基于异形二维码的商业防伪研究与实现

发布时间：2020-07-12 16:11

【摘要】：随着经济及科技水平的迅速发展,商业防伪需求日益增长,二维码作为信息传播的载体,在防伪领域发挥着越来越重要的作用。近年来,随着越来越多学者的深入研究,二维码防伪技术得到了突飞猛进的发展,但提高防伪性能依旧面临着巨大挑战。为了提高二维码防伪能力,本文从生产有效的防伪二维码和提高二维码扫描率两个方向展开研究,实现了三种异形二维码生成和译码算法,主要工作概括如下:(1)实现基于专有码的多维度二维码生成和解码算法。此类异形二维码在编码方式上不同于传统二维码,把编码部分分为通用段和专有段,通用段可存储产品基本信息,能够被普通译码器读出,专有段可为随机数只能够被论文中生成的多维度二维码译码器解码。保证了二维码的唯一性、不可复制性、不可伪造性,从而保障了产品的真实性,提高了防伪性能。通过对该算法与传统算法的比较分析,证明了本算法的有效性和可行性。(2)实现了基于Sobel算子的视觉二维码生成算法。该类异形二维码有较好的美观性,能够有效提高用户扫码率,从而提高防伪性能。在该算法中,首先对背景图像进行轮廓提取,并改变轮廓色彩以及粗细程度,然后将其与像素弱化后的QR码进行编码,最后得到基于背景轮廓的视觉二维码。一系列实验结果及性能分析表明,本方案生成的二维码有较快的译码响应速度、良好的视觉性,并可批量生产应用于防伪领域。(3)实现了基于图案的彩色动态二维码生成算法。采用该算法生成的异形二维码,视觉效果得到了较好的改善,并以此提高了扫描率,同时提高了防伪水平。在本算法中,首先生成传统QR码,在此基础上进行图案绘制,生成新的图像,并将其分为图案内部、位置探测图形、其他区域三个部分;接着分别对三个不同区域进行色彩编码,生成基于图案的彩色二维码;最后,多张彩色二维码进行动态编码生成基于图案的彩色动态二维码。通过实验结果分析,证明了本算法的有效性、可行性。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：F203;TP391.44
【图文】：

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（c）（d）二维码（a）添加 Logo 的视觉二维码，（b）Visualead 生成器生成，（文献[21]al QR Code (a) Visual QR code with Logo, (b) Visualead generator, (c) refreference [21]研究的推进，视觉二维码的表现形式越来越丰富，视觉效果也审美眼光都不同，所以视觉二维码的个性化和多样性还是远远果的基础上，保证二维码的稳健性并非易事，因此视觉二维码维码技术种常见的防伪二维码进行总结，概括如下：二维码防伪。在保持条码原来结构不变的情况下，运用烫印对二维码进行光化学处理[22]。因为被覆盖的二维码信息肉眼性能，无法通过复印手段进行复制，提高了防伪性能。但必须才能译码，用户无法自主获得真伪信息，且使用成本高。

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除了上述几种防伪二维码技术，还有基于加密、数字水印、混合编码等的二维码防伪技术，虽然国内外已存在大量二维码防伪技术，但二维码防伪依旧有很多可以改善的地方，如降低成本、减少消耗时间、简化防伪流程等，与此同时还要增强防伪性能。因此防伪二维码的研究依旧有很高的实用价值。1.2.3 彩色二维码技术在各个应用领域，彩色二维码较传统二维码具有更大的优势，彩色二维码不仅具有美丽的外观，而且能存储更大的多媒体数据，因此彩色二维码技术的研究一直受到国内外学者的广泛关注。随着研究的推进，彩色二维码的生成方法[27-32]也不断增多，比如从码字流到二进制流的转换入手，在二维的基础上增加一维颜色信息[27]，从而达到包含更多信息的要求；一个彩色二维码包含三个普通二维码，给每个二维码在 YCbCr 彩色空间中分配一个颜色通道[28]，用普通译码器只能译码三个二维码中的一个，三个二维码的数据容量必然多于一个的容量；并提出了一种多路复用的彩色二维码，由颜色空间指定的 RGB 值着色，通过计算 RGB 值和噪音的比值来设计彩色二维码，该彩色二维码可包含更多的多媒体数据[29]。

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西安理工大学硕士学位论文代表蓝、绿、红三种颜色分量，H 代表灰度值，它们的数值范围都在 0-255 之间[50]H R* 0.30 G* 0.59 B*0.11（3.（2）去掉多维度二维码信息像素的噪点，即图像中不应出现的干扰因素。采取中波降噪来处理图像中普遍存在的椒盐噪声和高斯噪声，以保护多维度二维码图像的边息，减少后续对边缘信息提取的影响。通过中值滤波处理后的图像能够符合人的视觉。如图 3-5 分别展示了原始图像（a）、对原始图像加椒盐噪声后生成的图像（b）、对b）进行中值滤波去噪[51]且窗口为[3*3]处理后的图像。改变滑动窗口使其逐渐增大，除噪声的能力会增强，不过图像会变得越来越模糊，从而造成细节信息的丢失。通过实验比较发现将论文生成的多维度二维码降噪处理的滑动窗口设置为[3*3]得到的处果最好。

【参考文献】