一种应用于商品外包装的图形编解码方法及装置

1.本发明涉及信息加密技术领域，尤其涉及一种应用于商品外包装的图形编解码方法及装置。


背景技术：

2.随着经济的不断发展，居民消费水平的不断提高，对于流通商品的质量要求越来越高。但随着商品流通越来越高速和便利，随之而来的问题也逐渐突显出来，商品生产与销售各个环节的自动化已成为商品行业的主流，使得商品在流通阶段防伪和窜货问题突出，而这些防伪或窜货商品可能存在安全和质量问题，不仅损害了消费者的权益，也使品牌口碑受损，给品牌商带来极大的经济损失。
3.目前，防伪商品包装有多种应用方式，单从防伪成本、商品真伪等方面看，各有不足。基于一些品牌外包装采用的特殊材料，比如，防伪油墨、激光全息类防伪、热敏材料防伪等，防伪成本较高，且存在环境污染问题；现有防伪技术中，比如，微缩文字印刷、开锁、安全线等基于版纹的防伪技术的防伪方式主要存在两个问题：第一，版纹都是以模版方式批量制作，防伪信息无法与包装商品个性化关联，仿造成本较低；第二，微缩文字印刷存在检测不便的缺陷；各种防伪技术综合使用的综合防伪方式(如，人民币的防伪)提升了仿造难度，防伪效果虽好，但防伪成本大大提高。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本技术实施例通过提供一种应用于商品外包装的图形编解码方法及装置，利用几何图形对商品信息进行标识，有效对流通中的商品信息进行防伪追溯，提高破坏后的信息修复率。。
5.第一方面，本技术提供了一种应用于商品外包装的图形编解码方法，所述方法包括步骤：
6.s100：接收商品信息，将商品信息转换为二进制码；
7.s200：利用random随机函数随机生成三位且每一位均为二进制数的载体数据；
8.s300：将商品信息的二进制码以每两位一组进行分段，并对每组的二进制码位置进行标记，生成位置信息的二进制码；
9.s400：将商品信息及位置信息的二进制码通过预定生成规则生成编码所需的数据矩阵；
10.s500：利用载体数据将生成的数据矩阵根据数据加密规则进行加密，输出加密的中间矩阵；
11.s600：利用几何图形生成规则对中间矩阵进行喷涂，生成最终喷涂的几何图形，以便将几何图形展示在商品外包装上；
12.s700：利用步骤s100
‑
s600的加密编码的逆向操作对商品外包装上的几何图形进行解码，还原获取商品信息。
13.进一步地，所述步骤s300中，对每组的二进制码位置进行标记的规则为，将每三组两位二进制码为一段，由低到高依次标记，且每段中的三组两位二进制码，也由低到高依次标记，获取得到每两位一组的分组分段结果。
14.进一步地，所述步骤s400中，所述数据矩阵的生成规则为，将二进制码为n位的原始码生成一个4*4且每项为两位二进制的矩阵，输入原始码的数据位以及每两位数据位的位置信息，使每n位数据位生成一个4*4的数据矩阵。
15.进一步地，所述步骤s500中，所述数据加密规则的加密方法为，取数据矩阵中的三位由二进制数组成的待被嵌入的载体数据，通过异或运算生成新的三维数据，并组成输出中间矩阵；
16.假设a1a2a3为待被嵌入的载体数据，x1x2为信息数据位，通过如下运算规则获得中间矩阵：
17.若则b1b2b3＝a1a2a3；
18.若则
19.若则
20.若则
21.进一步地，所述步骤s600中，所述几何图形生成规则是指，取中间矩阵中五个中心对称的点并涂黑，奇数个黑点为1，偶数个黑点为0来表示b3；每隔一个点连接旁边两个点，奇数条线为1，偶数条线为0来表示b2；连接相邻两个点，奇数条线为1，偶数条线为0来表示b1。
22.进一步地，所述步骤s600中的几何图形通过包括信息点的数量分布、信息线的位置以及数量分布在内的几何图形特性来记录编码信息。
23.进一步地，所述步骤s700进一步还包括如下步骤：
24.s710：通过图像识别工具扫描商品外包装上的几何图形，识别还原出加密的中间矩阵；其中，还原操作时，根据图形黑点和线的数量还原为三位二进制数；
25.s720：接收还原的中间矩阵之后还需要判断所需解码的中间矩阵是否被破坏；
26.s721：若否，则通过逆向编码过程获得数据矩阵，进而获得相应的数据位；
27.s722：若是，则先获取中间矩阵对应于商品外包装的原始图形，利用原始图形的对位所对应的点线信息，通过编码方法，读取包含本位信息的对位信息，然后通过逆向编码过程获取数据矩阵，获取相应的数据位；
28.s730：根据得到的数据矩阵最终得到相应的商品信息。
29.第二方面，本技术提供了一种应用于商品外包装的图形编解码装置，采用第一方面所述的方法，包括：信息接收单元、载体生成单元、信息转换单元、矩阵生成单元、矩阵加密单元、图形生成单元、图形解码单元；
30.所述信息接收单元配置为接收商品信息，将商品信息转换为二进制码；
31.所述载体生成单元配置为利用random随机函数随机生成三位且每一位均为二进制数的载体数据；
32.所述信息转换单元配置为将商品信息的二进制码以每两位一组进行分段，并对每组的二进制码位置进行标记，生成位置信息的二进制码；
33.所述矩阵生成单元配置为将商品信息及位置信息的二进制码通过预定生成规则生成编码所需的数据矩阵；
34.所述矩阵加密单元配置为将生成的数据矩阵根据数据加密规则进行加密，输出加密的中间矩阵；
35.所述图形生成单元配置为利用几何图形生成规则对中间矩阵进行喷涂，生成最终喷涂的几何图形，以便将几何图形展示在商品外包装上；
36.所述图形解码单元配置为利用加密编码的逆向操作对商品外包装上的几何图形进行解码，还原获取商品信息。
37.第三方面，本技术提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算设备上运行时，所述计算设备执行第一方面或第二方面所述的方法。
38.第四方面，本技术提供了一种计算设备，包括：
39.处理器；
40.存储有计算机程序代码的存储器；
41.当所述计算机程序代码被所述处理器运行时，导致所述计算设备执行第一方面或第二方面所述的方法。
42.本技术实施例中提供的多个技术方案，至少具有如下技术效果：
43.1，本发明提供的应用于商品外包装的图形编解码方法及装置，可以使商品在流通后可以进行信息追溯，从而有利于商品的防伪和追溯。
44.2，本发明通过预先设定呃加密规则处理包装信息，生成几何图形，喷绘于商品外包装上，作为该商品包装的唯一身份标识，减少商品外包装的文字说明，提高美观性，也可以增加商品信息的内容。
45.3，本发明提供商品一个唯一id，提高编码的容量，在外包装几何图形部分破环的情况下，提高了商品信息原始码在不同破环情况下的编解码恢复率，有利于商品的防伪和追溯。
附图说明
46.图1为本技术实施例一中应用于商品外包装的图形编解码方法流程图；
47.图2为本技术实施例一中的应用于商品外包装的图形编码流程图；
48.图3为本技术实施例一中应用于商品外包装的图形解码流程图流程图；
49.图4为本技术实施例一中b1b2b3＝100时的几何图案；
50.图5为本技术实施例一中b1b2b3分别为000，010，100，111时的几何图案；
51.图6为本技术实施例一中示例商品信息的最终几何图案编码；
52.图7为本技术实施例二中应用于商品外包装的图形编解码装置框图。
具体实施方式
53.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
54.本技术的说明书、权利要求书及附图中的术语“第一”和“第二”等仅用于区别不同
对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备等，没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元等，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备等固有的其它步骤或单元。
55.在本文中提及的“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现所述短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
56.在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上，“至少两个(项)”是指两个或三个及三个以上，“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”。
57.实施例一
58.参考附图1
‑
2所示，本技术实施例提供了一种应用于商品外包装的图形编解码方法，所述方法包括步骤：
59.步骤s100：接收商品信息，将商品信息转换为二进制码。
60.本实施例中的信息编码方法可应用于商品外包装展示，在加密编码后设置于商品外包装上。比如，商品外包装所需展示的信息分配包括：生产线序列号、商品批次码、生产日期等，举例说明，本实施例中转换后的商品信息二进制码为：{1，0，1，1，1，0，0，1，1，1，0，0，0，1，1，1，0，1}，该18位二进制码表示商品信息转换的原始码。
61.步骤s200：利用random随机函数随机生成三位且每一位均为二进制数的载体数据。
62.进一步说明，本步骤s200中，通计算机随机生成三位且每一位均二进制数的载体数据，假设载体数据a1a2a3＝000。本步骤中生成的载体数据提供给步骤s500用于加密。
63.步骤s300：将商品信息的二进制码以每两位一组进行分段，并对每组的二进制码位置进行标记，生成位置信息二进制码。
64.在本步骤s300中，对每组的二进制码位置进行标记的规则为，将每三组两位二进制码为一段，由低到高依次标记，且每段中的三组两位二进制码，也由低到高依次标记，获取得到每两位一组的分组分段结果。
65.进一步地，基于18位商品信息的二进制码，对每组的二进制码位置进行标记的规则为，将每三组两位二进制码为一段，18个数据位为三组，由低到高依次标记为01、10、11，每段中的三组两位二进制码，由低到高依次标记为01、10、11。从而在18位原始码中，以每两位一组进行分组分段，结果如：{10，11，10}、{01，11，00}、{01，11，01}。
66.步骤s400：将商品信息及位置信息的二进制码通过预定生成规则生成编码所需的数据矩阵。
67.在本步骤s400中，数据矩阵的生成规则为，将二进制码为n位的原始码生成一个4*4且每项为两位二进制的矩阵，输入原始码的数据位以及每两位数据位的位置信息，使每n
位数据位生成一个4*4的数据矩阵。基于步骤s100中给出商品信息的二进制码为18位的原始码，本步骤在将对应的二进制码生成一个4*4且每项为两位二进制的矩阵，相应输入18位数据位以及每两位数据位的位置信息，使每18位数据位生成一个4*4的数据矩阵。
68.进一步地，将上述步骤的数据填入数据矩阵an，
[0069][0070]
数据矩阵an最后一列为分段的序号，最后一行为每一段每一组的序号，矩阵右下角固定填入“00”。
[0071]
步骤s500：利用载体数据将生成的数据矩阵根据数据加密规则进行加密，输出加密的中间矩阵。
[0072]
在所述步骤s500中，所述数据加密规则的加密方法为，取数据矩阵中的三位由二进制数组成的待被嵌入的载体数据，通过异或运算生成新的三维数据，并组成输出中间矩阵。
[0073]
进一步，假设a1a2a3为待被嵌入的载体数据，x1x2为信息数据位，通过如下运算规则获得中间矩阵：
[0074]
若则b1b2b3＝a1a2a3；
[0075]
若则
[0076]
若则
[0077]
若则
[0078]
当a1a2a3＝000，根据加密规则生成的中间矩阵bn为：
[0079][0080]
步骤s600：利用几何图形生成规则对中间矩阵进行喷涂，生成最终喷涂的几何图形，以便将几何图形展示在外包装上。
[0081]
在所述步骤s600中，所述几何图形生成规则是指，取中间矩阵中五个中心对称的点并涂黑，奇数个黑点为1，偶数个黑点为0来表示b3；每隔一个点连接旁边两个点，奇数条线为1，偶数条线为0来表示b2；连接相邻两个点，奇数条线为1，偶数条线为0来表示b1。
[0082]
在所述步骤s600中，几何图形通过包括信息点的数量分布、信息线的位置以及数量分布在内的几何图形特性来记录编码信息。因此可以知道，只要了解相应的几何图形解码规则即可获取到商品信息。
[0083]
参考图4所示，假定b1b2b3＝100，取五个中心对称的点并进行涂黑，奇数个黑点为1，偶数个黑点为0来表示b3，由于b3为0，黑点的个数可以为0，2，4；每隔一个点连接旁边两个点，奇数条线为1，偶数条线为0来表示b2，由于b2为0，连接线的条数可以为0，2，4；连接相邻两个点，奇数条线为1，偶数条线为0来表示b1，由于b1为1，连接线的条数可以为1，3，5。如
图5附图所示为b1b2b3分别为(a)000，(b)010，(c)100，(d)111的几何图形。如图6附图所示为示例商品信息18位二进制原始码的最终几何图案编码。
[0084]
步骤s700：利用步骤s100
‑
s600的加密编码的逆向操作对商品外包装上的几何图形进行解码，还原获取商品信息。
[0085]
在步骤s700，进一步还包括：还原得到中间矩阵、非摧毁方案和摧毁方案、得到商品信息。具体步骤如下：
[0086]
步骤s710：通过图像识别工具扫描商品外包装上的几何图形，识别还原出加密的中间矩阵；其中，还原操作时，根据图形黑点和线的数量还原为三位二进制数。
[0087]
步骤s720：接收还原的中间矩阵之后还需要判断所需解码的中间矩阵是否被破坏；
[0088]
步骤s721：若否，则通过逆向编码过程获得数据矩阵，从而获得相应的数据位；
[0089]
步骤s722：若是，则先获取中间矩阵对应于商品外包装的原始图形，利用原始图形的对位所对应的点线信息，通过编码方法，读取包含本位信息的对位信息，然后通过逆向编码过程获取数据矩阵，获取相应的数据位；
[0090]
步骤s730：根据得到的数据矩阵最终得到相应的商品信息。
[0091]
实施例二
[0092]
参考附图7所示，本技术实施例提供了一种应用于商品外包装的图形编解码装置，基于实施例一中的方法。该装置包括：信息接收单元100、载体生成单元200、信息转换单元300、矩阵生成单元400、矩阵加密单元500、图形生成单元600、图形解码单元700。
[0093]
信息接收单元100配置为接收商品信息，将商品信息转换为二进制码。
[0094]
载体生成单元200配置为利用random随机函数随机生成三位且每一位均为二进制数的载体数据。
[0095]
信息转换单元300配置为将商品信息的二进制码以每两位一组进行分段，并对每组的二进制码位置进行标记，生成位置信息的二进制码。
[0096]
矩阵生成单元400配置为将商品信息及位置信息的二进制码通过预定生成规则生成编码所需的数据矩阵。
[0097]
矩阵加密单元500配置为将生成的数据矩阵根据数据加密规则进行加密，输出加密的中间矩阵。
[0098]
图形生成单元600配置为利用几何图形生成规则对中间矩阵进行喷涂，生成最终喷涂的几何图形，以便将几何图形展示在商品外包装上。
[0099]
图形解码单元700配置为利用加密编码的逆向操作对商品外包装上的几何图形进行解码，还原获取商品信息。
[0100]
进一步说明，图形解码单元中还可以有如下模块，包括图形识别模块、破损判断模块、信息还原模块。
[0101]
图形识别模块配置为通过图像识别工具扫描商品外包装上的几何图形，识别还原出加密的中间矩阵；其中，还原操作时，根据图形黑点和线的数量还原为三位二进制数。
[0102]
破损判断模块配置为接收还原的中间矩阵之后还需要判断所需解码的中间矩阵是否被破坏；若否，则通过逆向编码过程获得数据矩阵，进而获得相应的数据位；若是，则先获取中间矩阵对应于商品外包装的原始图形，利用原始图形的对位所对应的点线信息，通
过编码方法，读取包含本位信息的对位信息，然后通过逆向编码过程获取数据矩阵，获取相应的数据位。
[0103]
信息还原模块配置为根据得到的数据矩阵最终得到相应的商品信息。
[0104]
实施例三
[0105]
基于实施例二，本技术实施例还可以拆解应用于商品外包装的图形编解码装置，分别为应用于商品外包装的图形编码装置和应用于商品外包装的图形解码装置，因此可以知道针对应用于商品外包装的图形编解码方案，可以实现至少三个方向的装置。
[0106]
进一步说明应用于商品外包装的图形编解码装置、应用于商品外包装的图形编码装置和应用于商品外包装的图形解码装置。
[0107]
本技术实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机程序代码，当计算机程序代码在计算设备上运行时，导致所述计算设备执行实施例一所述的方法。
[0108]
本技术实施例提供了一种计算设备，包括：处理器；存储有计算机程序代码的存储器；当所述计算机程序代码被所述处理器运行时，导致所述计算设备执行实施例一所述的方法。
[0109]
应当理解，装置的各个单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。例如，以上各个单元可以为单独设立的处理元件，也可以集成同一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于控制器的存储元件中，由处理器的某一个处理元件调用并执行以上各个单元的功能。此外各个单元可以集成在一起，也可以独立实现。这里的处理元件可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，所述方法的各步骤或以上各个单元可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。所述处理元件可以是通用处理器，例如cpu，还可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application
‑
specific integrated circuit，asic)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)等。
[0110]
本技术实施例还提供的一种终端设备，终端设备包括处理器、存储器、显示器和通信接口，处理器、存储器、显示器和通信接口、通过总线相互连接。终端设备可以为前述实施例中的应用于商品外包装的图形编解码装置、应用于商品外包装的图形编码装置和应用于商品外包装的图形解码装置。
[0111]
存储器包括但不限于是随机存储记忆体(random access memory，ram)、只读存储器(read
‑
only memory，rom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programableread only memory，eprom)、或便携式只读存储器(compact disc read
‑
only memory，cdrom)，所述存储器用于相关指令及数据。通信接口504用于接收和发送数据。处理器可以是一个或多个中央处理器(central processing unit，cpu)，在处理器是一个cpu的情况下，所述cpu可以是单核cpu也可以是多核cpu。
[0112]
在本技术的实施例中提供的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现：s100：接收商品信息，将商品信息转换为二进制码；s200：利用random随机函数随机生成三位且每一位均为二进制数的载体数据；s300：将商品信息的二进制码以每两位一组进行分段，并对每组的二进制码位置进行标
记，生成位置信息的二进制码；s400：将商品信息及位置信息的二进制码通过预定生成规则生成编码所需的数据矩阵；s500：利用载体数据将生成的数据矩阵根据数据加密规则进行加密，输出加密的中间矩阵；s600：利用几何图形生成规则对中间矩阵进行喷涂，生成最终喷涂的几何图形，以便将几何图形展示在商品外包装上；s700：利用步骤s100
‑
s600的加密编码的逆向操作对商品外包装上的几何图形进行解码，还原获取商品信息。
[0113]
或者，所述计算机程序被处理器执行时实现：s710：通过图像识别工具扫描商品外包装上的几何图形，识别还原出加密的中间矩阵；其中，还原操作时，根据图形黑点和线的数量还原为三位二进制数；s720：接收还原的中间矩阵之后还需要判断所需解码的中间矩阵是否被破坏；s721：若否，则通过逆向编码过程获得数据矩阵，进而获得相应的数据位；s722：若是，则先获取中间矩阵对应于商品外包装的原始图形，利用原始图形的对位所对应的点线信息，通过编码方法，读取包含本位信息的对位信息，然后通过逆向编码过程获取数据矩阵，获取相应的数据位；s730：根据得到的数据矩阵最终得到相应的商品信息。
[0114]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0115]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0116]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0117]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0118]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0119]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。