一种双ID二维码微码元的编码和解码方法及系统技术方案

本发明专利技术给出了一种双ID二维码微码元的编码和解码方法及系统，包括获取待编码原始数据，对待编码原始数据进行预处理生成第一微码元数据，预处理包括对待编码原始数据进行二进制转换、冗余编码和置乱处理；对预处理获得的二进制数据在二维码的码元空间上进行第一微码元的图像编码，将第一微码元植入微码元数据区，微码元数据区为二维码中除定位框之外的区域；以及将微码元数据区中的第一微码元的数量、预处理方案以及校验和纠错编码生成第二微码元数据并进行第二微码元的图像编码，将第二微码元植入定位框内。实现在码元基础上进行微码元编码，同时在输出载体上能正确解析出微码元编码，并且使微码元的存在不影响原二维码码元的正确解析和识读。

A coding and decoding method and system for microcode of double ID two-dimensional code

【技术实现步骤摘要】
一种双ID二维码微码元的编码和解码方法及系统相关申请本申请要求保护在2020年01月09日提交的申请号为202010023386.3的中国专利申请的优先权，该申请的全部内容以引用的方式结合到本文中。
本专利技术涉及二维码防伪
，尤其是一种双ID二维码微码元的编码和解码方法及系统。
技术介绍
二维码是数字、字符编码的图像化表示，系为方便自动识别设备的识别而产生。应用较为广泛的二维码包括QR码、DM码、PDF417码等，其中，QR码由于识别快捷、效率高，得到微信、支付宝等大众手机APP软件的采用。由于微信、支付宝等大众手机APP的采用，客观上使QR码在单件商品上的使用数量得到迅速增长，在商业流通等领域的应用得到大力推广，比如会员管理、积分、抽奖等，这其中甚至包括在商品防伪、防窜货、追溯等特殊领域的应用，从而导致QR码应用的数量呈爆炸式增长，目光所及到处都有QR码的应用。但在另一方面，由于QR码生成算法的开源性导致QR二维码的生成渠道不具有排他性，即不同的主体可以利用开源代码生成相同的二维码，因此给需要严格限定数码生成主体或范围的应用带来极大风险。比如QR码在防伪领域的应用即是如此，一个防伪系统采用QR码进行编码的图形化，仿冒者只要知道编码内容也可生成相同的二维码，而其编码内容可根据已有二维码图像轻易反向解析出来。提高二维码安全性的方法之一是生成双ID二维码，在生成和解析二维码时通过双ID实现新规则控制，使普通二维码增加安全性。一方面，继承普通二维码已有的编码方案对原始编码字符串实施图像编码，以便在使用环节使采用新方法生成的二维码与按照原有规则生成的普通二维码能够实现兼容；另一方面，在普通二维码生成规则的基础上增加新的图像编码方案，该编码方案在普通二维码采用码元表示编码的基础上，利用其码元的物理空间，在其上采用更小的微码元进行图像编码，实现新的编码在原有图像编码物理空间上的寄生，形成第三维独立图像编码。第三维图像编码单独生成和解析，但在编码内容上着意使普通二维码与第三维编码的编码内容具有相互关联性，在验证时通过判断解析出的两个编码在内容上是否具符合相关规则，从而判定普通二维码的真实有效性，若具有相关性则二维码是真实有效的，否则无效。第三维图像编码的编码规则采用自定义编码标准进行，不予公开，因此第三维编码具有保密性，任何未被授权的第三方均无法生成相同的编码，因而可保障其安全性。但是，在一般情况下受限于商品标识面积等原因，二维码的使用尺寸约为12mm*12mm--16mm*16mm。在此条件下，其码元的物理尺寸是较小的。以尺寸14mm*14mm、版本为5的QR二维码为例，码元尺寸约0.37mm。在码元已经很小的条件下，微码元无疑将更小。如何在较小尺寸的码元上进行微码元编码？另一方面，微码元编码必须能正确解析识读才有意义，如何对面积尺寸更小的微码元进行解析和识读？第三，在码元上实施微码元编码后，不能对原码元的解析带来负面影响，否则将影响普通二维码的正确识读。如何保障不会影响？以上问题亟需解决。
技术实现思路
为了解决现有技术中难以在较小尺寸的码元上进行微码元编码、对面积尺寸更小的微码元进行解析和识读困难以及影响普通二维码的正确识读的问题，本专利技术提出了一种双ID二维码微码元的编码和解码方法及系统，用以解决上述技术问题。在一个方面，本专利技术提出了一种双ID二维码微码元的编码方法，该方法包括：获取待编码原始数据，对待编码原始数据进行预处理生成第一微码元数据，其中，预处理包括对待编码原始数据进行二进制转换、冗余编码和置乱处理；对预处理获得的二进制数据在二维码的码元空间上进行第一微码元的图像编码，将第一微码元植入微码元数据区，其中，微码元数据区为二维码中除定位框之外的区域；以及将微码元数据区中的第一微码元的数量、预处理方案以及校验和纠错编码生成第二微码元数据并进行第二微码元的图像编码，将第二微码元植入定位框内。优选的，一个二维码的码元空间包括至少一个微码元的编码空间，任意两间隔的微码元之间的间隔大于一个微码元的大小。可设置有多个微码元编码空间，根据实际需要编码的数据而定，微码元的间隔距离能够保证微码元的识别能够准确。优选的，第一微码元和第二微码元的图像编码规则具体为：在二维码的黑色码元中，白色微码元表示为二进制的“1”，黑色微码元表示为二进制的“0”；在二维码的白色码元中，黑色微码元表示为二进制的“1”，白色微码元表示为二进制的“0”。不同颜色的微码元与码元形成色差，便于识别。优选的，预处理中的冗余编码和置乱至少包括两种规则，并根据不同规则生成预处理方案的编号。不同的规则可以具有可变性，能够提升安全性。优选的，第一微码元和/或第二微码元的图像编码规则还包括：以行序或列序进行第一微码元和/或第二微码元的图像编码。不同序列的编码规则能够增加编码方案的多样性，防止被伪造。优选的，第二微码元数据的图像编码在二维码的定位框的编码顺序为：自左向右，自上而下。设置第二微码元的编码顺序，能够保证编码时可以有不同的方式进行排序，提升破解难度，解码时能够依据此编码顺序保证获得的数据的准确性。根据本专利技术的第二方面，提出了一种双ID二维码微码元的解码方法，该方法包括以下步骤：利用图像扫描装置获取二维码信息，包括二维码的版本号、码元数量；基于相邻图像像素灰度差的梯度判别方法，对识别框内的图像进行清晰程度盲目搜索判别处理，获得清晰图像；提取二维码的定位框中包含的第二微码元数据，获得第一微码元数量、校验与置乱方案参数、排列主序方案序号的关键参数；以及基于排列主序方案遍历二维码的每个码元，获得微码元数据区的第一微码元数据，基于冗余编码和置乱处理进行去冗余和反置乱处理，将二进制数据转换为原始数据。根据本专利技术的第三方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机处理器执行时实施上述的方法。根据本专利技术的第三方面，提出了一种双ID二维码微码元的编码系统，该系统包括：预处理单元：配置用于获取待编码原始数据，对待编码原始数据进行预处理生成第一微码元数据，其中，预处理包括对待编码原始数据进行二进制转换、冗余编码和置乱处理；第一微码元生成单元：配置用于对预处理获得的二进制数据在二维码的码元空间上进行第一微码元的图像编码，将第一微码元植入微码元数据区，其中，微码元数据区为二维码中除定位框之外的区域；第二微码元生成单元：配置用于将微码元数据区中的第一微码元的数量、预处理方案以及校验和纠错编码生成第二微码元数据并进行第二微码元的图像编码，将第二微码元植入定位框内。根据本专利技术的第四方面，提出了一种双ID二维码微码元的解码系统，该系统包括：图像扫描单元：配置用于利用图像扫描装置获取二维码信息，包括二维码的版本号、码元数量；图像处理单元：配置用于基于相邻图像像素灰度差的梯度判别方法，对识别框内的图像进行清晰程度盲目搜索判别处理，获得清晰图像；第二微码元提取单元：配置用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双ID二维码微码元的编码方法，其特征在于，包括：/n获取待编码原始数据，对所述待编码原始数据进行预处理生成第一微码元数据，其中，所述预处理包括对所述待编码原始数据进行二进制转换、冗余编码和置乱处理；/n对所述预处理获得的二进制数据在所述二维码的码元空间上进行第一微码元的图像编码，将所述第一微码元植入微码元数据区，其中，所述微码元数据区为所述二维码中除定位框之外的区域；以及/n将所述微码元数据区中的所述第一微码元的数量、预处理方案以及校验和纠错编码生成第二微码元数据并进行第二微码元的图像编码，将所述第二微码元植入所述定位框内。/n

【技术特征摘要】
20200109 CN 20201002338631.一种双ID二维码微码元的编码方法，其特征在于，包括：
获取待编码原始数据，对所述待编码原始数据进行预处理生成第一微码元数据，其中，所述预处理包括对所述待编码原始数据进行二进制转换、冗余编码和置乱处理；
对所述预处理获得的二进制数据在所述二维码的码元空间上进行第一微码元的图像编码，将所述第一微码元植入微码元数据区，其中，所述微码元数据区为所述二维码中除定位框之外的区域；以及
将所述微码元数据区中的所述第一微码元的数量、预处理方案以及校验和纠错编码生成第二微码元数据并进行第二微码元的图像编码，将所述第二微码元植入所述定位框内。


2.根据权利要求1所述的双ID二维码微码元的编码方法，其特征在于，一个所述二维码的码元空间包括至少一个所述微码元的编码空间，任意两间隔的所述微码元之间的间隔大于一个微码元的大小。


3.根据权利要求1或2所述的双ID二维码微码元的编码方法，其特征在于，所述第一微码元和所述第二微码元的图像编码规则具体为：在所述二维码的黑色码元中，白色微码元表示为二进制的“1”，黑色微码元表示为二进制的“0”；在所述二维码的白色码元中，黑色微码元表示为二进制的“1”，白色微码元表示为二进制的“0”。


4.根据权利要求1所述的双ID二维码微码元的编码方法，其特征在于，所述预处理中的冗余编码和置乱至少包括两种规则，并根据不同规则生成所述预处理方案的编号。


5.根据权利要求1所述的双ID二维码微码元的编码方法，其特征在于，所述第一微码元和/或所述第二微码元的图像编码规则还包括：以行序或列序进行所述第一微码元和/或所述第二微码元的图像编码。


6.根据权利要求1所述的双ID二维码微码元的编码方法，其特征在于，所述第二微码元数据的图像编码在所述二维码的所述定位框的编码顺序为：自左向右，自上而下。


7.一种双ID二维码微码元的解码方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用图像扫描装置获取二维...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓明，叶斌，廖愉平，林晗辉，
申请(专利权)人：周晓明，
类型：发明
国别省市：福建;35