[发明专利]一种基于灰度图像光水印的防扫描复印方法

权利要求书

1.一种基于灰度图像光水印的防扫描复印方法，其特征在于,包括如下步骤:灰度图像光水印设计、水印嵌入和水印提取；灰度图像光水印设计是基于相位调制的原理，将光水印从二值图像扩展到灰度图像；防扫描复印层设计是基于扫描复印过程中产生的边缘扩散的模糊效应构造防扫描复印水印层；水印嵌入是将灰度图像光水印与防扫描复印层叠加以适当的水印参数嵌入到打印文档中；水印提取是通过相应的光水印层解码器及防扫描复印层解码器进行水印提取；以下为具体步骤： 

步骤一，灰度图像光水印设计，过程如下： 

a.生成基于灰度分级的基础点阵，构建基础层； 

b.嵌入单层灰度图像光水印，并生成光水印层解码器； 

c.多层灰度图像光水印的叠加； 

d.提出加权水印对比度方法，用于对灰度图像光水印的提取效果进行评价； 

步骤二，防扫描复印层设计，过程如下： 

a.分析扫描复印过程中产生的边缘扩散的模糊效应； 

b.设计替换矩阵，对灰度基础点阵进行替换，构建出防扫描复印层水印及防扫描复印层解码器； 

步骤三、水印的嵌入，过程如下： 

a.以加权水印对比度作为衡量标准，对灰度分级与基础点阵随机概率进行分析； 

b.根据预设的线宽、水印周期、嵌入角度、灰度分级以及基础点阵随机概率、替换矩阵替换概率，进行灰度图像光水印及防扫描复印水印的嵌入与叠加； 

步骤四、水印的提取，过程如下： 

a.通过相应的光水印层解码器及防扫描复印层解码器进行水印的提取。 

2.根据权利要求1所述的基于灰度图像光水印的防扫描复印方法，其特征在于：在所述的灰度图像光水印设计过程中，将光水印从二值域扩展到灰度域，增强了水印表现事物的能力。 

3.根据权利要求1所述的基于灰度图像光水印的防扫描复印方法，其特征在于：在所述的灰度图像光水印设计过程中，提出加权水印对比度方法，用于对灰度图像光水印的提取效果做评价，其计算方法为contrast＝abs(balance₁×shift/(T/2)-balance₂)，其中balance₁和balance₂分别表示水印部分及水印外部分的加权平衡度，shift表示偏移量；加权平衡度的计 算方法为balance＝(P_B-P_W)/M×N，其中P_B表示图像点阵中灰度值大于128的“点”的个数，P_W表示图像点阵中灰度值小于128的背景部分“点”的个数，M×N表示图像的大小为M×N个像素。P_B和P_C的计算方法如其中 p_t表示t点处的加权值，l为对灰度的分级，l_t为t点处的灰度级别。 

4.根据权利要求1所述的基于灰度图像光水印的防扫描复印方法，其特征在于：在所述的防扫描复印层设计过程中，分析图像扫描复印过程中产生会产生模糊效应，将待嵌入的信息做特殊的稀疏化处理，使得经过稀疏后的信息在经过扫描复印过程后的模糊效果会被放大。 

5.根据权利要求1所述的基于灰度图像光水印的防扫描复印方法，其特征在于：在所述的防扫描复印层设计过程中，设计的替换矩阵如下表所示，并按照公式 进行替换： 

表中的每个矩阵中的元素0代表黑色点，元素1代表白色背景；公式中的p为原始水印中每个矩阵中黑色点的个数，并按照p的大小分为四个区间，当子矩阵的黑色点个数落在某个区间内时，随机选取对应的某个矩阵进行替换。