用于商品外包装的双面复合信息矩阵编解码方法技术

用于商品外包装的双面复合信息矩阵编解码方法，属防伪防窜货及商品追溯技术。将相互关联的离散化的复合信息矩阵作为单位商品的唯一身份信息，复合信息矩阵由基础信息矩阵和灰度信息矩阵构成，分别印刷于商品外包装两面。基础信息矩阵包含能标识该单位商品的信息位和用于基础纠错的校验位，灰度信息矩阵则通过基础信息矩阵中每个矩阵单位与其上、下、左、右四个维度之间的关系生成。当物流运输中商品包装遭到部分损毁，通过基于复合信息矩阵的逆向解码算法，获得很高的矩阵信息恢复率。同时，编码结构根据商品数量进行扩展和调整，在编码复杂度和矩阵信息恢复率之间实现良好的平衡，适用于成本低廉但销量巨大的快速消费品的产品防伪和商品溯源。

Coding and Decoding Method of Double-sided Compound Information Matrix for Outsourcing of Commodities

The encoding and decoding method of double-sided composite information matrix for commodity packaging belongs to anti-counterfeiting, anti-channeling and commodity traceability technology. The interrelated discrete composite information matrix is regarded as the unique identity information of a unit commodity. The composite information matrix is composed of basic information matrix and gray information matrix, which are printed on both sides of the commodity packaging. The basic information matrix contains information bits that can identify the unit's commodity and check bits for basic error correction. The gray information matrix is generated by the relationship between each matrix unit in the basic information matrix and its upper, lower, left and right dimensions. When commodity packaging is partially damaged in logistics transportation, a high recovery rate of matrix information is obtained by inverse decoding algorithm based on composite information matrix. At the same time, the coding structure expands and adjusts according to the number of goods, and achieves a good balance between coding complexity and matrix information recovery rate. It is suitable for anti-counterfeiting and traceability of products of fast moving consumer goods with low cost but huge sales.

【技术实现步骤摘要】
用于商品外包装的双面复合信息矩阵编解码方法
本专利技术涉及流通商品防伪、防窜货及商品追溯系统领域，特别涉及一种防窜货追溯系统中商品外包装的信息复合编码、复合解码的数据处理过程，具体指的是一种用于商品外包装的双面复合信息矩阵编解码方法。技术背景快速消费品(FMCG)是指消费者快速消费并且反复购买的产品，它们大多为日常必需品，因此他们依赖于消费者的高频率消费，并通过市场规模获取利润。经济全球化使得商业环境日益复杂，经销商跨过自身覆盖的销售区域而进行的有意识的恶性销售即恶性窜货。对于快速消费品行业，恶性窜货现象严重危害了生产商的利益，扰乱了市场规律，因此商品防窜货追溯系统越来越受到社会关注。现今运用广泛的防窜货编码都是基于标签的编码方式，包括二维码技术、激光防伪、墨水防伪等，但它们都具有易损坏和难恢复的缺点。而射频识别技术由于高成本也并不适用于快消品行业。目前，基于离散化的矩阵信息的防伪方法已渐渐被提出，但其性能及通用性还值得进一步的优化研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种商品外包装的双面复合信息矩阵编解码方法，可以在编码复杂度和矩阵信息恢复率之间实现良好的平衡，适用于成本低廉但销量巨大的快速消费品的产品防伪和商品溯源。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于商品外包装的双面复合信息矩阵编解码方法，其特征在于，包括以下步骤：一、编码1)基础信息结构的生成采集并提取商品唯一身份信息，并由计算机根据标准基础信息结构生成唯一二进制身份信息识别码；所述标准基础信息结构为24位的二进制编码，包括12位的用以表明商品特征的商品特征信息码、12位的与生产日期及流水线序号相关联的商品流水线堆垛码；2)基础信息矩阵的编码对步骤1)中所述的唯一二进制身份信息识别码增加校验位，再将扩展的编码序列矩阵化，构成基础信息矩阵，编码后的基础信息矩阵与商品信息关联并且形成一一对应关系；对唯一二进制身份信息识别码增加的校验位，具体为所述12位的商品特征信息码与12位商品流水线堆垛码“同或”运算所得的12位校验位；所述矩阵化，其方式为将36位的基础信息序列化为6行6列的矩阵，矩阵化顺序为从上至下，从左至右；3)基础信息矩阵的扩展对步骤2)编码后的基础信息矩阵进行行和列的扩展，具体扩展方式为首行前加入末行的复制行，末行后加入首行的复制行，首列前加入末列的复制行，末列后加入首列的复制行，形成二进制的扩展基础信息矩阵；4)灰度数值矩阵的生成对步骤3)扩展基础信息矩阵进行量化的灰度值计算，计算仅针对扩展前尺寸的基础信息矩阵的每一矩阵单元，每个矩阵单元的量化灰度值为其上、下、左、右及自身五部分二进制0、1的数值总和，从而形成包含所有量化灰度值的灰度数值矩阵；5)复合信息矩阵的二进制信息映射步骤2)的基础信息矩阵与步骤4)的灰度数值矩阵构成复合信息矩阵，通过喷码设备，将基础信息矩阵中所有二进制信息在商品包装的一面(A面)进行显性和隐性图形映射，二进制信息为1的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为0的黑色特征标识几何图形，二进制信息为0的矩阵信息在包装区域映射不做处理；6)复合信息矩阵的灰度数值映射通过喷码设备，将灰度数值矩阵中所有数值信息在商品包装的另一面(B面)进行显性和隐性图形映射，数值信息为5的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为0的黑色圆点，数值信息为4的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为51的黑色圆点，数值信息为3的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为102的黑色圆点，数值信息为2的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为153的黑色圆点，数值信息为1的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为204的黑色圆点，数值信息为0的矩阵信息在包装区域映射不做处理；二、解码7)复合信息矩阵的单面解码商品流通过程中，复合信息矩阵受到部分损毁时，首先对所有损毁矩阵单元进行特殊标志标记，若其中的基础信息矩阵受损，通过校验码及其矩阵内部信息关联的编码方式进行初步的A面单面解码和数据恢复；8)复合信息矩阵由A面向B面的双面解码通过部分损毁的A面基础信息矩阵中未受损的矩阵单元，根据复合信息矩阵两面之间的信息关联关系，实现由A面向B面的双面解码；所述A面向B面的双面解码，具体解码方式为，将部分损毁的A面基础信息矩阵经由步骤3)和步骤4)形成新一代受损灰度数值矩阵，该过程中由于部分矩阵单元受损导致的灰度数值计算无法唯一确定的矩阵单元皆用特殊标志标记，通过对比受损的灰度数值矩阵和新一代受损灰度数值矩阵，对受损的灰度数值矩阵进行双面解码和数据恢复；9)复合信息矩阵由B面向A面的双面解码通过部分损毁的B面灰度数值矩阵中未受损的矩阵单元，根据复合信息矩阵两面之间的信息关联关系，实现由B面向A面的双面解码；所述由B面向A面的双面解码，具体解码方式为，当灰度数值单元矩阵为0，其A面经由步骤3)形成的扩展受损基础信息矩阵中对应单元矩阵的上、下、左、右及本身二进制数值都为0；当灰度数值单元矩阵为5，都为1；当灰度数值单元矩阵为4，只要五个单元中有一个0或四个1，剩下的单元即可唯一确定；当灰度数值单元矩阵为3，只要五个单元中有两个0或三个1，剩下的单元即可唯一确定；当灰度数值单元矩阵为2，只要五个单元中有三个0或两个1，剩下的单元即可唯一确定；当灰度数值单元矩阵为1，只要五个单元中有四个0或一个1，剩下的单元即可唯一确定；10)解码迭代与停止迭代条件解码过程每次依照步骤7)、步骤8)、步骤9)的顺序进行，并重复迭代，每次完成后根据最新一代受损复合信息矩阵中含有特殊标志标记的受损矩阵单元比例为第一停止迭代条件，可设置的迭代上限次数为第二停止迭代条件。本专利技术相比现有技术有如下优点：本专利技术的双面复合信息矩阵编解码方法能够对千万数量级的商品进行编码，并且通过双面复合信息矩阵内部的关系实现单面内部和双面互相的解码，最终实现在货物流通中发生部分损毁时实现原始信息的恢复。该种矩阵编解码方法能在编码率与恢复率之间取得平衡，在实现低编码率的同时，当整体损毁率达70％时依旧可以达到超过80％的恢复率。本专利技术的双面复合信息矩阵编解码方法是一种低成本、低编码率、高恢复率、能够编码千万数量级商品信息的编解码方案，能够对物流运输中部分损毁的商品包装进行商品基础信息恢复，适用于成本低廉但销量巨大的快速消费品的产品防伪和商品溯源。附图说明图1为本专利技术的编码方法流程图之一；图2为实施实例中的扩展的基础信息矩阵生成示意图；图3为实施实例中的灰度数值矩阵生成示意图；图4为实施实例中的复合信息矩阵的喷码映射图；图5为本专利技术的解码方法流程图之二；图6为实施实例中的复合信息矩阵的首次单面解码示意图；图7为实施实例中的复合信息矩阵首次由A面向B面的双面解码示意图；图8为实施实例中的复合信息矩阵首次由B面向A面的双面解码示意图；图9为实施实例中的复合信息矩阵的第二次单面解码示意图；图10为实施实例中的复合信息矩阵第二次由A面向B面的双面解码示意图；图11为实施实例中的复合信息矩阵第二次由B面向A面的双面解码示意图。具体实施方式本专利技术的用于商品外包装的双面复合信息矩阵编解码方法，将相互关联的离散化的复合信息矩阵作为单位商品的唯一身份信息，复合信息矩阵由基础信息矩阵和灰度信息矩阵构成，分别印刷于商品外包装两面。基础信息矩阵包含能标识本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于商品外包装的双面复合信息矩阵编解码方法，其特征在于，包括以下步骤：一、编码1)基础信息结构的生成采集并提取商品唯一身份信息，并由计算机根据标准基础信息结构生成唯一二进制身份信息识别码；所述标准基础信息结构为24位的二进制编码，包括12位的用以表明商品特征的商品特征信息码、12位的与生产日期及流水线序号相关联的商品流水线堆垛码；2)基础信息矩阵的编码对步骤1)中所述的唯一二进制身份信息识别码增加校验位，再将扩展的编码序列矩阵化，构成基础信息矩阵，编码后的基础信息矩阵与商品信息关联并且形成一一对应关系；对唯一二进制身份信息识别码增加的校验位，具体为所述12位的商品特征信息码与12位商品流水线堆垛码“同或”运算所得的12位校验位；所述矩阵化，其方式为将36位的基础信息序列化为6行6列的矩阵，矩阵化顺序为从上至下，从左至右；3)基础信息矩阵的扩展对步骤2)编码后的基础信息矩阵进行行和列的扩展，具体扩展方式为首行前加入末行的复制行，末行后加入首行的复制行，首列前加入末列的复制行，末列后加入首列的复制行，形成二进制的扩展基础信息矩阵；4)灰度数值矩阵的生成对步骤3)扩展基础信息矩阵进行量化的灰度值计算，计算仅针对扩展前尺寸的基础信息矩阵的每一矩阵单元，每个矩阵单元的量化灰度值为其上、下、左、右及自身五部分二进制0、1的数值总和，从而形成包含所有量化灰度值的灰度数值矩阵；5)复合信息矩阵的二进制信息映射步骤2)的基础信息矩阵与步骤4)的灰度数值矩阵构成复合信息矩阵，通过喷码设备，将基础信息矩阵中所有二进制信息在商品包装的一面(A面)进行显性和隐性图形映射，二进制信息为1的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为0的黑色特征标识几何图形，二进制信息为0的矩阵信息在包装区域映射不做处理；6)复合信息矩阵的灰度数值映射通过喷码设备，将灰度数值矩阵中所有数值信息在商品包装的另一面(B面)进行显性和隐性图形映射，数值信息为5的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为0的黑色圆点，数值信息为4的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为51的黑色圆点，数值信息为3的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为102的黑色圆点，数值信息为2的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为153的黑色圆点，数值信息为1的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为204的黑色圆点，数值信息为0的矩阵信息在包装区域映射不做处理；二、解码7)复合信息矩阵的单面解码商品流通过程中，复合信息矩阵受到部分损毁时，首先对所有损毁矩阵单元进行特殊标志标记，若其中的基础信息矩阵受损，通过校验码及其矩阵内部信息关联的编码方式进行初步的A面单面解码和数据恢复；8)复合信息矩阵由A面向B面的双面解码通过部分损毁的A面基础信息矩阵中未受损的矩阵单元，根据复合信息矩阵两面之间的信息关联关系，实现由A面向B面的双面解码；所述A面向B面的双面解码，具体解码方式为，将部分损毁的A面基础信息矩阵经由步骤3)和步骤4)形成新一代受损灰度数值矩阵，该过程中由于部分矩阵单元受损导致的灰度数值计算无法唯一确定的矩阵单元皆用特殊标志标记，通过对比受损的灰度数值矩阵和新一代受损灰度数值矩阵，对受损的灰度数值矩阵进行双面解码和数据恢复；9)复合信息矩阵由B面向A面的双面解码通过部分损毁的B面灰度数值矩阵中未受损的矩阵单元，根据复合信息矩阵两面之间的信息关联关系，实现由B面向A面的双面解码；所述由B面向A面的双面解码，具体解码方式为，当灰度数值单元矩阵为0，其A面经由步骤3)形成的扩展受损基础信息矩阵中对应单元矩阵的上、下、左、右及本身二进制数值都为0；当灰度数值单元矩阵为5，都为1；当灰度数值单元矩阵为4，只要五个单元中有一个0或四个1，剩下的单元即可唯一确定；当灰度数值单元矩阵为3，只要五个单元中有两个0或三个1，剩下的单元即可唯一确定；当灰度数值单元矩阵为2，只要五个单元中有三个0或两个1，剩下的单元即可唯一确定；当灰度数值单元矩阵为1，只要五个单元中有四个0或一个1，剩下的单元即可唯一确定；10)解码迭代与停止迭代条件解码过程每次依照步骤7)、步骤8)、步骤9)的顺序进行，并重复迭代，每次完成后根据最新一代受损复合信息矩阵中含有特殊标志标记的受损矩阵单元比例为第一停止迭代条件，可设置的迭代上限次数为第二停止迭代条件。...

【技术特征摘要】
1.一种用于商品外包装的双面复合信息矩阵编解码方法，其特征在于，包括以下步骤：一、编码1)基础信息结构的生成采集并提取商品唯一身份信息，并由计算机根据标准基础信息结构生成唯一二进制身份信息识别码；所述标准基础信息结构为24位的二进制编码，包括12位的用以表明商品特征的商品特征信息码、12位的与生产日期及流水线序号相关联的商品流水线堆垛码；2)基础信息矩阵的编码对步骤1)中所述的唯一二进制身份信息识别码增加校验位，再将扩展的编码序列矩阵化，构成基础信息矩阵，编码后的基础信息矩阵与商品信息关联并且形成一一对应关系；对唯一二进制身份信息识别码增加的校验位，具体为所述12位的商品特征信息码与12位商品流水线堆垛码“同或”运算所得的12位校验位；所述矩阵化，其方式为将36位的基础信息序列化为6行6列的矩阵，矩阵化顺序为从上至下，从左至右；3)基础信息矩阵的扩展对步骤2)编码后的基础信息矩阵进行行和列的扩展，具体扩展方式为首行前加入末行的复制行，末行后加入首行的复制行，首列前加入末列的复制行，末列后加入首列的复制行，形成二进制的扩展基础信息矩阵；4)灰度数值矩阵的生成对步骤3)扩展基础信息矩阵进行量化的灰度值计算，计算仅针对扩展前尺寸的基础信息矩阵的每一矩阵单元，每个矩阵单元的量化灰度值为其上、下、左、右及自身五部分二进制0、1的数值总和，从而形成包含所有量化灰度值的灰度数值矩阵；5)复合信息矩阵的二进制信息映射步骤2)的基础信息矩阵与步骤4)的灰度数值矩阵构成复合信息矩阵，通过喷码设备，将基础信息矩阵中所有二进制信息在商品包装的一面(A面)进行显性和隐性图形映射，二进制信息为1的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为0的黑色特征标识几何图形，二进制信息为0的矩阵信息在包装区域映射不做处理；6)复合信息矩阵的灰度数值映射通过喷码设备，将灰度数值矩阵中所有数值信息在商品包装的另一面(B面)进行显性和隐性图形映射，数值信息为5的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为0的黑色圆点，数值信息为4的矩阵信息在包装区域映射一个灰度值为51的黑色圆点，数值信息为3的矩阵信息在包装区域映射一...

【专利技术属性】
技术研发人员：万国春，刘雯静，邝永康，周健，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31