[发明专利]一种纸媒输出的防伪半色调智能数字水印制作方法

说明书

本发明公开了一种纸媒输出的防伪半色调智能数字水印制作方法，具体步骤为：将宿主图像进行二值化处理，同时对嵌入的水印图像也进行二值化处理，形成二进制数码串，作为可嵌入的水印编码信息，使用随机数种子作为密钥，产生一系列二维随机数对，作为嵌入水印编码信息的嵌入位置，将S1中形成的水印编码信息嵌入到筛选的嵌入位置中，使用视觉迭代算法对嵌入水印编码信息的宿主图像进行优化；使用训练好的神经网络模型提取水印图像。本发明可以制造出具有防伪功能的印刷水印，在版权认定，防伪包装，智能包装方面都有广泛的应用前景，有较高的技术含量，印刷水印嵌入量较大，不会明显影响图像感知质量，水印具有隐藏性，不影响消费者使用印刷品。

技术领域

本发明涉及一种数字水印制作方法，尤其涉及一种纸媒输出的防伪半色调智能数字水印制作方法。

背景技术

数字水印技术可有效提高数字媒体信息的抗侵权能力。目前市面上基于数字水印技术的包装印刷防伪产品还很少见，究其原因是因为印刷图像与数字图像的成像机理有着本质的区别。印刷品是以半色调的网点分布来再现连续调原稿的阶调层次和颜色变化。连续数字图像在印刷的过程中，首先要进行加网和分色处理，原来嵌入的数字水印在这个过程中受到很大破坏，再经过扫描重新采样量化，基本上不能被检测出来。本发明是针对灰度图像实施的印刷水印制造，不涉及彩色图像范围。

国内外面向半色调图像的数字水印技术大多还处于研制中，国内市场上还鲜有实用的产品出现。Hagit Z.和Hel-Or在2000年提出了一种在图像的半色调处理过程中，使用两种不同的抖动矩阵进行水印信息嵌入的半色调数字图像水印方法。Ming Sun Fu和Oscar C.Au在2003年结合误差扩散半色调算法，在半色调处理的过程中将水印图像嵌入到图像中。基本思路是：利用伪随机数产生信息隐藏的伪随机位置，这些位置上修改半色调网点为隐藏水印信息的编码。基于这种线路有一批数字图像水印算法提出来，如DHST，DHPT，DHSPT，DHE和MDHED等算法。此后，Ming Sun Fu 等人又提出了核自调整误差扩散算法，使用两个误差扩散核而非两个不同的抖动矩阵在图像的半色调处理过程中实现水印信息的嵌入。国内也有一些单位，如武汉大学，西安理工大学等研究师生展开了同类的科研活动。主要进展为：探讨了以人眼视觉系统模型为基础，通过逐步迭代来最小化含水印信息的半色调图像和原连续图像之间的视觉误差，以获得高质量的半色调图像。

数字水印一般可以分为频域嵌入与空域嵌入。频域嵌入一般是在连续调图像上进行的，先将图像转换到频率域，再在频率谱系数数据上嵌入水印，然后经过逆变换重新生成数字图像，频域嵌入水印的优点是具有较好的全息性，可以抵挡图像部分缺损和扫描对不齐问题对水印信息的提取效果的影响。然而经过印刷过程的图像加网转变，频域添加的信息很大程度受到破坏，不易制成印刷水印。基于空域变换的方法就比较适合在加网过程中嵌入水印信息，制成印刷水印。如果采用随机选取的孤立点，在这些位置上嵌入水印bit信息，对图像视觉上影响小，可嵌入信息量大，但是孤立网点在印刷输出和扫描重新输入的过程中很难准确定位，甚至出现网点丢失，不易检测出嵌入的信息。另一类空域水印方案，依据水印信息选择不同加网模式，在加网的过程中，将水印融入到宿主半色调图像的邻域模式中，在印刷输出和重新扫描输入后，更容易检测出水印信息。

在检测水印的环节中，已有的检测算法是一个逆向的运算过程，引入公式化的印刷扫描转换函数，通过计算推导在加网过程中嵌入的水印信息，因为公式化的印刷和扫描模型都不能包含实际生产过程中的复杂条件和随机偶然因素，所以对加网模式的变换方式不能做出正确的估计，一般会产生很大的偏差。水印的实际检测效果不理想。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种纸媒输出的防伪半色调智能数字水印制作方法,它具有对印刷和扫描中经历的图像网点转化进行数据驱动的智能建模，可以智能化地检测出水印信息，同时对潜在的二次印刷盗版的行为进行抵抗的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种纸媒输出的防伪半色调智能数字水印制作方法，具体步骤为：