一种用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法

1.本发明涉及流通商品信息加密编解码系统领域，特别涉及一种防伪追溯系统中商品外包装的信息编码、解码过程的数据处理，具体指是一种用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法。
技术背景
2.随着经济的持续发展和市场化的趋势，贸易的流通越来越高速和便利。在互联网技术和智能化程度提高，网络购物越来越频繁的当下，商品流通的主体由线下转为线上。商品生产企业在这一过程中要面临更为棘手的问题是在商品流通过程中，生产商品的信息标注的不唯一性导致商品在流通过程中无法追溯，部分经销商对商品的仿制、对商品标注的破坏，使得生产企业可能蒙受巨大的经济损失。
3.当前市场主流的商品信息码是二维码或条形码，虽然具有信息容量大，制作成本低的优点，但其编码方式较为固定，破损后的可恢复性不强，不适合作为商品唯一的信息码。因此提高商品信息码的唯一性和可恢复性，是一个值得重点关注的问题。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于一种用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法，可有效地提高包装破损或被掩盖后信息的可恢复性，并提供一物一码。
5.为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.1)商品信息采集
8.通过系统的采集装置采集商品信息，并转换成标准的二进制数据格式；
9.2)进行商品信息加密
10.由计算机将二进制商品原始信息码进行加密，并将编码按顺序保存到系统数据库中；
11.具体加密过程为：通过计算机产生随机加密矩阵与原始信息相关联，然后利用随机加密矩阵对原始信息进行异或加密，并按照一定顺序将加密矩阵与排序后的商品信息存储在系统数据库中；
12.3)划分扇形区块
13.将加密后的二进制商品信息分为n段，代表扇圆图中n个扇形，每段由m位标识，每段的取值可能有2的m次方个，m,n为正整数；
14.4)生成各区块所对应扇形
15.首先将n个区块对应二进制码转化为十进制数字。然后，利用公式θ＝arctan(x)求得对应扇形的圆心角弧度值。其中，θ为区块对应扇形的圆心角，单位为rad，范围为(-π/2，π/2)，x为区块对应十进制数字。
16.5)建立扇圆图
17.将上述扇形圆心角弧度值进行归一化，使其限制在(0，π/2)区间内，即将各弧度值求和后，按照其在总和中的比例与π/2弧度相乘，求得其归一化弧度值。取半径为r的圆形，任一直线为中轴线，将划分所得各扇形与计算机生成的随机间隔(各间隔之和等于π/2弧度)按顺序打印到中轴线一侧半圆中，另一侧半圆进行中心对称镜像打印，喷于商品外包装。其中，半径r以及扇形区块和间隔的颜均可按需求选择。
18.6)信息存储
19.将扇形段数和弧度值及编码顺序存储在数据库中；
20.7)信息解码
21.商品流通过程中，编码受到干扰时，通过解码方法进行数据恢复、还原商品信息。解码时，对包装上扇圆图进行识别，在数据库中对比得到对应的弧度值和加密信息，然后对其进行解密从而得到对应的商品信息。
22.步骤2)中，所述的商品信息加密，对生成的各个商品包装的唯一的信息，进行计算机随机加密矩阵。
23.步骤4)中，所述商品信息的扇形化，将商品信息转化为弧度保存在扇圆图的扇形中。
24.步骤6)中，所述的矩阵信息解码，是编码的逆处理过程，当编码受到干扰时，通过编码的逆处理过程进行还原，获取该编码所对应的原始矩阵信息，并通过数据库进行比对，得到最终对应的商品信息。
25.由于采用了上述技术方案，本发明可以较为有效地追溯具有扇圆形标注的商品流向，对于防伪商品和信息标注受到破坏的商品，具有较强的恢复信息能力的特点。由于商品信息存在于半圆形中，因此即使损坏了部分也仍然可以进行复原。若图像边缘受到破坏，可以直接测量圆心角求得信息，若图像中心受到破坏，可以利用各段圆弧长度与圆的半径信息计算得到圆心角度，同样可以完成信息恢复。同时，本产品利用扇形圆形的角度关系存储信息，商品外包装表面利用率高，使用黑白颜成本较低。
附图说明
26.图1为本方法编解码流程图:(a)编码、(b)解码
27.图2实施例的扇形大小分布图
28.图3实施例未进行对称的扇形分布及编码对应图
29.图4实施例的进行对称的扇形分布及编码对应图
30.图5对实施例进行图形化编码的最终结果图
31.图6是实施例的图形化编码的注释图
具体实施方式
32.以下结合附图和实例，对本发明做进一步的说明。
33.本发明提出一种用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法，方法主要步骤如下：
34.一、编码具体实施方案
35.(1)取得商品原始信息
36.本例以16位二进制码为例
37.假设商品原始16位二进制码为1101_0111_1011_1111
38.(2)产生加密序列并进行异或加密
39.由计算机随机产生一个用于对该商品原码进行加密的16位二进制序列
40.假设该序列为1011_1110_1100_0101
41.将商品原码和加密序列按位求异或，得到的16位二进制序列即可作为加密后的商品编码。解码时只需将加密后的16位二进制序列与加密序列按位求异或即可得到原码。
42.例如，将本例提到的原码和加密序列按位求异或后得到：
43.0110_1001_0111_1010
44.(3)根据所得代码划分扇形区块
45.简单地，可将16位二进制码划分为四个区块(m＝4)，区块的可能取值有16
46.(n＝4)种，本例中取值分别为0110，1001，0111，1010。
47.(4)生成与各区块对应的扇形
48.首先将四个区块对应二进制码转化为十进制数字，分别为6，9，7，10。其次，利用公式θ＝arctan(x)求得对应扇形的圆心角。其中，θ为区块对应扇形的圆心角，单位为rad，范围为(-π/2，π/2)，x为区块对应十进制数字。则四区块对应的圆心角分别为：1.406，1.460，1.429，1.471，单位：rad。
49.(5)建立扇圆图
50.将上述扇形圆心角进行归一化，将其限制在(0，π/2)区间内，即将各弧度值求和后，按照其在总和中的比例绘制图形。则上述圆心角对应π/2弧度的比例分别为：0.245，0.253，0.248，0.255。各区块实际弧度值即为该比例与π/2弧度值的乘积利用计算机随机取得五个和为1的正小数，作为间隔对应π/2弧度的比例分别为：0.122，0.135，0.476，0.246，0.021。在本例中，取黑作为信息存储区块，白为间隔区块。至此，将各区块扇形与间隔对应扇形依次绘制在半圆中，并镜像所得整个图形。
51.二、解码具体措施
52.(1)扫描图形码
53.利用图像识别算法，对扇圆图中轴线任意一侧图形的区块圆心角角度进行测量，并通过公式x＝arctan(θ)取整后求得各区块对应的十进制数字，将其还原为原先的16位二进制数字。
54.(2)异或解码
55.再将这个16位加密码与当日对应时段由计算机产生的16位二进制加密序列按位求异或，即可得到原码。

技术特征：

1.一种用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法，其特征在于，包括以下步骤：1)商品信息采集通过系统的采集装置采集商品信息，并转换成标准的二进制数据格式；2)进行商品信息加密由计算机将二进制商品原始信息码进行加密，并将编码按顺序保存到系统数据库中；具体加密过程为：通过计算机产生随机加密矩阵与步骤1)的原始信息相关联，然后利用随机加密矩阵对原始信息进行异或加密，并按照一定顺序将加密矩阵与排序后的商品信息存储在系统数据库中；3)划分扇形区块将加密后的二进制商品信息分为n段，代表扇圆图中n个扇形区块，每段由m位标识，每段的取值可能有2的m次方个，m,n为正整数；4)生成各区块所对应扇形首先将n个区块对应二进制码转化为十进制数字；然后，利用公式θ＝arctan(x)求得对应扇形的圆心角弧度值，其中，θ为区块对应扇形的圆心角，单位为rad，范围为(-π/2，π/2)，x为区块对应十进制数字；5)建立扇圆图将上述扇形圆心角弧度值进行归一化，使其限制在(0，π/2)区间内，取半径为r的圆形，任一直线为中轴线，将划分所得各扇形与计算机生成的随机间隔(各间隔之和等于π/2弧度)按顺序打印到中轴线一侧半圆中，另一侧半圆进行中心对称镜像打印，喷于商品外包装；6)信息存储将扇形段数和弧度值及编码顺序存储在数据库中；7)信息解码商品流通过程中，编码受到干扰时，通过解码方法进行数据恢复、还原商品信息；解码时，对包装上扇圆图进行识别，在数据库中对比得到对应的弧度值和加密信息，然后对其进行解密从而得到对应的商品信息。2.如权利要求1所述的用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法，其特征在于，步骤2)中，所述的商品信息加密，对生成的各个商品包装的唯一的信息，进行计算机异或加密。3.如权利要求1所述的用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法，其特征在于，步骤4)中，所述商品信息的扇形化，将商品信息转化为弧度保存在扇圆图的扇形中。4.如权利要求1所述的用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法，其特征在于，步骤4)中，利用公式θ＝arctan(x)求得对应扇形圆心角的弧度值，其中，θ为区块对应扇形的圆心角，单位为rad，范围为(-π/2，π/2)，x为区块对应十进制数字。5.如权利要求1所述的用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法，其特征在于，步骤5)中，所述将上述扇形圆心角弧度值进行归一化，使其限制在(0，π/2)区间内即：将各弧度值求和后，按照其在总和中的比例与π/2弧度相乘，求得其归一化弧度值。6.如权利要求1所述的用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法，其特征在于，步骤5)中，喷于商品外包装：半径r以及扇形区块和间隔的颜均按需求选择。
7.如权利要求1所述的用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法，其特征在于，步骤7)中，所述的矩阵信息解码，是编码的逆处理过程，当编码受到干扰时，通过编码的逆处理过程进行还原，获取该编码所对应的原始矩阵信息，并通过数据库进行比对，得到最终对应的商品信息。

技术总结

本发明提供了一种用于商品外包装的抗干扰加密扇圆形编解码方法，涉及流通商品防伪追溯技术。该方法将商品信息先进行加密，之后生成扇圆形图喷绘在商品上，使得流通商品上的信息标注具有唯一性、抗干扰性、可追溯性等特点。使用本发明可以提高商品流通的可追溯性和抗干扰性。干扰性。干扰性。

技术研发人员：

田海文 万国春

受保护的技术使用者：

同济大学

技术研发日：

2022.09.21

技术公布日：

2022/12/23