CN108764420A - 一种二维码及其编码、识别方法、具有防伪功能的产品 - Google Patents

Abstract

本申请涉及二维码领域，尤其涉及一种二维码及其编码、识别方法、具有防伪功能的产品。二维码包括图形区域和编码区域；图形区域包括外部轮廓区域和内部轮廓区域，用于定位编码区域的范围及方位；编码区域位于外部轮廓区域和内部轮廓区域之间，由多个码元组成，各码元之间不重叠的充满整个编码区域；编码区域的码元用于根据预定编码规则存储用户数据。本申请提供的二维码能够在相同面积的编码区域内存储更多的数据。

Description

一种二维码及其编码、识别方法、具有防伪功能的产品

技术领域

本申请涉及二维码领域，尤其涉及一种二维码及其编码、识别方法、具有防伪功能的产品。

背景技术

传统二维码通常为黑白点阵组成的矩形图案，内部包含专用的定位图案，例如快速识别二维码(QR码)的“回”字形定位图案，如图1所示。识别程序通过识别定位图案从而确定二维码范围和尺寸。通常为了识别程序能够快速准确的定位，传统矩阵二维码中的定位图案通常尺寸较大，这样会使二维码编码区域存储的有效用户数据减少。如果需存储更多的数据，不得不扩大二维码的尺寸和范围。

通常传统二维码的整个矩形区域都为编码区域，由定位图案、数据码元等组成。由于传统二维码的编码规则严格限定了编码区域内部定位图案和码元的外形和尺寸比例，使得所有采用类似编码规则的二维码的外观特征都十分相似，外观十分单一，缺乏多样性，不利于公众肉眼直观分辨。为了增加二维码的个性化特征，很多厂商利用二维码的容错能力，在二维码内部插入个性化的图片或LOGO，用以标识二维码的个性化特征。但是这些图片或LOGO覆盖了二维码的部分码元，二维码必须存储更多的纠错码，才能通过相应的纠错算法恢复出存储的有效用户数据。这样的做法牺牲了二维码存储有效用户数据的容量，同时增加了解码识别算法的复杂度，降低了二维码识别的效率。

腾讯公司于2017年公布了一种微信专用的二维码——“小程序码”，如图2所示。与传统二维码区别，小程序码由图像区域和编码区域两部分构成，且图像区域和编码区域相互不重叠。小程序码可以在图像区域插入用于头像或者LOGO等信息，提供了一定的二维码个性化特征。但这些个性化特征仅限于小程序码中心的图像区域内，因此能够实现的二维码个性化特征和二维码整体外观形式比较有限。小程序码的编码区域位于图像区域外侧，由至少两个条状区域组成，整体呈圆环形状。用于存储数据码元的条状区域之间不可避免地会存在空白区域，不能用于存储数据码元，这样就导致小程序码在相同的编码区域面积下可存储的有效数据相对较少。此外，小程序码的编码区域中仍然采用了与传统QR二维码类似的大尺寸定位图案，由“回”字矩形图案改为了同心圆图案，具体定位方法类似。由于大尺寸定位图案的存在，占用了一定的编码区域面积，导致编码区域能够存储的有效数据减少。

发明内容

本申请用于解决现有编码方法编码出的二维码存在编码区域存储的有效数据少、二维码个性化特征少、公众不易辨识的缺陷，另外，现有二维码的编码规则为固定编码准则，使得二维码易被伪造或篡改。

本申请一实施例中，提供一种二维码，包括图形区域和编码区域；

图形区域包括外部轮廓区域和内部轮廓区域，用于定位编码区域的范围和方位；

编码区域位于外部轮廓区域和内部轮廓区域之间，由多个码元组成，各码元之间不重叠的充满整个编码区域，码元用于根据预定编码规则存储用户数据。

本申请一实施例中，还提供一种二维码的编码方法，包括：

生成外部轮廓区域和内部轮廓区域；以及

按照预定编码规则将用户数据存储至外部轮廓区域和内部轮廓区域之间的编码区域中，得到二维码图形。

本申请一实施例中，还提供一种二维码的识别方法，包括：

根据图形区域定位编码区域的范围和方位；

根据定位到的编码区域和编码区域模版确定编码区域中各码元的取值；

根据预定的编码规则提取码元的取值，得到用户数据。

本申请一实施例中，还提供一种具有防伪功能的产品，包括：第一个性化特征信息和二维码；其中，二维码包括图形区域和编码区域；图形区域包括外部轮廓区域和内部轮廓区域，用于定位编码区域的范围和方位；编码区域位于外部轮廓区域和内部轮廓区域之间，由多个码元组成，各码元之间不重叠的充满整个编码区域，码元用于根据预定的编码规则存储第二个性化特征信息。其中，第一个性化特征信息与第二个性化特征信息相同或相关。

本申请一实施例中，还提供一种上述具有防伪功能的产品的验证方法，包括：

采集产品图像；

识别产品图像得到第一个性化特征信息及二维码；

识别二维码得到第二个性化特征信息；

比较第一个性化特征信息及第二个性化特征信息，输出比较结果。

本申请提供的二维码能够在相同面积的编码区域中存储更多的数据，同时图形区域中能够包含更丰富、更灵活的二维码个性化特征，实现二维码外观的多样性，易于公众辨识。另，鉴于本申请提供的二维码通过图形区域进行定位，因此本领域技术人员在实施时，可根据需求个性化设计编码区域的编码规则，使得编码区域的编码规则不固定，进而使二维码具有不易被伪造、复制或篡改的特点。

本申请提供的具有防伪功能的产品中的二维码的编码规则不固定，能够有效防止产品被伪造、被复制或篡改。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，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。

图1为现有技术中二维码的结构示意图；

图2为现有技术中腾讯小程序码的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的存储用户数据前的空白二维码的结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的存储用户数据后的二维码的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的二维码的图形区域示意图；

图6为本申请一实施例提供的二维码的图形区域示意图；

图7A及图7B为本申请一实施例提供的二维码的图形区域示意图；

图8为本申请一实施例提供的二维码的编码区域示意图；

图9为本申请一实施例提供的二维码的规格区域示意图；

图10为本申请一实施例提供的通过图形区域特征定位的二维码的结构示意图；

图11为本申请一实施例提供的借助辅助定位信息定位的二维码的结构示意图；

图12为本申请一实施例提供的二维码参数示意图；

图13为本申请一实施例提供的二维码的编码方法的流程图；

图14为本申请一实施例提供的二维码编码装置的构成图；

图15为本申请一实施例提供的二维码的识别方法的流程图；

图16为本申请另一实施例提供的二维码的识别方法的流程图；

图17为本申请一实施例提供的二维码的识别装置的构成图；

图18为本申请一实施例提供的有价证券的示意图；

图19为本申请实施例提供的有价证券验证过程的流程图；

图20为本申请一实施例提供的三种防伪油墨印刷区域的示意图；

图21为本申请一实施例提供的二维码在第二条件下呈现图形示意图。

具体实施方式

为了使本申请的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本申请的技术方案做进一步说明，本申请也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本申请的保护范畴。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一具体实施例”、“一些实施方式”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。

需要说明的是，后续实施例中，如不做特殊说明，二维码指的是本申请提供的二维码。

如图3、图4所示，图3为本申请实施例空白二维码的结构示意图，图4为本申请实施例存储用户数据后的二维码的结构示意图。向图3所示空白二维码的编码区域按照一定顺序存储用户数据后，隐去分区辅助线，即可得到图4所示存储用户数据后的二维码。本实施例提供的二维码与传统二维码相比，能够在相同面积的编码区域内存储更多的数据。

具体的，二维码包括图形区域100和编码区域200。

图形区域100包括外部轮廓区域101和内部轮廓区域102，用于定位编码区域的范围和方位。编码区域200位于外部轮廓区域101和内部轮廓区域102之间，由多个码元组成，各码元之间不重叠的充满整个编码区域，相邻码元之间没有空白区域。码元用于根据预定编码规则存储用户数据。

详细的说，图形区域包含任何标识组成的特征信息，能够实现二维码外观的多样性，易于公众辨识。用户数据在二维码中以二进制形式存在，为用户扫描二维码得到的数据，本申请对用户数据具体为何不做限定，可根据用户需求进行设定。预定编码规则由设计人员设定，编码规则例如为由内向外顺时针或逆时针、由外向内顺时针或逆时针等，本申请对编码规则具体为何不做限定，设计人员可根据需求进行设定。具体实施时，为了保证用户数据的安全性，先通过加密算法对用户数据进行加密处理后，再将加密处理得到的数据存储于二维码中。

本申请一实施例中，为了满足用户在二维码中存储各种数据量的用户数据，码元还用于根据预定规则存储版本信息，根据版本信息对应的编码规则存储用户数据。版本信息用于限定二维码尺寸及编码规则，实施时，可根据实际需求设定多个版本，不同版本对应不同尺寸及编码规则的二维码，本申请对版本信息的具体定义规则不作限定。

本申请一实施例中，如图5所示，外部轮廓区域为圆形环状区域101’，内部轮廓区域为矩形环状区域102’，图形区域整体呈现为类似古代铜钱的形状。具体实施时，可根据需求设计外部轮廓区域及内部轮廓区域的形状，本申请对图形区域中外部轮廓区域及内部轮廓区域的具体表现形式不作严格的限定。

一些实施方式中，圆形环状区域101’可以为由至少一个圆形组成的圆形区域，也可以是由任意图形组成的圆形区域，如图6所示。矩形环状区域102’可以是由至少一个矩形组成的矩形区域，也可以是由任意图形组成的矩形区域，如图6所示。

一些实施方式中，圆形环状区域101’还可以包含任何标识(例如图形、文字、字符等)组成的特征信息，如图7A的提手，图7B的中国结，用于提供更多的特征信息和丰富二维码的外观样式，美化图形区域。具体实施时，用户可根据需求设计特征信息，本申请对特征信息的具体表现形式不作限定。

本申请一实施例中，编码区域为圆形环状区域，编码区域内部的码元通过如下方式确定：将编码区域划分为m个(m≥1)同心圆环；每个同心圆环进一步划分为n个(n≥1)小的扇区；每一小扇区代表一码元。本实施方式确定的编码区域码元布局如图8所示，整个编码区域划分为8个同心圆环(即m＝8)，同心圆环的直径呈等差数列；再将每个同心圆环等分为36个小的扇区(即n＝36)。这样的划分形式使得编码区域由8*36＝288个码元组成，可以存储288个bit的二进制数据。

需要说明的是，上述实施例只用于说明本码元的确定原理，实际可根据需要划分更多的同心圆环和更多的扇区，从而获得更多的码元数量，存储更多的数据。同心圆环的直径比例关系也不仅限于上述实施例。单个同心圆环划分的小扇区数量也不一定相同，可以由内到外小扇区数量n逐渐递增，从而获得更多的码元数量，进一步提高二维码的数据存储量。此外，编码区域的划分也不一定采取同心圆环的方式，也可以采用平行线段、同心多边形等方式。本申请对码元存储编码区域的具体形式不作限定。

本申请一实施例中，码元包括显式码元和隐式码元。在第一条件下，显式码元可见，隐式码元不可见。在第二条件下，显式码元不可见，隐式码元可见。详细的说，第一条件例如为自然光条件，第二条件例如为紫外光、红外光、磁场条件、温度变化条件、喷洒试剂条件(例如水)等，本申请对第一条件及第二条件具体为何不做限定，只要在不同条件下，使得显示码元及隐式码元可见状态相反即可。

本申请一实施例中，编码区域被划分为规格区域及数据区域。规格区域内的码元用于根据预定规则存储版本信息。数据区域内的码元用于根据版本信息对应的编码规则存储用户数据。

需要说明的是，本申请对规格区域和数据区域的划分形式不作具体的限定，规格区域可以是编码区域中的任意区域，规格区域内的码元也可以排布成任意的图案或形状，本申请对版本信息在规格区域的具体排列形式不作限定。可选地，作为一种实现方式，如图9所示，选择编码区域200最内侧的圆环区域201作为二维码的规格区域，编码区域200的其它部分作为数据区域202。

本申请一实施例中，若存储用户数据时，有对用户数据进行纠错操作和/或掩码操作，则规格区域还用于存储纠错信息和/或掩码信息。

详细的说，本申请所述的纠错操作与传统二维码的纠错操作类似，根据指定的纠错级别和用户数据，通过某种纠错算法，例如里德-所罗门纠错(reed solomon errorcorrection)算法，计算得到纠错数据，并将用户数据和纠错数据按照预定的规则存储于所述二维码的编码区域中，使得二维码在部分污损、残缺等情况下识别程序仍能还原用户数据。

具体实施时，与传统二维码类似，还可在二维码的纠错级别内，在二维码的编码区域中加入任意图形或文字，丰富二维码的呈现形式，通过纠错算法计算得到被图形或文字覆盖的码元。

纠错信息用于指示二维码采用的纠错级别及纠错算法等。本申请实施例对纠错级别及纠错算法的设置方式不做具体限定。例如，可以沿用传统二维码的4种纠错级别(L、M、Q、H)，也可以定义新的纠错级别，可以选择里德-所罗门纠错算法，也可选择其他算法。

掩码信息用于指示二维码所使用的掩码图案。使用预设的掩码图案(maskpattern)对填充好的或预填充的二维码图形进行加掩(masking)，使得最终呈现的二维码图形的颜色分布更加均匀。具体地，加掩使得二维码图形中的深色和浅色(例如黑色和白色，黑色代表二进制1，白色代表二进制0)区域能够比率最优的分布。

本申请一实施例中，规格区域还用于存储辅助定位信息。详细的说，辅助定位信息位于规格区域中的特定区域，作用是辅助识别程序确定二维码的方位。

如果二维码图形区域中的特征信息足够确定二维码的方位，则不需要辅助定位信息，二维码识别程序可以仅借助图形区域的特征对二维码进行准确定位，不需要编码区域里的辅助定位信息。如图10所示，二维码图形区域的外部轮廓区域中包含了一些类似于八卦方位的装饰图文，其中，1011表示八卦阵中的“乾”位，1012代表八卦阵中的“艮”位，1013代表八卦阵中的“坤”位，1014代表八卦阵中的“巽”位，二维码识别程序借助该装饰图文能够对二维码进行准确定位。可选地，二维码识别程序还可以通过矩形轮廓区域四个角的对角线交点来校正圆形轮廓区域确定的中心点，从而提高定位精度。

如果图形区域中的特征信息不足以准确确定二维码的方位，则可以利用辅助定位信息来进一步确定和校准二维码的定位信息，如图11所示，仅靠图形区域的外部轮廓区域和内部轮廓区域只能确定编码区域的范围，但不能确定编码区域的方位和正反方向，因此可以借助编码区域中的辅助定位信息确定编码区域的方位和正反，并对图形区域的初步定位结果进行校正。以图11为例，图11所示的辅助定位信息限定的方位为正方位，辅助定位信息规定：内部轮廓区域(矩形轮廓区域)正上方对应的两个扇形区域2011始终为黑色或彩色；内部轮廓区域正下方对应的两个扇形区域2012始终为白色或空白；内部轮廓区域左边正对的两个扇形区域2013的上面扇区为白色或空白，下面扇区为黑色或彩色；内部轮廓区域右边正对的两个扇形区域2014的上面扇区为黑色或彩色，下面扇区为白色或空白。

本申请一实施例中，下面结合图12给出二维码的具体尺寸或参数的选取方式。如图12所示，外部轮廓区域101为圆形区域，内部轮廓区域102为正方形区域。正方形区域内部边长为6x，外部边长为8x。圆形区域外圆半径为18x，内圆半径为15x。编码区域由9个同心圆形组成，9个同心圆形半径构成等差数列，由外向内递减。最外侧的圆形半径为14x，最内侧的圆形半径为6x，由外向内递减，半径差值为1x。采用36条放射状线段对9个同心圆环进行等分。放射线段的延长线相交于图形区域中圆形区域的圆心。

应注意，图12仅仅是为了帮助本领域技术人员理解本申请实施例，而非要将本申请实施例限于所例示的具体数值或具体场景。本领域技术人员根据图12，显然可以进行各种等价的修改或变化，这样的修改或变化也落入本申请实施例的范围内。

本申请提供的二维码具有如下技术效果：

1)二维码的编码区域中不需要传统二维码的大尺寸定位图案，从而能够更充分地利用编码区域存储更多的有效数据；

2)二维码的码元相互不重叠地填充满整个编码区域，码元与码元之间不存在空白区域，最大限度地利用了编码区域，进而能够在一定面积的编码区域中存储更多的有效数据；

3)二维码对图形区域的形式没有严格的要求，可以包含更丰富、更灵活的个性化特征信息，提供多样化的二维码外观；

4)与传统二维码定位方法不同，本申请二维码的识别方法不需要传统二维码的大尺寸定位图案，而是充分利用了图形区域中包含的特征信息对二维码进行定位。

本申请一实施例中，还提供一种上述任一实施例所述二维码的编码方法，如图13所示，包括：

步骤310，生成外部轮廓区域和内部轮廓区域。

步骤320，按照预定编码规则将用户数据存储至外部轮廓区域和内部轮廓区域之间的编码区域中，生成编码后的二维码图形。详细的说，编码规则规定了用户数据的填充规则及顺序。

进一步的，为了适应用户需求，步骤310中，先根据用户数据大小确定二维码的版本信息，二维码的版本信息确定之后即可确定二维码的尺寸，然后生成版本信息相对应的外部轮廓区域和内部轮廓区域。步骤320进一步为按照版本信息对应的编码规则将版本信息及用户数据存储至外部轮廓区域和内部轮廓区域之间的编码区域中。

本实施例的实施前提在于，已经设定好了多个二维码版本，每一版本限定二维码的最大存储量、码元的划分形式、二维码外部轮廓区域和内部轮廓区域表现形式、二维码编码区域的编码规则。实施时，还可提供多个选项以供用户设定外部轮廓区域周围的个性化装饰。

本申请一实施例中，按照版本信息对应的编码规则将版本信息及用户数据存储至外部轮廓区域和内部轮廓区域之间的编码区域中包括：步骤321，按照预定规则将版本信息存储至编码区域的规格区域中；步骤322，按照版本信息对应的编码规则将用户数据存储至编码区域的数据区域中。

本申请一实施例中，根据用户数据大小确定二维码的版本信息之前还包括：根据用户输入的纠错信息生成纠错数据，将纠错数据加入至用户数据中以更新用户数据。

步骤321将版本信息存储至规格区域中的同时还将纠错信息存储至规格区域中。

本申请一实施例中，根据用户数据大小确定二维码的版本信息之前还包括：分析用户数据是否满足布局均匀需求(填充需求)，若不满足，则对用户数据进行掩码操作以更新用户数据。步骤321将版本信息存储至规格区域中的同时还将掩码信息存储至规格区域中。

本申请一实施例中，为了使二维码解码识别时能够准确定位其方位，步骤321将版本信息存储至规格区域中的同时还将辅助定位信息存储至规格区域中。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种编码装置，如图14所示，适用于上述实施例所述的二维码，由于该编码装置解决问题的原理与上述编码方法相似，因此，该装置的实施可参见上述编码方法，重复之处不再赘述。具体的，编码装置包括：

图形区域生成模块410，用于生成外部轮廓区域和内部轮廓区域；

存储模块420，用于按照预定编码规则将用户数据存储至外部轮廓区域和内部轮廓区域之间的编码区域中，得到二维码图形。

本申请一实施例中，还提供一种上述任一实施例所述二维码的识别方法，如图15所示，包括：

步骤510，根据二维码图形中的图形区域定位编码区域的范围和方位。

步骤520，根据定位到的编码区域和编码区域模版确定编码区域中各码元的取值。详细的说，编码区域模版如图8所示，包含编码区域码元的分区辅助线。

步骤540，根据预定的编码规则提取码元的取值，得到用户数据。

进一步的，如图16所示，上述步骤520之后还包括：步骤530，根据预定规则提取编码区域中规格区域内码元的取值以确定版本信息。步骤540进一步为步骤540’，根据版本信息对应的编码规则提取编码区域中数据区域内码元的取值，得到用户数据。

本实施例的实施前提在于，在识别程序中存储有版本信息与编码规则的对应关系、编码区域模版，版本信息确定之后即可确定规格区域及数据区域。

进一步的，为了识别程序能够更快速、更准确的解码提取二维码中存储的信息，对二维码图形进行识别之前，可根据实际需求对二维码图形进行一系列预处理，常用的预处理有图形二值化、图形校正、定位校正、滤波去燥、边缘检测等。实际的预处理方法不局限于上述方法，本申请对预处理的功能、方法和步骤不作具体的限定，根据实际需求选择确定。

本申请一实施例中，上述步骤510根据二维码图形中的图形区域定位编码区域的范围和方位之前还包括：利用图形区域对二维码图形进行校正，校正通过之后根据图形区域定位编码区域的范围和方位。

本申请一实施例中，上述步骤510中若根据图形区域无法确定编码区域的方位，则从编码区域的规格区域中的预定位置处获取辅助定位信息，根据辅助定位信息对编码区域的方位进行确定。

本申请一实施例中，上述步骤530提取编码区域中规格区域内码元的取值确定版本信息的同时还确定纠错信息及掩码信息。

进一步的，上述步骤540’根据版本信息对应的编码规则识别定位到的编码区域得到用户数据包括：根据版本信息对应的编码规则提取编码区域中数据区域内码元的取值，得到二进制数据；根据纠错信息和掩码信息对二进制数据进行处理得到用户数据。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种二维码的识别装置，如图17所示，适用于上述实施例所述的二维码，由于该识别装置解决问题的原理与上述编码方法相似，因此，该装置的实施可参见上述编码方法，重复之处不再赘述。具体的，识别装置包括：

定位模块610，用于根据图形区域定位编码区域的范围和方位；

识别模块620，用于根据定位到的编码区域和编码区域模版确定编码区域中各码元的取值；

提取模块630，用于根据预定的编码规则提取码元的取值，得到用户数据。

本申请一实施例中，还提供一种产品包装，产品包装上设置有二维码，其中，二维码包括图形区域和编码区域。图形区域包括外部轮廓区域和内部轮廓区域，用于定位编码区域的范围及方位；编码区域位于外部轮廓区域和内部轮廓区域之间，由多个码元组成，各码元之间不重叠的充满整个编码区域，码元用于根据预定的编码规则存储版本信息及验证信息。

进一步的，外部轮廓区域以及编码区域为圆形环状区域，内部轮廓区域为矩形环状区域。

进一步的，外部轮廓区域以及内部轮廓区域包含任何标识组成的特征信息。

进一步的，码元通过如下方式确定：将编码区域划分为至少一个同心圆环；根据预定规则将每一同心圆环划分为多个小扇区；每一小扇区代表一码元。

进一步的，编码区域被划分为规格区域及数据区域；规格区域的码元用于存储版本信息；数据区域的码元用于根据版本信息对应的编码规则存储用户数据。

进一步的，若存储用户数据时，有对用户数据进行纠错操作和/或掩码操作，则规格区域还用于存储纠错信息和/或掩码信息。

进一步的，规格区域还用于存储辅助定位信息。

详细的说，产品包装例如为食品产品包装，本申请对产品类型不做具体限定。验证信息例如为验证码等，本申请对验证信息不做具体限定。二维码的编码及识别过程参见前述实施例，此处不再赘述。

本实施例产品包装上二维码的编码规则不固定，能够有效防止大批量伪造、复制或篡改产品包装。用户通过扫描二维码获得验证信息，通过验证信息能够确定产品是否已被消费或为伪造产品。一些实施方式中，用户可通过如下方式验证产品真伪：用户扫描产品包装上的二维码，如果不能扫描得到验证信息，则证明产品为伪造产品，如果能够扫描得到验证信息，则将验证信息输入查询入口，查询入口将验证信息发送至远端服务器，由远端服务器验证验证信息的有效性，若远端服务器验证结果为无效，则证明产品已被盗扫或为伪造产品。

随着高分辨率彩色扫描仪、高分辨率彩色打印机、专用图像处理软件(如PhotoShop)等设备、技术的普及应用，降低了有价证券伪造者伪造的难度，社会上频频出现有价证券被复制、篡改、伪造的案例，极大威胁着整个社会的金融安全。

随着二维码技术不断发展和推广应用，如增值税发票等有价证券上已开始应用二维码相关技术。但是传统的矩形二维码，例如QR码(Quick Response Code),其编码规则通常是公开的，因此所存储的数据有被伪造、篡改的风险。此外，有价证券上的二维码通常是采用喷墨打印、数码印刷等方式实现的，由于传统二维码编码规则和实现方式本身并没有防复制的机制，很容易被扫描复制，因此使得使用二维码的有价证券仍然存在被扫描、复制、篡改的风险。

本申请一实施例中，为了解决有价证券存在的上述问题，还提供一张有价证券，如图18所示，有价证券上包括：第一个性化特征信息710以及二维码720。其中，二维码包括图形区域和编码区域。图形区域包括外部轮廓区域和内部轮廓区域，用于定位编码区域的范围和方位；编码区域位于外部轮廓区域和内部轮廓区域之间，由多个码元组成，各码元之间不重叠的充满整个编码区域，码元用于根据预定的编码规则存储版本信息及第二个性化特征信息。其中，第一个性化特征信息与第二个性化特征信息相同或相关，相同指的是第一个性化特征信息与第二个性化特征信息完全相同，相关指的是根据第一个性化特征信息通过某些算法或规则可以推算出第二个性化特征信息，第一个性化特征信息为用户通过观看有价证券可直接获取到的信息，第二个性化特征信息为二维码存储的数据。

详细的说，有价证券例如为发票、支票、汇票等，个性化特征信息例如为有价证券冠字号、序列号、金额、账号等，本申请对有价证券及个性化特征信息具体为何不做具体限定。

本实施例提供的有价证券使得二维码存储的数据与有价证券实际的个性化特征信息形成一一对应的校验机制，由于有价证券上二维码的编码规则不固定且未公开，无法根据实际个性化特征信息生成存储个性化特征信息的二维码，能够有效防止大批量伪造有价证券，降低有价证券被篡改的风险。

进一步的，为了提升数据的安全性，二维码中存储的为第二个性化特征信息加密后的数据。

进一步的，二维码不直接存储第二个性化特征信息，而是存储查询入口信息，通过查询入口信息获取第二个性化特征信息。查询入口信息包括但不限于数据库查询、网络链接等。这种方式的优势在于不局限于二维码的数据容量，可以获取有价证券更丰富的个性化特征信息。

进一步的，外部轮廓区域以及编码区域为圆形环状区域，内部轮廓区域为矩形环状区域。

进一步的，外部轮廓区域以及内部轮廓区域包含任何图形组成的特征信息，例如装饰信息。

进一步的，码元通过如下方式确定：将编码区域划分为至少一个同心圆环；根据预定规则将每一同心圆环划分为多个小扇区；每一小扇区代表一码元。

进一步的，编码区域被划分为规格区域及数据区域；规格区域的码元用于存储版本信息；数据区域的码元用于根据版本信息对应的编码规则存储用户数据。

进一步的，若存储用户数据时，有对用户数据进行纠错操作和/或掩码操作，则规格区域还用于存储纠错信息和/或掩码信息。

进一步的，规格区域还用于存储辅助定位信息。

本申请一实施例中，如图19所示，有价证券的验证过程包括：

步骤810，采集有价证券图像(例如采用摄像头或者接触式图像传感器采集有价证券图像)；

步骤820，识别有价证券图像得到第一个性化特征信息及二维码；

步骤830，识别二维码得到第二个性化特征信息；

步骤840，比较第一个性化特征信息及第二个性化特征信息，输出比较结果。

详细的说，如果比较结果为一致，则证明有价证券为真，如果比较结果为不一致，则证明有价证券为伪。比较结果的呈现方式包括但不限于屏幕显示、语音播报、指示灯显示、打印输出等。

其它实施例中，有价证券的验证过程如下：对有价证券上的二维码图形进行解码处理从而获得第二个性化特征信息，将获得的第二个性化特征信息与有价证券上的第一个性化特征信息进行比较(比对方式包括但不限于人工判断、程序判断及测量判断等)，如果比较结果一致，则证明有价证券为真，如果比较结果不一致，则证明有价证券为伪。可选地，在对二维码图形进行识别之前，可根据实际需求对二维码图形进行一系列预处理，目的在于使得识别程序能够更快速、更准确的解码提取二维码中存储的第二个性化特征信息。常用的预处理由图形二值化、图形校正、定位校正、滤波去燥、边缘检测等。实际的预处理方法不局限于上述方法，本申请对预处理的功能、方法和步骤不作具体的限定，根据实际需求选择确定。

如果二维码中存储的第二个性化特征信息进行了加密处理，则识别过程中也需进行对应的解密处理。

在某些实施例中二维码除了存储有价证券上一些直观的个性化特征信息之外，还可以作为数据查询的入口，访问有价证券信息系统中存储的大数据信息。作为实现方式之一，二维码存储有价证券的序列号等特征信息，用户扫描所述二维码后，链接到有价证券的大数据信息服务器，以二维码存储的序列号等特征信息作为数据查询手段，在大数据服务器中获取关于有价证券更丰富、更完整的信息，并呈现给用户。如果有价证券被篡改过，则数据查询失败或查询结果与有价证券实际特征信息不符，提示用户该有价证券可能是伪造的有价证券。

本申请一实施例中，为了进一步防止有价证券被扫描复制，二维码编码区域中的码元包括显式码元和隐式码元。在第一条件(如自然光)下，显式码元可见，隐式码元不可见；在第二条件(如紫外光、红外光、磁场中、温度变化等)下，显式码元不可见，隐式码元可见。

本实施例有价证券被扫描复制后将无法读出二维码存储的内容，用户通过判断是否读出内容及读出的内容与有价证券上的个性化信息是否一致就能验证有价证券的真伪。本实施例能够降低有效证券被复制、打印伪造的风险。

本申请一实施例中，可采用三种不同的防伪数码油墨印刷图形区域、显示码元和隐式码元。如图20所示，第一种防伪油墨910印刷的图形在白光条件下是可见的，在特定的条件下是隐藏的；油墨920印刷的图形在白光条件下是隐藏的(或透明的、白色的)，在特定条件下是可见的；油墨930由油墨910和油墨920混合制成，油墨930印刷的图形在白光条件下是可见的，颜色与油墨910一致；油墨930印刷的图形在特定条件下，仍然是可见的，颜色与油墨920一致。利用油墨930印刷二维码的图形区域和规格区域的码元；利用油墨910印刷二维码编码区域中的显式码元(不包括规格区域)；利用油墨920印刷二维码编码区域中的隐式码元。采用上述油墨印刷的二维码在白光条件下呈现的效果如图4所示，在特定条件下呈现的效果如图21所示。图4的二维码与图21的二维码在编码区域部分形成补码效果。这种包含隐形码元的技术方案可以降低二维码和有价证券被复制扫描的风险。本申请对油墨的选择不作具体的限定，只要能实现上述效果的油墨或防伪材料均可使用。

本申请一实施例中，有价证券的制作方法包含以下步骤：

步骤一：1)将有价证券的个性化特征转化成一串二进制数据；

2)根据1)得到的二进制数据确定需要存储的数据，根据需存储数据的大小，确定二维码的版本信息，并生成二维码的图形区域；

3)采用特定的加密算法对二进制数据进行加密后按照版本信息对应的编码规则存储于二维码的编码区域中，并生成编码后的二维码图形。

实施时，该步骤可由编码子系统实现。二进制转化可采用常用的ASCII码等二进制编码规则，也可采用自定义的编码规则，同时采用一些加密算法，提升数据的安全性。

步骤二：将步骤一生成的二维码图形通过印刷等方式呈现于有价证券上。实施时，该步骤可由加工子系统实现。本申请对加工呈现方式没有具体的限定，加工呈现方式可以是胶印、凹印、凸印、丝印、数码印刷、激光雕刻、烫印、贴膜、压印等工艺方式或组合工艺方式。

作为实现方式之一，例如选用数码印刷的方式，将每张有价证券编码后的二维码图形印刷在有价证券上。由于每张有价证券的个性化特征信息是不同的，因此有价证券上的二维码也是不一样的。数码印刷方式的优势在于不需要印版，因此可以实现不同所述有价证券二维码的连续印刷。

本申请一实施例中，还提供一种具有防伪功能的产品，包括：第一个性化特征信息；以及前述任一实施例所述的二维码，所述二维码用于存储第二个性化特征信息；其中，第一个性化特征信息与第二个性化特征信息相同或相关。

该具有防伪功能的产品的验证方法包括：采集产品图像；识别产品图像得到第一个性化特征信息及二维码；识别二维码得到第二个性化特征信息；比较第一个性化特征信息及第二个性化特征信息，输出比较结果。

详细的说，该具有防伪功能的产品可以为产品包装、有价证券、护照或身份证件等认证产品，本申请对产品具体为何不做限定，凡是有可能出现伪造的产品均属于本申请所述产品的范畴。该具有防伪功能的产品实施可参见上述任一实施例所述的有价证券，此处不再赘述。该具有防伪功能的产品的验证方法实施也可参见上述有价证券的验证方法，此处不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的方法实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅用于说明本申请的技术方案，任何本领域普通技术人员均可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本申请的权利保护范围应视权利要求范围为准。

Claims (28)

1.一种二维码，其特征在于，包括图形区域和编码区域；

图形区域包括外部轮廓区域和内部轮廓区域，用于定位编码区域的范围和方位；

编码区域位于外部轮廓区域和内部轮廓区域之间，由多个码元组成，各码元之间不重叠的充满整个编码区域，码元用于根据预定编码规则存储用户数据。

2.如权利要求1所述的二维码，其特征在于，外部轮廓区域和编码区域为圆形环状区域，内部轮廓区域为矩形环状区域。

3.如权利要求2所述的二维码，其特征在于，外部轮廓区域和内部轮廓区域包含任何标识组成的特征信息。

4.如权利要求2所述的二维码，其特征在于，码元通过如下方式确定：

将编码区域划分为至少一个同心圆环；

将每一同心圆环划分为多个扇区，每一扇区代表一码元。

5.如权利要求4所述的二维码，其特征在于，将每一同心圆环以等分的形式划分为n个扇区；

或由内向外的同心圆环中的扇区数量逐渐递增。

6.如权利要求1所述的二维码，其特征在于，码元包括显式码元和隐式码元；

在第一条件下，显式码元可见，隐式码元不可见；

在第二条件下，显式码元不可见，隐式码元可见。

7.如权利要求6所述的二维码，其特征在于，所述第一条件为自然光条件，所述第二条件为如下条件中的一种：紫外光、红外光、磁场、温度变化、喷洒试剂。

8.如权利要求1所述的二维码，其特征在于，码元还用于根据预定规则存储版本信息，用户数据根据版本信息对应的编码规则进行存储。

9.如权利要求8所述的二维码，其特征在于，编码区域被划分为规格区域及数据区域；

规格区域内的码元用于根据预定规则存储版本信息；

数据区域内的码元用于根据版本信息对应的编码规则存储用户数据。

10.如权利要求9所述的二维码，其特征在于，若存储用户数据时，有对用户数据进行纠错操作和/或掩码操作，则规格区域还用于存储纠错信息和/或掩码信息。

11.如权利要求9所述的二维码，其特征在于，规格区域还用于存储辅助定位信息。

12.一种二维码的编码方法，其特征在于，适用于权利要求1至11任一项所述二维码，包括：

生成图形区域的外部轮廓区域和内部轮廓区域；以及

按照预定编码规则将用户数据存储至外部轮廓区域和内部轮廓区域之间的编码区域中，得到二维码图形。

13.如权利要求12所述的编码方法，其特征在于，根据版本信息生成外部轮廓区域和内部轮廓区域，版本信息由用户数据大小确定；

按照预定规则将版本信息存储于编码区域中，按照版本信息对应的编码规则将用户数据存储至编码区域中。

14.如权利要求13所述的编码方法，其特征在于，按照预定规则将版本信息存储至编码区域的规格区域中；按照版本信息对应的编码规则将用户数据存储至编码区域的数据区域中。

15.如权利要求14所述的编码方法，其特征在于，还包括：

根据用户输入的纠错信息生成纠错数据，将纠错数据加入用户数据以更新用户数据；

将版本信息存储至规格区域中的同时还将纠错信息存储至规格区域中。

16.如权利要求14所述的编码方法，其特征在于，还包括：

分析用户数据是否满足布局均匀需求，若不满足，则对用户数据进行掩码操作以更新用户数据；

将版本信息存储至规格区域中的同时还将掩码信息存储至规格区域中。

17.如权利要求14所述的编码方法，其特征在于，将版本信息存储至规格区域中的同时还将辅助定位信息存储至规格区域中的预定位置处。

18.一种二维码的编码装置，其特征在于，适用于权利要求1至11任一项所述二维码，包括：

图形区域生成模块，用于生成图形区域的外部轮廓区域和内部轮廓区域；

存储模块，用于按照预定编码规则将用户数据存储至外部轮廓区域和内部轮廓区域之间的编码区域中，得到二维码图形。

19.一种二维码的识别方法，其特征在于，适用于权利要求1至11任一项所述二维码，包括：

根据二维码图形中的图形区域定位编码区域的范围和方位；

根据定位到的编码区域和编码区域模版确定编码区域中各码元的取值；

根据预定的编码规则提取码元的取值，得到用户数据。

20.如权利要求19所述的识别方法，其特征在于，各码元的取值确定之后还包括：

根据预定规则提取编码区域中规格区域内码元的取值以确定版本信息；

根据版本信息对应的编码规则提取编码区域中数据区域内码元的取值，得到用户数据。

21.如权利要求20所述的识别方法，其特征在于，根据二维码图形中的图形区域定位编码区域的范围和方位之前还包括：

利用图形区域对二维码图形进行校正，校正通过之后根据图形区域定位编码区域的范围和方位。

22.如权利要求20所述的识别方法，其特征在于，若根据图形区域无法确定编码区域的方位，则从编码区域的规格区域中获取辅助定位信息，根据辅助定位信息对编码区域的方位进行确定。

23.如权利要求20所述的识别方法，其特征在于，提取编码区域中规格区域内码元的取值确定版本信息的同时还确定纠错信息及掩码信息；

根据版本信息对应的编码规则提取编码区域中数据区域内码元的取值，得到用户数据包括：

根据版本信息对应的编码规则提取编码区域中数据区域内码元的取值得到二进制数据；

根据纠错信息和掩码信息对二进制数据进行处理得到用户数据。

24.一种二维码的识别装置，其特征在于，适用于权利要求1至11任一项所述二维码，包括：

定位模块，用于根据二维码图形中的图形区域定位编码区域的范围和方位；

识别模块，用于根据定位到的编码区域和编码区域模版确定编码区域中各码元的取值；

提取模块，用于根据预定的编码规则提取码元的取值，得到用户数据。

25.一种具有防伪功能的产品，其特征在于，包括：

第一个性化特征信息；以及

权利要求1至11任一项所述的二维码，所述二维码用于存储第二个性化特征信息；

其中，第一个性化特征信息与第二个性化特征信息相同或相关。

26.如权利要求25所述的产品，其特征在于，第二个性化特征信息加密后存储于所述二维码中。

27.如权利要求25所述的产品，其特征在于，所述二维码不直接存储第二个性化特征信息而是存储查询入口信息，通过查询入口信息获取第二个性化特征信息。

28.一种权利要求25所述产品的验证方法，其特征在于，包括：

采集产品图像；

识别产品图像得到第一个性化特征信息及二维码；

识别二维码得到第二个性化特征信息；

比较第一个性化特征信息及第二个性化特征信息，输出比较结果。