CN102737204B - 一种安全文档及生成和检测该安全文档的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安全文档生成和检测方法，其包括：确定待嵌入信息；选取嵌入参数，根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合；计算待嵌入信息的形变矩阵；根据所述形变矩阵移动变换斑纹集合中的斑纹，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，形成斑纹形式的安全文档；以及根据所选取的嵌入参数生成数字化检测密钥，以及根据该数字化检测密钥，生成用于数字化检测的检测图样，用于数字化检测；以及根据所选取的嵌入参数对斑纹进行选择性串联，形成具有方向过滤性的光学相关检测图样，用于人工视觉检测。本发明还涉及用于实现上述方法的相应装置。

Description

一种安全文档及生成和检测该安全文档的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种安全文档，以及生成和检测该安全文档的方法和装置。

背景技术

现有文档安全及防伪技术主要包括防伪印刷与数字技术等两大类别。其中与文档安全应用相关的防伪印刷技术主要包括安全油墨、激光全息防伪标签、防伪底纹、开锁式防伪等技术，而数字技术主要包括数字水印、二维条形码与RFID技术等。

防伪油墨，需要采用特殊材料，生产成本与使用成本都过高，同时与电子文档输出结合时需要昂贵的专用设备，在安全文档应用领域的可操作性差。

激光全息防伪标签，虽然是最为广泛采用的防伪方式，但实际安全性不适用于高重要性的防护需求。在文档安全领域，特别是实现电子文档安全输出时，防伪标签与文档内容无法相互结合，难以有效防范对文档的伪造与变造。该技术初次制模的成本很高，而且需要持续的物料与管理投入。

数字水印技术，广泛应用于纯数字化图像的安全防护，但是缺少便捷的可视化检测机制，难以建立纸质文档的信任体系。而且该技术对于纸质文档重新数字化后的检测可靠性较差，难以适应纸质文档数字化影像流等应用方式。

二维条形码技术，能够在纸质文档中可靠地存储数据并进行扫描读取，可以结合加密技术实现安全性。但是该技术与物理介质结合程度较低，难以抵御克隆伪造等威胁，并且需要二维条形码读取设备，实施与推广的投入很高。

RFID技术，需要将RFID以嵌入纸张或粘贴标签等方式结合到文档的物理介质上，与物理介质结合不紧密并需要RFID读取设备，实施与推广的成本很高。

开锁式防伪，是防伪底纹设计延伸出的一种防伪印前设计技术，采用较为便捷的人工视觉检测方式，包括Scramble Indicia、Jura、蒙泰和光学水印等具体实现方式。该技术一般将有规律的线条或点阵作为隐藏信息的载体，通过改变载体某些参数隐藏信息。该技术主要是利用摩尔效应作为人工视觉检测机制。但该种技术仍然存在一些问题，即这种技术依赖线条或点阵的规律决定其安全性，即使经过变换也难以达到较高的安全水平，更缺少切实可行的数字化检测机制。

Scramble Indicia、Jura与蒙泰采用较规律的直线为隐藏可视信息的载体，安全性不高。该技术依赖于高分辨率印刷工艺，不适合打印等分辨率较低的数字化输出方式，并且缺少数字化检测机制，不适用于纸质文档数字化影像流等应用方式。

光学水印技术，虽然引入了多层信息隐藏方式，但是依然缺少便捷可行的高安全性实现机制，现有的光水印技术大多采用数字化生成、模拟检测方式，缺少具有可操作性的数字化检测机制。

发明内容

本发明旨在提供至少在安全性和数字化检测机制等方面改进了现有技术的方案。

本发明第一方面提供了一种安全文档生成方法，其包括：

确定待嵌入信息；

选取嵌入参数，根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合；

计算待嵌入信息的形变矩阵；以及

根据所述形变矩阵移动变换斑纹集合中的斑纹，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，形成斑纹形式的安全文档。

本发明第二方面提供一种根据本发明的方法获取的安全文档。

本发明第三方面提供所述安全文档的应用，所述安全文档将作为银行票据、钞票、支票、印花税票、支付凭证、护照、身份证和认证证书等中的一个防伪部分进行应用。

本发明第四方面提供一种用于生成安全文档的安全文档生成装置，其包括：

一个待嵌入信息单元，其用于确定待嵌入信息；

一个斑纹集合生成单元，其用于生成斑纹集合；

一个嵌入参数安全管理单元，其用于选取嵌入参数，以控制斑纹集合生成单元根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合；以及计算待嵌入信息的形变矩阵；以及

一个虚拟形变单元，其用于根据所述形变矩阵移动变换斑纹集合中的斑纹，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，生成斑纹形式的安全文档；以及

一个输出单元，其用于输出所生成的安全文档。

本发明第五方面提供一种安全文档生成和检测装置，其包括：

一个待嵌入信息单元，其用于确定待嵌入信息；

一个斑纹集合生成单元，其用于生成斑纹集合；

一个嵌入参数安全管理单元，其用于选取嵌入参数，以控制斑纹集合生成单元根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合；计算待嵌入信息的形变矩阵；根据所选取的嵌入参数生成数字化检测密钥，以及根据该数字化检测密钥，生成用于数字化检测的检测图样，用于数字化检测；以及根据所选取的嵌入参数对斑纹进行选择性串联，形成具有方向过滤性的光学相关检测图样，用于人工视觉检测；

一个虚拟形变单元，其用于根据所述形变矩阵移动变换斑纹集合中的斑纹，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，形成斑纹形式的安全文档。

本发明第六方面提供一种安全文档生成和检测方法，其包括：

确定待嵌入信息；

选取嵌入参数，根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合；

计算待嵌入信息的形变矩阵；

根据所述形变矩阵移动变换斑纹集合中的斑纹，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，形成斑纹形式的安全文档；以及

根据所选取的嵌入参数生成数字化检测密钥，以及根据该数字化检测密钥，生成用于数字化检测的检测图样，用于数字化检测；以及根据所选取的嵌入参数对斑纹进行选择性串联，形成具有方向过滤性的光学相关检测图样，用于人工视觉检测。

附图说明：

图1是根据本发明的一个实施方案的用于生成和检测安全文档的方法的简要示意图；

图2是根据本发明的一个实施方案的经过预处理后的待嵌入图文；

图3是根据本发明的一个实施方案的随机斑纹合集的拆分示意图；

图4是根据本发明的一个实施方案的斑纹子集的组合示意图；

图5示意性地示出了根据本发明的一个实施方案的斑纹的方向性；

图6是根据本发明的一个实施方案的形变矩阵；

图7是根据本发明的一个实施方案的发生虚拟形变后的斑纹集合；

图8示意性地示出了根据本发明的一个实施方案的对斑纹集合的划分，以便建立斑纹的相邻关系；

图9示意性地示出了根据本发明的一个实施方案的隐匿性增强处理机制；

图10示出了根据本发明的一个实施方案的数字化检测(DIC)图；

图11示意性地示出了根据本发明的一个实施方案的数字化检测(DIC)流程图；

图12示出了根据本发明的一个实施方案的人工视觉检测图。

具体实施方案

根据本发明的一个实施方案的一种形成安全文档的方法，包括：

确定待嵌入信息；选取嵌入参数，根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合；计算待嵌入信息的形变矩阵；以及根据所述形变矩阵移动变换斑纹集合中的斑纹，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，形成斑纹形式的安全文档。

根据本发明的一个实施方案的用于检测所述安全文档的方法，主要包括：根据所选取的嵌入参数生成数字化检测密钥，以及根据该数字化检测密钥，生成用于数字化检测的检测图样，用于数字化检测；以及根据所选取的嵌入参数对斑纹进行选择性串联，形成具有方向过滤性的光学相关检测图样，用于人工视觉检测。

下面将结合附图1-12具体给出根据本发明的实施方案的用于生成和检测安全文档的方法及相应的装置。

附图1示出了根据本发明的一个实施方案的用于生成和检测安全文档的方法的简要示意图。首先，确定待嵌入信息100。待嵌入信息可通过外部输入而生成，也可以采用其他方式生成，其可以包括图像、文字、字母、数字、线条等形式的信息。在本文中，待嵌入信息包括待嵌入图像“中”。

可选地，可以对待嵌入信息或者主要对其中的图像部分进行数据预处理101，所述数据预处理例如可以包括，去掉嵌入信息上的诸如颜色等的信息，根据需要也可以保留颜色方面的信息；对待嵌入信息的大小及灰度进行归一化，以将待嵌入信息生成符合要求的可视图像信息(如图2所示)；以及对待嵌入信息进行低通滤波，使得下文所要描述的“虚拟形变”具有很好的连续性，以提高DIC检测的检测速度。

在根据该实施方案的用于生成和检测安全文档的方法中，还包括生成斑纹集合103的步骤。所述斑纹集合生成步骤主要是根据文档的安全需求，生成有规律、伪随机、完全随机或混合随机的斑纹集合，所述斑纹集合的大小和形状可以根据需要来确定，也可以根据所需获取的安全文档的大小来确定。所述斑纹集合也可以通过组合多个斑纹子集来生成。

在生成上述斑纹集合的过程中，本发明通过引入嵌入参数安全管理机制102来进一步控制斑纹集合生成过程。

在上下文中，嵌入参数系指唯一性地确定了斑纹集合的斑纹集合特性的组合。该嵌入参数可以包括斑纹的形状、大小、颜色、斑纹位置分布、斑纹形变的方向等。当斑纹集合通过组合多个斑纹子集来生成时，所述嵌入参数例如包括，各斑纹子集中斑纹的形状、大小、颜色、斑纹位置分布、斑纹集合维度、斑纹子集组合方式、斑纹形变的方向等。斑纹集合维度系指集合中所包含斑纹子集的个数。将所有已使用和待使用的斑纹子集汇总建库，可以形成本发明的斑纹子集参数库，用于支持对嵌入参数的管理。本领域技术人员结合上下文将能明白，此处所列举的嵌入参数并非是穷举性的。

在本发明中，通过运行嵌入参数安全管理机制102，例如，可以管理和控制嵌入参数，把可能的各种嵌入参数分类整理，建立完善的嵌入参数安全空间；根据不同的安全要求选取嵌入参数，控制斑纹集合根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合；计算待嵌入信息的形变矩阵，斑纹集合中的斑纹将根据所述形变矩阵而进行移动变换；对所选取的嵌入参数进行跟踪和管理，以便，根据所选取的嵌入参数生成数字化检测密钥，以及根据该数字化检测密钥，生成用于数字化检测的检测图样，用于随后的数字化检测；以及根据所选取的嵌入参数对斑纹进行选择性串联，形成具有方向过滤性的光学相关检测图样，用于人工视觉检测。

在本发明的该实施方案中，通过嵌入参数安全管理机制可以选取嵌入参数，并控制所述斑纹集合生成过程，使其根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合。通过改变嵌入参数，可以改变所生成的斑纹集合。所述斑纹集合可以通过组合多个斑纹子集来生成，其组合方式亦可以被包括作为嵌入参数之一。所述的多个斑纹子集可以从事先生成好的斑纹子集库中选取而来，这种斑纹子集可以是随机的，也可以是有规律的。这种生成方式比较快速，且可以使嵌入参数可控性高。优选地，可以通过拆分随机斑纹合集来获取斑纹子集(如图3所示)，即对物理随机图样进行带通滤波，从中拆分出需要的斑纹子集1和斑纹子集2作为随后要嵌入“虚拟形变”的组合斑纹合集中的斑纹子集A和斑纹子集B(如图4所示)。由此方法所获得的斑纹子集规律性低，从而使得到的斑纹子集安全度高。斑纹子集间的组合方式也可以根据不同的需要加以选择。

在本发明的该实施方案中，所述嵌入参数安全管理机制根据斑纹集合生成过程中所选取的嵌入参数，来确定斑纹集合在发生形变时的斑纹形变方向，例如，根据不同的斑纹子集的相关嵌入参数来确定各子集的斑纹在发生形变时的形变方向。由于所述斑纹形变方向是嵌入参数之一而纳入嵌入参数安全管理机制，由此增加了安全文档生成过程中的可变化空间。同时，由于每个斑纹子集发生“虚拟形变”的方向可以不同，从而降低了整个斑纹集合空间上“虚拟形变”的规律性，提高形变的隐匿性。

由于斑纹集合维度、斑纹子集组合方式、斑纹形变方向、斑纹在二维空间中的位置分布具有巨大的可取值组合范围，因而，通过对四个空间中的其中一个空间、两个空间、三个空间或四个空间进行有效组合，将形成海量、高安全的密钥空间，从而使本方法具有极高的安全性。

在本发明的该实施方案中，还通过嵌入参数安全管理机制计算针对该待嵌入信息的形变矩阵。

在本发明的一个实施例中，嵌入参数安全管理机制根据待嵌入信息中的每个位置的灰度值来计算出对应斑纹处形变的大小。例如，可以采用线性映射关系，即，使灰度值取值范围是0——255，而斑纹形变大小取值范围设为0——5个象素，即如果待嵌入信息中某处灰度值为255，则移5个象素格。组合考虑前面所获取的斑纹形变方向和形变大小后，嵌入参数安全管理机制将计算得到针对该待嵌入信息的斑纹集合形变矩阵。对于由多个斑纹子集组合而成的斑纹集合，同理，在考虑每个斑纹子集的形变方向和上述形变大小后将得到用于每个斑纹子集的形变矩阵。

在上述实施例中，计算待嵌入信息的形变矩阵包括，根据待嵌入信息中的每个斑纹对应位置灰度值计算斑纹形变大小；以及根据所选取的嵌入参数确定斑纹形变方向。另外，亦可采取其他方式计算形变矩阵，例如对于彩色图样，可以针对RGB值来计算形变矩阵。

图601是经过计算后得到的斑纹子集形变矩阵示意图，602是该子集中某区域对应形变矩阵的放大示意图，图中箭头的方向是由嵌入参数安全管理机制决定的，代表形变方向，而箭头的长短代表该处发生形变的大小。

在计算得到形变矩阵后，根据每个区域的形变矩阵移动变换斑纹子集中的对应斑纹，从而完成该斑纹子集的形变，或称完成该斑纹子集的“虚拟形变”，如图7所示。根据具体需求，可以对每个子集都进行“虚拟形变”，或者，也可以根据具体的需求，对斑纹集合中的某些个子集进行“虚拟形变”，从而完成整个斑纹集合的“虚拟形变”104，即在斑纹集合中通过“虚拟形变”嵌入待嵌入信息，从而生成含密图文(或安全文档)，该含密图文表现为经过虚拟形变后的斑纹的形式，其可以以电子形式、纸质形式或其他形式提供，其可作为银行票据、钞票、支票、印花税票、支付凭证、护照、身份证和认证证书等涉及安全防伪需要的文件等中的一个防伪部分或一种防伪特征。

在上文中，本发明通过灰度值来计算斑纹子集形变矩阵中的形变大小，增加了斑纹形变的可能取值范围以及相邻斑纹形变的连续性，也进一步提高了本发明的安全文档的隐匿性或安全性。

在通过使斑纹集合发生形变从而实现将待嵌入信息嵌入斑纹集合的过程中，某些形变区域很可能出现“边缘跳变”的现象，如图7中的701所示。所述跳变可能由各种原因引起，例如由形变大小(如某些区域形变过大)或形变规律性(如形变过于规律)引起的，也可能是由形变的分布情况引起的(如某处有形变而周围没有形变)，或者是由于选取形变的斑纹子集过于均匀或规律而引起的。为了增强嵌入信息的隐匿性，本发明优选地采取隐匿性增强处理105。在该隐匿性增强处理中，先对斑纹集合进行划分，建立斑纹的相邻关系(如图8所示)，之后通过“重心调节”机制调整“虚拟形变”嵌入处邻里斑纹的位置，从而达到消除“边缘跳变”的目的。此外，也可以采用其他隐匿性增强技术来消除“边缘跳变”现象，如将某些导致跳变的斑纹分裂为多个子斑纹。

隐匿性增强技术中的“重心调节”机制，是利用人眼分辨率与数字分辨率的差异实现消除“边缘跳变”现象的机制。该机制首先将斑纹集合进行合理划分，建立起斑纹邻里关系。之后，在嵌入“虚拟形变”的过程中，计算即将要嵌入“虚拟形变”的斑纹的邻域重心，在嵌入“虚拟形变”时调整形变斑纹的大小以及位置，使得“虚拟形变”嵌入后的邻域重心902，回归到原重心，如901位置或附近，从而消除“边缘跳变”现象；换言之，计算待嵌入信息嵌入前的斑纹邻域重心(简称为：前斑纹邻域重心)；以及计算待嵌入信息嵌入后的斑纹邻域重心(简称为：后斑纹邻域重心)；比较前斑纹邻域重心以及后斑纹邻域重心；根据所述比较重新调整嵌入时的斑纹形变的大小和位置，使嵌入后的邻域重心回归到嵌入前的重心位置。

本发明通过上述隐匿性增强处理，进一步增强了含密图文(或安全文档)的隐匿性或安全性。为了使检测时，可以更为方便快捷地将检测图样(其被生成以检测含密图文，下文将进一步介绍)和含密图文(或称安全文档)进行位置对准，在含密图文以及检测图样(包括用于数字化检测的检测图样和光学相关检测图样)上都将加入识别标记，如外框、上划线等，方便两图文的定位及检测。

在本发明的含密图文多形式输出106中，支持多种形式、多种介质输出，例如：电子防伪输出107、纸质防伪输出108。从而兼顾数字与物理领域的文档安全，并有效支持数字化检测与人工视觉检测机制。纸质防伪输出经过扫描110后亦可接受数字化检测(DIC)。

在根据本发明的该实施方案的数字化检测过程中，嵌入参数安全管理机制将根据安全文档生成过程中所选取的嵌入参数，生成数字化检测密钥109，该密钥将用于数字化检测110，所得的检测结果将被呈现出来113(图10为根据本发明的通过数字化检测获取的检测图像)。具体来说，如图11所示，根据所述的数字化检测密钥109，生成与待检测含密图文1101具有高度相关性的检测图样1104，根据该检测图样中斑纹位置等参数对含密图文进行过滤(1102)，得到待检测的形变斑纹子集(1103)，将之与检测图样进行DIC运算1105，即可提取含有“虚拟形变”的形变矩阵1106。由于在“虚拟形变”嵌入过程中还考虑了斑纹形变方向，因此，需要再对形变矩阵进行方向性过滤1107，从而检测出“虚拟形变”，即提取出嵌入信息1108(图10)。在本发明的上述数字化检测方法中，可通过识别含密图文的识别标记对含密图文进行定位。

在本发明的人工视觉检测方法中，根据安全文档生成过程中所选取的嵌入参数，例如：斑纹大小、斑纹子集组合方式等，对斑纹进行选择性串联，形成具有方向过滤性的光学相关检测图样，在此光学相关检测图样基础上制备人工视觉检测所需要的检测工具。通过将检测工具重叠在纸质安全文档的图案上进行光学相关检测，即可人工检测出嵌入信息或嵌入图像，如图12所示。在本发明的上述人工视觉检测方法中，可通过识别含密图文的识别标记对含密图文进行定位。

在本发明的上述虚拟形变、数字化检测(DIC)、光学相关检测图样生成过程中，都遵循同一套嵌入参数，从而使本发明可以实现数字与人工兼顾的检测机制，即实现双领域检测，从而能够有效保护各种文档(包括纯数字文档)，以及加强纸质安全文档的安全保护及检测效率。克服了传统安全文档技术无法兼顾双领域的技术盲点，并提高了安全性。

本发明还涉及一种安全文档生成和检测装置，其用于生成上述安全文档并对该安全文档进行检测。该安全文档生成和检测装置包括用于确定待嵌入信息的待嵌入信息单元。该待嵌入信息单元可通过接收外部输入而确定待嵌入信息，或通过其自身生成待嵌入信息。所述待嵌入信息可以包括图像、文字、字母、数字、线条等形式的信息。

可选地，该安全文档生成和检测装置可以包括数据预处理单元，其用于对待嵌入信息进行数据预处理，例如用于去掉嵌入信息上的诸如颜色等的信息；对待嵌入信息的大小及灰度进行归一化，以将待嵌入信息生成符合要求的可视图像信息；以及对待嵌入信息进行低通滤波等。

该安全文档生成和检测装置还包括一个斑纹集合生成单元，其用于生成斑纹集合。该斑纹集合生成单元可以根据文档的安全需求，生成有规律、伪随机、完全随机或混合随机的斑纹集合，也可以通过组合多个斑纹子集来生成斑纹集合。

该安全文档生成和检测装置还包括一个嵌入参数安全管理单元，其用于实施上文所述的嵌入参数安全管理机制。一方面，该嵌入参数安全管理单元控制斑纹集合生成过程。例如，该嵌入参数安全管理单元选取嵌入参数，并控制所述斑纹集合生成过程，使其根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合。通过改变嵌入参数，可以改变所生成的斑纹集合。通过所述嵌入参数安全管理单元还可以确定斑纹集合在发生形变时的斑纹形变方向，或根据不同的斑纹子集的相关的嵌入参数来确定各子集的斑纹在发生形变时的形变方向。

另一方面，该嵌入参数安全管理单元还计算待嵌入信息的形变矩阵。在一个实施方案中，计算待嵌入信息的形变矩阵包括，根据待嵌入信息中的每个斑纹对应位置灰度值计算斑纹形变大小；以及根据所选取的嵌入参数确定斑纹形变方向。另外，亦可采取其他方式计算形变矩阵，例如对于彩色图样，可以针对RGB值来计算形变矩阵。

再一方面，为实现数字化检测，该嵌入参数安全管理单元根据所选取的嵌入参数生成数字化检测密钥，以及根据该数字化检测密钥，生成用于数字化检测的检测图样，用于随后的数字化检测；以及根据所选取的嵌入参数对斑纹进行选择性串联，形成具有方向过滤性的光学相关检测图样，用于人工视觉检测。

本发明的该安全文档生成和检测装置还包括一个虚拟形变单元，其用于根据形变矩阵来移动变换斑纹集合中的斑纹或斑纹集合中的多个斑纹子集的斑纹，实现斑纹形变，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，形成斑纹形式的安全文档。

优选地，本发明的该安全文档生成和检测装置还可包括一个隐匿性增强处理单元，其用于消除嵌入过程出现的“边缘跳变”现象来增强嵌入信息的隐匿性。例如，其可以通过“重心调节机制”消除“边缘跳变”来增强嵌入信息的隐匿性，或者可以采用其他已知方法来增强嵌入信息的隐匿性。

本发明的该安全文档生成和检测装置还可以包括一个输出单元，其用于以多种形式、多种介质输出所生成的安全文档，例如提供电子形式或纸质形式的文档输出。

本发明还涉及一种安全文档生成装置，该装置包括用于确定待嵌入信息的待嵌入信息单元。该待嵌入信息单元可通过接收外部输入而确定待嵌入信息，或通过其自身生成待嵌入信息。所述待嵌入信息可以包括图像、文字、字母、数字、线条等形式的信息。

可选地，该安全文档生成装置可以包括数据预处理单元，其用于对待嵌入信息进行数据预处理，例如用于去掉嵌入信息上的诸如颜色等的信息；对待嵌入信息的大小及灰度进行归一化，以将待嵌入信息生成符合要求的可视图像信息；以及对待嵌入信息进行滤波等。

该安全文档生成装置还包括一个斑纹集合生成单元，其用于生成斑纹集合。该斑纹集合生成单元可以根据文档的安全需求，生成有规律、伪随机、完全随机或混合随机的斑纹集合，也可以通过组合多个斑纹子集来生成斑纹集合。

该安全文档生成装置还包括一个嵌入参数安全管理单元。一方面，该嵌入参数安全管理单元控制斑纹集合生成过程。例如，该嵌入参数安全管理单元选取嵌入参数，并控制所述斑纹集合生成过程，使其根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合。通过改变嵌入参数，可以改变所生成的斑纹集合。

另一方面，该嵌入参数安全管理单元还计算待嵌入信息的形变矩阵，斑纹集合中的斑纹将根据所述形变矩阵而移动变换。在一个实施方案中，计算待嵌入信息的形变矩阵包括，根据待嵌入信息中的每个斑纹对应位置灰度值计算斑纹形变大小；以及根据所选取的嵌入参数确定斑纹形变方向。另外，亦可采取其他方式计算形变矩阵，例如对于彩色图样，可以针对RGB值来计算形变矩阵。

该安全文档生成装置还包括一个虚拟形变单元，其用于根据所述形变矩阵移动变换斑纹集合中的斑纹，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，生成斑纹形式的安全文档；

优选地，本发明的该安全文档生成装置还可包括一个隐匿性增强处理单元，其用于消除嵌入过程出现的“边缘跳变”现象来增强嵌入信息的隐匿性。例如，其可以通过“重心调节机制”消除“边缘跳变”来增强嵌入信息的隐匿性，或者可以采用其他已知方法来增强嵌入信息的隐匿性。

本发明的该安全文档生成装置还可以包括一个输出单元，其用于以多种形式、多种介质输出所生成的安全文档，例如提供电子形式或纸质形式的文档输出。

Claims (24)

1.一种生成安全文档的方法，包括：

确定待嵌入信息；

选取嵌入参数，根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合；

根据待嵌入信息中的每个斑纹对应位置灰度值计算斑纹形变大小，根据所选取的嵌入参数确定斑纹形变方向，根据计算出的斑纹形变大小和所确定的斑纹形变方向计算待嵌入信息的形变矩阵；以及

根据所述形变矩阵移动变换斑纹集合中的斑纹，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，形成斑纹形式的安全文档。

2.根据权利要求1的方法，其中所述斑纹集合由多个斑纹子集组合而成，以及所述安全文档以电子形式或纸质形式的文档输出。

3.根据权利要求1的方法，进一步包括对待嵌入信息进行数据预处理。

4.根据权利要求1、2或3的方法，进一步包括隐匿性增强处理，以消除嵌入过程出现的“边缘跳变”现象。

5.根据权利要求4的方法，其中，隐匿性增强处理包括：先对斑纹集合进行划分，建立斑纹的相邻关系，之后通过“重心调节”机制调整嵌入信息嵌入处的邻里斑纹的位置，从而消除“边缘跳变”。

6.根据权利要求1、2或3的方法，进一步包括对安全文档施加识别标记。

7.一种根据权利要求1-6之一的方法获取的纸质形式的安全文档。

8.将根据权利要求7所述的安全文档作为银行票据、钞票、支票、印花税票、支付凭证、护照、身份证和认证证书中的一个防伪部分的应用。

9.一种用于生成安全文档的安全文档生成装置，包括：

一个待嵌入信息单元，其用于确定待嵌入信息；

一个斑纹集合生成单元，其用于生成斑纹集合；

一个嵌入参数安全管理单元,其用于选取嵌入参数，以控制斑纹集合生成单元根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合；以及根据待嵌入信息中的每个斑纹对应位置灰度值计算斑纹形变大小，根据所选取的嵌入参数确定斑纹形变方向，根据计算出的斑纹形变大小和所确定的斑纹形变方向计算待嵌入信息的形变矩阵；

一个虚拟形变单元，其用于根据所述形变矩阵移动变换斑纹集合中的斑纹，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，生成斑纹形式的安全文档；以及

一个输出单元，其用于输出所生成的安全文档。

10.根据权利要求9的安全文档生成装置，其中所述斑纹集合由多个斑纹子集组合而成，以及所述输出单元输出电子形式或纸质形式的安全文档。

11.根据权利要求9的安全文档生成装置，进一步包括数据预处理单元，其用于对待嵌入信息进行数据预处理。

12.根据权利要求9、10或11的安全文档生成装置，还包括一个执行隐匿性增强处理的隐匿性增强处理单元，其用于通过消除嵌入过程出现的“边缘跳变”现象来增强嵌入信息的隐匿性。

13.根据权利要求12的安全文档生成装置，其中，所述隐匿性增强处理包括：先对斑纹集合进行划分，建立斑纹的相邻关系，之后通过“重心调节”机制调整嵌入信息嵌入处的邻里斑纹的位置，从而消除“边缘跳变”。

14.一种安全文档生成和检测装置，其包括:

一个待嵌入信息单元，其用于确定待嵌入信息；

一个斑纹集合生成单元，其用于生成斑纹集合；

一个嵌入参数安全管理单元,其用于选取嵌入参数，以控制斑纹集合生成单元根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合；根据待嵌入信息中的每个斑纹对应位置灰度值计算斑纹形变大小，根据所选取的嵌入参数确定斑纹形变方向，根据计算出的斑纹形变大小和所确定的斑纹形变方向计算待嵌入信息的形变矩阵；根据所选取的嵌入参数生成数字化检测密钥，以及根据该数字化检测密钥，生成用于数字化检测的检测图样，用于随后的数字化检测；以及根据所选取的嵌入参数对斑纹进行选择性串联，形成具有方向过滤性的光学相关检测图样，用于人工视觉检测；

一个虚拟形变单元，其用于根据所述形变矩阵移动变换斑纹集合中的斑纹，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，形成斑纹形式的安全文档；以及

一个输出单元，其用于输出所生成的安全文档。

15.根据权利要求14的安全文档生成和检测装置，其中所述斑纹集合由多个斑纹子集组合而成，以及所述输出单元输出电子形式或纸质形式的安全文档。

16.根据权利要求14的安全文档生成和检测装置，进一步包括数据预处理单元，其用于对待嵌入信息进行数据预处理。

17.根据权利要求14、15或16的安全文档生成和检测装置，还包括一个执行隐匿性增强处理的隐匿性增强处理单元，其用于通过消除嵌入过程出现的“边缘跳变”现象来增强嵌入信息的隐匿性。

18.根据权利要求17的安全文档生成和检测装置，其中，所述隐匿性增强处理包括：先对斑纹集合进行划分，建立斑纹的相邻关系，之后通过“重心调节”机制调整嵌入信息嵌入处的邻里斑纹的位置，从而消除“边缘跳变”。

19.一种安全文档生成和检测方法，其包括:

确定待嵌入信息；

选取嵌入参数，根据所选取的嵌入参数生成斑纹集合；

根据待嵌入信息中的每个斑纹对应位置灰度值计算斑纹形变大小，根据所选取的嵌入参数确定斑纹形变方向，根据计算出的斑纹形变大小和所确定的斑纹形变方向计算待嵌入信息的形变矩阵；

根据所述形变矩阵移动变换斑纹集合中的斑纹，从而将待嵌入信息嵌入斑纹集合中，形成斑纹形式的安全文档；以及

根据所选取的嵌入参数生成数字化检测密钥，以及根据该数字化检测密钥，生成用于数字化检测的检测图样，用于数字化检测；以及根据所选取的嵌入参数对斑纹进行选择性串联，形成具有方向过滤性的光学相关检测图样，用于人工视觉检测。

20.根据权利要求19的方法，其中所述斑纹集合由多个斑纹子集组合而成，以及所述安全文档以电子形式或纸质形式的文档输出。

21.根据权利要求19的方法，进一步包括对待嵌入信息进行数据预处理。

22.根据权利要求19、20或21的方法，进一步包括隐匿性增强处理，以消除嵌入过程出现的“边缘跳变”现象。

23.根据权利要求22的方法，其中，隐匿性增强处理包括：先对斑纹集合进行划分，建立斑纹的相邻关系，之后通过“重心调节”机制调整嵌入信息嵌入处的邻里斑纹的位置，从而消除“边缘跳变”。

24.根据权利要求19、20或21的方法，进一步包括对所述安全文档、所述的用于数字化检测的检测图样和所述的光学相关检测图样都施加识别标记，以便于检测过程中所述安全文档与后两者之间的位置对准。