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当数字水印技术在印刷图文防伪中的应用下

发布时间:2021-09-09 15:45:26 阅读: 来源:车轴厂家

数字水印技术在印刷图文防伪中的应用(下)

(3)在印刷图文中隐含信息的技术措施

为了隐含信息,必须解决图像扫描前后信息的丢失问题,这就是如何控制打印—扫描操作。对于由人为因素造成的影响如,扫描率选择、仪器的搭配设置等等,只要认真、仔细都是可以避免的。而对于非人为因素造成的影响如,D/A过程中数字图像的半色调处理等,就必须进行算法的设计。水印算法往往是根据具体的应用要求设计的,任何一种算法都不可能抵抗各种攻击,而只能是对其中一种或几种攻击鲁棒性较强。这是由数字水印的特性决定的,因为水印的鲁棒性和不可见性本身就是一对矛盾,鲁棒性要求加入的信息量和信息强度要大,如果加入的信息量过大势必影响不可3是国外隐性技术壁垒制约发展见性,因此只能取一个折中的情况。

由于是针对的是印刷品防伪问题,所以算法要能经受一次A/D转换和一次D/A转换,为了在转换过程中尽量减少信息的丢失,提高算法的鲁棒性,必须考虑图像的色彩空间转换。众所周知,显示器、扫描仪所采用的是加色三原色RGB色彩空间,而打印机则采用的是减色三原色CMY(CMYK)色彩空间,这就造成了不同彩色设备的成色原理不同。通常情况下CMYK色空间要比RGB色空间的色域小一些,如果直接进行A/D或D/A转换肯定会丢失大量信息,影响算法的鲁棒性。因此,在进行A/D或D/A转换前必须进行色彩空间转换。在目前的诸多色彩空间中,有计算机图形学中的色彩空间RGB、CMY、HIS(HLS、HSB)等,以及彩色电视色彩空间YUV、YIQ、YCrCb、CIELuv等,其中只有基于CIE的色彩空间是独立于设备的,由于其中CIELab色彩模式与YUV色彩空间类似,且均是用亮度和色差来描述色彩分量,因此它是目前唯一既能直观感觉,又能用于参数描述的色彩空间,可以客观准确地描述、传递、管理与复制色彩。由于CIELab可以保证在进行色彩模式转换时,CMYK范围内的色彩没有损失,所以这种情况下可以采用色彩空间消费趋势决定市场 未来塑料大有作为!最广的CIELab色彩模式来作为转换的基础,并且水印的添加与提取都应该在Lab色彩空间进行。

小波变换作为一种新的信号处理工具,在图像处理领域正受到越来越广泛的注意,其中一个主要因素就是小波变换能够较好地匹配HVS特性。因此可以考虑在小波域中结合HVS特反应快性,建立视觉门限模型,定义视觉掩盖函数,在给图像加水印过程中,使得在每个小波系数功能愈来愈强大所加的幅值不超过此系数所能掩盖的失真,这样可以在保证水印不可见的前提下尽可能提高坚固性。水印的嵌入和提取在对嵌入水印以前,首先利用二维离散小波变换将宿主图像进行小波分解,得到不同空间、不同频率的子带图像。通常情况下都是对宿主图像进行4级小波分解,得到分别代表低频子带和水平、垂直、对角方向的高频子带图像LL、HL、LH、HH。而水印的嵌入点则应该结合人类视觉系统(HVS)的照度掩蔽特性和纹理掩蔽特性进行恰当选择。人类视觉系统研究的结果表明,背景的亮度越亮,纹理越复杂,人眼对其轻微变化就越不敏感。因此,应该尽可能地将水印嵌入到图像中满足上述条件的部位。对于图像的小波变换域,上述信息主要表现在HH,HL和LH细节子图中一些有较大值的小波系数上。因此,可以考虑将水印嵌入到上述区域,其嵌入过程可以用下图说明,水印的提取则是下图的逆过程。

3、存在的问题

由于数字水印还是一门新兴学科,涉及了不同科学领域,发展史较短,所以还存在很多问题需要解决,主要包括以下几个方面。

(1)算法分析

通过对现有数字水印算法的鲁棒性、安全性、抗攻击性等特性的研究,并结合数字信号处理技术,寻找出它们之间的关系,从而发现更好的数字水印技术。

(2)基于特征的数字水印技术

因基于统计特征的数字水印技术容易受到非线性等变换方法的攻击,而基于特征的数字水印技术则具有较好的鲁棒性,因此可能成为今后的研究重点。

(3)给出估计水印能量的理论框架

当前大多数的水印算法均利用实验来确定嵌入水印的最佳能量,应给出一个一般性的水印算法框架,可以从理论上计算需嵌入水印的饿最佳容量或能量。

(4)应用领域的局限性

目前,水印处理技术的有关应用大多局限于数字电子媒体和其他视听过程中的产品。很少有针对实物产品的应用报道,而这一系列则是人们日常生活中直接用于交换的对象。研究和开发适合这类产品的水印处理技术是社会的需要。

(5)公钥数字水印系统

即使用一个专有的密钥来叠加水印信号,而任何人均可以通过一个公开的密钥来检测出水印的信号,但使用公开的密钥来推导有密钥和用公开的密钥来去除水印信号这两个过程都是非常困难的。到目前为止,该领域还未取得突破性进展。

4、数字水印技术在印刷图文中的应用前景

在信息络高速发展的今天,虽然数字化媒体在信息传媒领域占有的地位越来越重要,但不容忽视的是,现实生活中大量的信息仍然是用印刷的方法产生的,如:图书、货币、商标、证书、证件、影音制品的封面、广告、名片、护照及大量用印刷方式产生的书籍、资料等等。近些年来,随着经济的发展,巨额利润的诱惑,假冒行为也日益猖獗起来,其中印刷品的假冒也十分严重。一些非法人员利用掌握的技术及作案工具可以按常规的作业方式轻易地复制他人的劳动成果,这种卑鄙手段极大地打击了科技创作者的积极性[1],给受害者造成了巨大的经济和名誉损失。因此,用印刷方式形成的图像、资料等的版权保护就成了急待解决的问题。在解决问题的过程中,人们曾在彩色印刷上研发了不少防止侵权的方法,如激光防伪、水印纸防伪、电脑络防伪、特殊加防伪技术、隐形标识防伪技术、隐形图像防伪技术等等,虽然这些防伪方法在一定程度上起到了防止侵权的作用,但是产品的成本也随之大幅度地增加了,这在一定程度上是不利于竞争的。因此,商家渴望得到一种成本低廉、简单易行的防止侵权方法。现有的文献资料表明,数字水印技术研究的实用对象是电子数字媒体。对有奖证券、印刷品、照片、印花品、艺术品等实物大量复制品的水印处理技术研究尚处于刚刚起步的状态,还需要进行深入的研究,其应用前景是非常广阔的。

打假防伪是现实生活中人们广泛关注的社会问题,利用数字水印技术来解决印刷品防伪方案能够满足一般图像防伪的基本要求,尤其适合仅对一轮印刷扫描有鲁棒性要求的场合。与其他防伪技术相比,该方法最突出的优点在于它不需要特殊材料或特殊工艺等,因而真伪鉴别成本大大降低,一般用户可以很容易的实现产品的真伪鉴别。当然水印技术在印刷品防伪的应用领域的应用研究还有大量工作要做,相信通过专家学者对水印技术的不断研究及其他领域先进技术和算法的引入,印刷防伪体系会逐步完善。

来源:中国品牌与防伪 文/马金涛

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