一种抗旋转的彩色图像全息水印防伪方案

基于一种用于彩色印刷防伪图像博奇编码的傅里叶计算全息数字水印方法,设计了一种抗旋转的全息水印防伪方案。通过模拟印刷—图像采集—旋转校正—提取水印的仿真实验,研究了采集过程中图像旋转一定角度后提取的水印质量问题。实验表明：该防伪方案对图像采集中的旋转攻击具有较好的鲁棒性,能满足彩色印刷的防伪要求,且旋转角度∈（-90°,0°）∪（0°,90°）时,提取的水印质量较好,能保证识别。另外,该防伪方案对图像采集中的裁剪、磨损、缩放、平移和翻转攻击,也有较好的鲁棒性。     

输出方式对印刷品全息水印提取质量的影响

目的为实现对印刷输出图像中提取水印质量的有效预估,研究硬拷贝输出方式对印刷品全息防伪水印提取质量的影响。方法先将傅里叶全息水印的高频分量嵌入宿主图像经2次小波变换的中频区域,实现信息隐藏。使用喷墨打印、激光打印、胶版印刷、数码印刷等4种常用方式对含水印防伪图像进行硬拷贝输出,然后从承印物纸张表面质量、图像色彩空间转换和输出精度等3个方面,利用NC参数对硬拷贝图像的水印提取质量进行评价,并对比分析影响水印提取质量的因素。结果数字图像、打印图像、印刷图像间的水印提取质量有较大的差别,总体表现为喷墨打印胶版印刷数码印刷和激光打印。承印物基材较高的白度、平滑度有利于水印提取。在输出与输入过程中,含水印图像经历的多次色彩空间转换对原始图像的色彩分布、复现质量有一定程度的改变,进而影响水印提取质量。在满足图像复现质量要求的前提下,输出精度对水印提取质量的影响较小。结论研究水印的抗打印/扫描鲁棒性时,不能用模拟攻击与桌面打印代替实际输出方式。选择表面质量高的承印物有利于防伪水印信息的识别。验证水印方案的抗打印/扫描鲁棒性时,其分辨率满足图像的复现质量要求即可。     

CMYK与RGB颜色空间数字水印 在印刷品中的应用比较

为提高水印抗印刷/扫描攻击的鲁棒性,比较了在CMYK与RGB颜色空间嵌入的水印经印刷/扫描后提取的效果.采用离散小波变换域傅里叶全息数字水印算法生成水印图像,经印刷/扫描后,可以提取到水印;然而,由于印刷/扫描过程中颜色空间的转换,使得原本嵌入某一颜色通道的水印转移到其他通道,降低了单通道提取的水印质量;且相对于RGB颜色空间,在CMYK颜色空间嵌入水印生成的水印图像经历印刷/扫描后提取到的水印质量普遍较高,说明CMYK→RGB→CMYK颜色空间的转换相对于RGB→CMYK→RGB颜色空间的转换,对水印图像的改变较小.为减小印刷/扫描攻击的影响,考虑下一步研究工作主要集中在CMYK颜色空间嵌入水印.     

多尺寸普适的抗印刷扫描水印算法

目的为了赋予固定尺寸水印自适应不同尺寸宿主图像的尺寸普适性,提出一种多尺寸普适的抗印刷扫描水印算法。方法对宿主图像进行裁剪、分层、分块获得图块,计算每个图块的最大奇异值,取最大奇异值前九的图块组成拼接图像,结合水印嵌入算法在拼接图像中抽取获得待嵌图像,将制成全息图的水印嵌入待嵌图像的DWT域内。结果实验表明,将固定尺寸水印嵌入不同尺寸宿主图像后,随着宿主图像尺寸的增加,水印图像的不可见性明显提高,并且经历模拟印刷扫描可顺利提取水印。结论该算法不仅可以赋予固定尺寸水印适应不同尺寸宿主图像的普适性,且提升了水印嵌入后的不可见性,对印刷扫描具有较好的鲁棒性,为数字水印在印刷防伪领域的应用研究提供了新思路。     

包装中专色印刷图像数字水印方法

目前,包装装潢图的印刷图像水印算法主要是针对传统的四色印刷方式,因而其用于专色印刷中效果不佳。基于包装中专色印刷和扫描图像特征,结合整数小波转换（IWT）和奇异值分解（SVD）提出了一种可用于专色图像印刷的鲁棒水印算法。先对专色通道进行IWT转换,然后将水印信息直接嵌入一级IWT各子带的奇异值S中;为了提高水印安全性,对水印图像进行了Arnold置乱加密,并在嵌入水印的图像中嵌入一个数字签名;提取水印时,基于专色图像印刷-扫描特征,将专色印刷图像扫描成灰度图,提取数字签名进行验证,验证通过后再提取水印信息。为了验证算法的有效性,选用胶版印刷方式对本文算法进行了一系列实验测试,并与文献[8]所提算法进行了比较,结果表明,本算法应用于专色印刷中具有很好的视觉不可见性,且可以抵抗胶版印刷过程。     

基于小波变换的数字水印技术

目的研究一种基于二维码的信息化包装防伪技术。方法按照QR编码规则,将文字信息编码生成含彩色底纹的QR码载体图像和QR码水印图像;对彩色二维码进行空间转换提取其亮度分量,对水印QR码图像进行混沌置乱,把置乱后的水印图像利用离散小波变换嵌入到载体图像亮度分量经二级小波变换后的中频系数中,形成嵌入水印后的彩色QR码图像;客户终端运用提取算法从彩色载体QR码图像中提取QR水印。结果实验证明该算法具有较高的水印信息嵌入强度容忍度,并且可以抵抗旋转和剪切等几何攻击,对高斯噪声、椒盐噪声、低通滤波、均值滤波具有较强的鲁棒性。结论将二维码和数字水印结合的防伪技术应用于包装安全领域,有利于识别伪劣假冒商品,达到产品安全保护的目的。     

基于人眼视觉特性的包装印刷图像水印技术研究

结合图像DCT特征和Dally拟合的HVS模型,提出了一种适合包装印刷图像的水印方案。编程仿真实验结果表明,嵌入水印后的图像与源图像几乎一样,提取的水印与原始水印几乎相同,人眼无法分辨;对含水印的图像进行了压缩和剪切攻击测试,结果表明嵌入的水印具有较好的鲁棒性和透明性;从嵌入方案上看,嵌入的水印具有不可预测性。并对含水印图像进行了抗打印和扫描攻击测试,结果表明提出的水印方案在一定的误差范围内能够检测出包装印刷品的真伪。综合实验结果表明,提出的水印方案是一种较好的、适合于包装印刷品防伪的水印技术方案。     

基于噪声平衡误差扩散的彩色印刷图像防伪研究

为提高印刷品的防伪性能,从数字印刷的角度,结合数字图像处理技术,研究了基于数字加网的半色调图像的防伪印刷技术,以及不受扫描误差影响的直接检测技术。在前人研究的基础上,提出了一种利用噪声平衡误差扩散技术在彩色的半色调图像中加入水印的方法,并且直接检测了防伪效果。结果表明,只有在对应的解码图片叠加在含有隐藏信息的彩色图像上时,才可以观察到彩色图像的隐藏信息,说明该防伪方法在加网复制印刷中具有较好的防伪效果。     

窄色域抗打印扫描全息水印算法

目的为了提升水印抗打印扫描攻击的鲁棒性,提出一种窄色域抗打印扫描全息水印算法。方法制作打印机的ICC特性文件,应用特性文件转换宿主图像到CMYK颜色模式,从而获得适应该设备的窄色域,将制成全息图的水印嵌入到宿主图像的DWT域内。结果实验表明,该算法经历打印扫描后可顺利提取水印,且打印扫描后获得的水印图像保真度较高。与在RGB颜色模式中嵌入水印相比,该算法水印的鲁棒性和宿主图像的保真度均具有明显优势;相较于嵌入水印到默认转换的CMYK颜色模式,鲁棒性相当,该算法宿主图像的保真度具有明显优势。结论该窄色域算法可提升打印扫描过程中颜色传递的一致性,结合全息图不可撕毁的优势权衡了鲁棒性与保真度的关系,该算法有益于数字水印在防伪印刷领域的应用。     

数字水印技术在印刷防伪领域应用的研究进展

目的综述将数字水印技术应用于印刷防伪领域,开发具备"难仿制、易识别、低成本、无公害"特点的印刷品防伪技术的研究进展。方法将该技术在印刷防伪领域应用流程划分为包括水印生成与嵌入、印刷-采集过程、水印提取与检测3个阶段并分阶段探讨其研究现状。结论现阶段研究主要着力权衡鲁棒性和不可感知性之间的矛盾,进一步研究可从印刷-采集图像攻击对水印的影响着手,从而权衡水印不可感知性与抗印刷-采集攻击鲁棒性之间的关系,加强对水印"防二次印刷"脆弱性的研究,描述印刷原稿、水印算法和印刷工艺参数之间的关系,建立并完善数字水印印刷防伪可视化应用平台。     

加网参数与水印抗印刷攻击性能研究

目的 为实现数字水印技术由数字版权保护到印刷品防伪领域的移植应用,考察水印对不同加网线数、网线角度的鲁棒性和不可见性。方法 以DWT域全息水印算法为例,将水印图像制成全息图后,嵌入到宿主图像C、M、Y或K通道的DWT域,获得含水印图像,对含水印图像进行不同加网线数、网线角度的模拟加网实验。结果 实验表明,加网后水印的鲁棒性和不可见性随加网线数提升而提升,可接受的最低加网线数为120 lpi。相同加网线数条件下,网线角度为45°时,提取的水印质量较0°、15°和75°偏低。结论 45°加网角度虽然适合单色印刷,但是对水印造成的攻击也最为显著,因此应规避加网角度为45°的颜色通道作为水印嵌入位置。     

小波变换系数奇异值分解数字水印防伪算法

目的研究针对打印扫描盗版方式的数字水印防伪算法。方法结合矩阵奇异值分解(SVD)的抗几何畸变特性和离散小波变换(DWT)多分辨率分解特性,提出一种基于CIE1976L*a*b*颜色空间的彩色图像数字水印防伪算法,并通过仿真实验评价算法的有效性。结果含水印彩色图像与原始彩色图像的色差均值为1.2183,小于3,且提取的水印中至少有1个水印有效,其相关系数均满足R0.6。结论在保证水印不可见性的同时,该算法对打印-扫描操作及大多数常规图像处理具有很好的鲁棒性。     

一种基于奇异值的抗打印/扫描的 彩色图像零水印方案

为提高水印抗打印/扫描的鲁棒性,设计了一种抗打印/扫描的彩色图像零水印方案.采用对宿主图像分层、一次Haar小波分解、分块、提取每块最大奇异值作为图像纹理特征来构造零水印信息,及对印品图像分层、亮度调整、一次Haar小波分解、分块、提取每块最大的奇异值作为印品图像纹理特征来构造零水印信息.然后对比打印/扫描前后零水印信息的相似度,若完全相同,说明此方案抗打印/扫描攻击.试验结果表明,图像打印/扫描前后的零水印信息完全相同,该方案具有理想的抗打印/扫描性能.     

基于CMYK颜色空间的光全息水印算法研究

在印刷CMYK颜色空间、傅里叶全息加密和数字水印理论的基础上,提出了基于CMYK颜色空间的光全息水印算法。该算法不用转换颜色空间,避免了未印刷就人为导致水印信息的丢失,提高了重建水印的相似度;解密时,由于傅里叶变换的特性,重建水印的共轭图像与原水印图像互相叠加,增强了重建水印的清晰度。实验结果表明,该算法有较好的不可见性和较强鲁棒性,可以抵抗一般图像处理等操作。     

基于椭圆特征区域与重要位平面分解的鲁棒图像水印算法

目的 为了解决当前基于特征点的水印方案难以描述图像的非纹理区域（像素强度变化较大的边缘、像素强度值较小或趋于0的均匀区域）,降低了局部特征区域的鲁棒性,使其抗几何失真能力不佳的问题,提出基于椭圆特征区域与重要位平面分解的鲁棒图像水印算法。方法 根据彩色载体的RGB分量,计算颜色不变性;基于颜色不变性的强度概率密度,推导概率密度梯度估计函数;利用概率密度梯度值,计算二阶Hessian矩阵,改进SURF方法,充分提取彩色载体中纹理与非纹理区域的鲁棒特征点;再求取Hessian矩阵的特征值与特征向量,以计算椭圆的长轴、短轴半径与方向角度,并以特征点为中心,建立局部椭圆特征区域;定义鲁棒特征区域选择规则,确定合适的水印嵌入位置;引入位平面分解技术,获取鲁棒椭圆特征区域的重要位平面图像,并提取其直方图,以此设计水印嵌入方法,将二值水印隐藏到这些直方图中,形成水印图像;根据水印检测机制,复原二值水印。结果 实验结果显示,与基于特征点的水印方案相比,所提算法具有更高的不可感知性与鲁棒性,复原水印失真度最小。结论 所提算法具有较高的视觉隐秘性和抗几何失真能力,在版权保护、信息防伪等领域具有较好的参考价值。     

抗缩放攻击的高水印容量数字水印算法

目的 为了增加水印算法的可嵌入水印信息容量,解决抗高强度缩放攻击等问题,提出一种基于圆形角度模板的抗缩放攻击、高水印容量的数字水印算法。方法 首先将原始水印信息转换为QR码,根据QR码生成原理提取其数据编码,并进行分组,再将分组的编码转换为角度信息;随机生成具有方向性和周期性的基础圆形模板水印,根据角度信息对其进行旋转,生成待嵌入的圆形角度模板水印;通过修改图像的最小可察觉误差完成水印信息的嵌入;通过检测模板水印中的角度信息,提出水印信息。结果 实验结果表明,该算法不仅可有效抵抗高强度的缩放攻击,同时还可以抵抗色彩调整、旋转、压缩、噪声、滤波、模糊等攻击。此外,该算法可实现较高容量的水印信息嵌入和无损提取。结论 通过对水印信息预处理和圆形角度模板水印的应用,不仅使得该算法具备高水印容量,而且可有效抵抗高强度缩放攻击,在抵抗色彩调整、旋转等图像处理攻击方面同样具备较强的鲁棒性,能满足实际应用需求。