一种基于边缘检测误差扩散算法的潜像边界改进方法技术

本发明专利技术公开了一种基于边缘检测误差扩散算法的潜像边界改进方法，包括如下步骤：步骤(1)、输入目标图像并分色；步骤(2)、调幅加网；步骤(3)、得到隐藏信息的潜像；步骤(4)、在隐形通道的半色调图中调整潜像边界和内部的网点，包括一次调整和二次调整；合成得到嵌入有隐藏信息的目标图像的半色调图。本发明专利技术采用潜像边界上网点的差值动态的获得误差分散系数，按照系数量化灰度值的误差并向周围的网点分散处理，将隐藏信息的轮廓特征和误差的分散联系在一起，可以有效的改善隐藏信息轮廓显现导致防伪失效的问题。

An improved latent image boundary method based on edge detection error diffusion algorithm

The invention discloses a latent image boundary improvement method based on edge detection error diffusion algorithm, which includes the following steps: step (1), input target image and color separation; step (2), amplitude modulation screening; step (3), obtain latent image of hidden information; step (4), adjust latent image boundary and interior in halftone image of invisible channel. The dots, including one adjustment and two adjustments, are synthesized to obtain a halftone image embedded with hidden information. The method uses the difference of the latent image boundary points to dynamically obtain the error dispersion coefficient, quantifies the error of gray value according to the coefficient and disperses it to the surrounding points, links the contour characteristics of hidden information with the dispersion of errors, and effectively improves the problem of anti-counterfeiting failure caused by the appearance of hidden information contour.

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘检测误差扩散算法的潜像边界改进方法
本专利技术属于图像处理
，具体涉及一种基于边缘检测误差扩散算法的潜像边界改进方法。
技术介绍
基于莫尔效应的光栅防伪技术是信息隐藏技术研究领域的重要分支和研究方向，其将一些防伪信息直接嵌入数字载体当中，且不影响原载体的使用价值，也不容易被探知和再次修改，但通过使用检测光栅，防伪信息可以被用户识别和辨认。通过这些隐藏数字载体(目标图像)中的防伪信息(隐藏信息)，从而达到防伪目的。但是，现有技术的防伪信息，其在目标图像中经常出现的问题便是轮廓可感知，一旦其轮廓被感知，就会导致防伪功能失效，使其无法实现防伪的目的。南京林业大学的王天马在《基于相位调制法的光栅防伪技术》中对相位调制法的缺点进行了改进，结合韦伯定律分析了光栅防伪中影响隐蔽性效果的因素；将防伪信息潜像区域的网点分为内部和边界两部分，并通过严谨的理论推导计算出上、下边界网点改进的位移和网点百分比。该方法改进潜像边界网点的加网参数，使其与背景网点融合，在提高隐蔽性的同时又保证了提取的显著性。其在网点百分比的改进中，结合视觉掩蔽效应，设置适应系数均为0.25，这种将所有边缘网点进行统一适应性改变虽然在一定程度上可以提高隐蔽性，但是适应范围较窄，只能在阶调较为平坦的图像上取得较好效果。西安理工大学的谢侍棋在《基于模拟印刷概念的加网误差分析研究》中指出，传统误差扩散方法，是从发送误差的角度进行误差扩散处理的，各个方向的比例系数是固定的，水平方向和垂直方向的比例系数始终比其他方向的大，在某些情况下会造成积累误差，产生轮廓失真。基于前述，有部分研究做出进一步改进，参考误差扩散方法对边界上的网点百分比进行改进，其适应的比例系数虽然不相同，但其在水平和垂直方向的比例系数始终比其他方向的大，多种测试结果表明，这样的网点百分比改进方法仍无法适用所有情况的目标图像，会产生较为严重的轮廓失真现象。公开号为CN106891632A的中国专利技术专利申请公开了一种印刷品光栅和图像载体组合拼接防伪标记的制作方法，通过分割需要隐藏的图文信息，将被分割的部分分别置入载体图像和显隐光栅上，使用带有图文信息的显隐光栅提取与之对应数字图中完整的图文信息，并图像完整再现的效果，与数字图像不匹配的显隐光栅不能达到提取完整图文信息的效果，因此提高了产品的防伪性能，但其在具有复杂纹理的目标图像的应用中，隐藏信息非常容易被人眼感知。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于边缘检测误差扩散算法的潜像边界改进方法，采用潜像边界上网点的差值动态的获得误差分散系数，按照系数量化灰度值的误差并向周围的网点分散处理，将隐藏信息的轮廓特征和误差的分散联系在一起，可以有效的改善隐藏信息轮廓显现导致防伪失效的问题。本专利技术提供了如下的技术方案：一种基于边缘检测误差扩散算法的潜像边界改进方法，包括如下步骤：步骤(1)、输入目标图像，对目标图像的CMYK通道进行分色得到C、M、Y和K共4个通道，选择其中至少一个通道作为隐形通道；步骤(2)、采用调幅加网技术，设置网点的生成方法为模型法或者生长模型法，加网处理得到由网点组成的4个通道的半色调图；步骤(3)、确定需要嵌入至隐形通道的隐藏信息，确定嵌入位置，在隐形通道的半色调图中得到隐藏信息的潜像；步骤(4)、在隐形通道的半色调图中调整潜像边界和内部的网点，包括一次调整和二次调整；一次调整为：设置位移方向和位移距离，采用相位调制法位移潜像内部和边界上的网点；二次调整为：根据位移方向，采用边缘检测误差扩散算法，重新计算并设置潜像边界上的网点的灰度值；一次调整和二次调整完成后，得到嵌入有隐藏信息的隐形通道的半色调图，与剩余通道的半色调图合成，得到嵌入有隐藏信息的目标图像的半色调图。作为上述技术方案的进一步描述：所述目标图像包括x×y个像素点，记(x,y)为像素点的坐标。作为上述技术方案的进一步描述：所述二次调整的方法为：(1)、记潜像边界上位于上方边界的网点的集合为集合A，集合A中各个网点的灰度值为fA(x,y)，计算集合A中各个网点的灰度值与其邻域内网点的灰度值的差值，记为ex-1,y-1、ex-1,y、ex-1,y+1和ex,y-1；ex-1,y-1＝|fA(x-1,y-1)-fA(x,y)|；ex-1,y＝|fA(x-1,y)-fA(x,y)|；ex-1,y+1＝|fA(x-1,y+1)-fA(x,y)|；ex,y-1＝|fA(x,y-1)-fA(x,y)|；其中，fA(x-1,y-1)、fA(x-1,y)、fA(x-1,y+1)、fA(x,y-1)表示目标图像中对应位置的灰度值；(2)、将差值ex-1,y-1、ex-1,y、ex-1,y+1和ex,y-1由大至小排序，得到差值最大的方向和差值最小的方向，重新设置集合A网点的灰度值，记为f′A(x,y)；f′A(x,y)＝μ1fA(x-1,y-1)+μ2fA(x-1,y)+μ3fA(x-1,y+1)+μ4fA(x,y)；式中μ1、μ2、μ3和μ4为分散系数，μ1、μ2、μ3和μ4均不相等，且μ1、μ2、μ3和μ4中的最大值为最小值为中间值为和差值最大的方向采用最小的分散系数，差值最小的方向采用最大的分散系数。作为上述技术方案的进一步描述：所述二次调整的方法为：(1)、记潜像边界上位于下方边界的网点的集合为集合B，集合B中各个网点的灰度值为fB(x,y)，计算集合B中各个网点的灰度值与其邻域内网点的灰度值的差值，记为tx-1,y-1、tx-1,y、tx-1,y+1和tx,y-1；tx-1,y-1＝|fB(x-1,y-1)-fB(x,y)|；tx-1,y＝|fB(x-1,y)-fB(x,y)|；tx-1,y+1＝|fB(x-1,y+1)-fB(x,y)|；tx,y-1＝|fB(x,y-1)-fB(x,y)|；其中，fB(x-1,y-1)、fB(x-1,y)、fB(x-1,y+1)、fB(x,y-1)表示目标图像中对应位置的灰度值；(2)、将差值tx-1,y-1、tx-1,y、tx-1,y+1和tx,y-1由大至小排序，得到差值最大的方向和差值最小的方向，重新设置集合B网点的灰度值，记为f′B(x,y)；f′B(x,y)＝τ1fB(x-1,y-1)+τ2fB(x-1,y)+τ3fB(x-1,y+1)+τ4fB(x,y)；式中τ1、τ2、τ3和τ4为分散系数，τ1、τ2、τ3和τ4均不相等，且τ1、τ2、τ3和τ4中的最大值为最小值为中间值为和差值最大的方向采用最大的分散系数，差值最小的方向采用最小的分散系数。作为上述技术方案的进一步描述：所述隐形通道为C通道和/或M通道。作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤(1)中，分色为对目标图像的CMYK通道进行分离得到4个256级的灰度图。作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤(2)中，模型法指预先将各个不同灰度值所对应的网点模型制作好，在加网时，对于不同灰度值只需要用相对应的网点模型来替代，所述网点模型为256个。作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤(2)中，生长模型法是指按照比例把模型法中的网点模型数量压缩，得到另一基本模型，当灰度值减小或增加一级，则对应的基本模型中就多一个或者少一个记录点曝光，从而表达出目标图像中的所有阶调。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘检测误差扩散算法的潜像边界改进方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)、输入目标图像，对目标图像的CMYK通道进行分色得到C、M、Y和K共4个通道，选择其中至少一个通道作为隐形通道；步骤(2)、采用调幅加网技术，设置网点的生成方法为模型法或者生长模型法，加网处理得到由网点组成的4个通道的半色调图；步骤(3)、确定需要嵌入至隐形通道的隐藏信息，确定嵌入位置，在隐形通道的半色调图中得到隐藏信息的潜像；步骤(4)、在隐形通道的半色调图中调整潜像边界和内部的网点，包括一次调整和二次调整；一次调整为：设置位移方向和位移距离，采用相位调制法位移潜像内部和边界上的网点；二次调整为：根据位移方向，采用边缘检测误差扩散算法，重新计算并设置潜像边界上的网点的灰度值；一次调整和二次调整完成后，得到嵌入有隐藏信息的隐形通道的半色调图，与剩余通道的半色调图合成，得到嵌入有隐藏信息的目标图像的半色调图。

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘检测误差扩散算法的潜像边界改进方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)、输入目标图像，对目标图像的CMYK通道进行分色得到C、M、Y和K共4个通道，选择其中至少一个通道作为隐形通道；步骤(2)、采用调幅加网技术，设置网点的生成方法为模型法或者生长模型法，加网处理得到由网点组成的4个通道的半色调图；步骤(3)、确定需要嵌入至隐形通道的隐藏信息，确定嵌入位置，在隐形通道的半色调图中得到隐藏信息的潜像；步骤(4)、在隐形通道的半色调图中调整潜像边界和内部的网点，包括一次调整和二次调整；一次调整为：设置位移方向和位移距离，采用相位调制法位移潜像内部和边界上的网点；二次调整为：根据位移方向，采用边缘检测误差扩散算法，重新计算并设置潜像边界上的网点的灰度值；一次调整和二次调整完成后，得到嵌入有隐藏信息的隐形通道的半色调图，与剩余通道的半色调图合成，得到嵌入有隐藏信息的目标图像的半色调图。2.根据权利要求1所述的基于边缘检测误差扩散算法的潜像边界改进方法，其特征在于：所述目标图像包括x×y个像素点，记(x,y)为像素点的坐标。3.根据权利要求2所述的基于边缘检测误差扩散算法的潜像边界改进方法，其特征在于：所述二次调整的方法为：(1)、记潜像边界上位于上方边界的网点的集合为集合A，集合A中各个网点的灰度值为fA(x,y)，计算集合A中各个网点的灰度值与其邻域内网点的灰度值的差值，记为ex-1,y-1、ex-1,y、ex-1,y+1和ex,y-1；ex-1,y-1＝|fA(x-1,y-1)-fA(x,y)|；ex-1,y＝|fA(x-1,y)-fA(x,y)|；ex-1,y+1＝|fA(x-1,y+1)-fA(x,y)|；ex,y-1＝|fA(x,y-1)-fA(x,y)|；其中，fA(x-1,y-1)、fA(x-1,y)、fA(x-1,y+1)、fA(x,y-1)表示目标图像中对应位置的灰度值；(2)、将差值ex-1,y-1、ex-1,y、ex-1,y+1和ex,y-1由大至小排序，得到差值最大的方向和差值最小的方向，重新设置集合A网点的灰度值，记为f′A(x,y)；f′A(x,y)＝μ1fA(x-1,y-1)+μ2fA(x-1,y)+μ3fA(x-1,y+1)+μ4fA(x,y)；式中μ1、μ2、μ3和μ4为分散系数，μ1、μ2、μ3和μ4均不相等，且μ1、μ2、μ3和μ4中的最大值为最小值为中间值为和差值最大的方向采用最小的分散系数，差值最小的方向采用最大的分散系数。4.根据权利要求2所述的基于边缘检测误差扩散算法的潜像边界改进方法，其特征在于：所述二次调整的方法为：(1)、记...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉，
申请(专利权)人：合肥信亚达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34