[发明专利]一种基于QR码的多图像加密容量提升方法

权利要求书

1.一种基于QR码的多图像加密容量提升方法，其特征在于：包括多图像转化为QR码及加密解密过程、解密后的QR码处理过程和处理后QR码的数据读取过程三个步骤；其中解密后的QR码处理过程是最关键的步骤，其流程是首先求出解密后具有串扰噪声的QR码每一黑或白模块的灰度平均值，用这个平均灰度值作为整个模块的灰度值；然后求出QR码的最佳分割阈值，并对QR码进行二值化处理；最后对QR码发生错误的功能区图案进行替换；经过三个步骤后，可以提高解密出QR码的可识别性，从而增加多图像加密的图片数量。

2.根据权利要求1所述的一种基于QR码的多图像加密容量提升方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1多图像转化为QR码及加密解密过程：

步骤1.1选取多幅灰度图像，将它们转换成相应的QR码图像：

对于一张灰度图像，无论为BMP、JPEG或其它格式，都可以转换成十进制数字或字符等数据形式，然后用QR码生成软件，将这些数据生成QR码图像；

步骤1.2将生成的多张QR码通过光学加密系统进行加密和解密运算：

对于多张QR码图像f₁(x,y)、f₂(x,y)、f₃(x,y)...f_n(x,y)分别用光学加密系统进行加密，加密后的结果为S₁、S₂、S₃...S_n，然后将这些结果叠加在一起，得到最终的加密数据E：

E＝S₁+S₂+S₃+...+S_n (1)

解密的时候，当得到其中任意一幅QR码f_n(x,y)，必然会受到来自其它QR码串扰噪声Nf₁,f₂,f₃...f_n-1的影响，解密结果可用数学式子简单表示为：

f_n′(x,y)＝f_n(x,y)+Nf₁,f₂,f₃...f_n-1 (2)

也就是说，此时的解密结果是带有串扰噪声的QR码图像；

步骤2解密后的QR码处理过程：

步骤2.1根据QR码的结构，计算出QR码中每一个黑或白模块的灰度平均值，用这个平均值来代替整个模块的灰度值，此时的QR码中各个模块值都不相同；

步骤2.2按照下列步骤确定QR码的最佳分割阈值，并进行二值化处理：

步骤2.2.1设置阈值t，将步骤2.1中的QR码分为前景和背景两部分，前景点占图像比例为w₀，灰度平均值为u₀，背景点占图像比例为w₁，灰度平均值为u₁；

步骤2.2.2计算整个图像的均值：u＝w₀*u₀+w₁*u₁，建立目标函数g(t)＝w₀*(u₀-u)²+w₁*(u₁-u)²，g(t)为当分割阈值为t时的类间方差表达式；

步骤2.2.3令t值从0到255变化，计算不同t值下的类间方差g(t)，使得g(t)最大时的那个值就是所求的最佳分割阈值；

步骤2.2.4用最佳分割阈值对步骤2.1中的QR码进行二值化处理，此时的QR码只有0和255两个灰度；

步骤2.3功能区图案替换：

经过步骤2.2处理的QR码功能区图案可能被破坏，这会直接导致QR码图像无法识读；由于相同版本QR码的功能区图案是相同的，所以可以根据已知版本号直接替换上正确的功能区图案,以避免因为功能区图案破坏而不能正确识读QR码的情况；

步骤3处理后QR码的数据读取过程：

经过步骤2处理的QR码，使用普通的扫码软件读取相应数据，并将读出的十进制数字或字符重新转换为灰度图像。