網(wǎng)屏編碼技術(shù)在物品識別中的應(yīng)用

網(wǎng)屏編碼技術(shù)在物品識別中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)編碼是天津羅氏信息技術(shù)有限公司首席執(zhí)行官顧澤坤在國家有關(guān)部委的直接支持下，在長期開發(fā)的自主知識產(chǎn)權(quán)的國際領(lǐng)導(dǎo)者的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新技術(shù)。最初,網(wǎng)屏編碼是針對一維碼和二維碼的不足研制的,實際其應(yīng)用領(lǐng)域遠遠超過一維和二維碼的應(yīng)用。進入物聯(lián)網(wǎng)時代,網(wǎng)屏編碼不僅可大范圍替代二維碼、水印技術(shù)、RFID技術(shù)用來識別物品,還將會有更加豐富的應(yīng)用。網(wǎng)屏編碼對紙介質(zhì)印刷圖像的信息埋入具有最佳化的解決方案,特別是可以應(yīng)用到多媒體印刷領(lǐng)域,將紙介質(zhì)出版與電子出版融合,使不斷衰退的印刷行業(yè)復(fù)興。將網(wǎng)屏編碼識讀程序嵌入到手機中,可以解決手機上網(wǎng)的入口問題,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)銷售的更加普及,促進手機增值業(yè)務(wù)的發(fā)展。利用R,G,B顏色與C,M,Y,K印刷顏色變換時,在某些顏色上的不可逆的特點可解決名牌商品的防偽問題。網(wǎng)屏編碼隱藏目前世界上在打印和印刷介質(zhì)上記錄信息的方法還僅限于幾何學(xué)的方法,而網(wǎng)屏編碼已突破了幾何學(xué)的方法,通過改變網(wǎng)屏網(wǎng)點的調(diào)制方式,以二維平面上波的傳播方式,用不同的力學(xué)模型等物理學(xué)的方法記錄信息,同時考慮印刷網(wǎng)屏的特性的信息記錄與信息埋藏。網(wǎng)屏編碼的信息記錄與信息埋藏的原理是通過改變網(wǎng)屏網(wǎng)點的物理學(xué)的特性,而不改變包括網(wǎng)點的灰度值等在內(nèi)的印刷網(wǎng)屏特性實現(xiàn)信息記錄與信息隱藏的,可同時在文字、照片、圖像、圖形中埋入大量信息。用網(wǎng)屏編碼進行信息隱藏時,采用與圖像的像素相同灰度的網(wǎng)屏編碼的網(wǎng)點進行置換,因此埋入信息后圖像的質(zhì)量不會受大的影響。網(wǎng)屏編碼在網(wǎng)點的信息埋入原理如圖1所示。網(wǎng)屏編碼可以埋入在打印和印刷時的不同文字和圖像里,如圖2所示。目前使用600dpi打印機可在A4紙上通過網(wǎng)屏編碼埋藏5萬以上的文字,存儲60KB以上的聲音、圖像、數(shù)據(jù)庫等文件,同時還可打印正常的表格或文檔。網(wǎng)屏編碼不僅可以做到信息加密與信息隱藏相結(jié)合的高度機密的通信,同時隱藏到印刷圖像中的機密文件,即使專業(yè)人員使用高精度設(shè)備也不容易識別出在什么地方埋有信息,更不易破解出信息的內(nèi)容,如圖3所示。埋入網(wǎng)屏編碼的紙張即使受污染和破損,仍然可以正確識讀出隱藏的信息(產(chǎn)品指標為:污染與破損范圍在1/3以下),如圖4所示。用網(wǎng)屏編碼隱藏的信息,與需要打印的數(shù)據(jù)可同往常一樣輸出到打印機進行打印。所不同的是在打印機與往常一樣打印正常文件的同時,還將以網(wǎng)屏編碼的形式打印附加信息。識別網(wǎng)屏編碼隱藏的信息時,可通過掃描儀、手機、傳真機、復(fù)印機、專用識讀機等設(shè)備讀取附加信息。網(wǎng)絡(luò)編碼與現(xiàn)有的國際技術(shù)的比較印刷二維條碼技術(shù)在《商務(wù)》為找到超市結(jié)算的一種簡便的方法,1932年由美國哈佛大學(xué)提出了一維條紋碼的提案,并被廣泛利用至今。為滿足寶石、半導(dǎo)體、制藥、機械等行業(yè)記錄更多信息的需求,1989年由美國Intermec公司開發(fā)了Code49,從此二維條碼誕生了。在此之后DataMatrix、MaxiCode、ArrayTag等相繼登場,在日本也開發(fā)了CP-Code、QRCode,并被列入國際標準。但是由于二維條碼是在一維條碼的基礎(chǔ)上產(chǎn)生出來的,因此很難跳出一維條碼的局限。首先,所有的二維條碼的提案仍然采用將黑色區(qū)域表示信息代碼“1”,白色區(qū)域表示信息代碼“0”,而沒考慮利用圖形變化來直接地表示一個多信息位代碼(MultiBit),造成信息表示的冗長。其次,二維條碼同一維條碼一樣必須單獨出現(xiàn),占用了空間,影響印刷物的美觀,而且易于被復(fù)制,安全性差。與15年前二維條碼出現(xiàn)時的硬件設(shè)備條件相比,打印設(shè)備、掃描設(shè)備都有了很大發(fā)展,精度也不斷提高?，F(xiàn)在,1200dpi、2400dpi高精度的打印機、掃描儀已司空見慣。在金融保險領(lǐng)域中,提出了對紙介質(zhì)文件的防偽防復(fù)制的要求,以及對商務(wù)文件的自動讀取要求。特別是在金融行業(yè)中,作為具有法律依據(jù)的商務(wù)文件,法律上規(guī)定一定要打印在紙上或通過不可涂改的PDF電子文件的形式做成。為實現(xiàn)辦公自動化的要求,商務(wù)文件中的大量數(shù)據(jù)如何能自動地輸入到計算機中將成為用戶關(guān)注的熱點,這些信息如能直接埋入紙上或PDF電子文件中,將會更加安全、方便。而目前的二維條碼技術(shù)在信息描述、定位、信息設(shè)置以及與其他印刷圖像的混合等方面從一開始就沒有被考慮,很難適應(yīng)時代發(fā)展的需求。二維條碼有堆積式及行列式兩種類型,國際上代表性的堆積式二維條碼有“PDF417”,“代碼49”等,作為行列式二維條碼有“代碼1”,“數(shù)據(jù)碼”等,日本的“QR碼”與“CP碼”都屬于行列式二維條碼。二維條碼的缺點是:(1)占用空間,需要專用的地方印刷二維條碼;(2)不能同印刷內(nèi)容混合在一起;(3)不能作為信息隱藏的手段;(4)標識的信息量少;(5)外表不美觀。網(wǎng)屏編碼的優(yōu)勢:(1)不占用空間,不需要專用的地方;(2)可同打印、印刷內(nèi)容混在一起打印、印刷;(3)可作為信息隱藏的手段;(4)埋入的信息量多;(5)外表美觀。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用2000年以來,以美國的研究者為核心的數(shù)字水印理論的研究在全球非常盛行,有大量的論文被發(fā)表。但絕大多數(shù)水印技術(shù)是為解決電子圖像的信息隱藏問題,很少涉及在印刷圖像上的應(yīng)用范例的論述。當(dāng)前,在國際研究領(lǐng)域中盛行的數(shù)字水印技術(shù),是采用信號分析的理論,通過傅里葉變換、小波變換等的手法,尋求肉眼不易發(fā)現(xiàn)的地方埋入信息。這種方法對電子圖像進行信息埋入效果很好。但在印刷圖像的應(yīng)用上,因沒有考慮印刷網(wǎng)屏理論,不能解決在RGB顏色空間變換到CMYK顏色空間中埋入的信息被破壞的問題,因此很少見到發(fā)表過有關(guān)成功應(yīng)用的例子。日本代表性的數(shù)字水印技術(shù)成果,是由日本沖電氣株式會社發(fā)明的證書防篡改的成果。該成果可通過證件的底紋背景最大埋入數(shù)百字節(jié)的信息。同日本沖電氣株式會社發(fā)明的證書防篡改的成果相比,網(wǎng)屏編碼在底紋背景上可埋入數(shù)萬字節(jié)的信息,也就是說同數(shù)字水印技術(shù)相比具有100倍以上的信息埋入的容量優(yōu)勢。rfid射頻芯片的應(yīng)用當(dāng)前,國家有關(guān)部門對RFID應(yīng)用給以大力支持,社會上的相關(guān)研究單位和企業(yè)投入大量資金和人力進行推廣應(yīng)用,但是還未能見到預(yù)期的成效。其主要原因是RFID芯片的價格、埋入工藝、射頻傳輸可靠性、市場需求和維護成本等問題。2000年以來人們熱衷于RFID射頻芯片的應(yīng)用,也有一些成功的應(yīng)用案例,而且依據(jù)摩根定理,這種RFID射頻芯片的價格應(yīng)該非常低廉。然而,經(jīng)過近十年來的努力,人們終于發(fā)現(xiàn)RFID射頻芯片的價格遠遠高于人們的期望值,在大型體育或娛樂場所的入場券、軌道交通的乘車票等急需埋藏數(shù)據(jù)量大、價格低廉的解決方案中用不上RFID。相比之下,采用網(wǎng)屏編碼可取代目前RFID的許多設(shè)想中的應(yīng)用領(lǐng)域,并有顯著的推廣應(yīng)用優(yōu)勢。網(wǎng)屏編碼技術(shù)值得關(guān)注的是,正當(dāng)紙介質(zhì)出版不斷地被電子出版所取代的同時,多媒體的記錄媒體也從磁帶記錄媒體、CD-ROM記錄媒體進化到了SD卡固體記錄媒體。然而,紙介質(zhì)的直感性、證據(jù)性、便利性以及廉價性等固有的特點,致使紙介質(zhì)出版雖然有減少的趨勢,但可以肯定紙介質(zhì)出版絕不會消亡。特別是將可使紙介質(zhì)出版與電子出版融為一體化的網(wǎng)屏編碼技術(shù)的識別模塊,嵌入到手機中時,隨著這種新型手機的普及,必然會推動多媒體印刷出版物的蓬勃發(fā)展,這將是印刷行業(yè)繼活字印刷到計算機排版的第一次印刷行業(yè)的革命之后,又一次紙介質(zhì)出版與電子出版融合的革命性發(fā)展。同時,人們用嵌有網(wǎng)屏編碼識別模塊的手機,可方便地從物聯(lián)網(wǎng)中那些標有用網(wǎng)屏編碼技術(shù)埋入信息標識的物品的標簽、說明表中方便地、隨時不受環(huán)境限制地讀取該物品的更多信息。針對多媒體印刷的現(xiàn)狀,最近國內(nèi)出現(xiàn)的配多媒體讀物的點讀筆產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家,多數(shù)是購入臺灣某微處理器公司的專用點讀筆識別芯片設(shè)計而成的,因此這個技術(shù)實質(zhì)是臺灣的技術(shù)。這家臺灣公司先后推出OID1代碼的識別芯片以及OID2代碼的識別芯片。OID1代碼按照通常的二維條碼的構(gòu)成方法,由6×6的點陣組合構(gòu)成的12bit的代碼,這種代碼不適于信息埋藏,而且只能組合4096個代碼,遠遠適應(yīng)不了實際應(yīng)用的要求。OID2代碼大大突破OID1代碼的局限,通過實現(xiàn)點陣的不同位置來記錄信息,可實現(xiàn)2字節(jié)以上的信息記錄與隱藏。然而,OID2代碼的每一組信息單元只有一條水平基準點陣與一條垂直基準點陣,而形成基準必須要有兩條水平基準點陣與兩條垂直基準點陣,因此要想在任意位置上讀到兩條水平基準點陣與兩條垂直基準點陣,需要擴大一倍以上的讀取面積。另外,OID2代碼的結(jié)構(gòu)只允許使用1200dpi以上的印刷設(shè)備或打印機設(shè)備,不支持一般的600dpi的普通打印機,再有OID2代碼沒有考慮印刷圖像的網(wǎng)屏特性,不具有防止印刷圖像的干涉的能力。特別是OID2代碼利用網(wǎng)點不同的位置記錄多比特信息與網(wǎng)屏編碼在中國以及國際上的專利相抵觸,因此,其產(chǎn)品在國際上很多國家是不準許銷售的。網(wǎng)屏編碼自主知識產(chǎn)權(quán)所有者,天津阿波羅信息技術(shù)有限公司總裁顧澤蒼先生在日本獲得了2項專利權(quán),同時也向美國申請了專利,在中國申請了30多個專利,現(xiàn)已獲得專利權(quán)4項,在該領(lǐng)域上大大領(lǐng)先于國際水平。網(wǎng)屏編碼技術(shù)還可用來進行打印機、復(fù)印機的信息防偽,可以用網(wǎng)屏編碼技術(shù)低成本、方便地提高物聯(lián)網(wǎng)上物品的信息安全。由于用網(wǎng)屏編碼技術(shù)可簡便地通過打印機和印刷機等與可讀信息一同產(chǎn)生隱藏信息,可用于開發(fā)文字、圖像、多媒體等多種用途的隱藏信息識別設(shè)備,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?/p>