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申请/专利权人：华侨大学;厦门松霖科技股份有限公司

摘要：本发明公开了一种基于微观几何纹理的防伪图像的生成方法及装置，涉及防伪领域，包括：获取物品对应的唯一序列号、防伪图像的宽和高、防伪图像单元的几何纹理样式；根据唯一序列号生成编码比特流，基于防伪图像单元的几何纹理样式采用对应的加密模式对编码比特流进行加密，生成加密编码比特流；根据防伪图像的宽和高以及加密编码比特流确定防伪图像中防伪图像单元、定位模组和数据模组的数量、大小和起始坐标，根据加密编码比特流以及数据模组和定位模组的几何纹理确定数据模组和定位模组的纹理图案；绘制所有防伪图像单元的定位模组和数据模组，组成防伪图像，解决现有防伪图像防伪特征少、易受噪声干扰、识别效率低、样式可塑性差等问题。

主权项：1.一种基于微观几何纹理的防伪图像的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：获取物品对应的唯一序列号、防伪图像的宽和高、防伪图像单元的几何纹理样式，所述防伪图像单元为所述防伪图像中的最小重复单元，所述防伪图像单元中的模组包括数据模组和定位模组；根据所述唯一序列号生成编码比特流，并确定编码比特流的加密模式，具体包括：对采用长度为j的阿拉伯数字表示的所述唯一序列号采用里德-所罗门编码算法，得到码长为n的RS码，所述RS码的每个码元为16进制符号，将所述RS码转换为二进制的编码比特流；在确定值域[1,360]范围内，随机生成第一旋转因子，采用下式确定加密模式：其中表示向下取整，k为所述第一旋转因子，当mode＝1时，所述加密模式对应为模式1，将二进制的编码比特流按逆序进行排序，当mode＝2时，所述加密模式对应为模式2，将二进制的编码比特流等分为两段，各自按逆序进行排序，当mode＝3时，所述加密模式对应为模式3，将二进制的编码比特流等分为三段，每段编码比特流各自按逆序进行排序，依此类推，基于所述防伪图像单元的几何纹理样式采用对应的加密模式对所述编码比特流进行加密，生成加密编码比特流，具体包括：响应于确定所述防伪图像单元的几何纹理样式为直线纹理样式，则采用直线纹理加密算法中对应的加密模式对所述编码比特流进行加密，生成加密编码比特流；直线纹理加密算法包括以下8种加密模式：模式1：Mx,y＝y·x％3+y+x11；模式2：Mx,y＝y·x1+y·x％31；模式3：Mx,y＝y·x1+y·x％3；模式4：Mx,y＝y2+x31；模式5：Mx,y＝y+x％3；模式6：Mx,y＝x％3；模式7：Mx,y＝y1；模式8：Mx,y＝y+x1；响应于确定所述防伪图像单元的几何纹理样式为曲线纹理样式，则采用曲线纹理加密算法中对应的加密模式对所述编码比特流进行加密，生成加密编码比特流；曲线纹理加密算法包括以下8种加密模式：模式1：Mx,y＝x-y1；模式2：Mx,y＝x1；模式3：Mx,y＝y％3；模式4：Mx,y＝y·y+x％3；模式5：Mx,y＝y2+x43；模式6：Mx,y＝y·x3+y·x％3；模式7：Mx,y＝y·x1+y·x％41；模式8：Mx,y＝y·x％3+y+x13；其中，表示按位与运算，％表示除法求余运算，·表示数乘运算；x,y表示数据模组的模组位置位于防伪图像单元中的第x行和第y列，Mx,y表示位于x,y模组位置处的防伪图像单元的数据模组的加密掩码值，当Mx,y＝0时，则二进制的编码比特流中对应x,y处的数据模组所表征的编码比特值不进行改变，当Mx,y≠0时，则将二进制的编码比特流中对应x,y处数据模组所表征的编码比特值进行反转，即0变成1，1变成0；重复以上步骤对所述编码比特流中的每个编码比特值进行加密，生成加密编码比特流，根据所述防伪图像单元的几何纹理样式确定所述数据模组和定位模组的几何纹理，具体包括：在确定值域[1,360]范围内，为防伪图像单元中所有数据模组随机生成第二旋转因子集合w＝{wi}，i＝1,2,3,…,s，其中wi为第i个数据模组的第二旋转因子，s为数据模组的数量；响应于确定所述防伪图像单元的几何纹理样式为直线纹理样式，则确定所述数据模组的几何纹理为直线，并生成每个数据模组对应的基准直线，满足以下式子：Lt＝-t+1；其中，参数t用于参数化基准直线或基准曲线上的点，其中t的取值范围为[0,1]，在二维笛卡尔坐标系中，不同位置的t值对应于基准直线或基准曲线上的不同点，其中t＝0对应于基准直线或基准曲线的起始点，t＝1对应于基准直线或基准曲线的结束点；所述基准直线与水平正方向的夹角为135度，基准直线的起点和结束点均位于数据模组的边界，其中所述数据模组对应的基准直线的中点位置与所述数据模组的形心位置相同；对第i个数据模组，以所述基准直线的中点作为基准点，对所述基准直线进行旋转，使得所述基准直线的起始点和结束点的连线与水平正方向呈固定角度，角度大小为其第二旋转因子wi；对于旋转后的基准直线只保留数据模组的范围内的纹理部分；基准直线的线条粗细为固定像素值；最终确定所述防伪图像单元的第i个数据模组的几何纹理为与水平正方向夹角为wi的直线；响应于确定所述防伪图像单元的几何纹理样式为曲线纹理样式，则确定所述数据模组的几何纹理为曲线，并生成每个数据模组对应的基准曲线，所述基准曲线采用三阶贝塞尔基准曲线，满足以下式子：Bt＝1-t3·P0+3·1-t2·t·P1+3·1-t·t2·P2+t3·P3；其中P0、P1、P2、P3为所述基准曲线的四个控制点，参数t的变化引导了所述基准曲线上的点Bt在横坐标上的移动，其中控制点P0和P3分别表示所述基准曲线的起始点和结束点，控制点P1和P2用于确认所述基准曲线的形状；所述基准曲线的控制点P0和P3分别在所述数据模组的左上角端点和右下角端点，控制点P1和P2分布在控制点P0和P3的连线的两侧，呈中心对称分布；所述基准曲线的起始点和结束点的连线与水平正方向的夹角为135度，所述基准曲线的起始点和结束点均位于所述数据模组的边界，其中所述基准曲线的中点的位置与数据模组的形心位置相同；对第i个数据模组，以所述基准曲线的中点作为基准点，对所述基准曲线进行旋转，使得所述基准曲线的起始点和结束点的连线与水平正方向呈固定角度，角度大小为其第二旋转因子wi；对于旋转后的基准曲线只保留数据模组的范围内的纹理部分；基准直线的线条粗细为固定像素值；最终确定所述防伪图像单元的第i个数据模组的几何纹理为与水平正方向夹角为其第二旋转因子wi的三阶贝塞尔曲线；响应于确定所述防伪图像单元的几何纹理样式为直线纹理样式，则确定所述定位模组的几何纹理为直线，并且确定位于所述防伪图像单元的左上角和右下角的定位模组的几何纹理为与水平正方向夹角为k度的直线，其中k为第一旋转因子，位于所述防伪图像单元的右上角和左下角的定位模组的几何纹理为与水平正方向夹角为180-k度的直线；响应于确定所述防伪图像单元的几何纹理样式为曲线纹理样式，则确定所述定位模组的几何纹理为曲线，并且确定位于所述防伪图像单元的左上角和右下角的定位模组的几何纹理为起始点和结束点的连线与水平正方向夹角为k度的三阶贝塞尔曲线，位于所述防伪图像单元的右上角和左下角的定位模组的几何纹理为起始点和结束点的连线与水平正方向夹角为180-k度的三阶贝塞尔曲线；根据所述防伪图像的宽和高以及加密编码比特流确定所述防伪图像中防伪图像单元、定位模组和数据模组的数量、大小和起始坐标，具体包括：根据所述防伪图像的宽和高以及加密编码比特流计算所述防伪图像单元的数量和大小以及所述防伪图像单元中数据模组和定位模组的数量和大小，公式如下：单个所述防伪图像单元中的定位模组和数据模组的边长均为z个像素，数据模组的数量为s，定位模组的数量为4，其中相邻的模组之间无间隔；所述防伪图像的宽和高分别为W和H，单位为像素，所述加密编码比特流的长度为n'，n'＝s，则防伪图像单元的大小为边长为d个模组的正方形： 其中，表示向上取整；所述防伪图像单元的大小为边长为l＝d·z个像素的正方形，所述防伪图像单元的数量为： 其中，表示向下取整；根据所述防伪图像的宽和高、防伪图像单元数量和大小，设置所述防伪图像单元与所述防伪图像的边界之间的间距，分配每个防伪图像单元的起始坐标，并分配每个防伪图像单元内部的定位模组和数据模组的起始坐标，根据所述加密编码比特流以及所述数据模组的几何纹理确定所述数据模组的纹理图案，基于所述定位模组的几何纹理确定所述定位模组的纹理图案，具体包括：所述防伪图像单元为边长为d个模组的正方形，其中左上角、右上角、左下角、右下角的定位模组的模组位置分别为1,1、d,1、1,d、d,d；所述加密编码比特流从所述防伪图像单元的左上角的第一列开始，除所述定位模组外，从第一行开始按照竖直向下的顺序进行填充，每一列填充完成后，移动到下一列进行填充，直至填充完毕，填充的方式如下：在所述加密编码比特流的所有加密比特值中，当所述数据模组所表征的加密比特值为0时，所述数据模组的纹理图案采用空白图案；当所述数据模组所表征的加密比特值为1时，所述数据模组的纹理图案采用其对应的几何纹理；将所述定位模组的几何纹理作为所述定位模组的纹理图案；根据所述数据模组的纹理图案和定位模组的纹理图案、每个防伪图像单元、定位模组和数据模组的起始坐标，绘制所有防伪图像单元的定位模组和数据模组，将绘制完成的所有防伪图像单元组成防伪图像。

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