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QR码是由黑白模块组合的矩阵二维码,随着QR码的应用越来越广泛,QR码的美化需求和安全问题受到研究者的关注。本文将主要围绕QR码美化,以及基于美化QR码的防篡改这两个方面进行研究,形成一整套完整的QR码美化和安全的解决方案。为了提高QR码的美观性、可读性、安全性,主要包括以下研究内容和创新点:(1)研究美化QR码的算法,提高QR码的美观性。将QR码与图像结合,使QR码不仅具有传递文本信息的功能,还能携带额外的产品信息,可提高美化QR码的应用价值。如何寻找美观性和可读性的平衡,是美化QR码的关键所在。本文提出一种基于RS(Reed-Solomon)纠错编码机制的美化QR码设计方法。该算法结合QR码编码流程,构造码字分布图;利用显著性检测技术,找到背景图片中的显著性区域;通过纠错码原理确定可替换区域面积,并选择最佳可替换区域;按照制定分层融合规则进行图像处理。本文提出的方法,使美化QR码突出背景图的重要区域。与现有文献相比,视觉效果较好,同时通过大量实验验证美化QR码保持一定程度的可读性。此外,还将美化QR码应用在红木家具激光雕刻测试中。(2)针对美化QR码,提出基于水印的防篡改方法,提高其安全性。QR码由于公开的编解码规则易被篡改,已有文献大多是基于二值图或灰度图的数字水印算法,少有对美化QR码的数字水印研究。本文结合了美化QR码与数字水印技术,针对美化QR码被修改黑白模块或背景图的篡改场景,设计防篡改算法。基于美化QR码的统计码字模块数,并提取QR码文本内容的hash值,利用这两个信息构造水印序列,并进行静态哈夫曼压缩水印,采用DCT关系比较法嵌入水印。通过实验验证,本文提出的算法能抵抗一定程度的JPEG压缩、旋转攻击,并判断QR码的篡改情况。该方法提高了美化QR码的防伪能力,能快速实时的检测被篡改的QR码。