光学水印半色调信息隐藏防伪技术研究

摘要

印刷作为传统的信息传播方式在现代社会中仍起到非常重要的作用，印刷技术的进步使复制和造假变得更容易，信息安全面临极大的挑战，防伪技术在安全领域发挥越来越重要的作用，尤其在医疗包装、食品包装、票据和有价证券领域。目前，印刷防伪的技术研究主要依赖于材料和设备，不但增加了成本还使技术推广受到了限制。虽然，数字水印技术和视觉密码技术能实现信息隐藏，但在印刷品中的应用还存在诸多问题和障碍，所以半色调信息隐藏技术成为印刷防伪领域研究的热点。基于莫尔纹、加网技术和人眼视觉特性的研究，本文提出基于印刷文档保护的光学水印半色调信息隐藏防伪技术。
　　（1）信息隐藏模型建立和实验验证
　　分析印刷品的网点分布特征，探索网点和信息传递之间的关系，通过网点位置和角度变化分别建立了相位调制信息隐藏防伪模型、角度变化信息隐藏防伪模型和三维立体信息隐藏模型。然后，分别使用普通网点和微结构网点通过计算机模拟验证模型的正确性和应用效果。结果表明该方法实现的信息隐藏效果优良，在不影响印刷图像质量的情况下能够很好的完成水印信息的间接传递。
　　（2）信息检测模型建立和实验验证
　　首先，分析水印网点和非水印网点的排列规律，通过网点大小和光栅灰度进行匹配分别建立了等效灰度信息检测法、等效灰度互补信息检测法和微结构水印信息检测法。然后，通过实验验证了模型的准确性。研究结果表明将参数匹配的光栅与印刷图像叠加时，在光波的干涉作用下水印部分和非水印部分的图像会呈现不同的灰度，从而清晰地显现出隐藏的水印信息。
　　（3）防伪效果的影响研究
　　通过分析人眼视觉特性，研究不同因素对信息隐藏和检测效果的影响，结果表明信息隐藏在灰度值为20％到50%，加网角度为45°，纹理结构复杂的图像区域能取得较好的防伪效果，灰度值为30%时防伪效果最好，隐藏色版可以选择青、品和黑，加网角度也可以选择15°和75°，信息隐藏量应低于视觉可见度阈值。
　　本文通过光学水印半色调信息隐藏防伪技术研究实现了信息隐藏在印刷品中的应用，该方法只需要通过印前设计即可实现，降低了印刷品的防伪成本，信息检测方法简单易行，能够直接面向使用者。特别是把微结构网点和信息隐藏结合，增强了印刷品的防伪效率和附加功能，具有非常广阔的应用前景和使用价值。

目录

1 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 防伪技术的研究现状及应用

1.3 信息隐藏防伪技术的研究现状及应用

1.4 本论文的主要工作

2 光学水印半色调信息隐藏基础理论分析与研究

2.1 莫尔纹形成

2.2 人眼视觉系统特性

2.3 半色调加网技术理论

2.4 本章小结

3 光学水印半色调信息隐藏防伪模型建立和实验验证

3.1 相位调制水印信息隐藏与检测

3.2 角度变化水印信息隐藏与检测

3.3 三维立体水印信息隐藏与检测

3.4 本章小结

4 水印信息隐藏防伪效果的影响研究

4.1 结构相似度图像质量评价

4.2 隐藏灰度对防伪效果的影响

4.3 隐藏角度对防伪效果的影响

4.4 信息嵌入率对防伪效果的影响

4.5 纹理特性对防伪效果的影响

4.6 最佳条件防伪效果

4.7 本章小结

5 结论和展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

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