[發明專利]基于塊分類的PNG電子發票圖像水印嵌入與認證方法

有效

• 申請號: 201410090182.6
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN104036447B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 陳帆;秦瑤;和紅杰
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 成都博通專利事務所51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本發明涉及一種PNG電子發票圖像的數字水印嵌入與篡改檢測方法，用于認證電子發票內容的真實性和完整性。

背景技術

國家稅務總局出臺的《網絡發票管理辦法》從2013年4月1日起施行，要求所有開具發票的單位和個人向消費者出具網絡發票。現階段的網絡發票在用作財務記賬憑證時，仍然需要將電子發票打印在“特定紙質”上。也就是說，開具發票的單位和個人仍然需要將打印的紙質發票通過快遞寄送給消費者，造成人力、物力的浪費。為此，2013年6月和12月，我國先后在北京、上海兩地開始試點電子發票。如果電子發票能作為財務記賬憑證實現發票的完全電子化，不僅能節約紙質發票印制和快遞的成本，也為會計核算，審計和稅務執法檢查提供便利。電子發票作為財務記賬憑證，不僅需要保證電子發票的來源合法性，而且必須保證電子發票內容的真實性和完整性。現有網絡發票通過“網絡傳輸”在指定網站驗證發票的來源合法性和真實性，存在遭受網絡攻擊的風險。因此，受票方如何方便、快捷地驗證發票內容的真實性與完整性是電子發票成為報銷憑證必須解決的關鍵問題，不僅具有重要的學術價值，更具有重要的社會意義與廣泛的應用前景。

電子發票是以文字、形狀及線條為主，色彩非常有限且對比強烈。由于PNG文件采用LZ77算法的派生算法進行無損壓縮，壓縮比高，不損失數據。將電子發票存儲為PNG格式，圖像中保存的不再是每個像素的彩色信息，而是從圖像中挑選出來的具有代表性的顏色編碼，電子發票顏色較少的特性使得圖像處理者可以用最小的空間來儲存不失真的圖像，利于其廣泛使用。

現有彩色圖像認證算法大多數是在每個像素點的最低位嵌入水印，若采用此方法對PNG格式的電子發票圖像進行信息嵌入，則電子發票的大小就會增加很多，給其廣泛使用帶來阻礙。

此外，現有基于塊獨立思想的彩色圖像認證方法，是基于各圖像塊自身的內容，進行水印的生成與嵌入，塊間互不影響。如將用同樣方法嵌入水印的另一圖像的圖像區域替換待檢測圖像中的相應圖像塊（這種篡改稱為拼貼篡改），則檢測時無法檢測出此種拼貼篡改。為此，可將基于圖像塊內容生成的水印信息嵌入其他圖像塊中來抵抗拼貼攻擊。但圖像認證時，通過比較重構水印與提取水印的一致性，則會造成實際只有一個圖像塊篡改，但相關聯的其它圖像塊也會被判定為篡改塊，造成虛檢。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于PNG電子發票圖像內容保護的水印嵌入與認證方法，該方法在保證實現水印不可見的同時，對圖像大小的增加少；其對篡改的檢測準確性高，誤檢率低，能夠有效抵抗替換、添加、刪除以及拼貼等篡改。

本發明解決其技術問題，所采用的技術方案為，一種用于PNG電子發票圖像內容保護的水印嵌入與認證方法，包括如下步驟：

A、塊分類

A1、圖像分塊：將尺寸為(18m+u)×(18n+v)的發票圖像中的(1:18m,1:18n)區域的R、G和B分量中的一個分量圖像X劃分成m×n個互不重疊的18×18分量圖像塊，即X={X_i|i=1,2…N}，Xi={x_i,j|j=1,2…18×18}；其中，m為分量圖像X的行數除以18的商，u為分量圖像X的行數除以18的余數，n為分量圖像X的列數除以18的商，v為分量圖像X的列數除以18的余數，i為分量圖像塊X_i的編號，N=m×n為分量圖像塊個數，j為分量圖像塊X_i內像素的編號；

A2、可改變像素點判定：將分量圖像塊X_i中的像素點x_i,j分為I類像素點和II類像素點，分別記為X_i¹和X_i²；