CN109409158A - 一种基于二维码边缘粗糙度的防伪方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于二维码边缘粗糙度的防伪方法，该方法包括以下步骤：1)获取二维码的样本图像；2)提取二维码的样本图像的边缘粗糙度特征；3)获取防伪待测二维码图像；4)提取待测二维码图像的边缘粗糙度特征；5)进行特征对比识别，确定待测二维码的真伪相似度；通过计算样本二维码的边缘粗糙度特征和待测二维码的边缘粗糙度特征的欧式距离，通过距离值的大小得到其真伪相似度。本发明利用图案边缘所具有的独一无二的粗糙度特性，通过特征对比来实现物品的真伪鉴别。本发明鉴别方法简单易行，无需特别制作防伪标识，且具备较高的真伪鉴别能力。

Description

一种基于二维码边缘粗糙度的防伪方法

技术领域

本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种基于二维码边缘粗糙度的防伪方法。

背景技术

图像承载了电子信息的表达与传送，是数字信息与社会生活的接口与桥梁之一。随着打印技术的迅速发展，打印机使用逐渐普及，与之相伴针对图像进行仿造、伪造现象也越来越多，如包装伪造、标签伪造、证件伪造或对受保护文档非法复制(盗版)等。这些违法犯罪活动对经济、安全等领域均产生恶劣影响，因此防伪技术至关重要，保障物品的安全性与真实性变得刻不容缓。无论是打击产品假冒伪劣，还是检验海关、金融领域验证证件、票据的真伪等，都需要行之有的防伪技术。

对于现有的防伪技术，常用的方法有直观法、手摸法、质感法、透视法以及仪器检测法等多种，但是这些方法要么可靠性不高，要么操作不方便。随着智能手机快速发展，数字图像的获取越来越容易，利用数字图像技术进行图案真伪鉴别已经是一种既快捷又方便，并且具有一定可靠性的防伪方法，同时也是目前产品防伪技术的一个发展趋势。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于二维码边缘粗糙度的防伪方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于二维码边缘粗糙度的防伪方法，包括以下步骤：

步骤1)获取二维码的样本图像；

步骤2)提取二维码的样本图像的边缘粗糙度特征；具体如下：

2.1)对二维码的样本图像进行二维码定位，并对其校正；

二维码定位利用QT二维码的三个角的定位点，通过对二维码区域进行平滑滤波，二值化，寻找轮廓，筛选轮廓中有两个子轮廓的特征，同时计算所有轮廓的面积，将面积最接近的3个轮廓作为定位轮廓，并求取其对应的3个定位角点。同时判断3个角点所处的位置，判断3个角点围成的三角形的最大的角就是二维码左上角的点，然后根据这个角的两个边的角度差确定另外两个角点的左下和右上位置，最后通过这三个角点采用平行四边形方式计算出第四个点，利用这个四个点进行二维码透视校正。

2.2)对校正后的二维码图像提取边缘区域；

通过对校正后的二维码提取轮廓，依据轮廓图在对应的二维码上提取一段水平或垂直边缘图；

由于二维码图案是矩形，因此可将轮廓分为两种即水平轮廓和垂直轮廓，同时根据二维码的尺寸得到黑块(DarkModule)的大小，依据划分后的水平轮廓或垂直轮廓内外各取半个黑块(DarkModule)的宽度形成一个小区域，该区域对应二维码图案的水平和垂直边缘图。

2.3)提取边缘粗糙度特征；

通过对提取的边缘区域进行直方图投影，水平边缘图进行垂直投影，垂直边缘图进行水平投影，投影后的直方图可以直观反映出边缘的凹凸性，因此将该直方图作为粗糙度特征向量。

步骤3)获取防伪待测二维码图像；

步骤4)提取待测二维码图像的边缘粗糙度特征；其具体步骤流程与步骤2)相同；

步骤5)进行特征对比识别，确定待测二维码的真伪相似度。

通过计算样本二维码的边缘粗糙度特征和待测二维码的边缘粗糙度特征的欧式距离，通过距离值的大小得到其真伪相似度，具体如下：

首先将样本二维码图案的边缘粗糙度特征向量和待测二维码图案的边缘粗糙度特征向量进行归一化处理，然后计算它们之间的欧式距离，欧式距离公式如下：

其中，x_i(i＝1,2,3，…，n)为归一化处理后的样本二维码图案的边缘粗糙度特征向量，y_i(i＝1,2,3，…，n)为归一化处理后的待测二维码图案的边缘粗糙度特征向量；

最终的相似度值计算公式由下式表示：

计算得到的相似度值可以写成百分比形式直接表达待测物品与原始物品的相似程度，即保真度，也可以通过阈值对比直接给出其真伪的判断结果。

按上述方案，所述二维码为油墨印刷图案。

本发明产生的有益效果是：利用图案边缘粗糙度特征对比算法进行物品真伪鉴别；本发明利用图案边缘所具有的独一无二的粗糙度特性，通过特征对比来实现物品的真伪鉴别。本发明鉴别方法简单易行，无需特别制作，且具备较高的真伪鉴别能力。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的流程图；

图2是本发明实施例的距离特征和角度特征示意图；

图3是本发明实施例的匹配效果图；

图4是本发明实施例的边缘粗糙度特征向量对比示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供的一种基于图案边缘粗糙度的防伪方法，包括以下步骤：

步骤1：获取物品包装上的二维码图案和待检测的物品包装上的二维码图案；

步骤2：提取上述二幅二维码图案的边缘粗糙度特征；

步骤2.1：进行图像中二维码图案进行定位，并对其校正；

参见图2，二维码定位利用QT二维码的三个角的定位点，通过对二维码区域进行平滑滤波，二值化，寻找轮廓，筛选轮廓中有两个子轮廓的特征，同时计算所有轮廓的面积，将面积最接近的3个轮廓作为定位轮廓，并求取其对应的3个定位角点。同时判断3个角点处于什么位置，判断三个角点围成的三角形的最大的角就是二维码左上角的点。然后根据这个角的两个边的角度差确定另外两个角点的左下和右上位置，最后通过这三个角点采用平行四边形方式计算出第四个点，利用这个四个点进行二维码透视校正。

步骤2.2：对校正后的二维码图案提取边缘区域；

通过对校正后的二维码提取轮廓，由于二维码图案是矩形，因此可将轮廓分为两种即水平轮廓和垂直轮廓，同时根据二维码的尺寸得到黑块(DarkModule)的大小，依据划分后的水平轮廓或垂直轮廓内外各取半个黑块(DarkModule)的宽度形成一个小区域，该区域对应二维码图案的水平和垂直边缘图，如图3。

步骤2.3：计算边缘粗糙度特征向量；

如图4，通过对提取的边缘区域进行直方图投影，水平边缘图进行垂直投影，垂直边缘图进行水平投影，投影后的直方图可以直观反映出边缘的凹凸性，因此将该直方图作为粗糙度特征向量。

步骤3：进行特征向量对比，确定待测物品的真伪。

首先将样本二维码图案的边缘粗糙度特征向量和待测二维码图案的边缘粗糙度特征向量进行归一化处理，然后计算它们之间的欧式距离，欧式距离公式如下：

最终的相似度值计算公式可有下式表示：

计算得到的相似度值可以写成百分比形式直接表达待测物品与原始物品的相似程度，即保真度，也可以通过阈值对比直接给出其真伪的判断结果。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于二维码边缘粗糙度的防伪方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)获取二维码的样本图像；

步骤2)提取二维码的样本图像的边缘粗糙度特征；具体如下：

2.1)对二维码的样本图像进行二维码定位，并对其校正；

2.2)对校正后的二维码图像提取边缘区域；

2.3)提取边缘粗糙度特征；

通过对提取的边缘区域进行直方图投影，水平边缘图进行垂直投影，垂直边缘图进行水平投影，投影后的直方图能直观反映出边缘的凹凸性，将该直方图作为粗糙度特征向量；

步骤3)获取防伪待测二维码图像；

步骤4)提取待测二维码图像的边缘粗糙度特征；

步骤5)进行特征对比识别，确定待测二维码的真伪相似度；

通过计算样本二维码的边缘粗糙度特征和待测二维码的边缘粗糙度特征的欧式距离，通过距离值的大小得到其真伪相似度。

2.根据权利要求1所述的基于二维码边缘粗糙度的防伪方法，其特征在于，所述步骤2.1)中二维码定位并校正具体如下：二维码定位利用QT二维码的三个角的定位点，通过对二维码区域进行平滑滤波，二值化，寻找轮廓，筛选轮廓中有两个子轮廓的特征，同时计算所有轮廓的面积，将面积最接近的3个轮廓作为定位轮廓，并求取其对应的3个定位角点；同时判断3个角点所处的位置，判断三个角点围成的三角形的最大的角就是二维码左上角的点，然后根据这个角的两个边的角度差确定另外两个角点的左下和右上位置，最后通过这三个角点采用平行四边形方式计算出第四个点，利用这个四个点进行二维码透视校正。

3.根据权利要求1所述的基于二维码边缘粗糙度的防伪方法，其特征在于，所述步骤2.2)中提取一段水平或垂直边缘图，具体如下：

由于二维码图案是矩形，因此将轮廓分为两种即水平轮廓和垂直轮廓，同时根据二维码的尺寸得到黑块的大小，依据划分后的水平轮廓或垂直轮廓内外各取半个黑块的宽度形成一个小区域，该区域对应二维码图案的水平和垂直边缘图。

4.根据权利要求1所述的基于二维码边缘粗糙度的防伪方法，其特征在于，所述步骤5)具体如下：

首先将样本二维码图案的边缘粗糙度特征向量和待测二维码图案的边缘粗糙度特征向量进行归一化处理，然后计算它们之间的欧式距离，欧式距离公式如下：

其中，x_i，i＝1,2,3，…，n；为归一化处理后的样本二维码图案的边缘粗糙度特征向量，y_i，i＝1,2,3，…，n；为归一化处理后的待测二维码图案的边缘粗糙度特征向量；

最终的相似度值计算公式由下式表示：

计算得到的相似度值可以写成百分比形式直接表达待测物品与原始物品的相似程度，即保真度，也可以通过阈值对比直接给出其真伪的判断结果。

5.根据权利要求1所述的基于二维码边缘粗糙度的防伪方法，其特征在于，所述二维码为油墨印刷二维码图案。