一种基于智能移动设备解锁印刷品中防伪藏图的方法

摘要

本发明公开了一种基于智能移动设备解锁印刷品中防伪藏图的方法，属于防伪技术及数字图像信息处理领域，该方法对印刷品中的防伪底图，用带有摄像头的智能移动设备扫描印刷品表面纹理，将采集到的视频数字图像作逐帧分析判断，对符合藏图特征的图像交给图形处理部件进行解密处理，最后将解析出的底图与采集的初始视频数字图像融合，显示到设备屏幕上。本发明公开的基于智能移动设备解锁印刷品中防伪藏图的方法，高效的算法保证了藏图解密过程的实时性，用全彩的实况视频图像显示解密结果，给予使用者高度地实况感和真实感，扫图操作简单，做到使用智能移动设备APP一键解锁防伪底图，让藏图解密过程变得便捷而有趣。

说明书

技术领域

本发明涉及防伪技术及数字图像信息处理领域，尤其涉及一种基于智能移动设备解锁印刷品中防伪藏图的方法。

背景技术

在当今的移动互联网时代，以智能手机为代表的智能移动设备已成为人们日常生活中不可或缺的必需品，人们使用智能手机点外卖、购物、社交、娱乐、打车等等，随着5G网络的铺开，还会有更多事情都将通过智能手机来完成。移动互联网给人们的生活带来极大的便利，各行各业包括政府都将与移动互联网的流量入口实现对接。

对于防伪行业，以移动互联网为基础技术条件构建起来的扫码防伪、扫码溯源和扫码防窜货已经成为主要且有效的防伪、防窜货手段。一方面在我国乃至全球范围内，智能手机的普及使得扫码或扫描图像的方式来查询真伪、溯源信息变得实用且方便快捷；另一方面随着国内人民生活水平的日益提高，推动消费的不断升级，对产品质量的重视程度越来越高，对品牌附加值愈发看重，同时利用智能手机或其他移动设备扫码、扫图来查询商品的真伪和溯源信息符合消费者的操作习惯。

我们称实际呈现给用户看到的图像为表图；称通过计算机软件按特定算法创建的，隐藏在表图中肉眼无法观察到变化的，需使用相应检测手段才能解锁出的图像为底图；将底图嵌入到表图之下的操作称之为藏图。

藏图加密防伪技术出现已有一定时间了，但随着近年来数码印刷的普及，让其得到了进一步的应用和发展。该技术一般是由计算机软件按特定算法创建的底图对印刷内容进行加密，使其在肉眼观察下没有变化，但隐藏图像将出现在自定义高帧率光栅解锁片中，因其可控的生产成本及可塑的应用场景，现已广泛应用于防伪标签和包装解决方案中。但光栅解锁片制作不易、容易遗失，并且解锁的方式容易受环境中光线等因素的限制，使得防伪底图的解锁变得颇为不便，阻碍了隐蔽图像加密防伪技术应用和发展。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种基于智能移动设备解锁印刷品中防伪藏图的方法，通过智能移动设备APP的解密算法使防伪底图的解锁不再依赖光栅解锁片这种携带不便的物件，让使用者利用当下普遍使用的智能手机就可以实现防伪底图的解锁操作。高效的藏图解密算法使用户可以对拍摄的视频数字信息进行实时解析，并实时地屏显到设备的显示部件。解锁过程操作简单，实现方法方便快捷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种基于智能移动设备解锁印刷品中防伪藏图的方法，包括图像采集步骤、藏图识别步骤、图像处理步骤以及图像显示步骤，图像采集步骤通过智能移动设备扫描待识别的印刷品防伪藏图，将采集的初始图像数据传递给藏图识别步骤，藏图识别步骤判别初始图像数据是否符合藏图特征，若符合藏图特征，则经过图像处理步骤对初始图像数据做解密处理，得到底图数据，对底图数据与初始图像数据进行加权融合处理后，得到防伪图码数据，防伪图码数据通过图像显示步骤显示到智能移动设备的屏显部件上。

本发明优选的技术方案在于，在藏图识别步骤中，对图像采集步骤采集的初始图像数据的图像帧做逐帧分析，判别初始图像数据是否符合藏图特征；若初始图像数据的图像特征符合藏图特征，则筛选出符合藏图特征的图像帧并传递给图像处理步骤进行图像处理；若初始图像数据的图像特征不符合藏图特征，则提示图像识别失败，返回图像采集步骤重新采集有效图像信息。

本发明优选的技术方案在于，在藏图识别步骤中，对初始图像数据的图像帧做逐帧图像特征提取分析，提取出的图像特征与自定义特征库的图像特征做比较，若图像帧所提取出的图像特征符合自定义特征库的图像特征，则该图像帧的图像特征符合藏图特征。

本发明优选的技术方案在于，图像处理步骤在对初始图像数据做解密处理时，对未检测出藏图特征的图像帧不做处理，而对检测出藏图特征的图像帧做如下解密处理；对初始图像中符合藏图特征的图像帧的像素点进行自适应阈值二值化处理，并提取出频率特征以及角度特征，以得出解密一幅藏图或者多幅藏图的参数数据，再将解密藏图的参数数据代入解密函数中运算，以解出相应的底图。

本发明优选的技术方案在于，在解密函数运算求解底图的过程中，对符合藏图特征的图像帧进行矩阵变换以及量化操作，获取图像帧像素矩阵，根据解密藏图的参数数据设置自适应阈值因子，确定藏图方式以及藏图参数，再调用相应的解密算法计算，最后解出一幅或者多幅底图。

本发明优选的技术方案在于，在解密函数运算求解底图的过程中，对符合藏图特征的图像帧做色彩增强、锐化以及计算边缘梯度处理后，确定藏图方式以及藏图参数，再调用相应的解密算法计算，最后解出一幅或者多幅底图。

本发明优选的技术方案在于，频率特征包括网点位置、网点大小、网点间隔密度以及网点周期性变化的频率特征值。

本发明优选的技术方案在于，角度特征包括网点几何角度以及众网点拟合直线的角度特征值。

本发明优选的技术方案在于，在图像采集步骤中，采用附带摄像部件的智能移动设备扫描待识别的印刷品防伪藏图，形成初始图像数据，摄像部件相对表图保持距离以及角度恒定以便聚焦，并可根据需求进行移动以采集清晰的初始图像，从而解锁出清晰的底图。

本发明优选的技术方案在于，印刷品防伪藏图为将文字或者LOGO图像信息构成的底图进行一个或者多个角度偏移后，再嵌入到经过网点网屏调制后的表图中，合成带底图的防伪图像。

本发明优选的技术方案在于，所述智能移动设备包括带有摄像部件、显示部件以及图形处理模块的智能手机、平板电脑(Pad)、笔记本电脑、可穿戴设备、便携式电子终端或者其它专用移动终端设备。

本发明优选的技术方案在于，所述智能移动设备使用的操作系统类型包括苹果iOS、安卓Android或者其它智能移动设备操作系统。

本发明的有益效果为：

本发明提供的基于智能移动设备解锁印刷品中防伪藏图的方法，通过智能移动设备APP的藏图特征分析判断算法，对智能移动设备采集到的视频数字图像进行实时的快速分析筛选，检测出符合藏图特征的图像帧，并由智能移动设备的图像处理模块检测出解密所需的参数数据，再根据参数数据通过代入相应的程序算法解出隐藏在印刷品中的底图。本方法能解出采用一种藏图或者多种藏图相混合的方式构成的防伪底图，高效的算法保证了解密底图的实时性，全彩的结果显示画面，给予使用者高度的真实感和实况感，扫图操作简单，做到使用智能移动设备APP一键解密防伪底图，让藏图防伪技术的解密过程更加方便快捷。通过上述过程，使用户通过本方法可以方便快捷地实现藏图解锁，且藏图解锁过程更安全可靠。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中提供的基于智能移动设备解锁印刷品中防伪藏图的方法的流程示意图；

图2是本发明具体实施方式中解密底图的图像处理步骤具体实现的流程图；

图3是本发明具体实施方式中解密函数的工作流程图；

图4是本发明具体实施方式中解密多幅底图并全彩显示的实施流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1至图4所示，为了使用户通过本方法可以方便快捷地实现藏图解锁，且藏图解锁过程更安全可靠，进一步地，本实施例中提供的一种基于智能移动设备解锁印刷品中防伪藏图的方法，包括图像采集步骤、藏图识别步骤、图像处理步骤以及图像显示步骤，图像采集步骤通过智能移动设备扫描待识别的印刷品防伪藏图，将采集的初始图像数据传递给藏图识别步骤，藏图识别步骤判别初始图像数据是否符合藏图特征，若符合藏图特征，则经过图像处理步骤对初始图像数据做解密处理，得到底图数据，对底图数据与初始图像数据进行加权融合处理后，得到防伪图码数据，防伪图码数据通过图像显示步骤显示到智能移动设备的屏显部件上。通过智能移动设备APP的藏图特征分析判断算法，对智能移动设备采集到的视频数字图像进行实时的快速分析筛选，检测出符合藏图特征的图像帧，并由智能移动设备的图像处理模块检测出解密所需的参数数据，再根据参数数据通过代入相应的程序算法解出隐藏在印刷品中的底图。本方法能解出采用一种藏图或者多种藏图相混合的方式构成的防伪底图，高效的算法保证了解密底图的实时性，全彩的结果显示画面，给予使用者高度的真实感和实况感，扫图操作简单，做到使用智能移动设备APP一键解密防伪底图，让藏图防伪技术的解密过程更加方便快捷。通过上述过程，使用户通过本方法可以方便快捷地实现藏图解锁，且藏图解锁过程更安全可靠。

优选地，在藏图识别步骤中，对图像采集步骤采集的初始图像数据的图像帧做逐帧分析，判别初始图像数据是否符合藏图特征；若初始图像数据的图像特征符合藏图特征，则筛选出符合藏图特征的图像帧并传递给图像处理步骤进行图像处理；若初始图像数据的图像特征不符合藏图特征，则提示图像识别失败，返回图像采集步骤重新采集有效图像信息。通过上述过程，使藏图识别步骤可高效筛选出具有防伪图码的图像，提升数据处理效率。

优选地，在藏图识别步骤中，对初始图像数据的图像帧做逐帧图像特征提取分析，提取出的图像特征与自定义特征库的图像特征做比较，若图像帧所提取出的图像特征符合自定义特征库的图像特征，则该图像帧的图像特征符合藏图特征。藏图解密技术的特性决定了要能检测出底图，拍摄的图像必须具有足够高的分辨率，才能辨别网点结构的细微变化。其中，自定义特征库可设定藏图特征的图像分辨率满足辨别网点结构的要求，根据精度需求设置图像分辨率大小。通过上述过程，可精准筛选出符合藏图特征的图像帧，保证数据处理过程更精准可靠。

优选地，图像处理步骤在对初始图像数据做解密处理时，对未检测出藏图特征的图像帧不做处理，而对检测出藏图特征的图像帧做如下解密处理；对初始图像中符合藏图特征的图像帧的像素点进行自适应阈值二值化处理，并提取出频率特征以及角度特征，以得出解密一幅藏图或者多幅藏图的参数数据，再将解密藏图的参数数据代入解密函数中运算，以解出相应的底图。对于符合藏图特征的图像帧，首先做自适应阈值二值化处理，相比于全局阈值二值化，自适应阈值二值化可以抵抗表图光照不均匀时的影响，保证数据处理过程更精准可靠。

优选地，在解密函数运算求解底图的过程中，对符合藏图特征的图像帧进行矩阵变换以及量化操作，获取图像帧像素矩阵，根据解密藏图的参数数据设置自适应阈值因子，确定藏图方式以及藏图参数，再调用相应的解密算法计算，最后解出一幅或者多幅底图。根据解密藏图的参数数据的数量，可确认藏图方式为单一藏图的方式或者多种藏图相混合的方式，通过对解密藏图的各个参数数据设置相对应的自适应阈值因子，可确认藏图参数，再将藏图参数代入到相应的解密算法中进行计算分析，最后解出一幅或者多幅底图。通过上述过程，使符合藏图特征的图像帧通过解密函数实现图像的解密转换，修正拍摄角度、距离等图像误差，精准求解出隐藏的底图。

优选地，在解密函数运算求解底图的过程中，对符合藏图特征的图像帧做色彩增强、锐化以及计算边缘梯度处理后，确定藏图方式以及藏图参数，再调用相应的解密算法计算，最后解出一幅或者多幅底图。通过上述过程，使符合藏图特征的图像帧通过解密函数实现图像的解密转换，进一步修正拍摄角度、距离等图像误差，精准求解出隐藏的底图。

优选地，频率特征包括网点位置、网点大小、网点间隔密度以及网点周期性变化的频率特征值。由于解密藏图的参数数据为数字图像与印刷品实体图像的几何映射关系，包括角度、大小以及位置关系的参数。因此，通过对提取的频率特征值代入算法中进行分析计算，可得出解密藏图的参数数据。

优选地，角度特征包括网点几何角度以及众网点拟合直线的角度特征值。由于解密藏图的参数数据的提取方式为对图像帧中印刷品的网点拟合直线倾角的解析，从而得到像素级的几何特征参数数据。因此，通过对提取的角度特征值代入算法中进行分析计算，可得出解密藏图的参数数据。

优选地，在图像采集步骤中，采用附带摄像部件的智能移动设备扫描待识别的印刷品防伪藏图，形成初始图像数据，摄像部件相对表图保持距离以及角度恒定以便聚焦，并可根据需求进行移动以采集清晰的初始图像，从而解锁出清晰的底图。使用智能移动设备进行视频数字图像采集操作时，设备摄像部件需与印刷品间隔适当的距离，为获得更清晰的图像，还可适当调整拍摄的角度。图像采集步骤由智能移动设备的摄像部件执行，提供1280x720、1920x1080和3840x2160等多种分辨率可选，具体可根据要解密的藏图特征的精度要求进行设置。通过上述过程，保证采集的图像更清晰，以保证藏图解锁过程更精准高效。

优选地，印刷品防伪藏图为将文字或者LOGO图像信息构成的底图进行一个或者多个角度偏移后，再嵌入到经过网点网屏调制后的表图中，合成带底图的防伪图像。印刷品防伪藏图可嵌入一幅或者多幅底图，每幅底图都可以以一个或多个参数，按网点网屏调制方法嵌入到表图中。在经网点网屏调制后的表图中嵌入防伪底图的藏图操作，可以对色彩、尺寸不作限制，但表图的分辨率必须足以抵抗嵌入底图后给网点结构带来的干扰。采用上述藏图方式并通过本方法进行藏图解锁，保证防伪藏图不易被非法解锁，解锁过程更安全可靠。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更为详细的描述，所描述的实施例仅仅是本发明优选的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施方式提供的智能移动设备为智能手机或平板电脑等，硬件方面需为带有摄像部件、图形处理模块和显示部件；软件操作系统需为Android 4.2以上系统的智能移动设备或iOS 8.0以上系统的智能移动设备，例如智能手机、小型平板电脑等。

参见图1和图2所示，图1是本发明实施例中基于智能移动设备解锁印刷品中防伪底图方法的简要流程示意图，其中包括：图像采集步骤、藏图识别步骤、图像处理步骤以及图像显示步骤。

图2是图1中图像处理步骤更详细的描述，其中包括：对符合藏图特征的图像帧作自适应阈值二值化处理，频率特征、角度特征提取，确定解密藏图参数，并将其带入函数运算，以解出底图。

图3是对图2中参数带入函数运算操作的展开描述，其中包含：根据传入的解密底图参数设置自适应阈值因子，锐化、计算边缘梯度，将得到的不失真的灰阶边缘图像与设备的摄像部件传入的初始图像融合，生成全彩的解密底图视频帧。

图4是本发明实施例2中解密多幅底图的实施流程图，与实施例1流程的区别在于：对于藏图特征的分析判断，所要检测的藏图特征与实施例1中仅有一幅藏图的情况略有不同，并在对图像帧作自适应阈值二值化处理，频率、角度特征提取后，所确定的解密多幅藏图参数数据将包含多个底图解密所需的参数。

实施例1

本实施例以智能手机为例，提供一种基于智能移动设备解锁印刷品中防伪底图的方法，如图1所示，本实施例的实施流程如下所述。

步骤一，通过智能手机的相机进行视频数字图像采集，对准要解密的表图进行拍摄。为保证能获得分辨率较高的清晰图像，一般的，在确保精准对焦的同时，将拍摄位置定为距离印刷品表图15～20cm为宜。

步骤二，视频图像帧获取与藏图特征分析判断，藏图解密技术的特性决定了要能检测出底图，拍摄的图像必须具有足够高的分辨率，才能辨别网点结构的细微变化。以150lpi为例，要想区分墨点和背景，图像帧的实际分辨率必须大于等于2x150＝300dpi；因此，完全实质或过于模糊的图像都无法作为解锁底图的素材。有鉴于此，需对采集到的数字图像帧作藏图分析判断，以每秒30帧(FPS30)的帧率为例；将1秒内采集到30帧数字图像交给图形处理器作快速筛选，排除掉不符合藏图特征的数字图像帧。

步骤三，数字图像处理模块，对于筛选出的符合藏图特征的数字图像帧，将它们交给数字图像处理模块进行进一步处理，如图2所示，将符合藏图特征的图像帧作自适应阈值二值化处理，并在此基础上提取出频率和角度特征，由此确定解密藏图所需的参数数据。

对于特定的防伪底图印刷品实物而言，解密藏图所需的参数数据是固定的，检测者可以通过测量工具测量，或由设计稿直接获得以像素为单位的坐标系参数数据。但对于智能手机或其他智能移动设备来说，印刷品实物和拍摄到的数字图像之间，受拍摄角度和距离的影响，两者可能存在着极大的不同；因此，对于数字图像解密藏图参数数据的提取只能是基于像素及其坐标系的几何参数，而不能基于印刷品的实际尺寸。

本实施例中，对于符合藏图特征的图像帧，首先作自适应阈值二值化处理，相比于全局阈值二值化，自适应阈值二值化可以抵抗表图光照不均匀时的影响；所述频率特征包括但不限于网点的位置、大小、间隔密度和周期性变化的频率特征值；所述角度特征包括但不限于网点几何角度和众网点拟合直线的角度特征值。然后代入算法运算，得到解密藏图所需的参数数据。

步骤四，解密底图，将步骤三获得的参数数据代入解密函数运算，如图3所示，包括获取图像帧像素矩阵，根据传入的解密藏图参数数据来设置自适应阈值因子，并经过锐化、计算边缘梯度处理，确定藏图方式和参数，再由此调用相应的解密算法计算，最后解密出相对应的底图。

对于智能手机或其他智能移动设备而言，仅仅解密出隐藏在表图之中的底图是不够的，因为相比于利用实物光栅片的检测方式，采用智能移动设备进行检测在提高了便携性的同时，也给不法商家提供了钻空子的余地，例如：随机显示预置在智能移动设备软件中的一张或多张图像数据，来仿冒检测结果。因此，如何提高检测者的信任度，是智能手机或其他智能移动设备解密底图要解决的关键问题。

为了提高检测者对使用智能移动设备进行藏图解密结果的确信度，将解出的底图与防伪底图印刷品相融合或作实时比对就变得必不可少。实施例2简要介绍了一种与采集的初始图像相融合，并以实况全彩动态的方式显示到屏幕部件的实现方法。

实施例2

本实施例提供了一种基于智能移动设备解锁印刷品中多幅防伪底图，并将解出的底图与采集的初始图像相融合，最终以实况全彩动态的方式显示到屏幕部件的实现方法。

如图4所示，本实施同样以智能手机为例，在利用相机采集到视频数字图像后，对视频作分帧处理，得到分立的一张一张的图像帧数据，对这些图像帧数据进行藏图特征分析判断，排除掉不符合藏图特征的图像帧后，交给设备的图形处理器进行自适应阈值的二值化处理，并基于此提取其中的频率特征值和角度特征值，再根据这两种类型的特征值确定解密多幅藏图所需的参数数据(二维数组)，分别将这些参数代入解密函数进行运算，解出一幅或多幅底图。最后，把这些解出的底图与相机采集的初始数字图像相融合，并显示到智能手机的屏幕上。

与实施例1的区别在于，针对印刷品藏图中同时隐藏多幅底图时的情形，本实施例中采用将多幅底图的解密运算交给设备的图形处理模块并行处理，保证了藏图解密的实时性，避免了在解密底图过程中出现因为运算耗时导致的视频图像掉帧、卡顿的问题。同时，在解出底图后，增加了与相机采集的初始数字图像融合的操作，让视频数字图像帧以全屏全彩的形式动态地显示到屏显部件上，大大提高了藏图解密过程的实况感和真实感。

对于使用者而言，他只需要点击按钮(例如在扫一扫界面)进入“解锁鉴别”界面，移动设备找到适当的距离和角度，即可在屏幕上实时地看到解出的一幅或多幅底图结果。包括藏图特征分析判断，解密藏图参数数据获取和解密运算都将由本发明的程序算法在软件中实时处理实现。

一般的，鉴于解密底图的复杂度考虑，插入印刷品中的底图数目不会超过4个。但本发明独有的检测机制和高效的算法，可以突破这一限制，只要印刷品设计工艺精度足够高，可以设计多达8个底图同时存在于一个表图中，极大地仿冒的难度；并且多幅底图并行解密的设计，让解密过程并不会增加额外的时间。解密结果以全彩实况的动态视频帧显示，大大增加了使用者的真实感和带入感。扫图操作简单便捷，让藏图解密过程变得简单而有趣。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。