[发明专利]一种基于灰度图像光水印的防扫描复印方法

摘要

一种基于灰度图像光水印的防扫描复印方法，对图像灰度进行分级处理，将光水印从二值域扩展到灰度域，提出灰度图像光水印算法，使得水印区域可以以一定的形式表现，并对灰度图像光水印的基础点阵生成规则、单层水印嵌入方法、多层水印叠加方法以及加权水印对比度评价方法进行了详细阐述。在此基础上，结合扫描复印过程中产生的边缘扩散的模糊效应，构建一层防扫描复印水印，将该层水印与其他灰度图像光水印进行叠加，并嵌入文档图片，以达到对打印文档防扫描复印的效果。

主权项

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；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；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＝(PB‑PW)/M×N，其中PB表示图像点阵中灰度值大于128的“点”的个数，PW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；PB和PC的计算方法如其中pt表示t点处的加权值，l为对灰度的分级，lt为t点处的灰度级别，T为水印嵌入周期。