專(zhuān)利名稱(chēng)：基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水印防偽技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種數(shù)字水印防偽方法，尤其涉及一種基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法；同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在當(dāng)今這個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代，大量的數(shù)字媒體信息被產(chǎn)生，如何對(duì)這些產(chǎn)生的信息進(jìn)行有效安全的保護(hù)引起了人民的極大興趣和關(guān)注。近幾年來(lái)，數(shù)字水印防偽技術(shù)被廣泛用于保護(hù)這些信息的安全，并在知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、保密通信與內(nèi)容鑒別等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，在國(guó)內(nèi)每年有超過(guò)300億的市場(chǎng)，它也是國(guó)際信息安全界興起的一個(gè)前沿研究課題。數(shù)字水印是通過(guò)一定的算法將具有特定意義的標(biāo)記，利用數(shù)字嵌入的方法隱藏在圖像、聲音、文檔、圖書(shū)、視頻等數(shù)字媒體產(chǎn)品中，能夠無(wú)縫地隱藏額外的信息，并且這些信息能夠在通過(guò)傳輸、壓縮后仍然能提取出來(lái)，以防止別人的抄襲和鑒別真?zhèn)?，保證權(quán)益擁有者對(duì)其作品的所有權(quán)，數(shù)字水印必將成為產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)和真?zhèn)握J(rèn)證的核心技術(shù)措施之一，并發(fā)揮不可替代的作用。另外，相對(duì)于其他諸多的防偽技術(shù)(例如防偽油墨)，數(shù)字水印有效地克服了技術(shù)含量不高，升級(jí)慢、隨機(jī)性差的弊端，徹底更新了印刷防偽的傳統(tǒng)觀念。

數(shù)字水印防偽技術(shù)具有以下特點(diǎn):位置隨機(jī)性、視覺(jué)不可見(jiàn)性、較強(qiáng)的魯棒性、計(jì)算有效性以及自相似性。這些特點(diǎn)滿(mǎn)足防偽應(yīng)用的要求，保證防偽性能可靠、既是惟一的又難以被同行專(zhuān)家仿制。在數(shù)字印刷過(guò)程中，數(shù)字圖像必須經(jīng)過(guò)半色調(diào)處理后才能成為印刷圖像，該印刷圖像的數(shù)字水印技術(shù)稱(chēng)為半色調(diào)水印技術(shù)。半色調(diào)數(shù)字水印系統(tǒng)由嵌入和提取兩部分構(gòu)成，如圖1所示。圖1給出了利用不同網(wǎng)點(diǎn)形狀進(jìn)行微結(jié)構(gòu)加網(wǎng)所得的灰度變換圖。圖3給出了現(xiàn)有的基于半色調(diào)技術(shù)的數(shù)字水印技術(shù)流程圖。首先將數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換成半色調(diào)藝術(shù)加網(wǎng)圖像，然后基于某些方法制作水印，將這些信息隱藏在半色調(diào)圖像中，最終獲得水印圖像。然后利用前面步驟中的一些信息，如保存在解碼矩陣中的隱藏信息位置，根據(jù)這些解碼信息提取水印圖像，從而得到防偽的目的。近年來(lái)，大量半色調(diào)數(shù)字水印防偽方法被提出，這些半色調(diào)水印方法主要可以分為變換域水印和空間域水印，空間域水印主要基于小波變換等技術(shù)；另一種方法直接在原信號(hào)基礎(chǔ)上疊加水印信號(hào)，如基于像素翻轉(zhuǎn)的方法，先隨機(jī)選擇候選像素，將這些像素的值由O變?yōu)?55，由255變?yōu)?，但是這種方法容易導(dǎo)致椒鹽噪聲。為了減輕這種影響，一種基于誤差擴(kuò)散的數(shù)據(jù)隱藏方法被提出，這種算法通過(guò)誤差擴(kuò)散來(lái)減輕相鄰像素翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的誤差，提高了視覺(jué)效果。但是這種方法會(huì)改變圖像的局部平均灰度值，在此方法的基礎(chǔ)上改進(jìn)方法使誤差不僅向后面的像素點(diǎn)傳遞，還向前面像素點(diǎn)傳遞，從而保持局部平均灰度值不受影響。以上的這些方法都是通過(guò)掃描圖像并使用相應(yīng)的技術(shù)提取水印信息，另一種是把水印信息(水印圖像)隱藏在多幅圖像并疊加這些圖像，這類(lèi)方法比單張圖更容易獲得較好的視覺(jué)效果。針對(duì)不同區(qū)域的像素點(diǎn)進(jìn)行不同的半色調(diào)處理，從而得到不同的半色調(diào)圖像，這些圖像中嵌入了一些二值圖像。當(dāng)要提取水印圖像時(shí)，直接將兩幅圖像疊加。但是該方法會(huì)影響圖像質(zhì)量和受閾值參數(shù)，為了平衡這種不利影響，提出了一種低計(jì)算量的噪聲平衡誤差擴(kuò)散算法。然而以上的這些方法受制于以下這些限制:(I)只能適用于二值水印圖像，不能適用于灰度和彩色的水印圖像；(2)水印圖像不包含詳細(xì)的特征信息；(3)包含殘留的模式導(dǎo)致圖像失真。為了克服以上的一些限制，一種微結(jié)構(gòu)藝術(shù)加網(wǎng)的方法被提出。該方法不僅在加網(wǎng)基本理論方面也有很多成果，而且在應(yīng)用領(lǐng)域做的相當(dāng)出色。比如瑞士的EPFL實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了許多關(guān)于微結(jié)構(gòu)藝術(shù)加網(wǎng)算法的模型，成為開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)。在國(guó)內(nèi)，雖然各類(lèi)傳統(tǒng)的印刷圖像網(wǎng)點(diǎn)加網(wǎng)技術(shù)研究較多，但在微結(jié)構(gòu)藝術(shù)加網(wǎng)方式的研究卻幾乎沒(méi)有；而且，在傳統(tǒng)印刷行業(yè)尤其是數(shù)字印刷領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用也幾乎很少見(jiàn)到。因此，微結(jié)構(gòu)藝術(shù)加網(wǎng)研究與應(yīng)用有廣泛的前景。本發(fā)明提出了基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽技術(shù)，主要基于以下幾個(gè)原因:(1)現(xiàn)有的方法加網(wǎng)圖案非常簡(jiǎn)單，在美觀性和防偽性上有很大的不足。藝術(shù)加網(wǎng)技術(shù)能夠使用具有代表性的圖案和裝飾效果，可以增強(qiáng)防偽效果，使造假者很難復(fù)制，同時(shí)也具有美觀效果；(2)現(xiàn)有的一些基于半加網(wǎng)技術(shù)的數(shù)字水印防偽技術(shù)通過(guò)閾值矩陣的方法，只能嵌入那些比較簡(jiǎn)單的水印圖像，而不能針對(duì)復(fù)雜的水印圖像進(jìn)行處理，本發(fā)明的一個(gè)目的即是為了解決了這一問(wèn)題；(3)藝術(shù)加網(wǎng)可以靈活的設(shè)計(jì)一些網(wǎng)點(diǎn)，通過(guò)控制網(wǎng)點(diǎn)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型控制網(wǎng)點(diǎn)的形狀，從而使得水印圖像更好地嵌入到半色調(diào)加網(wǎng)圖像中，從而達(dá)到更好的防偽效果；(4)使用藝術(shù)加網(wǎng)技術(shù)及其變換可以使水印圖像也具有防偽效果，如正弦變換得到的半色調(diào)效果圖。為了獲得最佳的圖像效果，圖像的特點(diǎn)不同，嵌入的水印信息應(yīng)該根據(jù)圖像的分辨力選擇，如半色調(diào)過(guò)程中需要具有代表性的圖案和裝飾效果，從而達(dá)到水印信息的防偽目的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法，可實(shí)現(xiàn)雙重防偽，增加仿制的技術(shù)難度。此外，本發(fā)明還提供一種基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)雙重防偽，增加仿制的技術(shù)難度。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法，所述方法包括如下步驟:步驟S1:使用藝術(shù)加網(wǎng)方法將原圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)圖像，使用設(shè)定的變換函數(shù)將水印圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)水印圖像；步驟S2:將所述半色調(diào)水印圖像嵌入到所述半色調(diào)圖像中，并將嵌入位置存儲(chǔ)于一解碼矩陣中；步驟S3:提取水印時(shí)，根據(jù)所述解碼矩陣提取對(duì)應(yīng)位置的半色調(diào)水印圖像，并針對(duì)提取的半色調(diào)水印圖像使用步驟Si中使用的變換函數(shù)的逆變換得到原始的水印圖像。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟SI中，制作半色調(diào)水印圖像時(shí)，利用藝術(shù)加網(wǎng)和正弦變換函數(shù)對(duì)水印圖像進(jìn)行變形，得到半色調(diào)水印圖像Y。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟S3中，提取水印的過(guò)程中，從嵌入半色調(diào)水印圖像的位置提取像素點(diǎn)，將解碼矩陣對(duì)應(yīng)的位置的像素點(diǎn)提取出來(lái)并合并成半色調(diào)水印圖像，然后使用正弦函數(shù)的逆變換得到最終的水印圖像。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟SI中，制作半色調(diào)圖像時(shí)，針對(duì)原圖像X，選擇網(wǎng)點(diǎn)形狀描述算法，用矢量曲線描述網(wǎng)點(diǎn)外形的輪廓；并利用控制矢量曲線的關(guān)鍵點(diǎn)有效地調(diào)整網(wǎng)點(diǎn)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，靈活控制網(wǎng)點(diǎn)形狀；根據(jù)不同的印刷輸出方式確定加網(wǎng)線數(shù)或/和網(wǎng)點(diǎn)大小，并用自定義的網(wǎng)點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行加網(wǎng)，最終得到藝術(shù)加網(wǎng)后的半色調(diào)圖像b。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟S2中，對(duì)得到的半色調(diào)圖像b嵌入經(jīng)過(guò)正弦函數(shù)藝術(shù)加網(wǎng)得到的半色調(diào)水印圖像；在嵌入的過(guò)程中，將半色調(diào)圖像b分割成大小為k*k的子塊，每個(gè)子塊中基于密鑰隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)位置像素點(diǎn)來(lái)嵌入半色調(diào)水印圖像，最終將半色調(diào)水印圖像嵌入到半色調(diào)圖像b的多個(gè)位置；并將這些位置保存到解碼矩陣中；其中，k為設(shè)定的參數(shù)，用于控制子塊的大小，最終使得水印圖像均勻嵌入原始圖像中。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，Y的大小與子塊中灰度級(jí)別的大小相對(duì)應(yīng)；當(dāng)Ym, η為O時(shí)，選擇子塊中灰度級(jí)別為最小的像素位置并嵌入半色調(diào)水印圖像；反之，Ym，n為最大值時(shí)，則將嵌入半色調(diào)水印圖像到灰度級(jí)別為最大的像素位置，m，η為圖像的象素點(diǎn)位置。一種基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:半色調(diào)圖像生成模塊，用以使用藝術(shù)加網(wǎng)方法將原圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)圖像；半色調(diào)水印圖像生成模塊，用以使用設(shè)定的變換函數(shù)將水印圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)水印圖像；水印嵌入模塊，用以將所述半色調(diào)水印圖像嵌入到所述半色調(diào)圖像中，并將嵌入位置存儲(chǔ)于一解碼矩陣中；水印提取模塊 ，用以根據(jù)所述解碼矩陣提取對(duì)應(yīng)位置的半色調(diào)水印圖像，并針對(duì)提取的半色調(diào)水印圖像使用所述半色調(diào)水印圖像生成模塊中使用的變換函數(shù)的逆變換得到原始的水印圖像。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述半色調(diào)水印圖像生成模塊利用藝術(shù)加網(wǎng)和正弦變換函數(shù)對(duì)水印圖像S進(jìn)行變形，得到半色調(diào)水印圖像Y。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述水印提取模塊在提取水印的過(guò)程中，從嵌入半色調(diào)水印圖像的位置提取像素點(diǎn)，將解碼矩陣對(duì)應(yīng)的位置的像素點(diǎn)提取出來(lái)并合并成半色調(diào)水印圖像，然后使用正弦函數(shù)的逆變換得到最終的水印圖像。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述半色調(diào)圖像生成模塊針對(duì)原圖像X，選擇網(wǎng)點(diǎn)形狀描述算法，用矢量曲線描述網(wǎng)點(diǎn)外形的輪廓；并利用控制矢量曲線的關(guān)鍵點(diǎn)有效地調(diào)整網(wǎng)點(diǎn)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，靈活控制網(wǎng)點(diǎn)形狀；根據(jù)不同的印刷輸出方式確定加網(wǎng)線數(shù)或/和網(wǎng)點(diǎn)大小，并用自定義的網(wǎng)點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行加網(wǎng)，最終得到藝術(shù)加網(wǎng)后的半色調(diào)圖像b作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述水印嵌入模塊對(duì)得到的半色調(diào)圖像b嵌入經(jīng)過(guò)正弦函數(shù)及藝術(shù)加網(wǎng)得到的半色調(diào)水印圖像；在嵌入的過(guò)程中，將半色調(diào)圖像b分割成大小為k*k的子塊，每個(gè)子塊中基于密鑰隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)位置像素點(diǎn)來(lái)嵌入半色調(diào)水印圖像，最終將半色調(diào)水印圖像Y嵌入到半色調(diào)圖像b的多個(gè)位置；并將這些位置保存到解碼矩陣中；其中，k為設(shè)定的參數(shù)，用于控制子塊的大小，最終使得水印圖像均勻嵌入原始圖像中。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提出的基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法及系統(tǒng)，不僅能夠使得圖像取得更好的顯示效果，同時(shí)也能夠達(dá)到一種防偽的效果；由于水印圖像經(jīng)過(guò)基于正弦函數(shù)的藝術(shù)加網(wǎng)技術(shù)也具有防偽效果，結(jié)合其密鑰信息，從而具有雙重的防偽效果，增加了仿制的技術(shù)難度。


圖1為利用不同網(wǎng)點(diǎn)形狀進(jìn)行藝術(shù)加網(wǎng)所得的灰度變換圖。圖2為利用周期正弦函數(shù)得到的加網(wǎng)效果圖。圖3為現(xiàn)有的半色調(diào)數(shù)字水印防偽流程圖。圖4為本發(fā)明基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法流程圖。圖5為本發(fā)明基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽系統(tǒng)的組成示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。實(shí)施例一請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明揭示了一種基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法，圖4給出了基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法的流程圖。首先將原始圖像和水印圖像分別使用圖1和圖2給出的藝術(shù)加網(wǎng)技術(shù)得到半色調(diào)圖像，然后再嵌入半色調(diào)水印圖像到加網(wǎng)后的原圖，最終得到雙重水印的目的，增加仿制的技術(shù)難度。具體地，本發(fā)明基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法包括如下步驟:步驟SI使用藝術(shù)加網(wǎng)方法將原圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)圖像，使用設(shè)定的變換函數(shù)將水印圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)水印圖像。其中，制作半色調(diào)水印圖像時(shí)，利用藝術(shù)加網(wǎng)和正弦變換函數(shù)對(duì)水印圖像S進(jìn)行變形，得到半色調(diào)水印圖像Y。當(dāng)然，采用的變換函數(shù)還可以為正弦變換函數(shù)之外的其他變化函數(shù)。如圖2所示，圖2給出了一個(gè)在X軸y軸上利用正弦函數(shù)對(duì)直角進(jìn)行加網(wǎng)，所得的不同周期正弦函數(shù)的加網(wǎng)效果圖；該方法可以用于對(duì)水印圖像進(jìn)行藝術(shù)加網(wǎng)。若要恢復(fù)原始水印圖，可以使用正弦函數(shù)逆變換進(jìn)行得到原始的水印圖像。其中，制作半色調(diào)圖像時(shí)，針對(duì)原圖像X，選擇網(wǎng)點(diǎn)形狀描述算法，用矢量曲線描述網(wǎng)點(diǎn)外形的輪廓；并利用控制矢量曲線的關(guān)鍵點(diǎn)有效地調(diào)整網(wǎng)點(diǎn)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，靈活控制網(wǎng)點(diǎn)形狀；根據(jù)不同的印刷輸出方式確定加網(wǎng)線數(shù)或/和網(wǎng)點(diǎn)大小，并用自定義的網(wǎng)點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行加網(wǎng)，最終得到藝術(shù)加網(wǎng)后的半色調(diào)圖像b。步驟S2將所述半色調(diào)水印圖像嵌入到所述半色調(diào)圖像中，并將嵌入位置存儲(chǔ)于
一解碼矩陣中。其中，對(duì)得到的半色調(diào)圖像b嵌入經(jīng)過(guò)正弦函數(shù)藝術(shù)加網(wǎng)得到的半色調(diào)水印圖像Y;在嵌入的過(guò)程中，將半色調(diào)圖像b分割成大小為k*k的子塊，每個(gè)子塊中基于密鑰隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)位置像素點(diǎn)來(lái)嵌入半色調(diào)水印圖像(當(dāng)然，也可以根據(jù)設(shè)定確定各位置像素點(diǎn))，最終將半色調(diào)水印圖像Y嵌入到半色調(diào)圖像b的多個(gè)位置；并將這些位置保存到解碼矩陣中；其中，k為設(shè)定的參數(shù)，用于控制子塊的大小，最終使得水印圖像均勻嵌入原始圖像中。水印圖像 的半色調(diào)圖像Y的大小與子塊中灰度級(jí)別的大小相對(duì)應(yīng)。如，當(dāng)Ym，η為O時(shí)，選擇子塊中灰度級(jí)別為最小的像素位置并嵌入半色調(diào)水印圖像；反之，Ym, η為最大值時(shí)，則將嵌入半色調(diào)水印圖像到灰度級(jí)別為最大的像素位置。其中，m，η為圖像的像素點(diǎn)位置。步驟S3提取水印時(shí)，根據(jù)所述解碼矩陣提取對(duì)應(yīng)位置的半色調(diào)水印圖像，并針對(duì)提取的半色調(diào)水印圖像使用步驟Si中使用的變換函數(shù)的逆變換得到原始的水印圖像。本實(shí)施例中，提取水印的過(guò)程中，從嵌入半色調(diào)水印圖像的位置提取像素點(diǎn)，將解碼矩陣對(duì)應(yīng)的位置的像素點(diǎn)提取出來(lái)并合并成半色調(diào)水印圖像，該合并生成的圖即為經(jīng)過(guò)圖2方法變換得到的半色調(diào)水印圖像；而后使用正弦函數(shù)的逆變換得到最終的水印圖像。實(shí)施例二請(qǐng)參閱圖5，本發(fā)明揭示一種基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:半色調(diào)圖像生成模塊1、半色調(diào)水印圖像生成模塊2、水印嵌入模塊3、水印提取模塊4。半色調(diào)圖像生成模塊I用以使用藝術(shù)加網(wǎng)方法將原圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)圖像。本實(shí)施例中，所述半色調(diào)圖像生成模塊針對(duì)原圖像X，選擇網(wǎng)點(diǎn)形狀描述算法，用矢量曲線描述網(wǎng)點(diǎn)外形的輪廓；并利用控制矢量曲線的關(guān)鍵點(diǎn)有效地調(diào)整網(wǎng)點(diǎn)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，靈活控制網(wǎng)點(diǎn)形狀；根據(jù)不同的印刷輸出方式確定加網(wǎng)線數(shù)或/和網(wǎng)點(diǎn)大小，并用自定義的網(wǎng)點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行加網(wǎng)，最終得到藝術(shù)加網(wǎng)后的半色調(diào)圖像b。半色調(diào)水印圖像生成模塊2用以使用設(shè)定的變換函數(shù)將水印圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)水印圖像。具體地，本實(shí)施例中，所述半色調(diào)水印圖像生成模塊利用藝術(shù)加網(wǎng)和正弦變換函數(shù)對(duì)水印圖像S進(jìn)行變形，得到半色調(diào)水印圖像Y。水印嵌入模塊3 用以將所述半色調(diào)水印圖像嵌入到所述半色調(diào)圖像中，并將嵌入位置存儲(chǔ)于一解碼矩陣中。本實(shí)施例中，所述水印嵌入模塊對(duì)得到的半色調(diào)圖像b嵌入經(jīng)過(guò)正弦函數(shù)及藝術(shù)加網(wǎng)得到的半色調(diào)水印圖像；在嵌入的過(guò)程中，將半色調(diào)圖像b分割成大小為k*k的子塊，每個(gè)子塊中基于密鑰隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)位置像素點(diǎn)來(lái)嵌入半色調(diào)水印圖像，最終將半色調(diào)水印圖像Y嵌入到半色調(diào)圖像b的多個(gè)位置；并將這些位置保存到解碼矩陣中；其中，k為設(shè)定的參數(shù)，用于控制子塊的大小，最終使得水印圖像均勻嵌入原始圖像中。水印提取模塊4用以根據(jù)所述解碼矩陣提取對(duì)應(yīng)位置的半色調(diào)水印圖像，并針對(duì)提取的半色調(diào)水印圖像使用所述半色調(diào)水印圖像生成模塊中使用的變換函數(shù)的逆變換得到原始的水印圖像。本實(shí)施例中，所述水印提取模塊在提取水印的過(guò)程中，從嵌入半色調(diào)水印圖像的位置提取像素點(diǎn)，將解碼矩陣對(duì)應(yīng)的位置的像素點(diǎn)提取出來(lái)并合并成半色調(diào)水印圖像，然后使用正弦函數(shù)的逆變換得到最終的水印圖像。綜上所述，本發(fā)明提出的基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法及系統(tǒng)，通過(guò)藝術(shù)加網(wǎng)技術(shù)，使用各種形狀的圖形或圖案代替常規(guī)網(wǎng)點(diǎn)，并通過(guò)調(diào)整網(wǎng)點(diǎn)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，靈活控制網(wǎng)點(diǎn)的形狀；經(jīng)過(guò)藝術(shù)加網(wǎng)之后的圖像再嵌入一些經(jīng)過(guò)藝術(shù)的半色調(diào)水印圖像，如使用正弦變換得到的藝術(shù)加網(wǎng)水印圖，使得水印本身具有防偽效果，結(jié)合其密鑰信息，具有雙重的防偽效果，增加了仿制的技術(shù)難度，從而達(dá)到更好的美觀和防偽效果。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變 形和改變。
權(quán)利要求
1.一種基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟S1:使用藝術(shù)加網(wǎng)方法將原圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)圖像，使用設(shè)定的變換函數(shù)將水印圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)水印圖像； 步驟S2:將所述半色調(diào)水印圖像嵌入到所述半色調(diào)圖像中，并將嵌入位置存儲(chǔ)于一解碼矩陣中； 步驟S3:提取水印時(shí)，根據(jù)所述解碼矩陣提取對(duì)應(yīng)位置的半色調(diào)水印圖像，并針對(duì)提取的半色調(diào)水印圖像使用步驟SI中使用的變換函數(shù)的逆變換得到原始的水印圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法，其特征在于: 所述步驟SI中，將水印圖像S制作成半色調(diào)水印圖像時(shí)，利用藝術(shù)加網(wǎng)和正弦變換函數(shù)對(duì)水印圖像進(jìn)行變形，得到半色調(diào)水印圖像Y。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法，其特征在于: 所述步驟S3中，提取水印的過(guò)程中，從嵌入半色調(diào)水印圖像的位置提取像素點(diǎn)，即將解碼矩陣對(duì)應(yīng)的位置的像素點(diǎn)提取出來(lái)，合并成半色調(diào)水印圖像，然后使用正弦函數(shù)的逆變換得到最終的水印圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法，其特征在于: 所述步驟SI中，制作半色調(diào)圖像時(shí)，針對(duì)原圖像X，選擇網(wǎng)點(diǎn)形狀描述算法，用矢量曲線描述網(wǎng)點(diǎn)外形的輪廓；并利用控制矢量曲線的關(guān)鍵點(diǎn)有效地調(diào)整網(wǎng)點(diǎn)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，靈活控制網(wǎng)點(diǎn)形狀；根據(jù)不同的印刷輸出方式確定加網(wǎng)線數(shù)或/和網(wǎng)點(diǎn)大小，并用自定義的網(wǎng)點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行加網(wǎng)，最·終得到藝術(shù)加網(wǎng)后的半色調(diào)圖像b。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法，其特征在于: 所述步驟S2中，對(duì)得到的半色調(diào)圖像b嵌入經(jīng)過(guò)正弦函數(shù)藝術(shù)加網(wǎng)得到的半色調(diào)水印圖像Y ； 在嵌入的過(guò)程中，將半色調(diào)圖像b分割成大小為k*k的子塊，每個(gè)子塊中基于密鑰隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)位置像素點(diǎn)來(lái)嵌入半色調(diào)水印圖像，最終將半色調(diào)水印圖像Y嵌入到半色調(diào)圖像b的多個(gè)位置；并將這些位置保存到解碼矩陣中；其中，k為設(shè)定的參數(shù)，用來(lái)控制子塊的大小，最終使得水印圖像均勻嵌入原始圖像中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法，其特征在于: 半色調(diào)水印圖像Y的大小與子塊中灰度級(jí)別的大小相對(duì)應(yīng)； 當(dāng)Ym，η為O時(shí)，選擇子塊中灰度級(jí)別為最小的像素位置并嵌入半色調(diào)水印圖像；反之，Ym, η為最大值時(shí),則將嵌入半色調(diào)水印圖像到灰度級(jí)別為最大的像素位置；其中m, η為像素點(diǎn)在圖像中的位置。
7.一種基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 半色調(diào)圖像生成模塊，用以使用藝術(shù)加網(wǎng)方法將原圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)圖像； 半色調(diào)水印圖像生成模塊，用以使用設(shè)定的變換函數(shù)將水印圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)水印圖像； 水印嵌入模塊，用以將所述半色調(diào)水印圖像嵌入到所述半色調(diào)圖像中，并將嵌入位置存儲(chǔ)于一解碼矩陣中； 水印提取模塊，用以根據(jù)所述解碼矩陣提取對(duì)應(yīng)位置的半色調(diào)水印圖像，并針對(duì)提取的半色調(diào)水印圖像使用所述半色調(diào)水印圖像生成模塊中使用的變換函數(shù)的逆變換得到原始的水印圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽系統(tǒng)，其特征在于: 所述半色調(diào)水印圖像生成模塊利用藝術(shù)加網(wǎng)和正弦變換函數(shù)對(duì)水印圖像S進(jìn)行變形，得到半色調(diào)水印圖像Y。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽系統(tǒng)，其特征在于: 所述水印提取模塊在提取水印的過(guò)程中，從嵌入半色調(diào)水印圖像的位置提取像素點(diǎn)，將解碼矩陣對(duì)應(yīng)的位置的像素點(diǎn)提取出來(lái)并合并成半色調(diào)水印圖像，然后使用正弦函數(shù)的逆變換得到最終的水印圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽系統(tǒng)，其特征在于: 所述半色調(diào)圖像生成模塊針對(duì)原圖像X，選擇網(wǎng)點(diǎn)形狀描述算法，用矢量曲線描述網(wǎng)點(diǎn)外形的輪廓；并利用控制矢量曲線的關(guān)鍵點(diǎn)有效地調(diào)整網(wǎng)點(diǎn)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，靈活控制網(wǎng)點(diǎn)形狀；根據(jù)不同的印刷輸出方式確定加網(wǎng)線數(shù)或/和網(wǎng)點(diǎn)大小，并用自定義的網(wǎng)點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行加網(wǎng)，最終得到藝術(shù)加網(wǎng)后的半色調(diào)圖像b。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽系統(tǒng)，其特征在于: 所述水印嵌入模塊對(duì)得到的半色調(diào)圖像b嵌入經(jīng)過(guò)正弦函數(shù)及藝術(shù)加網(wǎng)得到的半色調(diào)水印圖像； 在嵌入的過(guò)程中，將半色調(diào)圖像b分割成大小為k*k的子塊，每個(gè)子塊中基于密鑰隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)位置像素點(diǎn)來(lái)嵌入半色調(diào)水印圖像，最終將半色調(diào)水印圖像Y嵌入到半色調(diào)圖像b的多個(gè)位置； 并將這些位置保存到解碼矩陣中；其中k為設(shè)定的參數(shù)，用于控制子塊的大小，最終使得水印圖像均勻嵌入原始圖像中。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種基于藝術(shù)加網(wǎng)的數(shù)字水印防偽方法及系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟步驟S1、使用藝術(shù)加網(wǎng)方法將原圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)圖像，使用設(shè)定的變換函數(shù)將水印圖像轉(zhuǎn)化為半色調(diào)水印圖像；步驟S2、將所述半色調(diào)水印圖像嵌入到所述半色調(diào)圖像中，并將嵌入位置存儲(chǔ)于一解碼矩陣中；步驟S3、提取水印時(shí)，根據(jù)所述解碼矩陣提取對(duì)應(yīng)位置的半色調(diào)水印圖像，并針對(duì)提取的半色調(diào)水印圖像使用步驟S1中使用的變換函數(shù)的逆變換得到原始的水印圖像。本發(fā)明不僅能夠使得圖像取得更好的顯示效果，同時(shí)也能夠達(dá)到一種防偽的效果；由于水印圖像經(jīng)過(guò)基于正弦函數(shù)的藝術(shù)加網(wǎng)技術(shù)也具有防偽效果，結(jié)合其密鑰信息，從而具有雙重的防偽效果，增加了仿制的技術(shù)難度。
文檔編號(hào)G06T1/00GK103247016SQ20131013631
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者葛驚寰, 方恩印, 周淑寶, 李孟曉, 田東文, 潘杰 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué), 上海出版印刷高等專(zhuān)科學(xué)校