一种双阶二维码的防伪认证方法和系统

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本发明涉及多媒体图像安全防伪的技术领域，更具体地，涉及一种双阶二维码的防伪认证方法和系统。背景技术：2.随着物联网技术的飞速发展，二维码技术的使用场景变得越来越广泛。由于二维码技术具有识别快捷、存储信息容量大、相对射频识别技术成本低廉等显著优点；目前二维码技术被广泛使用于以下场景:移动支付、文档认证、产品溯源等领域。二维码技术主要是研究如何将信息用二维码来表示，然而由于高精度打印和扫描设备的快速发展，复制或伪造二维码的成本越来越低。复制所得的伪造二维码使得使用二维码技术的领域的数据安全性大幅降低，进而使产品溯源、文档认证等系统的安全性和可靠性降低。因此，研究防伪二维码用于对抗不法分子伪造二维码是一个极具现意义的研究课题，对于在移动支付、文档认证、产品溯源等各个领域中二维码技术应用的安全问题，特别是对低成本防伪应用具有深远的影响意义。3.现有技术公开了一种双阶二维码的生成方法及其防复制验证方法，防复制验证方法，通过输入双阶二维码并进行纹理分类，得到图案匹配成纹理图案对；利用纹理图案对计算相关系数；将相关系数与验证阈值对比，完成双阶二维码的防复制验证；该申请对不同双阶二维码共同使用同一个认证阈值，导致阈值偏差大，存在防伪认证准确率低的问题。技术实现要素：4.本发明为克服上述现有技术双阶二维码防伪认证准确率低的缺陷，提供一种双阶二维码的防伪认证方法和系统，利用双阶二维码打印扫描后纹理图案的tamura粗糙度计算防伪认证的认证阈值，更好的反映出双阶二维打印扫描过程中的信息损失，提高认证方法的准确率和鲁棒性。5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：6.本发明提供了一种双阶二维码的防伪认证方法，包括：7.s1：根据现有纹理图案集生成双阶二维码；8.s2：对双阶二维码进行两次打印和扫描，获得第一数据和第二数据；9.s3：对第一数据和第二数据进行纹理分类，并计算分类结果的tamura粗糙度；10.s4：根据分类结果的tamura粗糙度计算认证阈值；11.s5：扫描待认证的双阶二维码，提取其纹理图案，计算待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值；12.s6：将待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值与认证阈值进行比较，完成防伪认证。13.本发明基于纹理图案集生成双阶二维码，在双阶二维码打印扫描后，利用纹理图案的tamura粗糙度计算双阶二维码防伪认证的认证阈值；与现有技术相比，利用tamura粗糙度代替相关系数，更好的反映出双阶二维码打印扫描过程中产生的信息损失，改善了相关系数真伪样品差值小的问题；并且针对每一个双阶二维码计算出相应的认证阈值，有效避免了现有技术中对不同双阶二维码共同计算并使用同一个认证阈值时，阈值偏差大的缺陷；最后计算待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值，与认证阈值进行比较，有效提高了双阶二维码防伪认证的准确性与鲁棒性。14.优选地，所述步骤s1中，根据现有纹理图案集生成双阶二维码的具体方法为：15.s1.1：根据实际信息生成原始二维码；16.s1.2：逐行顺序扫描原始二维码，获得原始二维码编码区域中的深色模块；17.s1.3：选择现有的纹理图案集按照的顺序逐个替换原始二维码编码区域中的深色模块，生成双阶二维码i0；其中，分别表示纹理图案集p0中的第一、二、三个纹理图案。18.优选地，所述步骤s2中，对双阶二维码进行两次打印和扫描，获得第一数据和第二数据的具体方法为：19.s2.1：将双阶二维码i0进行第一次打印，获得第一纸质版双阶二维码ip1；20.s2.2：对第一纸质版双阶二维码ip1进行第一次扫描，获得第一扫描版双阶二维码i1；21.s2.3：对第一电子版双阶二维码i1进行第二次打印，获得第二纸质版双阶二维码ip2；22.s2.4：对第二纸质版双阶二维码ip2进行第二次扫描，获得第二扫描版双阶二维码i2；23.s2.5：将第一扫描版双阶二维码i1作为第一数据，第二扫描版双阶二维码i2作为第二数据。24.优选地，所述步骤s3具体包括：25.s3.1：提取第一数据和第二数据纹理图案，分别对其进行纹理分类，获得第一数据分类结果和第二数据分类结果；26.s3.2：分别计算第一数据分类结果和第二数据分类结果的tamura粗糙度。27.优选地，所述步骤s3.1具体包括：28.提取第一数据中的所有纹理图案，对其进行分类，获得第一数据分类结果其中，和和和分别表示第一扫描版双阶二维码i1中第i个为的纹理图案；n0，n1，n2均为正整数；29.提取第二数据中的所有纹理图案，对其进行分类，获得第二数据分类结果其中，和和和分别表示第二扫描版双阶二维码i2中第i个为的纹理图案；n0，n1，n2均为正整数。30.优选地，所述步骤s3.2具体包括：31.s3.2.1：在第一数据分类结果p1的纹理图案中，设定大小为2k×2k个像素的活动窗口；32.s3.2.2：计算活动窗口内像素点的平均灰度值，计算公式为：[0033][0034]式中，ak(x，y)表示像素点(x，y)的平均灰度值，f(a，b)表示像素点(x，y)的灰度级别；[0035]s3.2.3：对于每个像素点，根据其平均灰度值，计算其水平方向上互不重叠的活动窗口之间的平均强度差，计算公式为：[0036]ek，h(x，y)＝|ak(x+2k-1，y)-ak(x-2k-1，y)|[0037]式中，ek，h(x，y)表示像素点(x，y)水平方向上互不重叠的活动窗口之间的平均强度差；[0038]s3.2.4：计算平均强度差达到最大时的k值，根据所得k值计算最佳尺寸，计算公式为：[0039]sbest(x，y)＝2k[0040]ek，h(x，y)＝emax＝max(e1，h(x，y)，e2，h(x，y)，…，)[0041]s3.2.5：根据最佳尺寸计算纹理图案的tamura粗糙度，计算公式为：[0042][0043]式中，表示，m，n分别表示纹理图案宽度和高度；[0044]s3.2.6：利用以上方法，分别计算纹理图案的tamura粗糙度，获得第一数据分类结果和第二数据分类结果的tamura粗糙度。[0045]优选地，所述步骤s4中，根据分类结果的tamura粗糙度计算认证阈值的具体方法为：[0046]根据第一数据分类结果p1和第二数据分类结果p2中的纹理图案的tamura粗糙度，计算认证阈值：[0047][0048]式中，th表示认证阈值。[0049]优选地，所述步骤s5包括：[0050]s5.1：扫描待认证的双阶二维码，获得扫描版待认证二维码it；[0051]s5.2：基于扫描版待认证二维码it，计算待认证双阶二维码中所有纹理图案的tamura粗糙度均值，计算公式为：[0052][0053]式中，表示待认证双阶二维码it中所有纹理图案的tamura粗糙度均值，n表示待认证双阶二维码it中纹理图案的数量，psj表示第j个纹理图案。[0054]优选地，所述步骤s6中，将待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值与认证阈值进行比较，完成防伪认证的具体方法为：[0055]比较待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值与认证阈值的大小；若待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值大于认证阈值，则待认证双阶二维码为真；否则，待认证双阶二维码为假。[0056]优选地，所述原始二维码为qr码。[0057]本发明还提供了一种双阶二维码的防伪认证系统，基于上述的防伪认证方法，包括：[0058]二维码生成模块，用于根据现有纹理图案集生成双阶二维码；[0059]二维码处理模块，用于对双阶二维码进行两次打印和扫描，获得第一数据和第二数据；[0060]粗糙度计算模块，用于对第一数据和第二数据进行纹理分类，并计算分类结果的tamura粗糙度；[0061]认证阈值计算模块，用于根据分类结果的tamura粗糙度计算认证阈值；[0062]认证模块，用于扫描待认证的双阶二维码，提取其纹理图案，计算待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值；[0063]比较模块，用于将待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值与认证阈值进行比较，完成防伪认证。[0064]与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：[0065]本发明基于纹理图案集生成双阶二维码；在双阶二维码经过两次打印扫描后，利用纹理图案的tamura粗糙度计算该双阶二维码的认证阈值；与现有技术相比，利用tamura粗糙度代替相关系数，更好的体现出双阶二维码打印扫描过程中产生的信息损失，改善了相关系数真伪样品差值小的问题；并且针对每一个双阶二维码计算出相应的认证阈值，有效避免了现有技术中对不同双阶二维码共同计算并使用同一个认证阈值时，阈值偏差大的缺陷；最后计算认证双阶二维码的tamura粗糙度均值，与认证阈值进行对比，有效提高了双阶二维码防伪认证的准确性与鲁棒性。附图说明[0066]图1为实施例1所述的一种双阶二维码的防伪认证方法的流程图。[0067]图2为实施例2所述的纹理图案集中的纹理图案示意图。[0068]图3为实施例2所述的纹理图案集中的纹理图案示意图。[0069]图4为实施例2所述的纹理图案集中的纹理图案示意图。[0070]图5为实施例2所述的双阶二维码的示意图。[0071]图6为实施例2所述的双阶二维码两次打印和扫描过程的示意图。[0072]图7为实施例3所述的一种双阶二维码的防伪认证系统的结构示意图。具体实施方式[0073]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；[0074]为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；[0075]对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。[0076]下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。[0077]实施例1[0078]本实施例提供了一种双阶二维码的防伪认证方法，如图1所示，包括：[0079]s1：根据现有纹理图案集生成双阶二维码；[0080]s2：对双阶二维码进行两次打印和扫描，获得第一数据和第二数据；[0081]s3：对第一数据和第二数据进行纹理分类，并计算分类结果的tamura粗糙度；[0082]s4：根据分类结果的tamura粗糙度计算认证阈值；[0083]s5：扫描待认证的双阶二维码，提取其纹理图案，计算待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值；[0084]s6：将待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值与认证阈值进行比较，完成防伪认证。[0085]本实施例基于纹理图案集生成双阶二维码，在双阶二维码打印扫描后，利用纹理图案的tamura粗糙度计算双阶二维码防伪认证的认证阈值；与现有技术相比，利用tamura粗糙度代替相关系数，更好的反映出双阶二维码打印扫描过程中产生的信息损失，改善了相关系数真伪样品差值小的问题；并且针对每一个双阶二维码计算出相应的认证阈值，有效避免了现有技术中对不同双阶二维码共同计算并使用同一个认证阈值时，阈值偏差大的缺陷；最后计算待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值，与认证阈值进行比较，有效提高了双阶二维码防伪认证的准确性与鲁棒性。[0086]实施例2[0087]本实施例提供了一种双阶二维码的防伪认证方法，包括：[0088]s1：根据现有纹理图案集生成双阶二维码，具体的：[0089]s1.1：根据实际信息生成原始二维码；[0090]s1.2：逐行顺序扫描原始二维码，获得原始二维码编码区域中的深色模块；[0091]s1.3：选择现有的纹理图案集按照的顺序逐个替换原始二维码编码区域中的深色模块，生成双阶二维码i0；其中，分别表示纹理图案集p0中的第一、二、三个纹理图案，分别如图2、图3、图4所示，生成的双阶二维码i0如图5所示；[0092]s2：对双阶二维码进行两次打印和扫描，获得第一数据和第二数据；如图6所示，具体方法为：[0093]s2.1：将双阶二维码i0进行第一次打印，获得第一纸质版双阶二维码ip1；[0094]s2.2：对第一纸质版双阶二维码ip1进行第一次扫描，获得第一扫描版双阶二维码i1；[0095]s2.3：对第一电子版双阶二维码i1进行第二次打印，获得第二纸质版双阶二维码ip2；[0096]s2.4：对第二纸质版双阶二维码ip2进行第二次扫描，获得第二扫描版双阶二维码i2；[0097]s2.5：将第一扫描版双阶二维码i1作为第一数据，第二扫描版双阶二维码i2作为第二数据；[0098]s3：对第一数据和第二数据进行纹理分类，并计算分类结果的tamura粗糙度；[0099]s3.1：提取第一数据和第二数据纹理图案，分别对其进行纹理分类，获得第一数据分类结果和第二数据分类结果；具体的：[0100]提取第一数据中的所有纹理图案，对其进行分类，获得第一数据分类结果其中，和和和分别表示第一扫描版双阶二维码i1中第i个为的纹理图案；n0，n1，n2均为正整数；[0101]提取第二数据中的所有纹理图案，对其进行分类，获得第二数据分类结果其中，和和和分别表示第二扫描版双阶二维码i2中第i个为的纹理图案；n0，n1，n2均为正整数；[0102]s3.2：分别计算第一数据分类结果和第二数据分类结果的tamura粗糙度；具体的：[0103]s3.2.1：在第一数据分类结果p1的纹理图案中，设定大小为2k×2k个像素的活动窗口；[0104]s3.2.2：计算活动窗口内像素点的平均灰度值，计算公式为：[0105][0106]式中，ak(x，y)表示像素点(x，y)的平均灰度值，f(a，b)表示像素点(x，y)的灰度级别；[0107]s3.2.3：对于每个像素点，根据其平均灰度值，计算其水平方向上互不重叠的活动窗口之间的平均强度差，计算公式为：[0108]ek，h(x，y)＝|ak(x+2k-1，y)-ak(x-2k-1，y)|[0109]式中，ek，h(x，y)表示像素点(x，y)水平方向上互不重叠的活动窗口之间的平均强度差；[0110]s3.2.4：计算平均强度差达到最大时的k值，根据所得k值计算最佳尺寸，计算公式为：[0111]sbest(x，y)＝2k[0112]ek，h(x，y)＝emax＝max(e1，h(x，y)，e2，h(x，y)，…，)[0113]s3.2.5：根据最佳尺寸计算纹理图案的tamura粗糙度，计算公式为：[0114][0115]式中，表示，m，n分别表示纹理图案宽度和高度；[0116]s3.2.6：利用以上方法，分别计算纹理图案的tamura粗糙度，获得第一数据分类结果和第二数据分类结果的tamura粗糙度；[0117]形同的纹理图案可以匹配成纹理图案对，具体为：[0118][0119]s4：根据分类结果的tamura粗糙度计算认证阈值；计算公式为：[0120][0121]式中，th表示认证阈值；[0122]s5：扫描待认证的双阶二维码，提取其纹理图案，计算待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值；具体的：[0123]s5.1：扫描待认证的双阶二维码，获得扫描版待认证二维码it；[0124]s5.2：基于扫描版待认证二维码it，计算待认证双阶二维码中所有纹理图案的tamura粗糙度均值，计算公式为：[0125][0126]式中，表示待认证双阶二维码it中所有纹理图案的tamura粗糙度均值，n表示待认证双阶二维码it中纹理图案的数量，psi表示第j个纹理图案；[0127]s6：将待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值与认证阈值进行比较，完成防伪认证；具体的：[0128]比较待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值与认证阈值的大小；若待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值大于认证阈值，则待认证双阶二维码为真；否则，待认证双阶二维码为假。[0129]在具体实施过程中，以qr码作为原始二维码为例，根据物品的实际信息生成原始qr码；根据纹理图案生成原则和选择原则得到纹理图案集qr码；根据纹理图案生成原则和选择原则得到纹理图案集逐行顺序扫描原始qr码编码区域的深色模块，利用纹理图案集p0，按照的顺序逐个替换原始二维码编码区域中的深色模块，生成双阶二维码i0；[0130]打印双阶二维码i0，获得第一纸质版双阶二维码ip1，扫描获得第一扫描版双阶二维码i1；再打印第一扫描版双阶二维码i1，获得第二纸质版双阶二维码ip2，扫描获得第二扫描版双阶二维码i2；将i1和i2作为第一数据和第二数据；[0131]提取第一数据的纹理特征并分类，获得第一数据分类结果同理获得第二数据分类结果计算p1和p2中的每个纹理图案的tamura粗糙度，再根据计算出的tamura粗糙度计算出认证阈值th；[0132]第一纸质版双阶二维码ip1作为正常的物品标识进行使用，在市场中流通；当需要对某个物品上的二维码进行防伪认证时，扫描ip1，获得扫描版待认证二维码it；计算it中所有纹理图案的tamura纹理粗糙度均值[0133]比较待认证二维码的tamura纹理粗糙度均值和认证阈值th，若则待认证双阶二维码为真；若则待认证双阶二维码为假；[0134]该认证阈值th只应用于该双阶二维码i0的打印版本的防伪认证，避免了现有技术对一批不同的双阶二维码共同计算并使用相同的认证阈值时，导致阈值偏差较大问题，大幅度提高了防伪认证的准确率与鲁棒性。[0135]实施例3[0136]本实施例提供一种双阶二维码的防伪认证系统，基于实施例1或2所述的防伪认证方法，如图7所示，包括：[0137]二维码生成模块，用于根据现有纹理图案集生成双阶二维码；[0138]二维码处理模块，用于对双阶二维码进行两次打印和扫描，获得第一数据和第二数据；[0139]粗糙度计算模块，用于对第一数据和第二数据进行纹理分类，并计算分类结果的tamura粗糙度；[0140]认证阈值计算模块，用于根据分类结果的tamura粗糙度计算认证阈值；[0141]认证模块，用于扫描待认证的双阶二维码，提取其纹理图案，计算待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值；[0142]比较模块，用于将待认证双阶二维码的tamura粗糙度均值与认证阈值进行比较，完成防伪认证。[0143]相同或相似的标号对应相同或相似的部件；[0144]附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；[0145]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。









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