[发明专利]用于证件防伪的彩色图像数字水印实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防伪及信息安全技术领域，是一种可以在彩色图像中嵌入几百比特水印信息并且抵抗打印扫描攻击的可用于证件防伪的彩色图像数字水印技术。 

背景技术

通过查阅相关资料和有关专利，主要引证下列专利： 

    国名    专利公开号     授权公告日期 

1.  中国    CN1322470      2007.06.20 

2.  中国    CN100559396    2009.11.11 

3.  中国    CN1960428      2009.01.14 

4.  中国    CN100511277    2009.07.08 

打印扫描问题是数字水印未来应用中的一个至关重要的问题。如果这个问题解决了，纸制媒体包括书、报纸、杂志等都可以利用数字水印进行版权保护。另外，票据和证件等可以用数字水印进行真伪鉴别。利用数字水印技术进行证件真伪鉴别是数字水印研究中的一个热点。数字水印证件防伪系统由两部分组成：一是证件的制作部分，如图6所示。在这一过程中，数码照相机或扫描仪将模拟形式图像转换为数字图像，再将反映特定人的全部或部分独有信息采用一定的水印算法，在某个密钥的控制下嵌入到该数码图照片中，然后打印输出制成证件。二是证件鉴别部分，如图7所示。用扫描仪输入整个证件图像，对照片部分先进行预处理，如确定基准点、旋转矫正、去噪等，然后再在相同的密钥控制下提取水印以确定证件的真伪。 

裘正定等的专利《一种抗数模模数变换过程的数字水印防伪方法》，中国专利，专利号为CN1322470，此发明涉及一种抗数模模数变换过程的数字水印防伪方法，包括以下步骤：a)水印嵌入过程，采用二值数字水印算法，在选定的保护对象特定区域嵌入一种包含特殊信息的二值数字水印；b)水印提取判决过程其特征在于：选定的特定区域包括前景图像和背景图像，对选定的特定区域前 景图像边缘进行加晕处理，对前景图像进行块划分，并在水印嵌入前对前景图像设置反映前景图像几何特征的同步信号，定义两种不同的图像块模式代表水印信息，进行水印嵌入，在水印提取判决时用图像块像素值方差对图像块像素的分布进行描述，根据一个确定的阈值和图像块像素值方差相比较提取水印。 

康显桂等的专利《一种可抗打印扫描和几何变换的多比特数字水印方法》，中国专利，专利号为CN100559396，此发明公开一种可抗打印扫描和几何变换的多比特数字水印方法。本发明在图像的离散傅立叶幅度系数中嵌入水印，每个水印比特嵌入哪些傅立叶幅度系数中根据傅立叶幅度系数的离散对数极坐标确定，当图像遭受缩放旋转等几何变换或者打印扫描时，会使水印检测提取失步；由于图像的缩放和旋转分别对应于傅立叶对数极坐标域的径向和角度方向上的平移，检测提取水印时，根据原始模板与嵌入的模板间相关来重同步信息水印，再提取有意义水印信息比特串，由于在水印嵌入和检测过程中不需要对图像或者其傅立叶幅度系数进行图像内插运算，因而不会引入插值失真并节省了时间，另外攻击者无法去除嵌入的模板，本发明可应用于数字图像、视频的版权保护，文件和证件防伪，以及视频广播监控等。 

王树勋等的专利《抗打印扫描大容量有意义数字水印实现方法》，中国专利，专利号为CN1960428，本发明的有益效果主要体现在以下几个方面：可以嵌入二值图像等有意义的大容量的水印信息，增强了水印信息的可识别性。具有很强的抗打印扫描攻击的鲁棒性，可广泛用于各种证件及印刷品的防伪。利用基于Hausdorff距离的几何校正过程，可以有效的校正水印信号在打印扫描过程所受到的各种几何攻击，如：旋转、缩放、平移等。算法设计简单，校正时间短，有利于满足实际应用的需求。 

亓文法等的专利《一种用于数字图像的数字水印方法及装置》，中国专利，专利号为CN100511277，此发明公开了一种用于数字图像的数字水印嵌入、提取方法及装置，嵌入时包括：按第一规则将数字图像分成若干子区域；统计各子区域内的黑点个数；根据各子区域内的黑点个数与平均黑点个数、水印信息位串、以及第一步长计算出需要翻转的像素第一个数；按第一个数翻转每个子区域内的像素点。提取时按第一规则将数字图像分成若干子区域；根据子区域内的黑点个数与平均黑点个数及第一步长提取水印信息位串。本发明可以更好地抵抗打印、扫描和复印过程中的不确定因素攻击，尤其对于打印、复印、扫描等图像复制过程中的分辨率不匹配问题，以及由于不同程度的缩放因素导致的图像偏差，具有很好地适应性和鲁棒性。 

采用数字水印技术进行证件防伪存在的主要问题是：