[發明專利]面向3D打印的自定義模型立體二維碼生成方法及系統

有效

• 申請號: 201710031940.0
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106874982B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 呂琳;劉霖;彭昊
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06K19/06
• 分類號: G06K19/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

本發明公開了面向3D打印的自定義模型立體二維碼生成方法及系統，該方法通過對輸入的自定義三維模型進行幾何與結構分析，計算得到適合打印立體二維碼的目標區域，并通過透視投影變換將普通二維碼映射到目標區域，隨后根據透視投影變換結果進行凹陷操作在自定義模型表面生成立體的二維碼，最終，用戶使用單一屬性成型材料的3D打印機即可打印出包含立體二維碼的三維模型。

技術領域

本發明涉及一種面向3D打印的自定義模型立體二維碼生成方法及系統。

背景技術

二維碼，又稱快速響應碼，有比條形碼更強大的存儲信息的能力且可被快速解碼。目前移動設備尤其是智能手機廣泛普及，其包含的掃碼軟件通過內置攝像頭即可容易地解碼二維碼中包含的信息。因此，二維碼已經被廣泛應用于各種領域，如信息獲取、廣告推送、手機電商、防偽溯源等。

近年來，出于對二維碼美觀的考慮，Lin等人在2013年提出了美化二維碼的方法(Yi-Shan Lin,Sheng-Jie Luo,Bing-Yu Chen.2013.Artistic QRCodeEmbellishment.Computer Graphics Forum 32,7,137–146)，該方法基于二維碼的容錯特性，在保證其包含信息無誤的情況下，增加了顏色、標簽、數字、圓角等美化效果。盡管目前二維碼有較多的效果，但其主要還是以二維形式存在于屏幕或印刷品上。隨著3D打印技術的迅速發展，目前已經出現使用兩種顏色的材料打印在平面上的立體二維碼，但在任意曲面上表達的立體二維碼還未出現。

傳統的二維碼識別只適用于平面二維碼，而由于空間轉換產生畸變導致曲面上二維碼識別率較低，例如將二維碼直接粘貼或打印在曲面上，往往無法被掃碼軟件成功解碼。針對這一問題，Li等人在2013年提出了一種利用圖像邊緣檢測以及三維透視變換的解碼方案(Li Xiaochao,Shi Zhifeng,Guo Donghui.Reconstruct Algorithm of 2D barcodefor reading the QR code on Cylindrical Surface[C]International Conference onAnti-Counterfeiting,Security and Identification(ASID 2013).2013:178-182)，先構建曲面二維碼像素從二維圖像平面映射到三維圖像空間的變換矩陣，然后通過區域還原對曲面二維碼進行校正從而重新構建曲面上的二維碼，該方法適用于處理簡單的柱面、球面等曲面，但無法適配到任意的三維模型，且依賴于具有校正功能的解碼器，因此，這種方法尚未應用于目前的主流解碼器。另外，二維碼的解碼基于至少具有兩種顏色的高對比度圖像，目前主流的消費級3D打印機只能打印單一屬性的材料，即只能提供單一顏色，并不能滿足解碼要求。綜上，如何在給定三維模型上生成二維碼，通過3D打印生成物理模型，并使現有的解碼器能對其直接解碼這一問題仍亟待解決。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種面向3D打印的自定義模型立體二維碼生成方法及系統，該方法通過對輸入的自定義三維模型進行幾何與結構分析，計算得到適合打印立體二維碼的目標區域，并通過透視投影變換將普通二維碼映射到目標區域，隨后根據透視投影變換結果進行凹陷操作在自定義模型表面生成立體的二維碼，最終，用戶使用單一屬性成型材料的3D打印機即可打印出包含立體二維碼的三維模型。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

面向3D打印的自定義模型立體二維碼生成方法，包括以下步驟：

步驟(1)：包括步驟(1-1)-步驟(1-3)；

步驟(1-1)：輸入二維碼和自定義3D模型，對輸入的自定義3D模型進行網格化和抽殼處理；

步驟(1-2)：對處理結果進行幾何與結構分析；

步驟(1-3)：在自定義3D模型表面尋找適合打印立體二維碼的目標區域；