GB/T 27937.2-2011 MPR出版物 第2部分：MPR码符号规范

　　ICS 01. 140. 40 A 14

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 27937. 2—2011

　　MPR 出版物 第 2部分:MPR码符号规范

　　MPR publication—Part2:Specification ofMPR codesymbols

　　2011-12-30发布 2012-03-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 27937. 2—2011

　　目 次

　　前言 Ⅰ

　　引言 Ⅱ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 约定 2

　　5 符号结构 2

　　6 数据编码与符号生成 5

　　7 MPR码符号的质量 5

　　附录 A (资料性附录) 参考译码方法 8

　　参考文献 10

　　GB/T 27937. 2—2011

　　前 言

　　GB/T 27937《MPR 出版物》包括以下部分 :

　　— 第 1部分 :MPR码编码规则 ;

　　— 第 2部分 :MPR码符号规范 ;

　　— 第 3部分 :通用制作规范 ;

　　— 第 4部分 :MPR码符号印制质量要求及检验方法 ;

　　— 第 5部分 :基本管理规范 。

　　本部分是 GB/T 27937的第 2部分 。

　　本部分按照 GB/T 1. 1—2009给出的规则起草 。

　　本部分由中华人民共和国新闻出版总署提出并归 口 。

　　本部分主要起草单位 :深圳市天朗时代科技有限公司 、中国新闻出版研究院 、中国电子技术标准化研究所 。

　　本部分主要起草人 : 吕迎丰 、蔡逊 、魏玉山 、刘颖丽 、王文峰 、刘玉柱 、周芷旭 。

　　Ⅰ

　　GB/T 27937. 2—2011

　　引 言

　　MPR(MultimediaPrintReader)出版物是一种以唯一性关联编码为基础 , 以特定的矩阵式 MPR二维码为机读符号 ,对多种出版载体和表现形式进行整合和精确关联 ,形成以纸质印刷载体为基础的多媒体复合数字出版形态的一种出版物 。

　　MPR 出版 物 由 MPR 书 报 刊 、MPR 数 字 媒 体 文 件 和 使 二 者 精 确 关 联 的 MPR 码 三 个 基 本 要 素构成 。

　　MPR 书报刊是 MPR 出版物的主体 ,是 MPR 出版物中唯一固定的物质载体形态 ,它是以常规印刷方式将图文和 MPR码符号印制于页面上 。 由于 MPR 码符号设计独特 ,视觉感官几乎不可察觉 , 只可通过阅读设备进行光电识读 ,所以 MPR 书报刊的页面与普通书报刊无明显差异 。

　　MPR数字媒体文件是经过与 MPR 书报刊内容关联处理的声音 、图形 、图像等数字媒体内容的集合文件 ,该文件通常通过互联网发布 ,读者可以下载该文件 ,通过相关设备 ,在点读 MPR 书报刊时播放该数字媒体文件中与 MPR码符号相关联的声音 、图形 、图像等内容 。

　　MPR码由一组十进制的 16位数字组成的一种将两种或两种以上不同表现形式的内容建立关联关系的编码 , 由可供机读的特定的二维码符号(按 GB/T 27937第 2 部分的规范生成) 以二进制编码方式携载 ,并可通过印刷方式近似隐形地将其固定于 MPR 书报刊页面上的相关位置 。 MPR 码为两段式编码结构 ,分为前置码和后置码 。其前置码是整体关联码段 ,它将一种 MPR 出版物中的各种不同表现形式内容集合之间确定一种唯一关联关系 。后置码是内容关联码段 ,它是以不同表现形式共同呈现为 目的 ,完全按照 MPR 出版物内容需要进行设置的码段 。MPR码的容量可确保在全世界范围内长期出版MPR 出版物唯一性编码需求 。MPR码的前置码由 MPR 编码管理机构分配 ,后置码由出版物制作者(出版者)根据内容关联需要按照本标准规定的相关规则自行设定 。

　　本文件的发布机构提请注意 ,声明符合本文件时 ,可能涉及到第 5 章 、第 6章与符号图形 、码字布局和译码算法等相关的专利的使用 。

　　本文件的发布机构对于该专利的真实性 、有效性和范围无任何立场 。

　　该专利持有人已向本文件的发布机构保证 ,凡在中华人民共和国境内相关机构注册 ,具有书报刊经营业务的出版者出版 MPR 出版物 ,无需向专利持有人获得专利使用授权和永久无需向专利持有人支付 MPR码符号专利使用费 。 同时他愿意同任何除中国国内注册具有书报刊经营业务的出版机构以外的申请人在合理且无歧视的条款和条件下 ,就专利授权许可进行谈判 。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案 。相关信息可以通过以下联系方式获得 :

　　专利持有人姓名 :深圳市天朗时代科技有限公司 。

　　地址:深圳市福田区梅华路 105号多丽工业园科技楼 7层 。

　　请注意除上述专利外 ,本文件的某些内容仍可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 。

　　Ⅱ

　　GB/T 27937. 2—2011

　　MPR 出版物 第 2部分:MPR码符号规范

　　1 范围

　　GB/T 27937的本部分规定了 MPR 出版物使用的 MPR码符号的结构 、数据编码 、符号生成方法和符号的质量等级 。

　　本部分适用于 MPR码符号的生成 、识别和质量等级判定 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 1988—1998 信息技术 信息交换用七位编码字符集(eqvISO/IEC 646:1991)

　　GB/T 12905—2000 条码术语

　　GB/T 27937. 1 MPR 出版物 第 1部分 :MPR码编码规则

　　3 术语和定义

　　GB/T 12905—2000、GB/T 27937. 1 界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。为了便于使用 , 以下重复列出了 GB/T 12905—2000、GB/T 27937. 1 中的一些术语和定义 。

　　3. 1

　　多媒体印刷出版物 multimedia printreader;MPR

　　MPR 出版物

　　以 MPR码将音视频等数字媒体文件与印刷图文关联 ,实现同步呈现 ,满足读者视听需求的一种复合形态出版物 。 由 MPR 书报刊等印刷品 、音视频等数字媒体文件和使二者建立精确关联的 MPR 码组成 。

　　[GB/T 27937. 1—2011,定义 3. 1] 3. 2

　　MPR码 MPR code

　　用于唯一性关联 MPR 出版物(3. 1)中印刷图文和与之相关的音视频等数字媒体文件 ,使其建立以共同呈现为目的的精确关联关系的编码 。

　　[GB/T 27937. 1—2011,定义 3. 2] 3. 3

　　MPR码符号 MPR codesymbol

　　符合本部分所阐述的规范 ,用于携载 MPR 码(3. 2) 并以印刷方式固定于印刷品页面上 ,供光电设备识别读取的矩阵式二维码符号 。

　　[GB/T 27937. 1—2011,定义 3. 3] 3. 4

　　定位点 positioningdot

　　MPR码符号中表示起止位置的标记 。定位点的形状为圆形或正多边形 。

　　1

　　GB/T 27937. 2—2011

　　3. 5

　　码点 codedot

　　MPR码符号中表示有效数据信息的标记 。码点的形状为圆形或正多边形 。

　　3. 6

　　边长占空比 length duty cycle

　　码点的水平或垂直方向上的最大长度与相邻码点位中心间距的比值 。

　　3. 7

　　模块 module

　　组成 MPR码符号的基本单位 ,包括定位点(3. 4)和码点(3. 5) 。

　　3. 8

　　模块尺寸 moduledimension

　　表示 MPR码符号中码点或定位点大小的参数 。 它是在水平或垂直方向上 ,位于模块内的通过模块图形中心点的最长线段长度 。

　　3. 9

　　掩模 masking

　　为了使符号中深色模块与浅色模块的分布均衡 ,减少干扰图像识别的图形模式出现 ,在编码区域用掩模图形模式与编码区域的图形进行异或处理 。

　　3. 10

　　符号联结 symbolassemble

　　将多个 MPR码符号有规律地排列 ,使其相邻符号的定位点共用 ,组成大面积的 MPR 码符号的平铺排列 。

　　3. 11

　　符号对比度 symbol’s contrast

　　MPR码符号中光学反射率分布最大反射率和最小反射率之差 。

　　3. 12

　　印制增量 printed increment

　　在 MPR码符号印制过程中 , 由于油墨扩散或着墨不足等原因产生的模块(3. 7)尺寸变化量 。

　　3. 13

　　轴向不一致性 axialdirection discordance

　　MPR码符号模块印刷(或采样)后产生的 ,符号中各模块的中心点在水平方向和垂直方向上的平均间隔尺寸差异 。

　　4 约定

　　本部分采用 0x开头的数字表示十六进制数 。

　　本部分采用 1 字节(8位)作为码字的位长宽度 ,用 W 表示码字 ,W1 表示第一个码字 ,Wn 表示第 n个码字 。

　　本部分采用|a|表示数字 a 的绝对值 。

　　5 符号结构

　　5. 1 基本特性

　　5. 1. 1 功能

　　MPR码符号是一种矩阵式二维码 ,具有可供自动识别的独立定位功能 。

　　2

　　GB/T 27937. 2—2011

　　5. 1. 2 编码字符数据类型

　　编码字符数据类型为 GB/T 1988中的数字 。

　　5. 1. 3 符号结构图

　　MPR码的符号结构如图 1所示 。

　　图 1 MPR码符号结构图

　　MPR码的符号由均匀排列的 96个码点或空和 4个定位点组成 ,定位点的模块尺寸为码点模块尺寸的 2倍 。

　　MPR码符号的边长占空比为 1 ∶ 4~ 1 ∶ 3。

　　MPR码符号的码幅边长应为 1. 63 mm ,联结后 MPR码符号的平均边长应为 1. 52 mm。

　　码点模块尺寸的标称值推荐为 0. 05 mm。

　　印制后的 MPR码符号码点的模块尺寸允许的最大值为 0. 07 mm ,最小值为 0. 03 mm。

　　5. 1. 4 数据表示方法

　　码点表示二进制数 1,空表示二进制数 0。MPR码的符号可表示 96位二进制数 ,对应 12个 8位二进制数码字 。 12个码字中 ,W1 ~W7 为 MPR码的有效数据编码 ,W8 ~W12为 MPR码的纠错码字 。

　　5. 1. 5 掩模

　　MPR码符号的掩模图见图 2。

　　图 2 MPR码符号的掩模图

　　MPR码符号采用如图 2(有深色点表示 1,无深色点表示 0)所示的掩模图对 96位二进制数在每个相同位置处进行异或处理 。

　　5. 1. 6 码字布局

　　MPR码符号对应的 96位二进制数按表 1 的码字布局构成 12个码字 。码字在符号中的坐标原点为左上角 。

　　3

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　　表 1 MPR码符号的码字布局

　　码字序号

　　码字在符号中的坐标 (x, y) ,其排列顺序为从高位到低位(bit7 ~ bit0)

　　1

　　(1,0) , (2,0) , (0,1) , (1,1) , (2,1) , (0,2) , (1,2) , (2,2)

　　2

　　(3,0) , (4,0) , (5,0) , (6,0) , (3,1) , (4,1) , (5,1) , (6,1)

　　3

　　(7,0) , (8,0) , (7,1) , (8,1) , (9,1) , (7,2) , (8,2) , (9,2)

　　4

　　(3,2) , (4,2) , (2,3) , (3,3) , (4,3) , (2,4) , (3,4) , (4,4)

　　5

　　(5,2) , (6,2) , (5,3) , (6,3) , (7,3) , (5,4) , (6,4) , (7,4)

　　6

　　(0,3) , (1,3) , (0,4) , (1,4) , (0,5) , (1,5) , (0,6) , (1,6)

　　7

　　(8,3) , (9,3) , (8,4) , (9,4) , (8,5) , (9,5) , (8,6) , (9,6)

　　8

　　(2,5) , (3,5) , (4,5) , (2,6) , (3,6) , (4,6) , (3,7) , (4,7)

　　9

　　(5,5) , (6,5) , (7,5) , (5,6) , (6,6) , (7,6) , (5,7) , (6,7)

　　10

　　(0,7) , (1,7) , (2,7) , (0,8) , (1,8) , (2,8) , (1,9) , (2,9)

　　11

　　(3,8) , (4,8) , (5,8) , (6,8) , (3,9) , (4,9) , (5,9) , (6,9)

　　12

　　(7,7) , (8,7) , (9,7) , (7,8) , (8,8) , (9,8) , (7,9) , (8,9)

　　5. 1. 7 编码容量

　　MPR码符号不需进行多字符集编码处理 ,编码字符数据可直接转换为二进制数据进行图形编码 ,

　　7个 有效编码字符数据码字共有 56个二进制位 ,MPR码的容量为 256 = 72057594037927936(数据表

　　示范围 :0~ 72057 594037 927 935) 。

　　5. 1. 8 纠错方式

　　MPR码符号 采 用 伽 罗 华 域 GF(256) 的 Reed-Solomon 纠 错(简 称 RS纠 错) 算 法 , 码 字 的 位 长 为8位 。MPR码符号固定使用 5 字节纠错码 、7字节编码字符数据 ,可以纠正 2 字节的错误和检测到 3 字节的错误 。MPR码符号纠错算法用来构造 GF(256) 域的本原多项式是 x8 +x5 +x3 +x2 +1;RS纠错码的生成多项式为 x5 -62x4 + 111x3 -15x2 + 48x-228。

　　5. 2 符号图

　　MPR码符号图示例如图 3所示 。

　　图 3 MPR码符号图示例

　　5. 3 符号联结

　　当需要增大 MPR码符号面积时 ,可将多个相同的 MPR 码符号进行符号联结 。 MPR 码的符号联结图示例如图 4所示 。

　　4

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　　图 4 MPR码的符号联结图示例

　　6 数据编码与符号生成

　　数据编码和生成 MPR码符号的步骤如下 。

　　a) 输 入 数 字 编 码 数 据 , 并 将 数 据 分 割 成 7 字 节 的 字 节 序 列 。 例 如 , 输 入 信 息 码 数 据 为0x123456789ABCDE,分割后的字节序列为 0x12、0x34、0x56、0x78、0x9A、0xBC、0xDE。

　　b) 对该 7字节序列进行 RS纠错编码运算 ,生成 5 字节的纠错码字 。

　　c) 把纠错码字依次拼接在 7字节信息码字的序列之后 ,形成 12字节的 MPR码符号的码字序列 。

　　d) 根据 12个码字生成基本位图 。按照 5. 1. 4 的数据表示方法和表 1 中的码字布局 ,将 12个码字的 96位流对应生成基本位图 。

　　e) 掩模 :对基本位图用图 2所示的掩模图对应进行位异或运算 ,结果为 1则在输出位图中的对应位置处放置一个码点 ,否则该位就无码点(即空位) 。

　　f) 最后在输出位图的四个角上加上定位点 。

　　7 MPR码符号的质量

　　7. 1 符号质量分级

　　在给定的光照和观测条件下 ,获取一个 MPR码符号的高分辨率的灰阶图像 ,然后对存储图像的译码 、符号对比度 、印制增量 、轴向不一致性等参数进行分析 ,确定符号质量等级 ,用于评估 MPR 码符号的印制质量 。符号的质量分级见表 2。

　　表 2 符号的质量分级

　　等级

　　译码

　　符号对比度

　　印制增量

　　轴向不一致性

　　质量判定

　　4(A)

　　成功

　　>70%

　　-0. 50≤D′≤0. 50

　　AN≤0. 06

　　合格

　　3(B)

　　—

　　70%≥SC>55%

　　-0. 70≤D′≤0. 70

　　AN≤0. 08

　　2(C)

　　—

　　55%≥SC>40%

　　-0. 85≤D′≤0. 85

　　AN≤0. 10

　　1(D)

　　—

　　40%≥SC>20%

　　-1. 00≤D′≤1. 00

　　AN≤0. 12

　　0(E)

　　失败

　　≤20%

　　D′<-1. 00或 D′>1. 00

　　AN>0. 12

　　不合格

　　整个符号的质量等级的判定为上述各参数能够达到的最低等级 。

　　5

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　　7. 2 符号参数的评估

　　7. 2. 1 译码

　　按照本部分附录 A 的方法译码 。 当译码成功时 ,译码等级为“4”,否则为“0”。

　　7. 2. 2 符号对比度

　　在测试灰阶图像中 ,统计 MPR码符号区域内像素值的灰阶分布 ,选出像素中最暗的 5%和最亮的5% ,计算出最暗 5%的反射率的算术平均值和最亮 5%的反射率的算术平均值 ,这两个平均值的差就是符号对比度 SC。

　　符号对比度等级确定如下 :

　　SC>70%

　　4(A)

　　70%≥SC>55%

　　3(B)

　　55%≥SC>40%

　　2(C)

　　40%≥SC>20%

　　1(D)

　　SC≤20%

　　0(E不合格)

　　符号对比度参数用来衡量符号内深色模块和浅色模块的反射状态是否在整个符号中一直有足够差别 。

　　7. 2. 3 印制增量

　　按 7. 2. 2 计算 5%亮 、暗灰阶算术平均值的中值 , 以结果作为阈值作用于灰阶图像 ,产生一个二值图像 。

　　印制增量是符号中深色模块边缘因油墨扩散而侵占到浅色模块区域的程度 ,或浅色模块侵占到深色模块区域的程度 ,在 MPR码符号采用铺底方式印制时 , 印制增量是影响 MPR 码码阵底纹灰度视觉效果的重要指标 。 以码点的模块尺寸作为参考评价目标参数 ,分别计算水平和垂直两个方向模块尺寸的等级 ,取两者中较低的等级作为该码点的印制增量等级;MPR码符号的印制增量等级为组成该符号的所有码点印制增量等级的最低等级 。规定码点模块尺寸的标称值为 DNOM ,容许的最大值为 DMAX 和最小值为 DMIN 。将测量值 D 归一化到其标称值和极限值 :

　　如果 D>DNOM D′= (D-DNOM )/(DMAX -DMIN )

　　印制(否则)增量的等级确定如(D)′ :(D-DNOM )/(DNOM -DMIN )

　　-0. 50≤D′≤0. 50

　　4(A)

　　-0. 70≤D′≤0. 70

　　3(B)

　　-0. 85≤D′≤0. 85

　　2(C)

　　-1. 00≤D′≤1. 00

　　1(D)

　　D′<-1. 00或 D′>1. 00

　　0(E不合格)

　　7. 2. 4 轴向不一致性

　　MPR码符号包含由码点组成的数据区 ,这些码点的中心点位于正多边形的网格中 ,译码方法必须映像这些模块的中心位置以取得数据 。轴向不一致性指的是对映像中心的距离 , 即取样点在网格的水平和垂直轴向上的间隔的度量和分级 。对符号中的每个码点 ,取其中心点 ,然后在水平 X 方向与垂直Y 方向上分别统计相邻码点位上的码点中心点的间距的平均值 XAVG和 YAVG,轴向不一致性参数如下 :

　　AN = |(XAVG -YAVG)/((XAVG + YAVG)/2) |

　　6

　　GB/T 27937. 2—2011

　　轴向不一致性等级的确定 :

　　当 AN≤0. 06 4(A)

　　当 AN≤0. 08 3(B)

　　当 AN≤0. 10 2(C)

　　当 AN≤0. 12 1(D)

　　当 AN>0. 12 0(E)

　　7

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　　附 录 A (资料性附录)参考译码方法

　　A. 1 MPR码译码流程

　　MPR码的译码流程见图 A. 1。

　　图 A. 1 MPR码译码流程图

　　注 : 图 A. 1 中所说同组是指同处于一个 MPR码图样中 。

　　A. 2 找出同组的定位点

　　判定依据为 4个同组的定位点须构成一个正方形 。方法如下 :

　　8

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　　a) 先找到最居中的定位点 A1;

　　b) 找一个离 A1最近的定位点 A2;

　　c) 找出下一个定位点 A3,满足线段 A3A2垂直于线段 A2A1且它们的长度相等 ;

　　d) 找出下一个定位点 A4,满足线段 A4A3垂直于线段 A3A2且它们的长度相等 ,线段 A4A3垂直于线段 A4A1,且它们的长度相等 。

　　注 : 长度相等是指在误差允许范围内相等 ,垂直也是指在误差允许范围内垂直 。

　　A. 3 找出同组的定位点内的码点

　　判定依据为码点须位于 4个同组的定位点构成的正方形内 。

　　A. 4 根据该组定位点和码点获取 MPR码的 12个码字

　　a) 找出离图像中心最近的定位点 A1;

　　b) 找出离 A1最近的定位点 A2;

　　d) 令 D=A/10,其中 A为 A1、A2之间的距离 ;

　　c) 找出离 A1最远的定位点 A3,剩下的一个定位点命名为 A4;

　　e) 建立以 A1为原点 、A1到 A2的方向为 X 方向 、A1到 A4的方向为 Y 方向 、单位为 D 的相对坐标系 ,再把该坐标系的原点向 X 方向和 Y 方向移动 D/2;

　　f) 计算各码点的相对坐标 ;

　　g) 对照 MPR码的码字布局 ,从各码点的相对坐标获取 12个码字 ;

　　h) 用 MPR码的掩模图样对该 12个码字进行异或处理 。

　　A. 5 对该 12个码字作 RS解码 ,得到 MPR码的信息码

　　对该 12个码字进行 RS解码运算 ,码字 1~ 7就是 MPR码的信息码 。

　　注 : 若解码失败 ,可把步骤 A. 4 f)得到的各码点的相对坐标旋转 90°再继续 A. 4 g) 、A. 4 h)的步骤 ;若旋转 3 次后解码均失败 ,该 MPR码图不能被解码 。

　　9

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 18284—2000 快速响应矩阵码

　　[2] SJ/T 11349—2006 二维条码 网格矩阵码

　　[3] SJ/T 11350—2006 二维条码 紧密矩阵码

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　　服务热线 :010-68522006

　　2012年 2 月第一版

　　*

　　书号 : 155066 · 1-44388

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