CN101758695A - 基于指纹特征的印刷证件防伪方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于指纹特征的印刷证件防伪方法，用数字水印技术结合指纹识别技术、加密技术、印刷技术，将内嵌证件持有者本人带有生物唯一特性的指纹标识源水印的证件图像直接通过现代数字印刷系统印制或打印出来，使用授予的解密密钥提取指纹水印进行匹配，实现印刷证件的防伪和认证。具有制作方法简单、保密防伪性能强、制作成本低、拒识率和误识率低等特点，具有重要的实用价值。

Description

基于指纹特征的印刷证件防伪方法

技术领域

本发明涉及一种证件防伪方法，特别涉及一种基于指纹特征的印刷证件防伪方法。

背景技术

祝恩等人总结的自动指纹识别技术通过分析指纹的全局特征和局部特征，特征点如脊、谷、端点、分叉点，从指纹中抽取特征值。指纹识别系统对指纹特征进行取样，提取其唯一的特征并且转换成数字代码，并进一步将这些代码组成特征模板，人们同识别系统交互进行身份认证时，识别系统获取其特征并与数据库中或单一的特征模板进行比对，以确定是否匹配，从而接受或拒绝该人。

最先由Schyndel等人提出的数字水印作为信息隐藏技术的重要分支，是一种可以在开放网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新型技术，通过将数字、序列号、文字和图像标志等版权信息嵌入到媒体中，在嵌入过程中对载体进行尽量小的修改，以达到最强的鲁棒性，当水印媒体受到攻击后仍然可以恢复或检测出水印的存在。数字水印技术作为加密技术的补充，增强了对多媒体信息的版权保护。数字水印具有安全性、可证明性、不可感知性和鲁棒性等特点。

B.Javid等人提出的双随机相位加密技术是用两个分别置于系统的输入和输出平面的随机相位将图像加密为白噪声，排除了在不知密钥的情况下对图像进行解密的可能性，广泛应用于光学图像防伪中。孙刘杰等人结合全息水印技术将加密全息水印嵌入到证件图像中，最后用盲提取技术和授予的解密密钥提取水印信息。

数字水印技术在印刷防伪中的应用是目前的一个新课题。印刷品涉及人们生活中的各个方面，信息技术的发展和高质量图像输入输出设备的进步，在为人们的工作和生活带来了许多便利的同时，也使各种产品包装、证件、支票、证券和证明文档的伪造及篡改变得更加容易。随着互联网技术的发展，如今电子防伪认证技术的应用已经较为广泛和普及，但是基于纸质印刷品认证的应用技术却比较少。

发明内容

本发明是针对基于纸质印刷品防伪应用少的问题，提出了一种基于指纹特征的印刷证件防伪方法，用数字水印技术结合指纹识别技术、加密技术、印刷技术，将内嵌证件持有者本人带有生物唯一特性的指纹标识源水印的证件图像直接通过现代数字印刷系统印制或打印出来，使用授予的解密密钥提取指纹水印进行匹配，实现印刷证件的防伪和认证。

本发明的技术方案为：一种基于指纹特征的印刷证件防伪方法，方法包括如下步骤：

1)用光学指纹采集仪采集指纹图像，通过软件程序进行指纹质量评价，选取满足匹配质量要求的指纹图像并进行指纹预处理，得到的细化图像作为指纹标识源水印图像；

2)对水印图像进行双随机相位调制，生成加密指纹水印图像；

3)用全息技术记录生成加密指纹水印图像的幅值信息和相位信息，得到加密傅立叶变换全息指纹水印；

4)将加密全息指纹水印按30％的强度嵌入到证件载体图像中，得到带有加密指纹水印信息的证件图像；

5)将含指纹水印的证件图像进行印刷或打印，制作证件；

6)认证过程中，用数字扫描仪对证件印刷品进行扫描，使之转化为数字信息输入到计算机中，通过数字图像处理软件进行旋转、截取操作，使用滤波算法进行扫描后处理滤除噪声；

7)使用授予的解密密钥对处理后的含水印的证件图像进行傅立叶变换和相位变换，计算其幅值得到原始指纹标识源图像；

8)匹配时，使用匹配软件对从证件图像中提取恢复的指纹水印进行预处理和特征提取操作，然后与现场采集的指纹图像进行比对，根据得到的匹配分数值进行决策，判定接受或者拒绝该证件持有者。

本发明的有益效果在于：本发明基于指纹特征的印刷证件防伪方法，具有制作方法简单、保密防伪性能强、制作成本低、拒识率和误识率低等特点，具有重要的实用价值。

附图说明

图1为本发明基于指纹特征的印刷证件防伪方法流程图；

图2为本发明基于指纹特征的印刷证件防伪方法中处理后的指纹标识源图像；

图3为本发明基于指纹特征的印刷证件防伪方法中加密指纹标识源图像；

图4为本发明基于指纹特征的印刷证件防伪方法中原证件载体图像；

图5为本发明基于指纹特征的印刷证件防伪方法中嵌入加密标识源后的证件图像；

图6为本发明基于指纹特征的印刷证件防伪方法中打印扫描后的证件图像；

图7为本发明基于指纹特征的印刷证件防伪方法中提取解密的标识源图像；

图8为本发明基于指纹特征的印刷证件防伪方法中同源和非同源指纹匹配值分布图。

具体实施方式

如图1所示流程图，基于指纹特征的印刷证件防伪方法步骤入如下：

1、用光学指纹采集仪采集指纹图像，通过软件程序进行指纹质量评价，选取满足匹配质量要求的指纹图像并进行指纹预处理，得到的细化图像作为指纹标识源水印图像，如图2所示，可以便捷的生成水印，严格筛选去掉采集过程中因手指太干、过湿、有效面积太小、中心位置偏差太大等导致质量较差的指纹图像；

2、对水印图像进行双随机相位调制，生成加密指纹水印图像，如图3所示，得到的加密图像表面显示杂乱无章的噪声图，保密性较强；

3、用全息技术记录生成加密指纹水印图像的幅值信息和相位信息，得到加密傅立叶变换全息指纹水印；

4、将加密全息指纹水印按30％的强度嵌入到证件载体图像(如图4)中，得到带有加密指纹水印信息的证件图像，如图5所示，水印具有不可见性和强的鲁棒性；

5、将含指纹水印的证件图像进行印刷或打印，制作证件；

6、认证过程中，用数字扫描仪对证件印刷品进行扫描，如图6所示，使之转化为数字信息输入到计算机中，由于扫描复制操作带来的误差和噪声，通过数字图像处理软件进行旋转、截取等操作，使用滤波算法进行扫描后处理滤除噪声；

7、使用授予的解密密钥对处理后的含水印的证件图像进行傅立叶变换和相位变换，计算其幅值得到原始指纹标识源图像，如图7所示；

8、匹配时，使用匹配软件对从证件图像中提取恢复的指纹水印进行预处理和特征提取操作，然后与现场采集的指纹图像进行比对，根据得到的匹配分数值进行决策，(如图8中的40～60)，判定接受或者拒绝该证件持有者，达到认证的目的。

本发明在数字水印技术的基础上，结合指纹识别技术、加密技术，将生成的指纹图像作为水印嵌入到证件载体中，采用全息水印加密技术增强水印本身信息的安全性并实现其防伪。该水印信息具有安全性的同时，还具有强的鲁棒性，能够抵抗如噪声、滤波、剪切、JPEG压缩等常见操作的攻击。然后，利用现有的打印机直接打印生成带有加密指纹水印信息的证件印刷品，该防伪技术具有制作方法简单、保密防伪性能强、制作成本低、拒识率和误识率低等特点，具有重要的实用价值。同时，该防伪方法技术含量高，在不知道随机生成的解密密钥时是无法提取指纹信息的。在认证过程中，检测方利用普通的扫描仪便可以成功地得到证件印刷品的数字信息，然后用已得到的解密密钥通过盲水印提取方法将指纹水印提取出来，解密后处理以后与现场采集的指纹图像进行比对，由得到的匹配分数值判定接受或者拒绝该证件持有者，达到安全认证的目的。

Claims (1)

1.一种基于指纹特征的印刷证件防伪方法，其特征在于，方法包括如下步骤：

1)用光学指纹采集仪采集指纹图像，通过软件程序进行指纹质量评价，选取满足匹配质量要求的指纹图像并进行指纹预处理，得到的细化图像作为指纹标识源水印图像；

2)对水印图像进行双随机相位调制，生成加密指纹水印图像；

3)用全息技术记录生成加密指纹水印图像的幅值信息和相位信息，得到加密傅立叶变换全息指纹水印；

4)将加密全息指纹水印按30％的强度嵌入到证件载体图像中，得到带有加密指纹水印信息的证件图像；

5)将含指纹水印的证件图像进行印刷或打印，制作证件；

6)认证过程中，用数字扫描仪对证件印刷品进行扫描，使之转化为数字信息输入到计算机中，通过数字图像处理软件进行旋转、截取操作，使用滤波算法进行扫描后处理滤除噪声；

7)使用授予的解密密钥对处理后的含水印的证件图像进行傅立叶变换和相位变换，计算其幅值得到原始指纹标识源图像；

8)匹配时，使用匹配软件对从证件图像中提取恢复的指纹水印进行预处理和特征提取操作，然后与现场采集的指纹图像进行比对，根据得到的匹配分数值进行决策，判定接受或者拒绝该证件持有者。

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