CN107563966A - 一种二维码与图像融合方法及二维码 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于防伪的二维码与图像融合方法，包括如下步骤：获取待融合的图像及二维码；根据二维码原始信息点数将图像划分成多个图像区块，每个图像区块与二维码原始信息点建立对应关系；根据二维码原始信息点的属性对图像中心子区域进行渐变处理；非中心区域采用图像对应像素本身的颜色，得到融合图像后的二维码。本发明使得二维码中除每个信息点的中心子区域外的其他图像区块可以清晰显示图像的信息，而中心子区域按照二维码原始信息点的属性进行了渐变处理，并未完全遮挡图像信息，扩大了图像本性的显示范围，减少图像被覆盖的面积，更易捕捉图像信息，进行人脸识别更准确，便于对安全性较高的领域进行防伪处理。

Description

一种二维码与图像融合方法及二维码

技术领域

本发明涉及一种二维码与图像融合方法，尤其涉及一种用于防伪的二维码与图像融合方法，同时涉及采用该方法得到的与图像融合的二维码，属于信息处理技术领域。

背景技术

随着信息处理技术的不断发展，二维码以其编码范围广、容错能力强等特点得到了广泛的应用。普通的二维码是通过用特定的几何图形按一定规律在二维平面分布的黑白相间的图形记录信息的。二维码中记录的信息包括数据编码信息、校准信息、寻像图形和定位图形信息以及纠错级别信息。这种二维码需要使用二维码扫描软件扫描二维码才能知道二维码中记录的信息，并且二维码的显示单一，不利于二维码的应用。而图像能够直观地显示信息，通过将图像与二维码融合，得到二维码图像，不仅无需扫描二维码就能了解二维码中信息的主体含义，还可以通过对二维码中图像进行识别对比实现防伪的效果。因此，如何将图像与二维码进行融合，成为了提高二维码性能的关键。

通常，二维码与图片的融合主要有两种解决方案。如图1所示，第一种解决方案是采用二维码中心图案技术，在二维码的中心部分镶嵌图案，得到二维码与图像的融合图像。但是，其缺点是中心部分图案太小，通过长相对图片进行识别时不容易区分；而且图像生成简单，无法达到防伪效果。第二种解决方案是采用二维码示意性图案技术，如图2所示，将二维码外围扩展至图片的边缘，体现图片的示意性效果，但是其缺点是无法区分相似图片，也无法达到防伪效果。

为了解决上述问题，在专利号为ZL201310754632.2的专利中，公开了一种图像与二维码的融合方法及装置。其中的方法包括：获取待融合的图像及二维码；根据二维码的单元大小将图像划分成多个图像区域；将二维码中第一区域的值覆盖到对应的图像区域的中心位置，并将二维码中第二区域的值覆盖到对应的图像区域，得到融合图像后的二维码。

但是，采用上述方法对图像和二维码进行处理时，将二维码中第一区域内的每个单元的值覆盖到与该单元建立有对应关系的图像区域的中心子图像区域中，只有外围图像区域保持原有图像，图像被遮挡的面积较大，通过长相对图片进行识别时不容易区分，而且对彩色照片的颜色失真过大，导致裸眼较难对比嵌入了头像的二维码与真人，不能达到很好的防伪效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种用于防伪的二维码与图像融合方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种采用该方法得到的与图像融合的二维码。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于防伪的二维码与图像融合方法，包括如下步骤：

获取待融合的图像及二维码；

根据二维码原始信息点数将图像划分成多个图像区块，每个图像区块与二维码原始信息点建立对应关系；

根据二维码原始信息点的属性对图像中心子区域进行渐变处理；非中心区域采用图像对应像素本身的颜色，得到融合图像后的二维码。

其中较优的，所述根据二维码原始信息点的属性对图像中心子区域进行渐变处理，包括如下步骤：

将每个图像区块分成预设数量的图像子区块，并在每个图像子区块中确定中心子区域；

将中心子区域的最中央像素的颜色根据二维码原始信息点的属性进行直接替换；

中心子区域的次中央像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行所述渐变处理。

其中较优的，所述根据二维码原始信息点的属性对图像中心子区域进行渐变处理，包括如下步骤：

将每个图像区块分成预设数量的图像子区块，并在每个图像子区块中确定中心子区域；

将中心子区域的最中央像素的颜色根据二维码原始信息点的属性进行中心渐变处理；

中心子区域的次中央像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行所述渐变处理。

其中较优的，所述中心渐变处理是根据二维码原始信息点的属性对所述中心子区域的最中央像素进行亮度值增加或降低处理，使所述中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值大于或小于二维码原始信息点的颜色的亮度值。

其中较优的，如果对应的二维码原始信息点的颜色为白色，则所述中心子区域的最中央像素进行亮度值增加处理；使所述中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值小于二维码原始信息点的颜色的亮度值；

如果对应的二维码原始信息点的颜色为黑色，则所述中心子区域的最中央像素进行亮度值降低处理，使所述中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值大于二维码原始信息点的颜色的亮度值。

其中较优的，所述中心子区域的次中央像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行亮度值增加或降低处理。

其中较优的，如果对应的二维码原始信息点的颜色为白色，则所述中心子区域的次中央像素进行亮度值增加处理；

如果对应的二维码原始信息点的颜色为黑色，则所述中心子区域的次中央像素进行亮度值降低处理。

其中较优的，所述中心子区域四个角的像素点颜色的亮度值为中心子区域中所有像素点颜色的亮度值中的最大值或最小值。

其中较优的，在二维码的特征区块，进行渐变处理的所述图像中心子区域的面积大于在数据区块进行渐变处理的所述图像中心子区域的面积；

在二维码的位置探测图形区域，进行渐变处理的所述图像中心子区域的面积与图像区块的面积相等，不设置非中心区域。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种融合图像的二维码，所述二维码包括中心子区域和非中心区域，其中：

所述中心子区域的亮度是渐变的；

所述非中心区域是与所述融合图像对应像素的本身的颜色。

其中较优的，所述中心子区域的最中央像素的颜色为单一颜色或者渐变颜色；所述中心子区域的次中央像素的颜色是渐变的。

其中较优的，根据所述最中央像素的颜色，所述中心子区域的次中央像素的颜色的亮度值是增加或降低的。

其中较优的，如果所述中心子区域的最中央像素的颜色为白色，则所述次中央像素的颜色的亮度值是增加的；

如果所述中心子区域的最中央像素的颜色为黑色，则所述次中央像素的颜色的亮度值是降低的。

本发明所提供的用于防伪的二维码与图像融合方法，通过获取待融合的二维码及图像，并根据二维码的原始信息点将图像划分成多个图像区块，再按照二维码原始信息点的属性对对应的图像区块的中心位置进行渐变处理，得到融合图像后的二维码，使得二维码中除每个信息点的中心子区域外的其他图像区块可以完全清晰显示图像的信息，而中心子区域的图像原始数据点的值按照二维码原始信息点的属性进行了渐变处理，并未完全遮挡图像信息，扩大了图像本性的显示范围，减少图像被覆盖的面积，更易捕捉图像信息，进行人脸识别更准确，便于对安全性较高的领域进行防伪处理。

附图说明

图1为现有的采用二维码中心图案的技术得到的二维码图像的示意图；

图2为现有的采用二维码示意性图案技术得到的二维码图像的示意图；

图3为本发明所提供的第一实施例中，用于防伪的二维码与图像融合方法的流程图；

图4为本发明所提供的第一实施例中，二维码中的原始数据点的分类的示意图；

图5为本发明所提供的第一实施例中，二维码的示意图；

图6a为本发明所提供的第一实施例中，二维码原始信息点图与二维码图片的对应关系示意图；

图6b为本发明所提供的第一实施例中，截取的人脸图像的示意图；

图6c为本发明所提供的第一实施例中，采用用于防伪的二维码与图像融合方法将二维码与图像融合的示意图；

图6d为本发明所提供的第一实施例中，将二维码与图像融合后的二维码图像的局部放大示意图；

图7为本发明所提供的第一实施例中，特征区块和数据区块的渐变处理示意图；

图8a为本发明所提供的第一实施例中，融合后的特征区块和数据区块效果示意图；

图8b为本发明所提供的第一实施例中，融合后的二维码图像示意图。

图9为本发明所提供的第一实施例中，融合后的二维码图像以图像尺寸和二维码尺寸的对照示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。

第一实施例

如图3所示，本发明提供一种用于防伪的二维码与图像融合方法，包括如下步骤：首先，获取待融合的图像及二维码；然后，根据二维码原始信息点数将图像划分成多个图像区块，每个图像区块与二维码原始信息点建立对应关系；最后，将像素进行渐变处理形成融合图像后的二维码。具体而言，是对二维码中原始信息点对应的图像区块的中心位置进行渐变处理而使该区块表现为二维码原始信息点的属性，得到融合图像后的二维码；数据区块选取中心位置较小以保留更多的原始图像信息，特征区块选取中心位置较大以增强二维码的机读能力；其中，所述数据区块为被编码的数据和纠错码字所在区域，如图4所示，所述特征区块为所述数据区块之外的其他区域。下面对这一过程做详细具体的说明。

S1，获取待融合的图像及二维码。

在本发明所提供的第一实施例中，分别获取待融合的图像和二维码，并进行预处理。为了将图像与二维码融合，需要获取二维码，获取待融合的二维码，包括但不限于如下步骤：获取输入的字符串，并对字符串进行编码，得到待融合的二维码，在本发明所提供的第一实施例中，按照QR code的规则生成待融合的二维码图片；其中，当用于防伪的图像与二维码的融合方法用于高端电子证件卡的防伪领域时，字符串主要为证件信息，包含但不限于姓名、性别、出生日期、证件号码、证件有效期等信息对应的字符串。当用于防伪的图像与二维码的融合方法用于普通聊天、娱乐制作的二维码图片或者制作人脸二维码名片时，字符串可以为网址信息、名片信息、文本信息及代码信息等中的至少一种信息对应的字符串。

生成的二维码的大小可以根据实际需要进行设定，在该第一实施例中，为了方便人眼观看和设备扫描识别，二维码的尺寸设置一般大于100*100像素，而二维码原始信息点数(Q)是符合QR code规则Q＝17+v*4的，其中v是QR code的版本号，取值范围是1～40；在该第一实施例中，以v＝6、Q＝41、二维码图像的一个像素表示一个二维码原始信息点为例进行说明。

按QR code二维码的编码规则，生成的二维码中的点可以分为几个区域，如图4所示，该第一实施例设计定义图4中灰色区域(即数据和纠错码区域)中对应的信息点为数据区块(D)，左下、左上和右上的三个回型区域对应的信息点为位置探测图形区域，除此之外的其余四种信息点统称为特征区块(T)。在本发明所提供的实施例中，对数据区块、位置探测图形区域和特征区块的处理是不同的。

关于获取输入的字符串的方式，本实施例不作具体限定。具体实施时，可以采用提供字符串输入界面的方式来获取输入的字符串。其中，字符串的内容可以根据用户的需要自行输入。在获取到字符串后，对字符串进行编码，生成与字符串对应的二维码，并将该二维码作为待融合的二维码。关于对字符串进行编码的方式，是常规技术，因此本实施例不作具体限定。由此得到的二维码可以如图5所示。

为了将图像与二维码融合，还需要获取待融合的图像，获取待融合的图像，包括：获取输入的图像，并对输入的图像进行预处理，得到待融合的图像。关于获取输入的图像的方式，本实施例不作具体限定。具体实施时，可以提供图像输入界面，用户通过图像输入界面输入图像。当然，除了上述方式外，还可以采用其他方式获取输入的图像。例如，提供多个图像供用户选择，将用户选择的图像作为获取到的输入的图像等方式。

在高端电子证件卡的防伪领域，对图像要求较高，输入的图像一般为证件照，证件照一般为1寸、2寸、小2寸等规格。在娱乐制作的二维码图像或者制作人脸二维码名片中，输入的图像也可以是正脸清晰的生活照或者大头贴等。数字照片的像素数一般在240*360到600*800之间。所以需要对输入的图像进行预处理，得到大小和脸部位置适中的待融合的图像，包括但不限于以下步骤：对输入的图像进行人脸检测，并对检测到的人脸图像进行尺寸裁剪处理，得到待融合的图像。

对图像进行人脸检测，是为了找到人脸的瞳孔、眼、口、鼻、发际线、下颚等面部特征。照片图像截取的原则有两点：①以人脸检测得到的人脸两眼瞳孔中间为图像中心，截取包含眼、鼻、口、耳，尽量包含发际线和下颚的图像区域；②截取正方形人脸图像，长宽像素数(P)为二维码原始信息点数(Q)的整数倍(n)。其中，n为大于1的正整数。

实际操作时，取照片图像长宽像素数中较小的值除二维码原始信息点数后取整即可得到n，即

n＝取整(最小值(图像长，图像宽)/Q)

对输入的包含完整脸部图像进行预处理时，还包括但不限于将检测到的人脸图像进行适当的缩放，使人脸图像处理成与二维码大小相同的待融合的图像。也就是说，待融合的图像与二维码的大小可以相同也可以不同，具体大小根据使用二维码图像时对人脸图像清晰度的要求而定。清晰度要求高，则放大倍数大；清晰度要求低，则放大倍数小。在该第一实施例中，后续以原始图像像素为354*472；Q＝41，n＝8时，P＝328为例进行说明，即预处理的人脸图像大小为二维码图片大小的8倍。

n＝int(min(354,472)/41)＝8

本实施例提供的方法对输入图像进行人脸检测，实现人脸图像与二维码的融合，使融合后的二维码更加丰富。例如，融合后的二维码可以用于制作人脸二维码名片、高端电子证件卡等。人脸检测的方式可以有多种，本实施例对此不作具体限定，可以采用任一种人脸检测的方式。关于触发人脸检测的方式，本实施例同样不作具体限定，具体实施时，可以提供选项，由用户选择是否生成与人脸图像融合的二维码。当然，除了上述方式外，还可以采用获取输入的图像后，直接触发人脸检测等其他方式。

需要说明的是，由于是将图像与二维码融合，获取待融合的图像及二维码的顺序没有先后之分，可以先获取待融合的图像，再获取待融合的二维码；也可以先获取待融合的二维码，再获取待融合的图像。

S2，根据二维码原始信息点数将图像划分成多个图像区块，每个图像区块与二维码原始信息点建立对应关系。

正方形人脸图像的长宽像素数是二维码原始信息点数的整数倍(n)，所以二维码原始信息的一个点，可以映射到正方形人脸图像上的一个小正方形区块(n*n)。为了能够将图像与二维码融合，本实施例提供的方法在获取待融合的图像及二维码之后，根据二维码的原始信息点大小将图像划分成多个图像区块，每个图像区域与二维码的原始信息点建立对应关系。

其中，二维码原始信息点数指的是二维码中记录信息的最小单元。以41*41的黑白矩阵式二维码为例，该二维码由41*41个方格组成，每个方格即为一个二维码原始信息点数。通过黑、白像素在矩阵中的不同方格的分布进行编码，在矩阵的方格中，出现方点、圆点或其他形状点表示二进制“1”，不出现方点、圆点或其他形状点表示二进制的“0”，不同方格中点的排列组合确定了矩阵式二维码所包含的信息。

根据二维码的原始信息点数将图像划分成多个图像区块时，图像被划分成的图像区块的数量可与二维码的原始信息点数量相同，各个位置上的图像区块与二维码的原始信息点分别对应，即每个图像区块与二维码的原始信息点建立对应关系。例如，如果二维码及图像区块分别用矩阵表示，位于二维码中第1行第1列的二维码原始信息点与位于图像中第1行第1列的图像区块建立有对应关系。位于二维码中第1行第2列的二维码原始信息点与位于图像中第1行第2列的图像区块建立有对应关系等等。

S3，按二维码原始信息点的属性对图像进行渐变处理，得到融合图像后的二维码。

根据二维码原始信息点数将图像划分成多个图像区块，每个图像区块与二维码原始信息点建立对应关系之后，图像中每个图像区块包含预设数量的像素点集，并在每个图像区块的像素点集中确定中心子区域；像素点集中除中心子区域以外的点组成外围区域；其中，截取的正方形人脸图像的长宽像素数(P)是二维码原始信息点数(Q)的整数倍(n)，预设数量为n*n，n为正整数。在该第一实施例中，如图6a所示，为二维码原始信息点图与二维码图片的对应关系。图6b为截取的人脸图像的一个示例。图6c为将二维码与图像融合之后的示意图，前已述及，在该第一实施例中，以原始图像像素为354*472；Q＝41，n＝8时，P＝328为例进行说明。图6c可以看成41*41(Q)个8*8(n)像素的小方块区域，图6d是将其中4*6个8*8像素点集的小方块放大后的示意图。在该第一实施例中，根据二维码原始信息点的属性(黑/白)对人脸图像上对应的小正方形区域中每个像素进行处理，达到两者融合的目的。其中，按二维码原始信息点的属性对图像进行渐变处理，具体包括如下处理步骤：首先，将每个图像区块分成预设数量的图像子区块，并在每个图像子区块中确定中心子区域和非中心区域。在本发明所提供的实施例中，出于二维码扫描准确性和图像识别准确性的考虑，同一个二维码中，特征区块、位置探测图形区域和数据区块确定的中心子区域和非中心区域并不相同。具体实现在后续进行详细的说明。其次，将中心子区域的最中央像素的颜色根据二维码原始信息点的属性进行换；如果二维码原始信息点的颜色为黑色，则最中央2*2像素阵列的颜色的亮度最低，黑色，如果二维码原始信息点的颜色为白色，则最中央2*2像素阵列的颜色的亮度最高，白色。然后，中心子区域中除去最中央像素以外的次中央区域像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行亮度值增加或降低处理。当二维码原始信息点的颜色为白色时，次中央区域像素的亮度值进行增加处理，其中增加处理可以是等比增加、加上某一数值或者以任意函数使其亮度值增加的处理，当二维码原始信息点的颜色为黑色时，次中央区域像素的亮度值进行降低处理，其中降低处理可以是减半、等比减去某一数值或者以任意函数使其亮度值降低的处理。因为亮度值在一定范围内，机读的错误率会相对较高，所以为中心子区域的像素设置阈值区间，在对次中央像素的亮度值进行处理之后，判断其是否在阈值区间内，如果处理后的亮度值在阈值区间内，则根据二维码原始信息点的属性再进行一次增加或降低处理，直至处理后的亮度值不在阈值区间为止。在本发明所提供的实施例中，亮度值的阈值区间设置为(0.45-0.55)。最后，将非中心区域采用图像对应像素本身的颜色。下面对这一过程做详细具体的说明。

本实施例中，每个图像区块包含偶数个像素点组成的像素点集时，将位于中心的一个或多个像素子集确定为中心子区域。例如，每个图像区块可能包含4*4像素、8*8像素等数量的像素子集。以4*4像素为例，这种情况下，就以宽度为1个像素的矩形环状为非中心区域，以中间的2*2像素为中心子区域。

或者，每个图像区块包含奇数个像素点组成的像素点集时，也可以将位于中心的一个或多个像素子集确定为中心子区域。例如，每个图像区域可能包含3*3、5*5以及7*7像素等数量的像素子集，将位于中心的一个或多个像素子集确定为中心子区域。具体而言，以3*3为例，就是将外围的矩形环状子区域(宽度为1个像素)列为非中心区域，中间的一个像素为作中心子区域。以7*7的像素子集为例，以中间的3*3像素子集作为中心子区域，其余矩形环状区域(宽度为2个像素)作为非中心区域；也可以将中间的5*5像素子集作为中心子区域。另外，本实施例同样不对在每个图像区块的像素子集中确定中心子区域的方式作具体限定。

确定中心子区域之后，进行渐变处理，将人脸图像和二维码进行融合。用二维码中第一区块的值按照二维码原始信息点的属性对对应的图像第一区块的中心子区域进行像素颜色渐变处理，用所述二维码中第二区块的值对对应的图像区块的中心子区域进行像素颜色渐变处理，逐个区块处理完成后得到融合图像后的二维码。

针对每个特征区块(T)的渐变处理，分为两个子区域进行。在每个特征区块的中心子区域，其颜色是根据对应的二维码原始信息点的黑白确定颜色进行亮度值降低或亮度值增加处理；在每个特征区块的非中心区域(中心子区域的矩形外围)，则直接采用人脸图像对应像素本身的颜色，不因二维码的原始信息点颜色而改变。

下面结合图7～图9进行具体说明如何利用二维码中的特征区块T1的值对对应的图像区块进行颜色渐变处理，例如，如果位于图7二维码中1个信息点，该二维码原始信息点为白色，对应到人脸图像中的8*8像素阵列(n＝8，所以1个原始信息点对应人脸图像中的8*8像素阵列)。首先，在8*8的像素阵列中，定位出中心子区域，将中心子区域6*6的像素阵列的颜色调整为逐渐变亮(亮度越高，越趋近白色)；在非中心区域(即最外围的一圈像素)显示人脸图像本来的颜色，在本实施例的特征区块T1中，为人脸图像对应像素本身的颜色。

将中心子区域调整为逐渐变亮时，遵循以下原则：

1)中心子区域的最中央像素(图7中T1的中间2*2像素阵列)的颜色的亮度最高，图7中T1中心表现为亮度值最大的白色。本领域人员可以理解，如果二维码原始信息点的颜色为黑色，则最中央2*2像素阵列的颜色的亮度最低，图7中T2中心表现为亮度值最小的黑色。

2)中心子区域的次中央像素(最中心子区域中去除最中央区域的部分)，在本发明所提供的实施例中，中心子区域的次中央像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行亮度值增加或降低处理。当二维码原始信息点的颜色为白色时，次中央像素的亮度值进行增加处理，其中增加处理可以是等比增加、加上某一数值或者以任意函数使其亮度值增加的处理，当二维码原始信息点的颜色为黑色时，次中央像素的亮度值进行降低处理，其中降低处理可以是减半、等比减去某一数值或者以任意函数使其亮度值降低的处理。

由此可见，在标志区块的人脸图像的像素，根据二维码码原始信息点的属性进行渐变处理时，非中心区域(8*8像素的最外圈像素)的颜色是人脸图像的像素本身的颜色；中心子图像区域的人脸图像像素颜色则随对应的二维码原始信息点的属性变化。在中心子图像区域中，最中央像素颜色为二维码颜色中灰阶值最大(如果二维码原始信息点为白色)或最小(如果二维码信息原始点为黑色)；次中央像素的颜色较最中央像素的颜色，灰阶值稍小(如果二维码原始信息点为白色)或者稍大(如果二维码原始信息点为黑色)。如图7所示，标志区块T1的颜色，非中心区域的颜色为深棕色，中心子区域的颜色从最中央向外逐渐由白变成灰白。

补充说明一点，如图7所示，在中心子图像区域进行渐变的过程中，中心子区域四个角的像素点颜色的亮度值为中心子区域中所有像素点颜色的亮度值中的最大值或最小值；即中心子区域的四个角的颜色，比同一圈像素的颜色更深(在白色的情况下，四个角的白色比同一圈像素的白色灰阶值更小；即当二维码原始信息点的颜色为白色时，中心子区域四个角的像素点颜色的亮度值为中心子区域中所有像素点颜色的亮度值中的最小值；在黑色的情况下，四个角的黑色比同一圈像素的黑色灰阶值更大，即当二维码原始信息点的颜色为黑色时，中心子区域四个角的像素点颜色的亮度值为中心子区域中所有像素点颜色的亮度值中的最大值)。具体而言，在图7的特征区块T1像素阵列中，第2行第2列像素，第2行第7列像素，第7行第2列像素以及第7行第7列像素(中心子图像四个角的像素)的颜色为中心子图像区域中灰阶值最小的白色。仅看第2行，从第2行第2列和第2行第7列像素向中间，即第2行第4列和第2行第5列，白色的颜色变浅，灰阶值变大。在本发明所提供的实施例中，可以但不限于如下方法使中心子图像区域进行渐变的过程中，中心子区域的四个角的颜色，比同一圈像素的颜色更深：当二维码原始信息点的颜色是白色的情况下，四个角的像素点的亮度值设置为最低阈值0.55，当亮度值为0.45～0.55时，机读错误率较高。当亮度值低于0.45时，机读颜色为黑色。当二维码原始信息点的颜色是在黑色的情况下，四个角的像素点的亮度值设置为最高阈值0.45，当亮度值为0.45～0.55时，机读错误率较高。当亮度值高于0.55时，机读颜色为白色。

类似的，图7中特征区块T2，非中心区域是人脸图像的颜色，棕色；中心子图像区域是是根据二维码原始信息点的黑色，进行渐变后的颜色。渐变的原则与前述T1的中心子图像区域的白色的渐变方式一样，只是从最中心向外变浅，四个角像素具有的颜色最浅。

下面介绍数据区块D3的像素渐变处理步骤。

参考图7，数据区块D3是8*8像素阵列，非中心区域是最外围2圈像素(与之不同，特征区的非中心区域是最外围的1圈像素)，中心子图像区域是位于中心位置的4*4像素阵列。在非中心区域，人脸图像像素的颜色不变。在中心子图像区域，采用渐变处理。因为与数据区D3对应的二维码原始信息点的为白色，所以在数据区块D3的中心子图像区域是逐渐变亮处理。

对数据区D3的中心子图像区域进行渐变处理的步骤与对特征区块T1的中心子图像区域处理类似。在最中央像素(位于数据区块D3的中心的2*2像素阵列)的颜色是灰阶值最小的，视觉感受最接近白色；在次中央区(位于数据区块D3的中心的4*4像素)的像素颜色是灰阶较小的，视觉感受是白色偏灰；而且在次中央区的四个角的像素颜色为灰阶值最小的。

类似的，数据区块D4的处理是，在非中心区域显示人脸图像的像素，在中心子图像区域显示根据二维码原始信息点的颜色进行渐变处理后的人脸图像的像素。

将所有特征区块和数据区块的中心部分都进行渐变处理后，整体效果如图8b所示

下面介绍位置探测图形区域的图像渐变处理步骤。

对于三个位置探测图形区域，QR每个特征区块的8*8共64个像素都要处理，对于原来没有按照二维码原始信息点进行处理的像素，也要对应的变暗(边角的信息点为黑点时)和变亮(边角的信息点为白点时)处理。即在二维码的位置探测图形区域，进行渐变处理的所述图像中心子区域的面积与图像区块的面积相等，不设置非中心区域。这样生成的图片中二维码的外部边界更准确，有利于机读识别时定位准确。

为了将二维码的整个区域都与图像进行融合，将二维码中特征区块和数据区块按照二维码原始信息点的属性进行渐变处理之后，覆盖到对应的人脸图像区域的中心子图像区域，使得除中心子区域外的非中心区域(未作渐变处理，直接显示这部分对应的人脸图像像素)可以完全清晰显示人脸图像的信息以用于裸眼识别，中心子区域则显示渐变处理后的信息以用于机器识别。因此，本实施例在保留了二维码数据信息和标志信息的同时，并未完全遮挡图像信息，扩大了图像的显示范围，减少图像被覆盖的区域，更易捕捉图像信息，进行人脸识别更准确，便于对安全性较高的领域进行防伪处理。在扩大图像显示范围的同时，最中央像素保持二维码原始信息点的原始图样，其他中心子区域根据二维码原始信息点的属性做渐变处理，避免机读时由于定位发生偏移而产生的误读，从而提高了识别的准确度。除此之外，渐变处理，使得图像的锐度降低，减轻人眼观看二维码时的马赛克感觉，也在一定程度上提高了裸眼识别的准确度。

图9显示了应用本发明实施例提供的方法，通过获取待融合的图像及二维码的效果。本实施例根据二维码的原始信息点将图像划分成多个图像区域，再对中心子区域按照二维码原始信息点的属性进行渐变处理，对非中心区域则显示待融合人脸图像。这样得到的融合图像后的二维码，既可以在非中心区域完全清晰显示图像的信息，又可以在中心子区域利用渐变处理的像素显示出二维码原始信息点的信息，在保证二维码识别正确性的前提下，扩大了人脸图像的显示范围，减少图像被覆盖的区域，更易捕捉图像信息，进行裸眼人脸识别更准确，提高防伪能力。

中心子区域进行渐变处理，是利用了机器识别的特性，机器识别提取像素时，每个图像区块只提取一个点，即图像区块的中心子区域的最中央像素所在的区域。，同时渐变处理提高了视读时的区块柔和度。

最后探测图形区域的处理，标识了整体二维码图像的边界，使机器识别的准确性更高。

第二实施例

本发明第二实施例提供了一种用于防伪的图像与二维码的融合方法，与上述第一实施例的不同之处在于：

一.位置探测图形区域的图像的中心子图像区域仅仅是根据二维码原始信息点改变颜色，但是没有渐变处理。换言之，如果二维码原始信息点是黑色，对应的人脸图像中像素的中心子图像区域就是黑色，而且灰阶相同。

二.但是在特征区块，非中心区域(最外围1圈的像素)的人脸图像像素保持不变；在数据区的非中心区域，最外围2圈的像素的人脸图像像素保持不变。这样，可以提高特征区块的机读正确率，同时也保持数据区中裸眼识别的正确率。

三.除位置探测图形区域之外的特征区块和数据区块的中心子区域进行渐变时，以二维码原始信息点为白色为例，将中心子区域调整为逐渐变亮时，遵循以下原则：

1)中心子区域的最中央像素(图7中T1的中间2*2像素阵列)的颜色的亮度最高，图7中T1中心表现为亮度值最大的颜色，趋近于白色。本领域人员可以理解，如果二维码原始信息点的颜色为黑色，则最中央2*2像素阵列的颜色的亮度最低，图7中T2中心表现为灰阶值最小的黑色。

2)中心子区域的次中央像素(围绕最中央区域的一圈像素，即中心4*4像素阵列中去掉最中央2*2像素阵列的部分)，在本发明所提供的实施例中，中心子区域的次中央像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行亮度值增加或降低处理。当二维码原始信息点的颜色为白色时，次中央像素的亮度值进行增加处理，其中增加处理可以是加倍、加上某一数值或者以任意函数使其亮度值增加的处理，当二维码原始信息点的颜色为黑色时，次中央像素的亮度值进行降低处理，其中降低处理可以是减半、减去某一数值或者以任意函数使其亮度值降低的处理。

3)类似的，过渡区像素(围绕次中央区域的一圈像素，即中心6*6的像素阵列去掉中心的4*4像素阵列)的颜色的亮度值比次中央像素的颜色的亮度值更大一点，视觉表现为灰阶值更高的白色。本技术领域人员可以理解，如果二维码原始信息点是黑色，则过渡区像素的颜色的亮度比次中央像素的颜色的亮度更小一点，灰阶值更低一点。

第三实施例

本发明第三实施例提供了一种用于防伪的图像与二维码的融合方法，与上述第一实施例的不同之处在于：

一.按二维码原始信息点的属性对图像进行渐变处理，具体包括如下处理步骤：首先，将每个图像区块分成预设数量的图像子区块，并在每个图像子区块中确定中心子区域和非中心区域。在本发明所提供的实施例中，出于二维码扫描准确性和图像识别准确性的考虑，同一个二维码中，特征区块、位置探测图形区域和数据区块确定的中心子区域和非中心区域并不相同。具体实现在后续进行详细的说明。其次，将中心子区域的最中央像素的颜色根据二维码原始信息点的属性进行融合变换，即中心渐变处理；中心渐变处理是根据二维码原始信息点的属性对中心子区域的最中央像素进行亮度值增加或降低处理，使中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值大于或小于二维码原始信息点的颜色的亮度值。如果对应的二维码原始信息点的颜色为白色，则中心子区域的最中央像素进行亮度值增加处理；使中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值小于二维码原始信息点的颜色的亮度值；如果对应的二维码原始信息点的颜色为黑色，则中心子区域的最中央像素进行亮度值降低处理，使中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值大于二维码原始信息点的颜色的亮度值。优选地，中心渐变处理可以根据二维码原始信息点的属性对中心子区域的最中央像素进行亮度值增加或降低处理，使中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值仅大于或仅小于二维码原始信息点的颜色的亮度值。详细地说：如果二维码原始信息点的颜色为黑色，则最中央2*2像素阵列的颜色的亮度最低，变换后最中央2*2像素阵列的颜色最接近黑色，即如果对应的二维码原始信息点的颜色为黑色，则中心子区域的最中央像素进行亮度值降低处理，使中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值仅大于二维码原始信息点的颜色的亮度值。如果二维码原始信息点的颜色为白色，则最中央2*2像素阵列的颜色的亮度最高，变换后最中央2*2像素阵列的颜色最接近白色。即如果对应的二维码原始信息点的颜色为白色，则中心子区域的最中央像素进行亮度值增加处理；使中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值仅小于二维码原始信息点的颜色的亮度值。然后，中心子区域中除去最中央像素以外的次中央区域像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行亮度值增加或降低处理。当二维码原始信息点的颜色为白色时，次中央区域像素的亮度值进行增加处理，其中增加处理可以是等比增加、加上某一数值或者以任意函数使其亮度值增加的处理，当二维码原始信息点的颜色为黑色时，次中央区域像素的亮度值进行降低处理，其中降低处理可以是减半、等比减去某一数值或者以任意函数使其亮度值降低的处理。因为亮度值在一定范围内，机读的错误率会相对较高，所以为中心子区域的像素设置阈值区间，在对次中央像素的亮度值进行处理之后，判断其是否在阈值区间内，如果处理后的亮度值在阈值区间内，则根据二维码原始信息点的属性再进行一次增加或降低处理，直至处理后的亮度值不在阈值区间为止。在本发明所提供的实施例中，亮度值的阈值区间设置为(0.45-0.55)。最后，将非中心区域采用图像对应像素本身的颜色。

二.位置探测图形区域、特征区块和数据区块的中心子区域进行渐变时，以二维码原始信息点为白色为例，将中心子区域调整为逐渐变亮时，遵循以下原则：

1)中心子区域的最中央像素(图7中T1的中间2*2像素阵列)的颜色的亮度最高，图7中T1中心表现为亮度值最大的颜色，趋近于白色。本领域人员可以理解，如果二维码原始信息点的颜色为黑色，则最中央2*2像素阵列的颜色的亮度最低，图7中T2中心表现为灰阶值最小的黑色。在本发明所提供的实施例中，中心子区域的最中央像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行融合变换，即进行亮度值增加或降低处理。使得当二维码原始信息点的颜色为白色时，最中央像素的亮度值进行增加处理，使其趋近于白色。其中增加处理可以是等比增加、加上某一数值或者以任意函数使其亮度值增加的处理，当二维码原始信息点的颜色为黑色时，最中央像素的亮度值进行降低处理，使其趋近于黑色。其中降低处理可以是减半、等比减去某一数值或者以任意函数使其亮度值降低的处理。

2)中心子区域的次中央像素(最中心子区域中去除最中央区域的部分)，在本发明所提供的实施例中，中心子区域的次中央像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行亮度值增加或降低处理。当二维码原始信息点的颜色为白色时，次中央像素的亮度值进行增加处理，其中增加处理可以是等比增加、加上某一数值或者以任意函数使其亮度值增加的处理，当二维码原始信息点的颜色为黑色时，次中央像素的亮度值进行降低处理，其中降低处理可以是减半、等比减去某一数值或者以任意函数使其亮度值降低的处理。

第四实施例

本发明所提供的第四实施例提供了一种用于防伪的二维码与图像融合装置，包括第一获取模块、第二获取模块、划分模块和渐变处理模块。其中，第一获取模块用于获取待融合的图像；第二获取模块用于获取待融合的二维码；划分模块用于根据二维码原始数据点数将图像划分成多个图像区块，每个图像区块与二维码原始数据点建立对应关系；渐变处理模块用于对图像的中心子区域进行渐变处理，并使非中心区域图像像素颜色不变，得到融合图像后的二维码。

渐变处理模块包括等分单元、第一确定单元、第二确定单元、第三确定单元和渐变处理单元。其中，等分单元用于将图像中每个图像区块等分成预设数量的子图像区域；第一确定单元用于在二维码的数据区块的每个图像区块的子图像区域中确定中心子图像区域以及非中心区域；第二确定单元用于在二维码的特征区块的每个图像区块的子图像区域中确定中心子图像区域以及非中心区域；第三确定单元用于在二维码的位置探测图形区域的每个图像区块的子图像区域中确定中心子图像区域以及非中心区域；渐变处理单元用于对图像的中心子区域进行渐变处理，并使非中心区域图像像素颜色不变。

第一获取模块包括：第一获取单元和预处理单元。其中，获取单元用于获取输入的图像；预处理单元用于对输入的图像进行预处理，得到待融合的图像。作为一种优选实施例，预处理单元用于对输入的图像进行人脸检测，并对检测到的人脸图像进行尺寸裁剪及缩放处理，得到待融合的图像。

第二获取模块包括：第二获取单元进而编码单元。其中，第二获取单元用于获取输入的字符串；编码单元用于对字符串进行编码，得到待融合的二维码；当用于防伪的图像与二维码的融合方法用于高端电子证件卡的防伪领域时，字符串主要为证件信息，包含但不限于姓名、性别、出生日期、证件号码、证件有效期等信息对应的字符串。当用于防伪的图像与二维码的融合方法用于普通聊天、娱乐制作的二维码图片或者制作人脸二维码名片时，字符串可以为网址信息、名片信息、文本信息及代码信息等中的至少一种信息对应的字符串。

第五实施例

本发明所提供的第五实施例提供了一种融合图像的二维码。该二维码包括中心子区域和非中心区域，中心子区域的亮度是渐变的；非中心区域是与所述融合图像对应像素的本身的颜色。

在中心子区域的最中央像素的颜色为单一颜色或者渐变颜色；中心子区域的次中央像素的颜色是渐变的。根据最中央像素的颜色，中心子区域的次中央像素的颜色的亮度值是增加或降低的。如果中心子区域的最中央像素的颜色为白色，则次中央像素的颜色的亮度值是增加的；如果中心子区域的最中央像素的颜色为黑色，则次中央像素的颜色的亮度值是降低的。

其中，中心子区域四个角的像素点颜色的亮度值为中心子区域中所有像素点颜色的亮度值中的最大值或最小值；如果中心子区域的最中央像素的颜色为白色，中心子区域四个角的像素点颜色的亮度值为中心子区域中所有像素点颜色的亮度值中的最小值；如果中心子区域的最中央像素的颜色为黑色，中心子区域四个角的像素点颜色的亮度值为中心子区域中所有像素点颜色的亮度值中的最大值。

综上所述，本发明第四实施例提供的装置，通过获取待融合的图像及二维码，并根据二维码原始信息点数将图像划分成多个图像区块，再按照二维码原始信息点的属性对对应的图像区块的中心位置进行渐变处理，得到融合图像后的二维码，使得二维码中除每个信息点的中心子区域外的其他图像区块可以完全清晰显示图像的信息，而中心子区域的图像原始数据点的值按照二维码原始信息点的属性进行了渐变处理，并未完全遮挡图像信息，扩大了图像本性的显示范围，减少图像被覆盖的面积，更易捕捉图像信息，进行人脸识别更准确，便于对安全性较高的领域进行防伪处理。

上面对本发明所提供的用于防伪的二维码与图像融合方法及二维码进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (13)

1.一种用于防伪的二维码与图像融合方法，其特征在于包括如下步骤：

获取待融合的图像及二维码；

根据二维码原始信息点数将图像划分成多个图像区块，每个图像区块与二维码原始信息点建立对应关系；

根据二维码原始信息点的属性对图像中心子区域进行渐变处理；非中心区域采用图像对应像素本身的颜色，得到融合图像后的二维码。

2.如权利要求1所述的二维码与图像融合方法，其特征在于所述根据二维码原始信息点的属性对图像中心子区域进行渐变处理，包括如下步骤：

将每个图像区块分成预设数量的图像子区块，并在每个图像子区块中确定中心子区域；

将中心子区域的最中央像素的颜色根据二维码原始信息点的属性进行直接替换；

中心子区域的次中央像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行所述渐变处理。

3.如权利要求1所述的二维码与图像融合方法，其特征在于所述根据二维码原始信息点的属性对图像中心子区域进行渐变处理，包括如下步骤：

将每个图像区块分成预设数量的图像子区块，并在每个图像子区块中确定中心子区域；

将中心子区域的最中央像素的颜色根据二维码原始信息点的属性进行中心渐变处理；

中心子区域的次中央像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行所述渐变处理。

4.如权利要求3所述的二维码与图像融合方法，其特征在于：

所述中心渐变处理是根据二维码原始信息点的属性对所述中心子区域的最中央像素进行亮度值增加或降低处理，使所述中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值大于或小于二维码原始信息点的颜色的亮度值。

5.如权利要求4所述的二维码与图像融合方法，其特征在于：

如果对应的二维码原始信息点的颜色为白色，则所述中心子区域的最中央像素进行亮度值增加处理；使所述中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值小于二维码原始信息点的颜色的亮度值；

如果对应的二维码原始信息点的颜色为黑色，则所述中心子区域的最中央像素进行亮度值降低处理，使所述中心子区域的最中央像素的颜色的亮度值大于二维码原始信息点的颜色的亮度值。

6.如权利要求2或3所述的二维码与图像融合方法，其特征在于：

所述中心子区域的次中央像素的颜色，根据二维码原始信息点的属性进行亮度值增加或降低处理。

7.如权利要求6所述的二维码与图像融合方法，其特征在于：

如果对应的二维码原始信息点的颜色为白色，则所述中心子区域的次中央像素进行亮度值增加处理；

如果对应的二维码原始信息点的颜色为黑色，则所述中心子区域的次中央像素进行亮度值降低处理。

8.如权利要求1所述的二维码与图像融合方法，其特征在于：

所述中心子区域四个角的像素点颜色的亮度值为中心子区域中所有像素点颜色的亮度值中的最大值或最小值。

9.如权利要求1所述的二维码与图像融合方法，其特征在于：

在二维码的特征区块，进行渐变处理的所述图像中心子区域的面积大于在数据区块进行渐变处理的所述图像中心子区域的面积；

在二维码的位置探测图形区域，进行渐变处理的所述图像中心子区域的面积与图像区块的面积相等，不设置非中心区域。

10.一种融合图像的二维码，所述二维码包括中心子区域和非中心区域，其特征在于：

所述中心子区域的亮度是渐变的；

所述非中心区域是与所述融合图像对应像素的本身的颜色。

11.如权利要求10所述的融合图像的二维码，其特征在于：

所述中心子区域的最中央像素的颜色为单一颜色或者渐变颜色；

所述中心子区域的次中央像素的颜色是渐变的。

12.如权利要求10所述的融合图像的二维码，其特征在于：

根据所述最中央像素的颜色，所述中心子区域的次中央像素的颜色的亮度值是增加或降低的。

13.如权利要求12所述的融合图像的二维码，其特征在于：

如果所述中心子区域的最中央像素的颜色为白色，则所述次中央像素的颜色的亮度值是增加的；

如果所述中心子区域的最中央像素的颜色为黑色，则所述次中央像素的颜色的亮度值是降低的。