[發(fā)明專利]一種基于非線性空間頻率特性的安全二維碼通信方法

有效

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• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109635578B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 薛廣濤;陳奕超;潘昊
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F21/60
• 分類號: G06F21/60;G06K19/06;H04W4/80;H04W12/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔡彭君

1.一種基于非線性空間頻率特性的安全二維碼通信方法，其特征在于，包括：

攝像頭建模：根據掃描設備的攝像頭色彩濾鏡矩陣的空間頻率進行建模，

二維碼加密：利用掃描設備的CFA空間頻率和建模結果，以及顯示設備顯示器的空間頻率，在顯示設備上生成目標二維碼的加密圖片，

二維碼解密：掃描設備的攝像頭在指定位置和指定角度對顯示器中的加密二維碼進行拍攝，恢復目標二維碼并進行解析；

建模過程具體為對綠色過濾層的色彩濾鏡矩陣進行建模；

所述建模結果為：

m_cfa(x，y)＝p_cfa(φ_cfa(x，y))

p_cfa(u)＝0.5+0.5cos(2πu)

φ_cfa(x，y)＝((x，y)mod 2)/2

其中：m_cfa(x，y)為攝像頭圖像傳感器上過濾層在坐標(x，y)的綠色接收信息，p_cfa(·)為CFA中綠色過濾層的周期函數(shù)，φ_cfa(x，y)為CFA中綠色過濾層的相位函數(shù)；

所述二維碼加密過程具體包括：

步驟A1：利用掃描設備的CFA空間頻率和建模結果，以及顯示設備顯示器的空間頻率，對原始二維碼圖像圖片進行相位和頻率調制，

步驟A2：對調制后的圖片增加高斯白噪聲以模糊加密二維碼中的輪廓；

所述二維碼解密過程具體包括：

步驟B1：獲取攝像頭在指定位置和指定角度對顯示器中加密二維碼拍攝的多張連續(xù)圖片，

步驟B2：選取一張未處理的圖片，并進行轉換RGB圖片到HSV坐標，取最大化飽和維數(shù)，

步驟B3：對轉換后的圖片，根據三個定位標記的位置，以確定二維碼的尺寸并對二維碼進行分割，得到多個方塊，

步驟B4：提取將綠色方塊，對于每個像素點，當綠色強度大于規(guī)定閾值的，判斷為白色，反之則判斷為黑色，

步驟B5：針對每個方塊，根據方塊內的白色和黑色像素點的分布確定方塊的顏色，

步驟B6：遍歷所有的黑色方塊，并將所有相鄰的黑色方塊標記到相同的索引值，

步驟B7：判斷是否所有的方塊都被標記或者未標記的方塊將標記的方塊全部包圍，若為是，則執(zhí)行步驟B8，反之則返回步驟B2，

步驟B8：根據各方塊的索引值進行著色，若相鄰的兩個方塊有著相同的索引值，則著色成相同的顏色，反之則著色成不同的顏色。

2.根據權利要求1所述的一種基于非線性空間頻率特性的安全二維碼通信方法，其特征在于，所述步驟B6具體包括：

步驟B61：遍歷所有的黑色方塊，基于所有相鄰的黑色方塊標記到相同的索引值的原則，確定本幀下各方塊的索引值；

步驟B62：確定各方塊在是否已存在索引值，若為否，則將本幀下該方塊的索引值作為該方塊的索引值，反之，則執(zhí)行步驟B63：

步驟B63：判斷本幀下該方塊的索引值是否與之前的索引值一致，若為否，則將上一幀中所有標記了此方塊索引值的方塊都標記成本幀下該方塊的索引值。

3.根據權利要求1所述的一種基于非線性空間頻率特性的安全二維碼通信方法，其特征在于，所述步驟B8具體包括：

步驟B81：對三個定位標記區(qū)域中的方塊進行著色；

步驟B82，基于三個定位區(qū)域中的方塊的著色結果，根據各方塊的索引值進行著色，若相鄰的兩個方塊有著相同的索引值，則著色成相同的顏色，反之則著色成不同的顏色。

4.根據權利要求1所述的一種基于非線性空間頻率特性的安全二維碼通信方法，其特征在于，所述指定位置為距離顯示器20～45厘米之間。

5.根據權利要求4所述的一種基于非線性空間頻率特性的安全二維碼通信方法，其特征在于，所述指定位置為距離顯示器30厘米。

6.根據權利要求1所述的一種基于非線性空間頻率特性的安全二維碼通信方法，其特征在于，所述指定角度為與顯示器平面的夾角垂直。