[发明专利]一种基于汉信码与数字水印的防伪方法

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种基于汉信码和数字水印的防伪方法。

（二）背景技术

随着技术的发展，二维条码因其众多突出的优点，例如数据容量大、适合各种场合、不怕折、易携带、成本低等，广泛应用于对商品的识别以及防伪上。通过二维码防伪系统可对应产品一一生成加密的二维码产品信息，将二维码印刷或标贴于产品包装上，用户只需通过指定的二维码防伪系统或手机软件进行解码检验，即可获知该产品的正品安全信息。防伪二维码的出现为商品信息的防窜改、溯源和产品防伪辨识提供了一种简单便捷、也更加准确的方法。但是现今的二维码都采用公开的编码模式，容易被仿造，这就使二维码的应用领域受到很多限制，因此，研究安全的二维码的防伪技术将具有重大意义。

数字水印是防伪领域的重要研究手段，利用了视觉冗余或听觉冗余特性，将秘密信息隐藏在数字媒体中，并使人们无法感知信息嵌入后媒体数据的差异。只有通过某些特定方式，才能将这些信息从宿主媒体中提取或检测出来，以此方式来实现对媒体的甄别。基于这些特点，数字水印已经成为了防伪领域的一个重要研究方向。

所以，一些学者将数字水印与一些二维条码结合起来进行防伪技术的研究，提出了许多解决方案，均取得了显著成果。这些研究基于一些主流的二维条码技术：PDF417码、QR码、Data Matrix码等。

这些二维条码都从国外引进，不能完全适应国内应用环境，且成本较高。

为解决这个问题，本发明提出将汉信码与数字水印结合起来进行商品的防伪，更适用于国内的应用环境，且降低了成本。

汉信码是我国自主研发的二维码，其国家标准《汉信码》(GB/T21049-2007)于2007年8月23日发布，并在2008年2月1日开始实施。汉信码的生成与识读系统全部为我国自主开发，将大大降低我国应用二维条码技术的系统成本。汉信码具有汉字编码能力强、抗畸变、抗污损、信息容量大等优点，支持160万个汉字信息字符，且编码大量汉字信息时，相同信息内容的汉信码符号面积远远低于其他条码符号。

汉信码的条码结构是主要由符号版本和规格、位置检测图形，位置检测图形分割区、校正图形、功能信息区域、编码区域、空白区这七个部分组成的正方形阵列。对于所有版本的汉信码符号，其空白区域和位置检测图形的位置都比较固定，所以当汉信码作为水印时，由于嵌入位置确定，其空白区域和位置检测图形并不需要，而且会占用许多信息量，应予以去除。

而将汉信码直接作为水印嵌入载体图像中，其鲁棒性不强，而且易被破解。所以需要对它进行置乱来增加其安全性，增强其抵抗恶意攻击的能力。常见的置乱方法有Arnold变换和幻方变换，对比来讲，Arnold变换算法简单而且计算花费较少。

设有图像A可用A={a(x,y),1≤x≤M,1≤y≤M}表示，对图像A进行一次Arnold变换的方法为：

将图像上的每一个像素点(x,y)按：进行变换。

对于水印的嵌入，目前通用的数字水印算法大都是基于变换域，例如：离散余弦变换(DCT)、离散傅里叶变换(DFT)、离散小波变换(DWT)等。其中，DWT不仅可以较好地匹配HVS(Human Visual System)的特性，而且与MPEG4、JPEG2000压缩标准兼容，而且利用小波变换产生的水印具有良好的视觉效果，并且拥有可以抵抗多种攻击的能力。基于DWT域的数字水印技术是目前主要的研究方向。

离散小波变换用于图像处理，即把图像分解成不同空间、不同频率的子图像，称为子带。图像经过一级小波变换后生成的四个子带，分别为水平、垂直、对角线和低频子带，低频子带携带图像大部分的能量。二级小波变换即把低频子带继续分解为水平、垂直、对角、低频四个频率带，最终得到七个子带。而二级小波逆变换即此过程的倒序。

（三）发明内容

本发明提出一种基于汉信码和数字水印的防伪方法。将汉信码作为水印信息隐藏在任意数字图像中，然后将嵌入了条码水印的数字图像添加到需要防伪的商品的相关位置，检测系统对防伪图像中嵌入的条码水印进行提取并解码，由此获得该商品的相关信息，从而判断商品真伪。

本发明的目的是这样实现的:

将商品的详细信息编码成汉信码，去掉其空白区域和位置检测图形，作为水印图像，并对此水印图像进行Arnold变换来置乱。然后，对载体图像进行二级DWT变换，将置乱后的水印图像嵌入到图像的低频子带，再经过二级DWT逆变换恢复出嵌入了水印的图像。