CN109948766B - 多码复合彩色防伪二维码及其生成与识读方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多码复合彩色防伪二维码及其生成与识读方法。本发明基于RGB三基色灰度方程Y＝0.3R+0.59G+0.11B，将1～2个二维码图像以暗码形式，经过灰度编码器进行编码，分别转换为数据和地址，在多码复合调制器查找表中找到对应数据，实现多码复合信息调制，生成多码复合的彩色防伪二维码。多码复合的彩色防伪二维码，在可见光下扫码，通过识读设备可以直接识读，通过光学滤色处理或计算机图像滤色处理，可以分别识读其中复合植入的暗码二维码，实现多码合一和防伪功能。
Description
技术领域
本发明涉及印刷防伪领域，具体为一种多码复合彩色防伪二维码及其生成与识读方法。
背景技术
二维码防伪是二维码在实际使用过程中必须解决的一个重要问题，同时，为提升二维码的信息存储容量，满足不同的使用场景，需要使用多个二维码。针对二维码存在防伪方面的安全问题和实际应用需求，发明了多码复合的彩色防伪二维码。
本发明在解决多码复合和防伪方面，是基于彩色二维码在颜色呈现的同时，可以通过颜色信息调制使其携带更多的信息，在二维码的基础上增加信息隐藏的功能，该功能在普通可见光下扫描或人眼直接观察，是无法区分和识别其中隐藏的信息的，从而具有信息加载(复合)和防伪功能。
本发明基于以上原理，将多个二维码复合在一起，即其中的一个是可见光下可识别的明码二维码，该码作为载体二维码；用另外1个或2个二维码作为暗码二维码调制明码二维码，实现二维码图像复合，使其可以更好地满足多种应用场景和防伪的需要。
发明内容
本发明的目的在于实现二维码的多码合一和防伪目的，提供一种基于RGB三基色灰度方程的离散化的颜色灰度空间编码的一种信息复合、信息隐藏和信息防伪的多码复合彩色防伪二维码及其生成与识读方法。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案为：
多码复合彩色防伪二维码，所述多码复合彩色防伪二维码为多码复合码，并且为彩色颜色再现特征和为彩色颜色灰度加载多码信息的二维码，其是将一个二维码作为明码，1～2个二维码作为暗码，利用RGB三基色灰度方程Y＝0.3R+0.59G+0.11B，对作为载体的明码二维码图像和作为调制信息的1～2个暗码进行颜色和灰度编码，使其复合为一体，生成的多码复合彩色防伪二维码。
作为上述技术方案的改进，所述颜色和灰度编码是指：按照灰度方程Y＝0.3R+0.59G+0.11B对RGB三基色混合产生的灰度信息进行离散化，即：R、G、B三个值分别设置为用0和1表征的二值化颜色信息，RGB三基色按照二值化组合混色，生成颜色为23＝8级灰度的颜色信息。
或，所述颜色和灰度编码还包括RGB多进制的灰度编码空间：将RGB分别离散化为多进制颜色数据，然后按照灰度方程Y＝0.3R+0.59G+0.11B进行灰度空间编码，生成更加细分的
级灰度颜色编码信息。RN、GN、BN分别为RGB的颜色量化分辨率。
作为上述技术方案的改进，所述8级灰度的颜色信息，包括由RGB转化为CMYK的有印刷颜色合成的8级灰度的颜色信息。
多码复合彩色防伪二维码的生成方法，所述方法用于生成上述任一项所述的多码复合彩色防伪二维码，包括以下步骤：
(1)二维码明码、暗码图像生成；
(2)灰度编码；
(3)基于查找表的多码复合调制；
(4)多码复合彩色防伪二维码。
进一步地，所述生成方法包括以下步骤：
(1)二维码明码、暗码图像生成
根据物品编码和防伪的需要，将文本信息、音视频或网页网络链接信息输入到二维码的生成软件中，分别生成可见光下识别的明码二维码图像和在加光学滤色或计算机图像滤色处理后识别的1～2个暗码二维码图像；
在其中，明码为在可见光下可进行检测的二维码图像，明码也是暗码图像的载体图像，主要记录非保密、完全公开的扫码信息；
暗码为在光学或计算机滤色处理后，显示的二维码图像，该图像可以是2个二维码图像，也可以为1个，暗码二维码用于记录在可见光下不可直接扫描的附加信息和增值信息；
暗码还包括一维条码图像和以图像呈现的签名、水印和LOGO图像。
(2)灰度编码
按照RGB三基色的灰度方程：Y＝0.3R+0.59G+0.11B，对RGB三基色及其混合色呈现的灰度信息Y进行编码，明码+暗码1+暗码2作为输入变量，RGB作为编码表的输出变量，生成灰度编码的编码表；
(3)基于查找表的多码复合调制
明码图像和暗码1、暗码2图像在未复合前，均为普通的二值化图像，其中，颜色深的色块用0表示，颜色浅的色块用1表示，按照这一表示方法，明码图像和暗码1、暗码2图像的每一个色块均对应一个bit的0或者1，这个明码和暗码图像对应转换为以3bit为单位的0、1数据阵列；
对明码、暗码1、暗码2数据阵列中的数据，根据每个3bit数据，以查找表方式从步骤(2)灰度编码表中找出RGB颜色值和灰度Y值，然后用该RGB值设置复合码的颜色值，实现信息调整；
对明暗码的每个色块所对应的3bit数据，按照查找表方式，完成全部3bit色块数据的遍历调制，实现多码合一的复合信息调制；
(4)多码复合彩色防伪二维码
步骤(3)多码复合信息调制后，输出RGB格式的多码复合的彩色防伪二维码，该二维码包括RGB格式的电子显示图像和由RGB转为CMYK格式的打印输出的图像。
多码复合彩色防伪二维码的识读方法，所述识读方法用于识读上述任一项所述的多码复合彩色防伪二维码，或用于识读上述任一项所述多码复合彩色防伪二维码的生成方法生成的多码复合彩色防伪二维码，包括以下步骤：
(1)识读设备
该识读设备是增加了RGB三基色光学滤色装置和计算机图像滤色处理功能的便携式或固定式识读设备；
(2)二维码明码识读
在可见光下，用手机、手持式扫描枪或固定式扫描设备直接扫描，提取二维码信息；
(3)光学滤色片
光学滤色片是指R、G、B三基色滤色片；
(4)计算机图像滤色处理
计算机图像滤色处理是指用计算机算法模拟光学滤色片的处理效果，滤除彩色图像中1个或2个基色信号的方法；
(5)光学暗码识读
在识读设备镜头前加装光学滤色片，识别暗码1加装G+B两个滤色片，识别暗码2加装G+R两个滤色片；
(6)计算机暗码识读
在可见光下扫码采集的图像，若为RGB格式，则仿照光学滤色的方法，识别暗码1直接置零G+B两个通道颜色，只保留R通道颜色进行识别；识别暗码2直接置零G+R两个通道颜色，只保留B通道颜色进行识别。
其中，上述的光学滤色，包括在特定光源照射下的识别和日光下的识别。
本发明带来的有益效果有：
本发明是基于RGB灰度方程灰度离散化信息调制的多码复合的彩色二维码及其生成、识读方法，是一种将1～2个作为暗码的二维码植入到1个作为明码的二维码中，生成多码复合的彩色防伪二维码。该二维码适用于各种应用场景，将多个二维码复合为一个二维码，极大地减小了二维码电子显示或输出的面积，同时将多个二维码以明码和暗码有效分解开，使其呈现出防伪和独特的应用优势，对二维码技术提升和发展带来了有益效果。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，
附图1是本发明多码复合彩色防伪二维码的生成与识读方法流程图。
具体实施方式
实施例1
多码复合彩色防伪二维码。
该二维码是将一个二维码作为明码，1～2个二维码作为暗码，利用RGB三基色灰度方程Y＝0.3R+0.59G+0.11B，对作为载体的明码二维码图像和作为调制信息的1～2个暗码进行颜色和灰度编码，使其复合为一体，生成的多码复合彩色防伪二维码。
上述的颜色和灰度编码是指：按照灰度方程Y＝0.3R+0.59G+0.11B对RGB三基色混合产生的灰度信息进行离散化，即：R、G、B三个值分别设置为用0和1表征的二值化颜色信息，RGB三基色按照二值化组合混色，生成颜色为23＝8级灰度的颜色信息。8级灰度的颜色信息，包括由RGB转化为CMYK的有印刷颜色合成的8级灰度的颜色信息。
或，颜色和灰度编码还包括RGB多进制的灰度编码空间：将RGB分别离散化为多进制颜色数据，然后按照灰度方程Y＝0.3R+0.59G+0.11B进行灰度空间编码，生成更加细分的
级灰度颜色编码信息。RN、GN、BN分别为RGB的颜色量化分辨率。
实施例2
多码复合彩色防伪二维码的生成方法。
本方法用于生成实施例1的多码复合彩色防伪二维码，参照图1，包括以下步骤：
(1)二维码明码、暗码图像生成
根据物品编码和防伪的需要，将文本信息、音视频或网页网络链接信息输入到二维码的生成软件中，分别生成可见光下识别的明码二维码图像和在加光学滤色或计算机图像滤色处理后识别的2个暗码二维码图像；
在其中，明码为在可见光下可进行检测的二维码图像，明码也是暗码图像的载体图像，主要记录非保密、完全公开的扫码信息；
暗码为在光学或计算机滤色处理后，显示的二维码图像，本实施例中该图像是2个二维码图像，暗码二维码用于记录在可见光下不可直接扫描的附加信息和增值信息；
暗码还可以为一维条码图像和以图像呈现的签名、水印和LOGO图像。
(2)灰度编码
按照RGB三基色的灰度方程：Y＝0.3R+0.59G+0.11B，对RGB三基色及其混合色呈现的灰度信息Y进行编码，明码+暗码1+暗码2作为输入变量，RGB作为编码表的输出变量，生成灰度编码的编码表，见表1；
表1灰度编码表
| 明码 | 暗码1 | 暗码2 | G | R | B | Y |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0.11 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0.3 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0.41 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0.59 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0.7 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0.89 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
(3)基于查找表的多码复合调制
明码图像和暗码1、暗码2图像在未复合前，均为普通的二值化图像，其中，颜色深的色块用0表示，颜色浅的色块用1表示，按照这一表示方法，明码图像和暗码1、暗码2图像的每一个色块均对应一个bit的0或者1，这个明码和暗码图像对应转换为以3bit为单位的0、1数据阵列；
对明码、暗码1、暗码2数据阵列中的数据，根据每个3bit数据，以查找表方式从步骤(2)灰度编码表中找出RGB颜色值和灰度Y值，然后用该RGB值设置复合码的颜色值，实现信息调整；
对明暗码的每个色块所对应的3bit数据，按照查找表方式，完成全部3bit色块数据的遍历调制，实现多码合一的复合信息调制；
(4)多码复合彩色防伪二维码
步骤(3)多码复合信息调制后，输出RGB格式的多码复合的彩色防伪二维码，该二维码包括RGB格式的电子显示图像和由RGB转为CMYK格式的打印输出的图像。
实施例3
多码复合彩色防伪二维码的识读方法。
本识读方法用于识读实施例1的多码复合彩色防伪二维码，或用于识读实施例2的多码复合彩色防伪二维码的生成方法生成的多码复合彩色防伪二维码，参照图1，包括以下步骤：
(1)识读设备
该识读设备是增加了RGB三基色光学滤色装置和计算机图像滤色处理功能的便携式或固定式识读设备；
(2)二维码明码识读
在可见光下，用手机、手持式扫描枪或固定式扫描设备直接扫描，提取二维码信息；
(3)光学滤色片
光学滤色片是指R、G、B三基色滤色片；
(4)计算机图像滤色处理
计算机图像滤色处理是指用计算机算法模拟光学滤色片的处理效果，滤除彩色图像中1个或2个基色信号的方法；
(5)光学暗码识读
在识读设备镜头前加装光学滤色片，识别暗码1加装G+B两个滤色片，识别暗码2加装G+R两个滤色片；
(6)计算机暗码识读
在可见光下扫码采集的图像，若为RGB格式，则仿照光学滤色的方法，识别暗码1直接置零G+B两个通道颜色，只保留R通道颜色进行识别；识别暗码2直接置零G+R两个通道颜色，只保留B通道颜色进行识别。
实施例4
一种应用于RGB三基色混色的灰度离散化信息编码方法。
该方法按照灰度方程Y＝0.3R+0.59G+0.11B，对二值化的RGB三基色组合混色按8级灰度进行编码，并一一映射到明暗二维码、暗码二维码1和暗码二维码2复合信息调制的颜色灰度，实现多码复合信息调制、信息隐藏和信息防伪功能。
或者，该方法可将RGB三基色进行离散化，使之成为多进制表示的RGB颜色信息，然后仍然根据灰度方程Y＝0.3R+0.59G+0.11B，生成2n＝M(M>8)的灰度编码表。按照该编码表，可实现多于2个的暗码二维码图像复合植入。对于多于2个的暗码二维码识读使用计算机选择性滤色方法实现。
或者，该方法在实际使用过程中，根据实际需要，若仅需要1个暗码时，只需保留暗码1或暗码2，不需要的另一个暗码可以在信息调制时将其全部置零处理即可。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.多码复合彩色防伪二维码，其特征在于：所述多码复合彩色防伪二维码为多码复合码，并且为彩色颜色再现特征和为彩色颜色灰度加载多码信息的二维码，其是将一个二维码作为明码，1～2个二维码作为暗码，利用RGB三基色灰度方程Y＝0.3R+0.59G+0.11B，对作为载体的明码二维码图像和作为调制信息的1～2个暗码进行颜色和灰度编码，使其复合为一体，生成的多码复合彩色防伪二维码。
2.根据权利要求1所述的多码复合彩色防伪二维码，其特征在于：所述颜色和灰度编码是指：按照灰度方程Y＝0.3R+0.59G+0.11B对RGB三基色混合产生的灰度信息进行离散化，即：R、G、B三个值分别设置为用0和1表征的二值化颜色信息，RGB三基色按照二值化组合混色，生成颜色为23＝8级灰度的颜色信息。
3.根据权利要求2所述的多码复合彩色防伪二维码，其特征在于：所述8级灰度的颜色信息，包括由RGB转化为CMYK的有印刷颜色合成的8级灰度的颜色信息。
4.多码复合彩色防伪二维码的生成方法，其特征在于：所述方法用于生成权利要求1～3任一项所述的多码复合彩色防伪二维码，包括以下步骤：
(1)二维码明码、暗码图像生成；
(2)灰度编码；
(3)基于查找表的多码复合调制；
(4)多码复合彩色防伪二维码。
5.根据权利要求4所述的多码复合彩色防伪二维码的生成方法，其特征在于：所述生成方法包括以下步骤：
(1)二维码明码、暗码图像生成
根据物品编码和防伪的需要，将文本信息、音视频或网页网络链接信息输入到二维码的生成软件中，分别生成可见光下识别的明码二维码图像和在加光学滤色或计算机图像滤色处理后识别的1～2个暗码二维码图像；
(2)灰度编码
按照RGB三基色的灰度方程：Y＝0.3R+0.59G+0.11B，对RGB三基色及其混合色呈现的灰度信息Y进行编码，明码+暗码1+暗码2作为输入变量，RGB作为编码表的输出变量，生成灰度编码表；
(3)基于查找表的多码复合调制
明码图像和暗码1、暗码2图像在未复合前，均为普通的二值化图像，其中，颜色深的色块用0表示，颜色浅的色块用1表示，按照这一表示方法，明码图像和暗码1、暗码2图像的每一个色块均对应一个bit的0或者1，这个明码和暗码图像对应转换为以3bit为单位的0、1数据阵列；
对明码、暗码1、暗码2数据阵列中的数据，根据每个3bit数据，以查找表方式从步骤(2)灰度编码表中找出RGB颜色值和灰度Y值，然后用该RGB值设置复合码的颜色值，实现信息调整；
对明暗码的每个色块所对应的3bit数据，按照查找表方式，完成全部3bit色块数据的遍历调制，实现多码合一的复合信息调制；
(4)多码复合彩色防伪二维码
步骤(3)多码复合信息调制后，输出RGB格式的多码复合的彩色防伪二维码，该二维码包括RGB格式的电子显示图像和由RGB转为CMYK格式的打印输出的图像。
6.多码复合彩色防伪二维码的识读方法，其特征在于：所述识读方法用于识读权利要求1～3任一项所述的多码复合彩色防伪二维码，或用于识读权利要求4～5任一项所述多码复合彩色防伪二维码的生成方法生成的多码复合彩色防伪二维码，包括以下步骤：
(1)识读设备
该识读设备是增加了RGB三基色光学滤色装置和计算机图像滤色处理功能的便携式或固定式识读设备；
(2)二维码明码识读
在可见光下，用手机、手持式扫描枪或固定式扫描设备直接扫描，提取二维码信息；
(3)光学滤色片
光学滤色片是指R、G、B三基色滤色片；
(4)计算机图像滤色处理
计算机图像滤色处理是指用计算机算法模拟光学滤色片的处理效果，滤除彩色图像中1个或2个基色信号的方法；
(5)光学暗码识读
在识读设备镜头前加装光学滤色片，识别暗码1加装G+B两个滤色片，识别暗码2加装G+R两个滤色片；
(6)计算机暗码识读
在可见光下扫码采集的图像，若为RGB格式，则仿照光学滤色的方法，识别暗码1直接置零G+B两个通道颜色，只保留R通道颜色进行识别；识别暗码2直接置零G+R两个通道颜色，只保留B通道颜色进行识别。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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