CN108182349B - 一种Word文档水印版权信息保护装置及方法 - Google Patents

一种Word文档水印版权信息保护装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Word文档水印版权信息保护装置及方法，具体包括水印信息生成、水印信息嵌入和水印信息检测方法及装置。通过提取指纹图像的脊线信息，并直接映射到Word文档的三行文本，提取脊线上特征点信息，直接映射到Word文档的三乘三文字矩阵。水印嵌入过程中无需对指纹特征编码解码，提高了计算效率。由于水印没有经过编码操作，所以具有原始指纹的特性，可以很好的适应残缺和模糊指纹特征水印的嵌入和检测。在水印信息检测模块中，由于Word文档具有指纹的特征，所以可以将Word文档中的特征和指纹图像提取的特征直接进行匹配处理，减少了计算步骤。本发明可应用于Word文档水印版权信息保护。

Description

一种Word文档水印版权信息保护装置及方法
技术领域
本发明涉及一种Word文档水印版权信息保护装置及方法，属于信息安全中的数字水印技术和文档信息保护领域。
背景技术
在文档中加入水印信息是版权保护的一种方式。不改变文档中所有文字内容的水印，一般采用基于文档结构微调的方法，改变文档中文本行和列的空间域来实现水印的嵌入。利用人们视觉的不敏感性，在人眼难以觉察的视觉误差范围内微调文本的显示方式，如字间距、行间距、字符大小颜色等属性，将已经编码的水印信息嵌入文档中。有一种提出基于中文字体的Word文档数字水印算法，通过字体的不同嵌入水印。还有一种提出基于Word文档的高隐藏率水印算法，同时利用字体RGB颜色低位及下划线RGB颜色全部可用字节来隐藏信息。公开号CN102385680B(授权公告日：2014.05.21)公开了一种word文档的防篡改保护方法，该发明利用windows操作系统中TrueType造字程序制作新字符作为水印信号、将所造的水印字符嵌入word文档中形成防篡改保护文档。公开号CN102495833B(授权公告日：2014.03.12)公开了一种基于Opentype矢量轮廓字体的文档水印版权信息保护装置，该发明通过选择的Opentype字体和嵌入的版权信息生成具体的水印文字，文档水印版权信息抗扫描打印检测模块提取笔画参数，用于文档水印版权信息保护。目前水印嵌入需要很多计算步骤，消耗大量时间，而且如果缺失了水印信息之后可能导致整个水印失效。现存的指纹特征水印嵌入Word文档采用的方法都是采用编码的指纹特征水印，没有提出将指纹特征直接嵌入Word文档的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种Word文档水印版权信息保护装置及方法，以实现Word文档水印版权信息保护功能。
为了解决以上技术问题，本发明使用现有的成熟的指纹特征识别技术、Word文档格式编辑技术、Word文档格式识别技术等，提出了映射Word文档中三乘三文字矩阵为指纹特征的方法，通过信息化手段和硬件设备的设计，从而实现Word文档水印版权信息保护功能。
本发明所采用的具体技术方案如下：
一种Word文档水印版权信息保护装置，其特征在于，它包括水印信息生成模块、水印信息嵌入模块和水印信息检测模块。
所述的水印信息生成模块和水印信息嵌入模块连接；
所述的水印信息生成模块和水印信息检测模块连接；
所述的水印信息生成模块用于采集和分析加密者指纹，采用水印信息生成方法生成指纹特征水印；
所述的水印信息嵌入模块用于分析和处理Word文档，采用水印信息嵌入方法嵌入指纹特征水印；
所述的水印信息检测模块用于分析和处理Word文档，采用水印信息检测方法检测出Word文档中的指纹特征水印信息并进行验证。
一种Word文档水印版权信息保护方法，其特征在于，它包括水印信息生成方法、水印信息嵌入方法和水印信息检测方法。
水印信息生成方法，
具体步骤是：
步骤A1、利用图像采集仪器采集加密者指纹的图像信息；
步骤A2、对指纹图像的信息进行处理，提取指纹的全部脊线并编号，脊线集合L＝{l1,...lm...,lM}，lm代表第m条脊线，1≤m≤M，M为脊线总数，
对指纹图像中全部脊线编号的方法为：按照脊线端点坐标在指纹图像中出现的位置，从上至下，从左至右的顺序依次给脊线编号；
步骤A3、对全部脊线L＝{l1,...lm...,lM}进行处理，脊线的左端点记录为Pleft＝{pleft1,...pleftm...,pleftM}，脊线的右端点记录为Pright＝{pright1,...prightm...,prightM}，提取脊线上全部分叉点信息并编号，如脊线lm上所有的分叉点记录为Wm＝{wm1,...wmn...wmN}，其中wmn为脊线lm上第n个分叉点，1≤n≤N，N为分叉点总数，
对脊线中全部特征点信息编号的方法为：按照脊线方向从上至下，从左至右的顺序依次给分叉点编号。
水印信息嵌入方法，
具体步骤是：
步骤B1、初始化Word文档，去除所有字符间距和字符位置的设置；
步骤B2、选择具有多个三乘三文字矩阵的嵌入水印Word文档的文本行，以三行为间隔，三乘三文字矩阵采用九宫图分布方式，选取Word文档中三行和三列共九个字符构成，三乘三文字矩阵为
Figure BDA0001501969950000021
除了中字符t22，其他分别为上t12、下t32、左t21、右t23、上左t11、上右t13、下左t31、下右t33共八个字符；
步骤B3、映射三乘三文字矩阵为左端点pleftm，具体方法为：判断pleftm的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符间距为紧缩，设置三乘三文字矩阵的其他字符间距为加宽；
步骤B4、映射三乘三文字矩阵为右端点prightm，具体方法为：判断prightm的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符间距为加宽，设置三乘三文字矩阵的其他字符间距为紧缩；
步骤B5、依次处理所有脊线的所有分叉点，按脊线lm中分叉点wmn所在位置，选择三乘三文字矩阵；
步骤B6、映射三乘三文字矩阵为对应编号脊线lm的对应编号分叉点wmn，具体方法为：判断分叉点wmn的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符位置提升，设置三乘三文字矩阵的其他字符位置降低。
水印信息检测方法，具体步骤是：
步骤C1、检测左端点pcleftm，具体方法为：遍历Word文档，从上至下，从左至右的顺序查找间距为加宽的字符，查找该字符作为中字符所属的三乘三文字矩阵字符间距是否满足左端点pcleftm格式，如果满足，则存储左端点pcleftm的角度信息，如果不满足则说明文档水印被破坏；
步骤C2、检测右端点pcrightm，具体方法为：检测三行文本的最右侧三乘三文字矩阵是否满足右端点pcrightm格式，如果满足，则存储右端点pcrightm的角度信息，如果不满足则说明文档水印被破坏；
步骤C3、提取分叉点信息，具体方法为按照从左至右的顺序，检测左端点pcleftm或者文本开头所在的三行文本中满足分叉点wcmn的三乘三文字矩阵，直至检测到右端点pcrightm或者文本末尾为止，存储检测到的分叉点wcmn的角度信息；
步骤C4、匹配数字指纹水印，将所有记录的文档中存储的左端点pcleftm、右端点pcrightm和分叉点wcmn与原始指纹水印信息中的左端点pleftm、右端点prightm和分叉点wmn进行校对，验证水印是否正确。
所述的映射三乘三文字矩阵为左端点、右端点和分叉点的方法如下：
采用直角坐标系，将角度值映射到三乘三文字矩阵的各个阈值范围内，其中角度数值区间为：‐20<上t12≤20，20<上右t13≤70，70<右t23≤110，110<下右t33≤160，160<下t32≤200，200<下左t31≤250，250<左t21≤290，290<上左t11≤340，角度值属于哪个区间，就将该区间对应的三乘三文字矩阵中的某字符间距设置为某种格式Format，Format包括字符间距紧缩，字符位置提升等字符设置方式，三乘三文字矩阵中其他七个字符间距设置为另一种相反格式ReFormat，ReFormat包括字符间距加宽，字符位置降低等字符设置方式。
本发明具有有益效果。本发明通过提取指纹图像的脊线信息，并直接映射到Word文档的三行文本，提取脊线上特征点信息，直接映射到Word文档的三乘三文字矩阵。水印嵌入过程中无需对指纹特征编码解码，提高了计算效率。由于水印没有经过编码操作，所以具有原始指纹的特性，可以很好的适应残缺和模糊指纹特征水印的嵌入和检测。在水印信息检测模块中，由于Word文档具有指纹的特征，所以可以将Word文档中的特征和指纹图像提取的特征直接进行匹配处理，减少了计算步骤。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是某临床科室医生食指指纹图像；
图3是某临床科室医生食指指纹特征图像；
图4是某患者出院小结文档中嵌入水印前的字样图；
图5是三乘三文字矩阵示意图；
图6是映射三乘三文字矩阵为分叉点的示意图；
图7是某患者出院小结文档中嵌入水印后的字样图；
图8是某患者出院小结文档中嵌入水印后的字样标注展示图；
图9是某医技科室医生食指指纹图像；
图10是某医技科室医生食指指纹特征图像；
图11是某患者PET‐CT文档中嵌入水印前的字样图；
图12是某患者PET‐CT文档中嵌入水印后的字样图；
图13是某患者PET‐CT文档中嵌入水印后的字样标注展示图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案做进一步详细说明。
由图1所示的一种Word文档水印版权信息保护装置的总体结构示意图可知，它包括水印信息生成模块1、水印信息嵌入模块2和水印信息检测模块3。
所述的水印信息生成模块1和水印信息嵌入模块2连接；
所述的水印信息生成模块1和水印信息检测模块3连接；
本发明在使用时，各部件的功能描述如下。
所述的水印信息生成模块1用于采集和分析加密者指纹，采用水印信息生成方法生成水印；
所述的水印信息嵌入模块2用于分析和处理Word文档，采用水印信息嵌入方法嵌入水印；
所述的水印信息检测模块3用于分析和处理Word文档，采用水印信息检测方法检测出Word文档中的水印信息并进行验证。
以下是发明人给出的实施例：
实施例1：某患者出院小结文档中嵌入指纹特征水印
水印信息生成，
具体步骤是：
步骤A1、利用图像采集仪器采集某临床科室医生食指指纹的图像信息，如图2所示；
步骤A2、对指纹图像的信息进行处理，提取指纹的全部脊线并编号，脊线集合L＝{l1,...lm...,lM}，lm代表第m条脊线，1≤m≤M，M为脊线总数，
对指纹图像中全部脊线编号的方法为：按照脊线端点坐标在指纹图像中出现的位置，从上至下，从左至右的顺序依次给脊线编号；
步骤A3、对全部脊线L＝{l1,...lm...,lM}进行处理，脊线的左端点记录为Pleft＝{pleft1,...pleftm...,pleftM}，脊线的右端点记录为Pright＝{pright1,...prightm...,prightM}，提取脊线上全部分叉点信息并编号，如脊线lm上所有的分叉点记录为Wm＝{wm1,...wmn...wmN}，其中wmn为脊线lm上第n个分叉点，1≤n≤N，N为分叉点总数，
对脊线中全部特征点信息编号的方法为：按照脊线方向从上至下，从左至右的顺序依次给分叉点编号，如图3所示。
水印信息嵌入方法，
具体步骤是：
步骤B1、初始化某患者出院小结Word文档，去除所有字符间距和字符位置的设置，如图4所示；
步骤B2、选择具有多个三乘三文字矩阵的嵌入水印Word文档的文本行，以三行为间隔，三乘三文字矩阵采用九宫图分布方式，选取Word文档中三行和三列共九个字符构成，三乘三文字矩阵为
Figure BDA0001501969950000051
除了中字符t22，其他分别为上t12、下t32、左t21、右t23、上左t11、上右t13、下左t31、下右t33共八个字符，三乘三文字矩阵如图5所示；
步骤B3、映射三乘三文字矩阵为左端点pleftm，具体方法为：判断pleftm的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符间距为紧缩，设置三乘三文字矩阵的其他字符间距为加宽，映射三乘三文字矩阵为左端点pleftm，如图6所示，图6左为左端点pleftm，映射三乘三文字矩阵为左端点的方法如下：采用直角坐标系，将角度值映射到三乘三文字矩阵的各个阈值范围内，其中角度数值区间为：‐20<上t12≤20，20<上右t13≤70，70<右t23≤110，110<下右t33≤160，160<下t32≤200，200<下左t31≤250，250<左t21≤290，290<上左t11≤340，图6左指纹特征角度值为273，属于左t21区间，就将左t21区间对应的三乘三文字矩阵中字符间距设置为紧缩，三乘三文字矩阵中其他七个字符间距设置为加宽，图6右为映射后的三乘三文字矩阵；
步骤B4、映射三乘三文字矩阵为右端点prightm，具体方法为：判断prightm的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符间距为加宽，设置三乘三文字矩阵的其他字符间距为紧缩；
步骤B5、依次处理所有脊线的所有分叉点，按脊线lm中分叉点wmn所在位置，选择三乘三文字矩阵；
步骤B6、映射三乘三文字矩阵为对应编号脊线lm的对应编号分叉点wmn，具体方法为：判断分叉点wmn的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符位置提升，设置三乘三文字矩阵的其他字符位置降低，图7是某患者出院小结文档中嵌入水印后的字样图，图8是某患者出院小结文档中嵌入水印后的字样标注展示图，从图中可以看到映射三乘三文字矩阵为左端点、右端点和分叉点的效果。
水印信息检测方法，具体步骤是：
步骤C1、检测左端点pcleftm，具体方法为：遍历Word文档，从上至下，从左至右的顺序查找间距为加宽的字符，查找该字符作为中字符所属的三乘三文字矩阵字符间距是否满足左端点pcleftm格式，如果满足，则存储左端点pcleftm的角度信息，如果不满足则说明文档水印被破坏；
步骤C2、检测右端点pcrightm，具体方法为：检测三行文本的最右侧三乘三文字矩阵是否满足右端点pcrightm格式，如果满足，则存储右端点pcrightm的角度信息，如果不满足则说明文档水印被破坏；
步骤C3、提取分叉点信息，具体方法为按照从左至右的顺序，检测左端点pcleftm或者文本开头所在的三行文本中满足分叉点wcmn的三乘三文字矩阵，直至检测到右端点pcrightm或者文本末尾为止，存储检测到的分叉点wcmn的角度信息；
步骤C4、匹配数字指纹水印，将所有记录的文档中存储的左端点pcleftm、右端点pcrightm和分叉点wcmn与原始指纹水印信息中的左端点pleftm、右端点prightm和分叉点wmn进行校对，验证水印是否正确。
实施例2：某患者PET‐CT文档中嵌入指纹特征水印
水印信息生成，
具体步骤是：
步骤A1、利用图像采集仪器采集某医技科室医生食指指纹的图像信息，如图9所示；
步骤A2、对指纹图像的信息进行处理，提取指纹的全部脊线并编号，脊线集合L＝{l1,...lm...,lM}，lm代表第m条脊线，1≤m≤M，M为脊线总数，
对指纹图像中全部脊线编号的方法为：按照脊线端点坐标在指纹图像中出现的位置，从上至下，从左至右的顺序依次给脊线编号；
步骤A3、对全部脊线L＝{l1,...lm...,lM}进行处理，脊线的左端点记录为Pleft＝{pleft1,...pleftm...,pleftM}，脊线的右端点记录为Pright＝{pright1,...prightm...,prightM}，提取脊线上全部分叉点信息并编号，如脊线lm上所有的分叉点记录为Wm＝{wm1,...wmn...wmN}，其中wmn为脊线lm上第n个分叉点，1≤n≤N，N为分叉点总数，
对脊线中全部特征点信息编号的方法为：按照脊线方向从上至下，从左至右的顺序依次给分叉点编号，如图10所示。
水印信息嵌入方法，具体步骤是：
步骤B1、初始化某患者PET‐CT文档，去除所有字符间距和字符位置的设置，如图11所示；
步骤B2、选择具有多个三乘三文字矩阵的嵌入水印Word文档的文本行，以三行为间隔，三乘三文字矩阵采用九宫图分布方式，选取Word文档中三行和三列共九个字符构成，三乘三文字矩阵为
Figure BDA0001501969950000071
除了中字符t22，其他分别为上t12、下t32、左t21、右t23、上左t11、上右t13、下左t31、下右t33共八个字符；
步骤B3、映射三乘三文字矩阵为左端点pleftm，具体方法为：判断pleftm的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符间距为紧缩，设置三乘三文字矩阵的其他字符间距为加宽，映射三乘三文字矩阵为左端点pleftm；
步骤B4、映射三乘三文字矩阵为右端点prightm，具体方法为：判断prightm的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符间距为加宽，设置三乘三文字矩阵的其他字符间距为紧缩；
步骤B5、依次处理所有脊线的所有分叉点，按脊线lm中分叉点wmn所在位置，选择三乘三文字矩阵；
步骤B6、映射三乘三文字矩阵为对应编号脊线lm的对应编号分叉点wmn，具体方法为：判断分叉点wmn的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符位置提升，设置三乘三文字矩阵的其他字符位置降低，图12是某患者PET‐CT文档中嵌入水印后的字样图，图13是某患者PET‐CT文档中嵌入水印后的字样标注展示图，从图中可以看到映射三乘三文字矩阵为左端点、右端点和分叉点的效果。
水印信息检测方法，
具体步骤是：
步骤C1、检测左端点pcleftm，具体方法为：遍历Word文档，从上至下，从左至右的顺序查找间距为加宽的字符，查找该字符作为中字符所属的三乘三文字矩阵字符间距是否满足左端点pcleftm格式，如果满足，则存储左端点pcleftm的角度信息，如果不满足则说明文档水印被破坏；
步骤C2、检测右端点pcrightm，具体方法为：检测三行文本的最右侧三乘三文字矩阵是否满足右端点pcrightm格式，如果满足，则存储右端点pcrightm的角度信息，如果不满足则说明文档水印被破坏；
步骤C3、提取分叉点信息，具体方法为按照从左至右的顺序，检测左端点pcleftm或者文本开头所在的三行文本中满足分叉点wcmn的三乘三文字矩阵，直至检测到右端点pcrightm或者文本末尾为止，存储检测到的分叉点wcmn的角度信息；
步骤C4、匹配数字指纹水印，将所有记录的文档中存储的左端点pcleftm、右端点pcrightm和分叉点wcmn与原始指纹水印信息中的左端点pleftm、右端点prightm和分叉点wmn进行校对，验证水印是否正确。

Claims (1)

1.一种Word文档水印版权信息保护装置，其特征在于包括：水印信息生成模块、水印信息嵌入模块和水印信息检测模块；
所述的水印信息生成模块和水印信息嵌入模块连接；
所述的水印信息生成模块和水印信息检测模块连接；
所述的水印信息生成模块用于采集和分析加密者指纹，采用水印信息生成方法生成指纹特征水印；
所述的水印信息嵌入模块用于分析和处理Word文档，通过水印信息嵌入方法嵌入指纹特征水印；
所述的水印信息检测模块用于分析和处理Word文档，通过水印信息检测方法检测出Word文档中的指纹特征水印信息并进行验证；
所述的一种Word文档水印版权信息保护装置的保护方法包括：水印信息生成过程、水印信息嵌入过程和水印信息检测过程；
所述的水印信息生成过程具体包括以下步骤：
步骤A1，利用图像采集仪器采集加密者指纹的图像信息；
步骤A2，对指纹的图像信息进行处理，提取指纹的全部脊线并编号，脊线集合L＝{l1,...lm...,lM}，lm代表第m条脊线，1≤m≤M，M为脊线总数；
所述编号的具体方法为：按照脊线端点坐标在指纹图像中出现的位置，从上至下，从左至右的顺序依次给脊线编号；
步骤A3，对脊线集合L＝{l1,...lm...,lM}进行处理，脊线的左端点记录为Pleft＝{pleft1,...pleftm...,pleftM}，脊线的右端点记录为Pright＝{pright1,...prightm...,prightM}，提取脊线上全部分叉点信息并编号；脊线lm上所有的分叉点记录为Wm＝{wm1,...wmn...wmN}，其中wmn为脊线lm上第n个分叉点，1≤n≤N，N为分叉点总数；
对脊线中全部特征点信息编号，具体方法为：按照脊线方向从上至下，从左至右的顺序依次给分叉点编号；
所述的水印信息嵌入过程的具体步骤是：
步骤B1，初始化Word文档，去除所有字符间距和字符位置的设置；
步骤B2，选择具有多个三乘三文字矩阵的嵌入水印Word文档的文本行，以三行为间隔，三乘三文字矩阵采用九宫图分布方式，选取Word文档中三行和三列共九个字符构成，三乘三文字矩阵为
Figure FDA0003124782930000011
除了中字符t22，其他分别为上t12、下t32、左t21、右t23、上左t11、上右t13、下左t31、下右t33共八个字符；
步骤B3，映射三乘三文字矩阵为左端点pleftm，具体方法为：判断pleftm的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符间距为紧缩，设置三乘三文字矩阵的其他字符间距为加宽；
步骤B4，映射三乘三文字矩阵为右端点prightm，具体方法为：判断prightm的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符间距为加宽，设置三乘三文字矩阵的其他字符间距为紧缩；
步骤B5，依次处理所有脊线的所有分叉点，按脊线lm中分叉点wmn所在位置，选择三乘三文字矩阵；
步骤B6，映射三乘三文字矩阵为对应编号脊线lm的对应编号分叉点wmn，具体方法为：判断分叉点wmn的角度信息，设置三乘三文字矩阵中相对应的字符位置提升，设置三乘三文字矩阵的其他字符位置降低；
所述的水印信息检测过程的具体步骤是：
步骤C1，检测左端点pcleftm，具体方法为：遍历Word文档，从上至下，从左至右的顺序查找间距为加宽的字符，查找该字符作为中字符所属的三乘三文字矩阵字符间距是否满足左端点pcleftm格式，如果满足，则存储左端点pcleftm的角度信息，如果不满足则说明文档水印被破坏；
步骤C2，检测右端点pcrightm，具体方法为：检测三行文本的最右侧三乘三文字矩阵是否满足右端点pcrightm格式，如果满足，则存储右端点pcrightm的角度信息，如果不满足则说明文档水印被破坏；
步骤C3，提取分叉点信息，具体方法为：按照从左至右的顺序，检测左端点pcleftm或者文本开头所在的三行文本中满足分叉点wcmn的三乘三文字矩阵，直至检测到右端点pcrightm或者文本末尾为止，存储检测到的分叉点wcmn的角度信息；
步骤C4，匹配数字指纹水印，将所有记录的文档中存储的左端点pcleftm、右端点pcrightm和分叉点wcmn与原始指纹水印信息中的左端点pleftm、右端点prightm和分叉点wmn进行校对，验证水印是否正确；
所述的映射三乘三文字矩阵为左端点、右端点和分叉点的方法如下：
采用直角坐标系，将角度值映射到三乘三文字矩阵的各个阈值范围内，其中角度数值区间为：-20<上t12≤20，20<上右t13≤70，70<右t23≤110，110<下右t33≤160，160<下t32≤200，200<下左t31≤250，250<左t21≤290，290<上左t11≤340，角度值属于哪个区间，就将该区间对应的三乘三文字矩阵中的某字符间距设置为某种格式Format，Format包括字符间距紧缩，字符位置提升字符设置方式，三乘三文字矩阵中其他七个字符间距设置为另一种相反格式ReFormat，ReFormat包括字符间距加宽，字符位置降低字符设置方式。
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