服装防伪技术研究

张 瑞 林

(浙江理工大学 软件工程研究所，杭州 310018)

服装防伪技术研究

张 瑞 林

(浙江理工大学 软件工程研究所，杭州 310018)

阐述假冒伪劣产品侵害现状和目前常用的防伪方法，即使使用最高的防伪技术仍然不能杜绝假冒产品以假乱真现象的发生。提出了一种带PDF417二维条形码的服装标签的服装防伪方案及实现方法，将服装的特征信息和商标经过混排加密后存储在条码中，并印刷在服装吊牌上，仿冒者因不知道条码中的数据结构，即使读出条码中的信息也不能识读出正确信息，实现防伪。消费者可以通过手机识读软件(可从商品官方网站上下载)拍照获得相关信息，比对识读出信息和标签上的信息，特别是商标，即可辨别真伪。

防伪技术；服装吊牌；PDF417条码；Freeman链码；图像压缩

据悉[1]：全世界假冒伪劣产品交易额已占世界贸易总额的5 %～7 %，每年高达1 500～1 800亿美元，是全球滋长速度最快的经济犯罪行为之一，是20世纪的工业“瘟疫”，成为仅次于贩毒的世界第二大公害。

据一项调查表明[1]：近几年来中国城市有近1/4的家庭消费者曾受到损害，涉及约5 000万城市消费者。其中受假冒伪劣产品侵害的占93.9 %，约4 700万人；受到劣质服务侵害14.8 %，约740万人；同时受到假冒伪劣产品和劣质服务伤害的消费者比例为8.8 %，约440万人。在受侵害的消费者中，98.5 %的人蒙受经济损失，经济损失约合人民币68亿元，每户平均损失447元，其中损失了3 000元以上的占1.8 %。有43.6 %的消费者受到不同程度的心理伤害和人身伤害，约2 180万人。假冒伪劣产品将成为阻碍社会进步和稳定的不安定因素。

现在假冒伪劣产品充斥市场，尽管防伪技术在不断更新，防伪公司也在不断增多，却始终制止不了这种现象，这也正是中国的商人们最困惑的一件事。当消费者拿到产品时，这产品会不会是假货？这个问题经常遇到，却一直也没有彻底解决，这种现象主要原因有两个：传统的印刷防伪方式、防伪公司产品市场的混乱。

1 传统的防伪技术

目前防伪的技术[1]基本上分两类：

1.1 利用印刷技术的防伪

传统的防伪就是依靠各种印刷技术，如激光(图1)、水印，特种油墨(图2)等。这种靠“印刷”技术的防伪技术，消费者认知难度大、难辨真伪，防伪成本也比较高。同时传统的防伪技术容易扩散，甚至假货印得比真货还要“精美”。采用再高的印刷技术制作防伪标识，一方面仿冒者也是容易仿制的，另一方面消费者没有比较也难辨认。生产厂家为了防伪还不得不频繁地升级换代防伪标识，即使是铁杆消费者也搞不清哪个标志是真的，并使产品成本逐年提高，影响利润。

图1 激光防伪标志Fig.1 Laser anti-counterfeit mark

图2 特种(热敏感)油墨印刷Fig.2 Special (heat sensitive) ink printing

1.2 查询类的防伪码标签防伪

防伪码防伪技术与印刷防伪技术相比有先进性，主要体现在这种防伪码使用了国际先进加密算法，确保编码唯一性、无规律性。将具有唯一性、一次性、无规律性的密码(防伪码)密封起来贴在商品明显的位置，消费者购买商品以后可以刮开密码密封涂层，把里面的防伪码通过固定电话、移动电话、手机短信、防伪网站进行查询，查询系统采用先进的大型数据库服务器，反应快速，通过这种方式消费者可以很明确地知道购买的商品是不是真品，消费者易于认知。

查询类防伪标签主要特征就是应用800、400电话查询：当时还是比较先进的，但是，按电话提示音逐步查询，步骤繁多，操作繁琐，拨通电话，输入密码，校对密码的过程一步出错，就要从头开始再进行一次。短信查询：中文短信息收发、阅读、无阻塞，无占线，无限制，查询信息不只包括真假信息，同时提供查询者与商品厂商相关的其他数据信息、产品流向、假冒商品预警、商品促销活动等信息。网站查询：提供了更丰富的商品相关信息。

目前，800、400电话的申请“门槛”很低，网址注册、网站建设非常便宜，仿冒造假者也可以申请到假冒800、400查询电话和假冒网站，设置防伪陷阱。

所以目前的印刷技术的防伪和防伪码防伪的作用已有限，迫切需要新型的、低成本的防伪技术。

2 基于二维条码的服装防伪技术研究

基于二维条码的服装防伪原理(图3)：将服装相关的文字信息及商标图像信息混排加密后编码制成二维条码，同时印刷在服装吊牌标签上。仿冒者因不知道条码中的数据结构，且加密数据不易破解，即使读出条码中的信息也不能识读出正确信息，更不能伪造有效的二维条码，从而实现产品防伪。验证时用二维条码枪或手机拍照读取条码信息，解码后得到密文，再解密后得到服装相关的信息，分离文字信息与图像信息后显示文字信息，重构商标图像。消费者通过手机识读软件(可从商品官方网站上下载)拍照获得相关信息，比对识读出信息和标签上的信息，特别是商标，即可辨别产品真伪。验证时不需打电话、也不用上网。

制作二维条码的成本非常低廉，打印及标签纸成本只需几分钱。

图3 基于二维条码的服装防伪原理Fig.3 Clothing anti-counterfeiting principle based on twodimensional bar codes

由于服装标签以长条形为主，因此采用行排式二维条形码比较容易排版。PDF417条形码[2]是行排式二维条形码的代表，既是国家标准也是国际标准。PDF417条形码具有以下优点：信息容量大，符号尺寸可变，译码可靠性高，纠错能力强，容易制作且成本低，保密、防伪性能好，码制公开[3]。

由于PDF417二维条形码二进制模式最多只能存储约1.1 K字节，去掉文字部分只有0.6～0.7 K字节空间可存储商标图案，故必须研究有效的大比例压缩图像算法，商标图像压缩后不应超过0.6 K字节[4]。

2.1 商标图像大比例压缩算法

针对商标图像以色块图为主、颜色数少的特点，可以采用图像轮廓特征提取法进行图像压缩。只存储商标图像轮廓、背景色和每个子轮廓及所包围区域的颜色。

2.1.1 边缘检测

由于商标图像边缘清晰，所以用普通的边缘检测方法就可以胜任，本研究选用Canny边缘检测法[5]。

得到图像的轮廓后，要将检测出的图像轮廓以闭合区域为单位进行保存。所以要采用轮廓跟踪算法顺序找出每个闭合边界上的所有点，然后求取特征点，并检测区域颜色。

2.1.2 区域、子区域保存

保存区域(或子区域)，只保存区域边缘及区域颜色。这样商标图像压缩算法就变成了图像轮廓边缘的压缩算法。轮廓边缘的压缩算法有多种，本文介绍2种算法。

2.1.2.1 特征点保存法

在商标图像压缩的过程中，最关键的一步就是特征点的提取。特征点提取的精确与否，将直接关系到图像压缩的质量。只有对商标图像每个子轮廓进行合理的分段，才能更好地确保恢复的图像更接近原图像。

求轮廓边缘的特征点，判断是角点(或称顶点)、直线连接点还是曲线连接点，对曲线连接点还原时用曲线拟合进行重构，以实现高的压缩率。具体处理流程如图4所示。

图4 商标图像压缩流程Fig.4 Compression process of trademark image

对曲线部分在保存前先计算拟合曲线与轮廓曲线的误差，再用拟合曲线反求较少的特征点，当误差小于指定值时，可用较少的特征点代替原特征点，进一步提高压缩率。具体流程如图5所示。

图5 特征点保存法图像轮廓压缩流程Fig.5 Compression process of feature point preservation method for image contour

2.1.2.2 Freeman链码保存法

链码是图像处理及模式识别中一种常用的表示线条、平面曲线及区域边界的编码技术。很多实际应用都使用了链码表示方式，Freeman链码技术之所以被广泛应用是因为它能以较少的数据来储存较多的信息[6]。图6是表示一个形状的八方向Freeman链码。

标准的Freeman链码压缩率仍不能满足PDF417二维条码的容量需求，还需进一步压缩。思路是将方向数字用3位二进制表示，连续编码，每八位用一字节保存，最后一字节不足部分添二进制“0”，这样处理可满足要求。

图6 表示一个形状的Freeman链码Fig.6 The Freeman chain code represented a shape

2.1.3 商标图像特征信息压缩

为了进一步提高商标图像的压缩率，将商标图像信息采用编码压缩算法对特征信息进一步压缩，即统计出各个字节连续出现的次数，对于连续多次出现的字节，用该字节和其出现的次数来代替与该字节相邻且相同的所有序列。

2.2 带二维条码的服装标签效果

2.2.1 数据的存储结构

考虑生成条码的数据是由图文混排组成，故采用字节压缩模式(二进制数据格式)生成二维条形码。整个系统分为生成条形码和识读条形码两大模块。在生成条形码前先要进行数据处理，需要对商标图片进行处理：提取图像中的轮廓和颜色信息；然后与商标文字信息一同输出生成二维条形码。以Freeman链码表示图像轮廓时的数据格式如图7所示。

图7 以Freeman链码表示图像轮廓时的数据结构Fig.7 Data structure represented image contour with Freeman chain code

2.2.2 制成的服装标签效果

图8a是按本研究的方法制作的带二维条形码的服装标签样张，图8b识别软件还原的商标图像与文字信息。

图8 二维条码的服装标签效果Fig.8 Label effect of two dimensional bar code

3 结 语

二维条码是一种新型的信息存储采集技术，可存储文本、数字、照片、声音等多种信息，有效地解决了证书的机读与防伪问题，具有广泛的应用前景。

二维条码技术在防伪方面有着独特的优点，制作成本低、仿制困难、离线检测(即检测时不需上网，不需打电话)，特别是带拍照功能手机的日益普及，用户只需从相应公司官方网站上下载条码检测软件，通过手机摄像头拍摄条码，就可以还原条码中存储的文字及商标信息，通过与印刷在标签上的信息比对，用户就可以辨别真伪。这大大降低了制作成本，消费者也容易认知，方便使用。

[1] 魏永青.假冒产品将成历史[EB/OL].[2011-08-10].http://www.fangweima.com/newcom/437/.

[2] GB/T 17172—1997, 四一七条码[S].

[3] XUE L Q, CHAO Y H, LIU L S, et al. Information hiding algorithm for PDF417 barcode[C].ICNC 2009: 578-581.

[4] JOHNSTON R B, YAP A K C. Two dimensional bar code as a medium for electronic data interchange[J].International Journal of Electronic Commerce, 1998, 3(1):86-100.

[5] 王娜，李霞.一种新的改进Canny边缘检测算法[J].深圳大学学报，2005，4(2)：149-152.

[6] 刘勇奎.Freeman链码压缩算法的研究[J].计算机学报,2001，24(12)：1295-1298.

Research on anti-counterfeiting technology for clothing

ZHANG Rui-lin
(Institute of Software Engineering, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

This paper described the status quo against fake and shoddy products as well as the most commonly used anti-counterfeiting method. Even with the highest anti-counterfeiting technology, the phenomenon of counterfeit products as real causes still cannot be eliminated. It also proposed two-dimensional PDF417 bar codes with the clothing label and trademarks, brand names, performance standards, size, model, sales outlets and other information, which are made with two-dimensional bar code labels. Because the characteristics of the clothing and trademark information stored in the encrypted shuffle through barcode and printed on the clothing label and the counterfeiters do not know the bar code data structure. Even the bar code information can be read out, it still can not identify the correct information to achieve security. Consumers can obtain the relevant information through the mobile phone software (which can be downloaded from the official website of goods),and compare the reading information as well as the information on the label, especially the mark, which can verify the authenticity.

Anti-counterfeiting technology; Clothing label; PDF417 bar code; Freeman chain code; Image compression

TS941.1；F768.1

A

1001-7003(2011)11-0026-03

2011-08-24

张瑞林(1961－ )，男，教授，主要从事计算机应用技术、织物仿真模拟技术、信息化管理系统、条形码与自动识别技术等研究。