[發明專利]一種用于商品外包裝的抗干擾圖形交點編解碼方法

有效

• 申請號: 202111053635.4
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113935354B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 萬國春;馬文濤
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06K7/14
• 分類號: G06K7/14;G06F21/60
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

1.一種用于商品外包裝的抗干擾圖形交點編解碼方法，整個方法分為編碼方法和解碼方法兩個部分；

編碼方法，包含以下9個步驟：

1.1)采集商品信息，生成原始編碼，原始編碼是16位的二進制編碼；

1.2)生成原始信息矩陣：

根據步驟1.1)中生成的原始編碼，每4位編成一個2*2矩陣，再將這些2*2矩陣按從左到右、從上到下的順序排列成完整的4*4矩陣，生成原始信息矩陣；

1.3)生成加密矩陣：

系統根據步驟1.2)生成的原始信息矩陣隨機生成加密矩陣，存入系統數據庫，所述加密矩陣是二進制矩陣且與原始信息矩陣有相同的長度和寬度，每個隨機的加密矩陣有唯一的二進制編號；

1.4)加密：

步驟1.2)生成的原始信息矩陣與步驟1.3)中隨機的加密矩陣做異或運算，具體方法為兩個矩陣在相同位置的數之間做異或運算，如此完成信息的加密；

1.5)生成圖形，確定交點：

根據步驟1.4)加密后的矩陣生成圖形，圖形的生成規則如下：

作一個以x軸為橫軸，y軸為縱軸的平面直角坐標系，在這個坐標系中以原點為中心作一個邊長為4的大正方形，該大正方形自然被x軸和y軸分成4個邊長為2的小正方形；

取這4個小正方形的中心，即點(-1,1)、(1,1)、(-1,-1)、(1,-1)為圓心，將加密后的矩陣劃分為4個2*2矩陣，將這4個2*2矩陣逐一放到直角坐標系中進行圖形化處理；

所述圖形化處理過程：采用二進制編碼時，2*2矩陣中的4個二進制數正好與4個圓心一一對應，當某個二進制數為1時，就在對應位置圓心做一個半徑為2的圓；當某個二進制數為0時，則在對應位置的圓心上不做任何處理；完成以上步驟后取-2≤x≤2，-2≤y≤2的大正方形部分的圖形，其余不在-2≤x≤2，-2≤y≤2范圍內的圖形則全部舍棄；按照這種方法，逐一對所有2*2矩陣做這樣的圖形化處理；

經過上述圖形化處理，得到了4個范圍在-2≤x≤2，-2≤y≤2中的圖形，圖形中有兩種內容：一是(-1,1)、(1,1)、(-1,-1)、(1,-1)為圓心，半徑為2的圓在-2≤x≤2，-2≤y≤2范圍內的圓弧線，二是組成-2≤x≤2，-2≤y≤2邊界的4條長度為4的邊緣線段；對這4個圖形進一步做逐一處理，處理方式為：圖形由圓弧線和邊緣上的線段組成，利用系統計算機得到這些圓弧線在平面直角坐標系中的曲線方程和線段在直角坐標系中線段方程；通過聯立方程得到圓弧線與圓弧線之間的交點坐標、圓弧線與線段的交點坐標；

1.6)圖形分塊

步驟1.5)得到的圓形交點數量有限、位置固定，在-2≤x≤2，-2≤y≤2內最多存在4條線段和4個圓弧線，它們關于x軸對稱，關于y軸對稱；

將-2≤x≤2，-2≤y≤2的大正方形等分成25個邊長為0.8的正方形分塊，對步驟1.5)中得到的4個圖形的交點情況都應用這種分塊方法；

1.7)二維點陣印制

當某個分塊的內部或者邊緣含有交點時，將這個分塊印制成黑色；若某個分塊的內部或者邊緣不含有交點則將這個分塊印制成白色；由于步驟1.6)的分塊方法——大正方形等分成25個邊長為0.8的正方形分塊，得到的將是4個5*5的二維點陣碼；

1.8)添加加密碼

步驟1.7)得到每個5*5的二維點陣中都會含有9個空位，在這些空位上以黑白塊的形式印制步驟1.3)中加密矩陣的二進制編號以作為解密的依據；

1.9)整合

將步驟1.8)得到的4個5*5二維點陣碼按照步驟1.2)中4個2*2矩陣排列成4*4矩陣的順序排列成10*10的二維點陣碼；

解碼方法包含以下5個步驟：

2.1)分解：

掃描識別到點陣碼之后，先將其十字分塊成4個5*5的點陣碼；

2.2)識別加密碼：

掃描每個5*5點陣碼，識別空位上印制的加密碼；

2.3)調用加密矩陣：

根據加密碼上記載的加密矩陣編號，調用系統數據庫內容，得到加密時采用的加密矩陣，提供給步驟2.5)；

2.4)識別信息碼：通過點陣碼反推得到加密后的矩陣：可以通過點陣碼推出4個圓心上哪幾個圓心上有畫圓，哪幾個圓心上沒有畫圓，從而得到加密后的矩陣，提供給步驟2.5)；

2.5)解密：從數據庫中調用出來的加密矩陣與反推出的加密后矩陣做異或運算，還原出原始信息矩陣，從而得到16位原始編碼。