一种基于汉信码与数字水印的防伪方法技术

本发明专利技术提出一种基于汉信码和数字水印的防伪方法。将汉信码作为水印信息隐藏在任意数字图像中，然后将嵌入了条码水印的数字图像添加到需要防伪的商品的相关位置，检测系统对防伪图像中嵌入的条码水印进行提取并解码，由此获得该商品的相关信息，从而判断商品真伪。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出一种基于汉信码和数字水印的防伪方法。将汉信码作为水印信息隐藏在任意数字图像中，然后将嵌入了条码水印的数字图像添加到需要防伪的商品的相关位置，检测系统对防伪图像中嵌入的条码水印进行提取并解码，由此获得该商品的相关信息，从而判断商品真伪。【专利说明】(-)
本专利技术涉及一种基于汉信码和数字水印的防伪方法。(二)
技术介绍
随着技术的发展，二维条码因其众多突出的优点，例如数据容量大、适合各种场合、不怕折、易携带、成本低等，广泛应用于对商品的识别以及防伪上。通过二维码防伪系统可对应产品一一生成加密的二维码产品信息，将二维码印刷或标贴于产品包装上，用户只需通过指定的二维码防伪系统或手机软件进行解码检验，即可获知该产品的正品安全信息。防伪二维码的出现为商品信息的防窜改、溯源和产品防伪辨识提供了一种简单便捷、也更加准确的方法。但是现今的二维码都采用公开的编码模式，容易被仿造，这就使二维码的应用领域受到很多限制，因此，研究安全的二维码的防伪技术将具有重大意义。数字水印是防伪领域的重要研究手段，利用了视觉冗余或听觉冗余特性，将秘密信息隐藏在数字媒体中，并使人们无法感知信息嵌入后媒体数据的差异。只有通过某些特定方式，才能将这些信息从宿主媒体中提取或检测出来，以此方式来实现对媒体的甄别。基于这些特点，数字水印已经成为了防伪领域的一个重要研究方向。所以，一些学者将数字水印与一些二维条码结合起来进行防伪技术的研究，提出了许多解决方案，均取得了显著成果。这些研究基于一些主流的二维条码技术:H)F417码、 QR 码、Data Matrix 码等。这些二维条码都从国外引进，不能完全适应国内应用环境，且成本较高。为解决这个问题，本专利技术提出将汉信码与数字水印结合起来进行商品的防伪，更适用于国内的应用环境，且降低了成本。汉信码是我国自主研发的二维码，其国家标准《汉信码》(GB/T21049-2007)于 2007年8月23日发布，并在2008年2月I日开始实施。汉信码的生成与识读系统全部为我国自主开发，将大大降低我国应用二维条码技术的系统成本。汉信码具有汉字编码能力强、抗畸变、抗污损、信息容量大等优点，支持160万个汉字信息字符，且编码大量汉字信息时，相同信息内容的汉信码符号面积远远低于其他条码符号。汉信码的条码结构是主要由符号版本和规格、位置检测图形，位置检测图形分割区、校正图形、功能信息区域、编码区域、空白区这七个部分组成的正方形阵列。对于所有版本的汉信码符号，其空白区域和位置检测图形的位置都比较固定，所以当汉信码作为水印时，由于嵌入位置确定，其空白区域和位置检测图形并不需要，而且会占用许多信息量，应予以去除。而将汉信码直接作为水印嵌入载体图像中，其鲁棒性不强，而且易被破解。所以需要对它进行置乱来增加其安全性，增强其抵抗恶意攻击的能力。常见的置乱方法有Arnold 变换和幻方变换，对比来讲，Arnold变换算法简单而且计算花费较少。设有图像A可用A= {a(X，y), I ^ x ^M, I ^ y 表示,对图像A进行一次Arnold 变换的方法为:将图像上的每一个像素点(X，y)按:=进行变换。对于水印的嵌入，目前通用的数字水印算法大都是基于变换域，例如:离散余弦变换(DCT)、离散傅里叶变换(DFT)、离散小波变换(DWT)等。其中，DWT不仅可以较好地匹配HVS (Human Visual System)的特性，而且与MPEG4、JPEG2000压缩标准兼容，而且利用小波变换产生的水印具有良好的视觉效果，并且拥有可以抵抗多种攻击的能力。基于DWT域的数字水印技术是目前主要的研究方向。离散小波变换用于图像处理，即把图像分解成不同空间、不同频率的子图像，称为子带。图像经过一级小波变换后生成的四个子带，分别为水平、垂直、对角线和低频子带，低频子带携带图像大部分的能量。二级小波变换即把低频子带继续分解为水平、垂直、对角、低频四个频率带，最终得到七个子带。而二级小波逆变换即此过程的倒序。(三)
技术实现思路
本专利技术提出一种基于汉信码和数字水印的防伪方法。将汉信码作为水印信息隐藏在任意数字图像中，然后将嵌入了条码水印的数字图像添加到需要防伪的商品的相关位置，检测系统对防伪图像中嵌入的条码水印进行提取并解码，由此获得该商品的相关信息，从而判断商品真伪。本专利技术的目的是这样实现的:将商品的详细信息编码成汉信码，去掉其空白区域和位置检测图形，作为水印图像，并对此水印图像进行Arnold变换来置乱。然后，对载体图像进行二级DWT变换，将置乱后的水印图像嵌入到图像的低频子带，再经过二级DWT逆变换恢复出嵌入了水印的图像。经过以上处理后，将嵌入了水印的图像信息作为防伪标识添加到商品中，完成商品的防伪处理。商品信息的检验为以上步骤的倒序，利用检测软件获取图像信息，进行二级DWT变换，提取出嵌入到低频子带 中的水印信息，将提取出的信息进行Arnold逆置换，得到恢复出的水印图像。此图像即为商品信息的汉信码，对其进行解码即可完成对商品真伪的鉴定。其具体实施步骤为:(I)防伪标识的制作:a)将相关商品信息X作为防伪信息进行编码，得到汉信码A1 ；a)去掉汉信码A1的空白区域及位置检测图形，得到二值图像弋，假设其图像尺寸为M*M,即图像有M*M个像素点；b)取图像尺寸为4M*4M的载体图像B，对其进行二级DWT变换，得到7个子带；c)取其中的低频近似子带,其图像尺寸应为M*M,用B1= {b (X，y)，I≤X≤Μ, I≤y≤Μ}表示，其中b(x，y)表示图像各像素；d)将A2经过k次Arnold变换来进行置乱，得到置乱后的二值图像A3= {a (x, y), I ^ X ^ M, I ^ y ^ Μ}，作为水印图像；e)将水印图像^按⑴=BjaA3对每一个像素点进行计算，实现水印的嵌入，得到混合后的水印图像B'，其中，α为水印嵌入强度因子；f)对混合后的水印图像B’进行二级DWT逆变换，得到嵌入了水印的图像B2g)将得到的嵌入了水印的图像B2添加到商品中，即可作为防伪标识；(2)防伪信息的提取及验证:a)获取嵌入了水印的图像B2 ；b)对图像B2进行二级DWT变换，得到七个子带，取得其中的低频子带B3 ；c)按匕=81+^4对每一个像素点进行计算，实现水印的提取，得到二值图像八4 ；d)对A4进行k次Arnold逆置换，即可获取汉信码图像A5 ；e)对汉信码图像A5解码，即可得到相关防伪信息Y ；f)将信息Y与步骤(1)中的信息X进行比对，即可验证商品的真伪。本专利技术的关键在于如何将汉信码作为水印合理嵌入载体图像中。为此，通过对汉信码及载体图像做一些处理，例如根据汉信码特征去除其空白区域及位置检测图形并进行置乱，对载体图像进行小波变换，来增加水印的鲁棒性以及安全性，使得水印的嵌入效果更加完善。其主要创新点如下:1.将汉信码与水印结合起来用来防伪，集合汉信码识读性好、使用方便、鲁棒性强、抗污损效果好、成本低的特点与水印的安全性，相辅相成，达到更好的防伪效果。2.对嵌入过程进行了一些处理，结合了汉信码的特征以及水印的特点，能够更好地嵌入，保证了安全性以及鲁棒性。(四)【专利附图】【附图说明】图1汉信码示意图图2去掉空白区域及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于汉信码和数字水印的防伪方法，其特征在于：本专利技术的目的是这样实现的：将商品的详细信息编码成汉信码，去掉其空白区域和位置检测图形，作为水印图像，并对此水印图像进行Arnold变换来置乱。然后，对载体图像进行二级DWT变换，将置乱后的水印图像嵌入到图像的低频子带，再经过二级DWT逆变换恢复出嵌入了水印的图像。经过以上处理后，将嵌入了水印的图像信息作为防伪标识添加到商品中，完成商品的防伪处理。商品信息的检验为以上步骤的倒序，利用检测软件获取图像信息，进行二级DWT变换，提取出嵌入到低频子带中的水印信息，将提取出的信息进行Arnold逆置换，得到恢复出的水印图像。此图像即为商品信息的汉信码，对其进行解码即可完成对商品真伪的鉴定。其具体实施步骤为：(1)防伪标识的制作：(1)将相关商品信息X作为防伪信息进行编码，得到汉信码A1；a)去掉汉信码A1的空白区域及位置检测图形，得到二值图像A2，假设其图像尺寸为M*M，即图像有M*M个像素点；(2)取图像尺寸为4M*4M的载体图像B，对其进行二级DWT变换，得到7个子带；(3)取其中的低频近似子带，其图像尺寸应为M*M，用B1={b(x,y),1≤x≤M,1≤y≤M}表示，其中b(x,y)表示图像各像素；(4)将A2经过k次Arnold变换来进行置乱，得到置乱后的二值图像A3={a(x,y),1≤x≤M,1≤y≤M}，作为水印图像；(5)将水印图像A3按B′=B1+αA3对每一个像素点进行计算，实现水印的嵌入，得到混合后的水印图像B′，其中，α为水印嵌入强度因子；(6)对混合后的水印图像B“进行二级DWT逆变换，得到嵌入了水印的图像B2(7)将得到的嵌入了水印的图像B2添加到商品中，即可作为防伪标识；(2)防伪信息的提取及验证：a)获取嵌入了水印的图像B2；b)对图像B2进行二级DWT变换，得到七个子带，取得其中的低频子带B3；c)按B3=B1+αA4对每一个像素点进行计算，实现水印的提取，得到二值图像A4；d)对A4进行k次Arnold逆置换，即可获取汉信码图像A5；e)对汉信码图像A5解码，即可得到相关防伪信息Y；f)将信息Y与步骤(1)中的信息X进行比对，即可验证商品的真伪。本专利技术的关键在于如何将汉信码作为水印合理嵌入载体图像中。为此，通过对汉信码及载体图像做一些处理，例如根据汉信码特征去除其空白区域及位置检测图形并进行置乱，对 载体图像进行小波变换，来增加水印的鲁棒性以及安全性，使得水印的嵌入效果更加完善。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚文斌，王真，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：