一種光譜二維碼的編碼和解碼方法
【專利摘要】本發(fā)明將光譜編碼技術與二維碼技術融合，公開了一種光譜二維碼的編碼和解碼方法。在該方法中，光譜二維碼的編碼具體過程如下：(1)將圖形編碼信息寫入二維碼的圖形中，將光譜編碼信息寫入二維碼的圖形單元中，每個圖形單元由1×N的一維光譜向量構(gòu)成，包含N位的光譜編碼信息；(2)根據(jù)編碼信息利用光譜二維碼生成器對每個圖形單元進行光譜向量的編碼，然后對二維碼的圖案進行圖形編碼，最終生成光譜二維碼。本發(fā)明利用光譜編碼技術增加了光譜維度的信息通道，進一步提高了二維碼的信息存儲量，存儲量為傳統(tǒng)二維碼技術的2N?1倍，從而解決了目前二維碼的存儲信息量低的問題。
【專利說明】
-種光譜二維碼的編碼和解碼方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明將光譜編碼技術與二維碼技術融合，設及一種新型的光譜二維碼的編碼和 解碼方法。
【背景技術】
[0002] 二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面(二維方向上）分布的黑白相 間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的；在代碼編制上利用構(gòu)成計算內(nèi)部邏輯基礎的"0"、"r比特 流的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數(shù)值信息，通過圖象輸入設 備或光電掃描設備自動識讀W實現(xiàn)信息自動處理。
[0003] 二維碼信息容量的大小取決于二維碼的物理尺寸和掃碼設備的分辨能力，理論上 二維碼的信息容量可W達到無窮大，但是考慮到實際應用場景，二維碼的尺寸受到限制，目 前主流的增大二維碼信息容量的方法為:減小二維碼像素尺寸增大二維碼像素數(shù)、改變編 碼方式提高編碼效率、存儲短網(wǎng)址指向保存在云端的信息等，然而運些方法并不能從根本 上提升二維碼的信息容量。另一方面，目前二維碼技術均是采用無差別掃碼技術，任意對象 均可通過手機等其他工具對二維碼進行掃碼識別其中的信息。該種二維碼技術作為信息傳 播媒介存在一定的安全隱患，尤其是對于設及用戶信息安全的領域，如財產(chǎn)安全、個人私密 信息等。此外，目前傳統(tǒng)的二維碼技術自身雖然具有一定的保密防偽性能，但所采用的方式 僅是利用簡單的位異或方法，并不能算得上是嚴格的安全防偽技術。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對傳統(tǒng)二維碼技術存在信息容量低、安全系數(shù)低的缺陷，本發(fā)明的目的是將光 譜編碼技術與二維碼技術結(jié)合，提供一種新型的編碼和解碼方法。目前在二維碼領域還沒 有利用光譜編碼進行二維碼編碼的方式。
[0005] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：
[0006] -種光譜二維碼的編碼和解碼方法，該光譜二維碼包括圖形編碼和光譜編碼，其 特征在于，所述光譜二維碼的編碼具體過程如下：
[0007] (1)將圖形編碼信息寫入二維碼的圖形中，將光譜編碼信息寫入二維碼的圖形單 元中，每個圖形單元由IXN的一維光譜向量iSj構(gòu)成，包含N位的光譜編碼信息，其中向量 長度N的值為；
[000引
[0009] 式中，Ar為光譜二維碼的光譜范圍，A A和FWHM為讀取光譜二維碼的光譜儀的光譜 分辨率和半峰寬；
[0010] (2)根據(jù)編碼信息利用光譜二維碼生成器對每個圖形單元進行光譜向量的編 碼，然后對二維碼的圖案進行圖形編碼，最終生成光譜二維碼。
[0011] 所述光譜向量贏苗的編碼方式為二值編碼，具體實現(xiàn)過程如下:N位的編碼信息由 O和I組成，即每個有效波長的編碼值為O或I，光譜二維碼生成器根據(jù)二值編碼信息對二維 碼每個圖形單元的發(fā)射光譜進行設置，如果波長、處的二值編碼值為1，則對應的在此波段 有中屯、能量幅值為Amp(Ai)的光譜分量生成;如果波長、處的二值編碼值為0,則對應的在此 波段沒有光譜分量生成，即Amp(Ai)=O,其中，i = l，2,…，N;由于二值編碼不受能量幅值的 影響，Amp(Ai)的設置只需要大于最小能量闊值AmpJh即可。
[0012] 進一步地，所述光譜二維碼的解碼過程如下：利用光譜二維碼掃描機器拍攝光譜 二維碼，獲取光譜二維碼的圖形信息和光譜信息;通過解碼分別獲取二維碼的圖形編碼信 息和光譜編碼信息，并將二者信息進行融合，最終獲得光譜二維碼的信息;其中光譜二值編 碼的解碼步驟如下:對光譜能量幅值Amp (Ai)進行判定，如果光譜能量幅值Amp (Ai)大于闊值 Amp_Th，則輸出為1;如果小于闊值Amp_Th，則輸出為0。
[0013] 所述光譜向量i品g的編碼方式為幅值編碼，具體實現(xiàn)過程如下:N位的編碼信息由 函數(shù)f(、)生成，函數(shù)f(、)輸出值存在幅值上的差異，其中，i = l，2,…，N;光譜二維碼生成 器根據(jù)幅值編碼信息對二維碼每個圖形單元的發(fā)射光譜進行設置;發(fā)射光譜的能量幅值 Amp(入 i)為：
[0014] Amp(Ai) =H(f (Ai))
[0015] 其中H為轉(zhuǎn)換函數(shù)，二維碼不同圖形單元采用的轉(zhuǎn)換函數(shù)H可W相同或者不同。
[0016] 進一步地，所述光譜二維碼的解碼過程如下：利用光譜二維碼掃描機器拍攝光譜 二維碼，獲取光譜二維碼的圖形信息和光譜信息;通過解碼分別獲取二維碼的圖形編碼信 息和光譜編碼信息，并將二者信息進行融合，最終獲得光譜二維碼的信息;其中光譜幅值編 碼的解碼步驟如下:對光譜能量幅值Amp (Ai)進行判定，如果光譜能量幅值Amp (Ai)小于闊值 AmpJh，則輸出為0;如果大于闊值Amp_Th，則利用轉(zhuǎn)換函數(shù)H的反函數(shù)H-I對Amp (Ai)進行處 理，輸出解碼值。
[0017] 所述光譜二維碼生成器利用半導體發(fā)光技術、光干設技術、或者巧光發(fā)光技術生 成光譜二維碼。
[0018] 進一步地，在步驟(1)中，對光譜編碼信息進行加密處理。
[0019] 相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0020] (1)本發(fā)明利用光譜編碼技術增加了光譜維度的信息通道，進一步提高了二維碼 的信息存儲量，存儲量為傳統(tǒng)二維碼技術的2^-1倍，從而解決了目前二維碼的存儲信息量低 的問題；
[0021] (2)本發(fā)明的光譜二維碼，只有特定用戶利用特殊的光譜相機才能夠得到光譜二 維碼的完整信息，保證了信息安全和用戶隱私，繼而實現(xiàn)二維碼技術針對特定人群的讀取 和識別；
[0022] (3)本發(fā)明在光譜編碼階段，相對于傳統(tǒng)的二維碼技術又引入了一層加密機制，使 得二維碼的安全性和可靠性得到大大的提高。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明光譜二維碼組成元素示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明光譜二維碼的生成流程圖；
[0025] 圖3為光譜二維碼光譜二值編解碼原理圖；
[0026] 圖4為光譜二維碼光譜幅值編解碼原理圖；
[0027] 圖5為本發(fā)明光譜二維碼的識別流程圖；
[0028] 圖6為實施例中InP量子點吸收和激發(fā)光譜與粒子尺寸關系圖（引用出處：0.1. Micic,H.M.Cheong,H.Fu,et al.Size-Dependent Spectroscopy of InP Quantum Dots [J].Journal of Physical Qiemistry B,1997,101(25));
[0029] 圖7為QR二維碼結(jié)構(gòu)分布示意圖；
[0030] 圖8為實施例中光譜二維碼光譜幅值編碼的光譜示意圖；
[0031] 圖9為實施例中平面反射光柵原理圖；
[0032] 圖10為實施例中光柵光譜二維碼示意圖。
【具體實施方式】
[0033] 本發(fā)明光譜二維碼的每個圖形單元由IXN的一維光譜向量i品5構(gòu)成，包含N位的 光譜信息，如圖1所示。向量長度N取決于光譜二維碼生成器的光譜范圍^，讀取光譜二維碼 的光譜儀光譜分辨率A A和半峰寬為FWHM，理論上N的最大值N,max為
[0034]
(1)
[0035] 生成二維碼的流程圖如圖2所示，需要寫入光譜二維碼的信息通過各自的編碼方 式分別進行圖形編碼和光譜編碼，圖形編碼是將信息寫入二維碼的圖形中，與傳統(tǒng)二維碼 方法相似;光譜編碼是將信息寫入二維碼圖形單元的光譜中。圖形編碼程序和光譜編碼程 序共同寫入硬件驅(qū)動，作用于專業(yè)的光譜二維碼生成硬件，根據(jù)硬件的不同，利用不同的生 成原理生成光譜二維碼，包括半導體發(fā)光技術、光干設技術、或者巧光發(fā)光技術等。
[0036] 根據(jù)光譜向量編碼方式不同，有二值編碼和幅值編碼兩種生成方式。
[0037] 光譜二值編碼的實現(xiàn)方式如圖3所示，N位的編碼信息f由0和1組成，即每個有效波 長的編碼值為0或1，光譜二維碼生成器根據(jù)二值編碼信息對二維碼的發(fā)射光譜進行設置。 如果波長、Q = I，2,…，N)處的二值編碼值為1，則對應的在此波段有中屯、能量幅值為Amp (、)的光譜分量生成;如果波長、(i = 1，2，…，N)處的二值編碼值為0，則對應的在此波段沒 有光譜分量生成，Amp(、）= 〇。由于二值編碼不受能量幅值的影響，Amp(Ai)的設置只需要大 于最小能量闊值Amp_Th即可。
[00：3 引
口）
[0039] 光譜幅值編碼的實現(xiàn)方式如圖4所示，N位的編碼信息由函數(shù)f (Al)生成，函數(shù)f輸 出值存在幅值上的差異，因此稱為幅值編碼。光譜二維碼生成器根據(jù)幅值編碼信息對二維 碼的發(fā)射光譜進行設置。發(fā)射光譜的能量幅值Amp(Ai)表達式如(3)所示。H為轉(zhuǎn)換函數(shù)，輸 入為幅值編碼信息f(、），輸出為發(fā)射光譜的能量幅值Amp(、）。為了提高編碼速度，函數(shù)H可 W取系數(shù)為1的正比函數(shù)，即Amp(、）=f (Al)，此時同一個編碼波段光譜處的能量幅值與編 碼信息值相等。為了提高二維碼的保密性，可W設置復雜的轉(zhuǎn)換函數(shù)H，此時光譜能量幅值 Amp(Ai)不再等于編碼函數(shù)f (Al)。
[0040] Amp(、）=H(f(入 i))(i = l，2，...N) (3)
[0041] 另外，因為二維碼由多個元素單元組成，不同元素單元之間的轉(zhuǎn)換函數(shù)H可W相互 獨立，W提高二維碼的保密性。包含mXn個元素單元的二維碼，公式(3)可寫成公式(4)。
[0042] Amp(x'y)(入i)=H(x'y)(f(x'y)(、))(i = l，2,...N，x=l,2,...m,y=l,2,...n) (4)
[0043] 光譜二維碼除了對每個元素進行光譜編碼，對二維碼圖案也可進行圖像編碼，包 含m X n個元素，并且光譜向量長度為N的光譜二維碼，若采用光譜二值編碼和圖像編碼結(jié)合 的方式可包含的信息量為2mxnxw;若采用光譜幅值編碼和圖像編碼結(jié)合的方式可包含的信 息量為imXnXWj為光譜幅值編碼的有效位數(shù)(1>2)。
[0044] 識別二維碼的流程圖如圖5所示，利用專業(yè)的光譜二維碼掃描機器，例如光譜相 機，拍攝光譜二維碼，獲取光譜二維碼的圖形信息和光譜信息，通過解碼程序解碼，分別獲 取二維碼圖形和光譜中的信息，二維碼光譜解碼獲得每個圖形單元的光譜解碼值，二維碼 圖形解碼可W定位出數(shù)據(jù)編碼區(qū)域和圖形解碼序列，用每個圖形單元的光譜解碼值代替每 個圖形單元的圖形解碼值，形成新的圖形解碼序列，最終獲得光譜二維碼的信息。
[0045] 光譜二值解碼的方式如圖3,對光譜能量幅值Amp(Ai)進行判定，如果大于闊值 Amp_Th，則輸出為1;如果小于闊值Amp_Th，則輸出為0。
[0046]
按)
[0047] 光譜幅值解碼的方式如圖4所示，對光譜能量幅值Amp(Ai)進行判定，小于闊值 Amp_Th，則輸出為0;如果大于闊值Amp_Th，則利用函數(shù)Ifi對Amp進行處理，輸出解碼值f/。 [004引 f' =H-I(Amp) (6)
[0049]除了利用轉(zhuǎn)換函數(shù)H提高光譜二維碼的保密性，也可W對編碼信息f進行保密設 置，并將編碼信息f的解密方法作為信息寫入特定波長的光譜編碼中。
[(K)加]實施例1:
[0051 ]基于量子點技術的光譜二維碼編解碼
[0052] 量子點由有限數(shù)目的原子組成，=個維度尺寸均在納米數(shù)量級。量子點受激后可 W發(fā)射巧光，且發(fā)射光譜窄而對稱，顏色可調(diào)，可利用其巧光發(fā)光技術來制備光譜二維碼； 同時，量子點通過電激發(fā)也可W發(fā)光，利用其制備的量子點二極管也可W用來生成光譜二 維碼。
[0053] 首先根據(jù)編碼需求設計光譜編碼向量^寡 =Ssn游苗成￡睞誠…與:游為|；|。
[0054] 根據(jù)光譜編碼向量態(tài)的波長信息，調(diào)整量子點的尺寸大小和化學物質(zhì)組成，從 而改變量子點的發(fā)射光譜。WInP量子點為例，發(fā)射光譜和粒子尺寸如圖6所示，當改變它的 粒徑，從2.6nm調(diào)整到到6. Onm時，發(fā)射波長可W從595nm移到780nm，發(fā)光波段^為185皿，半 峰寬FWHM為30nm，光譜分辨率為Inm，根據(jù)公式(1)，光譜編碼向量的長度最大為6,編碼波長 為[595nm，635nm，680nm，725nm，750nm，780nm]，對應粒子的直徑為[2.6nm，3nm，3.5nm， 4.2nm，4.8nm，6nm]。
[0055] W二值編碼為例，編碼信息f可設置為[I，0，I，I，0，I ]，對應的光譜編碼向量
，為方便說明，可設置各分量值相等，即 根據(jù)光譜編碼向量Iiif，改變量子點InP半導體的 粒子尺寸和濃度可獲得對應的發(fā)射光譜。
[0056] 光譜二維碼的單個元素完成編碼后，下個步驟是對mXn陣列的量子點都按照同樣 的方式進行光譜編碼，并利用普通圖像二維碼編碼方法，本實施例中WQR CODE二維碼編碼 方式進行說明。圖7為QR二維碼的結(jié)構(gòu)分布圖，二維碼元素單元分為兩部分:功能圖形區(qū)域 和數(shù)據(jù)編碼區(qū)域。第一步設置功能圖形區(qū)域，該區(qū)域圖形包括:位置探測圖形、位置探測圖 形分隔符、定位圖形和校正圖形;對該區(qū)域的二維碼元素單元進行光譜編碼，功能圖形區(qū)域 的光譜編碼不包含數(shù)值信息，只需要能夠區(qū)分不同形狀即可，參考圖7,本實施例中可W對 功能圖形區(qū)域中的黑色區(qū)域設置編碼信息f為[1，0,0,0,0,0]，白色區(qū)域設置編碼信息'為 [0,0，1，0,0,0];第二步設置數(shù)據(jù)編碼區(qū)域，數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)和糾錯碼字，與傳統(tǒng)孤碼的區(qū)別 在于，傳統(tǒng)孤碼的每個元素單元所包含的數(shù)據(jù)為二進制"r或者"0"，本實施例中每個元素 單元所包含的數(shù)據(jù)為化it的二進制數(shù)f。
[0057]光譜二維碼解碼階段，可利用公開號為CN102279050A的專利《一種多光譜計算重 構(gòu)方法及系統(tǒng)》中提到的光譜重構(gòu)方法提取光譜編碼信息。具體步驟如下：
[005引步驟1，獲取光譜二維碼的雙路多光譜圖像;步驟2,根據(jù)QR CODE二維碼解碼原理， 利用圖像處理方法，識別出二維碼的功能圖形區(qū)域和二維碼的數(shù)據(jù)編碼區(qū)域;步驟3,對光 譜二維碼數(shù)據(jù)編碼區(qū)域單個元素單元的多光譜圖像的采樣點光譜信息進行主成分分析，得 到每個元素單元主成分光譜向量基;步驟4,根據(jù)主成分光譜向量基、相機采集的RGB向量、 相機的R通道積分曲線、相機的G通道積分曲線W及相機的B通道積分曲線重構(gòu)未知光譜點 上的光譜信息Ampuy);步驟5,利用公式5獲取二維碼每個元素單元光譜編碼信息步 驟6,將數(shù)據(jù)編碼區(qū)域的每個元素單元的編碼信息f/(x,y)按照既定的順序進行組合，最終獲 得二維碼的全部數(shù)據(jù)信息。
[0化9]實施例2:
[0060] 幅值光譜編解碼
[0061] WlnP量子點為例，光譜編碼向量長度N=6。
[0062] 編碼階段
[0063] 第一步，設置編碼信息并歸一化編碼信息，編碼信息f為具有相對值大小的編碼向 量，如'=[7,4,2,5,0,3];由于在解碼階段，拍攝距離和角度等因素會影響解碼裝備獲取的 光譜絕對值，因此在編碼階段需設置歸一化的編碼信息，此實施例中W第=位為標準值，歸 一化編碼信I
[0064] 第二步，轉(zhuǎn)換函數(shù)H采用系數(shù)為1的正比函數(shù)，即盃苗^/，各波段的發(fā)射光譜如圖8 中的虛線所示；
[0065] 第S步，轉(zhuǎn)換函數(shù)H校準，由于相鄰波段之間存在重疊，因此實際發(fā)射光譜的^向 量與設計值存在偏差，如圖8中的實線所示;利用軟件仿真（例如Matlab、Mathematica等數(shù) 字處理軟件進行數(shù)值模擬)或?qū)嶋H測量(例如利用光譜儀進行光譜測量)可獲得實際的發(fā)射 光譜值利用公式(7)可計算獲得校準后自勺轉(zhuǎn)換函數(shù)吏飛；
[0066]
(T)
[0067] 解碼階段
[0068] 第一步，利用實施例1中的光譜重構(gòu)方法科獲取光譜向量
[0069] 第二步，對光譜向量進行闊值判定，小于Amp_^的光譜值對應的光譜解碼值 f為0;大于Amp_^的光譜值對應的光譜解碼值f/可利用公式(6)和校準后的轉(zhuǎn)換函數(shù)1計 算得到；
[0070] 第=步，歸一化解碼值，對光譜解碼值f/進行歸一化操作W消除該影晌.電于在編 碼階段，采用第=位的數(shù)值進行歸一化，因此在解碼階段，歸一化解碼值
[0071] 實施例3:
[0072] 光譜編碼信息f加密
[0073] WlnP量子點為例，光譜編碼向量長度N=6。
[0074] 編碼階段：
[0075] 第一步，建立加密算法E與代碼對應關系的查找表格，例如1代表DES算法，2代表 DSA算法，3代表1DEA算法，4代表只對固定位編碼，等等；
[0076] 第二步，選擇加密算法，此實施例中設計加密算法對應代碼為4,即f(l)=4;
[0077] 第=步，根據(jù)所選擇的加密算法E對明文P加密生成密文C，賦值給編碼信息f。根據(jù) 加密算法要求，對編碼向量的固定位(例如第S位)進行編碼，即f(3)=data，其余位的值為 隨機值，良Pf (2/4/5) =r曰ndam,編石馬向量f = [4，r曰ndam，d曰t曰，r曰ndam，r曰ndam，r曰ndam];
[0078] 第四步，采用實施例2中的方法生成光譜二維碼。
[00巧]解碼階段：
[0080] 第一步，采用實施例2中的方法獲取光譜解碼值f/ ;
[0081] 第二步，提取f/第一位的值，f/ (1) =4,查表獲取光譜加密算法；
[0082] 第=步，根據(jù)加密算法對f/進行解碼，提取明文信息P = f(3)=da化。
[0083] 實施例4:
[0084] 基于反射光柵的光譜二維碼編解碼
[0085] 平面反射光柵是在高精度平面上刻有一系列等寬而又等間隔的刻痕所形成的元 件，一般的光柵在一毫米內(nèi)刻有幾十條至數(shù)千條的刻痕，如圖9所示，當一束平行的復合光 入射到反射光柵上，光柵能將它按波長在空間分解為光譜，分散光譜波長與入射角度i、反 射角度e W及光柵刻痕長度d有如下關系：
[00 化]mA = d(sin 目+sini) (8)
[0087] 其中m為光譜級次，本實施例中，光譜級次固定為1。
[0088] 編碼階段，根據(jù)編碼向量要求，對每一個二維碼單元設計刻痕間隔d，如圖10所示。 例如歸一化的編碼向量.IiJ為[1,1，0,1]，采用的波長為[400皿,500皿,600皿,700皿]，則 只需對400nm、5(K)nm、700nm對應的波長進行刻痕，分別對應刻痕間隔(11、(12、(13，在入射角和 反射角固定的情況下，有dl: d2: d3 = 4:5:7。
[0089] 解碼階段，采用復合平行光照射二維碼，為了確保分解光譜各個波長對應的光譜 級次為1，復合平行光的波段采用400~800皿的復合光，任意入射角度照射光譜二維碼，利 用光譜相機在任意反射角度拍攝光譜二維碼，利用實施例1中的方法獲得二維碼的光譜信 息。W編碼階段的二維碼單元為例，由于入射角度和反射角度固定，獲得光譜峰值的比值關 系為公式(9)。參考編碼波段比值為4:5:6:7,可W解碼得到編碼值為1101。
[0090] Al：A2：A3 = dl：d2：d3 = 4：5：7 (9)
[0091] W上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選例實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任 何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的 權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種光譜二維碼的編碼和解碼方法，該光譜二維碼包括圖形編碼和光譜編碼，其特 征在于，所述光譜二維碼的編碼具體過程如下： (1) 將圖形編碼信息寫入二維碼的圖形中，將光譜編碼信息寫入二維碼的圖形單元中， 每個圖形單元由IXN的一維光譜向j構(gòu)成，包含N位的光譜編碼信息，其中向量長度N 的儼t.式中，為光譜二維碼的光譜范圍，△ λ和FWHM為讀取光譜二維碼的光譜儀的光譜分辨 率和半峰寬； (2) 根據(jù)編碼信息利用光譜二維碼生成器對每個圖形單元進行光譜向量1^的編碼， 然后對二維碼的圖案進行圖形編碼，最終生成光譜二維碼。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光譜二維碼的編碼和解碼方法，其特征在于，所述光譜向 量1?的編碼方式為二值編碼，具體實現(xiàn)過程如下:Ν位的編碼信息由O和1組成，即每個有 效波長的編碼值為〇或1，光譜二維碼生成器根據(jù)二值編碼信息對二維碼每個圖形單元的發(fā) 射光譜進行設置，如果波長A 1處的二值編碼值為1，則對應的在此波段有中心能量幅值為 Amp (λ〇的光譜分量生成;如果波長\處的二值編碼值為〇，則對應的在此波段沒有光譜分量 生成，即Amp(Ai) =〇，其中，i = 1,2，···，Ν;由于二值編碼不受能量幅值的影響，Amp(Ai)的設 置只需要大于最小能量閾值Amp_Th即可。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光譜二維碼的編碼和解碼方法，其特征在于，所述光譜二 維碼的解碼過程如下：利用光譜二維碼掃描機器拍攝光譜二維碼，獲取光譜二維碼的圖形 信息和光譜信息;通過解碼分別獲取二維碼的圖形編碼信息和光譜編碼信息，并將二者信 息進行融合，最終獲得光譜二維碼的信息;其中光譜二值編碼的解碼步驟如下:對光譜能量 幅值Amp (Ai)進行判定，如果光譜能量幅值Amp (Ai)大于閾值Amp_Th，則輸出為1;如果小于閾 值Amp_Th，則輸出為0。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光譜二維碼的編碼和解碼方法，其特征在于，所述光譜向 量???的編碼方式為幅值編碼，具體實現(xiàn)過程如下:N位的編碼信息由函數(shù)f (A1)生成，函數(shù) f(M)輸出值存在幅值上的差異，其中，? = 1，2，···，Ν;光譜二維碼生成器根據(jù)幅值編碼信息 對二維碼每個圖形單元的發(fā)射光譜進行設置;發(fā)射光譜的能量幅值Amp(M)為： Amp(Ai)=H(f(Ai)) 其中H為轉(zhuǎn)換函數(shù)，二維碼不同圖形單元采用的轉(zhuǎn)換函數(shù)H可以相同或者不同。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光譜二維碼的編碼和解碼方法，其特征在于，所述光譜二 維碼的解碼過程如下：利用光譜二維碼掃描機器拍攝光譜二維碼，獲取光譜二維碼的圖形 信息和光譜信息;通過解碼分別獲取二維碼的圖形編碼信息和光譜編碼信息，并將二者信 息進行融合，最終獲得光譜二維碼的信息;其中光譜幅值編碼的解碼步驟如下:對光譜能量 幅值41^(^〇進行判定，如果光譜能量幅值411^|(>〇小于閾值細?_1'11，則輸出為0 ;如果大于閾 值Amp_Th，則利用轉(zhuǎn)換函數(shù)H的反函數(shù)Γ1對Amp(M)進行處理，輸出解碼值。6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種光譜二維碼的編碼和解碼方法，其特征在于，所述 光譜二維碼生成器利用半導體發(fā)光技術、光干涉技術、或者熒光發(fā)光技術生成光譜二維碼。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的一種光譜二維碼的編碼和解碼方法，其特征在于，在 步驟(1)中，對光譜編碼信息進行加密處理。
【文檔編號】G06K7/14GK106022200SQ201610299246
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】丁健文, 李想, 閆鋒, 朱曦, 潘巍松
【申請人】江蘇南大五維電子科技有限公司