一种基于二维码的伪立方三维码

1.本发明属于信息处理领域，涉及码制编码技术，特别涉及一种基于二维码的伪立方三维码。


背景技术：

2.上个世纪60 年代至70 年代，美国人诺曼
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约瑟夫
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伍德兰德（norman joseph woodland）和伯纳德希
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弗尔(bernard silver)发明了一维码（条形码），该技术的诞生几乎改变了全球的商业活动形式，使得收银员的工作效率变得更高效。经过几十年的发展，由宽度不等的多个黑条和空白组成的一维码（条形码）开始暴露出不少缺点，例如数据容量较小（30 个字符左右）、只能包含字母和数字、条形码尺寸相对较大（空间利用率较低）、条形码遭到损坏后便不能阅读。其次，一维条形码几乎不可能表示汉字和图像信息。为了弥补这些缺陷，人们开始寻找更佳的代替方案。
3.1994 年，日本电装公司正式宣布公开首个qr code，即二维码，而qr 的全称就是“quick response”，意思是快速响应追求高速读取能力。qr等国外码制没有考虑中国汉字编码的问题，在使用时，经常会出现中国汉字信息表示效率不高等问题。在2003年至2005年，中国物品编码中心推动研发的汉信码制。
4.随着iphone、android等智能手机软硬件平台的发展成熟，互联网巨头开始在二维码上投入巨额资源研发和推广手机识读的二维码广泛出现在广告、网页、招牌、票据等载体上，手机“扫一扫”，实现移动获取信息。
5.现有的二维码技术主要用于移动设备，多为黑白像素的平面正方形图形，信息的负载效率有限，多用于负载文本信息，美观性有待提高。对于彩色图片等这类大信息量的数据加密呈现，需要一种负载效率更高，加密解密速度更快的转码技术，弥补现有一维码、二维码技术。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于二维码的伪立方三维码，以二维码作为基础，解决了现有技术中二维码信息载量不够，编码、解码以及加密效率不高的问题。
7.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种基于二维码的伪立方三维码，包括正六面体和若干二维码，所述二维码通过投影映射后贴附于正六面体的视觉可见面上，正六面体的每个可见顶点均为一个定位点，通过定位点定位和分割正六面体的多个面。
8.进一步地，所述正六面体轴测图视角设置，所述二维码通过轴测投影映射后贴附于正六面体的视觉可见面上。
9.进一步地，所述正六面体轴测视角设置后具有三个视觉可见面，三个二维码分别贴附于三个视觉可见面。
10.进一步地，三个二维码中，具有两个定位点的一条边拼接在一起。
11.进一步地，多个二维码中至少一个二维码采用安全加密。
12.进一步地，安全加密方式可采用des、rsa等加密算法或其中任意组合的混合加密算法。
13.进一步地，多个二维码中，每个二维码可采用不同的编码规则生成。
14.进一步地，所述伪立方三维码用于记载彩色图片信息，三个二维码分别记载彩色图片的r、g、b三个信息通道。
15.进一步地，所述二维码的码制为矩阵式二维码，所述矩阵式二维码选自code one、maxicode、qr code、data matrix、han xin code、grid matrix中的任意一种，三个二维码的码制可以相同，也可以不同。
16.本发明信息编码原理为：将所要表述的信息输入编码（或者加密）终端，然后自动分成三个信息片段，进一步通过终端自带的传统二维码生成技术（比如qr code编码规则）形成三个信息片段对应二维码图像，然后将二维码图像的定位边依次相邻贴附在正方体相邻的三个面，最后通过三等轴测投影形成平面六边形图像的伪立方三维码（因成像为视觉3d立体的2d平面图像，所以称“伪立方三维码”）。
17.其具体的信息解码原理为：通过扫描终端（如手机）进行本发明伪立方三维码图像输入，利用共用的定位点（正方体的顶点）将图片分成领边为120度的三个等边菱形图像，然后通过逆轴测图像仿射变换恢复为三个正方形的二维码图像，最后利用终端自带二维码解析技术进行解析，安装一定顺序组织被解析信息展示至扫描终端，完成信息解析。
18.与现有技术相比，本发明有益效果如下：本发明三片二维码的定位像素点位于公共轴附近，形成公共的坐标原点和坐标轴用于定位。与传统二维码相比，用于定位的像素点压缩了一半，校核更新准确。
19.本发明的三片二维码在扫描终端上可同时被并行编码和并行解析，编码和解码的效率更高。
20.本发明特别适用于彩色图片信息的编码呈现，三片二维码图像分别对应一张彩色图片的r、g、b三个信息通道，对图片信息的展示效率很高，具备天然的匹配性。
21.本发明如用于数据安全领域，可仅选择部分（一片或两片）二维码图像进行安全加密，避免了传统二维码必须全部加密解密复杂耗时的计算，非常适合硬件性能一般的移动终端。
22.本发明共用定位点信息，生成六边形几何图像，在同样的面积下较正方形的二维码负载的信息量更大。
23.本发明为视觉正方体结构，较传统的二维码平面结构更加美观，用于商业广告可提升用户关注度，增加商业价值。
24.本发明只需要通过简单的坐标定位，坐标轴仿射变换即可将图像转换为正方形二维码而利用成熟的二维码技术，与现有二维码技术体系兼容性较好，技术改造成本低，非常有利于于推广普及。
25.总之，本发明的信息负载率高，与现有的二维码技术兼容，研发改造难度底，图像为视觉正六面体，简洁美观。同时可选择部分图像进行关键信息安全加密，对硬件要求低。因三片二维码组合成，在彩色图片加密解析上具有并行计算，分通道展示的天然优势，进一步将传统二维码展示文本汉字提升为展示彩色图像，市场前景广阔，商业价值高。
附图说明
26.图1本发明实施例中基于二维码的伪立方三维码示意图。
27.图2本发明的基于二维码的伪立方三维码原理示意图。
28.图3本发明二维码部分与传统二维码对比图，其中，图3中a为传统二维码示意图，图3中b为本发明实施例中定位点拼接前二维码示意图。
29.图4本发明实施例中的几何变换示意图，图4中a为映射二维码示意图，图4中b为a中映射前二维码对应的二维码示意图。
30.100-伪立方三维码，110-映射二维码，120-三维码中间定位点，130-三维码边定位点，200-正六面体，300-二维码。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
32.如图1至图4所示，本发明提供一种基于二维码的伪立方三维码100，包括正六面体200和三个二维码300，当正六面体200处于轴测图状态时，前侧具有三个视觉可见面，可以拼接贴附三个二维码300，每个二维码300在其中三个角具有定位点，在本发明实施例中，所述二维码300的定位点采用拼接形式，如图3所示，图3中a为裁剪前的二维码，图3中b为裁剪后的二维码，其他与现有技术中二维码300编码规则完全相同；拼接时，两端同时具有定位点的二维码300边拼接在一起，拼接完成后，相交的定位点组合为一个新的定位点，使得伪立方三维码100具有4个定位点，分别为位于中间的三维码中间定位点120和位于四周的三个成120度夹角分布的三维码边定位点130。
33.需要说明的是，对二维码进行如图3所示裁剪，以实现三个二维码共顶点式定位点仅仅是优选实施例，并不是必须裁剪才能拼接。
34.需要说明的是，作为一种优选实施例，对三个二维码进行编码时应该还携带顺序信息，也就是表达二维码本身序号，以便在解码后按照顺序拼接为完整信息。
35.本发明提供一种伪立方三维码100生成方法如下：s1、将需要记载的信息分成三段，每段信息分别采用二维码300编制规则生成一个二维码300，三个二维码300编制规则可以相同，可以不同，比如可以都采用qr码编制生产。
36.s2、将得到的三个二维码300以共顶点并且成120度夹角方式拼接在一起，共顶点处的三个定位点合并成为三维码中间定位点120；s3、将三个二维码300绕着共顶点旋转，进行轴测投影映射，得到三个映射二维码110，将三个映射二维码110拼接组成正六面体200处于轴测状态的三个视觉可见面，相邻两个二维码300另一个定位点拼接一起形成三维码边定位点130，一共有三个三维码边定位点130，完成伪立方三维码100生成。
37.本发明还提供另一种伪立方三维码100生成方法如下：s1、将需要记载的信息分成三段，每段信息分别采用二维码300编制规则生成一个二维码300，三个二维码300编制规则可以相同，可以不同，比如可以都采用qr码编制生产。
38.s2、将得到的三个二维码300按照正六面体200的轴测投影规则，依次进行轴测映射投影，得到三个具有顺序的映射二维码110；
s3、将三个具有顺序的映射二维码110按照顺序拼接在正六面体200轴测状态的三个视觉可见面；位于中间的立体顶点为三个二维码300定位点拼接而成的三维码中间定位点120，与三维码中间定位点120处于同一边线的另外三个正六面体200顶点构成三维码边定位点130。
39.对于上述方法生产的伪立方三维码100解码方式如下：s1、采用扫描设备或者摄像头扫描得到伪立方三维码100后，通过三维码定位点将伪立方三维码100分割为三个映射二维码110，并生成每个映射二维码110的定位点；根据映射二维码110所处位置采用轴测投影反映射将映射二维码110解析为正视图状的二维码300，采用相应编码规则对二维码300进行解析，即可获取记载信息。
40.作为一种具体实施例，在二维码300编制过程中，可以在三个二维码300的信息内编制二维码300编号，解析时，可以通过解析出二维码300编号对三个二维码300进行信息拼接。
41.作为一种优选实施例，所述伪立方三维码100用于记载彩色图片信息，三个二维码300分别记载彩色图片的r、g、b三个信息通道。
42.作为一种优选实施例，所述二维码300的码制为矩阵式二维码，所述矩阵式二维码为code one、maxicode、qr code、data matrix、han xin code、grid matrix中的任意一种。
43.需要说明的是，三个二维码300可以采用同一种码制规则编码，可以采用不同码制规则编码。
44.作为一种优选实施例，三个二维码300中至少一个记载的信息可以采用加密规则进行加密。
45.具体可以采用des与rsa混合加密算法进行加密，加密方法如下：(1)生成des加密密钥k为了提高数据的安全性，每一个密钥k只用一次。
46.(2)生成用于加密明文的密钥ck利用rsa加密算法的公开加密密钥对des的密钥k进行加密，形成des加密的密钥ck，并保存。
47.(3)生成密文c利用生成的密钥ck对明文p进行des加密，生成密文。
48.基于des与rsa的混合加密算法的解密方案基本原理用des算法对密文解密，同时用rsa算法对des密钥进行解密。
49.基于des与rsa的混合加密算法的解密方案的具体实现步骤(1)获取加密密钥ck。
50.(2)生成用于des解密的密钥k。
51.利用rsa的解密密钥对des的密钥ck进行解密，形成des解密的密钥k。
52.(3)生成明文p。
53.利用生成的密钥k对密文c进行des解密，生成明文文件。
54.以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要
求范围当中。

技术特征：
1.一种基于二维码的伪立方三维码，其特征在于，包括正六面体和三个二维码，三个二维码通过投影映射后分别贴附于正六面体的三个视觉可见面上，正六面体的每个可见顶点均为一个定位点，通过定位点定位和分割正六面体的多个面；三个二维码中，具有两个定位点的一条边拼接在一起。2.根据权利要求1所述基于二维码的伪立方三维码，其特征在于：多个二维码中，每个二维码采用不同的编码规则生成。3.根据权利要求1所述基于二维码的伪立方三维码，其特征在于：所述伪立方三维码用于记载彩色图片信息，三个二维码分别记载彩色图片的r、g、b三个信息通道。4. 根据权利要求1所述基于二维码的伪立方三维码，其特征在于：所述二维码为矩阵式二维码；所述矩阵式二维码选自code one、maxicode、qr code、data matrix、han xin code、grid matrix中的任意一种。5.根据权利要求1所述基于二维码的伪立方三维码，其特征在于：多个二维码中至少一个二维码采用安全加密。

技术总结
本发明公开了一种基于二维码的伪立方三维码，包括正六面体和若干二维码，所述二维码通过投影映射后贴附于正六面体的视觉可见面上，正六面体的每个可见顶点均为一个定位点，通过定位点定位和分割正六面体的多个面；所述正六面体轴测图视角设置，所述二维码通过轴测投影映射后贴附于正六面体的视觉可见面上。本发明通过对现有技术中二维码进行投影变形，通过公用定位点方式进行缩减定位点，使得在单位面积内能容纳更多的信息，大大提高了信息载量，并且通过局部加密，降低了解密算力需求，提高了安全性。高了安全性。高了安全性。


技术研发人员：刘永莉 王娇 何欢 肖衡林 郝柏超 昝龙照 柏华军
受保护的技术使用者：湖北工业大学
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/9/26