一种直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法技术

本发明专利技术公开了一种直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法，包括如下步骤：步骤一、选择宿主图像；步骤二、选择宿主通道；步骤三、宿主图像离散化；步骤四、设置隐藏信息。本发明专利技术基于数字加网和直线光栅原理，在针对中间调和暗调宿主图像的光栅防伪实现中，隐藏信息具有优良的隐藏性能和提取性能。

【技术实现步骤摘要】
一种直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法
本专利技术属于图像处理
，具体涉及一种直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法。
技术介绍
目前我国对于印刷防伪技术的研究主要集中在印刷材料(如纸张、油墨等)及数码防伪等方面，这些技术虽然能达到防伪效果，但因其对印刷设备要求较高、生产成本提高等原因受到了限制，因此没有被广泛使用。光栅防伪技术是近几年出现的对半色调图像进行防伪处理的防伪方法，该技术由于对隐形图文的隐蔽性好、保密性高、防伪效果显著、不增加额外的生产成本等优点成为了研究热点。基于数字加网技术和人眼视觉特性的相关理论，南京林业大学的刘真提出了基于加网复制的光栅防伪技术研究，并利用Adobephotoshop软件对提出的方法进行了模拟实验，然后采用Epson7880打印机对图像进行输出，用对应参数的光栅片对实际打样稿的防伪效果进行了检验。实验证明只有利用特定的光栅片才能看到图像中隐藏的防伪信息，说明该防伪方法在加网复制印刷中具有较好的防伪效果。光栅防伪技术分为嵌入和提取两个组成部分：嵌入部分，选择经过加网后待输出的图像作为宿主图像，在宿主图像的四色通道上选择通道作为防伪通道，设计隐藏信息并嵌入在防伪通道上；提取部分，设计具有相应周期的光栅检测片完成信息提取。不同于激光全息、数字水印、纳米防伪等技术，其具有检测手段直接、防伪性能高、抗攻击性强及不增加额外成本等优势。由于仿造者难以获取宿主图像及潜像的加网参数，因此无法提取到防伪潜像。具体地，在隐藏信息的嵌入阶段：采用数字加网技术(加网后的半色调图像是用网点百分比来再现连续调原稿图像的阶调和层次变化的)，生成由数字网点构成的半色调图，在半色调图中，再采用相位调制法进行网点的位移，由于人眼视觉的这种低通滤波特性，在对半色调宿主图形进行调幅加网处理后，整体改变局部区域的部分网点位置，由于网点非常小，微量的其位置后是不会明显的引起人眼是觉感知的，基于这种原理将隐藏信息嵌入到宿主图像之中，且不会引起人眼视觉的感知。因此，光栅防伪的实现需要相位调制与数字加网相结合运用。数字网点的生成主要是按网点形状建立数学模型(数学表达式)，进而规定在一个网目调单元中所有的记录栅格如何曝光(即曝光的次序)，主要有阈值法、模型法、生长模型法和对半取反法这4中生成方法。迄今为止，不管是基于莫尔效应或者是改进的光栅防伪方法，其在隐藏信息的潜像嵌入阶段，几乎全部采用统一的相位调制法。但是在相位调制法的应用中，并没有完全考虑与其相结合使用的数字加网的特别情况，相位调制法的网点生成采用生长模型法，其在中间调或者暗调图像的应用中，隐藏信息的隐藏效果非常糟糕。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法，本专利技术基于数字加网和直线光栅原理，在中间调和暗调图像的光栅防伪操作中，隐藏信息具有优良的隐藏性能和提取性能。本专利技术提供了如下的技术方案：一种直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法，包括如下步骤：步骤一、选择宿主图像；选择宿主图像，宿主图像包括x×y个像素点，分色处理，得到C、M、Y、K四个通道；步骤二、选择宿主通道设置隐藏条件，选择与隐藏条件相对应的通道作为宿主通道，宿主通道的数量为1个，剩余3个通道为常规通道，当无法选择出宿主通道时，则回到步骤一再次选择宿主图像；步骤三、宿主图像离散化采用半色调加网方法，对宿主图像离散化处理，加网前设置加网参数，加网参数包括加网线数、加网角度、网点形状和输出分辨率，记l代表所述加网线数，所述宿主通道的加网角度为α，加网后分别得到宿主通道半色调图和3个常规通道半色调图，半色调图均由网点分布组成；记宿主通道上各个像素点对应的颜色值为f(x,y)，下标(x,y)代表像素点的坐标；加网时，当f(x,y)≤50％时，网点生成方法为生长模型法；当f(x,y)＞50％时，网点生成方法为对半取反法；在MATLAB中使用imread函数读取颜色值，记为宿主通道上颜色值的平均值；步骤四、隐藏信息的嵌入选择隐藏信息，在宿主通道半色调图中确定嵌入位置，设置隐藏信息，得到嵌入有隐藏信息的宿主通道半色调图，然后与3个常规通道半色调图合成，得到嵌入有隐藏信息的宿主图像半色调图。进一步说，所述步骤四中，所述隐藏信息的设置方法为：将隐藏信息置于宿主通道半色调图的图层上，根据隐藏信息的轮廓在宿主通道半色调图的图层上确定待位移区域，将待位移区域内的网点做位移运动，记网点在横向和纵向上调整的位移量分别为W和H；时，位移的算法为：进一步说，所述位移的算法为：进一步说，所述宿主通道的加网角度α为0°，位移的算法为：进一步说，所述隐藏信息的设置方法为：将隐藏信息置于宿主通道半色调图的图层上，根据隐藏信息的轮廓在宿主通道半色调图的图层上确定待位移区域，将待位移区域内的网点做位移运动，记网点在横向和纵向上调整的位移量分别为W和H，所述时，位移的算法为：进一步说，所述宿主通道的加网角度α为0°，位移的算法为：进一步说，所述步骤二中，所述隐藏条件包括颜色值条件和直方图条件，宿主通道的选择为先进行颜色值条件筛选再进行直方图条件筛选，包括以下步骤：(1)、分析颜色值所述宿主图像包括x×y个像素点；分别读取四个通道上的颜色值，记C、M、Y、K四个通道上颜色值函数为fC(x,y)、fM(x,y)、fY(x,y)、fK(x,y)，其中(x,y)代表像素点的坐标；计算四个通道上颜色值的平均值，分别得到单位为％；所述颜色值条件为或者或者或者选出匹配的通道；(2)、分析直方图在图像处理软件中得到符合颜色值条件的通道的直方图，所述直方图条件为颜色值集中分布在中间调或者暗调的通道，根据直方图反应的灰度分布，筛选出对应的通道作为宿主通道。进一步说，所述颜色值条件为或者或者或者选出对应的宿主通道。进一步说，所述步骤四设置隐藏信息后，还包括设计用于检测隐藏信息的模拟直线光栅，模拟直线光栅为在图像处理软件中模拟直线光栅的光学折射特性制备的图层，模拟直线光栅由长度相同的黑色条纹和透明条纹相互平行间隔排列组成；黑色条纹的宽度为T1，透明条纹的宽度为T2，单位均为mm，所述T1的计算方法为：将模拟直线光栅覆盖在携带隐藏信息的宿主图像半色调图上，旋转和移动模拟直线光栅，直至观察到隐藏信息，完成隐藏信息的提取。进一步说，所述步骤三中，加网线数为96lpi，网点形状为圆形；宿主图像离散化处理在photoshop软件中采用半调网屏处理或者在Matlab软件中采用调幅加网算法处理。本专利技术的有益效果具体在于：1、本专利技术在网点的生成过程中，当f(x,y)≤50％时，网点生成方法为生长模型法；当f(x,y)＞50％时，网点生成方法为对半取反法，以50％的网点为基准，对大于百分之50％的网点，则取与其互补的小网点的点型(即常规方法中该曝光的网点区域不曝光，而周围不该曝光的网点区域则选择曝光)，按照取反的运算法则来获得网点；本专利技术打破了相位调制法中的技术偏见，使得中间调和暗调的图像同样可以使用相位调制法，特别是在暗调图像隐藏信息的隐蔽性上取得了非常显著的进步；同时，在中间调和暗调图像的光栅防伪操作中，隐藏信息具有优良的隐藏性能和提取性能；2、基于前述，对于从50％开始递增的颜色值，如51％颜色值的网点，则按照49％的传统方法(如生长模型法)曝光，就可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、选择宿主图像；选择宿主图像，宿主图像包括x×y个像素点，分色处理，得到C、M、Y、K四个通道；步骤二、选择宿主通道设置隐藏条件，选择与隐藏条件相对应的通道作为宿主通道，宿主通道的数量为1个，剩余3个通道为常规通道，当无法选择出宿主通道时，则回到步骤一再次选择宿主图像；步骤三、宿主图像离散化采用半色调加网方法，对宿主图像离散化处理，加网前设置加网参数，加网参数包括加网线数、加网角度、网点形状和输出分辨率，记l代表所述加网线数，所述宿主通道的加网角度为α，加网后分别得到宿主通道半色调图和3个常规通道半色调图，半色调图均由网点分布组成；记宿主通道上各个像素点对应的颜色值为f(x,y)，下标(x,y)代表像素点的坐标；加网时，当f(x,y)≤50％时，网点生成方法为生长模型法；当f(x,y)＞50％时，网点生成方法为对半取反法；在MATLAB中使用imread函数读取颜色值，记

【技术特征摘要】
1.一种直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、选择宿主图像；选择宿主图像，宿主图像包括x×y个像素点，分色处理，得到C、M、Y、K四个通道；步骤二、选择宿主通道设置隐藏条件，选择与隐藏条件相对应的通道作为宿主通道，宿主通道的数量为1个，剩余3个通道为常规通道，当无法选择出宿主通道时，则回到步骤一再次选择宿主图像；步骤三、宿主图像离散化采用半色调加网方法，对宿主图像离散化处理，加网前设置加网参数，加网参数包括加网线数、加网角度、网点形状和输出分辨率，记l代表所述加网线数，所述宿主通道的加网角度为α，加网后分别得到宿主通道半色调图和3个常规通道半色调图，半色调图均由网点分布组成；记宿主通道上各个像素点对应的颜色值为f(x,y)，下标(x,y)代表像素点的坐标；加网时，当f(x,y)≤50％时，网点生成方法为生长模型法；当f(x,y)＞50％时，网点生成方法为对半取反法；在MATLAB中使用imread函数读取颜色值，记为宿主通道上颜色值的平均值；步骤四、隐藏信息的嵌入选择隐藏信息，在宿主通道半色调图中确定嵌入位置，设置隐藏信息，得到嵌入有隐藏信息的宿主通道半色调图，然后与3个常规通道半色调图合成，得到嵌入有隐藏信息的宿主图像半色调图。2.根据权利要求1所述的直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法，其特征在于：所述步骤四中，所述隐藏信息的设置方法为：将隐藏信息置于宿主通道半色调图的图层上，根据隐藏信息的轮廓在宿主通道半色调图的图层上确定待位移区域，将待位移区域内的网点做位移运动，记网点在横向和纵向上调整的位移量分别为W和H；时，位移的算法为：3.根据权利要求2所述的直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法，其特征在于：所述位移的算法为：4.根据权利要求3所述的直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法，其特征在于：所述宿主通道的加网角度α为0°，位移的算法为：5.根据权利要求1所述的直线光栅隐藏信息嵌入和提取的方法，其特征在于：所述步骤四中，所述隐藏信息的设置方法为：将隐藏信息置于宿主通道半色调图的图层上，根据隐藏信息的轮...

【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