[發明專利]基于光學微結構的防復印圖像水印方法

有效

• 申請號: 201310633528.8
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103606127B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 肖俊;李登宇;李拓;史祎詩;王雅麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院大學
• 主分類號: G06F21/16
• 分類號: G06F21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種檢測復印件和原件的方法，從而達到防復印的目的，其基本原理是將經過編碼和加密后的水印信息嵌入到載體直線上，再結合光學上的折射理論設計光學微結構并將其印刷到紙介質上，用以校正嵌入水印造成的載體失真。而在檢測階段則采用四步相移技術對待檢測材料成像，再經過水印提取算法提取水印信息。該方法包括水印嵌入和提取兩個過程，包括步驟：水印形式和載體形式選擇；水印編碼和加密；水印嵌入到載體；光學微結構修復失真；四步相移技術成像；水印提取算法提取水印。本技術可以有效的區分原件和復印件，并且有較好的魯棒性，可用于票據、文檔等重要材料的防偽中。

技術領域

本發明屬于通信與信息系統領域，涉及信息理論與編碼、圖像處理和材料光學等技術，特別涉及數字圖像水印技術。

背景技術

隨著高清掃描和打印設備的快速發展，通過復印的方式對紙質材料進行非授權復制和翻錄現象日益嚴重，嚴重侵犯了材料所有者的利益。甚至有些不法分子將這種手法用于復印票據、證書、證件等，嚴重擾亂了社會秩序，給國家和人民財產造成了損失。數字水印正是在這種環境下應運而生。它可以用于作品的知識產權保護，票據防偽，真偽鑒別，文件篡改提示等等。本發明主要為了應對通過對紙質材料的非法復印以達到以假亂真的目的的非法行為。

國內外從上世紀70年代后期就開始了對紙張防復印技術的研究，已經取得了一定的研究成果，其中最具代表性的方法可分為三類：基于紙張的防復印技術、基于隱形圖文的防復印技術、基于特殊油墨的防復印技術。

基于紙張的防復印技術：掃描儀或復印機的原理是用強光照射紙介質，沒有被紙介質吸收的光線將被反射到光學感應器上。儀器接收到這些信號后，將其轉換成可以顯示的圖像，從而達到掃描復制的目的。基于紙張的防復印技術主要思想是通過在紙介質中添加特殊物質，當其被掃描儀的強光照射時會出現模糊或者變色的情況，從而達到防復印的目的。這種技術雖然可以有效的防止復印，但缺點是影響閱讀效果，而且其在抗潮濕耐高溫性方面較差。

基于隱形圖文的防復印技術：該技術的主要思想是將要印制于紙質介質上的信息與各種圖像混雜、交疊在一起印刷，使之不可被閱讀機直接讀取也不可被肉眼直接看見。印刷后，通過設計的一種識別片，可以達到被閱讀機識別、用肉眼可見但是彩色復印機仍不可復印的效果。這種設計雖然也達到了防復印的目的，但是不利于日常使用，人們不可能接受每次讀書看報都要通過一個識別片，這樣操作太麻煩了。

基于特殊油墨的防復印技術：這種技術的思想是在油墨中加入一些特殊物質，一般這種物質具有一些特性，比如熱敏性、光敏性、磁性。經過特殊的工藝加工成有防復印功能的特殊油墨。

以上介紹的三種方法都可以實現紙介質材料的防復印，但都是通過改變紙介質或油墨的屬性，而在防偽檢測中，經常要用到這些屬性，所以雖然達到了防復印的目的，但卻很難做到快速批量檢測紙介質材料的真偽。

本發明從隱形圖案和介質材料的角度，提出一種在紙質材料中嵌入和提取水印的方法，從而達到防偽的目的。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種檢測復印件和原件的方法，從而達到防復印的目的。主要原理是將水印信息嵌入到圖形載體上，然后印刷到紙介質上。在嵌入水印時會造成載體的失真，反映到載體圖形上就是產生彎曲形變。為了彌補失真，我們采取的策略是在形變處添加特殊的光學材料，這種材料可以將光線折射，根據失真的大小，計算材料的參數，然后設計出這種材料將其覆蓋到形變處，從而修復失真，使其看上去并沒有發生變化。根據掃描儀的原理，它的掃描得到的結果是經過光學微結構校正后的，沒有失真的載體，因此是不包含任何的水印信息的。水印檢測階段，采用四步相移數字全息技術重建圖像。這種技術的特點是光線可以穿透覆蓋在失真處的光學微結構，得到被覆蓋處的真實圖像，也就是含有水印的載體的圖像。經過識別算法，就可以識別出嵌入到載體中的水印信息。而對于復印的材料，因為復印的結果是不含任何水印信息的，所以不能識別，從而達到區分原件和復印件的目的，整體流程圖如圖1所示。