当前位置: 首页 > 专利查询>深圳大学专利>正文

一种融合了混沌加密技术的低密度、高编码容量点阵二维码制造技术

技术编号:12403190 阅读:308 留言:0更新日期:2015-11-28 17:35
一种全新的点阵二维码,解决现有二维码编码容量有限、安全防伪性差的问题。由对应同一个编码的多个不同码图拼接而成,每个码图由间距可调的等间隔排列的矩形阵列上分布大小相同但可调的实心圆点或方点构成,码图由定位区1、密钥区2.1,2.2和包含一位CRC校验码区3.1的数据区3三部分组成,数据区黑点的位置分别代表十进制数表示的编码各位和检验码中0-9的数字,将原始数据区阵列图像经置乱变换置乱,相应的置乱次数为密钥,置乱度最高的前几种置乱阵列作为码图的最终数据区阵列。该二维码解决了高编码容量与高点密度之间的矛盾,容量大,隐蔽性好,易扩展,安全防伪性能强,特别适用于物流监控、产品溯源和防伪、有声读物等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与点阵二维码相关,特别是矩阵式二维码的结构、编码规则与生成方法。 技术背景 本专利技术涉及一种全新结构的矩阵式二维码及其编码、解码方法。 矩阵式二维码是二维码的一种,是指在一个矩形空间内通过黑、白元素在矩阵中 的不同位置分布而进行信息记录的一种编码。在矩阵相应的元素位置上,用方点、圆点或其 他形状的点的出现与否表示二进制"1"或"〇",这样以点的排列组合确定矩阵式二维码所 代表的编码信息。依据结构与编码机制的不同,矩阵式二维码有多种类型,近年来在身份 识别、产品溯源、电子商务、网络营销等领域有着广泛的应用,但由于码图尺寸相对较大、易 复制、易篡改、记录信息透明、编码容量小、定位标识明显且占据面积较大以及对区域的独 占性,使得这类二维码不适应在防伪安全性要求高的产品防伪领域、特大容量的产品物流 监控领域、要求编码与信息载体重叠的场合或者编码印制区域很小的地方使用,由此微点 二维码即隐形二维码就应运而生。采用微点打印或印刷的方式,使得二维码图极小,以至于 在人的肉眼条件下,几乎不可见,因此码图具有隐蔽性、难于复制的特点。特别适合产品防 伪和点读笔、有声读物等应用场合。但目前的微点二维码普遍存在编码容量低、安全防伪性 差、隐蔽性低、应用成本高等缺点。以点读笔为例,目前使用的微点阵二维码具有以下特征: 1、由完全相同的单个码图拼接而成,易被复制或篡改,安全防伪性能差;2、使用了两种大小 不同的点,大点作为码图的定位点,小点作为数据点。致使定位标识可视性强,隐蔽性差;3、 使用了数据点块信息组合的方式编码,单个码图上信息点数多,限制了微点二维码隐蔽性 优势的发挥;4、编码容量一般少于100万,不能满足许多单件产品批量超过100万的产品唯 一标识对容量的要求;5、需要使用专门的识读设备识别,提高了使用成本,降低了应用方便 程度。本专利技术设计了一种融合了混沌加密技术的点阵二维码,点密度低,编码容量高,易扩 展,加密防伪性能好,隐蔽性好,可以与报纸、杂志、广告、图书、包装、个人名片、商标等多种 载体融合在一起,利用四色打印机打印或印刷在载体上,满足大批量产品标识、溯源与防伪 的需要,经手机扫描识别后得到编码及其对应信息,编码制作成本低,应用成本低。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种编码容量更大、隐蔽性与安全防伪性能更强的点阵二维 码。其特征如下: 1.该点阵二维码由对应同一个编码的多个码图拼接而成,其码图由间距可调的等 间隔排列的矩形阵列上分布大小相同的实心圆点或方点构成,点的大小可调; 2.每个码图由定位区1、密钥区2. 1,2. 2和包含一位CRC校验码区3. 1的数据区 3三部分组成,码图左边界和上边界线上指定位置点与结构作为定位点和密钥点,剩下的行 和列位置是数据区,为数据信息点方形阵列; 3.不同码图上定位点数量与分布一致,密钥信息点不同。在定位点和密钥点所在 的边界上,定位点分水平方向和垂直方向两部分,并且彼此分隔开;水平方向定位点个数比 垂直方向至少少1个;水平方向第一个定位点离码图左上角2个元素位置,垂直方向第一个 定位点离左上角1个元素位置;水平/垂直方向相邻定位点相隔1个元素位置;定位区与密 钥区之间相隔2个元素位置;水平方向密钥点比垂直方向多1个;水平与垂直边界最后一 个位置必须空白; 4.数据区数据信息点位置不同,则代表的数字不同。其中10行/列的每一行/列 上,点所在位置依次代表编码的某个十进制位或校验信息位的数字大小,即0-9的某个数 字。 5.校验码的数值是通过对M位十进制的密钥与N位十进制编码组成的M+N位十进 制数(记为原始数据)进行计算得到。具体计算方法是:将M+N位原始数据序列中奇数位 位置的数字和偶数位置的数字分别与加权因子"1"和"2"相乘,其乘积大于10的拆分为个 位和十位两个数字,将所有乘积结果数字求和,再被模数10除,其余数与10的差,即是校验 位,取值同样介于0-9之间。识别校验时只要以上加权乘积数字之和加上校验位模10的余 数为0,就校验通过。 6.若编码容量要达N位十进制编码,则码图大小至少为(N+2)X(N+2),数据区大小 为(N+1)X(N+1),取其中的(N+1)X10或10X(N+1)阵列中的NXlO或IOXN阵列的每一行或列 上依次放置十进制编码的个位、十位、百位……上的一个数据点,剩下1行或1列放置一个 校验码数据点。数据点所在这10列或10行的位置依次代表0-9的十进制数字。因此数据 区信息点总数为N+1个。对该数据区(N+1)X(N+1)的方阵构成的二值图像,经置乱算法置 乱得到不同的置乱阵列,置乱变换为Arnold提出的具混沌特性的二维猫变换(也可选其他 图像置乱变换): 式中,xn,yn是置乱前图像像素坐标,X n+1,yn+^置乱后的像素坐标。 7.对应于同一编码的原始数据区方阵图像经不同次置乱后得到不同点分布的置 乱图像,计算置乱图像的置乱度,它代表了置乱后数据信息点在数据区里的分布均匀程度, 置乱度越高,分布越均匀。 8.二值图像乱度计算方法为遍历图像的基于平均点密度的方法,以大小接近数据 区内单个数据点所占平均窗口大小的图像窗口为处理窗口,在整个数据区图像上交叠式滑 动,计算每个窗口内的信息点个数,窗口内有1个点则置乱分数计1分,有〇个点计〇分,其 他个数点,相应置乱分数线性减少。遍历整个数据区图像后,进行置乱度分数统计,把所有 窗口置乱分数的均值作为置乱图像的置乱度指标; 9.取置乱度最大的前若干个置乱图像即置乱后的数据信息点阵列与相应置乱次 数构成密钥信息点所对应的码图随机组合拼接成最后的二维码; 10.编码识别时,在编码图像中根据定位点的分布规律搜索码图,找到相邻 四个码图后,对图像进行几何校正和数据映射,获得各自密钥结果。再依据相应密钥, 对校正后的数据区置乱阵列进行反置乱变换,得到还原出来的原始编码数据阵列。若 密钥值为k,大小为(N+1)X(N+1)的数据区猫变换的周期为p,则对应的反置乱变换为-次性将置乱图像快速还原为未置乱的数据区点阵分布,经 校验,校验通过即得原始编码。 11.在没有噪声的情况下,四个相邻码图还原出来的原始编码应该是同一个,考虑 到噪声影响,为了提高抗干扰能力,取还原出来的编码出现概率最大的编码作为最终二维 码编码。 以码图大小为11X11的点阵二维码为例,其具体结构如附图1所示,数据区3为 10X10方阵,其中9行/列代表编码数据信息,每一行/列对应编码的个位数字、十位数字、 百位数字……,余下1行/列为校验码区3. 1,任何一行/列上数据点所在列/行的位置依 次代表0-9的某个数字,则最大码值达9位十进制数即(999999999 = IOw-I),编码容量为 10亿。该二维码单个码图上点的个数介于15-19之间,由四个码图拼接的二维码基当前第1页1 2 本文档来自技高网
...

【技术保护点】
一种全新结构的点阵二维码,其特征在于由对应同一个编码的多个不同码图拼接而成,每个码图由间距可调的等间隔排列的矩形阵列上分布大小相同但可调的实心圆点或方点构成,码图由定位区1、密钥区2.1,2.2和包含一位CRC校验码区3.1的数据区3三部分组成,数据区黑点的位置分别代表十进制数表示的编码各位和检验码中0‑9的数字,将原始数据区阵列图像经置乱变换置乱,相应的置乱次数为密钥,取置乱度最高的前几种置乱阵列及对应的密钥构成的码图随机拼接成二维码。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李雄军廖日军徐建杰冼建标曹爽黄姝瑶黄莹
申请(专利权)人:深圳大学
类型:发明
国别省市:广东;44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1