學位論文
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Item 以資訊植入及深度學習提升圖像化二維條碼實體輸出的辨識能力之研究(2021) 何怡慧; Ho, Yi-HueiQR code 是目前最普遍被採用的二維條碼，由於其為黑白模塊所組成，影響視 覺美觀，且在列印輸出時，因尺寸大小、網點擴張等印刷條件因素，導致條碼資訊 容易失真，影響解碼辨識。為了能夠將印刷輸出之小尺寸美化 QR code 保持視覺美 觀並且穩定解碼，因此本文提出了一套系統性的圖像化 QR code 資訊植入技術，列 印後掃描將辨識結果進行錯誤分析，了解 QR code 之黑點與白點資訊點模組的錯誤 特性並加以改善，最後以深度學習辨識來進行錯誤分析。實驗結果顯示，本研究所 發展的方法能相容於現行的列印輸出設備，在調整白色資訊點的植入訊息強度後， 可有效抑制因網點擴張所造成的「偽黑」 辨識錯誤的情形。且輸出的小尺寸圖像化 QR 仍有較佳視覺品質，降低錯誤發生率，並藉由深度學習辨識提升辨識能力，有 效增進美化 QR 的成功讀取率。對於彩色影像在指定輸出裝置的條件下，可得到最 佳化的 QR code 植入訊息方法及讀取能力，未來能夠運用於商業加值應用上，並彰 顯實體輸出條件對於圖像化 QR code 整合應用的重要性。Item 結合圖像化二維條碼與微結構藏密之自我驗證研究(2019) 何仁竣; HO, Jen-Chun科技發展改變了人們的生活習慣，透過網路應用讓線上與線下的整合發展日趨重要，二維條碼QR Code (Quick Response Code)，正可作為簡單且快速構連兩者間的媒介。條碼發展從線性（一維）到矩陣（二維），可儲存資料量與編碼內容隨之增加，搭配上智能行動裝置普及化，在生活中各種應用領域愈來愈多元，因此有許多學者投入二維條碼圖像化之研究，將傳統黑白方格呈現方式，在不影響讀取性、破壞程度最低方式植入個人化圖像，以提升條碼的美觀效果。即便如此，無法於掃描前預先辨識條碼資料來源真偽仍是現行使用上之缺點，如企圖變造條碼將不當資訊隱藏其中，使用者掃描後即有被竊取個資或財產損失之風險。 許多國家鈔券逐漸從纖維棉質紙張轉而朝向具有更耐用及防偽功能表現更佳之聚合物（Polymer）塑膠材質做應用，本研究鑒於圖像化二維條碼無法辨識資料來源真偽之安全風險及未來塑膠鈔券發展趨勢，參考現行鈔券凹版印刷線紋水平及垂直所造成之潛像概念，運用邏輯演算將圖像化二維條碼網點以左斜斜向線網呈現，並同時嵌入右斜線網之加密圖案，另外搭配光柵解碼片，以塑膠底片為基材運用其可透光特性進行輸出，不需要另備輔助儀器，於同一版面上透過彎曲覆蓋方式即可達到自我驗證真偽之效果。 針對本研究效果評估，確認微結構藏密條碼之數位影像判讀功能未被破壞，另為模擬人眼視覺效果將底紋與光柵透過高斯模糊方式進行調制轉換函數Mvalue值比較，採用150、300及600網線數進行輸出，搭配1-5pixels的光柵線幅寬度，經測試值評估，150線時解密效果最佳，其次依序為300線及600線，但由於150線底紋無法有效防止複印，本研究分析300線為兼具自我驗證並防止複印的網線數，搭配5 pixels之光柵線幅寬度為自我驗證之最佳組合，此結果可供未來有價證券上設計應用作為參考依據。Item 以改進式半色調技術隱藏兩個二維條碼之研究(2019) 阮奕維; Jaun, Yi-Wei科技發展帶動了網路與現實世界巨大的變化，而二維條碼中的QR code (Quick Response Code)已成為了連結兩者間的重要渠道，扮演廣告行銷、交易支付和資訊認證等角色。傳統QR code只有黑白資訊點，無法從外觀上判別內容又容易被複製，因此為了資訊的保護與方便判讀性，如何加強二維條碼的安全性與美觀性也被全世界研究者所重視。因此本研究希望可以製作出改進過去半色調技術的雙重加密二維條碼，並增加其美觀性及進行辨識分析。為此，本研究將使用半色調資訊隱藏技術於二維條碼中，藏入第二個QR code，將外顯第六版41x41個模組(modules)的圖像化二維條碼，另內藏一個第四版有33x33個模組的二維條碼。內藏第四版的二維條碼的codeword資料藏在圖像化二維條碼周圍的字碼(codeword)中，較不會影響到二維條碼的中央重點區域，更加提升其圖像品質。圖像化二維條碼中的每個模組(module)分割成 3x3 次模組(sub-module)，先將外顯的41x41二維條碼資訊藏於3x3次模組的中間位置，而隱藏的33x33二維條碼codeword資訊則使用鑰匙(key)所產生的隨機亂數(pseudo-random number)，藏在其他8個次模組的其中之一，而剩餘的七個次模組則是配合演算法來表現原始圖像的階調。為測試解碼效果，將圖像化二維條碼輸出成四個不同大小後，再掃描以進行資料判讀，內藏的二維條碼則是經過重組後還原成原始QR code。研究結果顯示，所推出之改進式的雙重加密二維條碼之影像品質較佳，影像辨識錯誤率則是發現二維條碼之尺寸越大錯誤率越低，越小則越高。以本研究生成的圖像化二維條碼除了雙重隱藏資訊效果佳外，還能達成防偽功能，且更為美觀，也可以應用在需要兩階調影像之各式圖像產品，以提高雙重加密二維條碼的附加價值。Item 以紅外線浮水印技術於圖像化二維條碼中隱藏訊息之研究(2018) 王育梅; Wang, Yu-Mei隨著科技發展愈趨進步，各種資訊傳播交流更為快速，但仍須有一媒介連結實體與虛擬的世界，而二維條碼因其可被快速解碼而廣為使用，其中最具代表性的二維條碼為QR Code (Quick Response Code)。可是目前市面上的QR Code僅供機器判讀，於人眼視覺觀看並不美觀，許多學者亦投入美化QR Code之相關研究。另外由於透過QR Code可連結至相關網站或作為交易支付之用途，若遭有心人士惡意盜用或竊取個人資料將會造成使用者的損失，可見QR Code的安全機制仍有強化之必要性，因此本研究將使用紅外線浮水印技術於圖像化二維條碼中藏入第二個QR Code，以提高圖像化二維條碼之安全性。本研究首先以資訊隱藏技術結合誤差擴散法，於圖像中藏入原始QR Code之資訊，形成圖像化QR Code。另外為了避免外顯圖像化QR Code在輸出過程中產生黑墨影響到紅外線浮水印，會將外顯圖像化QR Code之黑墨成分資訊分配至C (Cyan)、M (Magenta)、Y (Yellow)三色版中，而欲隱藏之第二個QR Code資訊則以紅外線浮水印技術置於CMYK模式中的K (Black)層，並加入了30到120等不同黑墨灰階值之浮水印，使其可在不影響外顯圖像化QR Code判讀情況下，以紅外光照射仍可取得浮水印資訊，最後將兩者結合後輸出即可形成一個具有防偽功能之圖像化二維條碼。若非法複印此圖像化QR Code，則複製品於紅外光照射下將無法顯現隱藏之QR Code。另外再以資料點辨識程式計算圖像化QR Code之辨識錯誤率。結果顯示，計算資料點的辨識錯誤率介於0.6%至12%之間。而隱藏的紅外線浮水印，當黑墨灰階值強度為50至120之間即可以手機直接判讀紅外線儀器偵測到之QR Code資訊，並可在不影響圖像化QR Code美觀度及解碼性的前提下，提升二維條碼的安全性。Item 以半色調技術隱藏兩個二維條碼及品牌保護應用之研究(2017) 管珮君; Kuan, Pei-Chun近年來網路與科技的蓬勃發展下，因為行動裝置的普及，使得二維條碼應用更為廣泛，串聯起網路與現實。最常見的二維條碼類型為QR Code (Quick Response Code)，而現今QR Code在公司扮演的行銷角色多為廣告訊息及交易支付等。因QR Code製作成本低廉，被許多企業做為宣傳媒介。但二維條碼外觀相似程度高且取得容易，因此為了保護個人資訊及財務安全，二維條碼的安全性也逐漸被重視。故希望製作可兼具外觀及安全性之二維條碼來增加品牌辨識度。為此本研究使用半色調資訊隱藏技術於圖像化二維條碼中藏入第二個QR Code，提高圖像化二維條碼之安全機制和外觀辨識度。本研究利用半色調資訊隱藏技術，將圖像化二維條碼第二個個二維條碼。圖像化二維條碼中的每個像素分成3x3區塊，外顯二維條碼資訊藏於3x3區塊模組之中央位置，欲隱藏第二個二維條碼之資訊使用鑰匙（key）產生偽隨機亂數（pseudrandom number），藏於其他8個區塊之某一區，剩餘7個區塊做為配合演算來表現圖像，以達到不易被破解之用。研究結果顯示，本研究發展隱藏兩個QR Code之圖像化二維條碼外觀可被人眼視覺接受，影像品質也在可接受範圍；實驗測試使用不同影像、大小、深淺之影像辨識錯誤率，結果顯示影像大小及深淺都會影響辨識率，其中影像濃度較淺比較有利於解碼；隱藏兩個QR Code之圖像化二維條碼可隱藏資訊效果佳外，還能以較低成本達成防偽功能且有益於品牌保護之功效。Item 以綠雜訊半色調資訊隱藏技術結合圖像化二維條碼之多重防偽設計(2017) 何笳綺; Ho, Jia-Chi隨著電腦與網路科技的快速發展，各類圖文、影像資訊的處理、傳播及儲存，在電腦網路的環境下變得更為便捷且有效率，但電腦的虛擬世界及人們所處的現實世界仍須互相連結，才能更有效的傳達訊息，而二維條碼則能成為今日虛擬世界與現實世界連結的重要媒介，其中最常用的二維條碼類型為QR code (Quick Response Code)，搭配網際網路後更成為廣告文宣、網路購物以及下載連結等的重要角色。由於條碼外顯圖案設計是供機器所判讀，視覺上並不美觀，尤其在結合商品或證件等產品使用時，可能因產品尺寸或設計版面受限而影響整體外觀，因此有許多學者著手進行QR code圖像美化研究，但礙於條碼本身結構的限制，其美化效果仍有許多的發展空間。另一方面QR code 亦用於產品之防偽認證或網頁連結等，但有些不肖業者卻透過偽造與利用機會詐騙或非法取得個人資料的方式危害使用者安全，因此，條碼本身的安全防衛機制亦須加強。有鑑於此，故本研究使用誤差擴散之半色調技術結合資訊隱藏技術，透過半色調技術在影像數位過網的過程中將QR code資訊藏入，製成圖像化二維條碼。另以綠雜訊半色調技術產生種子網點，計算點之間的距離後進行區域劃分，再將各區域與原灰階影像比對後，佈入大小與間距皆不同的隨機網點，形成綠雜訊浮水印底紋，其網點隨機分佈的特性，結合圖像化二維條碼後，較不易產生干擾問題，並以四種不同解析度(dpi)之綠雜訊浮水印底紋進行結果測試，使圖像化二維條碼兼具視覺美觀及防偽驗證之效果，先以手機或複印設備偵測浮水印後，再透過手機條碼掃瞄判讀條碼內容，實現多重防偽設計的概念。經研究結果顯示，圖像化二維條碼除資訊隱藏效果較佳外，能以低成本達到美觀兼具多重防偽之功能，並在任何解析度之綠雜訊浮水印底紋的環境下皆可成功判讀。 關鍵字：圖像化二維條碼、綠雜訊、半色調、QR code、數位浮水印Item 以階調修飾改善圖像化二維條碼之顯示效果(2017) 葉山華; Yeh, Shan-Hua隨著網路科技蓬勃發展與智慧型手機的普及，在日常生活中隨處可見各種媒體廣告雜誌及商品上由黑白方格所組成的QR code (Quick Response Code)，這種透過QR code來傳達資訊或連結網址的模式，逐漸成為虛擬網路與實體世界連結的重要媒介。ㄧ般QR code都是由黑白編碼組成，不甚美觀；有鑑於此，有許多學者相繼投入QR code與圖像整合研究，透過將圖像融於條碼來產生美觀並具有意義之QR code。現有的圖像化二維條碼，雖然可以明顯地辨別出當中的圖案，但是，仍然會有原加密二維條碼殘留的黑白點，影響視覺美感。本研究發展出調整灰階影像階調前處理程序，利用轉換函數(transfer function)修正影像亮部及暗部階調，設定一個截切臨界值C，當輸入影像灰階值低於C值或高於 255-C時，將動態範圍作裁減，為了能適當保留亮及暗部階調變化，以低頻通過濾波器將轉換函數做平滑處理，找出最佳灰階影像階調，再透過數位半色調技術之誤差擴散結合資訊隱藏演算法，在半色調進行過程中同時把二維條碼資訊藏入外顯影像，產生圖像化二維條碼。最後利用圖像化二維條碼的每一像素與其周圍的複數點的最近距離之分布圖及常態分配曲線圖之標準差σ值，來評估改變轉換函數影響QR code黑白點的遮掩效果，結果顯示二維條碼之有規律的黑白點，已被成功干擾，且所得遮掩效果較佳之圖像化二維條碼。Item 圖像化二維條碼與雷射鑽孔在個人化郵票上之加值應用(2018) 彭俊雄; Peng, Chun-Hsiung隨著資訊科技及物聯網的蓬勃發展，藉由行動載具連結實體與雲端已衍生各式加值應用，QR Code（Quick Response Code）為目前為較常用的種類，但現有黑白兩色呈現的QR Code於視覺並不美觀，故漸有圖像化二維條碼（Graphic QR Code）出現，亦能提升產品行銷效能。另進入物聯網時代，QR Code 有時會遭仿製，故需增強其防偽功能，目前雷射鑽孔技術亦已廣泛應用在各種材質上，可提升條碼與產品結合性以防止偽造;雷射鑽孔技術也曾應用於郵票，有獨特的視覺美感。故本研究將以雷射鑽孔方式結合圖像化二維條碼以提升個人化郵票之防偽功能。本研究採用數位半色調技術結合誤差擴散加密方法，將二維條碼的訊息藏於外顯圖案中，以雷射穿孔的方法製作個人化郵票加值產品，並比較圖像化二維條碼之原始影像與雷射鑽孔後成像之差異性及孔徑之穩定性，進而可供行動載具掃碼解讀內藏資訊，另結合具有生肖賀歲意涵與剪紙傳統文化之圖像，以數位科技及雷射穿孔，進行加值產品之設計。實驗結果顯示，經由雷射鑽孔後的圖像化二維條碼，可被行動載具掃碼解讀，獲得隱藏資訊，並將郵票功能擴展至雲端影音播放的加值應用，實現了圖像化二維條碼與雷射鑽孔在個人化郵票上整合之加值應用。