CN104867098A - 一种基于数字水印的电子证件防伪与识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明属信息技术领域，涉及一种基于数字水印的电子证件防伪与识别方法。本发明中电子证件的制作方法为：首先读取办证人的照片数据，并对照片的色差成分进行小波分解，然后将密码水印序列按照加权叠加的方式嵌入到小波系数中，其次通过小波重构得到含有密码水印序列的照片，最后将含有密码水印序列的照片嵌入电子证件中。本发明中电子证件的检测识别方法为：读取电子证件中的照片信息，并对照片的色差成分进行小波分解，然后分析小波系数和密码水印序列的相关性，最后根据相关性结果识别电子证件的真伪。本发明利用小波分析的方法将特定密码水印化整为零散布到办证人照片中，不改变原有照片的质量，使得电子证件有很强的防伪能力和抗攻击能力；同时，利用相关性进行水印的检测，检测过程不需要原始照片参与，实现了电子证件的快速准确识别。

Description

一种基于数字水印的电子证件防伪与识别方法

技术领域

本发明涉及一种基于数字水印的电子证件防伪与识别方法，特别涉及一种基于小波域数字水印的电子证件制作和检测方法，属于信息技术领域。

背景技术

随着信息技术的发展，各种形式的票据、电子证件的制假给社会和人民带来了严重的威胁，可以说电子证件防伪技术是伴随着电子证件伪造手段的不断提高而提高的。高质量图像输入输出设备的进步，特别是高精度彩色喷墨、激光打印机和高精度扫描仪的普及，使得各种电子证件的伪造及篡改变得越来越容易。简单的印刷防伪技术已经不能满足电子证件防伪的需要。

进入21世纪以来，含有数字照片及生物特征的电子证件得到快速发展，德国护照上已采用数字防伪技术，欧美国家也在电子护照中应用数字技术作为加密的一种补充。目前的电子证件防伪技术主要有数字加密技术、和生物识别技术。其中数字加密技术主要用于电子证件内置信息的安全保护，防止电子证件持有人的个人信息不被泄露；生物识别技术虽能够实现很好的防伪效果，但指纹、DNA等生物信息的采集有一定的难度，使得该技术普及率并不高，且成本高昂。

数字水印是一种新的数字产品版权保护和数据安全维护技术，它是一种十分贴切实际应用的信息隐藏技术。它可以将具有特定意义的标记（水印），利用数字嵌入的方法隐藏在数字作品中，同时通过对水印的监测和分析保证数字信息的完整可靠性，从而成为知识产权保护和多媒体防伪的有效手段。

发明内容

本发明的目的是设计出一种基于数字水印的电子证件防伪与识别方法，将特定的密码水印序列（密码水印序列数据量越大，证件越难被伪造）加入电子证件照片中却不被感知，然后通过检验电子证件照片是否含有该密码水印序列对证件的真伪性进行识别，实现证件检测识别的快速准确。

本发明所涉及的基于数字水印的电子证件防伪与识别方法，分为电子证件制作和电子证件识别两个方面。

一、本发明所述的电子证件的制作方法包含以下步骤：

(1) 证件制作部门利用计算机生成随机序列，并将此作为密码水印序列；

（2）读取办证人的数码照片数据，将照片的RGB色彩模式转换为YUV色彩模式；

（3）对色差U进行多层小波分解，得到小波系数；

（4）将特定密码水印序列按照加权叠加的方式嵌入到小波系数中；

（5）通过小波重构、色彩空间的逆变换，得到含有密码水印序列的照片；

（6）将含有密码水印序列的照片嵌入电子证件中。

二、本发明所述的电子证件的识别方法包含以下步骤：

（1）读取电子证件中的照片信息；

（2）将照片由RGB色彩模式转换为YUV色彩模式；

（3）对色差U进行小波分解；

（4）分析小波系数和密码水印序列的相关性；

（5）根据相关性结果识别电子证件的真伪。

与现有技术相比，本发明所述的电子证件防伪和识别方法具有以下优点：利用小波分析的方法将特定密码水印序列化整为零散布到办证人照片中，不改变原有照片的质量，使得电子证件有很强的防伪能力和抗攻击能力；同时，利用相关性进行水印的检测，检测过程不需要原始照片参与，实现了电子证件的快速准确识别。

附图说明

图1 是本发明的电子证件制作流程图；

图2 是本发明的电子证件识别流程图；

图3真电子证件的检测识别结果；

图4伪造电子证件的检测识别结果。

具体实施方式

以下结合附图、实施例对本发明作进一步详细描述。

一、基于数字水印的电子证件制作方法：

（1）利用计算机生成密码水印序列W={w₁, w₂,…w₁₀₀₀₀}；

（2）读取办证人照片的RGB值，将RGB色彩模式转换为YUV色彩模式，转换方程为：                                                   ；

（3）对U进行三层二维小波分解，得到低频子带系数LL₃和高频子带系数HL_i、LH_i、HH_i、i=1,2,3；

（4）取HL_i、LH_i、HH_i、i=2,3构成水印宿主序列{u₁, u₂,…u_n}。将密码水印W={w₁, w₂,…w₁₀₀₀₀}均分成n段，分别记作W₁，W₂…W_n，将第k段W_k={w_k1, w_k2,…}按下式嵌入： ，在这里n取100，k取50。其中 是嵌入水印后的小波系数，参数α为水印嵌入的强度，在本例中α=10；

（5）进行小波重构、色彩空间的逆变换，得到含有密码水印序列的照片；

（6）将含有密码水印序列的照片嵌入电子证件中。

二、基于数字水印的电子证件的检测与识别方法：

（1）从电子证件中读取图像数据，将RGB色彩模式转换为YUV色彩模式；

（2）对U进行三层二维小波分解, 得到低频子带系数LL₃和高频子带系数HL_i、LH_i、HH_i、i=1,2,3；

（3）从上面所得高频子带系数中取HL_i、LH_i、HH_i、i=2,3记做 ，按计算 和W_j的协方差，j=1，2……100，并做出其图像；

（4）图3为含有密码水印的真电子证件的检测结果，图4为伪造证件的检测结果，可根据检测结果对证件的真伪进行识别。

Claims (1)

1.一种基于数字水印的电子证件防伪与识别方法，其特征在于：所述电子证件制作方法包含以下步骤：

（1）证件制作部门利用计算机生成随机序列，并将此作为密码水印序列；

（2）读取办证人的照片数据，将照片的RGB色彩模式转换为YUV色彩模式；

（3）利用Arnold变换将色差成分U进行置乱；

（4）对置乱后的色差U进行多层小波分解，得到小波系数；

（5）将特定密码水印序列按照加权叠加的方式嵌入到小波系数中；

（6）通过小波重构、Arnold逆变换、色彩空间的逆变换，得到含有密码水印序列的照片；

（7）将含有密码水印序列的照片嵌入电子证件中；

所述电子证件识别方法包含以下步骤：

（1）读取电子证件中的照片信息，将照片由RGB色彩模式转换为YUV色彩模式；

（2）利用Arnold变换将色差成分U进行置乱；

（3）对置乱后的色差U进行小波分解；

（4）分析小波系数和密码水印序列的相关性；

（5）根据相关性结果识别电子证件的真伪。