基于Hough变换旋转校正的QR码全息水印算法

目的为了解决QR码图像不易隐藏水印的难题,提出一种针对QR码载体图像的强鲁棒性频率域数字水印算法。方法利用经双随机相位调制的傅里叶全息技术对水印进行加密,同时对QR码载体图像进行包含高斯模糊以及去除视觉敏感区域的预处理,将全息加密水印的奇异值矩阵加权嵌入到经过二级小波分解的QR码的中频系数后进行还原。Hough变换通过坐标系转换检测QR码图像同方向边缘的直线,后进行旋转校正,以提取水印。结果在合适的嵌入强度下,水印保持了良好的不可见性(PSNR=32.3)。经过二值化攻击、信号处理(滤波、噪声、压缩)、几何变换(平移、旋转、缩放)以及打印扫描处理等一系列攻击,提取出的水印依旧清晰可见。结论提出的算法针对各类攻击有较强的鲁棒性,可抵御任意角度旋转攻击,同时兼顾水印的不可见性,针对QR码的防伪技术具有一定的应用价值。     

纹理特征自适应的全息水印算法

目的在保证算法鲁棒性的同时最大化实现水印的不可见性,自适应地选择水印的嵌入区域,并根据图像特征嵌入不同强度的水印信号。方法利用分块的思想,根据载体图像灰度共生矩阵二次统计量下的各特征参量选择纹理复杂度最高的区域,通过模糊C均值聚类实现对纹理特征的定义,再利用灰度直方图分析各分块的纹理强弱,将不同强度的光全息加密水印信号自适应嵌入至图像小波域的对角分量。结果水印的不可见性得到显著提高(PSNR=49),且图像在滤波、噪声、剪切和旋转等操作下提取的水印内容依旧可被清晰识别。结论文中算法在确保鲁棒性和安全性的同时,极大地提升水印的不可见性。     

高通量dPCR基因芯片荧光激发测控系统的研制

为了解决高通量数字聚合酶链式反应(dPCR)基因芯片荧光激发问题,设计了一套荧光激发测控系统。系统根据荧光染料的激发光谱特性,选择大功率窄带LED作为荧光激发光源,并通过STM32微处理器系统进行控制。该荧光激发系统有FAM、HEX和ROX三个荧光激发通道,各通道LED激发功率能够分别调节。系统最大输出电流为8 A,单通道最大输出功率为3 W,调节精确度1.0%,系统一次可完成dPCR基因芯片9 600个微液滴的荧光激发和采集。测试实验结果表明,系统达到了设计指标和应用需求。     

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。     

一种新的安全鲁棒全息数字水印技术

提出了一种将快速响应矩阵码(QR码)作为水印的加密同轴全息数字水印技术。该算法将QR码作为水印,提高了水印的鲁棒性;利用双随机相位调制技术对水印加密,增强了水印的安全性;通过离散小波变换将全息水印图像嵌入彩色载体图像的中频系数中,兼顾了水印的不可见性和鲁棒性。提取水印时,进行高斯滤波处理,增加了QR码译码成功率。实验表明,该算法有良好的不可见性和鲁棒性。     

空间域与频率域相结合的抗图像处理全息水印

为了解决数字全息水印技术无法抵抗图像处理攻 击的问题,采用共轭对称延拓生成低噪声加密全息水印图像, 嵌入水印时采用频率域的离散余弦变换(DCT)与空间域的拉普拉斯金字塔变换方法相结合。 首先,对水印图像进行傅立叶共轭对称 延拓生成低噪声的双随机加密全息水印,对宿主图像进行拉普拉斯金字塔分解,提取拉普拉 斯金字塔第1层残差图像;然后, 通过DCT,将加密水印替换其中高频域后逆DCT;最后,嵌入水印信息后的第1层拉 普拉斯残差图像与其他残差 图像重构成含水印图像。实验结果表明,含水印图像的峰值信噪比(PSNR)值达到35.7dB,细节损失少,提取水印图像人眼可清 晰分辨水印内容,且在满足不可见性的同时可以抵抗常见的图像处理攻击,保 证了水印信息鲁棒性与安全性的 要求,能够应用于实际生产中。     

彩色印刷品缺陷快速精确检测方法研究

目的为解决在不同光照强度下,彩色印刷品缺陷检测的实时性和精确性问题,基于CIE L*u*v颜色空间和SURF算法,提出一种面向彩色印刷品缺陷的快速精确检测方法。方法采用中值滤波器,对采集到的待检测印刷图像进行滤波去噪;将采集到的样张图像与待检测印刷图像由RGB颜色空间转换到CIE L*u*v颜色空间;基于SURF算法,构建CIE L*u*v颜色描述向量的122维特征描述符;使用双线程并行方法,计算样张图像与待检测印刷图像中兴趣点间的欧式距离进行匹配,以兴趣点的全部匹配成功来表明待检测印刷图像无缺陷。结果在光照度150~650 lux范围内,能够对常见的位置偏移、墨迹沾染、色彩改变等印刷质量缺陷进行检测,其平均耗时为650 ms。结论该方法所需硬件配置简单,对光照强弱变化有较好的适应性,对常见的印刷质量缺陷能够给予快速精确的检测。     

按需印刷平台中的相似搜索研究

目的 研究按需印刷平台中的相似搜索效率问题。方法 利用用户与产品之间的 “购买” 关系构建 “用户-产品” 关系, 基于P-Rank提出一种高效的相似搜索方法POD-Rank, 用于从 “用户-产品” 关系中发现相似产品。POD-Rank相似搜索过程依据 “用户-产品” 关系离线计算用户相似性, 并利用用户相似性在线计算产品相似性, 而后进一步提出优化的在线查询处理算法, 以降低查询处理的时间开销。结果 POD-Rank的计算时间开销和存储开销显著低于P-Rank, 而且能够快速响应查询请求。结论 POD-Rank 的相似性计算开销为 P-Rank 的 0.03%, 存储开销为 P-Rank 的 0.06%, 计算效果与P-Rank接近, 能够满足按需印刷平台中大规模产品数据处理的需求。     

基于QR码的DWT-SVD数字水印算法

目的 结合奇异值和小波变换的优点, 针对彩色载体图像进行水印的嵌入和提取, 提高水印的鲁棒性和安全性。方法 根据基于DWT-SVD的数字水印算法, 对彩色载体图像进行RGB到Lab颜色空间的转换, 对L分量作二级离散小波变换, 选择低频子带并对其进行奇异值分解, 同时对原始QR码水印进行奇异值分解。最后根据人眼视觉系统 （HVS） 特性, 选择合适的嵌入强度因子嵌入水印。结果 文中算法对于高斯噪声、 椒盐噪声、 斑纹噪声和泊松噪声、 JPEG压缩、 小角度的旋转攻击、 缩放攻击以及对比度增强有一定的鲁棒性。结论 该算法能够抵抗常见的水印攻击, 满足数字防伪以及版权保护的需要。     

自适应尺度还原的抗旋转全息水印技术

针对旋转攻击与尺度变化攻击,提出一种 基于尺度不变特征变换(SIFT)的可自适应还原尺度变化的抗旋转水印。首先,将水印图像进 行离散余弦变换(DCT),与参考光生成全息水印图像;然后通 过DCT嵌入载体图像Y通道;最后在提取水印时,通过SIFT自适应 还原尺度变化,结构相似性指数(SSIM)校正旋转角度后提取水印信息。 实验表明,本算法在有效抵抗常见攻击的同时,有较强的水印数据信息保真能力,且在同样 的旋转校正精度时,有高效的 运算效率,解决了现阶段抗旋转攻击水印技术只适用于相同尺度下的角度矫正问题。水印提 取时需要原图参与,属于明水印 的一种,因此可以有效用于版权方的版权保护。