一种单色打印中基于负色图像水印的防复印方法与流程

本发明涉及一种单色打印中基于负色图像水印的防复印方法，特别是涉及政府、企业、商业等领域，适用于纸介质敏感文档保护要求的较高环境中对非授权印刷者、使用者的防范。

背景技术：

传统纸质文件在打印制作后，无法有效的解决文档被非授权复制，或者复制后无法明确版权信息等问题。针对以上问题市面上出现了基于水印的打印叠加技术、条码叠加技术和数字水印保护等技术，以上技术以灰度打印为主要手段，将水印信息存留在原件的自定义区域内，这种方法仅对原件可以起到有效的保护作用，但以上所述的方式存在以下问题：(1)传统水印通过将图形或文字以当前文字颜色深度30％～70％的灰度水印模板(图4中4.1)，将模板叠加到文字下方进行显示，该方式被普遍应用。由于水印因为墨量少于文字部分，而颜色较浅，所以伴随着原稿的多次复印后水印将变得模糊甚至淡化无法识别，从而失去对原稿的保护作用；(2)条码叠加技术虽然多次复印后仍能够清晰识别，但是条码必须打印在文档空白部位(图4中4.3)，如果叠加在正文中，将严重影响原文的可读性及条码的可识别性，因此这种水印保护在复印时无法防止用户对其条码进行遮盖后复印；(3)数字水印叠加技术与传统水印面临同样的问题，其隐藏在原稿中的数字水印经过多次复印后，最终无法准确提取数字水印，而且数字水印算法技术复杂，实施成本较高，仅对原件保护效果较好。(4)传统添加水印的过程并未对原文文字进行分析，若使用和文字墨量深度一致的水印图案，很容易将文字进行过度遮蔽，影响原文的可读性。

综上所述，迫切需要一种较低成本下，针对纸质文档多次复印后仍旧能够显示水印的简易方法，有效保证纸质文档水印标记在复印过程中的完整性和可靠性。

技术实现要素：

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种应用于单色打印中基于负色图像水印的防复印方法，通过采用负色水印图像叠加的算法，实现水印颜色深度与文字前景色相同(图4中4.2)。该方法在保证原文可读性的前提下，确保纸介质文档在复印后，水印的清晰程度始终与文字保持一致，水印不因多次复印颜色变淡而消失，最终达到文档全生命周期保护的高鲁棒性。

本发明技术解决方案：单色打印中基于负色图像水印的防复印方法，步骤如下：

S11利用计算机或者手绘的形式设计制作应用于本技术的水印图案位图，水印图案位图初始分辨率应与默认打印分辨率一致，这样便于位图叠加过程(图2中2.6)时的运算简化，提高效率减少打印周期。

配备相关打印驱动程序后，在本地对原文和水印图进行叠加操作(图2中2.6)后，将合成文件直接传输至打印模块(图2中2.7)进行正常打印(图2中2.8)。这样的好处在于不残留水印图案在打印设备中，以避免水印信息外泄。

S12所涉及的打印驱动程序可将输入的原文进行位图化处理，将其与预载入的水印图案位图进行基于负色的叠加(如图2中2.6)。如果分辨率不一致，则以原文位图分辨率为基准，将水印图案位图进行等比例缩放(如图2中2.5，缩放方法下有叙述)，使水印图案位图匹配原文位图后再进行基于负色的叠加(如图2中2.6)。叠加后生成输出所用合成位图(图4中4.2)，并传输给打印模块(如图2中2.7)。

S13打印模块对所接收的最终打印输出文件(合成位图)所进行的打印操作(如图2中2.8)与传统打印过程无差别。这使得本技术与传统打印机的兼容性得到很大保证，降低实现难度，而打印的结果为基于负色的带水印文件，对原文的使用安全性进行保护。

S11利用计算机或者手绘的形式设计制作水印图案位图，水印图案初始分辨率应与默认打印分辨率一致，便于水印图案位图叠加过程时的运算简化，提高效率减少打印周期；并配备相关打印驱动，在本地对原文和水印图案进行基于负色的叠加操作，将叠加后的文件直接传输至打印模块进行正常打印，以便不残留水印图案在打印设备，避免水印信息外泄；

S12打印驱动程序将输入的原文信息进行位图化处理，将此原文位图与预载入的水印图案位图进行基于负色的叠加，如果分辨率不一致，则以原文图案位图分辨率为基准，将水印图案位图进行等比例缩放，使水印图案位图与原文位图匹配后再进行基于负色的叠加，叠加后生成输出所用合成水印图案位图，并传输给打印模块；

S13打印模块对所接收的最终打印输出文件所进行的打印操作，与传统打印过程无差别，这使得本技术与传统打印设备的兼容性得到很大保证，降低实现难度，而打印的结果为基于负色的带水印文件，对原文的使用安全性进行保护。

在所述步骤S11和S12中，水印图案使用时需要采用模板，模板的格式设计及其默认参数设定，常用幅面为A4,300dpi，默认分辨率2480*3508。

在所述步骤S11和S12中，基于负色的叠加过程如下：将原文位图(根据3.1命名规则所成位图)与水印图案位图(根据3.2命名规则所成位图)，对角标相同的点进行异或运算处理，对应点a⊕b存入合成位图中,如图3中3.3(即a_nm⊕b_nm)是按点位叠加结果生成的合成位图(图4 4.2)，在图2中2.7过程中传输给打印模块。

对按点位叠加过程中出现不匹配时，对水印图案位图进行缩放处理，过程如下:如果原文版式长宽比与水印模板长宽比相同，则以对角线为基准，等比例拉伸或者收缩水印，使其与原文分辨率相同而位置尽可能保持不变。如果原文版式长宽比与水印模板长宽比不同，应截去水印图中多于的长或宽部分之后再进行缩放处理。

所生成的含有基于负色图像水印的文件，不会因为多次复印而淡化水印效果，降低对原文中水印的识别。

本方法适用于黑白单色纸介质基于负色图像水印打印场景。

本方法适同样适用于文字为单一色彩，并且背景为单一色彩的基于负色图像水印打印场景。

本发明不仅限于打印机的使用场景，还包括其他扫描打印复印一体机、复印机类型纸介质输出设备。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：

(1)因为并非灰度打印，印刷内容非黑即白，所以水印清晰度不随复印次数而改变，水印的有效期与原文存续期保持一致。避免了依赖多次复印去除水印的方法。

(2)水印并不使得原文与水印互相覆盖，因此文字内容个体本身并不会出现被遮蔽的效果，因而保持较高可读性。

(3)实现方式难度低，不仅对原文件较好，多次复印后仍然具有高鲁棒性。

(4)对打印设备要求较低，所收文件任务与传统任务相同。

附图说明

图1为本发明的解决方案示意图；

图2为本发明实现流程图；

图3为叠加异或算法过程；

图4水印实现对比示例图。

具体实施方式

本发明中的位图化描述为：原文位图+水印图案位图＝合成位图

常规描述：原文+水印

打印设备：指输出设备

打印驱动程序：负责叠加过程的程序

打印模块：指输出部分总称。

如图1所示，本发明具体实现步骤如下：

在S11(图1)阶段，作为准备工序，对进行叠加的默认水印图进行人工设计。该水印的默认设计参数应根据常用打印内容幅面决定，因为常用幅面为A4，300dpi，所以默认水印根据分辨率2480*3508为条件进行制作，内容为单色。当水印图案位图与原文位图分辨率匹配时，叠加过程(图2中2.6)会更加简便高效。

配备相关打印驱动程序后，在本地对原文和水印图进行叠加操作(图2中2.6)后，将合成文件直接传输至打印模块(图2中2.7)进行正常打印(图2中2.8)。这样的好处在于不残留水印图案在打印设备中，以避免水印信息外泄。

在S12(图1)阶段，图2的2.1是未添加水印原文从打印驱动入口输入进入添加水印的流程，在2.2阶段对原文进行位图化处理，使其成为点阵数据文件。然后按照点位对此点阵数据文件进行赋值存储，如图3所示，3.1部分为原文左上角所取局部2×2像素图，每个点位a_nm容器被赋值(n为行名，整数，从0开始递增；m为列名，整数，从0开始递增)。举例，第三行第四列为a₂₃。赋值内容根据所在像素点是否为黑色赋为1或0(黑色为1，白色为0)。

图2中2.3是在打印驱动程序中，将水印图案位图载入后与2.2的原文位图同时进入2.4打印驱动中进行匹配对比，这个时候的水印图案位图应与图3中3.2部分构图模式一致，进行点阵数据化处理，3.2为水印图案位图左上角所取局部2×2像素图，命名规则b_nm与上文所述a_nm一致。

在图2中2.4的对比中，如果原图与水印图分辨率相同，可将原文位图和水印图案位图直接送入2.6过程。

在图2中2.4的对比中，若原图与水印图分辨率不相同，则在2.5中将水印图案位图按照原文位图分辨率进行等比例缩放，缩放方法如下：

如果原文版式长宽比与水印模板长宽比相同，则以对角线为基准，等比例拉伸或者收缩水印，使其与原文分辨率相同而水印叠加部分相对位置尽可能保持不变。

如果原文版式长宽比与水印模板长宽比不同，应截去水印图中多于的长或宽的部分使其长宽比相同，之后再进行缩放处理。使其与原文分辨率相同而水印叠加部分相对位置尽可能保持不变。

这一过程使水印图案位图生成和原文相同分辨率的准备图，进入2.6(图2)过程。

叠加过程(这里已调整位置)如图3所示，将原文位图(根据3.1命名规则所成位图)与水印图案位图(根据3.2命名规则所成位图)，对角标相同的点进行异或运算处理，对应点a⊕b存入合成位图中，此时叠加点出现以下四种情况，具体处理方法和解释如下：

(a)当a＝0；b＝0。a⊕b＝0。原图白点对应水印图白点，叠加成白点。

(b)当a＝1；b＝0。a⊕b＝1。原图白点对应水印图黑点，叠加为黑点。

(c)当a＝0；b＝1。a⊕b＝1。原图黑点对应水印图白点，叠加为黑点。

(d)当a＝1；b＝1。a⊕b＝0。原图黑点对应水印图黑点，叠加为白点。

如图3中3.3(即a_nm⊕b_nm)是按点位叠加结果生成的合成位图(图4中4.2)而叠加后的实际效果如图4中4.2。

叠加后生成输出所用合成位图(效果如图4中4.2部分)，并传输给打印模块(如图2中2.7)。

在S13(图1)阶段

在图2过程2.8中，打印模块所接收到的打印指令的模式与传统打印的模式一致，这使得本技术与传统打印机的兼容性得到很大保证，降低实现难度，而打印的结果为基于负色的带水印文件。该输出结果已将原文与水印融为一体，随即打印过程执行完毕，实现了对原文的使用安全性的保护。而打印设备并不记录水印信息，避免水印信息泄露导致的水印保护的原文被破解情况。

本发明说明书中未做详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。