用于信息處理的圖像碼及生成與解析其的裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理與自動(dòng)識(shí)別領(lǐng)域，具體涉及一種用于信息處理的圖像碼及生成與解析其的裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨，二維碼已逐漸成為智能手機(jī)的鍵盤，互聯(lián)網(wǎng)的接入端，并廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域和我們的日常生活當(dāng)中。但現(xiàn)有的二維碼不能直觀或者初步展現(xiàn)其所包含的信息，往往需要附加文字說(shuō)明；且其黑白相間的圖案顯得呆板又機(jī)械，不夠美觀，與精美的海報(bào)、名片、以及高檔商品的包裝完全沒(méi)有統(tǒng)一的協(xié)調(diào)感。為了讓二維碼的外觀行態(tài)更為美觀大方，專利申請(qǐng)CN 103632182 A提出了一種三維圖像碼的生成和解析方法，該方法將二維碼中部的部分區(qū)域用作圖像區(qū)域，用于顯示與二維碼內(nèi)容相關(guān)的圖片，同時(shí)用4種顏色的方塊來(lái)取代二維碼的黑白方塊。該方法一定程度上改善了二維碼的美觀問(wèn)題，但本質(zhì)上與黑白的二維碼并無(wú)多大區(qū)別。
[0003]數(shù)字水印技術(shù)能夠在不破壞電子圖像品質(zhì)的前提下將與圖像有關(guān)的信息通過(guò)圖像編碼軟件埋入圖像中(又稱水印信息的埋入過(guò)程)形成電子水印信息。同時(shí)，可以通過(guò)圖像解碼軟件將埋藏在圖像里的電子水印信息讀取出來(lái)(又稱水印信息的檢測(cè)過(guò)程)。植入的電子水印信息難以被篡改或偽造的特點(diǎn)，因而傳統(tǒng)的數(shù)字水印技術(shù)通常是用于電子圖像的版權(quán)保護(hù)。隨著數(shù)字水印技術(shù)與智能手機(jī)技術(shù)的發(fā)展，目前的數(shù)字水印技術(shù)已發(fā)展到可以通過(guò)智能手機(jī)拍照埋入有水印信息的印刷圖像，就可檢測(cè)出埋藏在圖像中的水印信息。
[0004]“數(shù)字水印圖像碼”(又稱“圖像碼”)是利用數(shù)字水印技術(shù)將網(wǎng)址信息(或代表網(wǎng)址的ID信息)埋入圖像中，同時(shí)通過(guò)智能手機(jī)拍照埋入有水印信息的印刷圖像(或顯示在電子屏幕上的圖像)，就可檢測(cè)出埋藏在圖像中的網(wǎng)址信息，使手機(jī)自動(dòng)連接到該網(wǎng)址的網(wǎng)站。相對(duì)于傳統(tǒng)的二維碼，數(shù)字水印圖像碼既能保證圖像的完整性，又可直接用作二維碼，因而更有個(gè)性化空間并擁有很大的市場(chǎng)潛力。
[0005]但是，要實(shí)現(xiàn)通過(guò)智能手機(jī)拍照并讀取印刷在紙張(或顯示在電子屏幕)上的圖像中的水印信息，首先要克服因智能手機(jī)相機(jī)拍照時(shí)造成的圖像的三種失真，⑴由于手機(jī)與圖像距離的不確定性造成的圖像比例失調(diào)；(2)由于手機(jī)像機(jī)與圖像的水平夾角的不確定性造成的圖像角度旋轉(zhuǎn)；(3)由于手機(jī)像機(jī)平面與圖像平面的不平行造成的圖像臺(tái)型形變。因此，如何快速準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)對(duì)印刷圖像的水印信息的識(shí)別，已成為圖像碼能否取代二維碼的關(guān)鍵瓶頸技術(shù)。
[0006]故，針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實(shí)有必要進(jìn)行研宄，以提供一種方案，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種適用于在手持通信設(shè)備中進(jìn)行快速圖像識(shí)別的圖像碼及其生成和解析方法，以解決上述問(wèn)題。
[0008]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0009]一種用于信息處理的圖像碼，所述圖像碼包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖像區(qū)，至少一幅填充于所述標(biāo)準(zhǔn)圖像區(qū)中的圖像，至少一段采用數(shù)字水印技術(shù)植入所述至少一幅圖像中的信息流，以及4個(gè)設(shè)置在所述標(biāo)準(zhǔn)圖像區(qū)不同位置的位置標(biāo)識(shí)圖形，所述位置標(biāo)識(shí)圖形設(shè)置在所述標(biāo)準(zhǔn)圖像區(qū)的4個(gè)頂角，包括I個(gè)特征位置標(biāo)識(shí)圖形和3個(gè)基本位置標(biāo)識(shí)圖形；所述3個(gè)基本位置標(biāo)識(shí)圖形完全相同且所述特征位置標(biāo)識(shí)圖形不同于基本位置標(biāo)識(shí)圖形，位置標(biāo)識(shí)圖形包括深色中部、白色內(nèi)環(huán)、深色內(nèi)環(huán)和白色外環(huán)，其中，所述基本位置標(biāo)識(shí)圖形的深色中部的面積不同于特征位置標(biāo)識(shí)圖形的深色中部的面積。
[0010]優(yōu)選地，位置標(biāo)識(shí)圖形包括深色中部、白色內(nèi)環(huán)、深色內(nèi)環(huán)和白色外環(huán)，其中，所述基本位置標(biāo)識(shí)圖形的深色中部的面積不同于特征位置標(biāo)識(shí)圖形的深色中部的面積。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述位置標(biāo)識(shí)圖形為正方形區(qū)域，其內(nèi)的深色中部、白色內(nèi)環(huán)、深色內(nèi)環(huán)和白色外環(huán)也為正方形區(qū)域，所述深色中部和深色內(nèi)環(huán)為黑色中部和黑色內(nèi)環(huán)；
[0012]所述基本位置標(biāo)識(shí)圖形由其內(nèi)各部分分割區(qū)域的水平特征比例和垂直特征比例均為1:1:1:3:1:1:1 ;所述特征位置標(biāo)識(shí)圖形的水平特征比例和垂直特征比例均為1:1:I: I: I: I: I ο
[0013]優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)圖像區(qū)為正方形區(qū)域。
[0014]本發(fā)明還公開了一種生成用于信息存儲(chǔ)、傳遞以及識(shí)別的圖像碼的裝置，所述生成用于信息存儲(chǔ)、傳遞以及識(shí)別的圖像碼的裝置包括:
[0015]一個(gè)圖像調(diào)整模塊，該圖像調(diào)整模塊用于調(diào)整與待植入信息相關(guān)的圖像以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)圖像區(qū)域；
[0016]一個(gè)數(shù)字水印植入模塊，該數(shù)字水印植入模塊利用數(shù)字水印編碼技術(shù)，將待植入信息埋入圖像中；
[0017]一個(gè)位置標(biāo)識(shí)設(shè)置模塊，該位置標(biāo)識(shí)設(shè)置模塊用于在標(biāo)準(zhǔn)圖像區(qū)域的4個(gè)頂角分別置入4個(gè)位置標(biāo)識(shí)圖形(P0，P1，P2，P3)，其中，包括I個(gè)特征位置標(biāo)識(shí)圖形(P3)和3個(gè)基本位置標(biāo)識(shí)圖形(P0，P1，P2);所述3個(gè)基本位置標(biāo)識(shí)圖形(P0，P1，P2)完全相同且與所述特征位置標(biāo)識(shí)圖形(P3)不相同；以及
[0018]一個(gè)圖像碼生成模塊，該圖像碼生成模塊用于將水印信息、圖像以及位置標(biāo)示圖形合成一體以生成所述圖像碼。
[0019]本發(fā)明還公開了一種圖像碼的生成方法，包括以下步驟:
[0020](I)提供一個(gè)圖像調(diào)整模塊以調(diào)整與待植入信息相關(guān)的圖像以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)圖像區(qū)域；
[0021](2)提供一個(gè)數(shù)字水印植入模塊以利用數(shù)字水印編碼技術(shù)，將待植入信息埋入圖像中；
[0022](3)提供一個(gè)位置標(biāo)識(shí)設(shè)置模塊以在標(biāo)準(zhǔn)圖像區(qū)域的4個(gè)頂角分別置入4個(gè)位置標(biāo)識(shí)圖形(PO，Pl，P2，P3)，其中，包括I個(gè)特征位置標(biāo)識(shí)圖形(P3)和3個(gè)基本位置標(biāo)識(shí)圖形(P0，P1，P2);所述3個(gè)基本位置標(biāo)識(shí)圖形(P0，P1，P2)完全相同且與所述特征位置標(biāo)識(shí)圖形(P3)不相同；以及
[0023](4)提供一個(gè)圖像碼生成模塊以生成圖像碼。
[0024]優(yōu)選地，所述步驟(3)中置入的位置標(biāo)識(shí)圖形包括深色中部、白色內(nèi)環(huán)、深色內(nèi)環(huán)和白色外環(huán)，其中，所述基本位置標(biāo)識(shí)圖形由上述部分分割區(qū)域的水平特征比例和垂直特征比例均為1:1:1:3:1:1:1 ;所述特征位置標(biāo)識(shí)圖形的水平特征比例和垂直特征比例均為1:1:1:1:1:1:1 ;其中，所述基本位置標(biāo)識(shí)圖形和所述特征標(biāo)識(shí)圖形的邊長(zhǎng)都為圖像邊長(zhǎng)的1/10至1/4。
[0025]優(yōu)選地，還包括在生成圖像碼前先將待植入信息在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中登記的步驟。
[0026]本發(fā)明還公開了一種解析用于信息存儲(chǔ)、傳遞以及識(shí)別的圖像碼的裝置，所述解析用于信息存儲(chǔ)、傳遞以及識(shí)別的圖像碼的裝置包括:
[0027]—個(gè)影像獲取裝置，該影像獲取裝置用于獲取圖像碼；
[0028]一個(gè)圖像處理模塊，該圖像處理模塊用于對(duì)生成的圖像碼圖像進(jìn)行圖像處理；
[0029]一個(gè)位置標(biāo)識(shí)圖形定位模塊，該位置標(biāo)識(shí)圖形定位模塊用于定位實(shí)際圖像中4個(gè)位置標(biāo)識(shí)圖形并識(shí)別特征位置標(biāo)識(shí)圖形；
[0030]一個(gè)計(jì)算模塊，該計(jì)算模塊以特征位置標(biāo)識(shí)圖形為中心，并根據(jù)與實(shí)際圖像中3個(gè)基本位置標(biāo)識(shí)圖形的位置關(guān)系，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)圖像區(qū)域中3個(gè)基本位置標(biāo)識(shí)圖形的位置坐標(biāo)；
[0031]一個(gè)圖像矯正模塊，該圖像矯正模塊通過(guò)Perspective (透視畫法)變換和坐標(biāo)的雙線性插值(Bilinear Interpolat1n)原理將生成的圖像碼圖像矯正為標(biāo)準(zhǔn)圖像格式；以及
[0032]一個(gè)信息解碼模塊，該信息解碼模塊利用數(shù)字水印解碼技術(shù)，獲取標(biāo)準(zhǔn)圖像中所植入的信息。
[0033]本發(fā)明還公開了一種圖像碼的解析方法，包括以下步驟:
[0034](I)提供一個(gè)影像獲取裝置以獲取圖像碼；
[0035](2)提供一個(gè)圖像處理模塊以對(duì)生成的圖像碼圖像進(jìn)行圖像處理；
[0036](3)提供一個(gè)位置標(biāo)識(shí)圖形定位模塊以定位實(shí)際圖像中4個(gè)位置標(biāo)識(shí)圖形并識(shí)別特征位置標(biāo)識(shí)圖形；
[0037](4)提供一個(gè)計(jì)算模塊以特征位置標(biāo)識(shí)圖形為中心，并根據(jù)與實(shí)際圖像中3個(gè)基本位置標(biāo)識(shí)圖形的位置關(guān)系，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)圖像區(qū)域中3個(gè)基本位置標(biāo)識(shí)圖形的位置坐標(biāo)；
[0038](5)提供一個(gè)圖像矯正模塊以通過(guò)Perspective變換和坐標(biāo)的雙線性插值(Bilinear Interpolat1n)原理將生成的圖像碼圖像矯正為標(biāo)準(zhǔn)圖像格式；以及
[0039](6)提供一個(gè)信息解碼模塊以利用數(shù)字水印解碼技術(shù)，獲取標(biāo)準(zhǔn)圖像中所植入的信息。
[0040]優(yōu)選地，所述步驟(5)進(jìn)一步包括:
[0041](a)根據(jù)實(shí)際圖像中4組位置標(biāo)識(shí)圖形的位置坐標(biāo)pi ' (xi, yi)(O < i < 3)以及矯正后的標(biāo)準(zhǔn)圖像的4組頂角的位置坐標(biāo)pi (xi，yi) (O < i < 3)(O彡xi彡255，O ^ yi ^ 255)代入以下公式I求出a, b，c，d與m，η, ρ，q的8個(gè)參數(shù)值；
[0042]Xi' = aXi+byi+cXiYi+d (O i 3)