[发明专利]基于数字水印技术的印刷品防伪图像的防伪认证方法

说明书

技术领域

本发明属于防伪与信息安全技术领域，特别涉及用于印刷品防伪，选取二值条码的一部分作为水印嵌入到被保护的印刷品中，然后利用手机对含有水印的印刷品进行拍照，通过无线网络传输到认证系统后实现正品与仿品的鉴别的印刷品防伪图像的防伪认证方法。

背景技术

数字信息革命给人类的社会和生活带来了深刻的变化，同时也带来了新的挑战和创新机遇。多媒体技术和网络技术的发展，使得数字化声音、文本、图像、音乐和视频等电子出版物可以被快速准确地获取、传输和存储，这些已成为信息交流，尤其是网上信息交流的重要方式。然而，我们平时接触的图像、文字大部分还是通过印刷输出，如商标产品包装、证件、影音制品封面、货币、票据、名片、护照等等。虽然传统印刷技术保证了印刷品的同一性，但假冒者仍可按常规的作业方式轻易地复制这些印刷包装品，扰乱了市场秩序，严重损害了生产者与消费者的合法权益。

数字水印作为一种潜在的解决方案得到广泛的关注，并成为国内外学术界一个热门研究领域。数字水印是通过向多媒体数据中添加某些数字信息以达到文件真伪鉴别、版权保护等功能，嵌入的水印信息不影响原始文件的完整性，可以通过检测或提取水印信息证明文件的真实性，既能达到良好的防伪效果，又能有效地降低成本。与传统的仅适用于保护数字化信息的防伪技术相比，将数字水印技术应用于印刷品或产品包装防伪领域，具有实用性强、检测速度快、安全性高、成本低等特点，使得应用前景更加广阔。

条码可以标示出商品的生产日期、厂商名称、类别以及价格等信息。常见的条码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)组成，鉴于其制作容易，信息采集速度快，检测设备结构简单，成本低以及容易修复等特点，因此，采用二维条码作为实际应用水印是一种广泛的应用。

大多数加密技术和数字水印方法仅仅对图像提供数字域的防伪功能，不能抵抗几何攻击和类似于打印扫描等攻击。如果将嵌入水印后的图像以打印后的纸质形式传输，当经过检测系统检测水印信息时，水印已经随图像一起经历了打印/印刷、扫描/拍照等数模-模数转换过程，同时，这个过程引入了大量噪声(如扫描抖动噪声、热噪声、随机噪声等)，使水印在提取前受到很大程度上的破坏。将数字水印技术应用于印刷品防伪，不仅要求算法不可见性较好，并且要求算法能够抵抗一次打印/印刷、扫描/拍照过程带来的信息损失，同时要求对二次打印/印刷、扫描/拍照后，产品不再含有有效水印，这使得数字水印技术在印刷防伪领域的应用变得更加具有挑战性。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种能够抵抗一次打印/印刷、扫描/拍照过程带来了的信息损失，而二次打印/印刷、扫描/拍照后，水印信息将丢失，不仅具有真伪识别功能，同时还具有抗伪造效果的印刷品防伪图像的防伪认证方法。

为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案：

本发明的特殊之处在于：首先将二值条码进行处理后，嵌入到载体图像，然后，经一次打印后成为正版印刷品；对印刷品利用手机进行拍照上传到认证中心，利用检测算法读取水印，以鉴别印刷品的真伪，从而达到防伪目的。

上述的防伪认证方法通过以下步骤实现：

(1)、二值条码的生成：

对原始条码W进行修剪处理，分为嵌入的水印部分信息W1和保留的水印部分信息W2，其中，嵌入的水印部分信息W1的大小为原始条码W的54％，将其嵌入到载体图像中，起到版权证明的作用，然后通过水印检测方法从被拍照后的载体图像中提取出水印信息W1’，将其与保留的水印部分信息W2进行合并形成条码W’，最后采用最大隶属度原则，对条码W’进行修正，得到修正后的二值条码水印图像；

(2)、防伪图像的生成：

根据载体图像与步骤(1)所得到的二值条码水印图像的大小关系对载体图像进行k×k分块，对每一个分块进行离散余弦变换，得到分块DCT系数矩阵；将每一个分块DCT系数矩阵的系数值按照Zig-Zag进行排序，选取嵌入的水印的起始位置为s，嵌入的长度为2l，对每一个分块的DCT系数重复地嵌入l次1bit信息，设分块后按Zig-Zag排序的一维系数矩阵为P_t(i)，其中t＝1，2，3，Λ，n×n；i＝1，2，3，Λ，k×k，由于打印前后幅值较小DCT系数变化较明显，因此，在进行水印嵌入前先对所选系数中幅值较小的系数进行修正，设修改的幅值强度为d，d＞0，当所选系数的幅值的绝对值小于d，则将系数的幅值修改为d，正负号不变，某一分块对应的要嵌入水印信息为1时，修改系数满足：