一种基于特征区域的(k,n)半色调可视加密方法技术

本申请实施例提供一种基于特征区域的(k,n)半色调可视加密方法，包括：从载体图像中获取n个特征区域；将水印信息分享为n幅分享图像；利用半色调可视加密算法将所述n幅分享图像隐藏在n个特征区域的半色调图像中，生成信息隐藏图像；将所述信息隐藏图像印刷，生成载有水印信息的印刷品。通过本申请实施例的基于特征区域的(k,n)半色调可视加密方法，实现了水印信息的隐藏，同时提高了生成的载有水印信息的印刷品的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于特征区域的(k,n)半色调可视加密方法
本申请涉及图像信息隐藏
，尤其涉及一种基于特征区域的(k,n)半色调可视加密方法。
技术介绍
图像和视频信息隐藏已成为最常用的信息隐藏形式。半色调图像是一种特殊的图像载体，仅通过黑白两个颜色值来表示一幅图像。半色调图像最常见的应用是在印刷和打印过程中，因为每个像素点上只有0(有墨)和1(无墨)两种状态，所以需要使用半色调图像。目前，全球范围内，假币和仿冒名牌依然比较猖獗，并给各国带来巨大经济损失，所以印刷防伪技术则被列为各国优先发展的技术。半色调图像是印刷过程的基础，所以半色调图像上的信息隐藏，成为印刷防伪技术的核心。但常用的图像隐藏算法不能直接应用到半色调图像中，因为常用图像隐藏方法通过修改图像的像素值来实现，而半色调图像中每个像素只有二值，在半色调图像上实现信息隐藏后，必须保证每个像素点仍为0或1。所以，半色调图像的信息隐藏(半色调信息隐藏)成为图像信息隐藏的一个新分支。现在已有半色调图像上的自隐藏算法，但是该算法中，半色调图像H是由上下两部分组成，只能应用于基于点扩散的半色调图像中，如果应用在基于误差扩散的半色调图像中，则生成图像的质量将会受到明显影响。当前算法主要属于(2,2)半色调可视加密算法和半色调自隐藏算法，缺少(k,n)半色调可视加密算法，即将秘密信息隐藏在n个分享图像中，从其中的k个图像则可以提取隐藏的秘密信息。当前算法都是对整幅半色调图像进行信息隐藏，而信息隐藏过程必然对图像质量构成影响，所以当前的算法对图像质量影响较大，需要通过改进算法来提高生成半色调图像的质量。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于特征区域的(k,n)半色调可视加密方法，来解决现有技术中信息隐藏过程对图像质量构成影响较大的技术问题。基于上述目的，本申请提出了一种基于特征区域的(k,n)半色调可视加密方法，包括：从载体图像中获取n个特征区域；将水印信息分享为n幅分享图像；利用半色调可视加密算法将所述n幅分享图像隐藏在n个特征区域的半色调图像中，生成信息隐藏图像；将所述信息隐藏图像印刷，生成载有水印信息的印刷品。在一些实施例中，所述从载体图像中获取n个特征区域，包括：通过特征点检测，在所述载体图像中获取多个特征点；对所述特征点进行筛选，去除距离较近的角点，再根据特征强度进行筛选，选择强度大于预设阈值的特征点；以筛选后的特征点为中心形成圆形的特征区域，所述特征区域的半径值是根据特征强度得到的。在一些实施例中，所述将水印信息分享为n幅分享图像，包括：生成pm个k-1次多项式f1(x),…,fpm(x)；使用每个多项式fr(x)(r＝1:pm)针对每个a0值生成并选择可用数据，其中：a0的范围：[0,15]，xi的范围：[1,15]，yi的范围：[0,15]，且p＝17；使用公式y＝(a0+a1x+a2x2+a3x3+…+ak-1xk-1)modp，分别带入xi的15个值，计算生成15组数据(xi,yi)；对生成的数据，使用公式计算NumofOnei，NumofOnei表示第i组数据(xi,yi)中1bit的数目，将剩下的有效数据根据|NumofOnei-4|的数值从小到大排序，选择前n+expnum组数据，作为可用分享数据。通过以上过程，得到的数据结构形式：array(pnum,a0,xi,yi)，其中pnum＝1:pm，a0＝0:15，i＝1:(n+expnum)，水印图像S分辨率为W×H，将S分解为W/4×H组4bit数据，每组4bit数据Bi,j作为一个秘密数据D，使用公式计算Bi,j对应的秘密数据值Si,j；令a0＝Si,j，array(pnum,a0,xi,yi)数组中选择当前a0值对应的n组数据(xi,yi)，将n组数据分享到n个分享图像对应位置；通过上述过程，将一幅秘密图案S分享为n个无意义的分享图像，称为分享图像1-n，每幅分享图像分辨率为2W×H。在一些实施例中，所述半色调可视加密算法，包括基于点扩散的自隐藏算法和基于误差扩散的自隐藏算法。在一些实施例中，所述基于点扩散的自隐藏算法，包括：原始图像X分为上部分X1和下部分X2，X分辨率是2W×2H，X1和X2的分辨率都是2W×H；通过基于点扩散半色调信息隐藏算法，将一个无意义分享图像隐藏在X1和X2生成的半色调图像中，生成Y1和Y2；将Y1和Y2分别作为上下两部，构成半色调图像H。在一些实施例中，所述基于误差扩散的自隐藏算法，包括：原始图像X分为上部分X1和下部分X2，X分辨率是2W×2H，X1和X2的分辨率都是2W×H；通过基于误差扩散半色调信息隐藏算法，将一个无意义分享图像隐藏在X1和X2中，获取X1中最后两行的扩散误差；将X1中最后两行的扩散误差与原始X2合并，构成更新的X2；在原始X1和更新的X2上，执行秘密图案隐藏算法，实现分享图像的隐藏，并生成新Y1和新Y2；将新Y1和新Y2作为上下两部，组合生成半色调图像H。在一些实施例中，还包括水印信息的提取过程：获取印刷品中的n个特征区域；利用自提取的半色调提取算法从n个特征区域的半色调图像数据中提取n幅分享图像；从任意k幅分享图像中提取水印信息。在一些实施例中，自提取的半色调提取算法，包括灰度半色调图像中的自提取算法：一幅灰度半色调图像H，被分为上部分H1和下部分H2，H分辨率是2W×2H，H1和H2的分辨率都是2W×H；利用公式将H1和H2中对应像素同或(XNOR)，提取分享图像D；利用公式计算提取分享D的CDR，这里O表示原始分享图像，D和O的分辨率都是2W×H。在一些实施例中，自提取的半色调提取算法，包括彩色半色调图像中的自提取算法：一幅彩色半色调图像H，可被分解为[Hr,Hg,Hb]三幅图像；对每个图像Hx(x＝r,g,b)，被分为上部分Hx1和下部分Hx2，Hx分辨率是2W*2H，Hx1和Hx2的分辨率都是2W×H；利用公式提取Dr,Dg,Db；利用公式提取分享图像D；利用公式计算提取分享D的CDR。在一些实施例中，所述从任意k幅分享图像中提取水印信息，包括：K幅被选取的分享图像，称为被选取的分享图像1-k；设每幅被选取的分享图像分辨率为2W×H，将每幅图像分解为W/4×H组8bit数据，每组数据生成分享数据(xi,yi)，从k幅被选取的分享图像对应位置共得到k组分享数据(xi,yi,i＝1-k)；将k组分享数据(xi,yi)，使用公式完成拉格朗日插值，计算得到a0；令Si,j＝a0，用公式计算得到4bit的Bi,j，Bi,j为提取的秘密图案对应位置数据；当上述过程在整个k幅被选取的分享图像上实施后，可提取一幅秘密图案Rm，m＝1-Cnk；使用公式计算提取的秘密图案Rm与原始秘密图案S的CDR，Rm和S的分辨率都是W×H。本申请实施例提供一种基于特征区域的(k,n)半色调可视加密方法，包括：从载体图像中获取n个特征区域；将水印信息分享为n幅分享图像；利用半色调可视加密算法将所述n幅分享图像隐藏在n个特征区域的半色调图像中，生成信息隐藏图像；将所述信息隐藏图像印刷，生成载有水印信息的印刷品。通过本申请实施例的基于特征区域的(k,n)半色调可视加密方法，实现了水印信息的隐藏，同时提高了生成的载有水印信息的印刷品的质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于特征区域的(k,n)半色调可视加密方法，其特征在于，包括：从载体图像中获取n个特征区域；将水印信息分享为n幅分享图像；利用半色调可视加密算法将所述n幅分享图像隐藏在n个特征区域的半色调图像中，生成信息隐藏图像；将所述信息隐藏图像印刷，生成载有水印信息的印刷品。

【技术特征摘要】
1.一种基于特征区域的(k,n)半色调可视加密方法，其特征在于，包括：从载体图像中获取n个特征区域；将水印信息分享为n幅分享图像；利用半色调可视加密算法将所述n幅分享图像隐藏在n个特征区域的半色调图像中，生成信息隐藏图像；将所述信息隐藏图像印刷，生成载有水印信息的印刷品。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从载体图像中获取n个特征区域，包括：通过特征点检测，在所述载体图像中获取多个特征点；对所述特征点进行筛选，去除距离较近的角点，再根据特征强度进行筛选，选择强度大于预设阈值的特征点；以筛选后的特征点为中心形成圆形的特征区域，所述特征区域的半径值是根据特征强度得到的。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述将水印信息分享为n幅分享图像，包括：生成pm个k-1次多项式f1(x),…,fpm(x)；使用每个多项式fr(x)(r＝1:pm)针对每个a0值生成并选择可用数据，其中，a0的范围：[0,15]，xi的范围：[1,15]，yi的范围：[0,15]，且p＝17；使用公式y＝(a0+a1x+a2x2+a3x3+…+ak-1xk-1)modp，分别带入xi的15个值，计算生成15组数据(xi,yi)；对生成的数据，使用公式计算NumofOnei，NumofOnei表示第i组数据(xi,yi)中1bit的数目，将剩下的有效数据根据|NumofOnei-4|的数值从小到大排序，选择前n+expnum组数据，作为可用分享数据。通过以上过程，得到的数据结构形式：array(pnum,a0,xi,yi)，其中pnum＝1:pm，a0＝0:15，i＝1:(n+expnum)，水印图像S分辨率为W×H，将S分解为W/4×H组4bit数据，每组4bit数据Bi,j作为一个秘密数据D，使用公式计算Bi,j对应的秘密数据值Si,j；令a0＝Si,j，array(pnum,a0,xi,yi)数组中选择当前a0值对应的n组数据(xi,yi)，将n组数据分享到n个分享图像对应位置；通过上述过程，将一幅秘密图案S分享为n个无意义的分享图像，称为分享图像1-n，每幅分享图像分辨率为2W×H。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述半色调可视加密算法，包括基于点扩散的自隐藏算法和基于误差扩散的自隐藏算法。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于点扩散的自隐藏算法，包括：原始图像X分为上部分X1和下部分X2，X分辨率是2W×2H，X1和X2的分辨率都是2W×H；通过基于点扩散半色调信息隐藏算法，将一个无意义分享图像隐藏在X1和X2生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁海洋，
申请(专利权)人：北京印刷学院，
类型：发明
国别省市：北京,11