RU2714741C1 - Способ формирования цветного QR-кода по изображениям лиц и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ формирования цветного QR-кода по изображениям лиц и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2714741C1
RU2714741C1 RU2019124375A RU2019124375A RU2714741C1 RU 2714741 C1 RU2714741 C1 RU 2714741C1 RU 2019124375 A RU2019124375 A RU 2019124375A RU 2019124375 A RU2019124375 A RU 2019124375A RU 2714741 C1 RU2714741 C1 RU 2714741C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
code
input
color
original
codes
Prior art date
Application number
RU2019124375A
Other languages
English (en)
Inventor
Георгий Александрович Кухарев
Назым Казиева
Надежда Львовна Щеголева
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)"
Priority to RU2019124375A priority Critical patent/RU2714741C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2714741C1 publication Critical patent/RU2714741C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00Pattern recognition
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/30Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
    • G06F21/31User authentication
    • G06F21/32User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20Image preprocessing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/40Extraction of image or video features

Abstract

Изобретение относится к способу и устройству формирования цветного QR-кода по изображениям лиц. Технический результат заключается в повышении репрезентативности представления лицевой информации в цветных QR-кодах. В способе выполняют анализ входного цветного изображения лица, в рамках которого определяется оригинальный размер изображения лица и выполняется его корректировка, формируется биометрическая информация - координаты антропометрических точек лица, значения яркости изображения лица в этих координатах и (опционально) другие морфометрические данные изображения лица, составляются два сообщения-оригинала с биометрической и одно сообщение-оригинал с документальной информацией, по этим сообщениям-оригиналам генерируются три полутоновых QR-кода, при этом формируется оригинальный цветной QR-код со структурой PIP, путем замены компоненты G входного цветного изображения на полутоновый QR-код с документальной информацией, затем выполняется встраивание двух QR-кодов с биометрической информацией на место LSB-слоев компонент R и В сформированного цветного QR-кода со структурой PIP. 2 н.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для совместного представления изображений лиц и связанной с ними лицевой биометрической и документальной информации в компактной графической форме, что позволит эффективно использовать это компактное представление для регистрации, аутентификации, идентификации, поиска и распознавания людей в системах контроля доступа и системах трансграничного контроля, в системах видео наблюдений и системах "человек-компьютер, а также в криминалистике и краниологии.
На сегодняшний день уже стало ясно, что лицевые биометрические технологии способны обеспечить весь комплекс задач распознавания людей, совершающих доступ к ресурсам и обмен информацией с соответствующими системами, а технологии штрихового кодирования позволяют эффективно реализовать автоматизацию сопутствующих процессов: унификацию и каталогизацию документов и удостоверений личности, быструю проверку их аутентичности и безошибочный обмен данными о клиентах по универсальным стандартам и международным каналам и т.д. Именно поэтому, интерес к проблеме представления биометрической информацией в рамках штрихового кодирования, не ослабевает с момента появления первых попыток использования штрихового кодирования в биометрии.
Известен способ представления изображений лиц и его фенотипа в рамках QR-кода (Jung Е., Kim J., Woo S., Kim S. "Simplification of face image using feature points" - Proc. 5th International Conference on Soft Computing and Intelligent Systems, Okayama, Japan, 2010, P. 1071-1073). Способ основан на представлении морфо- и фенотипа цветного изображения в модели RGB лица человека в компактной численной форме и реализуется так, что каждая отдельная часть лица (примитив): волосы, брови, губы и кожа лица представляется одним значением компонент Red, Green, Blue и одним общим вербальным представлением соответствующей цветовой гаммы. Недостатком способа является чрезвычайно упрощенное представление информации о лице, его примитивах и его фенотипе, что оказалось недостаточным в целях дальнейшего использования этой сборной информации в практических приложениях. Кроме того, данный способ не позволяет разместить эту информацию в рамках QR-кодов для реальных размеров и характеристик фенотипов изображений лиц.
Известен способ формирования штрихкода по изображениям лиц ("Способ формирования штрихкода по изображениям лиц и устройство для его осуществления" - патент RU 2542886, Бюллетень №6 от 27.02.2015). Способ основан на процедуре анализа изображения лица, экстракции из него набора яркостных признаков, представляющих лицо, и преобразовании квантованных значений признаков в окончательный штрихкод. Недостатком способа является его ориентация на символики линейных штриховых кодов EAN (European Article Number), имеющих ограниченную информационную емкость, не допускающую возможность записи буквенной информации и специальных цифровых знаков. Следствием этого стала не возможность записи в этих символиках не только самого изображения лица, но и любой другой ценной информации о лице.
Наиболее близким является способ формирования цветных QR-кодов для биометрии (Nazym Kaziyeva, Georgy Kukharev, and Yuri Matveev. Barcoding in Biometrics and Its Development // Int. Conference Computer Vision and Graphics (17-19.09.2018, Warsaw, Poland), Lecture Notes in Computer Science11114, pp. 464-471. DOI.org/10.1007/978-3-030-00692-1_40), заключающийся в формировании цветного QR-кода на основе трех компонент RGB, выбираемых из состава полутоновых изображений лиц и полутоновых QR-кодов, - путем их размещения на местах слоев Red, Green и Blue формируемого цветного QR-кода, причем документальную и биометрическую информацию о изображении лица содержат полутоновые QR-коды, входящие в цветной QR-код. Формирование цветного QR-кода по описанному способу связано с выполнением следующих процедур: анализа входного цветного изображения лица с вычислением координат антропометрических точек лица (АПТ) - как биометрической информации, подготовки сообщений по этой биометрической информации и сообщений с документальной информацией о входном изображении; генерации QR-кодов по подготовленным сообщениям; декомпозиции цветного изображения на компоненты R, G и В и выбор одной или двух из них для использования в цветном QR-коде; формировании цветного QR-кода по одной или двум выбранным компонентам (из R, G, В) и сгенерированным QR-кодам. Эти процедуры определяют и полный состав устройства, реализующего формирование цветного биометрического QR-кода. Из источника можно определить состав устройства, реализующего способ. Устройство состоит из блока 1 анализа входного цветного изображения, блока 2 подготовки сообщений, блока 3 генерации QR-кодов по сообщениям, блока 4 декомпозиции цветного изображения, блока 5 формирования цветных QR-кодов, причем первый вход устройства является входом блока анализа входного цветного изображения, первый выход которого соединен с первым входом блока подготовки сообщений, второй вход которого является вторым входом устройства, выход блока подготовки сообщений соединен со входом блока генерации QR-кодов, выход которого соединен с первым входом блока формирования цветных QR-кодов, второй вход которого соединен с выходом блока декомпозиции цветного изображения, вход которого соединен со вторым выходом блока анализа входного цветного изображения, выход блока формирования цветных QR-кодов является выходом устройства. Схема устройства показана на Фиг. 1.
Недостатками способа являются: нестабильность "прямого" чтения информации с цветных QR-кодов, необходимость одновременного использования нескольких типов цветного QR-кода для записи различных лицевых биометрических характеристик и связанная с этим принципиальная неосуществимость реализации цветного QR-кода с более широким представлением биометрической информации о лицах; незащищенность биометрической информации из QR-кодов, входящих в цветной QR-код, от чтения. В совокупности все это снижает возможности широкого применения цветного QR-кода в биометрии и универсальность его использования в приложениях биометрии.
Решается задача совершенствования способов представления лицевой информации в цветных QR-кодах.
Техническим результатом является повышение репрезентативности этой информации, ее защищенности и универсальности. Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе формирования оригинального цветного QR-кода со структурой PIP (Photo-INFO-Photo), состоящем в том, что выполняется анализ входного цветного изображения лица, в рамках которого определяется оригинальный размер изображения лица и выполняется его корректировка, формируется биометрическая информация - координаты антропометрических точек лица, значения яркости изображения лица в этих координатах и (опционально) другие морфометрические данные изображения лица, составляются два сообщения-оригинала с биометрической и одно сообщение-оригинал с документальной информацией, по этим сообщениям-оригиналам генерируются три полутоновых QR-кода, формируется оригинальный цветной QR-код со структурой PIP путем замены компоненты G входного цветного изображения на полутоновый QR-код с документальной информацией, затем выполняется встраивание двух QR-кодов с биометрической информацией на место LSB-слоев компонент R и В сформированного цветного QR-кода со структурой PIP, а устройство для его осуществления состоит из последовательно соединенных блока анализа входного цветного изображения, блока подготовки сообщений-оригиналов, блока генерации QR-кодов по сообщениям-оригиналам, последовательно соединены блок формирования цветного QR-кода со структурой PIP и блок встраивания бинарных QR-кодов в LSB-слои компонент R и В, при этом второй выход блока анализа входного цветного изображения соединен с первым входом блока формирования цветного QR-кода со структурой PIP, второй вход которого, соединен с первым выходом блока генерации QR-кодов по сообщениям-оригиналам, второй выход которого соединен со вторым входом блока встраивания бинарных QR-кодов в LSB-слои компонент R и В, а выход блока является выходом устройства.
Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами:
Фиг. 2 - схематически показана реализация описанного процесса от входного цветного изображения к цветному QR-коду и далее к заполненному контейнеру, включающему: оригинальный цветной QR-код со структурой PIP с встроенными в него двумя QR-кодами с вложенной в них дополнительной лицевой биометрической информацией.
Фиг. 3 - представлена функциональная схема устройства для осуществления способа;
Фиг. 4 - представлена процедура коррекции размера входного цветного изображения (здесь и далее, в качестве примера входного изображения лица использовано изображение тестовой базы CUHK Face Sketch Database CUFS, размещенной на сайте: http://mmlab.ie.cuhk.edu.hk/archive/facesketch.html).
Фиг. 5 - представлен результат отображения вычисленных координат АПТ на изображении лица; QR-код, с вложенной в него биометрической информацией - координатами АПТ и краткой информацией для идентификации лица, по которому вычислялись эти координаты АПТ; справа показан QR-код с вложенной в него полной документальной информацией о входном изображении лица.
Фиг. 6 - представлен результат вычисления значений яркостей пикселей входного изображения в координатах АПТ, рассматриваемые как интегральная биометрическая характеристика фенотипа лица, и показан соответствующий QR-код, с вложенной в него этой биометрической информацией;
Фиг. 7 - представлены три полутоновые компоненты: компонента R, QR-код с документальной информацией (INFO) и компонента В оригинального цветного QR-кода со структурой PIP, а также составляющие их битовые слои в состоянии, когда оригинальный цветной QR-код стал "заполненным контейнером". В этом случае, первые битовые слои содержат соответственно LSB-слои QR-кодов ANTRO, INFO и PHENO.
Фиг. 8 - представлены полутоновые компоненты с отображением уровня яркости, как взвешенной кумулятивной суммы значений по текущим слоям.
Фиг. 9 - представлены входное изображение лица, цветной QR-код со структурой PIP как пустой контейнер и цветной QR-код со структурой PIP, как заполненный контейнер.
Фиг. 10 - представлен цветной QR-код со структурой PIP - как заполненный контейнер, прочитанный из него "водяной знак" в виде QR-кода ANTRO, прочитанные из QR-кода координаты АПТ, представленные в регулярной сетке знаками "*".
Фиг. 11 - представлен пример документального сообщения, прочитанного из QR-кода INFO и пример "водяного знака" в виде QR-кода PHENO с прочитанным сообщением из QR-кода PHENO.
Способ осуществляется с помощью устройства, функциональная схема которого изображена на Фиг. 3. Устройство состоит из последовательно соединенных блока 1 анализа входного цветного изображения, блока 2 подготовки сообщений-оригиналов, блока 3 генерации QR-кодов по сообщениям-оригиналам, последовательно соединены блок 4 формирования цветного QR-кода со структурой PIP и блок 5 встраивания бинарных QR-кодов в LSB-слои компонент R и В, при этом второй выход блока 1 анализа входного цветного изображения соединен с первым входом блока 4 формирования цветного QR-кода со структурой PIP, второй вход которого, соединен с первым выходом блока 3 генерации QR-кодов по сообщениям-оригиналам, второй выход которого соединен со вторым входом блока 5 встраивания бинарных QR-кодов в LSB-слои компонент R и В, а выход блока 5 является выходом устройства.
На первый вход устройства подаются цветные цифровые изображения с лицами, причем лицо на изображении являются единственным объектом, занимает более 80% площади изображения и не требуют дополнительного выполнения детекции лиц.
В блоке 1 выполняется анализ входного изображения, включающий определение и корректировку оригинального размера изображения лица, определение координат антропометрических точек, значений яркости в этих координатах, и другие необходимые морфометрические данные. На этом этапе реализуются способы, представленные: в монографии «Методы обработки и распознавания изображений лиц в задачах биометрии». - Под ред. М.В. Хитрова - СПб: Политехника / 2013 и статье Kazemi V., Sullivan J. "One millisecond face alignment with an ensemble of regression trees" // Proc. IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR). Columbus, USA, 2014. P. 1867-1874.
Пусть оригинальный размер цветного изображения лица определяется тремя измерениями: M×N×q, где М и N - число строк и столбцов изображения, причем M>N и q=3, для цветных изображений. Корректировка оригинального размера изображения лица, выполняется с учетом размеров генерируемого QR-кода, размер которого MQR×MQR определяется соотношением MQR=17+4×V, для целых значений параметра V версий QR-кодов 1<V≤40.
Тогда, если MQR>М, то входное изображение увеличивается до размера MQR×(MQR(N/M)). В противном случае входное изображение уменьшается до размера MQR×(MQR(N/M)). При этих операциях (увеличения и уменьшения) учитывается пропорция (N/M) между шириной и высотой лица. Заканчивается корректировка "присоединением" к полученному результату белых полей с яркостью 255, выравнивающих ширину изображения до величины MQR. Оригинальный размер M×N цветного изображения лица сохраняется для последующей записи в биометрический QR-код ANTRO. Примеры описанных корректировок показаны на Фиг. 4.
В блоке 2 реализуется подготовка сообщений-оригиналов путем компоновки полученных в блоке 1 цифровых данных биометрической информации и буквенно-цифровых данных документальной информации в данные типа "строка". Здесь реализуются способы, подробно представленные в статье Кухарев Г.А., Казиева Н., Цымбал Д.А. "Технологии штрихового кодирования для задач лицевой биометрии: современное состояние и новые решения" // Научно-технический вестник ИТМО, 2018. Т. 18. №1. С. 72-86.
Так, например, на основе 68 вычисленных координат АПТ лица:
Х=[x1 х2 х3 … х68] и Y=[y1 у2 у3 … у68],
двух значений размера изображения лица, содержащего М строк и N столбцов, и, взятого из тестовой базы CUHK Face Sketch Database, имени лица, например,
NAME='Base CUFS: Femalef-039-01.jpg'
составляется следующее сообщение M1:
M1=['M x1 х2 х3 … x68 N y1 у2 у3 … y68#' NAME],
которое для конкретных данных может иметь, например, следующий вид:
M1='218 32 21…66 169 109125…45 # Base CUFS: Femalef-039-01.jpg'
Здесь знак "#" выполняет роль разделителя для отделения имени лица от числовой информации (что используется, например, при расшифровке сообщения из QR-кода).
Значения яркости цветного изображения лица в 68 координатах АПТ в исходном виде представляются как массив размером 68×3 числовых значений, а в форме сообщения-оригинала - как строка из 204 чисел, образованных в результате конкатенации 68×3 числовых значений. При этом сообщение М2 принимает вид:
М2='r1 r2 … r68 g1 g2 … g68 b1 b2 … b68',
где: r1…r68 - значения яркости для компоненты R;
g1…g68 - значения яркости для компоненты G,
b1…b68 - значения яркости для компоненты В,
Документальная информация, представляющая, например, ту же тестовую базу изображений лиц: CUHK Face Sketch Database (CUFS), оригинальное имя входного изображения лица: 'photo:f-039-01.jpg' и сайт, где находится эта база:
http://mmlab.ie.cuhk.edu.hk/archive/facesketch.html
записывается тремя короткими сообщениями со своими знаками-разделителями:
М31='CUHK Face Sketch Database (CUFS) #'
M32='photo: f-039-01.jpg #'
M33='http://mmlab.ie.cuhk.edu.hk/archive/facesketch.htm'
которые далее объединяются в общее сообщение-оригинал:
М3=[М31 М32 М33].
Сообщения-оригиналы сохраняют семантическую структуру цифровых данных биометрической информации и структуру документальной информации, что упрощает как процесс генерации по ним QR-кодов, так и их декодирование и чтение сообщений из них.
В блоке 3 реализуется процедура генерации QR-кодов по сообщениям-оригиналам. Идеи реализации этих процедур представлены в статье: Казиева Н. "Модуль онлайн-системы генерации QR-кода с координатами антропометрических точек изображения лица" // Сборник трудов VII Всероссийского конгресса молодых ученых (Санкт-Петербург, 17-20 апреля 2018 г.) - 2018. - Т. 2. - С. 28-30 и реализованы в "Программе онлайн генерации QR-кода с координатами антропометрических точек изображения лица", зарегистрированной в реестре Государственной регистрации программ для ЭВМ - свидетельство №2018612643 по дате 21.02.2018.
При этом сначала в блоке 3 генерируются бинарные QR-коды, а затем они автоматически трансформируются в полутоновые QR-коды в процессе их записи в память и чтения их из памяти в формате ".png", чем достигается представление QR-кодов без шумов сжатия, обеспечивается полное сохранение информации в обменных операциях с памятью, а также не искажение записанной информации при дальнейшем представлении QR-кодов в форме LSB - слоев (слоев с наименее значащими битами). Перечисленные характеристики создают условия широкого применения полутоновых QR-кодов с форматом ".png", в других приложениях.
На Фиг. 4 показано входное цветное изображение лица с АПТ на нем и результат генерации QR-кода ANTRO - по данным АПТ лица и его имени, а также результат генерации QR-кода INFO - по документальным данным, приведенным выше при описании функций блока 2. Под всеми изображениями показаны их размеры. QR-коды сгенерированы как бинарные и для размера MQR=117, что соответствует значению параметра V=25.
На Фиг. 6 приведены значения яркости цветного изображения лица в 68 координатах АПТ, которые можно интерпретировать как интегральную характеристику фенотипа лица, а также соответствующий QR-код PHENO.
Для различных приложений биометрии, могут быть сгенерированы и другие комплектации QR-кодов. Например, один с биометрической информацией, а два с документальной информацией - базовой и расширенной, или все три QR-кода с биометрической информацией.
В блоке 4, компонента G входного цветного изображения, поступившего из блока 1, заменяется на полутоновый QR-код INFO, чем создается оригинальный цветной QR-код со структурой PIP.
При этом выполняется перепись входного цветного изображения I, представляемого матрицей MQR×MQR×3 в соответствующий по размеру рабочий массив CQR, подготавливаемый под оригинальный цветной QR-код со структурой PIP, так, что:
CQR=I
в котором:
CQR(:,:,1)=R;
CQR(:,:,2)=G;
CQR(:,:,3)=B.
Далее, выполняется процедура замены компоненты G на QR-код INFO так, что
CQR(:,:,2)=QRINFO,
где: QRINFO - QR-код INFO.
В результате чего получается новый графический объект - оригинальный цветной QR-код со структурой PIP:
CQR(:,:,1)=R;
CQR(:,:,2)=QRINFO;
CQR(:,:,3)=B.
В блоке 5, из полутоновых QR-кодов ANTRO и PHENO, поступивших из блока 3, выделяются LSB-слои, которые встраиваются на место LSB-слоев компонент R и В оригинального цветного QR-кода со структурой PIP.
В общем случае, выделение LSB-слоев реализуется с помощью математической процедуры "взятия по модулю 2" следующим способом:
LSBQR=(QR)mod2,
где: QR - полутоновый QR-код размером MQR на MQR пикселей (или MQR×MQR);
LSBQR - младший битовый слой размером MQR×MQR;
mod2 - операция взятия по модулю 2.
Фактически, операция взятия по модулю 2 записывает в пустую матрицу размером MQR×MQR цифру 1, если значение байта в соответствующем пикселе восьмислойной матрицы QR-кода - нечетное, и 0 в противном случае. Для полутоновых QR-кодов - ANTRO и PHENO получаем два слоя LSB:
LSBANTRO=(QRANTRO)mod2;
LSBPHENO=(QRPHENO)mod2.
Встраивание выделенных LSB-слоев QR-кодов ANTRO и PHENO на место LSB-слоев компонент R и В достигается выполнением следующих действий:
1. Выполнением следующих трех действий матричной алгебры:
RQR=R-(R)mod2+LSBANTRO;
BQR=В-(B)mod2+LSBPHENO,
где: R и В - компоненты R и В оригинального цветного QR-кода со структурой PIP;
RQR, BQR - компоненты R и В со встроенными в них QR-кодами.
Таким образом, по завершению этого действия, компоненты из состава R и В содержат встроенные в них соответствующие QR-коды. Именно с этого момента, можно считать, что компоненты R и В становятся "заполненными контейнерами", с вложенными в них сообщениями-оригиналами.
2. Выполнением процедуры записи компонент RQR и BQR новый графический объект CQR, который становится цветным QR-кодом со структурой PIP с встроенными в него двумя QR-кодами с вложенными в них сообщениями, содержащими биометрическую информацию:
C3QR=CQR;
C3QR(:,:,1)=RQR;
C3QR(:,:,2)=QRINFO;
C3QR(:,:,3)=BQR,
где C3QR - матрица размером MQR×MQR×3, представляющая собой цветной QR-код с тремя QR-кодами - один замещает компоненту G, а два других встроены в компоненты R и B.
Для более полного и ясного понимания внутренней "трансформации" трех компонент R, G и В в компоненты RQR, QRINFO, BQR представим графические примеры на Фиг. 7 - Фиг. 8.
Так на Фиг. 7 представлены все три компоненты RQR, QRINFO, BQR и составляющие их битовые слои для C3QR. И обратим внимание на то, что во всех компонентах LSB-слои (битовый слой 1) представляют QR-коды ANTRO, INFO и PHENO. Как отмечалось выше, показанные на Фиг. 5 и Фиг. 6 бинарные QR-коды, в процессе записи их память в формате ".png", преобразуются в полутоновые. В этом случае, например, все восемь битовых слоев полутонового QR-кода INFO будут одинаковыми. В то же время 7 старших битовых слоев в компонентах RQR и BQR соответствуют содержанию битовых слоев оригинального цветного QR-кода со структурой PIP или содержанию битовых слоев входного цветного изображения лица.
Фиг. 8, - где представлены полутоновые компоненты RQR, INFO и BQR оригинального цветного QR-кода со структурой PIP, находящегося в состоянии "заполненного контейнера", а все слои показаны с отображением уровня яркости, как взвешенной кумулятивной суммы значений по текущим слоям.
Отображение уровней яркости, в форме взвешенных кумулятивных сумм (CumSum) по текущим слоям, получаются следующим образом:
Figure 00000001
где: S(i) - i-й слой, определяемый для всех i, как бинарная матрица порядка MQR;
2(i-1) - весовой коэффициент, учитывающий позицию слоя.
В компонентах RQR и BQR видно, как восстанавливается внешний вид полутонового изображения лица от слоя к слою, причем в конечном кумулятивном результате совершенно не видно шумов наложения от вложенного в компоненты R и BQR-кодов ANTRO и PHENO. Это происходит потому, что LSB-слой (или встроенный QR-код) содержит только битовые значения 0 и 1 с весовым коэффициентом равным 1, и изменения, привносимые ими в кумулятивную сумму, не заметны для человеческого глаза.
На Фиг. 9 показаны три графических объекта: входное цветное изображение, оригинальный QR-код со структурой PIP и сформированный цветной QR-код со структурой PIP со встроенными в него двумя QR-кодами с вложенными в них сообщениями, содержащими биометрическую информацию. Отметим, что мы не замечаем видимых отличий между последними двумя графическими объектами. Этот факт был объяснен выше.
На Фиг. 10 показан окончательный результат формирования объявленного в патенте QR-кода, а именно - цветной QR-код со структурой PIP со встроенными в него двумя QR-кодами с вложенными в них сообщениями, содержащими биометрическую информацию. Под ним показан QR-код, считанный с компоненты RQR, - являющийся QR-кодом ANTRO, а справа от него - графическое представление расположения антропометрических точек, восстановленное из сообщения, вложенного в QR-код ANTRO.
На Фиг. 11 показаны два QR-кода считанные с компонент INFO и BQR, а под ними - часть информации, прочитанной из соответствующих сообщений.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить репрезентативность представления лицевой информации в цветных QR-кодах за счет того, что в оригинальный цветной QR-код со структурой PIP, в компоненту G вложена документальная информация о человеке, а в компоненты R и В встроены два "водяных знака в форме QR-кодов" с размещением в них сообщений с дополнительной лицевой биометрической информацией (координаты антропометрических точек лица и значения яркости изображения лица в этих координатах - как интегральной характеристики фенотипа лица, размер входного изображения и морфометрические параметры лица), полученной непосредственно из исходного цветного изображения лица.
Получаемое при этом компактное графическое представление всей информации позволит расширить рамки применения QR-кодов, как хранителей и носителей информации, позволит реализовать обмен данными по универсальным стандартам и международным каналам без потери какой-либо ее части и/или ее подмены, а также ограничить несанкционированный доступ к ней, что обеспечит ее защищенность.
При этом устройство для реализации предлагаемого способа, выполняется в виде платы, в состав которой входит, по крайней мере, один сигнальный процессор.

Claims (2)

1. Способ формирования цветного QR-кода по изображениям лиц, состоящий в том, что выполняется анализ входного цветного изображения лица, в рамках которого определяется оригинальный размер изображения лица и выполняется его корректировка, формируется биометрическая информация - координаты антропометрических точек лица, значения яркости изображения лица в этих координатах и (опционально) другие морфометрические данные изображения лица, составляются два сообщения-оригинала с биометрической и одно сообщение-оригинал с документальной информацией, по этим сообщениям-оригиналам генерируются три полутоновых QR-кода, отличающийся тем, что формируется оригинальный цветной QR-код со структурой PIP, путем замены компоненты G входного цветного изображения на полутоновый QR-код с документальной информацией, затем выполняется встраивание двух QR-кодов с биометрической информацией на место LSB-слоев компонент R и В сформированного цветного QR-кода со структурой PIP.
2. Устройство для осуществления способа по п. 1, состоящее из последовательно соединенных блока анализа входного цветного изображения, блока подготовки сообщений-оригиналов, блока генерации QR-кодов по сообщениям-оригиналам, причем первый вход устройства является входом блока анализа входного цветного изображения, первый выход которого соединен с первым входом блока подготовки сообщений-оригиналов, второй вход которого является вторым входом устройства, выход блока подготовки сообщений-оригиналов соединен со входом блока генерации QR-кодов по сообщениям-оригиналам, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные блок формирования цветного QR-кода со структурой PIP и блок встраивания бинарных QR-кодов в LSB-слои компонент R и В, при этом второй выход блока анализа входного цветного изображения соединен с первым входом блока формирования цветного QR-кода со структурой PIP, второй вход которого соединен с первым выходом блока генерации QR-кодов по сообщениям-оригиналам, второй выход которого соединен со вторым входом блока встраивания бинарных QR-кодов в LSB-слои компонент R и В, а выход блока является выходом устройства.
RU2019124375A 2019-07-29 2019-07-29 Способ формирования цветного QR-кода по изображениям лиц и устройство для его осуществления RU2714741C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124375A RU2714741C1 (ru) 2019-07-29 2019-07-29 Способ формирования цветного QR-кода по изображениям лиц и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124375A RU2714741C1 (ru) 2019-07-29 2019-07-29 Способ формирования цветного QR-кода по изображениям лиц и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2714741C1 true RU2714741C1 (ru) 2020-02-19

Family

ID=69625972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019124375A RU2714741C1 (ru) 2019-07-29 2019-07-29 Способ формирования цветного QR-кода по изображениям лиц и устройство для его осуществления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2714741C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771789C1 (ru) * 2021-08-02 2022-05-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ «ЛЭТИ») Способ встраивания биометрической информации в цветное изображение лица и устройство для его осуществления

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7711143B2 (en) * 1993-11-18 2010-05-04 Digimarc Corporation Methods for marking images
RU2467486C1 (ru) * 2011-08-09 2012-11-20 Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Способ встраивания сжатого сообщения в цифровое изображение
RU2542886C1 (ru) * 2013-12-30 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" Способ формирования штрихкода по изображениям лиц и устройство для его осуществления
US20170255805A1 (en) * 2016-03-07 2017-09-07 ShoCard, Inc. Transferring Data Files Using a Series of Visual Codes
RU2667616C1 (ru) * 2013-11-19 2018-09-21 Талес Идентификационный документ, содержащий двумерный штрихкод

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7711143B2 (en) * 1993-11-18 2010-05-04 Digimarc Corporation Methods for marking images
RU2467486C1 (ru) * 2011-08-09 2012-11-20 Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Способ встраивания сжатого сообщения в цифровое изображение
RU2667616C1 (ru) * 2013-11-19 2018-09-21 Талес Идентификационный документ, содержащий двумерный штрихкод
RU2542886C1 (ru) * 2013-12-30 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" Способ формирования штрихкода по изображениям лиц и устройство для его осуществления
US20170255805A1 (en) * 2016-03-07 2017-09-07 ShoCard, Inc. Transferring Data Files Using a Series of Visual Codes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771789C1 (ru) * 2021-08-02 2022-05-12 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ «ЛЭТИ») Способ встраивания биометрической информации в цветное изображение лица и устройство для его осуществления
RU2803701C2 (ru) * 2022-02-09 2023-09-19 Александр Венедиктович Павлышко Способ доведения целевой информации и инициирования действий на мобильных устройствах c помощью гибридного qr-кода с коротким номером

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Vrana et al. Digitization, digitalization, and digital transformation
US9406010B2 (en) Producing, capturing and using visual identification tags for moving objects
Castillo Camacho et al. A comprehensive review of deep-learning-based methods for image forensics
JP6486016B2 (ja) 情報コード生成方法、情報コード、及び情報コード利用システム
JP5057560B2 (ja) プログラム、情報記憶媒体、2次元コード、印刷物、2次元コード画像、2次元コード画像の表示制御方法、2次元コード生成システム
Hendry et al. Smart attendance system applying QR code
CN104182764A (zh) 一种图形识别系统
CN101645081A (zh) 一种通过二维码追溯农产品信息的方法和系统
CN109361654A (zh) 一种基于区块链协商加密管理商业秘密的方法和系统
CN109492610A (zh) 一种行人重识别方法、装置及可读存储介质
Benalcazar et al. Synthetic ID card image generation for improving presentation attack detection
Chen et al. Customized 2D barcode sensing for anti-counterfeiting application in smart IoT with fast encoding and information hiding
Sarmah et al. Optimization models in steganography using metaheuristics
Bertini et al. Are social networks watermarking us or are we (unawarely) watermarking ourself?
RU2714741C1 (ru) Способ формирования цветного QR-кода по изображениям лиц и устройство для его осуществления
CN201518129U (zh) 一种用于农产品的二维码信息追溯系统
Liu et al. Color visual secret sharing for QR code with perfect module reconstruction
Liu et al. Lossless image steganography based on invertible neural networks
RU2713762C1 (ru) Способ встраивания биометрической информации в цветное изображение лица и устройство для осуществления способа
Sheng et al. Detection of content-aware image resizing based on Benford’s law
CN109192259A (zh) 电子病历处理方法、处理装置和计算机可读存储介质
Annadani et al. Augment and adapt: A simple approach to image tampering detection
CN108921262A (zh) 一种三基色条码及其生成和识读方法
Liu et al. Perceptual color image hashing based on quaternionic local ranking binary pattern
Gourrame et al. Fourier image watermarking: print-cam application