CN104766217A - 一种商品信息编码方法、受干扰时的解码方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种商品信息编码方法、受干扰时的解码方法：提取每个商品的商品信息，转换为标准的数据格式后作为其唯一的身份识别数据，将商品信息进行矩阵信息编码，矩阵各个元素与周围的元素算法关联，所有商品信息及矩阵信息均可存储到服务器数据库中；矩阵信息还可嵌入到商品包装或者商品上。进行商品追溯时，可以利用商品或者商品外包装上的矩阵信息进行矩阵信息解码，对商品来源及信息进行追溯。即使商品或者商品包装有破损，也可以利用该关联算法破损的信息位进行矩阵信息还原，完成商品追溯。

Description

一种商品信息编码方法、受干扰时的解码方法

技术领域

本发明涉及流通商品信息防伪追溯技术领域，尤其涉及一种商品信息编码方法、受干扰时的解码方法。

背景技术

随着经济的持续发展和市场化的趋势，贸易的流通越来越高速和便利。在商品流通过程中，生产商品的信息标注的不唯一性导致商品在流通过程中无法追溯，部分经销商对商品的仿制、对商品标注的破坏，使得生产企业蒙受了巨大的经济损失。

因此，如何使得在商品流通过程中可追溯，解决电流通商品的流货和窜货等问题，成为国内外学者广泛关注的问题，同时也提出了许多解决上述问题的方法，其中以激光防伪、标签防伪、油墨防伪等印刷类为主，这些传统的防伪方法，在商品流通中容易伪造和受到人为破坏，达不到有效的防伪和仿窜货的效果。

发明内容

为解决追溯商品来源，防止商品流通过程中的窜货及伪造问题，本发明提供了一种商品信息编码方法、受干扰时的解码方法。

所述商品信息编码方法，包括如下步骤：

步骤一：将采集的商品信息转化为与其一一对应的原始矩阵信息，所述原始矩阵由至少两种元素组成；原始矩阵的任何一行或一列两端视为逻辑相邻，以使得原始矩阵在几何位置上成为上下左右闭合的图；

步骤二：将原始矩阵中每个元素所在位置作为一个单元格对原始矩阵信息进行编码形成编码矩阵，即在每个单元格中加入新元素；在每个单元格中，原始矩阵中的元素作为信息位，新元素作为校验位；选择原始矩阵中的至少一个元素，校验位的取值与该单元格上下左右位置上的单元格信息位内被选择元素的分布情况关联；

进一步的，编码矩阵中，每个单元格中校验位取值与该单元格上下左右位置上的单元格信息位所具有的原始矩阵中被选择的元素的个数关联。

进一步的，编码矩阵中，每个单元格中校验位取值等于该单元格上下左右位置上的单元格信息位所具有的原始矩阵中被选择的一个元素的总个数。

进一步的，步骤一中，根据商品信息的数量来确定原始矩阵的容量，使得每一条商品信息唯一对应于一个原始矩阵。

优选的，所述原始矩阵的组成元素为0、5，编码矩阵校验位的取值0或1或2或3或4。

进一步的，所述商品信息为商品的认证信息，包括生产日期、生产序号、生产地区。

在每个单元格中校验位取值等于该单元格上下左右位置上的单元格信息位所具有的原始矩阵中被选择的元素的总个数的情况下，商品信息受干扰时的解码方法，包含如下步骤：

步骤一：选择利用上述商品信息编码方法得到的编码矩阵中需要进行信息位还原的某一个单元格，其校验位为a(i,j),其信息位A(i,j)丢失，其上下左右单元格中信息位分别为A（i-1,j)、A(i+1,j)、A(i,j-1)、A(i,j+1)，则A（i,j）的校验位为由于A(i,j)满足如下四个方程：

a(i-1,j)=[A（i-2,j)+A(i,j)+A(i-1,j-1)+A(i-1,j+1)]mod X；

a(i,j+1)=[A（i-1,j+1)+A(i+1,j+1)+A(i,j)+A(i,j+2)]mod X；

a(i+1,j)=[A（i,j)+A(i+2,j)+A(i+1,j-1)+A(i+1,j+1)]mod X；

a(i,j-1)=[A（i-1,j-1)+A(i+1,j-1)+A(i,j-2)+A(i,j)]mod X。

其中，X为原始矩阵中被选择的元素；根据以上方程中的满足条件的某一个可以解出需要还原的信息位A（i,j）;

步骤二：重复进行步骤1，对需要进行信息位还原的单元格进行遍历，选择对于解码最有用的信息，直到解出所有的破损信息码;

步骤三：返回编码所对应的原始矩阵，得到原始矩阵对应的商品信息。

进一步的，当需要还原信息位的单元格过多时，会导致列出的方程组得不到唯一的解，则只能解出部分的破损信息码，其余的信息码只能通过在数据库中进行比对，所述数据库里存储有所有被编码的商品对应的原始矩阵、编码矩阵、商品信息。

本发明的有益效果为：

本发明将商品信息进行矩阵信息编码，每件商品对应唯一的原始矩阵、商品信息、编码矩阵，所述的编码矩阵信息可以嵌入到商品或者商品包装上，方便了厂家统一对商品信息进行管理，防止商品窜货。编码矩阵各个元素与周围的元素算法关联，即使商品或者商品包装有破损，也可以利用该关联算法破损的信息位进行矩阵信息还原，完成商品追溯。本发明使得商品流通过程更加安全，保障消费者和厂家的利益，具有极好的应用前景。

具体实施方式

本发明所述一种商品信息编码方法、受干扰时的解码方法，其设计构思为：提取每个商品的商品信息，转换为标准的数据格式后作为其唯一的身份识别数据，将商品信息进行矩阵信息编码，矩阵各个元素与周围的元素算法关联，所有商品信息及矩阵信息均可存储到服务器数据库中、矩阵信息还可嵌入到商品包装或者商品上。进行商品追溯时，可以利用商品或者商品外包装上的矩阵信息进行矩阵信息解码，对商品来源及信息进行追溯。即使商品或者商品包装有破损，也可以利用该关联算法破损的信息位进行矩阵信息还原，完成商品追溯。

下面对本发明进行更加详细的说明。

商品信息编码方法主要包括以下步骤：

步骤一：采集待编码商品的信息，转化为与其一一对应的原始矩阵信息。

采集商品信息，并转换成标准的数据格式。所述的商品信息应该能够体现出商品的原始信息，以利于追溯。如商品的认证信息，包括出产日期、生产序号、数量、生产地区等信息，并按确定的顺序排列，形成该商品的唯一的身份识别数据。计算机通过一定的算法生成信息序列，对采集到的商品信息数据进行矩阵编码，并与采集到的商品信息关联，形成一一对应的关系的原始矩阵信息。

原始矩阵由至少两种不同的元素组成，其在原始矩阵中的排列对应商品信息，且根据商品信息所包含数据信息的数量来确定矩阵的容量，使得每一条商品信息唯一对应于一个原始矩阵编码。

设置至少两个不同的元素是为了后续编码矩阵的生成，如果只有一种元素，在较难实现后续所述校验位与信息位的关联。

举例，如表1所示，本实施例设置原始矩阵大小为3*5，由0和5两种元素构成，该矩阵就表示了某个商品信息。

 表 1

实际上，上述例子是较优的元素设置选择，其非常直观，方便应用。

步骤二:原始矩阵信息编码，形成编码矩阵。

所述信息编码即是将原始矩阵中每个元素所在位置作为一个单元格对原始矩阵进行编码以形成编码矩阵。编码后的编码矩阵与原始矩阵以及所对应的商品信息相互关联，形成一一对应的关系。

为了使编码矩阵中的每个元素能够与周围的元素建立相关性，原始矩阵的任何一行或一列两端视为逻辑相邻，以使得从原始矩阵在几何位置上成为上下左右闭合的图。原始矩阵中每个元素所在位置视为一个单元格，每个单元格中加入新元素，原始矩阵中的元素作为信息位，新元素作为校验位。

选择至少一个原始矩阵中的元素，校验位的取值应该根据具体情况与被选择元素的分布建立起某种对应关系。

例如，编码矩阵中，每个单元格中校验位的取值可以与该单元格周围上下左右位置上的单元格内信息位所具有的被选择的元素个数关联。比如，该校验位取值等于被选择元素的个数，或比被选择元素个数大N或者小N（N为自然数）。

例如，编码矩阵中，每个单元格中校验位的取值为字母，其与该单元格中周围八个单元格或者上下左右四个单元格中信息位所具有的原始矩阵中被选择元素的个数关联。当个数分别为0~8个时，校验位对应取值分别为A~H。

为了方便理解，再举例说明。

选择表1所示的原始矩阵，选择元素5，每个单元格中校验位的取值等于该单元格周围上下左右位置上的单元格内信息位所具有的5的个数。其编码步骤为：

步骤a:每个单元格子均包含信息位与校验位，信息位由包含码元0和5的原始信息码确定，由此生成原始矩阵。

步骤b:校验位由周围的信息码确定，每个校验位均由其单元格上下左右四个信息位中“5”的个数来确定。设信息位为A(i,j)，其上下左右信息位分别为A（i-1,j)、A(i+1,j)、A(i,j-1)、A(i,j+1)，则A（i,j）的校验位为

a(i,j)=[A（i-1,j)+A(i+1,j)+A(i,j-1)+A(i,j+1)]mod 5

上式表示A（i-1,j)、A(i+1,j)、A(i,j-1)、A(i,j+1)相加，其和除以5即可得到含有的5的个数（后续公式类似）。由此建立信息码之间的关联性，按照上式生成编码矩阵的完整信息编码。

表2

具体关联算法根据实际情况选取或自己制定，在此不再赘述。

在将本发明用于商品追溯的实践过程中，可以将编码矩阵所代表的信息嵌入到商品包装或者商品上。优选以能够相互区别的图案分别表示编码矩阵中的各个元素，采用喷码映射以及激光孔映射方式嵌入到商品包装或者商品上。

如，表2所示的编码矩阵中包含数字0,1,2,3,4,5，以五种能够相互区别的图案分别表示（例如可以用空白表示符号0）。

优选的，编码矩阵的数据信息可以在包装上以背景图形或底纹的方式嵌入商品，既不影响包装的外观，又使信息比较隐蔽。

实践中，可根据需要将原始矩阵信息、编码矩阵信息、商品信息均存储在服务器数据库中并相互关联。该服务器应该可以通过互联网进行访问。编码矩阵被解码后将返回对应的原始矩阵，可通过在服务器数据库中的比对，得到最终的产品信息。

优选的，为了节约服务器数据库资源，编码后还对矩阵信息进行冗余，所述的冗余即所使用的原始矩阵信息通过一定的规律从能生成的所有矩阵中抽取，并根据流通中的商品总量调整原始矩阵行和列的数值，使得被使用的原始矩阵始终只占据所有商品对应的总原始矩阵数量的一小部分。

理论上，m*n矩阵的信息容量为2^m*n，因此可以根据流通中的商品总量调整原始矩阵m和n的数值，以改变总的信息容量。在实际应用中，为了减小各矩阵码之间的相似度，可以有选择地从总的数据容量中按照设定的最佳规定抽取实际需要的数据量，最佳规定的标准是使得各信息码间的差异性尽可能大。最终，被使用的原始矩阵始终只占据总原始矩阵数量的一小部分，信息的冗余度可以非常高。

下面介绍上述编码方法得到的编码矩阵的矩阵信息解码。

所述的矩阵信息解码，是编码的逆处理过程，根据上述编码矩阵单元格校验位的算法进行编码矩阵的信息解码，得到原始矩阵信息，通过在服务器数据库中的对比，得到商品信息，完成追溯。

实际上，商品的外包装在运输过程中容易破损，使得矩阵信息矩阵因被破坏而信息不完整，这时可以通过破损信息周围的信息位和校验位编码所采用的运算方法列方程求解出丢失的信息码。

下面以表2所示编码矩阵为例进行计算说明。

具体解码算法步骤如下：

步骤一:选择需要进行信息位还原的某一个单元格，其校验位为a(i,j),其信息位A(i,j)丢失，其上下左右单元格中信息位分别为A（i-1,j)、A(i+1,j)、A(i,j-1)、A(i,j+1)，若信息矩阵中某一位信息位A(i,j)丢失，由于A(i,j)满足如下四个方程：

a(i-1,j)=[A（i-2,j)+A(i,j)+A(i-1,j-1)+A(i-1,j+1)]mod X；

a(i,j+1)=[A（i-1,j+1)+A(i+1,j+1)+A(i,j)+A(i,j+2)]mod X；

a(i+1,j)=[A（i,j)+A(i+2,j)+A(i+1,j-1)+A(i+1,j+1)]mod X；

a(i,j-1)=[A（i-1,j-1)+A(i+1,j-1)+A(i,j-2)+A(i,j)]mod X。

其中，X为原始矩阵中被选择的元素,此处为5；根据以上方程中的满足条件的某一个可以解出破损信息A（i,j）。

步骤二:重复进行步骤一，对需要进行信息位还原的单元格进行遍历，选择对于解码最有用的信息，直到解出所有的破损信息码。

某些情况下，编码矩阵中连续多个信息位丢失，如表3所示，其中X1~X6为破损信息位，根据编码的运算方法，可以列出方程组：

 a(1,3)=[A（3,3)+A(2,3)+X2+A(1,4)]mod X

 a(2,3)=[A（1,3)+A(3,3)+X4+A(2,4)]mod X

 a(3,3)=[A（2,3)+A(1,3)+X6+A(3,4)]mod X

 a(1,5)=[A（3,5)+A(2,4)+A(1,4)+X1]mod X

 a(2,5)=[A（1,5)+A(3,5)+A(2,4)+X3]mod X

 a(3,5)=[A（2,5)+A(1,5)+A(3,4)+X5]mod X

其中，X为原始矩阵中被选择的元素,此处为5；解此方程组，可得到破损的信息位X1~X6。

表3

在实际情况下破损的信息个数和位置是不确定的，因此列方程时应按照步骤a中运算规则对破损格子周围信息进行遍历，选择对于解码最有用的信息，此过程在操作中应反复进行，直到解出所有的破损信息码。

若破损信息位过多，会导致列出的方程组得不到唯一的解，也就意味着只能解出部分的破损信息码，其余的信息码只能通过在数据库中进行比对，利用信息的冗余得到唯一的原始信息码，冗余度越高，还原率越高。

本发明的有益效果为：

本发明将商品信息进行矩阵信息编码，每件商品对应唯一的原始矩阵、商品信息、编码矩阵，所述的编码矩阵信息可以嵌入到商品或者商品包装上，方便了厂家统一对商品信息进行管理，防止商品窜货。编码矩阵各个元素与周围的元素算法关联，即使商品或者商品包装有破损，也可以利用该关联算法破损的信息位进行矩阵信息还原，完成商品追溯。本发明使得商品流通过程更加安全，保障消费者和厂家的利益，具有极好的应用前景。

Claims (8)

1. 一种商品信息编码方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将采集的商品信息转化为与其一一对应的原始矩阵信息，所述原始矩阵由至少两种元素组成；原始矩阵的任何一行或一列两端视为逻辑相邻，以使得原始矩阵在几何位置上成为上下左右闭合的图；

步骤二：将原始矩阵中每个元素所在位置作为一个单元格对原始矩阵信息进行编码形成编码矩阵，即在每个单元格中加入新元素；在每个单元格中，原始矩阵中的元素作为信息位，新元素作为校验位；选择原始矩阵中的至少一个元素，校验位的取值与该单元格上下左右位置上的单元格信息位内被选择元素的分布情况关联。

2.如权利要求1所述的商品信息编解码方法，其特征在于，编码矩阵中，每个单元格中校验位取值与该单元格上下左右位置上的单元格信息位所具有的原始矩阵中被选择的元素的个数关联。

3.如权利要求2所述的商品信息编解码方法，其特征在于，编码矩阵中，每个单元格中校验位取值等于该单元格上下左右位置上的单元格信息位所具有的原始矩阵中被选择的一个元素的总个数。

4.如权利要求1所述的商品信息编解码方法，其特征在于，步骤一中，根据商品信息的数量来确定原始矩阵的容量，使得每一条商品信息唯一对应于一个原始矩阵。

5.如权利要求1~4中任一项所述的商品信息编码方法，其特征在于，所述原始矩阵的组成元素为0、5，编码矩阵校验位的取值0或1或2或3或4。

6.如权利要求1所述的一种商品信息编码方法，其特征在于，所述商品信息为商品的认证信息，包括生产日期、生产序号、生产地区。

7.一种商品信息受干扰时的解码方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一：选择利用权利要求3所述的商品信息编码方法得到的编码矩阵中需要进行信息位还原的某一个单元格，其校验位为a(i,j),其信息位A(i,j)丢失，其上下左右单元格中信息位分别为A（i-1,j)、A(i+1,j)、A(i,j-1)、A(i,j+1)，则A（i,j）的校验位为由于A(i,j)满足如下四个方程：

a(i-1,j)=[A（i-2,j)+A(i,j)+A(i-1,j-1)+A(i-1,j+1)]mod X；

a(i,j+1)=[A（i-1,j+1)+A(i+1,j+1)+A(i,j)+A(i,j+2)]mod X；

a(i+1,j)=[A（i,j)+A(i+2,j)+A(i+1,j-1)+A(i+1,j+1)]mod X；

a(i,j-1)=[A（i-1,j-1)+A(i+1,j-1)+A(i,j-2)+A(i,j)]mod X;

其中，X为原始矩阵中被选择的元素；根据以上方程中的满足条件的某一个可以解出需要还原的信息位A（i,j）;

步骤二：重复进行步骤一，对需要进行信息位还原的单元格进行遍历，选择对于解码最有用的信息，直到解出所有的破损信息码。

8.如权利要求7所述的一种商品信息受干扰时的解码方法，其特征在于，当需要还原信息位的单元格过多时，会导致列出的方程组得不到唯一的解，则只能解出部分的破损信息码，其余的信息码只能通过在数据库中进行比对，所述数据库里存储有所有被编码的商品对应的原始矩阵、编码矩阵、商品信息。