CN112949801A - 基于微透镜阵列的三维码、三维码的生成方法及三维码的识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的基于微透镜阵列的三维码、三维码的生成方法及三维码的识别方法，包括多个空间的二维码图形，所述多个空间的二维码图形通过微透镜阵列融合在微透镜的光场范围内，形成三维码图案；所述三维码图案包括：基本图案，所述的基本图案包括：格式信息图形，用于存储三维码图案中采用微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式；数据信息图形，用于存储数据码和纠错码；校正图形，为多个，分布设置在数据信息图形所在的区域内，用于对数据信息图形进行校正；具有能够防止二维码内容的拍摄复制，有效提高防伪度，实现二维码的面对面识别或定点识别的有益效果，适用于信息编码的技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及信息编码的技术领域，具体涉及基于微透镜阵列的三维码、三维码的生成方法及三维码的识别方法。
背景技术
二维码最早于20世纪40年代被提出，于纪九十年代开始实际应用并出现专利，如今已在世界范围内广泛的使用。二维码基于“0，1”的“白，黑”表示，按照一定规律在平面上分布黑白相间的编码点，通过图像输入设备自动解码信息。它与传统的条形码相比可存更多的信息，具有信息容量大、容错率好、译码可靠性高等优点。然而二维码属于开放的图像，容易被复制并传播，因此在防复制方面存在缺陷。
针对防复制方面，现有的技术总结如下：
(1)多个二维码载体叠加方法，该方法将多个设置有二维码的载体进行叠加，叠加后不同载体上的二维码所在的区域重合，而各载体上的二维码的颜色不同其所表示的信息至少部分不同，不同载体上的二维码不同颜色叠加后合成颜色并呈现出来，从而达到提高防伪和扩容的目的；此类方法可提高二维码的信息容量，其防伪需要结合算法，无法实现二维码的防复制问题。
(2)添加全息防伪图案方法。该类方法在二维码图中添加全息防伪图案，一般包括：一层基膜层，其上模压有全息防伪图案，在上表面设有二维码图案；该类方法目前使用较为广泛，主要是通过全息等第三方防伪技术；该方法可防止二维码的复制问题，但存在二维码和防伪不相关，也就是说二维码内容依然可以轻易复制。
(3)动态二维码技术，该方法在一定时间内动态改变二维码内容，二维码内容含有防伪令牌，其具有时效性需要同步识别端和服务器端。该类方法需要客户端、服务器端电子化；存在实际操作复杂的问题。
(4)立体三维码技术，该方法是利用凹凸结构表示“0,1”。具有多个相邻或间隔设置的凸起结构，凸起结构具有不同的深度分别对应三维码的读取装置扫描光源的不同颜色的光波的1/4从而实现编码的扩容和提高防伪强度目的；该方法可在一定程度上防止拍摄复制，但该方法也造成了加工制作三维码不易的问题。
发明内容
针对相关技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于：提供一种基于微透镜阵列的三维码、三维码的生成方法及三维码的识别方法，能够防止二维码内容的拍摄复制，有效提高防伪度，实现二维码的面对面识别或定点识别。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
基于微透镜阵列的三维码，包括：多个空间的二维码图形，所述多个空间的二维码图形通过微透镜阵列融合在微透镜的光场范围内，形成三维码图案；
所述三维码图案包括：基本图案，所述的基本图案包括：
格式信息图形，用于存储三维码图案中采用微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式；
数据信息图形，用于存储数据码和纠错码；
校正图形，为多个，分布设置在数据信息图形所在的区域内，用于对数据信息图形进行校正。
优选地，所述基本图案还包括：
位置探测图形，用于标记三维码图案尺寸的大小；
版本信息图形，用于存储版本信息；
定位图形，用于作为标准线，对数据信息图形和校正图形进行定位保护。
优选地，所述位置探测图形的数量为三个，分布设置在基本图案的其中三个边角处；
每个所述的位置探测图形的外部均设置有与其他图形进行分割的空白分割区。
优选地，所述基本图案的外围设置有空白区。
优选地，所述微透镜阵列为圆形透镜、六边形透镜、方形透镜、长条棱镜中的一种。
相应地，一种基于微透镜阵列的三维码的生成方法，包括以下步骤：
接收用户数据；
根据微透镜阵列成像原理及编码规则，生成用户数据对应的各个空间的二维码字；
将上述多个空间的二维码字生成对应的二维码图形，并将二维码图形通过微透镜阵列融合在微透镜的光场范围内，形成三维码图案；
其中：所述的三维码图案中包含有：用于存储三维码图案中采用微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式的格式信息图形，用于存储用户数据的数据码和纠错码的数据信息图形，用于数据信息图形进行校正的校正图形。
相应地，一种基于微透镜阵列的三维码的识别方法，所述三维码图案包括：基本图案，所述的基本图案包括：
格式信息图形，用于存储三维码图案中采用微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式；
数据信息图形，用于存储数据码和纠错码；
校正图形，为多个，分布设置在数据信息图形所在的区域内，用于对数据信息图形进行校正；
所述的识别方法包括：
扫描三维码图像；
读取格式信息图形中的微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式；
通过微透镜阵列识别出三维码图案在多个空间下的二维码图形；
根据解码规则，以及三维码图案的数据信息图形和格式信息图形，对各个空间的二维码图形进行解码，得到各个空间下的二维码字；
将多个空间下的二维码字进行融合，得到用户数据。
本发明的有益技术效果在于：
1、本发明提供的基于微透镜阵列的三维码、三维码的生成方法及三维码的识别方法，与传统方式相比，其用户数据能够根据微透镜的光场范围，将多个二维码图形融合在该微透镜的光场范围内；由于微透镜对光线的折射效应，该二维码图形只能呈现在一定的角度；解码时，从某个角度拍摄三维码图案，只能得到全部二维码图形中的一部分，只有从多个角度，连续拍摄该图像并结合算法才能完成解码，从而避免了可复制性，提高了防伪性能，实用性极强。
2、本发明中，通过微透镜阵列，可以在同样尺寸的图形中，写入更多可分辨的码字，提高了编码的信息容量。
附图说明
通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。
图1是本发明提供的基于微透镜阵列的三维码的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种基于微透镜阵列的三维码的生成方法的流程示意图；
图3是本发明实施例一提供的一种基于微透镜阵列的三维码的识别方法的流程示意图；
图4是本发明实施例二提供的微透镜阵列识别三维码的示意图；
图5是本发明实施例二提供的一种基于微透镜阵列的三维码的识别方法的流程示意图；
图中：1为微透镜阵列，2为三维码图案；
21为格式信息图形，22为数据信息图形，23为校正图形，24为位置探测图形，25为版本信息图形，26为定位图形，27为空白分割区；28为空白区。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图详细说明所述基于微透镜阵列的三维码、三维码的生成方法及三维码的识别方法的具体实施例。
实施例一
图1是本发明提供的基于微透镜阵列的三维码的结构示意图；如图1所示，基于微透镜阵列的三维码，包括：多个空间的二维码图形，所述多个空间的二维码图形通过微透镜阵列1融合在微透镜的光场范围内，形成三维码图案2；
所述三维码图案2包括：基本图案，所述的基本图案包括：
格式信息图形21，用于存储三维码图案2中采用微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式；
数据信息图形22，用于存储数据码和纠错码；
校正图形23，为多个，分布设置在数据信息图形22所在的区域内，用于对数据信息图形22进行校正。
其中：所述微透镜阵列为圆形透镜、六边形透镜、方形透镜、长条棱镜中的一种。
图2是本发明实施例一提供的一种基于微透镜阵列的三维码的生成方法的流程示意图；如图2所示，一种基于微透镜阵列的三维码的生成方法，包括以下步骤：
接收用户数据；
根据微透镜阵列成像原理及编码规则，生成用户数据对应的各个空间的二维码字；
将上述多个空间的二维码字生成对应的二维码图形，并将二维码图形通过微透镜阵列融合在微透镜的光场范围内，形成三维码图案；
其中：所述的三维码图案中包含有：用于存储三维码图案中采用微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式的格式信息图形，用于存储用户数据的数据码和纠错码的数据信息图形，用于数据信息图形进行校正的校正图形。
图3是本发明实施例一提供的一种基于微透镜阵列的三维码的识别方法的流程示意图；如图3所示，一种基于微透镜阵列的三维码的识别方法，其特征在于：所述三维码图案包括：基本图案，所述的基本图案包括：
格式信息图形，用于存储三维码图案中采用微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式；
数据信息图形，用于存储数据码和纠错码；
校正图形，为多个，分布设置在数据信息图形所在的区域内，用于对数据信息图形进行校正；
所述的识别方法包括：
扫描三维码图像；
读取格式信息图形中的微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式；
通过微透镜阵列识别出三维码图案在多个空间下的二维码图形；
根据解码规则，以及三维码图案的数据信息图形和格式信息图形，对各个空间的二维码图形进行解码，得到各个空间下的二维码字；
将多个空间下的二维码字进行融合，得到用户数据。
具体地，本实施例一在解码时，可将微透镜阵列覆盖在数据信息图形上。
本发明实施例一提供的基于微透镜阵列的三维码、三维码的生成方法及三维码的识别方法，与传统方式相比，其用户数据能够根据微透镜的光场范围，将多个二维码图形融合在该微透镜的光场范围内；由于微透镜对光线的折射效应，该二维码图形只能呈现在一定的角度；解码时，从某个角度拍摄三维码图案，只能得到全部二维码图形中的一部分，只有从多个角度，连续拍摄该图像并结合算法才能完成解码，从而避免了可复制性，提高了防伪性能，实用性极强。
同时，本发明通过采用微透镜阵列将多个空间的二维码图形进行融合的方式，使得可以在同样尺寸的图形中，写入更多可分辨的码字，提高了编码的信息容量。
实施例二
在实施例一的基础上，基于微透镜阵列的三维码，所述基本图案还可包括：
位置探测图形24，用于标记三维码图案2尺寸的大小；
版本信息图形25，用于存储版本信息；
定位图形26，用于作为标准线，对数据信息图形22和校正图形23进行定位保护。
具体地，所述位置探测图形24的数量为三个，分布设置在基本图案的其中三个边角处；每个所述的位置探测图形24的外部均设置有与其他图形进行分割的空白分割区27；本实施例中，位置探测图形24可设置在基本图案的左上角、左下角和右上角处。
进一步地，所述基本图案的外围设置有空白区28。
本实施例中，所述的定位图形26作为标准线，能够有效防止三维码图案2的尺寸过大时，导致的扫描过程中扫歪现象的发生。
图4是本发明实施例二提供的微透镜阵列识别三维码的示意图；由于有微透镜阵列的覆盖，三维码图案的编码被分成了几个部分，本实施例二以微透镜阵列在三个空间内的视角为例进行说明如下：
如图4所示，微透镜阵列的视场覆盖了三个像素，因此可叠加三个二维码图形，根据微透镜阵列的原理，可以将透镜近似为小孔模型，因此光线通过微透镜阵列被折射到不同的视角。
如图4所示，本实施例中，三个二维码图形被分别表示为粗实线、细实线、细虚线，分别属于不同的二维码字，由三个二维码字可以解码出信息。
图中在粗实线角度可以得到“11000”，细实线角度“10111”，细虚线角度“00111”；因此，单独一个角度拍摄的图像无法得到完整的信息，只有拍摄多个角度的信息，并进行解码才能得到有效的信息。
本发明和现有的二维码、三维码设计有明显的不同；本发明采用了微透镜阵列将多个二维码图形进行融合，形成了三维码图案；微透镜改变了底层码字的光路，从而成像在一定的视角下，需要从多个角度拍摄图像，提取多个二维码字，进行融合解码才能形成完成的信息。
图5是本发明实施例二提供的一种基于微透镜阵列的三维码的识别方法的流程示意图；如图5所示，本发明实施例提供的基于微透镜阵列的三维码，识别过程可为：
S11，扫描三维码图像；
S12，在三维码图像中识别出三个位置探测图形；
S13，读取三维码图像中版本信息图形中的版本信息，以及读取格式信息图形中的微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式；
S14，分别获取多个空间下二维码图形中的格式信息图形，并读取每个空间下格式信息图形存储的数据码和纠错码，得到各个空间下的二维码字；
S15，将多个空间下的二维码字进行融合，得到用户数据。
本实施例中，所述位置探测图形24可为黑白相间的“回”形图案，扫描时黑白码元的比例可预设，在扫描三维码图案的过程中，先基于该预设比例搜寻三维码的定位图案，当图像中的所有行均扫描完毕后，得到三个候选的位置探测图形。
此外，本发明还可配合扫描装置(如手机)的加速度传感器，可以判断是否在移动中识别，从而获取解码图像，提高了三维码的防伪性，其具体过程可为：
通过加速度传感器识别出扫描装置的姿态信息；
通过扫描装置的摄像头采集三维码图案的扫描平面；
通过姿态信息和扫描平面，调整扫描装置识别出的三维码图案。
上述过程中，通过扫描装置的前置摄像头可以主动识别三维码图案的扫描平面，同时通过加速度传感器的采集数据，识别出扫描装置的姿态信息，根据扫描平面和姿态信息主动调整三维码图像的畸变，使三维码图像与扫描平面匹配，提高了三维码图案的识别速度及成功率，提高了用户体验。
综上，本发明公开的基于微透镜阵列的三维码、三维码的生成方法及三维码的识别方法，通过将多个空间的二维码图形的融合，能够防止二维码内容的拍摄复制，有效提高防伪度，实现二维码的面对面识别或定点识别。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
可以理解的是，上述方法、装置、主机及系统中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“实施例一”、“实施例二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
所述领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和单元模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其他设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定的编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.基于微透镜阵列的三维码，其特征在于：包括：多个空间的二维码图形，所述多个空间的二维码图形通过微透镜阵列(1)融合在微透镜的光场范围内，形成三维码图案(2)；
所述三维码图案(2)包括：基本图案，所述的基本图案包括：
格式信息图形(21)，用于存储三维码图案(2)中采用微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式；
数据信息图形(22)，用于存储数据码和纠错码；
校正图形(23)，为多个，分布设置在数据信息图形(22)所在的区域内，用于对数据信息图形(22)进行校正。
2.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的三维码，其特征在于：所述基本图案还包括：
位置探测图形(24)，用于标记三维码图案(2)尺寸的大小；
版本信息图形(25)，用于存储版本信息；
定位图形(26)，用于作为标准线，对数据信息图形(22)和校正图形(23)进行定位保护。
3.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的三维码，其特征在于：所述位置探测图形(24)的数量为三个，分布设置在基本图案的其中三个边角处；
每个所述的位置探测图形(24)的外部均设置有与其他图形进行分割的空白分割区(27)。
4.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的三维码，其特征在于：所述基本图案的外围设置有空白区(28)。
5.根据权利要求1所述的基于微透镜阵列的三维码，其特征在于：所述微透镜阵列为圆形透镜、六边形透镜、方形透镜、长条棱镜中的一种。
6.一种基于微透镜阵列的三维码的生成方法，其特征在于：包括以下步骤：
接收用户数据；
根据微透镜阵列成像原理及编码规则，生成用户数据对应的各个空间的二维码字；
将上述多个空间的二维码字生成对应的二维码图形，并将二维码图形通过微透镜阵列融合在微透镜的光场范围内，形成三维码图案；
其中：所述的三维码图案中包含有：用于存储三维码图案中采用微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式的格式信息图形，用于存储用户数据的数据码和纠错码的数据信息图形，用于数据信息图形进行校正的校正图形。
7.一种基于微透镜阵列的三维码的识别方法，其特征在于：所述三维码图案包括：基本图案，所述的基本图案包括：
格式信息图形，用于存储三维码图案中采用微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式；
数据信息图形，用于存储数据码和纠错码；
校正图形，为多个，分布设置在数据信息图形所在的区域内，用于对数据信息图形进行校正；
所述的识别方法包括：
扫描三维码图像；
读取格式信息图形中的微透镜阵列的样式以及数据信息的布置格式；
通过微透镜阵列识别出三维码图案在多个空间下的二维码图形；
根据解码规则，以及三维码图案的数据信息图形和格式信息图形，对各个空间的二维码图形进行解码，得到各个空间下的二维码字；
将多个空间下的二维码字进行融合，得到用户数据。
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