基于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)標(biāo)識(shí)生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)字水印技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于數(shù)字信號(hào)處理技 術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)標(biāo)識(shí)生成方法，該方法利用數(shù)字水印技術(shù)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)后向兼容異構(gòu)標(biāo)識(shí)的 標(biāo)準(zhǔn)碼嵌入，進(jìn)而生成物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)標(biāo)識(shí)。
【背景技術(shù)】
[0002] 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)技術(shù)的主要功能是通過給物聯(lián)網(wǎng)中的各個(gè)組成節(jié)點(diǎn)分配的唯一標(biāo)識(shí) 來(lái)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分識(shí)別，讀取該節(jié)點(diǎn)的信息，并對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)象 行為的精確控制和管理。
[0003] 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)類應(yīng)用近幾年發(fā)展迅猛，標(biāo)識(shí)種類日益增多，在各領(lǐng)域范圍內(nèi)的應(yīng)用 也日益廣泛。如條碼技術(shù)、RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈管理、物流管理、資產(chǎn)跟蹤、防偽識(shí)別、公共安 全管理、車輛管理、人員管理等方面被廣泛使用。
[0004] 多種標(biāo)識(shí)方法的出現(xiàn)使得我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)功能更加智能化，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛， 但各類標(biāo)識(shí)技術(shù)間缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和接口、處于離散狀態(tài)，沒有一個(gè)能同時(shí)滿足不同應(yīng)用領(lǐng) 域需求的解決方案，這對(duì)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)從概念向產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)型造成極大阻礙。因此，建立一個(gè) 有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的，能支持各應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)信息共享和互聯(lián)互通的，具有共性且方便統(tǒng)一管理 的標(biāo)識(shí)體系和管理平臺(tái)是非常必要的，符合物聯(lián)網(wǎng)跨行業(yè)、跨平臺(tái)、規(guī)?；l(fā)展的要求，對(duì) 推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)管理公共服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化工作有重大意義。
[0005] 條碼技術(shù)（一維碼、二維碼）是當(dāng)今被廣泛使用的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)技術(shù)之一，其應(yīng)用涉 及人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。其中的二維碼技術(shù)已成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用連接線上線下的關(guān) 鍵入口，比如：各類社交應(yīng)用中的身份識(shí)別，各種日常交易活動(dòng)中的線上支付及相關(guān)票據(jù)下 載等；另一方面，一維碼和二維碼在商品條碼應(yīng)用、藥品電子監(jiān)管碼應(yīng)用、商務(wù)部肉類蔬菜 溯源應(yīng)用等也已經(jīng)形成了完善系統(tǒng)。但條碼技術(shù)本身存在的一些缺陷會(huì)阻礙物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)體 系的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，比如有限的編碼容量；信息不可修改，不能交互；無(wú)加密，易泄露個(gè)人信 息；終端讀取標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等。另外，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展要求，未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)不僅要求現(xiàn)有 二維條碼、一維條碼標(biāo)識(shí)中存有的物品編碼信息，還要求能夠根據(jù)標(biāo)識(shí)本身確定其所屬的 應(yīng)用，甚至定位出其信息服務(wù)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提出采用能向后兼容二維條碼、一維條碼的異構(gòu)標(biāo)識(shí)技術(shù)，解決物聯(lián)網(wǎng)標(biāo) 識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化和管理化架構(gòu)的問題。相對(duì)于僅面向新系統(tǒng)和應(yīng)用而建立的全新的標(biāo)識(shí)體系， 異構(gòu)標(biāo)識(shí)技術(shù)規(guī)避了需求不明確、推廣受限的情況，可實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有應(yīng)用領(lǐng)域無(wú)障礙推廣，并 利用現(xiàn)有系統(tǒng)提供的大量數(shù)據(jù)來(lái)為新的功能服務(wù)，從而降低增值服務(wù)的開銷。
[0007] 本發(fā)明的基于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)標(biāo)識(shí)生成方法，其步驟包括：
[0008] 1)采取數(shù)字信號(hào)調(diào)制技術(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)碼進(jìn)行預(yù)處理，將0, 1二值標(biāo)準(zhǔn)碼數(shù)據(jù)串處理成 為趨近于均值為零的高斯分布序列；
[0009] 2)將步驟1)得到的高斯分布序列作為水印信息，通過修改原始標(biāo)識(shí)碼在DCT域中 的低頻系數(shù)，生成嵌入標(biāo)準(zhǔn)碼信息的物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)標(biāo)識(shí)。
[0010] 本發(fā)明針對(duì)標(biāo)識(shí)編碼方式，采取兩段式編碼方案，通過在編碼頭部另增加一段標(biāo) 準(zhǔn)碼來(lái)添加與標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)的信息，并保持原始信息的編碼和讀取不受任何影響。
[0011] 本發(fā)明針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)碼信息嵌入方式，采取數(shù)字水印方案，將標(biāo)準(zhǔn)碼通過數(shù)字水印技 術(shù)嵌入到原始標(biāo)識(shí)圖中，利用水印嵌入技術(shù)良好的隱藏性，保證對(duì)原始標(biāo)識(shí)讀取的兼容性； 同時(shí)利用水印技術(shù)的魯棒性保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)碼信息不被隨意竄改。從而避免了采取顯式直接添加 標(biāo)準(zhǔn)碼的方法而導(dǎo)致原有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要從硬件到系統(tǒng)大規(guī)模升級(jí)。
[0012] 本發(fā)明針對(duì)水印嵌入方式，采取基于離散余弦變換（Discrete Cosine Transform, DCT)的數(shù)字水印嵌入技術(shù)。DCT屬于正交變換圖像編碼方法中的一種，被認(rèn)為 是語(yǔ)音與圖像信號(hào)變換的準(zhǔn)最佳變換。
[0013] 本發(fā)明針對(duì)水印信息的預(yù)處理，采取數(shù)字信號(hào)調(diào)制技術(shù)：正交振幅調(diào)制 (Quadrature Amplitude Modulation，QAM)和正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)，將由0, 1組成的標(biāo)準(zhǔn)碼數(shù)據(jù)串通過QAM映射后，再經(jīng)OFDM 調(diào)制技術(shù)處理成為趨近于均值為零的高斯分布序列，不僅提高了可承載的標(biāo)準(zhǔn)碼信息量， 也在實(shí)現(xiàn)完整嵌入標(biāo)準(zhǔn)碼信息目的的前提下，同時(shí)大幅降低嵌入信息對(duì)原二維碼標(biāo)識(shí)產(chǎn)生 的影響。
[0014] 本發(fā)明中，利用數(shù)字信號(hào)調(diào)制技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)標(biāo)識(shí)中的標(biāo)準(zhǔn)碼進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn) 而嵌入水印并生成異構(gòu)碼，達(dá)到了以下三點(diǎn)主要的有益效果：
[0015] 1.相對(duì)于傳統(tǒng)的二值標(biāo)準(zhǔn)碼直接嵌入，本發(fā)明的技術(shù)大幅提高了可嵌入標(biāo)準(zhǔn)碼的 容量，從而對(duì)標(biāo)準(zhǔn)碼的擴(kuò)容和利用糾錯(cuò)技術(shù)提高標(biāo)準(zhǔn)碼水印嵌入的魯棒性提供了良好的基 礎(chǔ)；
[0016] 2.相對(duì)于傳統(tǒng)圖像處理中的水印處理，通過本發(fā)明技術(shù)處理過的水印信息，在保 證可大量嵌入水印信息的同時(shí)大幅度提高水印的隱蔽性；
[0017] 3.相對(duì)于傳統(tǒng)DCT水印嵌入技術(shù)，本發(fā)明選擇將通過本發(fā)明技術(shù)特殊處理過的水 印信息直接嵌入到宿主信號(hào)的低頻分量上，在保證嵌入水印對(duì)原標(biāo)識(shí)不造成任何讀取影響 的同時(shí)降低了算法的復(fù)雜度。
【附圖說明】
[0018] 圖1.異構(gòu)碼生成流程框圖。
[0019] 圖2.異構(gòu)碼讀取流程框圖。
[0020] 圖3.異構(gòu)標(biāo)識(shí)生成步驟圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面通過具體實(shí)施例和 附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0022] 如圖1所示，基于數(shù)字水印技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)碼的生成可分為兩部分：原始標(biāo)識(shí) 碼的生成和文本水印的生成。原始標(biāo)識(shí)碼由數(shù)據(jù)信息和糾錯(cuò)信息共同生成，這里我們以QR 碼為水印的宿主圖像。文本水印由經(jīng)過預(yù)處理的標(biāo)準(zhǔn)碼產(chǎn)生，此處預(yù)處理特指基于上述數(shù) 字信號(hào)調(diào)制的過程，將在后文中做具體介紹。
[0023] 如圖2所示，新平臺(tái)對(duì)異構(gòu)碼的讀取與現(xiàn)有平臺(tái)讀取QR碼的程序稍有區(qū)別，除了 保持對(duì)現(xiàn)有平臺(tái)對(duì)QR碼讀取的兼容功能外，另增加了水印提取和標(biāo)準(zhǔn)碼解碼環(huán)節(jié)。
[0024] 如圖3所示，為本發(fā)明的異構(gòu)標(biāo)識(shí)生成步驟圖。本發(fā)明提供了一種基于數(shù)字信號(hào) 調(diào)制技術(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)