一种基于半色调图像的信息隐藏及显示方法

本发明属于计算机图像防伪，具体是一种基于半色调图像的信息隐藏及显示方法。

背景技术：

1、随着社会经济与科技水平的高速发展，数字图像印前加密技术具有无需增加企业成本、信息自主化程度高的优点，其结合了移动端智能化显示的优势，在过去的几十年中，被世界各国研究人员关注，目前主流的图像加密技术主要集中在数字水印算法和半色调图像处理两方面，基于莫尔纹原理的图像处理技术，通过对构成半色调图像的网点进行莫尔变换、高程处理以及抖动矩阵模糊化，依据人眼的视觉特性，嵌入需要保护的加密信息，通过对网点进行相关的逆变换进行解密，从而达到防伪目的。

2、近年来，随着互联网和计算机技术的飞速发展，为印刷防伪技术提供了新的支撑，越来越多的印刷企业将计算机图像处理技术应用于印刷品印前图像制作过程中，形成了一种印刷品半色调防伪技术，由于印刷品半色调防伪技术是一种不改变印刷工艺和不增加产品额外成本的方式，备受企业和行业关注，通过打印或印刷的物理光栅工具在特定的条件下，实现半色调隐藏防伪信息的显示，但是，这种物理光栅的可靠性、便捷性在使用方面有一定局限，影响了消费者的验伪体验。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基于半色调图像的信息隐藏及显示方法，提高了图像中隐藏信息的容纳量以及用户验证产品真伪的效率和体验感。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种基于半色调图像的信息隐藏及显示方法，包括如下步骤：

4、步骤1、新建颜色模式为cmyk的原始载体图像，对原始载体图像分色处理，得到c、m、y和k四个单一色版；

5、步骤2、将单一色版切割为至少两个承载层子色版，再对承载层子色版进行图像半色调化设置，通过设置不同的加网角度，创建出互不干扰的信息隐藏空间承载位置；

6、步骤3、将不同的隐藏信息分别嵌入不同的承载层子色版，并对承载层子色版内的网点信息进行微量调制结构变化处理，得到嵌入有多个隐藏信息的承载层子色版；

7、步骤4、对嵌入有多个隐藏信息的承载层子色版进行融合，得到分别含有两个以上隐藏信息的单一色版c、m、y和k，合并四个单一色版，使多个隐藏信息嵌入原始载体图像中，得到了嵌入有多个隐藏信息的半色调图像；

8、步骤5、依据嵌入有多个隐藏信息的半色调图像制作电子揭示层光栅工具；

9、步骤6、将电子揭示层光栅工具叠加于嵌入有多个隐藏信息的半色调图像上，调整不同的光栅角度，对不同隐藏信息进行逐个读取从而实现隐藏信息的显示。

10、进一步地，所述步骤1的具体过程为：在photoshop中新建输出分辨率为800～2400dpi，颜色模式为cmyk的文件，向其中导入选定的彩色图像，得到原始载体图像。

11、进一步地，所述文件的尺寸为(1～10)cm×(1～10)cm。

12、进一步地，所述步骤2的具体过程为：

13、步骤2.1、在matlab中代取c、m、y和k四个单一色版的灰度，根据公式(1)和(2)将单一色版切割为至少两个承载层子色版，承载层子色版的网点密度值b表示为公式(3)：

14、pε＝p1ε+p2ε+p3ε+...           (1)

15、p1ε＝pε*γ\100               (2)

16、b＝1-(a*γ)            (3)

17、公式(1)～(3)中，p代表单一色版c、m、y或k，ε为对应的单一色版的灰度值，p1为承载层子色版1，p2为承载层子色版2，p3为承载层子色版3，γ为切割系数，取值为0～100，a为原色版c、m、y或k的网点密度值；

18、步骤2.2、在位图模式下对每个承载层子色版进行半色调加网处理，将承载层子色版生成为半色调图像，加网过程中采用任意网点形状，加网线数为100-200lpi，加网角度大于15°，且每个承载层子色版的加网角度均不相同，从而创建出互不干扰的信息隐藏空间承载位置。

19、进一步地，所述步骤3选取承载层子色版网点密度值在15％-30％的位置嵌入隐藏信息。

20、进一步地，所述步骤3对承载层子色版内的网点信息进行微量调制结构变化处理是指在matlab中对隐藏信息进行边框提取并去除无效部分，微量调制后隐藏信息的网点位置表示为：

21、

22、

23、公式(4)和(5)中，pa和pb分别是承载层子色版横向和纵向的分辨率，α为承载层子色版的加网角度，ps为承载层子色版信息隐藏位置的网点面积率。

24、进一步地，所述步骤5制作电子揭示层光栅工具的过程为：设定原始载体图像的左上角(0，0)点为起始点，且光栅角度与对应承载层子色版的加网角度相同，创建电子揭示层光栅工具，电子揭示层光栅工具的网点坐标(xi,yj)由公式(6)～(8)计算得到：

25、xi＝(i-1)t·(j-1)              (6)

26、

27、

28、式中，w是电子揭示层光栅工具光栅的面积率，t为半色调图像的加网线数，ps为承载层子色版信息隐藏位置的网点面积率；i为行标，j为列标，[]代表取整，m为手机屏幕横向像素点数，n为电子显隐工具纵向像素点数。

29、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

30、本发明基于印刷图像结构设定特点、半色调图像网点结构调制和数字水印点阵信息特征，以图像融合多重水印的显示效果为目标，探索出了光栅结构图像与半色调印刷图像水印信息多重隐藏和显示的防伪方法，利用色版切割技术解决以往图像中信息容量不足的问题，提高了图像中可隐藏信息的容纳量，构建出不同结构的印刷图像多水印信息隐藏和显示的防伪技术体系，实现隐藏信息的智能化显示，提高了消费者验证产品真伪的效率和体验，使印刷品的防伪验真更直接、更高效，提升了产品的印刷包装性能，促进了商品的销售。

技术特征：

1.一种基于半色调图像的信息隐藏及显示方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于半色调图像的信息隐藏及显示方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程为：在photoshop中新建输出分辨率为800～2400dpi，颜色模式为cmyk的文件，向其中导入选定的彩色图像，得到原始载体图像。

3.根据权利要求2所述的基于半色调图像的信息隐藏及显示方法，其特征在于，所述文件的尺寸为(1～10)cm×(1～10)cm。

4.根据权利要求1所述的基于半色调图像的信息隐藏及显示方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程为：

5.根据权利要求1所述的基于半色调图像的信息隐藏及显示方法，其特征在于，所述步骤3选取承载层子色版网点密度值在15％-30％的位置嵌入隐藏信息。

6.根据权利要求1所述的基于半色调图像的信息隐藏及显示方法，其特征在于，所述步骤3对承载层子色版内的网点信息进行微量调制结构变化处理是指在matlab中对隐藏信息进行边框提取并去除无效部分，微量调制后隐藏信息的网点位置表示为：

7.根据权利要求1所述的基于半色调图像的信息隐藏及显示方法，其特征在于，所述步骤5制作电子揭示层光栅工具的过程为：设定原始载体图像的左上角(0，0)点为起始点，且光栅角度与对应承载层子色版的加网角度相同，创建电子揭示层光栅工具，电子揭示层光栅工具的网点坐标(xi,yj)由公式(6)～(8)计算得到：

技术总结
本发明公开了一种基于半色调图像的信息隐藏及显示方法，包括步骤：1、新建颜色模式为CMYK的原始载体图像，对原始载体图像分色处理，得到四个单一色版；2、将单一色版切割为至少两个承载层子色版，再对其进行图像半色调化设置，设置不同的加网角度创建出信息隐藏空间承载位置；3、将隐藏信息嵌入承载层子色版；4、对嵌入有多个隐藏信息的承载层子色版进行融合，合并四个单一色版，使多个隐藏信息嵌入原始载体图像中，得到了嵌入有多个隐藏信息的半色调图像；5、制作电子揭示层光栅工具；6、调整不同的光栅角度，显示隐藏信息，提高了图像中隐藏信息的容纳量以及用户验证产品真伪的效率和体验感。

技术研发人员：刘国栋,庙存彬,李志健,杨琛
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15