CN103955658A - 二维码防伪方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种二维码防伪方法和系统，该方法包括以下步骤：从已印制的、带有在印制过程中产生的一个或多个特定随机特征的一个或多个二维码当中随机选择一个或多个二维码作为采样二维码；提取采样二维码的一个或多个特定随机特征；对每个特定随机特征进行统计获得每个特定随机特征的随机特征统计值；存储每个特定随机特征的随机特征统计值和设定的阈值；提取待验证二维码的一个或多个特定随机特征；将提取到的待验证二维码的每个特定随机特征与所存储的该特定随机特征的随机特征统计值对比，并将对比结果与阈值比较；基于比较结果，判定待验证二维码是真码还是伪码。本发明的二维码防伪方法和系统可提高批量印制的零水印防伪二维码的制作效率。

Description

二维码防伪方法和系统

技术领域

本发明涉及一种二维码防伪方法和系统，尤其涉及一种利用印刷二维码时产生的随机特征进行防伪的二维码防伪方法和系统。

背景技术

目前存在多种二维码防伪方法，其中最简单的二维码防伪方法是在二维码中隐藏验证信息，通过刮开或揭开来暴露隐藏的验证信息，用这种方法消费者只能在购买带有防伪二维码的商品后进行查验。

另有一种一次查询即失效的防伪方法，即当第一次查询二维码为真码后，第二次查询该真码时该防伪方法即失效，因此这种防伪方法是一次性的，消费者在购买带有该防伪二维码的商品前查询会导致以后的查询失效，无法进行多次查验。

此外，以上防伪方法还存在的问题是不能有效防止二维码被复制仿冒，若以特殊材料或者印刷工艺印制增大仿制难度则又会大大增加印制成本，甚至还需要专用检测仪器来查验，从而增加了使用成本。

中国专利CN103279731A公开了一种二维码防伪方法，其利用印刷二维码时产生的随机图像细节作为防伪特征部分，由于防伪特征部分难以复制，从而使得该二维码防伪方法具有很高的防伪能力，并且无需对二维码原图像数据进行修改，即实现零水印防伪。但是这种二维码防伪方法必须对每个印制后的二维码提取防伪特征，并且不允许对提取的防伪特征进行事后校正修改，因此对批量印制的二维码须逐个提取防伪特征，从而制作效率较低，不适于批量制作。

发明内容

为了解决这些问题，本发明的目的是提供一种二维码防伪方法和系统，其无需对批量印制的二维码逐个提取防伪特征，并允许事后校正修改防伪特征的验证信息，提高了批量印制的零水印防伪二维码的制作效率。

根据本发明的一个方案，提供了一种二维码防伪方法，包括以下步骤：步骤一，从已印制的、带有在印制过程中产生的一个或多个特定随机特征的一个或多个二维码当中随机选择一个或多个二维码作为采样二维码；步骤二，提取所述采样二维码的所述一个或多个特定随机特征；步骤三，对每个所述特定随机特征进行统计获得每个特定随机特征的随机特征统计值；步骤四，存储每个特定随机特征的所述随机特征统计值和设定的阈值；步骤五，提取待验证二维码的所述一个或多个特定随机特征；步骤六，将提取到的所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与所存储的该特定随机特征的随机特征统计值对比，并将对比结果与所述阈值比较；步骤七，基于比较结果，判定所述待验证二维码是真码还是伪码。

优选地，但不是必须地，所述特定随机特征为二维码印制过程中随机产生的尺寸、形状、颜色、灰度、对比度、亮度上的误差。

优选地，但不是必须地，所述随机特征统计值为所述特定随机特征的最小值、最大值、平均值、方差值。

优选地，但不是必须地，在所述步骤四中存储的每个特定随机特征的所述随机特征统计值和所述阈值能够被多次修改。

优选地，但不是必须地，在所述步骤七中，计算所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与存储的每个所述特定随机特征的所述随机特征统计值符合的数量，并计算符合的数量与所述特定随机特征总数量的比值，当所述比值大于所述阈值时，则判定所述待验证二维码是真码，否则判定其是伪码。

优选地，但不是必须地，所述步骤二和所述步骤五为：搜索所述采样二维码或所述待验证二维码中满足特定图像模式的子图像；提取所述子图像中两个特定位置的尺寸；计算所述两个特定位置的尺寸的比值作为所述特定随机特征。

根据本发明的另一方案，提供了一种二维码防伪系统，包括：选择模块，被配置成从已印制的、带有在印制过程中产生的一个或多个特定随机特征的一个或多个二维码当中随机选择一个或多个二维码作为采样二维码；第一特征提取模块，被配置成提取所述采样二维码的所述一个或多个特定随机特征；计算模块，被配置成对每个所述特定随机特征进行统计获得每个特定随机特征的随机特征统计值；存储模块，被配置成存储每个特定随机特征的所述随机特征统计值和设定的阈值；第二特征提取模块，被配置成提取待验证二维码的所述一个或多个特定随机特征；比较模块，被配置成将提取到的所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与所存储的该特定随机特征的随机特征统计值对比，并将对比结果与所述阈值比较；判定模块，被配置成基于比较结果，判定所述待验证二维码是真码还是伪码。

优选地，但不是必须地，所述特定随机特征为二维码印制过程中随机产生的尺寸、形状、颜色、灰度、对比度、亮度上的误差。

优选地，但不是必须地，所述随机特征统计值为所述特定随机特征的最小值、最大值、平均值、方差值。

优选地，但不是必须地，所述存储模块存储的每个特定随机特征的所述随机特征统计值和所述阈值能够被多次修改。

优选地，但不是必须地，所述判定模块被配置成，计算所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与存储的每个所述特定随机特征的所述随机特征统计值符合的数量，并计算符合的数量与所述特定随机特征总数量的比值，当所述比值大于所述阈值时，则判定所述待验证二维码是真码，否则判定其是伪码。

优选地，但不是必须地，所述第一特征提取模块和所述第二特征提取模块被配置为：搜索所述采样二维码或所述待验证二维码中满足特定图像模式的子图像；提取所述子图像中两个特定位置的尺寸；计算所述两个特定位置的尺寸的比值作为所述特定随机特征。

根据本发明的二维码防伪方法和系统，无需对批量印制的二维码逐个提取防伪特征，并允许事后校正修改防伪特征的验证信息，提高了批量印制的零水印防伪二维码的制作效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示出根据本发明实施例的二维码防伪方法的流程图；

图2至图4示出根据本发明实施例的提取特定随机特征的示意图；

图5示出根据本发明实施例的二维码防伪系统的方框图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先参照图1描述根据本发明实施例的二维码防伪方法。

在步骤101中，从已印制的、带有在印制过程中产生的一个或多个特定随机特征的一个或多个二维码当中随机选择一个或多个二维码作为采样二维码。

在步骤102中，提取所述采样二维码的所述一个或多个特定随机特征。

在步骤103中，对每个所述特定随机特征进行统计获得每个特定随机特征的随机特征统计值。

在步骤104中，存储每个特定随机特征的所述随机特征统计值和设定的阈值作为验证信息。

在步骤105中，提取待验证二维码的所述一个或多个特定随机特征。

在步骤106中，将提取到的所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与所存储的该特定随机特征的随机特征统计值对比，并将对比结果与所述阈值比较。

在步骤107中，基于比较结果，判定所述待验证二维码是真码还是伪码。

具体而言，在步骤101中，从已印制的、带有在印制过程中产生的一个或多个特定随机特征的一个（可称之为“一物一码型”，下文将详细描述）或多个（可称之为“一批一码型”，下文将详细描述）二维码当中随机选择一个或多个二维码作为采样二维码。对于用常规方法印制的二维码，在印制过程中由于印刷设备的精度瓶颈、环境因素等物理不可控因素会在同批印制的一个或多个二维码中产生尺寸、形状、颜色、灰度、对比度、亮度等方面的随机误差，可以利用这些随机误差作为特定随机特征进行防伪。由于同批印制的二维码的物理不可控因素有相似之处，所以在同批印制的二维码中随机误差会在一定范围内波动。利用这个原理，从同批印制的二维码中随机选取一个或多个二维码作为采样二维码来在步骤102中提取特定随机特征，而不对每个二维码逐一提取。

在步骤103中，对提取的所有采样二维码的特定随机特征统计得到诸如最小值、最大值、平均值、方差值等的随机特征统计值。然后在步骤104中将随机特征统计值与预先设定的阈值一同存储。所存储的随机特征统计值与预先设定的阈值可以在事后视需要被多次修改。

在验证一二维码是否是真码时，在步骤105中提取待验证二维码的所述一个或多个特定随机特征，并且在步骤106中将提取到的所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与所存储的该特定随机特征的随机特征统计值对比，并将对比结果与所述阈值比较，最后在步骤107中，基于比较结果，判定所述待验证二维码是真码还是伪码。例如，计算所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与存储的每个所述特定随机特征的所述随机特征统计值符合的数量，并计算符合的数量与所述特定随机特征总数量的比值，当所述比值大于所述阈值时，则判定所述待验证二维码是真码，否则判定其是伪码。

上述步骤102和步骤105中分别提取采样二维码和待验证二维码的特定随机特征，具体提取步骤可以是：搜索所述采样二维码或所述待验证二维码中满足特定图像模式的子图像；提取所述子图像中两个特定位置的尺寸；计算所述两个特定位置的尺寸的比值作为所述特定随机特征。

以一物一码型防伪二维码为例，对唯一一个二维码本身作为采样二维码提取多个特定随机特征，例如某位置尺寸、亮度、形状、颜色等方面的随机误差值。将这些随机误差值和预设的阈值，例如这些随机误差值的所允许的最大值、最小值和阈值一同存储作为以后的验证信息。所有存储的验证信息都允许在事后视需要被多次修改。在验证一二维码是否为该唯一真码时，提取待验证二维码相应的多个特定随机特征，例如待验证二维码的某位置尺寸，将其与存储的验证信息比较，即比较待验证二维码的某位置尺寸是否在所存储的所允许的最大值、最小值内，或与所存储的所允许的最大值、最小值的差值是否大于所存储的阈值。根据比较的结果，如果待验证二维码的某位置尺寸在所存储的所允许的最大值、最小值内，或与所存储的所允许的最大值、最小值的差值不大于所存储的阈值，则判定其为真码，否则判定其为伪码。一物一码型防伪二维码适用于随需随印。

以一批一码型防伪二维码为例，在同批印制的多个二维码中随机选取多个二维码作为采样二维码，提取采样二维码的特定随机特征，例如某位置尺寸、亮度、形状、颜色等方面的随机误差值。统计得到例如某位置尺寸的最大值、最大值、平均值、方差值等随机特征统计值。将随机特征统计值和预设的阈值一同存储作为以后的验证信息。所有存储的验证信息都允许在事后视需要被多次修改。在验证一二维码是否为此批二维码中的真码时，提取待验证二维码相应的多个特定随机特征，例如待验证二维码的某位置尺寸，将其与存储的验证信息比较，即比较待验证二维码的某位置尺寸是否在所存储的经统计的该位置尺寸的最大值、最小值内，或与经统计的该位置尺寸的最大值、最小值的差值是否大于所存储的阈值。根据比较的结果，如果待验证二维码的某位置尺寸在所存储的经统计的该位置尺寸的最大值、最小值内，或与所存储的经统计的该位置尺寸的最大值、最小值的差值不大于所存储的阈值，则判定其为真码，否则判定其为伪码。一批一码型防伪二维码适用于大批量印制。

作为示例，下面参照图2至图4描述一种特定随机特征的提取算法和比较判定算法，通过本文的公开内容，本领域技术人员可以显而易见的对以下算法做出修改，均应视为本发明的保护范围之内。

对二维码图像遍历搜索所有满足特定图像模式的子图像，例如如图2中或图3所示的黑白交叉相邻的四个单元格构成的图像模式。用本领域已知的一透视矩阵映射该二维码。假设共有m个满足该图像模式的子图像，测量每个子图像中如图4中所示的虚线部分（其为由印刷精度瓶颈造成的尺寸误差）的尺寸d1、d2…dm和作为正方形的该子图像的对角线的尺寸D1、D2…Dm，将比值d1/D1、d2/D2…dm/Dm作为特定随机特征。对于一物一码型，存储d1/D1、d2/D2…dm/Dm的所允许的最大值max1、max2…maxm和最小值min1、min2…minm以及一预先设定的阈值acc，对于一批一码型，存储所有采样二维码的经统计的d1/D1、d2/D2…dm/Dm的最大值max1、max2…maxm和最小值min1、min2…minm，以及一预先设定的阈值acc。

在验证一二维码是否是真码时，首先用上述算法提取待验证二维码的d1/D1、d2/D2…dm/Dm值。依次分别比较d1/D1、d2/D2…dm/Dm和最大值max1、max2…maxm、最小值min1、min2…minm，当di/Di＞mini且＜maxi（i=1、2…m）时，计数值r累加1。如果最终的计数r满足r/m＞acc，则判定待验证二维码为真码，否则为伪码。

下面参照图5描述根据本发明实施例的二维码防伪系统。

如图5所示，根据本发明实施例的二维码防伪系统包括：选择模块501，被配置成从已印制的、带有在印制过程中产生的一个或多个特定随机特征的一个或多个二维码当中随机选择一个或多个二维码作为采样二维码；第一特征提取模块502，被配置成提取所述采样二维码的所述一个或多个特定随机特征；计算模块503，被配置成对每个所述特定随机特征进行统计获得每个特定随机特征的随机特征统计值；存储模块504，被配置成存储每个特定随机特征的所述随机特征统计值和设定的阈值；第二特征提取模块505，被配置成提取待验证二维码的所述一个或多个特定随机特征；比较模块506，被配置成将提取到的所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与所存储的该特定随机特征的随机特征统计值对比，并将对比结果与所述阈值比较；判定模块507，被配置成基于比较结果，判定所述待验证二维码是真码还是伪码。

具体而言，选择模块501从已印制的、带有在印制过程中产生的一个或多个特定随机特征的一个（一物一码型）或多个（一批一码型）二维码当中随机选择一个或多个二维码作为采样二维码。对于用常规方法印制的二维码，在印制过程中由于物理不可控因素会在同批印制的一个或多个二维码中产生尺寸、形状、颜色、灰度、对比度、亮度等方面的随机误差，可以利用这些随机误差作为特定随机特征进行防伪。由于同批印制的二维码的物理不可控因素有相似之处，所以在同批印制的二维码中随机误差会在一定范围内波动。利用这个原理，从同批印制的二维码中随机选取一个或多个二维码作为采样二维码来在第一特征提取模块502中提取特定随机特征，而不对每个二维码逐一提取。

在计算模块503中，对提取的所有采样二维码的特定随机特征统计得到诸如最小值、最大值、平均值、方差值等的随机特征统计值。然后在存储模块504中将随机特征统计值与预先设定的阈值一同存储。所存储的随机特征统计值与预先设定的阈值可以在事后视需要被多次修改。

验证一二维码是否是真码时，在第二特征提取模块505中提取待验证二维码的所述一个或多个特定随机特征，并且在比较模块506中将提取到的所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与所存储的该特定随机特征的随机特征统计值以及所述阈值比较，最后在判定模块507中，基于比较结果，判定所述待验证二维码是真码还是伪码。例如，计算所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与存储的每个所述特定随机特征的所述随机特征统计值符合的数量，并计算符合的数量与所述特定随机特征总数量的比值，当所述比值大于所述阈值时，则判定所述待验证二维码是真码，否则判定其是伪码。

上述第一特征提取模块502和第二特征提取模块505中分别提取采样二维码和待验证二维码的特定随机特征，具体提取步骤可以是：搜索所述采样二维码或所述待验证二维码中满足特定图像模式的子图像；提取所述子图像中两个特定位置的尺寸；计算所述两个特定位置的尺寸的比值作为所述特定随机特征。

根据本发明的二维码防伪方法和系统适用于包括已知和未来可能开发的任何形式的二维码，包括但不限于QR码、DM码或PDF417。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尤其，本发明的对待验证二维码提取特定随机特征、比较和判定的步骤或第二特征提取模块、比较模块和判定模块可以用智能移动设备（例如智能移动电话等）和安装在其中的相应程序实现。本发明实施例中的功能模块划分只是示意性的，可以在本发明范围内进行合并或再划分。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种二维码防伪方法，包括以下步骤：

步骤一，从已印制的、带有在印制过程中产生的一个或多个特定随机特征的一个或多个二维码当中随机选择一个或多个二维码作为采样二维码；

步骤二，提取所述采样二维码的所述一个或多个特定随机特征；

步骤三，对每个所述特定随机特征进行统计获得每个特定随机特征的随机特征统计值；

步骤四，存储每个特定随机特征的所述随机特征统计值和设定的阈值；

步骤五，提取待验证二维码的所述一个或多个特定随机特征；

步骤六，将提取到的所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与所存储的该特定随机特征的随机特征统计值对比，并将对比结果与所述阈值比较；

步骤七，基于比较结果，判定所述待验证二维码是真码还是伪码。

2.根据权利要求1所述的二维码防伪方法，其中所述特定随机特征为二维码印制过程中随机产生的尺寸、形状、颜色、灰度、对比度、亮度上的误差。

3.根据权利要求1所述的二维码防伪方法，其中所述随机特征统计值为所述特定随机特征的最小值、最大值、平均值、方差值。

4.根据权利要求1所述的二维码防伪方法，其中在所述步骤四中存储的每个特定随机特征的所述随机特征统计值和所述阈值能够被多次修改。

5.根据权利要求1所述的二维码防伪方法，其中在所述步骤七中，计算所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与存储的每个所述特定随机特征的所述随机特征统计值符合的数量，并计算符合的数量与所述特定随机特征总数量的比值，当所述比值大于所述阈值时，则判定所述待验证二维码是真码，否则判定其是伪码。

6.根据权利要求1所述的二维码防伪方法，其中所述步骤二和所述步骤五为：

搜索所述采样二维码或所述待验证二维码中满足特定图像模式的子图像；

提取所述子图像中两个特定位置的尺寸；

计算所述两个特定位置的尺寸的比值作为所述特定随机特征。

7.一种二维码防伪系统，包括：

选择模块，被配置成从已印制的、带有在印制过程中产生的一个或多个特定随机特征的一个或多个二维码当中随机选择一个或多个二维码作为采样二维码；

第一特征提取模块，被配置成提取所述采样二维码的所述一个或多个特定随机特征；

计算模块，被配置成对每个所述特定随机特征进行统计获得每个特定随机特征的随机特征统计值；

存储模块，被配置成存储每个特定随机特征的所述随机特征统计值和设定的阈值；

第二特征提取模块，被配置成提取待验证二维码的所述一个或多个特定随机特征；

比较模块，被配置成将提取到的所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与所存储的该特定随机特征的随机特征统计值对比，并将对比结果与所述阈值比较；

判定模块，被配置成基于比较结果，判定所述待验证二维码是真码还是伪码。

8.根据权利要求7所述的二维码防伪系统，其中所述特定随机特征为二维码印制过程中随机产生的尺寸、形状、颜色、灰度、对比度、亮度上的误差。

9.根据权利要求7所述的二维码防伪系统，其中所述随机特征统计值为所述特定随机特征的最小值、最大值、平均值、方差值。

10.根据权利要求7所述的二维码防伪系统，其中所述存储模块存储的每个特定随机特征的所述随机特征统计值和所述阈值能够被多次修改。

11.根据权利要求7所述的二维码防伪系统，其中所述判定模块被配置成，计算所述待验证二维码的每个所述特定随机特征与存储的每个所述特定随机特征的所述随机特征统计值符合的数量，并计算符合的数量与所述特定随机特征总数量的比值，当所述比值大于所述阈值时，则判定所述待验证二维码是真码，否则判定其是伪码。

12.根据权利要求7所述的二维码防伪系统，其中所述第一特征提取模块和所述第二特征提取模块被配置为：

搜索所述采样二维码或所述待验证二维码中满足特定图像模式的子图像；

提取所述子图像中两个特定位置的尺寸；

计算所述两个特定位置的尺寸的比值作为所述特定随机特征。