单参数多变量一元分层加密二进制人民币防伪印刷方法与流程

本发明涉及一种人民币防伪印刷技术，特别是一种单参数多变量一元分层加密二进制人民币防伪印刷方法，该人民币防伪印刷技术可以用于各种面值的人民币的防伪印刷中。

背景技术：
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货币防伪关系到一个国家的金融安全，从货币产生开始防伪与造假的斗争就没有停息，我国的人民币进行了大胆地创新，采用了水印防伪技术、安全线防伪技术、雕刻凹版印刷及凹印接线防伪技术、红蓝彩色纤维和无色荧光纤维防伪技术、隐形面额数字防伪技术、光变油墨印刷面额数字防伪技术、阴阳互补对印图案防伪技术、号码凸印防伪技术、缩微文字防伪技术、无色荧光图案防伪技术、有色荧光图案防伪技术和对接吻合等多项防伪技术，但防伪与造假的斗争是高科技的较量，再先进的防伪技术都有一定的时效性，所以，必须不断提升人民币防伪技术，使其永远处于防伪技术的领先地位，这也是维系国家金融安全的根本保证。

技术实现要素：
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为了提高人民币防伪的可靠性和安全性，本发明针对现有人民币防伪存在的不足对现有人民币防伪技术进行了改进，提出了一种二进制加密信号调制调幅网点形状的人民币防伪技术，该人民币防伪技术通过对人民币印制中调幅网点形状的改变，将防伪信息以二进制加密信号形式嵌入在整个人民币页面中，可在人民币识别时从任意一个碎片里识别防伪信息，因此具有很强隐蔽性和抗碎性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先对图像和文字防伪信息进行数字化处理，利用图像和文字防伪信息生成8位一组的二进制防伪信息表，为防止加密过程中产生信息溢出，将二进制防伪信息表中的8位一组二进制防伪信息扩展为16位一组二进制防伪信息，生成高8位全为0的16位一组二进制防伪信息表，将16位一组二进制防伪信息表中的第i组16位二进制防伪信息记作N_i，i为大于0的正整数，八位二进制加密参数记作C，加密参数C为0≦C≦255的二进制整数，二进制算符控制变量记作k，二进制算符控制变量k为0≦k≦7的二进制整数，二进制控制变量记作j、n、d、e、f、g、h和m，控制变量j、n、d、e、f、g、h和m的取值为0≦j≦7的整数，算符采用+ 、－、×、÷四种算符，二进制算符控制变量k=0时定义为+，二进制算符控制变量k=1时分别定义为+ 、÷，二进制算符控制变量k=2时分别定义为－、÷、+，二进制算符控制变量k=3时分别定义为+ 、×、+、÷，二进制算符控制变量k=4时分别定义为+ 、×、+、÷、－，二进制算符控制变量k=5时分别定义为+ 、×、+、÷、－、÷，二进制算符控制变量k=6时分别定义为+ 、×、+、÷、－、÷、+，二进制算符控制变量k=7时分别定义为+ 、×、+、÷、－、÷、+ 、×，将16位一组二进制加密防伪信息表中的第i组16位二进制加密防伪信息记作N_i，二进制算符控制变量k=0时一元分层加密运算公式定义为, 二进制算符控制变量k=1时一元分层加密运算公式定义为, 二进制算符控制变量k=2时一元分层加密运算公式定义为, 二进制算符控制变量k=3时一元分层加密运算公式定义为,二进制算符控制变量k=4时一元分层加密运算公式定义为,二进制算符控制变量k=5时一元分层加密运算公式定义为,二进制算符控制变量k=6时一元分层加密运算公式定义为, 二进制算符控制变量k=7时一元分层加密运算公式定义为,设定加密参数C的初值，设定j、n、d、e、f、g、h和m的初值j=0、n=0、d=0、e=0、f=0、g=0、h=0和m=0，设定16位一组二进制防伪信息表中16位二进制防伪信息N_i的位置控制变量i=1，从16位一组二进制防伪信息表中第一组16位二进制防伪信息N₁开始，循环采用上述八种不同的加密运算公式对16位一组二进制防伪信息表中16位二进制防伪信息进行加密运算，并且在每一次加密运算的同时进行i+1、k+1、j+1、n+1、d+1、e+1、f+1、g+1、h+1和m+1运算，随着i、k、j、n、d、e、f、g、h和m的取值变化，通过对16位一组二进制防伪信息表中的每一组16位二进制防伪信息进行加密运算，生成与16位一组二进制防伪信息表对应的16位一组二进制加密防伪信息表，对人民币印刷中调幅网点的形状进行数字化处理，将调幅网点的形状设置为和两种，其中定义为数字0、定义为数字1，在人民币印刷过程中利用生成的16位一组的二进制加密防伪信息通过循环查表法调制人民币页面上的调幅网点，使人民币页面上的调幅网点有规律的按照上述两种调幅网点的形状进行变化，调制后人民币页面上相邻16个调幅网点构成一组16位二进制防伪信息，使得人民币页面上通过调幅网点形状的变化携带防伪信息，并使该防伪信息嵌入在整个人民币页面网点中，实现人民币防伪。通过在人民币页面中非显见地嵌入可提取的防伪信息，能够为真人民币提供有效证明，同时具有较强的抗伪造能力，且不增加额外的防伪成本。

为解决上述的技术问题，首先对防伪信息进行数字化处理，生成8位一组的二进制防伪信息表，防伪信息可以是图像信息和文字信息信息，将二进制防伪信息表中的8位一组二进制防伪信息扩展为16位一组二进制防伪信息，生成高8位全为0的16位一组二进制防伪信息表，对16位一组二进制防伪信息表中的每一个16位二进制防伪信息进行分层加密运算，生成16位一组的二进制加密防伪信息表，利用二进制加密防伪信息表中的16位二进制加密防伪信息经过信道编码，生成具有检错和纠错功能的16位一组的二进制调制信号，信道编码可以采用循环编码、卷积编码或Turbo编码多种形式，将人民币页面原始连续调图像信号经过栅格化处理（RIP）和混合加网输出半色调混合加网图像信号，其中包括调幅网点和调频网点图像信号，利用生成的16位一组二进制调制信号采用循环查表法调制方式调制半色调混合加网图像信号中调幅网点的形状，使调幅网点的形状按照和有规律的发生改变，使半色调混合加网图像信号中相邻16个调幅网点通过形状的改变携带16位二进制加密防伪信息，从而生成在整个人民币页面网点中嵌入防伪信息的半色调混合加网图像信号，实现人民币的防伪印刷。

在提取防伪信息时，首先采集人民币页面网点图像信号，经过对调幅网点的形状的模糊识别，分辨调幅网点的形状，提取调幅网点的边沿信号和形状信息，解调人民币页面调幅网点的形状信息，输出16位一组的二进制调制信号，对解调输出的16位一组的二进制调制信号进行信道解码, 信道解码后恢复生成二进制解密防伪信息表。

将二进制解密防伪信息表中的16位二进制信息记作H_i，通过加密过程可知，在恢复生成的二进制解密防伪信息表中，二进制算符控制变量k=0时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=1时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=2时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=3时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=4时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=5时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=6时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=7时一元分层解密运算为，将解码后恢复生成的二进制解密防伪信息表中16位二进制信息H_i的位置控制变量初值设定为i=1，二进制算符控制变量初值设定为k=0,从恢复生成的二进制解密防伪信息表中第一组H₁开始，对恢复生成的二进制解密防伪信息表中的每一组16位二进制信息进行相应的一元分层解密运算，解出二进制防伪信息N_i，生成高8位全为0的16位一组二进制防伪信息表，去掉高8位，恢复生成8位一组的二进制防伪信息表，恢复防伪信号并输出防伪信息。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1 加载防伪信息流程图。

图2 提取防伪信息流程图。

具体实施方式

在加载防伪信息流程图1中，原始防伪信息（图像、文字）经加密，生成8位一组的二进制防伪信息表，将二进制防伪信息表中的8位一组二进制信息扩展为16位一组二进制信息，生成高8位全为0的16位一组二进制防伪信息表，16位一组二进制防伪信息表中的第i组16位二进制信息记作N_i，i为大于0的正整数，八位二进制加密参数记作C，加密参数C为0≦C≦255的二进制整数，二进制算符控制变量记作k，二进制算符控制变量k为0≦k≦7的二进制整数，二进制控制变量记作j、n、d、e、f、g、h和m，控制变量j、n、d、e、f、g、h和m取值为0≦j≦7的整数，算符采用+ 、－、×、÷四种算符，二进制算符控制变量k=0时定义为+，二进制算符控制变量k=1时分别定义为+ 、÷，二进制算符控制变量k=2时分别定义为－、÷、+，二进制算符控制变量k=3时分别定义为+ 、×、+、÷，二进制算符控制变量k=4时分别定义为+ 、×、+、÷、－，二进制算符控制变量k=5时分别定义为+ 、×、+、÷、－、÷，二进制算符控制变量k=6时分别定义为+ 、×、+、÷、－、÷、+，二进制算符控制变量k=7时分别定义为+ 、×、+、÷、－、÷、+ 、×，二进制算符控制变量k=0时一元分层加密运算公式定义为, 二进制算符控制变量k=1时一元分层加密运算公式定义为, 二进制算符控制变量k=2时一元分层加密运算公式定义为, 二进制算符控制变量k=3时一元分层加密运算公式定义为, 二进制算符控制变量k=4时一元分层加密运算公式定义为, 二进制算符控制变量k=5时一元分层加密运算公式定义为,二进制算符控制变量k=6时一元分层加密运算公式定义为, 二进制算符控制变量k=7时一元分层加密运算公式定义为,设定加密参数C的初值，设定j、n、d、e、f、g、h和m的初值j=0、n=0、d=0、e=0、f=0、g=0、h=0和m=0，设定16位一组二进制防伪信息表中16位二进制防伪信息N_i的位置控制变量i=1，从16位一组二进制防伪信息表中第一组16位二进制防伪信息N₁开始，循环采用上述八种不同的加密运算公式对16位一组二进制防伪信息表中16位二进制防伪信息进行加密运算，并且在每一次加密运算的同时进行i+1、k+1、j+1、n+1、d+1、e+1、f+1、g+1、h+1和m+1运算，通过对16位一组二进制防伪信息表中的每一组16位二进制防伪信息进行加密运算，生成与16位一组二进制防伪信息表对应的16位一组二进制加密防伪信息表，对人民币印刷中调幅网点的形状进行数字化处理，将调幅网点的形状设置为和两种，其中定义为数字0、定义为数字1，在人民币印刷过程中利用生成的16位一组的二进制加密防伪信息通过循环查表法调制人民币页面上的调幅网点，使人民币页面上的调幅网点有规律的按照上述两种调幅网点的形状进行变化，调制后人民币页面上相邻16个调幅网点构成一组16位二进制防伪信息，使得人民币页面上通过调幅网点形状的变化携带防伪信息，并使该防伪信息嵌入在整个人民币页面网点中，实现人民币防伪印刷。

在提取防伪信息流程图2中，在提取防伪信息时，首先采集人民币页面网点图像信号，经过对调幅网点的形状的模糊识别，分辨调幅网点的形状，提取调幅网点的边沿信号和形状信息，解调人民币页面调幅网点的形状信息，输出16位一组的二进制调制信号，对解调输出的16位一组的二进制调制信号进行信道解码, 信道解码后恢复生成二进制解密防伪信息表。

将二进制解密防伪信息表中的16位二进制信息记作H_i，通过加密过程可知，在恢复生成的二进制解密防伪信息表中，二进制算符控制变量k=0时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=1时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=2时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=3时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=4时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=5时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=6时一元分层解密运算为，二进制算符控制变量k=7时一元分层解密运算为，将解码后恢复生成的二进制解密防伪信息表中16位二进制信息H_i的位置控制变量初值设定为i=1，二进制算符控制变量初值设定为k=0,从恢复生成的二进制解密防伪信息表中第一组H₁开始，对恢复生成的二进制组防伪信息表中的每一组16位二进制信息进行相应的一元分层解密运算，解出二进制防伪信息N_i，生成高8位全为0的16位一组二进制防伪信息表，去掉高8位，恢复生成8位一组的二进制防伪信息表，恢复防伪信号并输出防伪信息。