CN103226723A - 一种可防复制的组合二维码防伪方法 - Google Patents

Abstract

本发明采用含氢基团成分的油墨和普通油墨分别来印制二维码的不同部分，并通过采集含氢基团成分的油墨印制部分的近红外光谱来实现二维码防伪目的，其包括二维码的制作、二维码的识别以及比对。该方法避免了隐形二维码防伪方法中二维码制作以及印刷工艺复杂等问题，同时引入近红外光谱分析方法对含氢基团成分的特殊油墨特殊进行分析，即使是相同颜色的油墨，其对应的近红外光谱也会存在较大差异，因此可以起到防复制的作用，并基于此实现二维码防伪。

Description

一种可防复制的组合二维码防伪方法

技术领域

本发明属于二维码技术领域，具体涉及一种可防复制的组合二维码防伪方法。

背景技术

二维码采用某种特定几何图形按一定规律在二维方向分布的图形上记录数据符号信息，能够以隐含方式存放被防伪对象的信息进行防伪，引入二维码技术的优越性在于能极大地存放被防伪对象的个性化信息,包括图形文字、声音等等。同时二维码生成和制作成本较低，因此在许多领域得到了应用。目前，基于二维码的防伪方法主要包含以下几种方式：

1、将二维码保存的信息进行加密，识读二维码中经加密的信息，并通过解密才能够查看二维码中保存的信息。这一方式并没有真正实现防伪目的，保存有加密信息的二维码仍可以被复制；

2、结合数据库技术，先读取二维码中保存的唯一标识信息，然后通过网络或其它信息技术远程访问二维码数据库，并将该唯一标识的二维码在数据库中添加访问标记，保证该二维码只能被访问一次，从而实现防伪的目的。这一方式虽然在一定程度上能起到防伪作用，但是不能保证每一次都是真实产品对应的二维码先访问，容易造成真假颠倒；

3、采用隐形二维码和显形二维码相结合，其中隐形二维码主要采用特殊的油墨材料或者印刷工艺相结合，从而实现不可扫描、复印、照相的隐形目的，隐形二维码信息的读取需通过专用二维码识读设备进行，隐形二维码和显形二维码中分别存储不同的信息，通过将两部分二维码中所存信息读出，并通过某种匹配策略来实现防伪目的。这种方式需要制作两个二维码，同时对于隐形二维码的制作以及印刷工艺要求较高，使得整体成本增加。

由于近红外光谱区与印刷油墨的连接料和有机颜料分子中含氢基团(CH、OH、NH)振动的合频与各级倍频的吸收一致，通过扫描二维码的近红外光谱，可以得到印制二维码油墨中有机分子含氢基团的特征振动信息。即使是同一颜色，只要其油墨成分不同，对应的近红外光谱也会有较大差异，因此，可以从油墨成分上区分不同色彩。

发明内容

本发明的目的是针对现有二维码防伪技术存在的不足，提出了一种可防复制的组合二维码防伪方法。该方法只需要一个二维码便可实现防伪，避免了多个二维码制作以及复杂印刷工艺带来的不便。

本发明采用以下方案实现：一种可防复制的组合二维码防伪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：二维码制作，具体方法如下：

S11：选用含氢基团成分的含氢基团成分的油墨进行打样得到相应样品，并将样品颜色的近红外光谱信息通过近红外光谱仪进行采集；

S12：将采集到的近红外光谱进行主成分分析得到相应的主要成分向量，

S13：将S12中得到的主要成分向量M=e₁进行加密，生成加密文本；

S14：将S13中得到的加密文本作为附加信息连同二维码原始信息进行二维码编码，并生成二维码码图；

S15对S14中得到的二维码码图进行印制；

步骤S2：二维码的识读，具体方法如下：

S21：采用近红外光谱仪采集产品二维码中含氢基团成分的油墨部分的近红外光谱信息，并利用主成分分析法得到相应的主成分向量；

S22：读取二维码的存储信息，得到其中的加密文本，并通过解密算法解密得到标准样品的主成分向量。

步骤S3：将步骤S2中得到的产品二维码近红外光谱主成分向量，与标准样品的主成分向量进行比较，若两者不匹配，则鉴定为假。

在本发明一实施例中，所述步骤S12中进行主成分分析的具体步骤如下：

S121：原始近红外光谱数据表示为p个变量在n个时刻的观测值所构成的矩阵,

$X={\left[\begin{array}{cccc}{X}_1& X_2& \·\·\·& X_P\end{array}\right]}_{p\×n}^T---\left(1\right)$

其中，列向量x_i(i=1,2,...,n)是i时刻的观测值；

S122：通过标准正交基{e_i}(i=1,2,...,p)构造变换矩阵为：

$E={\left[\begin{array}{cccc}{e}_1& e_2& \·\·\·& e_p\end{array}\right]}_{p\×p}^T---\left(2\right)$

并线性变换为：

其中，第i个主成分分量为，

Y_i=e_iX，i=1,2,...,p   ⑷

标准正交基{e_i}由原始数据协方差矩阵的特征向量组成。具体地，协方差矩阵为：

其中，

$\mathrm{cov}(x,y)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(x_i-\stackrel{\‾}{x})(y_i-\stackrel{\‾}{y})/n-1---\left(6\right)$

C_X的特征向量集是{e′_i}，对应的特征值是{λ′_i}；

S123：将λ′_i从大到小重新排序得到{λ_i}，按其顺序对特征向量{e′_i}重新排序得到标准正交基{e_i}，其中，e₁是最大特征值所对应的特征向量，包含的信息量最多，而e_i(i=2,...,p)对应的特征值依次减小。

在本发明一实施例中，所述步骤S15中在印制方式上采用两部分组成，其中一部分采用含氢基团成分的特殊油墨印制，另一部分则采用普通油墨印制，并保证两部分印制出来的颜色一致。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明采用特殊油墨和普通油墨分别来印制二维码的不同部分，并通过采集特殊油墨印制部分的近红外光谱来实现二维码防伪目的，避免了隐形二维码防伪方法中二维码制作以及印刷工艺复杂等问题，同时引入近红外光谱分析方法对含氢基团成分的特殊油墨特殊进行分析，即使是相同颜色的油墨，其对应的近红外光谱也会存在较大差异，因此可以起到防复制的作用，并基于此实现二维码防伪。

附图说明

图1是基于近红外光谱分析的二维码防伪方法流程图。

图2是二维码的制作生成流程。

图3是二维码印制的组合方式。

具体实施方式

为了更好地理解本发明的技术方案和特点，以下结合说明书中附图对本发明的实施方式作进一步的描述。

本实施例提供一种可防复制的组合二维码防伪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：二维码制作，具体方法如下：

S11：选用含氢基团成分的油墨进行打样得到相应样品，并将样品颜色的近红外光谱信息通过近红外光谱仪进行采集；本实施例中该近红外光谱仪的光谱波长范围在800～1400nm(即对应波数12500～7142.9cm^-1)之间；

S12：将采集到的近红外光谱进行主成分分析得到相应的主要成分向量，

S13：将S12中得到的主要成分向量M=e₁进行加密，生成加密文本；

S14：将S13中得到的加密文本作为附加信息连同二维码原始信息进行二维码编码，并生成二维码码图；

S15对S14中得到的二维码码图进行印制；

步骤S2：二维码的识读，具体方法如下：

S21：采用近红外光谱仪采集产品二维码中含氢基团成分的油墨部分的近红外光谱信息，并利用主成分分析法得到相应的主成分向量；

S22：读取二维码的存储信息，得到其中的加密文本，并通过解密算法解密得到标准样品的主成分向量。

步骤S3：将步骤S2中得到的产品二维码近红外光谱主成分向量，与标准样品的主成分向量进行比较，若两者不匹配，则鉴定为假。

本发明的总体流程图如图1所示，具体实施步骤如下：

步骤一：二维码制作，其中二维码制作流程如图2所示，具体方法如下：

(1)选用含氢基团成分的油墨进行打样得到相应样品，并将样品颜色的近红外光谱信息通过近红外光谱仪进行采集；

(2)将采集到的近红外光谱进行主成分分析得到相应的主要成分向量，进行主成分分析的具体步骤如下：

(a)原始近红外光谱数据表示为p个变量在n个时刻的观测值所构成的矩阵,

$X={\left[\begin{array}{cccc}{X}_1& X_2& \·\·\·& X_P\end{array}\right]}_{p\×n}^T---\left(1\right)$

其中，列向量x_i(i=1,2,...,n)是i时刻的观测值；

(b)通过标准正交基{e_i}(i=1,2,...,p)构造变换矩阵为：

$E={\left[\begin{array}{cccc}{e}_1& e_2& \·\·\·& e_p\end{array}\right]}_{p\×p}^T---\left(2\right)$

并线性变换为：

其中，第i个主成分分量为，

Y_i=e_iX，i=1,2,...,p   ⑷

标准正交基{e_i}由原始数据协方差矩阵的特征向量组成。具体地，协方差矩阵为：

其中，

$\mathrm{cov}(x,y)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(x_i-\stackrel{\‾}{x})(y_i-\stackrel{\‾}{y})/n-1---\left(6\right)$

C_X的特征向量集是{e′_i}，对应的特征值是{λ′_i}；

(c)将λ′_i从大到小重新排序得到{λ_i}，按其顺序对特征向量{e′_i}重新排序得到标准正交基{e_i}，其中，e₁是最大特征值所对应的特征向量，包含的信息量最多，而e_i(i=2,...,p)对应的特征值依次减小。

(3)将（2）中得到的主要成分向量M=e₁进行加密，生成加密文本；

(4)将（3）中得到的加密文本作为附加信息连同二维码原始信息进行二维码编码，并生成二维码码图；

(5)对（4）中得到的二维码码图进行印制，在印制方式上采用两部分组成，其二维码组合方式如图3所示，将二维码分为左右面积相等的两部分A和B，要说明的是，本发明并不仅限于A、B两部分面积相等，也可以是不相等，其可根据需要设定。A所示阴影部分采用含氢基团成分的油墨印制，含氢基团成分的油墨可采用近红外吸收油墨，B所示部分则采用普通油墨印制，普通油墨可根据不同印制方式选择常用油墨印制，并保证两者印制出来的颜色一致。该普通油墨可以是胶印油墨、柔性油墨或丝印油墨等。

步骤二：二维码的识读，具体方法如下：

1)采用近红外光谱仪采集产品二维码中A部分的近红外光谱信息，并利用主成分分析法得到相应的主成分向量；

2)读取二维码的存储信息，得到其中的加密文本，并通过解密算法解密得到标准样品的主成分向量。

步骤3）将步骤2）中得到的产品二维码近红外光谱主成分向量，与标准样品的主成分向量进行比较，若两者不匹配，则鉴定为假。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种可防复制的组合二维码防伪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：二维码制作，具体方法如下：

S11：选用含氢基团成分的油墨进行打样得到相应样品，并将样品颜色的近红外光谱信息通过近红外光谱仪进行采集；

S12：将采集到的近红外光谱进行主成分分析得到相应的主要成分向量，

S13：将S12中得到的主要成分向量M=e₁进行加密，生成加密文本；

S14：将S13中得到的加密文本作为附加信息连同二维码原始信息进行二维码编码，并生成二维码码图；

S15对S14中得到的二维码码图进行印制；

步骤S2：二维码的识读，具体方法如下：

S21：采用近红外光谱仪采集产品二维码中含氢基团成分的油墨部分的近红外光谱信息，并利用主成分分析法得到相应的主成分向量；

S22：读取二维码的存储信息，得到其中的加密文本，并通过解密算法解密得到标准样品的主成分向量。

步骤S3：将步骤S2中得到的产品二维码近红外光谱主成分向量，与标准样品的主成分向量进行比较，若两者不匹配，则鉴定为假。

2.根据权利要求1所述的可防复制的组合二维码防伪方法，其特征在于：所述近红外光谱仪的光谱波长范围在800～1400nm之间。

3.根据权利要求1所述的可防复制的组合二维码防伪方法，其特征在于：所述步骤S12中进行主成分分析的具体步骤如下：

S121：原始近红外光谱数据表示为p个变量在n个时刻的观测值所构成的矩阵,

$X={\left[\begin{array}{cccc}{X}_1& X_2& \·\·\·& X_P\end{array}\right]}_{p\×n}^T---\left(1\right)$

其中，列向量x_i(i=1,2,...,n)是i时刻的观测值；

S122：通过标准正交基{e_i}(i=1,2,...,p)构造变换矩阵为：

$E={\left[\begin{array}{cccc}{e}_1& e_2& \·\·\·& e_p\end{array}\right]}_{p\×p}^T---\left(2\right)$

并线性变换为：

其中，第i个主成分分量为，

Y_i=e_iX，i=1,2,...,p   ⑷

标准正交基{e_i}由原始数据协方差矩阵的特征向量组成。具体地，协方差矩阵为：

其中，

$\mathrm{cov}(x,y)=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}(x_i-\stackrel{\‾}{x})(y_i-\stackrel{\‾}{y})/n-1---\left(6\right)$

C_X的特征向量集是{e′_i}，对应的特征值是{λ′_i}；

S123：将λ′_i从大到小重新排序得到{λ_i}，按其顺序对特征向量{e′_i}重新排序得到标准正交基{e_i}，其中，e₁是最大特征值所对应的特征向量，包含的信息量最多，而e_i(i=2,...,p)对应的特征值依次减小。

4.根据权利要求1所述的可防复制的组合二维码防伪方法，其特征在于：所述步骤S15中在印制方式上将二维码分为左右面积相等的两部分，其中左边部分采用含氢基团成分的油墨印制，右边部分则采用普通油墨，该普通油墨能根据不同印制方式选择常用油墨印制，并保证两部分印制出来的颜色一致。

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