基于圖形碼的數(shù)字水印圖像生成方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種基于圖形碼的數(shù)字水印圖像生成方 法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著圖形碼技術(shù)的發(fā)展，將圖形碼印制在產(chǎn)品上作為產(chǎn)品的防偽標(biāo)識已經(jīng)成為常 用的方式。然而，由于圖形碼本身并不是嚴(yán)格意義上的防偽技術(shù)，其數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換編碼過程都是 公開的，因此其安全性和保密性仍有不足。對于防偽要求較高或者有特殊防偽要求的領(lǐng)域， 利用圖形碼進(jìn)行防偽仍有欠缺。數(shù)字水印技術(shù)是基于產(chǎn)品安全和保密防偽的專業(yè)技術(shù)，將 圖形碼和數(shù)字水印相結(jié)合進(jìn)行產(chǎn)品防偽成為現(xiàn)有技術(shù)的研究重點(diǎn)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)提供了多種方式將圖形碼和數(shù)字水印進(jìn)行結(jié)合，其原理主要是:利用數(shù) 字水印嵌入算法如，小波變換算法，將數(shù)字水印嵌入二維碼圖像，生成基于二維碼的數(shù)字水 印圖像。
[0004] 然而，通過現(xiàn)有技術(shù)中的方法生成的基于圖形碼的數(shù)字水印圖像魯棒性差，在受 到多角度旋轉(zhuǎn)、剪切等幾何攻擊，或者印刷、打印、掃描等攻擊后，無法提取出完整的水印信 息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于圖形碼的數(shù)字水印圖像生成方法及裝置，能夠 生成魯棒性強(qiáng)的數(shù)字水印圖像，該數(shù)字水印圖像在受到多角度旋轉(zhuǎn)、剪切等幾何攻擊，或者 印刷、打印、掃描等攻擊后，仍然能夠從中提取出完整的水印信息。
[0006] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了基于圖形碼的數(shù)字水印圖像生成方法，所述方法 包括：
[0007] 獲取載體圖形碼對應(yīng)的載體圖像和待嵌入水印對應(yīng)的水印信息；其中，所述載體 圖形碼包括二維碼；
[000引分別對所述載體圖像和所述水印信息進(jìn)行預(yù)處理，得到標(biāo)準(zhǔn)編碼格式的載體圖像 和加密水印信息；
[0009] 對所述標(biāo)準(zhǔn)編碼格式的載體圖像進(jìn)行空間顏色變換，從所述變換后的載體圖像提 取亮度分量；
[0010] 利用基于量化矩陣的頻域變換算法和奇異值變換算法，將所述加密水印信息嵌入 所述提取的亮度分量，得到嵌入加密水印信息的亮度分量；
[0011] 根據(jù)所述嵌入加密水印信息的亮度分量生成基于圖形碼的數(shù)字水印圖像。
[0012] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第一種可能的實(shí)施方式，其中，分別 對所述載體圖像和所述水印信息進(jìn)行預(yù)處理，得到標(biāo)準(zhǔn)編碼格式的載體圖像和加密水印信 息，包括：
[0013] 按照預(yù)設(shè)的編碼規(guī)則分別對所述載體圖像和所述水印信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)編 碼格式的載體圖像和標(biāo)準(zhǔn)編碼格式的水印信息；
[0014] 對所述標(biāo)準(zhǔn)編碼格式的水印信息進(jìn)行預(yù)失真處理，得到處理后的水印信息；
[0015] 對所述處理后的水印信息進(jìn)行混濁變換，得到加密水印信息。
[0016] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第二種可能的實(shí)施方式，其中，利用 基于量化矩陣的頻域變換算法和奇異值變換算法，將所述加密水印信息嵌入所述提取的亮 度分量，得到嵌入加密水印信息的亮度分量，包括：
[0017] 對所述提取的亮度分量進(jìn)行分塊頻域變換，并基于量化矩陣對所述變換后的亮度 分量進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的亮度分量；
[0018] 對所述優(yōu)化后的亮度分量進(jìn)行奇異值變換，得到亮度分量的對角矩陣，將所述加 密水印信息嵌入所述亮度分量的對角矩陣，并對所述嵌入得到的矩陣進(jìn)行奇異值變換，得 到包含所述加密水印信息的對角矩陣；
[0019] 對所述包含所述加密水印信息的對角矩陣進(jìn)行反奇異值變換和反頻域變換，得到 嵌入加密水印信息的亮度分量。
[0020] 結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第=種可能的實(shí)施方式，其中，根據(jù) 所述嵌入加密水印信息的亮度分量生成基于圖形碼的數(shù)字水印圖像，包括：
[0021] 確定與所述嵌入加密水印信息的亮度分量對應(yīng)的載體圖像；
[0022] 對確定的所述載體圖像進(jìn)行空間顏色變換，得到基于圖形碼的數(shù)字水印圖像。
[0023] 結(jié)合第一方面上述實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面第四種可能的實(shí)施方 式，其中，所述方法還包括：
[0024] 對所述基于圖形碼的數(shù)字水印圖像進(jìn)行空間顏色變換，從所述變換后的圖像提取 所述嵌入加密水印信息的亮度分量；
[0025] 對所述嵌入加密水印信息的亮度分量進(jìn)行頻域變換和奇異值變換，得到包含所述 加密水印信息的對角矩陣；
[0026] 利用預(yù)先存儲的左奇異矩陣和右奇異矩陣，對所述包含所述加密水印信息的對角 矩陣進(jìn)行反奇異值變換，并利用預(yù)先存儲的亮度分量的對角矩陣從所述反奇異值變換得到 的矩陣提取所述加密水印信息；
[0027] 對所述加密水印信息進(jìn)行解密處理，得到水印信息。
[0028] 第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了基于圖形碼的數(shù)字水印圖像生成裝置，所述裝置 包括：
[0029] 獲取模塊，用于獲取載體圖形碼對應(yīng)的載體圖像和待嵌入水印對應(yīng)的水印信息； 其中，所述載體圖形碼包括二維碼；
[0030] 預(yù)處理模塊，用于分別對所述載體圖像和所述水印信息進(jìn)行預(yù)處理，得到標(biāo)準(zhǔn)編 碼格式的載體圖像和加密水印信息；
[0031] 提取模塊，用于對所述標(biāo)準(zhǔn)編碼格式的載體圖像進(jìn)行空間顏色變換，從所述變換 后的載體圖像提取亮度分量；
[0032] 嵌入模塊，用于利用基于量化矩陣的頻域變換算法和奇異值變換算法，將所述加 密水印信息嵌入所述提取的亮度分量，得到嵌入加密水印信息的亮度分量；
[0033] 生成模塊，用于根據(jù)所述嵌入加密水印信息的亮度分量生成基于圖形碼的數(shù)字水 印圖像。
[0034] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面第一種可能的實(shí)施方式，其中，所述 預(yù)處理模塊包括：
[0035] 格式轉(zhuǎn)化單元，用于按照預(yù)設(shè)的編碼規(guī)則分別對所述載體圖像和所述水印信息進(jìn) 行轉(zhuǎn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)編碼格式的載體圖像和標(biāo)準(zhǔn)編碼格式的水印信息；
[0036] 預(yù)失真處理單元，用于對所述標(biāo)準(zhǔn)編碼格式的水印信息進(jìn)行預(yù)失真處理，得到處 理后的水印f目息；
[0037] 混濁變換單元，用于對所述處理后的水印信息進(jìn)行混濁變換，得到加密水印信息。
[0038] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面第二種可能的實(shí)施方式，其中，所述 嵌入模塊包括：
[0039] 優(yōu)化單元，用于對所述提取的亮度分量進(jìn)行分塊頻域變換，并基于量化矩陣對所 述變換后的亮度分量進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化后的亮度分量；
[0040] 水印嵌入單元，用于對所述優(yōu)化后的亮度分量進(jìn)行奇異值變換，得到亮度分量的 對角矩陣，將所述加密水印信息嵌入所述亮度分量的對角矩陣，并對所述嵌入得到的矩陣 進(jìn)行奇異值變換，得到包含所述加密水印信息的對角矩陣；
[0041] 反處理單元，用于對所述包含所述加密水印信息的對角矩陣進(jìn)行反奇異值變換和 反頻域變換，得到嵌入加密水印信息的亮度分量。
[0042] 結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面第=種可能的實(shí)施方式，其中，所述 生成模塊包括：
[0043] 確定單元，用于確定與所述嵌入加密水印信息的亮度分量對應(yīng)的載體圖像；
[0044] 空間顏色變換單元，用于對確定的所述載體圖像進(jìn)行空間顏色變換，得到基于圖 形碼的數(shù)字水印圖像。
[0045] 結(jié)合第二方面上述的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面第四種可能的實(shí)施 方式，其中，所述裝置還包括：
[0046] 亮度提取模塊，用于對所述基于圖形碼的數(shù)字水印圖像進(jìn)行空間顏色變換，從所 述變換后的圖像提取所述嵌入加密水印信息的亮度分量；
[0047] 變換模塊，用于對所述嵌入加密水印信息的亮度分量進(jìn)行頻域變換和奇異值變 換，得到包含所述加密水印信息的對角矩陣；
[0048] 水印提取模塊，用于利用預(yù)先存儲的左奇異矩陣和右奇異矩陣，對所述包含所述 加密水印信息的對角矩陣進(jìn)行反奇異值變換，并利用預(yù)先存儲的亮度分量的對角矩陣從所 述反奇異值變換得到的矩陣提取所述加密水印信息；
[0049] 水印解密模塊，用于對所述加密水印信息進(jìn)行解密處理，得到水印信息。
[0050] 本發(fā)明實(shí)施例中，通過水印信息加密技術(shù)、空間顏色變換技術(shù)、基于量化矩陣的頻 域變換算法和奇異值變換算法，將待嵌入水印對應(yīng)的水印信息嵌入載體圖形碼對應(yīng)的載體 圖像內(nèi)，生成基于圖形碼的數(shù)字水印圖像，該基于圖形碼的數(shù)字水印圖像魯棒性強(qiáng)，在受到 多角度旋轉(zhuǎn)、剪切等幾何攻擊，或者印刷、打印、掃描等攻擊后，仍然能夠從中提取出