一种编码信息中嵌入信息的方法和系统与流程

本发明属于编码信息技术领域，特别涉及一种编码信息中嵌入信息的方法和系统。

背景技术：

编码信息诸如条形码、二维码等，一般印于商品包装上，一个商品赋予一个编码，可用于商家的商品价格管理/库存管理/串货管理等；若采取变码打印输出，实现一物一码，其应用面更可以扩大到：有奖销售、防伪、追溯、支付、互联网入口、手机客户端下载等等。

随着编码技术和网络技术、编码技术和印刷技术的融合，目前市场上已经可以见到彩码、三维码等，相信会有更多的应用被开发，并越来越成熟。但是现有的编码技术就是一种信息技术，无论其编码规则公开，还是封闭，传递的是信息和数据，可以是网页、价格、流水号等等；而现有的二维码，为了便于使用和读取信息，许多应用软件都有读取二维码的端口，比如qq、微信和诸多的app。由于二维码所携带信息跳转页面的制作成本的低廉，使得造假成本极低，利用二维码传递病毒、虚假信息等，已经不再是新闻。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可利用频域和空域变换将不被人眼觉察的信息嵌入至编码信息中，伪造难度极大、成本高，且不增加印刷成本的方法，以及实现该编码信息中嵌入信息的方法的系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方：

一种编码信息中嵌入信息的方法，首先利用频域嵌入的方法将信息嵌入到一个可嵌入的图像或者一个虚拟图像中，然后利用空域处理的方法将其叠加到要变码或固定码的印刷文件中。

进一步地，所述“利用频域嵌入的方法将信息嵌入到一个可嵌入的图像或者一个虚拟图像中”是指对虚拟图像依次进行灰度处理和频域处理；所述“利用空域处理的方法将其叠加到要变码或固定码的印刷文件中”是指将嵌入信息嵌入至经频域处理的虚拟图像中、进行频域反变换，进行空域处理嵌入到实际需嵌入的图像信息中。

进一步地，该编码信息中嵌入信息的方法，具体包括以下步骤：

a1.对rgb或cmy或cmky虚拟图像a进行灰度变换，得到灰度变换后

的图像g；

a2.对灰度变换后的图像g进行频域变换，得到其振幅ampg；

a3.将嵌入信息按规则嵌入频域变换后的振幅ampg中；

a4.进行反变换得到嵌入信息的灰度图像g’，计算g’和g的差分

w’；

a5.生成二维码，该二维码为黑白二维码或彩色二维码，并将其转

换为所需分辨率的图像信息b；

a6.将差分w’做空域处理嵌入到实际需嵌入的图像信息b中，得到嵌入信息的图像信息b’，输出到数码打印机打印。

进一步地，所述“将嵌入信息按规则嵌入频域变换后的振幅ampg中”具体为，当嵌入信息为m比特的w，且第i位比特的信息w(i)为0或1，i＝1,2,…,m时，按以下规则将每一位信息w(i)嵌入到灰度图像g的频域变换后的振幅ampg：

ampg(i)’＝ampg(i)+x，当w(i)为1时；

ampg(i)’＝ampg(i)–x，当w(i)为0时；

其中x为给定的正实数，i为嵌入信息的第i比特；

或者，

ampg(i)’＝ampg(i)×(1+a)，当w(i)为1时，

ampg(i)’＝ampg(i)×(1-a)，当w(i)为0时，

其中a为给定的小于1的正实数，i为第嵌入信息的第i比特。

进一步地，在利用空域处理的方法将加嵌入信息叠加到要变码或固定码的印刷文件中、打印出后，通过从采集的打印编码信息中抽取出嵌入信息，以确定编码信息表面信息是否可信。

进一步地，所述“从采集的打印编码信息中抽取出嵌入信息，以确定编码信息的表面信息是否可信”具体为：首先采集打印编码信息的图像信息，并对图像信息依次进行灰度变换和频域变换，然后按照一定规则从图像信息中抽取嵌入信息。

进一步地，所述“从采集的打印编码信息中抽取出嵌入信息，以确定编码信息的表面信息是否可信”具体包括以下步骤：

b1.采集打印编码信息的图像信息b2；

b2.对得到的rgb图像信息b2进行灰度变换，得到灰度变换后图像

信息gb2；

b3.对灰度变换后图像信息gb2进行频域变换，得到其振幅ampgb2；

b4.将振幅ampgb2与数据库中振幅ampg进行比对，得到共有m比特

的嵌入信息wx，其中第i比特的信息为：

当ampgb2(i)>ampg(i)>＝0，wx(i)＝1；

当ampgb2(i)>ampg(i)<0，wx(i)＝0；

b5.将嵌入信息wx与数据库中嵌入信息w比对，以确定编码信息表面信息是否可信；

b6.对得到的rgb图像信息b2或灰度变换后图像信息gb2,进行二维

码读取,和数据库中的二维码信息做比对，以确定二维码信息是否

可信。

进一步地，在对得到的rgb图像信息b2进行灰度变换之前，还会对图像信息b2进行预处理，即根据图像信息b2的二维码定位点以确定校正参数，完成图像校正。

进一步地，所述嵌入信息w的m比特的0和1序列由信息直接转换组成，或者由加密或加校验码组成，或者和二维码信息结合而成。

一种编码信息中嵌入信息的系统，包括有处理器，

灰度变换模块，用于对rgb或cmy或cmky虚拟图像a或rgb图像信息b2进行灰度变换，得到灰度变换后的图像g或图像信息gb2；

频域变换模块，用于对灰度变换后的图像g或图像信息gb2进行频域变换，得到其振幅部分：ampg或ampgb2；

信息嵌入模块，用于将嵌入信息按规则嵌入频域变换后的振幅ampg中；

二维码图像生成模块，用于生成一个给定信息的二维码，该二维码为黑白二维码或彩色二维码，并将其转换为所需分辨率的图像信息b；

空域变换模块，用于进行频域反变换得到嵌入信息的灰度图像g’，计算g’和g的差分w’，并将差分w’做空域处理嵌入到实际需嵌入的图像信息b中，得到嵌入信息的图像信息b’；

数据库，用于存储嵌入信息、二维码所对应的信息和灰度图像g的频域变换后的振幅ampg；

图像采集模块，用于采集打印编码信息的图像信息b2；

图像预处理模块，用对图像信息b2进行预处理、完成图像校正，得到校正后的图像b2’；

信息抽取及核对模块，用于对校正后的图像信息b2’进行信息的抽取和校对，并和数据库中的嵌入信息核对；

以及印刷设备；所述灰度变换模块、频域变换模块、信息嵌入模块、二维码图像生成模块、空域变换模块、数据库、图像采集模块、图像预处理模块、信息抽取及核对模块和印刷设备均与处理器导通连接。

本发明的有益效果是：

本发明通过采用上述技术方案，即可利用频域和空域变换将不被人眼觉察的信息嵌入至编码信息中，伪造难度极大、成本高，达到防伪防造目的，而且不增加印刷成本，有利于广泛推广、应用。

附图说明

下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明所述编码信息中嵌入信息的方法实施例的流程示意图；

图2是本发明所述编码信息中嵌入信息的方法实施例中抽取嵌入信息的流程示意图；

图3是本发明所述编码信息中嵌入信息的系统实施例的结构原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2中所示：

本发明实施例提供了一种编码信息中嵌入信息的方法，首先利用频域嵌入的方法将信息嵌入到一个可嵌入的图像或者一个虚拟图像中，然后利用空域处理的方法将其叠加到要变码或固定码的印刷文件中。其中，所述“利用频域嵌入的方法将信息嵌入到一个可嵌入的图像或者一个虚拟图像中”是指对虚拟图像依次进行灰度处理和频域处理；所述“利用空域处理的方法将其叠加到要变码或固定码的印刷文件中”是指将嵌入信息嵌入至经频域处理的虚拟图像中、进行反变换，进行空域处理嵌入到实际需嵌入的图像信息中。

本发明所述编码信息中嵌入信息的方法具体可以包括以下步骤：

步骤a1.对rgb或cmy或cmky虚拟图像a进行灰度变换(如利用补色关系进行)，得到灰度变换后的图像g，比如：图像g＝0.299r+0.587g+0.114b；

步骤a2.对灰度变换后的图像g进行频域变换(如采用傅里叶变换、离散余弦变换等)，得到其振幅ampg；

步骤a3.将嵌入信息按规则嵌入频域变换后的振幅ampg中；比如：当嵌入信息为m比特的w时，按以下规则将嵌入信息进行嵌入，即w(i)为第i位比特的信息，具体为0或1，而i＝1,2,…,m时，按以下规则将每一位信息w(i)嵌入到灰度图像g的频域变换后的振幅ampg：

ampg(i)’＝ampg(i)+x，当w(i)为1时；

ampg(i)’＝ampg(i)–x，当w(i)为0时；

其中x为给定的正实数，i为第嵌入信息的第i比特；

或者，

ampg(i)’＝ampg(i)×(1+a)，当w(i)为1时，

ampg(i)’＝ampg(i)×(1-a)，当w(i)为0时，

其中a为给定的小于1的正实数，i为第嵌入信息的第i比特；

步骤a4.进行反变换得到嵌入信息的灰度图像g’，计算g’和g的差分w’；

步骤a5.生成二维码，该二维码为黑白二维码或彩色二维码(比如：生成qr码，其为黑白二维码，采用黑对已灰度50，白对应灰度200等。)，并将其转换为所需分辨率的图像信息b；

步骤a6.将差分w’做空域处理嵌入到实际需嵌入的图像信息b中，得到嵌入信息的图像信息b’，输出到数码打印机打印。

而且，所述嵌入信息w的m比特的0和1序列由信息直接转换组成，或者由加密或加校验码组成，或者和二维码信息结合而成。比如：

所述嵌入信息w的m比特的0和1序列由信息直接转换组成：设嵌入信息为字符abc，w信息可以对应010000010100001001000011；设嵌入信息为十进制65，w信息可以对应01000001；检测时，直接和数据库内的w比较即可。

所述嵌入信息w的m比特的0和1序列由加校验码组成：设嵌入信息为字符abc，w信息可以对应010000010100001001000011xxxxxxxx；设嵌入信息为十进制65，w信息可以对应01000001yyyy，其中xxxxxxxx和yyyy为校验信息，每一位都是0或1的序列；检测时，与数据库内的w比较，且加以校验或解密，以确定是否有篡改。

所述嵌入信息w的m比特的0和1序列和二维码的哈希值结合：设嵌入信息为字符abc，w信息可以对应010000010100001001000011xxxxxxxxhhhhhhhh；设嵌入信息为十进制65，w信息可以对应01000001yyyyhhhhhhhh其中xxxxxxxx和yyyy为校验信息，hhhhhhhh为二维码的哈希值，每一位都是0或1的序列；检测时，和数据库内的w比较，且加以校验，以确定是否篡改，再和读取到的二维码的哈希值比较，以确定是否有篡改，安全性提高。

其中，校验码x、y和哈希值h的比特长度，可以根据需要确定，比如8位、16位和32位等。

这样，通过本发明所述方法即可利用频域和空域变换将不被人眼觉察的信息嵌入至编码信息(二维码等变码或固定码)中，伪造难度极大、成本高，达到防伪防造目的，而且不增加印刷成本，有利于广泛推广、应用。

作为本发明一优选方案，在利用空域处理的方法将加嵌入信息叠加到要变码或固定码的印刷文件中、打印出后，通过从采集的打印编码信息中抽取出嵌入信息，以确定编码信息表面信息是否可信。其中，所述“从采集的打印编码信息中抽取出嵌入信息，以确定编码信息的表面信息是否可信”是指：首先采集打印编码信息的图像信息，并对图像信息依次进行灰度变换和频域变换，然后按照一定规则从图像信息中抽取嵌入信息；具体包括以下步骤(如图2)：

步骤b1.采集打印编码信息的图像信息b2，比如：通过拍照、扫描等方式采集打印编码信息的图像信息；

步骤b2.对得到的rgb图像信息b2进行灰度变换，得到灰度变换后图像信息gb2，比如：图像信息gb2＝0.299r+0.587g+0.114b；

步骤b3.对灰度变换后图像信息gb2进行频域变换，得到其振幅部分：ampgb2；

步骤b4.将振幅ampgb2与数据库中振幅ampg进行比对，得到共有m比特的嵌入信息wx，其中第i比特即wx(i)的信息为：

当ampgb2(i)>ampg(i)>＝0，wx(i)＝1；

当ampgb2(i)>ampg(i)<0，wx(i)＝0；

步骤b5.将嵌入信息wx与数据库中嵌入信息w比对，以确定编码信息表面信息是否可信；当嵌入信息wx和数据库中嵌入信息w一致时，确定抽取得到了信息w，当读取不到嵌入信息wx时，说明嵌入的信息受到损失，该打印编码信息的图像信息(二维码)不再可以完全信任；

步骤b6.对得到的rgb图像信息b2或灰度变换后图像信息gb2,进行二维码读取,和数据库中的二维码信息做比对，以确定二维码信息是否收到篡改或是否可信。

这样，即有效将不可信的打印编码信息排除掉，进一步确保产品编码信息的可信任性。

另外，在对得到的rgb图像信息b2进行灰度变换之前，还会对图像信息b2进行预处理，即根据图像信息b2的二维码定位点以确定校正参数(如旋转和倍率等参数)，完成图像校正；提高打印编码信息的图像信息中嵌入信息的抽取准确度。

如图3所示，本发明还实施例提供了一种编码信息中嵌入信息的系统，包括有处理器1、灰度变换模块2、频域变换模块3、信息嵌入模块4、二维码图像生成模块5、空域变换模块6、数据库7、图像采集模块8、图像预处理模块9和印刷设备11。其中，所述灰度变换模块2主要用于对rgb或cmy或cmky虚拟图像a或rgb图像信息b2进行灰度变换，得到灰度变换后的图像g或图像信息gb2；所述频域变换模块3主要用于对灰度变换后的图像g或图像信息gb2进行频域变换，得到其振幅ampg或ampgb2；所述信息嵌入模块4主要用于将嵌入信息按规则嵌入频域变换后的振幅ampg中；所述二维码图像生成模块5主要用于生成一个给定信息的二维码，该二维码为黑白二维码或彩色二维码，并将其转换为所需分辨率的图像信息b；所述空域变换模块6主要用于进行频域反变换得到嵌入信息的灰度图像g’，计算g’和g的差分w’，并将差分w’做空域处理嵌入到实际需嵌入的图像信息b中，得到嵌入信息的图像信息b’；所述数据库7主要用于存储嵌入信息、二维码所对应的信息和灰度图像g的频域变换后的振幅ampg；所述图像采集模块8主要用于采集打印编码信息的图像信息b2；所述图像预处理模块9主要用对图像信息b2进行预处理、完成图像校正，得到校正后的图像b2’；所述信息抽取及核对模块10主要用于对校正后的图像信息b2’进行信息的抽取和校对，并和数据库中的嵌入信息核对；而且灰度变换模块2、频域变换模块3、信息嵌入模块4、二维码图像生成模块5、空域变换模块6、数据库7、图像采集模块8、图像预处理模块9、信息抽取及核对模块10和印刷设备11均与处理器1导通连接。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。