元大小 为22X22,点的总数介于60-76之间，如附图2所示。10X10的图像用猫变换进行置乱，其置 乱周期P = 30,在用五个密钥信息点表示的五位二进制数范围。对于密钥为k的码图，其数 据区图像的反置乱变换>
可一次性还原出未置乱的原始数据区 点阵。
[0019] 如需增加码值范围，只要增加码图大小即可，数据区前10行/列为0-9数字的位 置标识，每一列/行的一个信息点依次表示编码从个位开始的各个十进制位的数字。如果 编码量要求达1万亿=1〇 12,那么二维码的码图大小可设计为14X14,边界上一行与一列作 为定位区和密钥区，剩下13X13的方阵范围内可选择其中13X10(或10X13)的连续区域作 为数据区，那么信息点在这10列（或10行）的位置分别代表0-9数字，13行中的12行 (或13列中的12列）分别对应十进制编码的个位、十位、百位……的值，编码范围介于0~ 1〇 12-1，13行（或13列）中剩下那一行（或列）为校验位信息。因此原始数据区置乱图像 大小为13X13,总共有13个信息点。
[0020] 本发明具有以下技术效果：
[0021] 1.该点阵二维码每个码图信息点总数少，点分布均勾，密度低，因此隐蔽性强；
[0022] 2.生成码图实际大小可根据实际应用对象与区域大小对码密度要求来缩放点和 间距的大小；
[0023] 3.该点阵二维码码图被加密置乱，由不同码图随机组合拼接而成，大大提高被篡 改或仿造的难度，防伪性能强；
[0024] 4.该点阵二维码编码容量大，通过增加码图行、列数，实现扩展，轻易地满足了更 大编码容量需求；
[0025] 5.该点阵二维码码图定位标识在结构上允许图像处理算法支持360°识别，相邻 码图定位点的位置关系可以用来提高图像识别算法的抗畸变能力；
[0026] 6.对应同一个编码的多个码图拼接结构提供了冗余性，增强了编码的抗缺损能 力；
[0027] 7.校验码的设计提高了识别准确率，较低了编码识别的误码率。
【附图说明】
[0028] 图1为本发明的二维码结构示意图
[0029] 图2为本发明实际打印出来的编码图形基元
【具体实施方式】
[0030] 本发明的二维码可以微点或非微点印刷或打印在载体上。也可以隐形油墨印刷成 为暗码或者普通油墨打印为明码。
[0031] 首先依据实际应用对编码大小、密度、容量的要求，确定编码大小、黑点大小、间距 和码图基本结构；按前述编码规则，根据编码数值生成原始数据阵列，计算该编码对应所有 密钥的相应校验码；用Arnold变换对包含校验码在内的原始数据区阵列图像进行置乱变 换；计算各置乱图像的置乱度，并按置乱度由高到低排队，取排在最前的若干个置乱图像及 其所对应的置乱次数即密钥来构造备选码图；将备选码图随机拼接生成最终二维码。
[0032] 生成的二维码，可印刷或打印在商标、产品标签、书籍、识字卡片、票据等多种载体 上。对于明码印刷，先用K色油墨印刷二维码码图，后印刷原始载体信息。原载体图像上的 黑色由三彩色油墨等量均匀配制而成；对于打印，可将二维码与载体图像嵌入到一起，生成 一个基于CMYK彩色系统的图像，其中二维码上的黑点用K颜色表示，原载体图像上的黑色 由CMY三彩色等量均匀合成。最终用CMYK四色打印机一次性打印编码。识别编码时，由于 K颜色相对其他颜色对近红外吸收更多，在近红外光照射下，二维码的点在编码图像上呈现 明显黑色而容易被识别出来。对于微点二维码，采集编码图像时可增加放大镜。
[0033] 编码图像采集后，经滤波和二值化等预处理、运用投影法进行歪斜校正、求取2倍 点间距和黑点大小、轮廓检测、求各黑点的重心、构造定位边界模板、图像配准、数据信息点 映射、反置乱数据区信息、校验数据信息、冗余信息判断等一系列处理，最终得到所对应编 码。
[0034] 该编码所对应的产品（如产品标识场合）或语音信息（如点读笔环境）是通过编 码生成过程中本机或后台的数据库来管理的，根据具体应用，实现最终不同形式的输出。
【主权项】
1. 一种全新结构的点阵二维码，其特征在于由对应同一个编码的多个不同码图拼接而 成，每个码图由间距可调的等间隔排列的矩形阵列上分布大小相同但可调的实心圆点或方 点构成，码图由定位区1、密钥区2. 1，2. 2和包含一位CRC校验码区3. 1的数据区3三部分 组成，数据区黑点的位置分别代表十进制数表示的编码各位和检验码中0-9的数字，将原 始数据区阵列图像经置乱变换置乱，相应的置乱次数为密钥，取置乱度最高的前几种置乱 阵列及对应的密钥构成的码图随机拼接成二维码。2. 按照权利要求1所述的一种点阵二维码，其特征在于码图大小可根据编码容量大小 扩展，对于N位十进制编码，码图大小至少为（N+2) X (N+2)，包含边界一行和一列的定位区1 和密钥区2. 1，2. 2,其他（N+l) X (N+1)方阵为包含一位校验码3. 1的数据区3。3. 按照权利要求1所述的一种点阵二维码，其特征在于各码图上定位点数量与分布一 致，密钥信息点可不同。定位点分水平方向和垂直方向两部分；水平方向定位点个数比垂直 方向少1个以上；水平方向第一个定位点与垂直方向第一个定位点离码图某角参考点的距 离不同；水平/垂直方向相邻定位点彼此等距隔开；定位区与密钥区之间隔开，距离至少大 于定位点之间距离1个元素位置；定位密钥边界的水平与垂直方向最后一个元素位置必须 空白。4. 按照权利要求1所述的一种点阵二维码，其特征在于数据区3中黑点位置不同，代表 的数字不同，依次与N位编码和校验码的十进制数字相对应。5. 按照权利要求1所述的一种点阵二维码，其特征在于数据区原始数据阵列经某图像 置乱变换置乱得到不同的置乱阵列，置乱变换不限，置乱次数作为密钥，取置乱后点分布均 匀度好的置乱阵列作为生成最终编码码图的数据区阵列。6. 按照权利要求1所述的一种点阵二维码，其特征在于识别时，最终码图数据区数据 阵列经对应的图像置乱逆变换反置乱后可得到原始数据阵列。
【专利摘要】一种全新的点阵二维码，解决现有二维码编码容量有限、安全防伪性差的问题。由对应同一个编码的多个不同码图拼接而成，每个码图由间距可调的等间隔排列的矩形阵列上分布大小相同但可调的实心圆点或方点构成，码图由定位区1、密钥区2.1，2.2和包含一位CRC校验码区3.1的数据区3三部分组成，数据区黑点的位置分别代表十进制数表示的编码各位和检验码中0-9的数字，将原始数据区阵列图像经置乱变换置乱，相应的置乱次数为密钥，置乱度最高的前几种置乱阵列作为码图的最终数据区阵列。该二维码解决了高编码容量与高点密度之间的矛盾，容量大，隐蔽性好，易扩展，安全防伪性能强，特别适用于物流监控、产品溯源和防伪、有声读物等领域。
【IPC分类】G06K19/06
【公开号】CN105095935
【申请号】CN201510295423
【发明人】李雄军, 廖日军, 徐建杰, 冼建标, 曹爽, 黄姝瑶, 黄莹
【申请人】深圳大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月1日