CN102819724A - 基于智能手机的二维码标签防伪识别系统及方法 - Google Patents

基于智能手机的二维码标签防伪识别系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种基于智能手机的二维码标签防伪识别系统，通过二维码图像的采集，并将采集到的二维码图像进行灰度、二值化、定位、矫正等预处理，二维码识别则是主要根据二维码标准来提取出解码数据，并通过远程访问的方式，以解码数据作为参数向数据库查询以获得相对应的防伪标签图片，本发明实施例还公开了基于智能手机的二维码标签防伪识别方法。采用本发明，将二维码与手机物联网结合起来实现防伪技术，通过对采集到的二维码图进行灰度、二值化、定位、矫正等预处理，转换成易识别的二维码图像，并按二维码标准提取出数据码字流与纠错码字流，再由其中的解码数据向远程数据库中获取相应的防伪标签图片，显示于用户手机上，从而达到容错的防伪的要求。

Description

基于智能手机的二维码标签防伪识别系统及方法
技术领域
 本发明涉及一种防伪识别系统及方法，尤其涉及一种基于智能手机的二维码标签防伪识别系统及方法。
背景技术
二维条码/二维码（dimensional barcode）是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。在许多种类的二维条码中，常用的码制有：Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K 等。
二维码由于具有大容量的高密度编码、容错能力强、译码可靠性高、可加密的防伪、制作成低低等优点，已广泛应用于表单、安全保密、追踪、证照、存货盘点、资料备援等方面。
而在现有技术中所采用的防伪技术一般采用的是激光标签，或查询式数码防伪标签，或纹理防伪标签，或安全线防伪纸技术，这几种方式虽然简单易识别、安全难度伪造，但不具有容错性等缺陷，如当防伪码出现污损造成其中部分无法识别时，防伪失去作用。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于智能手机的二维码标签防伪识别系统及方法。可采用二维码结合手机物联网实现防伪技术。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于智能手机的二维码标签防伪识别系统，包括图像采集模块、二维码识别模块、远程访问模块、数据库查询模块、防伪标签图片获取返回模块；
所述图像采集模块获取防伪标签上的二维码图像；
所述二维码识别模块对所述二维码图像进行预处理，转换为可识别的二值化图像，并提取其中的二维码的解码数据；
所述数据库查询模块获取所述远程访问模块发出的请求服务中所包含的所述二维码的解码数据，通过查询数据库，检索出相应的防伪标签的图像数据；
所述防伪标签图片获取返回模块用于将所述防伪标签的图像数据转化为XML文件并返回于所述远程访问模块，显示于手机终端上。
进一步地，所述二维码识别模块包括图像预处理单元和二维码数据识别单元；
所述图像预处理单元将所述二维码图像进行加权平均法的图像灰度化处理，并进行二值化处理，使图像灰度值设置为0或255，所述图像预处理单元还利用Sobel边缘检测方法获取所述二值化处理后的图像的边缘特征点，提取连续完整边界的图像；
所述二维码数据识别单元识别所述连续完整边界的图像的格式以及版本信息，用掩模图形对矩阵中的编码区域进行或处量去俺模获取码字，并从码字中提取出数据码字流与纠错码字流，根据所述纠错码字流对所述数据码字流进行纠错处理，并对纠错完毕的数据码字流进行解码，得出解码数据。
进一步地，所述图像预处理单元还将所述灰度化处理的图形进行中值滤波，去除部分噪声。
进一步地，所述图像预处理单元使用Hough变换求出二值化处理后的图像的倾斜角度，并进行倾斜校正处理。
更进一步地，所述手机终端获取所述XML文件中的图像数据信息转换为图像文件格式进行显示。
相应地，本发明实施例还提供了基于智能手机的二维码标签防伪识别方法，获取手机终端提交请求的二维码的解码数据，通过查询数据库，匹配所述二维码的解码数据相对应的防伪标签的图像数据；
将所述防伪标签的图像数据返回所述手机终端并进行展现供所述手机终端用户与实体标签进行防伪识别。
进一步地，所述手机终端获取的防伪标签上的二维码图像并进行二维码识别操作获得所述二维码的解码数据；所述二维码识别操作包括将所述二维码图像进行图像预处理步骤与进行二维码数据识别步骤；
所述图像预处理步骤为将所述二维码图像进行灰度化，利用中值滤波去除部分噪声，并将像素点进行二值化处理，将二值化后的图形进行边缘提取，计算出图像偏转的角度，进行校正处理；所述二维码数据识别步骤为对校正处理完成的图像提取出二维码格式信息、掩模图形，对图像编码区进行或处理，去除掩模，根据所述的二维码格式提取出数据码字流与纠错码字流，使用纠错码字流对所述数据码字流进行解码，得出解码数据。
进一步地，所述获取手机终端提交请求的二维码的解码数据还获取用户密码进行安全请求处理。
更进一步地，所述手机终端还将请求返回的所述防伪标签的图像数据转换成图像文件进行展现。
更进一步地，当通过查询数据库匹配不到所述二维码的解码数据相对应的防伪标签的图像数据时，返回假标信息于手机终端。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：将二维码与手机物联网结合起来实现防伪技术，通过对采集到的二维码图进行灰度、二值化、定位、矫正等预处理，转换成易识别的二维码图像，并按二维码标准提取出数据码字流与纠错码字流，再由其中的解码数据向远程数据库中获取相应的防伪标签图片，显示于用户手机上，与实体标签进行防伪识别，从而达到容错的防伪的要求。
 
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的流程示意图；
图3是本发明获取二维码图像的流程示意图；
图4是本发明图像预处理的流程示意图；
图5是二维码图像数据识别流程示意图；
图6是获取防伪标签的图像数据的流程图。
 
具体实施方式
 
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
参照图1所示的本发明基于智能手机的二维码标签防伪识别系统的整体结构示意图。
本发明实施例由手机终端上的图像采集模块10、二维码识别模块20、远程访问模块30与远程的WebService网络服务器上的数据库查询模块40、防伪标签图片获取返回模块50组成。
图像采集模块10用于获取防伪标签上的二维码图像，通过智能手机的操作系统提供的API函数，利用其底层驱动来驱动智能手机的摄像头的硬件部份。实现根据屏幕方向设置预览尺寸、图像预览时实现图像自动对焦功能、完成图像数据的分析、记录。
二维码识别模块20对图像采集模块10所采集到的二维码图像进行预处理，并转换成可识别的二值化图像，以获得其中的二维码的解码数据。二维码识别模块20包含了图像预处理单元201和二维码数据识别单元202。
图像预处理单元201通过图像灰度化、中值滤波、二值化、边缘提取、图像角度检测、校正处理对二维码图像进行预处理，其中，图像灰度化为将防伪标签上的二维码图像使用加权平均法进行图像灰度化处理；中值滤波为通过邻域中值滤波或者邻域均值滤波方式，去除部份噪声；二值化是将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，简化图像的处理；边缘提取为通过Sobel边缘检测方法，确定图像中边缘特征点，形成连续完整边界的图像处理；图像角度检测为通过使用Hough变换求出图像的倾斜角度；校正处理为对计算出来的图像倾斜的角度，使用双线插值法校正倾斜的图像。
二维码数据识别单元202通过识读二维码图像格式、去掩模、码字提取、纠错、数据解码实现对经过预处理的二维码图像进行解码数据的提取，其中别读二维码图像格式为提取二维码的格式、版本信息、识别纠错等级与掩模图形，并利用获得的掩模图形与二维码图像的矩阵中的编码区域进行或处量，从而实现去掩模，对去掩模的数据矩阵中，按照数据模板的排列方式，将0，1数据提取出来，得到数据码字流和纠错码字流，根据纠错码字流对数据码字流与纠错等级信息进行码字错误检错，对纠错后的数据按照使用的模式进行解码，得出解码数据并输出结果。
远程访问模块30将二维码数据识别单元202的解码数据与用户密码作为参数，生成SOAP请求，并将SOAP嵌入到一个HTTP POST请求中。
WebService网络服务器接收手机终端的SOAP请求，并对其进行访问安全进行验证。
数据库查询模块40获出其中的二维码解码数据，对数据库进行查询，检索出相应的防伪标签的图像数据，并由防伪标签图片获取返回模块50转换成XML文件，并把XML信息回传给WebService网络服务器返回手机终端上，手机终端将XML文件进行分析，转换成JPG文件进行显示，供用户对比二维码图像下的防伪图形进行真伪鉴别。
本发明实施例还提供了基于智能手机的二维码标签防伪识别方法，其主要思想是通过智能手机的摄像头来完成二维码图像的采集，并将采集到的二维码图像在屏幕上显示，并对其进行灰度、二值化、定位、矫正等预处理，为下一步进行二维码识别做好准备，二维码识别则是主要根据二维码标准来提取出解码数据，并通过远程访问的方式，以解码数据作为参数向数据库查询以获得相对应的防伪标签图片，并返回显示到用户手机上，达到防伪的目的。
具体实施过程如图2所示，包括如下步骤内容：
步骤S10，启用手机终端的摄像头；
步骤S11，获取防伪标签上的二维码图像，此步骤具体过程如图3所示，通过嵌入式编程技术，通过手机操作系统提供的API函数S111，利用其底层驱动S112来驱动摄像头部分的硬件S113，并根据手机的摆放方向设置预紧尺寸，通过自动对焦对二维码图像进行分析、记录S114。
步骤S12，对所获取得到的二维码图像进行预处理，其具体过程如图4所示，将二维码图像进行灰度化S121，将二维码图像的每个像素的R、G、B使用加权平均法进行图像灰度化处理，达到了降低对智能手机存储和运算的要求，同时降低后续工作对硬件的要求，在一定程度上提高了处理效率；对二维码图像进行中值滤波S122，通过邻域中值滤波或者邻域均值滤波方式，去除部份噪声。主要解决标签条码污损的问题，为二维码的识别工作提供了准备性；对二维码图像进行二值化S123，把灰度图像转成黑白图像，将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，即将整个图像呈现出明显的黑白效果。这样更有利于图像处理的判别。图像的二值化有利于图像的进一步处理，使图像变得简单，而且数据量减小，能凸显出有用的目标轮廓；对二维码图像的边缘进行提取S124，通过Sobel边缘检测方法，确定图像中边缘特征点，形成连续完整边界的图像处理方法；使用Hough变换计算图像的偏转角度S125，根据计算出来的偏转角度，使用双线插值法校正倾斜的图像。
步骤S13，在对二维图像的边缘进行提取后还对的二维码图像是否定位成功进行判断，以确保所获取的图像是有效的可识别的图像。
步骤S14，对经过处理的二维码图像进行二维码数据识别，其具体过程如图5所示，对二维码图像提取格式S141步骤，包括提取格式、版本信息、识别纠错级与使用的掩模图形；去掩模的步骤S142，使用其掩模图形对二维码矩阵中的编码区域进行或运算，实现去掩模；码字提取步骤S143，从去除掩模的二维码矩阵中按数据模版的排列方式，将0，1数据提取出来，得到数据码字流和纠错码字流；错误检错步骤S144，使用与纠错等级信息相对应的纠错码字检测错误，如果发现错误，则进行纠错；数据解码步骤S145对纠错后的数据按照使用的模式进行解码，得出解码数据并输出结果。
步骤S15，WebService网络服务器接收手机终端以二维码解码数据及用户密码为参数生成的SOAP请求，对提交的请求进行安全验证，验证通过后获取其中的解码数据。如图6所示 的流程示意图。
步骤S16，查询数据库，WebService网络服务器通过数据库的ADO方式，对远数据库使用数据库存储过程的方式检索出相应的防伪标签的图像信息数据。
步骤S17，判断相应的防伪标签的图像信息数据是否存在，如果存在则将防伪标签的图像数据生成XML文件回传给WebService网络服务器发送给手机终端。而当不存在时，返回假标信息于手机终端。
手机终端通过http协议从Web Service服务器获取防伪图像的XML文件，并对XML文件进行分析，把防伪标签的图像信息数据转换JPG文件显示到手机客户端。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于智能手机的二维码标签防伪识别系统，其特征在于，包括图像采集模块、二维码识别模块、远程访问模块、数据库查询模块、防伪标签图片获取返回模块；
所述图像采集模块获取防伪标签上的二维码图像；
所述二维码识别模块对所述二维码图像进行预处理，转换为可识别的二值化图像，并提取其中的二维码的解码数据；
所述数据库查询模块获取所述远程访问模块发出的请求服务中所包含的所述二维码的解码数据，通过查询数据库，检索出相应的防伪标签的图像数据；
所述防伪标签图片获取返回模块用于将所述防伪标签的图像数据转化为XML文件并返回于所述远程访问模块，显示于手机终端上。
2.根据权利要求1所述的基于智能手机的二维码标签防伪识别系统，其特征在于，所述二维码识别模块包括图像预处理单元和二维码数据识别单元；
所述图像预处理单元将所述二维码图像进行加权平均法的图像灰度化处理，并进行二值化处理，使图像灰度值设置为0或255，所述图像预处理单元还利用Sobel边缘检测方法获取所述二值化处理后的图像的边缘特征点，提取连续完整边界的图像；
所述二维码数据识别单元识别所述连续完整边界的图像的格式以及版本信息，用掩模图形对矩阵中的编码区域进行或处量去俺模获取码字，并从码字中提取出数据码字流与纠错码字流，根据所述纠错码字流对所述数据码字流进行纠错处理，并对纠错完毕的数据码字流进行解码，得出解码数据。
3.根据权利要求2所述的基于智能手机的二维码标签防伪识别系统，其特征在于，所述图像预处理单元还将所述灰度化处理的图形进行中值滤波，去除部分噪声。
4.根据权利要求2或3所述的基于智能手机的二维码标签防伪识别系统，其特征在于，所述图像预处理单元使用Hough变换求出二值化处理后的图像的倾斜角度，并进行倾斜校正处理。
5.根据权利要求1所述的基于智能手机的二维码标签防伪识别系统，其特征在于，所述手机终端获取所述XML文件中的图像数据信息转换为图像文件格式进行显示。
6.一种基于智能手机的二维码标签防伪识别方法，其特征在于，
获取手机终端提交请求的二维码的解码数据，通过查询数据库，匹配所述二维码的解码数据相对应的防伪标签的图像数据；
将所述防伪标签的图像数据返回所述手机终端并进行展现供所述手机终端用户与实体标签进行防伪识别。
7.根据权利要求6所述的基于智能手机的二维码标签防伪识别方法，其特征在于，所述手机终端获取的防伪标签上的二维码图像并进行二维码识别操作获得所述二维码的解码数据；所述二维码识别操作包括将所述二维码图像进行图像预处理步骤与进行二维码数据识别步骤；
所述图像预处理步骤为将所述二维码图像进行灰度化，利用中值滤波去除部分噪声，并将像素点进行二值化处理， 将二值化后的图形进行边缘提取，计算出图像偏转的角度，进行校正处理；所述二维码数据识别步骤为对校正处理完成的图像提取出二维码格式信息、掩模图形，对图像编码区进行或处理，去除掩模，根据所述的二维码格式提取出数据码字流与纠错码字流，使用纠错码字流对所述数据码字流进行解码，得出解码数据。
8.根据权利要求6或7所述的基于智能手机的二维码标签防伪识别方法，其特征在于，所述获取手机终端提交请求的二维码的解码数据还获取用户密码进行安全请求处理。
9.根据权利要求6或7所述的基于智能手机的二维码标签防伪识别方法，其特征在于，所述手机终端还将请求返回的所述防伪标签的图像数据转换成图像文件进行展现。
10.根据权利要求6或7所述的基于智能手机的二维码标签防伪识别方法，其特征在于，当通过查询数据库匹配不到所述二维码的解码数据相对应的防伪标签的图像数据时，返回假标信息于手机终端。
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