基于數(shù)字信號處理技術的物聯(lián)網(wǎng)異構標識生成方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)字水印技術、物聯(lián)網(wǎng)標識技術領域，涉及一種基于數(shù)字信號處理技 術的物聯(lián)網(wǎng)異構標識生成方法，該方法利用數(shù)字水印技術實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)后向兼容異構標識的 標準碼嵌入，進而生成物聯(lián)網(wǎng)異構標識。
【背景技術】
[0002] 物聯(lián)網(wǎng)標識技術的主要功能是通過給物聯(lián)網(wǎng)中的各個組成節(jié)點分配的唯一標識 來對節(jié)點進行區(qū)分識別，讀取該節(jié)點的信息，并對相關信息進行處理，同時實現(xiàn)對節(jié)點對象 行為的精確控制和管理。
[0003] 物聯(lián)網(wǎng)標識類應用近幾年發(fā)展迅猛，標識種類日益增多，在各領域范圍內(nèi)的應用 也日益廣泛。如條碼技術、RFID技術在供應鏈管理、物流管理、資產(chǎn)跟蹤、防偽識別、公共安 全管理、車輛管理、人員管理等方面被廣泛使用。
[0004] 多種標識方法的出現(xiàn)使得我國物聯(lián)網(wǎng)標識功能更加智能化，應用領域更加廣泛， 但各類標識技術間缺乏統(tǒng)一標準和接口、處于離散狀態(tài)，沒有一個能同時滿足不同應用領 域需求的解決方案，這對我國物聯(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 有統(tǒng)一標準的，能支持各應用領域?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 的標識體系和管理平臺是非常必要的，符合物聯(lián)網(wǎng)跨行業(yè)、跨平臺、規(guī)?；l(fā)展的要求，對 推進物聯(lián)網(wǎng)標識管理公共服務標準化工作有重大意義。
[0005] 條碼技術（一維碼、二維碼）是當今被廣泛使用的物聯(lián)網(wǎng)標識技術之一，其應用涉 及人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗Ｆ渲械亩S碼技術已成為移動互聯(lián)網(wǎng)應用連接線上線下的關 鍵入口，比如：各類社交應用中的身份識別，各種日常交易活動中的線上支付及相關票據(jù)下 載等；另一方面，一維碼和二維碼在商品條碼應用、藥品電子監(jiān)管碼應用、商務部肉類蔬菜 溯源應用等也已經(jīng)形成了完善系統(tǒng)。但條碼技術本身存在的一些缺陷會阻礙物聯(lián)網(wǎng)標識體 系的標準化進程，比如有限的編碼容量；信息不可修改，不能交互；無加密，易泄露個人信 息；終端讀取標準不統(tǒng)一等。另外，針對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展要求，未來的物聯(lián)網(wǎng)標識不僅要求現(xiàn)有 二維條碼、一維條碼標識中存有的物品編碼信息，還要求能夠根據(jù)標識本身確定其所屬的 應用，甚至定位出其信息服務器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提出采用能向后兼容二維條碼、一維條碼的異構標識技術，解決物聯(lián)網(wǎng)標 識的標準化和管理化架構的問題。相對于僅面向新系統(tǒng)和應用而建立的全新的標識體系， 異構標識技術規(guī)避了需求不明確、推廣受限的情況，可實現(xiàn)在現(xiàn)有應用領域無障礙推廣，并 利用現(xiàn)有系統(tǒng)提供的大量數(shù)據(jù)來為新的功能服務，從而降低增值服務的開銷。
[0007] 本發(fā)明的基于數(shù)字信號處理技術的物聯(lián)網(wǎng)異構標識生成方法，其步驟包括：
[0008] 1)采取數(shù)字信號調(diào)制技術對標準碼進行預處理，將0, 1二值標準碼數(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，通過修改原始標識碼在DCT域中 的低頻系數(shù)，生成嵌入標準碼信息的物聯(lián)網(wǎng)異構標識。
[0010] 本發(fā)明針對標識編碼方式，采取兩段式編碼方案，通過在編碼頭部另增加一段標 準碼來添加與標準化相關的信息，并保持原始信息的編碼和讀取不受任何影響。
[0011] 本發(fā)明針對標準碼信息嵌入方式，采取數(shù)字水印方案，將標準碼通過數(shù)字水印技 術嵌入到原始標識圖中，利用水印嵌入技術良好的隱藏性，保證對原始標識讀取的兼容性； 同時利用水印技術的魯棒性保護標準碼信息不被隨意竄改。從而避免了采取顯式直接添加 標準碼的方法而導致原有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要從硬件到系統(tǒng)大規(guī)模升級。
[0012] 本發(fā)明針對水印嵌入方式，采取基于離散余弦變換（Discrete Cosine Transform, DCT)的數(shù)字水印嵌入技術。DCT屬于正交變換圖像編碼方法中的一種，被認為 是語音與圖像信號變換的準最佳變換。
[0013] 本發(fā)明針對水印信息的預處理，采取數(shù)字信號調(diào)制技術：正交振幅調(diào)制 (Quadrature Amplitude Modulation，QAM)和正交頻分復用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)，將由0, 1組成的標準碼數(shù)據(jù)串通過QAM映射后，再經(jīng)OFDM 調(diào)制技術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準碼信息量， 也在實現(xiàn)完整嵌入標準碼信息目的的前提下，同時大幅降低嵌入信息對原二維碼標識產(chǎn)生 的影響。
[0014] 本發(fā)明中，利用數(shù)字信號調(diào)制技術對物聯(lián)網(wǎng)異構標識中的標準碼進行預處理，進 而嵌入水印并生成異構碼，達到了以下三點主要的有益效果：
[0015] 1.相對于傳統(tǒng)的二值標準碼直接嵌入，本發(fā)明的技術大幅提高了可嵌入標準碼的 容量，從而對標準碼的擴容和利用糾錯技術提高標準碼水印嵌入的魯棒性提供了良好的基 礎；
[0016] 2.相對于傳統(tǒng)圖像處理中的水印處理，通過本發(fā)明技術處理過的水印信息，在保 證可大量嵌入水印信息的同時大幅度提高水印的隱蔽性；
[0017] 3.相對于傳統(tǒng)DCT水印嵌入技術，本發(fā)明選擇將通過本發(fā)明技術特殊處理過的水 印信息直接嵌入到宿主信號的低頻分量上，在保證嵌入水印對原標識不造成任何讀取影響 的同時降低了算法的復雜度。
【附圖說明】
[0018] 圖1.異構碼生成流程框圖。
[0019] 圖2.異構碼讀取流程框圖。
[0020] 圖3.異構標識生成步驟圖。
【具體實施方式】
[0021] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面通過具體實施例和 附圖，對本發(fā)明做進一步說明。
[0022] 如圖1所示，基于數(shù)字水印技術的物聯(lián)網(wǎng)異構碼的生成可分為兩部分：原始標識 碼的生成和文本水印的生成。原始標識碼由數(shù)據(jù)信息和糾錯信息共同生成，這里我們以QR 碼為水印的宿主圖像。文本水印由經(jīng)過預處理的標準碼產(chǎn)生，此處預處理特指基于上述數(shù) 字信號調(diào)制的過程，將在后文中做具體介紹。
[0023] 如圖2所示，新平臺對異構碼的讀取與現(xiàn)有平臺讀取QR碼的程序稍有區(qū)別，除了 保持對現(xiàn)有平臺對QR碼讀取的兼容功能外，另增加了水印提取和標準碼解碼環(huán)節(jié)。
[0024] 如圖3所示，為本發(fā)明的異構標識生成步驟圖。本發(fā)明提供了一種基于數(shù)字信號 調(diào)制技術對標準