CN104376339B - 一种具有验证功能的图形码扫描方法及其图形码结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图形码结构，其包括图形码图案和至少一个验证定位体，所述图形码图案形成在一表面上，用于供终端设备拍摄后转化为数据信息；所述验证定位体具有三维立体形状，并根据预定规则设置在图形码图案周围的表面上，用于供终端设备拍摄后解析得到空间参考数据。本发明还提供了一种对应上述图形码结构的扫描方法，包括提供上述图形码结构，通过终端设备在两个以上不同空间状态下拍摄该结构，从而获得所述验证定位体在不同图像中的参考数据，然后根据预存储的标准数据判断所述参考数据是否与之匹配，若是则转化图形码数据信息。本发明强调了扫描、识读时的特定空间要求以及现场存在必要，因此能带来不易复制、有效辨识的防伪效果。

Description

一种具有验证功能的图形码扫描方法及其图形码结构

技术领域

本发明涉及数据识别与信息验证的技术领域，尤其涉及一种将立体形态和图形码信息相结合，共同实现信息采集、防伪验证的图形码结构及其扫描方法。

背景技术

随着科技水平的提高和信息技术的发展，利用各种形式的平面图形码来记载信息数据，从而完成资料存储、信息管理、防伪验证、买卖消费等行为，已经越发广泛地应用于各种商业活动之中。在信息识别与身份验证方面，由于平面图形码本身可通过一定规则的编排方法记载大量的数据，并且能通过特定的识别终端进行快速采集和识读辨认，因此，采用快速扫描平面图形码来实现信息识别、身份验证、电子防伪等功能，也受到许多行业和技术领域的青睐。目前，许多产品在接受定期检测、维修保养时，都会选择带有一定数据信息的图形码与相应的数据识别终端来配套使用，已达到方便读取数据、快速完成信息采集和记录或者适时签到的目的。然而，作为承载信息的图形码结构，由于其呈现的图像较为简单且基本形成在一个相对平面的结构上，针对所述图形码结构的扫描并未结合该图形码结构周围的三维结构，也即没有将所述图形码结构与具体产品从三维维度上建立关联关系，因此所述图形码结构以及针对所述图形码结构的扫描行为存在被复制和伪造的风险。倘若该带有独特身份数据信息的平面图形码被移换位置、设置在其他非该产品本身的物体上，上述数据识别终端仍然会读取与该图形码信息相对应的原始产品的各项信息，而并不会做出所获数据信息与对应产品不相符合的辨别和判断。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种图形码结构，其除了能够记载大量的数据信息，还同时具有不易仿造和复制的防伪功能。

本发明为了解决上述技术问题而提供的技术方案为：一种图形码结构，该图形码结构包括图形码图案和至少一个验证定位体，其中：

所述图形码图案形成在一表面上，该图形码图案用于供终端设备进行拍摄之后转化为数据信息；

所述验证定位体具有三维立体形状，该验证定位体根据预定规则设置在所述图形码图案的周围的所述表面之上，用于供所述终端设备进行所述拍摄后解析得到空间参考数据。

其中，所述图形码图案包括条形码和二维码中任一或其组合。

进一步地，所述验证定位体的三维立体形状为具有圆形、弓形或多边形的水平截面的立体柱或凹坑。作为优选，该定位体是与所述图形码图案形成表面相连接的长方体立柱或圆柱体立柱。

进一步地，所述图形码图案使用印刷、雕刻、激光烧蚀、化学刻蚀和喷墨成像中任一种方法形成在所述表面上。

本发明还提供了一种用于上述图形码结构的扫描方法，其具有验证和防伪辨识功能，该方法包括以下步骤：

提供图形码结构，该图形码结构包括图形码图案和至少一个验证定位体，其中所述图形码图案形成在一表面上，所述验证定位体具有三维立体形状，该验证定位体根据预定规则设置在所述图形码图案的周围的所述表面之上；

终端设备在第一空间状态针对所述图形码结构进行拍摄以生成第一图像；

解析所述第一图像以获得所述验证定位体的第一空间参考数据；

所述终端设备在第二空间状态针对所述图形码结构进行拍摄以生成第二图像；

解析所述第二图像以获得所述验证定位体的第二空间参考数据；

判断所述第一空间参考数据和所述第二空间参考数据是否匹配预存储的标准数据，若是则根据所述第一图像和/或所述第二图像将所述图形码图案转化为数据信息。

此外，该方法还包括：根据所述终端设备提供的指示信息确定所述终端设备从所述第一空间状态变换至所述第二空间状态的空间位移方向。

进一步地，上述第一空间参考数据包括所述验证定位体在所述第一图像中呈现的三维参数；上述第二空间参考数据包括所述验证定位体在所述第二图像中呈现的三维参数。作为优选，所述三维参数包括尺寸和/或尺寸比例。

进一步地，所述标准数据包括用于描述所述验证定位体在实际三维空间中的标准三维参数。

进一步地，所述图形码图案包括条形码和二维码中任一或其组合。而所述验证定位体的三维立体形状为具有圆形、弓形或多边形的水平截面的立体柱或凹坑。作为优选，该定位体是与所述图形码图案形成表面相连接的长方体立柱或圆柱体立柱。

进一步地，所述图形码图案使用印刷、雕刻、激光烧蚀、化学刻蚀和喷墨成像中任一种方法形成在所述表面上。

进一步地，所述的终端设备是同时具有图形码识读功能和立体图形识别功能的采集器、智能手机或平板电脑等设备。

采用上述技术方案会具有显著而突出的有益效果：一方面，本发明将普通的图形码图案与具有一定立体形态的定位结构相结合，克服了原始图形码图像简单、容易复制的缺陷，使得仿造该图形码结构的成本提高、难度加大；另一方面，本发明在信息识读之后添加了辨析、确认的步骤，相对于普通图形码的拍摄过程来说，增设了具有随机性和即时性的操作细节，强调了扫描、识读行为的特定空间要求以及现场存在必要性，因而带来了普通图形码图案不具备的防伪效果，由此使得图形码结构记载的信息更为安全、真实，也能令扫描之后所触发的各种相关应用更加可靠、有效。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明所述图形码结构的一种具体实施方式的示意图；

图2为本发明所述的扫描方法在识读图1所示图形码结构时的一种具体实施方式的使用状态图，其中终端设备处于第一空间位置；

图3为本发明所述的扫描方法在识读图1所示图形码结构时的一种具体实施方式的使用状态图，其中终端设备处于第二空间位置；

图4为本发明所述的扫描方法的一种具体实施方式的流程图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。

参考图1-4，其中图4是根据本发明的扫描方法的一个具体实施方式的流程图，该流程图中涉及的图形码结构的一个优选实施例可参考图1中所示的图形码结构1。由图4可知，该具有验证功能的图形码扫描方法包括：

在步骤S101中，提供一种诸如图1中所示类型的图形码结构1，该图形码结构1包括图形码图案2和至少一个验证定位体3，其中所述图形码图案形成在一表面(图1中所示的表面为一基板100)上，所述验证定位体3具有三维立体形状，该验证定位体3根据预定规则设置在所述图形码图案2周围的所述表面之上；

在步骤S102中，终端设备4在第一空间状态针对所述图形码结构1进行拍摄以生成第一图像，此操作过程在图2中有所体现；

在步骤S103中，解析所述第一图像以获得所述验证定位体3的第一空间参考数据；

在步骤S104中，所述终端设备4在第二空间状态针对所述图形码结构1进行拍摄以生成第二图像，此操作过程在图3中有所体现；

在步骤S105中，解析所述第二图像以获得所述验证定位体3的第二空间参考数据；

在步骤S106中，判断所述第一空间参考数据和所述第二空间参考数据是否匹配预存储的标准数据，若是则执行步骤S107；

在步骤S107中，根据所述第一图像和/或所述第二图像将所述图形码图案转化为数据信息。

进一步地，该方法还包括如下步骤：根据所述终端设备提供的指示信息确定所述终端设备从所述第一空间状态变换至所述第二空间状态的空间位移方向。该步骤通常在步骤S102之后以及步骤S104之前执行。

具体地，上述第一空间参考数据包括所述验证定位体在所述第一图像中呈现的三维参数；上述第二空间参考数据包括所述验证定位体在所述第二图像中呈现的三维参数。作为优选，所述三维参数包括尺寸和/或尺寸比例。

图1展示了上述步骤S101中提及的图形码结构的一种具体实施方式。该图形码结构1包括图形码图案2和验证定位体3，其中：所述图形码图案2印刷在平面基板100上，其用于供终端设备4(图1中未画出)进行拍摄之后转化为数据信息；所述验证定位体3也设置在平面基板100上，且依照预定规则排布和呈现。在本实施例中，所述图形码结构包括多个验证定位体3分别是：形状为长方体的第一验证定位体301、形状为圆柱体的第二验证定位体302和形状为圆柱体立柱的第三验证定位体303，上述第一验证定位体301、第二验证定位体302和第三验证定位体303围绕在图形码图案2的周边，它们的具体形状、尺寸及其与图形码图案2的位置关系等参数均预先存储在终端设备4或网络服务器中，用于供所述终端设备4在拍摄该图形码结构以生成图像数据后，解析该图像数据并调用上述参数进行计算机参考和比对。

典型地，上述图形码图案2为二维码或/和条形码图案，或者是其他任意形式的能够记载数据信息、并经终端设备4进行拍摄后得以读取、转化的图形码图案。

具体地，上述平面基板100为铜、铝及合金等金属材质，或者由塑料、树脂等其他能够经注塑、模压等加工工艺方便成型的材质制成。该基板100通过销钉连接、黏合剂粘接或者一体式焊接等固定形式安装在某产品上。

为了满足设计需要，上述图形码图案2在所述平面基板100上并非仅有印刷这一种存在形式，其还可以是通过雕刻、激光烧蚀、化学刻蚀、喷墨成像、等等任一种方法形成在所述的平面基板100上。

可选地，所述验证定位体3除了实施例中所示的圆柱体立柱和长方体立柱两种形态之外，还可以是其他任意形式的三维立体形态，例如具有圆形、弓形或多边形的水平截面的立体柱或凹坑，只要是能够被加工成型且置于所述表面100上的三维立体形态即可。

进一步地，上述三维立体形态可以通过整体冲压、点焊式连接或者模压、凿钻等方式形成于所述基板100上，其材质既可以与该基板100的材质相同，也可以不同，以该三维立体形态与所述表面之间便于联结、有效固定为原则。

特别地，当所述三维立体形态为凹陷或凹坑结构时，上述平面基板100的厚度应当设置为，能够使类似第三验证定位体303这样的凹陷结构得到完整呈现，以实现该立体形态可被终端设备4成功识别、辨析为前提。

本领域技术人员还应当理解，为了保证该图形码结构1的应用普适度，上述平面基板100并非只能以一个特定的独立实体的形式存在，对于某些适用对象而言，本发明的图形码图案2也可以直接形成于某一产品的某个表面上，此时该图形码结构1中所述的“表面”就是该产品(即适用对象)本身的形成有图形码图形2和验证定位体3的那个表面。另外，该平面基板100也可以通过非平面形态存在，例如根据需要将其设置为具有一定角度的曲面，等等。

需要说明的是，上述验证定位体3最少设置一个，并可根据实际需要而改变设置数量。对于两个以上的验证定位体，其各自的形状、大小以及它们分别与图形码图案2的相对距离等参数之间，既可以完全不同、也可以部分或全部相同。理论上讲，所设验证定位体3的数量越多，形状越复杂或差异度越大，其能够达到的防伪程度就越高。具体实践中可以根据所要进行区别的图形码结构1的数量来确定所设验证定位体3的数量及其各自的形状、大小或位置等差异，不同的图形码结构1所设置的验证定位体3最好有所区别(即至少拥有一个参数差异)，以提高不同图形码结构之间的辨识度和可识别性。

图2和图3共同体现了本发明的扫描方法的一种具体实施方式，其主要展示这种实施方式在扫描、识读图1所示的图形码结构1时的两项操作步骤，请注意该具体实施方式并不是扫描图形码结构1的唯一方式，而是为更好地理解本发明而列举出的一种相对简单并且典型的操作步骤(直观对应上述步骤中的S102至S105)。在图2中，终端设备4位于图形码结构1的左上方(即所谓的第一空间位置)，其对准所述的图形码结构1进行拍摄，以读取图形码图案2的信息为主，同时得到有关验证定位体3在当下拍摄角度和位置的特定形态数据，这种三维立体形状的特定形态数据和图形码图案2共同称之为第一图像。拍摄完毕后，该第一图像会被记录下来并得以解析，从而获取该视角下验证定位体3包括形状、位置、大小以及比例等信息在内的三维参数(即所谓的第一空间参考数据)。接下来，适当移动该终端设备4，在仍然能够读取图形码图案2的图像信息的基础上，改变该终端设备4相对于其在上述第一空间位置时的角度和方位，使其处于所谓的第二空间位置(在图3显示的本实施例中，该终端设备4位于图形码结构1的右上方)，再一次对准所述的图形码结构1进行拍摄，以获知该视角下验证定位体3的又一瞬时图像，该瞬时图像和图形码图案2结合，共同称之为第二图像。然后，再将这种第二图像的数据信息也记录下来，同样按照一定规则进行解析，得到该特定拍摄位置时验证定位体3的另一套三维参数，即第二空间参考数据。最后，将上述第一、第二空间参考数据与预存在终端设备4中的标准数据相比较，若存在每套三维参数都能成对匹配的情况，则将第一图像和/或第二图像中的图形码图案转化为数据信息，否则就不进行数据转化，即不对图形码图形2进行具体数据的识读。

典型地，所述标准数据包括用于描述所述验证定位体3在实际三维空间中的标准三维参数，参考前文中相关部分的描述，所述标准数据预存储在终端设备4或与终端设备4通信的服务器中。

可选择地，终端设备4还带有信息提示功能，可以针对上述拍摄行为的具体操作步骤给出指令。例如，在上述具体实施方式中，该终端设备4可以在扫描行为的开始时，提示该终端设备4位于具体的第一空间位置(即该图形码结构1的左上方)，然后在第一图像形成、第一空间参考数据获取之后，随机地或者按照特定规则地再给出另一拍摄视角的位移提示，比如使用图像(例如箭头等图形)、文字、语音或者几种手段相结合的方式，指示该终端设备4移动至指定的具体方位(例如图3中显示的图形码结构1的右上方)。此外，该设备终端还可以在空间参考数据比较完成后，给出继续改变拍摄角度或者终止扫描的指令或提示。

进一步地，在实际操作时可以根据需要，重复操作上述步骤S102至S105，使终端设备4在更多空间位置拍摄验证定位体的图像信息，以取得相对更为全面和复杂的空间参考数据，从而令解析、比对的结果更为精准、可靠，最终实现上述图形码结构能够准确防伪的功能。

具体地，上述预先存储的标准数据包括用于描述所述验证定位体在实际三维空间中的标准三维参数，该三维数据可以是验证定位体的帧存体坐标值，也可以用不同的颜色参数加以代替或补充。上述扫描过程主要运用的方法包括：二维码/条形码图形扫描和解密方法以及三维图像识别技术(例如光学位相测量轮廓术、CCD成像技术与图像处理技术等)、色彩辨析技术等，以上这些内容均为本领域技术人员所公知的技术，本申请不予赘述。

典型地，所述的终端设备4是同时具有图形码识读功能和三维图像识别功能的扫描器、智能手机或平板电脑等设备。在其他的实施例中，该终端设备4仅具有拍照和数据传输功能，上述比对三维参数、解密图形码信息以及色彩辨析等工作均由与该设备4连接的服务器来完成，服务器与该终端设备4之间建立数据传输联系。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

采用上述技术方案会具有显著而突出的有益效果：一方面，本发明将普通的图形码图案与具有一定立体形态的定位结构相结合，克服了原始图形码图像简单、容易复制的缺陷，使得仿造该图形码结构的成本提高、难度加大；另一方面，本发明在信息识读之后添加了辨析、确认的步骤，相对于普通图形码的拍摄过程来说，增设了具有随机性和即时性的操作细节，强调了扫描、识读行为的特定空间要求以及现场存在必要性，因而带来了普通图形码图案不具备的防伪效果，由此使得图形码结构记载的信息更为安全、真实，也能令扫描之后所触发的各种相关应用更加可靠、有效。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，综上所述，依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (14)

1.一种图形码结构，该图形码结构包括图形码图案和至少一个验证定位体，其中：

所述图形码图案形成在一表面上，该图形码图案用于供终端设备进行拍摄之后转化为数据信息；

所述验证定位体具有三维立体形状，该验证定位体根据预定规则设置在所述图形码图案的周围的所述表面之上，用于供终端设备在第一空间状态进行拍摄以得到第一图像以及在第二空间状态进行拍摄以得到第二图像，其中，所述第一图像用于解析得到所述验证定位体的第一空间参考数据，所述第二图像用于解析得到所述验证定位体的第二空间参考数据。

2.根据权利要求1所述的图形码结构，其中：

所述图形码图案包括条形码和二维码中任一或其组合。

3.根据权利要求1或2所述的图形码结构，其中：

所述三维立体形状包括：具有圆形、弓形或多边形的水平截面的立体柱或凹坑。

4.根据权利要求3所述的图形码结构，其中：

所述验证定位体是与所述表面相接的长方体立柱或圆柱体立柱。

5.根据权利要求1或2所述的图形码结构，其中：

所述图形码图案使用印刷、雕刻、激光烧蚀、化学刻蚀和喷墨成像中任一种方法形成在所述表面上。

6.一种具有验证功能的图形码扫描方法，该方法包括：

提供图形码结构，该图形码结构包括图形码图案和至少一个验证定位体，其中所述图形码图案形成在一表面上，所述验证定位体具有三维立体形状，该验证定位体根据预定规则设置在所述图形码图案的周围的所述表面之上；

终端设备在第一空间状态针对所述图形码结构进行拍摄以生成第一图像；

解析所述第一图像以获得所述验证定位体的第一空间参考数据；

所述终端设备在第二空间状态针对所述图形码结构进行拍摄以生成第二图像；

解析所述第二图像以获得所述验证定位体的第二空间参考数据；

判断所述第一空间参考数据和所述第二空间参考数据是否匹配预存储的标准数据，若是则根据所述第一图像和/或所述第二图像将所述图形码图案转化为数据信息。

7.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括：

根据所述终端设备提供的指示信息确定所述终端设备从所述第一空间状态变换至所述第二空间状态的空间位移方向。

8.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述第一空间参考数据包括所述验证定位体在所述第一图像中呈现的三维参数；

所述第二空间参考数据包括所述验证定位体在所述第二图像中呈现的三维参数。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述三维参数包括尺寸和/或尺寸比例。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述标准数据包括用于描述所述验证定位体在实际三维空间中的标准三维参数。

11.根据权利要求6-10中任一项所述的方法，所述图形码图案包括：

条形码和二维码中任一或其组合。

12.根据权利要求6-10中任一项所述的方法，其中，所述三维立体形状包括：

具有圆形、弓形或多边形的水平截面的立体柱或凹坑。

13.根据权利要求12所述的方法，其中：

所述验证定位体是与所述表面相接的长方体立柱或圆柱体立柱。

14.根据权利要求6-10中任一项所述的方法，其中：

所述图形码图案使用印刷、雕刻、激光烧蚀、化学刻蚀和喷墨成像中任一种方法形成在所述表面上。