部338继续显示扫描页面，二维码扫描部331继续保持扫描状态；当判断为是时，判定当前二维码暂存部332存储的结构链接二维码为一组结构链接二维码，且二维码解析部335对该一组结构链接二维码进行解析得到全部的溯源信息数据。此时，当溯源信息数据为溯源信息时，解码显示部338显示该溯源信息；当溯源信息数据为溯源信息时为url时，通信部336根据url地址自图像生成模块获取溯源信息，解码显示部338显示溯源信息。
[0089]
扫码控制部337的功能与实施例一相同，在此不再赘述。
[0090]
实施例四前面提到的二维码都是完全遵循qrcode（quick response code）标准，此外还有汉信码、pdf417、data matrix、等等，称为“标准码”，但标准码比较复杂，需要简化定制，减少码字，这样才更加适应畜禽胴体表皮的二维码喷码，经过简化定制的码称为“私有码”。下面描述“私有码”的编解码规则及二维码图案生成规则。
[0091]
图13为本发明的图形码样式。从图中可以看出，本图形码主要有六部分组成，位置探测图形101、102和103用来精确定位图形码，自定义区域一104和自定义区域二105可以让用户自定义的展示文字或者图片等元素，剩余占大部分区域的是数据编码区106。为了复用算法，节省资源，本发明二维码编码参考成熟的qrcode标准，选取qrcode版本4（33
×
33）作为参考，由33
×
33模块组成，其中，位置探测图形符合qrcode版本4（33
×
33），由3个7
×
7位置探测图形组成；自定义区域一104为17
×
7的矩形区域，自定义区域二105为7
×
17的矩形区域，自定义区域一104和自定义区域二105用于放置自定义的文字或图片。数据编码区106为24
×
24的方形区域，用于表示经过编码处理的溯源码。
[0092]
三个外观相同的位置探测图形101、102和103，分别位于符号的左上角、左下角和
右上角，可以唯一确定图形码的位置和方向，每个位置探测图形可以看作是由3个重叠的同心正方形组成，它们分别为7
×
7个深色模块、5
×
5个浅色模块和3
×
3个深色模块。标准的位置探测图形的模块宽度比为1：1：3：1：1，图形码中其他地方遇到类似图形的可能性极小，所以能快速识别可能的图形码位置，这三个位置探测图形可以唯一的确定图形码的位置和方向，从而实现对数据编码区的准确解码。
[0093]
自定义区域一104和自定义区域二105用来展示该图形码的文字描述或者图片描述等，用户在决定扫码前可以对该图形码的用图有直观的了解。自定义区域也可以设计更美观的文字或者logo，有利于企业的宣传。
[0094]
另外，自定义区域104和105也可以放置追溯码字符串文本，利用ocr（optical character recognition，光学字符识别）技术实现对追溯码的读取，以弥补由于生猪胴体表面潮湿或不平整导致的图形码解码失败现象。
[0095]
数据编码区106包括编码区域和掩模图形编号区域，其中，编码区域包括数据码字区域和纠错码字区域，是用符号字符对数据码字和纠错码字进行编码的区域。从图13可以看出该区域的每个数据字占用面积为2
×
2模块，占用了4个模块，即是单个模块的4倍，设计更大的色块在拍照后成像更加的清晰，解码的准确率也随之提高，这也是本发明的图形码解码效率优于标准二维码的主要原因。数据编码区106为24
×
24的方形区域。
[0096]
在实际应用中，通常在较大的屠宰场，生猪屠宰完毕后进入冷库，在出库时喷码，即冷冻生猪胴体喷码；而较小的屠宰场选择屠宰完毕后立即喷码，然后进行运输售卖，即热鲜生猪胴体喷码。在大量喷码测试中发现冷冻生猪胴体表面坚硬，水分少，喷码后解码效果较好，而热鲜生猪胴体表面柔软，水分多，墨水喷印易发散，即蓝色墨水粘连在一起，特别是没有纠错码字的位置探测图形。针对这种情况，可以在喷码前动态调整喷印码点的大小，避免蓝色模块之间相互粘连的情况，比如每个位置探测图形的码点宽度比例由标准的1：1：3：1：1调整为1：1.5：2.5：1.5：1或者其他适当比例，目的是增加深色码点之间的间距，同时也可以将数据编码区106中的码点宽度调小，来防止热鲜生猪胴体的墨水发散。经过现场喷码测试，该方案效果显著。
[0097]
图14a、图14b和图14c为本发明的图形码的三种样式，区别是自定义区域104和105可以布局在除位置探测图形101、102和103之外的其他位置，剩余的位置为数据编码区106。
[0098]
假设数据编码区106中溯源码为19位的十进制数字，下面来确定编码方案。如表1所示，编码一个十进制的19位数字，转换为二进制需要64位（10^19 ≈ 2^64），将产生的位流为每8位一个码字，则数据码字共有8个。根据开源的seed-solomon错误控制编码的纠错算法，纠错算法使得符号可以在遇到损坏时不致丢失数据，可以选择不同的纠错等级，如果选择8个纠错码字则纠错容量为4，纠错等级4 /（8+8）= 25%。8个数据码字和8个纠错码字需要128位，对应最小图案尺寸为12*12。数字长度二进制位数据码字纠错容量纠错码字纠错等级图案尺寸196481210%9*9196482416%10*10196483621%11*11196484825%12*12
[0099]
表1 编码19位数字的纠错等级和图案尺寸
图13中的数据编码区106演示了12*12=144个模块的样式，这是针对最长19位数字编码的图案尺寸，但是不限于144模块的格式，可以根据需要编码的数字长度修改，添加或者减少模块来适应待编码的数字长度需求。
[0100]
纠错等级越高，需要的纠错码字也就越多，图案尺寸也就越大。喷码机在喷印图形码前可以根据当前生猪胴体表面整洁条件选择合适的图案尺寸，当喷印较大图案时，可以选择较高的纠错等级，提升解码率；当喷印较小图案时，可以选择较低的纠错等级，保证码点少，图案更清晰。
[0101]
图15为本发明的数据编码区的数据分布图。数据编码区包括编码区域和掩模区域，编码区域包括数字码字区域和纠错码字区域，根据图15，数字码字区域包括d1-d8，纠错码字区域包括e1-e8，掩模区域包括m1和m2。当确定数据码字、纠错码字以及图案尺寸后，开始把数据填充到数据编码区106。根据数据码字的个数和纠错等级，使用seed-solomon生成纠错码字，摆放在数据码字的后面。如图15所示，从右下角开始从下往上，从右到左s形填充，d1-d8为8个数据码字，e1-e8为8个纠错码字，m1和m2为掩模码字。当然也可以选择其他摆放方式，解码时按照同样的位置解码即可。最后将编码区域进行掩模，掩模仅仅是为了更均匀的摆放深色和浅色模块，以及防止生成位置探测图形的样式。
[0102]
掩模的方式参考qrcode标准，采用八种掩模图形对数据编码区106中的编码区域图案进行掩模，即在图案对应位置进行xor运算。xor操作将编码区域图案依次放在每个掩模图形上，并将对应于掩模图形的深色模块的模块取反（浅色变成深色，或相反），在生成的8个掩模结果中遵循以下四条原则选择最优的一组，并把对应掩模图形编号记录在m1和m2码字中。
[0103]
（1）应尽可能避免位置探测图形出现在数据编码区106；（2）应尽可能避免行/列中相邻的模块的颜色相同超过5个；（3）应尽可能避免出现颜色相同的较大色块；（4）整个符号中深色比率在50%左右最佳。
[0104]
所有数据确定后，整个图形码就填充完毕，可以使用喷码机喷印在产品表面了。
[0105]
图16为本发明的图形码的编码流程图。追溯图形码编码流程图简要说明了对19位数字进行编码，如表1所示，选择25%的纠错等级，数据编码区大小为12*12码点，整个图形码尺寸为33*33模块的编码流程包括：（1）生成二维码的模块阵列，设置模块图形属性参数。生成33*33的模块阵列用来摆放所有元素，整个模块阵列的像素点数可以自定义，一般是33的倍数即可；同时，对模块阵列的元素属性进行定义，如模块是位置探测图形区域还是数据编码区域或掩模区域，模块的填充图形是方形还是圆点，填充图形的尺寸规格，等等。
[0106]
（2）生成三个位置探测图形。分别在左上角、左下角和右上角生成如图13所示的位置探测图形101、102和103，各自占用7*7的模块；在生成位置探测图形时，码点宽度比例可以是标准的1：1：3：1：1，或者为1：1.5：2.5：1.5：1，或者其他适当比例。
[0107]
（3）数据编码。如表1所示，原数据的19位数字转换为二进制并生成8个数据码字，使用reed-solomon为这8个数据码字生成8个纠错码字；（4）填充数据编码区。按照图15在数据编码区106填充所有码字，d1-d8填充数据码字，e1-e8填充纠错码字；
（5）附加掩模。对数据码字和纠错码字进行掩模，在m1和m2中记录所选掩模的编号；（6）自定义区域填充。在自定义区域一104和自定义区域二105填充文字、图片或者用于ocr识别的追溯码字符串；（7）最后，得到如图13所示的追溯码图案。
[0108]
图17为本发明的图形码的解码流程图。从识读一个图形码到输入数据的解码步骤是编码程序的逆过程，包括：（1）识别深浅模块。识别深浅模块，定位并获取符号图像，根据蓝印墨水和生猪胴体肤色的rgb数值范围，确定深色与浅色模块识别为“1”与“0”的阵列；（2）寻找位置探测图形。寻找位置探测图形101、102和103，从而精确定位到数据编码区；（3）数据编码区消除掩模。识读m1和m2记录的掩模图形编号，使用掩模图形参考得出对数据编码区域的位图进行异或处理消除掩模；（4）恢复数据和纠错码字。根据模块排列规则，识读符号字符，恢复信息的数据与纠错码字；（5）用纠错码字进行错误检查。数据使用reed-solomon检测错误，如果发现错误，立即纠错。
[0109]
（6）数据码字译码。根据数据编码规则对数据码字进行译码，恢复出19位的十进制数字。
[0110]
（7）使用ocr技术识别出自定义区域201和201的追溯码字符串（根据需要）。
[0111]
（8）最后，输出解码后的数字串结果。
[0112]
实施例五根据前面的描述，二维码中的模块阵列中每个模块的填充图形一般为方形，但考虑到畜禽胴体表皮的特点，其毛孔密布，含有水分，易于扩散，且水分的分布与毛孔的分布成正相关，墨水的扩散又与水分的分布正相关，因此，在选择填充图形时，选择圆形或圆点作为基础图形可以获得较好的解码效果。
[0113]
对于二维码中码眼和码点图案的选择，主要有：1）码眼，即位置探测图形，由码眼外框、码眼中框及码眼内框叠加而成，其颜色分别为深、浅、深，其形状可以选择标准方形、圆角方形、菱形等形状。图18为几种常见的码眼形状示例图，包括标准方形、圆角方形、内圆外方、外圆内方以及圆形。图19为码眼的尺寸图。除了形状，码眼外框120及码眼内框121的尺寸也可以选择，图中尺寸a为码眼内框121的最大尺寸，尺寸c为码眼外框120的最大尺寸，尺寸b为码眼中框的最大尺寸，按照标准尺寸，a：b：c=3：5：7，这样，码眼中间的深浅图案的宽度比例为1：1：3：1：1。前面提到，位置探测图形的宽度比例可以由标准的1：1：3：1：1调整为1：1.5：2.5：1.5：1，或者0.5：1.5：2.5：1.5：1，或者其他适当比例，从而减少扩散，提高识读率，总的原则是深色部分少一些，浅色部分尽多一些，位置探测图形的宽度比例范围为：[0.25，1.0)：(1.0，2.5]：[1.5，3.0)：(1.0，2.5]：[0.25，1.0)。
[0114]
优选地，位置探测图形的宽度比例范围为：[0.25，0.75]：[1.25，2.5]：[1.5，2.75]：[1.25，2.5]：[0.25，0.75]
码眼中单个码点尺寸为1
×
1模块方格。
[0115]
前面提到，根据猪胴体喷码时，猪肉表面的干湿程度来动态调整位置探测图形的宽度比例范围的大小，或者根据喷印的是热鲜肉或者冷鲜肉来分别设置位置探测图形的宽度比例范围，这样可以提高扫码成功率。
[0116]
2）码点，即数据编码区中单个模块方格内填充的码点，图20为常见的码点样式示例图，图21为码点尺寸图。模块中填充的码点样式可以为方形，圆角方形、圆形等。码点的尺寸可以调整，从方格填满、3/4方格填满、1/2方格填满以及1/4方格填满等尺寸中进行选择，从实际扫码成功率来看，3/4~1/4方格填满区间范围内的解码成功率较高。单个模块方格的尺寸为a，对标准码来说，数据编码区的单个标准码点125的占位空间为1
×
1模块方格，其最大尺寸f的范围为：0.25a≤f≤a；优选地，0.5a≤f≤0.75a。
[0117]
对本发明的私有码来说，数据编码区的单个私有码点124的占位空间为2
×
2模块方格，尺寸d=2a，其最大尺寸e的范围为：0.5a≤e≤2a；优选地，0.75a≤e≤1.5a。
[0118]
此外，码点在方格中的位置也可以设置，居中，偏上、偏下、偏左、偏右等位置可以选择调整，一般来说，居中比较合适。
[0119]
前面提到，根据猪胴体喷码时，猪肉表面的干湿程度来动态调整码点的大小，或者根据喷印的是热鲜肉或者冷鲜肉来分别设置码点的大小，这样可以提高扫码成功率。
[0120]
根据对标准码喷方码和圆码的扫码成功率进行统计，方码的扫码成功率为18.5%，圆码扫码成功率为29.1%。如果采用私有码圆码，扫码成功率可以达到70%以上。
[0121]
实施例六考虑到畜禽胴体表皮并不是很光滑平整，有的部位平坦适合喷码，有的地方起伏褶皱较多，不适合喷码，但在连续作业的过程中，不可控的因素很多，为了提高二维码的识读率，本实施例采用大码和小码混合使用的方式来提高扫码成功率。
[0122]
第一种情况，大码和小码内容完全一样。以大二维码边长为5cm，小的为2.5cm为例，在平坦光滑的部位，两种码识别效果相差不多；但是，在起伏褶皱较多的部位，大码尺寸大，码点大，抗干扰能力大，但容易受到表面变形或者污垢的影响，而且，面积大，被干扰的几率也大。小码尺寸小，只需要一小块平坦光滑就可以了，整体被干扰的几率也小。在实际中，可以采用全大码、全小码以及大码和小码混合使用的方式来提高喷码质量，提高扫码成功率。
[0123]
第二种情况，大码和小码内容不一样。以大二维码边长为5cm，小的为2.5cm为例，如果大码小码的码点尺寸一样大，那么理论上大码数据编码区是小码数据编码区存储的数据的大约4倍，这样，大码可以存储较多的数据，或者，采用较高的纠错等级，从而提高解码成功率。这样，在针对相同溯源码生成溯源二维码的时候，大码和小码的内容可以不一样，从而提供更多的信息或者服务。
[0124]
实施例七前面提到了标准码、私有码、大码、小码等几种形式，再加上溯源码本身，可以有多
种组合形式，从而保证扫码成功率。
[0125]
图22 为私有码大码小码组合形式。溯源码由15位阿拉伯数字组成。溯源码大码130在上面，下面是该溯源码的私有码大码131，在下面是该溯源码私有码小码132以及对应的溯源码小码133。溯源码和溯源二维码成对出现，保证溯源码可以被读取、被识别，而且溯源码和溯源二维码成对出现，对溯源码本身起到加密防伪作用。
[0126]
图23为标准码大码小码组合形式。包括溯源码大码、标准码大码135、溯源码小码、标准码小码136。同样溯源码下，标准码的码点比私有码的码点要密集，数据量要大，私有码码点大、稀疏，容易被识别。由于标准码符合qrcode标准，不需要专用的扫码工具，手机上自带的微信扫码工具都能够读取，方便追踪溯源。而私有码需要定制的扫码软件才能读取，软件形式可以是app，小程序、公众号等形式。
[0127]
图24为私有码和标准码的组合形式。从上到小依次为溯源码大码、标准码大码135、溯源码小码以及私有码小码。标准码和私有码组合可以方便不同人群用不同工具获得畜禽胴体的溯源及检验检疫信息。
[0128]
实施例八二维码组合是为了提高喷码解码成功率、区分不同类型的用户的扫码需求、满足不同的扫码工具、等等，下面详细描述二维码组合图形的生成方法。
[0129]
图25为二维码组合图形生成方法流程图。假设二维码组合图形包括二维码a和二维码b。
[0130]
首先，设定所述二维码a和二维码b的规格，以及二维码a和二维码b中的固定内容。规格包括标准、尺寸以及图案等，固定内容为在当前喷码作业过程中固定不变的内容，如链接网址，二维码a和二维码b可以链接到不同的网址。
[0131]
然后，获取当前待喷印的畜禽胴体的溯源码。
[0132]
接下来，根据前面设定的规则、固定内容以及溯源码等生成二维码a和二维码b，以及溯源码的文字图像，这样，后续喷印时只需要组合这些图像就可以了。
[0133]
最后，利用喷墨方式同时将所述二维码a和所述二维码b喷印在所述畜禽胴体表皮。
[0134]
为了更好的喷印，系统还包括喷印区域检测单元，通过检测畜禽胴体表皮待喷印区域的褶皱情况、污染情况等，来确定二维码的尺寸、分布、组合方式、以及数据编码区的纠错等级等。其中，褶皱情况是指表皮是平坦；污染情况是指表皮是否有未刮干净的毛、血迹或其他污染物，检测不仅检测是否有褶皱或污染，还检测褶皱或污染的面积，从而确定二维码的尺寸和喷印位置。二维码的尺寸是指二维码为大码或小码；分布是指二维码喷在待喷印区域的位置；组合方式是指二维码的大码小码的组合、标准码与私有码的组合、二维码与溯源码的文字图像等组合方式，目标是方便解码、方便识读、满足不同用户对象对扫码的需求。当检测完成后，根据检测情况，系统动态喷印所述二维码a或所述二维码b在所述畜禽胴体表皮。
[0135]
最后应说明的是：以上实施例仅用适用于传统宽度的以说明而非限制本发明的技术方案，本领域的普通技术人员可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围内。
技术特征：1.一种用于畜禽胴体表皮喷码的二维码，其特征在于，所述二维码的矩阵图形由33
×
33模块组成，所述二维码的内容由3个7
×
7模块组成的位置探测图形、数据编码区和自定义区域组成，所述位置探测图形符合qrcode标准的版本4，所述数据编码区单个码点占据2
×
2模块。2.如权利要求1所述的二维码，其特征在于，所述数据编码区包括掩模图形的编号区域m1和m2，所述掩模图形为所述qrcode标准规定的八种掩模图形，掩模图形由2
×
2模块组成。3.如权利要求2所述的二维码，其特征在于，所述数据编码区为24
×
24模块组成的方形区域，还包括编码区域，所述编码区域包括数据码字区域d1-d8和纠错码字区域e1-e8，所述掩模图形用于对所述编码区域进行掩模计算。4.如权利要求1所述的二维码，其特征在于，所述自定义区域为文字、图形或图片。5.如权利要求1所述的二维码，其特征在于，所述数据编码区中填充的码点为圆形。6.如权利要求1至4任意一项所述的二维码，其特征在于，所述位置探测图形的宽度比例范围为[0.25，1.0]：[1.0，2.5]：[1.5，3.0]：[1.0，2.5]：[0.25，1.0]。7.如权利要求1至4任意一项所述的二维码，其特征在于，所述码点最大尺寸e的范围为0.5a≤e≤2a，其中a为单个模块的尺寸。8.如权利要求1至4任意一项所述的二维码，其特征在于，所述码点最大尺寸e的范围为0.75a≤e≤1.5a，其中a为单个模块的尺寸。9.一种用于畜禽胴体表皮喷码的符合qrcode标准的二维码，其特征在于，所述二维码的位置探测图形为圆形，所述二维码的码点为圆形。10.如权利要求9所述的二维码，其特征在于，所述位置探测图形的宽度比例范围为[0.25，1.0)：(1.0，2.5]：[1.5，3.0)：(1.0，2.5]：[0.25，1.0), 所述码点最大尺寸f的范围为0.25a≤f≤a，其中a为单个模块的尺寸。11.如权利要求9所述的二维码，其特征在于，所述位置探测图形的宽度比例范围为[0.25，0.75]：[1.25，2.5]：[1.5，2.75]：[1.25，2.5]：[0.25，0.75], 所述码点最大尺寸f的范围为0.5a≤f≤0.75a，其中a为单个模块的尺寸。12.一种用于如权利要求1所述二维码的生成方法，其特征在于，所述方法包括，步骤一，生成由33
×
33模块的组成的模块阵列，设定位置探测图形及数据编码区的对应的模块，设置所述位置探测图形和所述数据编码区的码点的填充图形属性参数，所述参数包括填充图形的类别及大小；步骤二，生成位置探测图形；步骤三，将编码好的数据码字及纠错码字填充到数据编码区；步骤四，附加掩模，对所述数据编码区的数据码字及纠错码字进行掩模，在掩模图形的编号区域m1和m2记录所选掩模的编号；步骤五，根据所述填充图形属性参数生成所述掩模后的数据码字及纠错码字的图像；步骤六，自定义区域填充。13.一种用于如权利要求1所述二维码的解码方法，其特征在于，所述方法包括，步骤一，识别深浅模块；步骤二，寻找位置探测图形，确定数据编码区；步骤三，对所述数据编码区进行掩模消除操作；
步骤四，恢复数据码字和纠错码字，利用所述纠错码字对所述数据码字进行纠错；步骤五，对所述数据码字进行译码，恢复出编码数据。14.一种喷码装置，其特征在于，所述喷码装置用于喷印如权利要求1至11所述的二维码。15.一种读码装置，其特征在于，所述读码装置用于读取如权利要求14所述喷码装置喷印的二维码。
技术总结一种用于畜禽胴体表皮喷码的二维码、相应的编码及解码方法、喷码及读码装置，所述二维码的矩阵图形由33
技术研发人员：尹庆功 李登亮 宁尚国 李乾 向充
受保护的技术使用者：智锐达仪器科技南通有限公司
技术研发日：2022.06.02
技术公布日：2022/11/1
