在浮字的边缘埋入信息的防伪处理方法

专利名称：在浮字的边缘埋入信息的防伪处理方法
技术领域：
本发明属于信息处理领域，尤其是一种在浮字的边缘埋入信息的防伪处 理方法。
背景技术：
随着复印机、打印机、扫描仪等办公自动化设备创新技术的不断发展， 其打印或扫描分辨率越来越高，使用上述设备可以对印刷介质证书证件进行 打印或复印，其效果完全可以达到以假乱真。另外，通过扫描仪将印刷介质 证书证件扫描至计算机中形成数据图像、利用计算机中的图像处理软件可以 很简单地对该图像进行修改以达到篡改的目的。如今，社会上所使用的不仅只是各种印刷介质证书证件的原件，而在很 多情况下，各种印刷介质证书证件的复印件更是被大量使用。如有关部门在 做审查时，经常要求提供各种证明材料的复印件，上述各种印刷介质证书证 件很容易被伪造或被篡改，对于复印件的伪造或篡改更为容易。因此，如何 对印刷介质证书证件进行防伪、及对该印刷介质证书证件的复印件进行防伪 是摆在当今社会中的一大问题，急需一种可对印刷介质证书证件及其复印件 进行有效的防伪防篡改的技术支持。对印刷介质证书证件进行防伪防篡改，传统的方法可以采用防复制专用 纸张对证书证件进行防伪处理。它使用带有底纹的专用防伪纸进行证书证件的 制作，在对该证书证件复印时，复印件上就会呈现出隐藏在底纹中的浮字信 息，因此可以很容易地区分出证书证件及其复印件。但上述方法需要使用专 用的防伪纸，因此存在处理成本高、普及性差及价格昂贵等问题，而且该方 法只能针对原件进行防伪处理。日本最新防伪技术主要是在印刷介质证书证 件中文字的轮廓上作一些编码，将这些编码埋在纸上， 一旦证书证件被篡改， 编码就会发生变化，可判断证书证件是否被篡改。由于该方法采用的是数字 水印的技术，不能在纸上埋入大量信息，编码只能在很少的文字上进行，很 难完全防止证书证件的内容被篡改。另外，对于证书证件的复印件的防篡改 技术的报道更是很少。采用网屏编码技术不仅可以实现证书证件在复印后出现"复印"或"无 效"等浮字的字样，而且可将证书证件的发行日期，发行单位等数据埋入到 浮字中的专利已发表"印刷介质证书证件及其复印件的防伪处理方法"(200610015373.1)。可是，这种证书证件的数据埋入方法，比较容易被专业 人员找到在什么地方埋有信息。综上所述，现有技术还不能彻底解决印刷介质证书证件，尤其是复印件 所存在的防伪防篡改问题。发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种即使专业人员也很难 发现在什么地方埋有信息的针对印刷介质证书证件进行防伪防篡改的处理方 法。本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的该在浮字的边缘埋入信息的防伪处理方法，其特征在于在浮字的边缘的 埋入信息的防伪处理方法步骤如下(1) 读取包括文档、图像在内的证书证件中的所有数据，并将其转换为 证书证件图像；(2) 读取要埋入的防伪信息，并将该防伪信息转换成网屏编码；(3) 在证书证件图像的背景上制成由底纹大的像素点和底纹小的像素点 构成的底纹图像；査找底纹浮字图像边缘上的点，同时在不改变底 纹中大的像素点所构成的浮字，或图形，或图像的边缘上像素点特 性的基础上，使用网屏编码的网点同底纹中底纹大的像素点构成的 浮字，或图形，或图像的边缘处像素点进行置换，将具有防伪信息 的网屏编码埋入底纹浮字图像的边缘处；(4) 将证书证件图像与己埋入防伪信息的底纹图像构成的印刷图像进行 打印输出。而且，所述的将具有防伪信息的网屏编码埋入底纹图像中是通过网屏编 码同底纹大的像素点构成的浮字的边缘处的点的置换实现的，防伪信息是埋 在由底纹大的像素点排列而成的包括文字、图形，图像在内的任意形状的网 屏浮字图像的边缘处的。而且，所述的防伪信息转换成网屏编码后，对该网屏编码按下述方法进 行加密网屏编码的数值或点阵位置rGR，用密匙kEK及加密函数C(k， C)进行下面的计算，实现网屏编码的加密 RXK—C及r—C(k， c); 按下述方法实现对被加密的网屏编码进行解密被加密的网屏编码CEC， 用密匙kEK及解密函数S(k, C)进行下面的计算，实现网屏编码的解密CXK—R及￡ (k， c) kEK。 而且，所述的网屏编码由包括形状、方向、大小及位置在内的几何学形 态的网屏编码的网点组成。而且，所述的网屏编码由包括集中分散、调制方式、传播方向及力学重 心在内的物理学形态的网屏编码的网点组成。而且，所述的将具有防伪信息的网屏编码埋入底纹图像中是通过网屏编 码同底纹大的像素点的置换实现的，即防伪信息是埋在底纹大的像素点中。而且，所述的底纹图像是由底纹大的像素点和底纹小的像素点构成的一 种以上图形的排列组合构成的二维分布的图像。而且，所述的底纹图像包括由底纹大的像素点排列成包括文字在内的任 意形状的网屏浮字图像。而且，所述的底纹像素点包括底纹大的像素点和底纹小的像素点。而且，所述的埋入防伪信息内容包括证书证件内容、追迹信息、复印禁 止代码、密写信息中的一种或其中几种的合成。而且，所述的追迹信息包括打印设备类型、打印者、打印时间。


图1是本发明的埋入方法流程图； 图2是一组底纹像素点的示意图； 图3是网屏编码的网点的示意图； 图4是其他几组网屏编码的网点形态的示意图； 图5是代码间最大类似度为1/2的网屏编码的例子； 图6是用几何学形态和物理学形态的网屏编码的网点构成的网屏编码的 例子；图7是底纹像素点组成的图形的放大示意图；图8是由底纹大的像素点排列成包括文字在内的具有浮字功能的底纹样图；图9是网屏编码的网点埋入在底纹浮字中的放大示意图；图10是将网屏编码埋入在浮字底纹中的证书证件及其复印件示意图；101是底纹大的像素点；102是埋入防伪信息的网屏编码网点；201是底纹大的像素点；202是底纹小的像素点；203是埋入防伪信息的网屏编码网点。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述，但本发明所述的实施例是 说明性的，而不是限定性的。本发明中所述的像素点是构成图像的最小单位，网点是与构成图像的最
小单位的像素点所对应的网屏最小单位，网点是由印刷设备所能印刷的最小 单位点组成的，网屏编码是由网点组成。底纹像素点特性是由底纹像素点的灰度值即单位面积上的点的个数，底 纹像素点的形状特别是外形，底纹像素点的位置特别是中心位置这三个参数 决定的。在本实施方式中，根据印刷网屏原理，当像素点不在图像灰度边界 上时，即使像素点的形状或方向发生一些变化，可认为像素点特性不会发生 变化。另外，当像素点不在图像灰度边界上时，像素点的中心位置或大小稍 微有些变化也可认为像素点特性不会发生变化。图2是本实施方式所使用的是两种底纹像素点，其中图2 (a)是底纹大 的像素点，该像素点是可被复印的像素点，图2 (b)是底纹小的像素点，一 般设计为不可复印的像素点。图2只列出了一组底纹像素点的例子，实际上不仅仅只有上述形式的底 纹像素点，所有按照类似形式组成的底纹像素点都属于本发明的范围之内。图3是本实施方式所使用的网屏编码的网点的例子，大的点状分布网点， 这种网点都为可复印的网点，即复印后网点的形状不会发生大的变化。图4是另外几种几何学形态的网屏编码的网点和物理学形态的网屏编码 的网点，其中(a,b)所在行表示的是由不同的形状构成的网屏编码的网点， (c，d)所在行表示的是由不同的方向构成的网屏编码的网点。(e，f)所在行表 示的是由不同的调制方式构成的网屏编码的网点，其中(e，f)所在行左边为集 中分布的网屏编码的网点，本发明可将集中分布的网屏编码的网点视为调幅 网屏编码的网点，即AM网屏编码的网点；(e，f)所在行右边为分散分布的网 屏编码的网点，本发明可将分散分布的网屏编码的网点视为调频网屏编码的 网点，即FM网屏编码的网点。(g，h)所在行也是表示由不同的调制方式构成 的网屏编码的网点，它是将(e， f)所在行右边分散分布的网屏编码的网点稍微 进行一些变形就构成了(g,h)所在行右边分散分布的网屏编码的网点。(i， j) 所在行表示的是由不同的传播方向构成的网屏编码的网点。(k， l)所在行表示 的是由不同的重心构成的网屏编码的网点。图4中左边一列的网屏编码的网 点表示代码"1"，右边一列的网屏编码的网点表示代码"0"。图4只列出了几种几何学形态的网屏编码的网点和物理学形态的网屏编 码的网点的例子。不仅仅只有这几种形式，凡是包括不同形状、不同方向、 不同大小、不同位置在内的所有几何学形态都可构成本发明的网屏编码的网 点；以及凡是包括集中分散方式、不同调制方式、不同传播方向、不同重心 在内的所有物理学形态都可构成本发明的网屏编码的网点，所有按照类似形 式组成的网屏编码的网点形式都属于本发明的范围之内。为了下面的描述，我们先导入网屏编码代码间最大类似度的最小化的概念，所谓代码间类似度的含义就是代码间的相似程度，其值越大代表越相似，分辨率越低，识别越困难;反之，代码间类似度越小，分辨率越高，识别越容易。 在网屏编码中设Sk为信息代码、n为代码长，m为代码的数量时，所述网屏编码间最大类似度A m a x是由下式表示公式1<formula>formula see original document page 7</formula>公式2<formula>formula see original document page 7</formula>式中d (Sk， SO为代码Sk与S工之间的距离即代码间不同代码位的个数，k ， 1=0， 1 ， 2 ，... m— 1 。图5是代码间最大类似度为1/2以下的网屏编码的例子。在这16个代码 中相互间最接近的任意一组代码之间不同的数值位的个数要大于等于代码长 度的一半的数量。这组代码的代码长度为8，因此任意一组代码之间不同的数 值位的个数要大于等于4。因此，本实施方式采用的网屏编码的代码间的最大 类似度在1/2以下，在网屏编码的识别上具有较高的识别分辨率。图4中给出的几种几何学形态的网屏编码的网点和物理学形态的网屏编 码的网点都可按图5代码间最大类似度为1/2以下的网屏编码的例子构成网 屏编码。图6是将图4中给出的几种几何学形态的网屏编码的网点和物理学形态 的网屏编码的网点按图5中的代码值为G4 (10101010)的情况下构成的网屏 编码的例子。图7是由底纹大的像素点和底纹小的像素点这两种底纹像素点构成的若 干个图形组合排列构成一幅底纹图像的放大示意图。这些图形可以是方形、 圆形、八角形等各种形状。在本发明中，底纹图像就是采用由若干个这样图 形排列可使观察者在视觉上产生一种效果，即在印刷精度比较低的情况下不 易辨认底纹大的像素点和底纹小的像素点之间区别的二维图像。底纹图像是 由底纹大的像素点排列成包括文字在内的具有任意形状的网屏浮字图像底 纹。图8表示的是在证件证明内容的背景上印刷的防伪底纹图像中，由底纹 大的像素点按照浮字文字的形状组合排列所构成的网屏浮字图像的图样。构
成浮字形式的防伪图像可以为文字，或图形，或图像等各种形状。图8为浮 字"無"的图样。其中101指示的是构成浮字图像的底纹大的像素点，102指 示的是埋入防伪信息的网屏编码网点。图9表示的是具有防伪信息的网屏编码网点埋入在证书证件背景上浮字 形式的防伪底纹图像中的放大示意图。网屏编码网点是埋入在浮字形式的防 伪底纹图像的边缘处IO个像素上的。网屏编码网点采用与底纹浮字像素点非 常接近或者相同的网点埋入在浮字图像中的。其中201指示的是底纹大的像 素点，由这种大的像素点构成具有防伪信息的浮字图像，图像的边缘埋有网 屏编码。202指示的是底纹小的像素点。203指示的是具有防伪信息的网屏编 码网点。为了保证制作出证书证件的质量，本发明在网屏编码埋入时，是在证书 证件的背景上制成底纹图像，并且为了不改变底纹像素点特性，在网屏编码 埋入时使用与底纹像素点特性非常接近的或相同的网屏编码的网点，进行置 换，以达到不破坏底纹图像质量的目的。本实施方案作为例子给出图3所示 的网屏编码的网点。实施例1:下面结合图1叙述在浮字的边缘埋入信息的防伪处理方法的过程 在浮字的边缘埋入信息的防伪处理方法，通过网屏编码埋入系统实现。 网屏编码埋入系统安装在计算机内，通过计算机主机与键盘、显示器、 打印机、扫描仪等设备的配合可以实现在证书证件的背景处，使用底纹像素 点同时制成底纹图像，同时埋入具有防伪信息的网屏编码并在普通打印纸上 同时打印输出，这些防伪信息包括证书证件内容、追迹信息、复印禁止代码、 密写信息中的一种或几种，其中，追迹信息包括打印设备类型、打印者、打 印时间等。在印刷介质证书证件浮字边缘埋入信息的埋入方法步骤如下-(1) 读取要制作的包括文档、图像在内的证书证件中的所有数据，并将 其转换为证书证件图像；(2) 读取要埋入的防伪信息，并将该防伪信息转换成网屏编码；(3) 在证书证件图像的背景处制成由两种不同底纹像素点组成的，并由 若干个小的图形排列组合构成的，可使观察者产生一种视觉上效果的，即使 在打印输出设备的精度比较低的情况下，不易辨认出两种不同底纹像素点之 间的区别的二维底纹图像；在二维底纹图像中同时按照指定的功能，还将两 种不同底纹像素点中的一种大的像素点构成包括文字、图形、图像等在内的 任意的具有防伪功能的底纹浮字图像；査找底纹浮字图像边缘上的点，在不 改变该底纹中浮字或图形，或图像的边缘像素点特性的前提下，使用与底纹
大的像素点特性相一致的网屏编码的网点同底纹中浮字，或图形，或图像的 边缘处的像素点进行置换，并将具有防伪信息的网屏编码埋入底纹图像边缘 的IO个像素中；(4)将证书证件图像与己埋入防伪信息的底纹图像构成的印刷图像打印输出；完成上述埋入过程后，由大的像素点构成的底纹中浮字，或图形，或图 像的边缘的10个像素点被埋入网屏编码，其放大效果如图9所示，其中201 表示的是大的点状分布网点，202表示小的点状分布网点，203表示的是网屏 编码网点。此时，在浮字的边缘己埋入防伪信息。图IO是将网屏编码埋入在浮字底纹中的证书证件及其复印件示意图，其 中图10 (a)为在浮字边缘已埋入具有防伪信息的网屏编码的证书证件，由于 网屏编码埋入在证书证件背景中由底纹大的像素点的所构成的浮字形式的防 伪底纹图像的浮字的边缘上，且网屏编码的网点的特性与底纹像素点的特性 相一致，因此埋入网屏编码后的证书证件的质量不受任何影响，图10 (b)为 证书证件的复印件，由于证书证件具有浮字底纹图像，因此复印后，浮字图 案被明显的显示出来，因此可以很容易地区分出原件与复印件，而且，复印 后埋入的网屏编码信息被同时保留在浮字图像中，可用于对复印件的防伪防 篡改处理。上面所述的浮字功能是指带有浮字防伪功能的证书证件被复印后，其 复印件会出现底纹消失，在证明内容的背后如图10(b)那样出现無效或COPY等字样。浮字的工作原理构成证书证件的底纹图像中的两种像素点，即底纹大 的像素点和底纹小的像素点。底纹大的像素点能够被普通复印机复印，用这 种像素点可以构成文字或图案，埋入的网屏编码的网点采用了与底纹大的像 素点特性相一致的点状分布网点进行置换；底纹的其他部分则由被普通复印 机不可复印的底纹小的像素点构成。在这种情况下，复印后底纹消失而由比 较大的像素点构成的文字或图案被复印出，构成浮字的效果。防伪信息被保 留在浮字上，而且网屏编码的网点没有因复印而发生大的变化，因此，复印 后保留在浮字上的防伪信息仍然可以进行识别；例如，图10 (a)在复印机上 复印时，底纹大的像素点和网屏编码的网点被保留下来，而底纹小的像素点 的部分丢失，因此由底纹大点组成的图案(無效)被明显的显示出来，即浮 字现象。本发明为了进一步增强防伪防篡改的功能，还可以对埋入的网屏编码进 行加密及解密处理，其方法如下1.加密过程在埋入方法步骤2后，对转换后的网屏编码按下述方法进
行加密网屏编码的数值或点阵位置rER，用密匙kGK及加密函数C(k， C) 进行下面的计算，实现网屏编码的加密RXK—C及r—e(k， c);在步骤3中在对已加密的网屏编码进行埋入，方法同前。2.解密过程在识别方法步骤3后，按下述方法对被加密的网屏编码进行解密被加密的网屏编码的数值或点阵位置CEC，用密匙kEK及解密函 数S(k, C)进行下面的计算，实现网屏编码的解密CXK—R及￡ (k， c) kGK 。只有按密钥及与加密函数相匹配的解密函数才能对被加密的网屏编码进 行解密，因此更进一步地增强了防伪防篡改的功能。网屏编码是同电子文件相同形式的计算机代码，因此，针对网屏编码的 数值的加密和解密不仅仅是上述的方法，所有可对电子文件加密和解密的方 法都可适用对网屏编码的加密和解密，都属于本发明的范围之内。针对网屏编码的点阵位置的加密和解密也适用上述的方法。具体技术方案是将二维分布的网屏编码按前一行的最后一个网点与下一行最前面的网 点连接的方法排列成具有前后顺序关系的一个列。设排列成一个列的网屏编 码某网点的加密前的顺序号为rER，用密匙kEK及加密函数C( k， c)加密后的顺序号为cEC，针对网屏编码的点阵位置的加密的一个实例是将顺序号 为rER的网点与顺序号为cEC的网点进行交换，这样，经反复计算直到所 有网点都被交换过，就可实现对整个网屏编码在点阵位置上的加密。针对网屏编码的点阵位置的解密的方法是将排列成一个列的网屏编码 某网点的加密后的顺序号cEC，用密匙kEK及解密函数S(k， c)进行上述 的计算结果得到某网点的加密前的顺序号rER，只要将加密后的顺序号cec 所对应的网点与加密前的顺序号rGR所对应的网点再进行一次反交换，同样 经过反复计算直到所有网点都被反交换过，就可实现对整个网屏编码在点阵 位置上的解密结果。本发明的优点效果在于-l.本发明将能够证明印刷介质证书证件合法性的防伪信息以网屏编码信 息埋入在印刷介质证书证件上，由于埋入在印刷介质证书证件中的网屏编码 被隐藏，因此可以很好防止原件被伪造或被篡改；同时采用本方法还使得复 印件上能够保留了印刷介质原件中埋入的防伪信息，有效地保证复印件中网 屏编码的完整性与准确性，也能够很好地防止复印件被伪造或被篡改。更进 一步，还可对埋入的网屏编码进行加密及解密处理，更增强了防伪防篡改的 功能，彻底解决因打印机、复印机的技术发展带来的社会负面影响。 2. 本发明是在印刷介质证书证件内容的背景上与底纹图像进行合成，并 在不改变底纹网点性质的基础上在浮字的边缘处进行网屏编码的埋入，因此 可以更好地保证印刷的质量和复印后的质量。3. 本发明利用了可造成人眼错觉的底纹图形效果，即使是在打印机的精 度比较低(600dpi)的情况下，也能在复印件上产生浮字的效果，避免了使用 专用纸等专用材料存在的一些弊端，因而大大降低了印刷介质证书证件的制 作成本。4. 带有防伪信息的印刷介质证书证件在复印后，该复印件上的浮字内容 被明显地显示出来，因此可比较简单地辨明原件与复印件。5. 由于本发明是在普通纸上，在印刷证书证件内容的同时印刷出带有防 伪效果的底纹，因此具有导入成本低有利于推广应用的特点。6. 本发明有效地解决了证书证件的复印件被篡改与伪造的问题，使得该 复印件的真实性得到保证，因此印刷介质证书证件的复印件能够得到更广泛 的应用。7. 本发明在证书证件内容的背景上印刷的由底纹大的像素点构成的浮 字的边缘上埋入数据，即使专业人员采用专业的设备也不容易找到在何处埋 有信息。
权利要求
1.一种在浮字的边缘埋入信息的网屏编码防伪处理方法，其特征在于在浮字的边缘埋入信息的防伪处理方法，具体步骤如下(1)读取包括文档、图像在内的证书证件中的所有数据，并将其转换为证书证件图像；(2)读取要埋入的防伪信息，并将该防伪信息转换成网屏编码；(3)在证书证件图像的空隙处制成由底纹像素点构成的底纹图像，同时在不改变底纹中浮字，或图形，或图像的边缘像素点特性的基础上，使用网屏编码的网点同底纹中浮字，或图形，或图像的边缘像素点进行置换，将具有防伪信息的网屏编码埋入底纹图像中的边缘处；(4)将证书证件图像与已埋入防伪信息的底纹图像构成的印刷图像进行打印输出。
2. 根据权利要求1所述的在浮字的边缘埋入信息的网屏编码防伪处理方 法，其特征在于将具有防伪信息的网屏编码埋入底纹图像中是通过网屏编 码网点同底纹图像中底纹大的像素点的置换实现的，网屏编码信息是埋在由 底纹大的像素点排列而成的包括文字、图形、图像在内的任意形状的网屏浮 字图像的边缘处的。
全文摘要
本发明涉及信息处理领域中的一种在浮字的边缘埋入信息的防伪处理方法，该埋入方法是在印刷介质证书证件内容的背景上同时印刷浮字形式的防伪底纹图像，并在不改变浮字底纹网屏特性的基础上，在浮字的边缘上进行网屏编码的防伪信息埋入；即使专业人员采用专业的设备也不易识别出是否并且在何处埋入了信息；本发明通过复印时产生的浮字效果可以简单地区别原件与复印件；在复印后被埋入的防伪信息可以完整地保留在复印件上，因此也可对复印件进行真伪识别；该方法可在普通纸上实现防伪处理，具有导入成本低、利于推广的特点。
文档编号H04N1/40GK101159806SQ20071015012
公开日2008年4月9日 申请日期2007年11月9日 优先权日2007年11月9日
发明者进 郑, 顾泽苍 申请人:天津市阿波罗信息技术有限公司