CN111127287A - 一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法及陶瓷防伪应用 - Google Patents

一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法及陶瓷防伪应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法及陶瓷防伪应用，在不改变产品图像外观的前提下，可以在每一件产品图像中嵌入不同的水印信息，并在数据库中为每一个水印信息关联更丰富的信息；在水印的制作上，针对高温烧制时，图像会融合、模糊这一特点，选择鲁棒性较强的数字水印算法，同时为了能够起到防伪作用，数字水印算法不能是绝对鲁棒的算法；在设置水印强度时，要比适用于普通纸质印刷的水印强度数值更高，并给出了适用于陶瓷高温烧制工艺的水印强度设置方法；在真伪检测上是利用手机拍照的方式，并上传至服务器进行水印提取，根据水印信息及其完整性判断产品真伪，如此实现快速、准确的高温烧制物品防伪溯源。

Description

一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法及陶瓷 防伪应用
技术领域
本发明涉及一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法及陶瓷防伪应用，属于陶瓷防伪技术领域。
背景技术
由于陶瓷的特殊制造工艺等原因，使得陶瓷的防伪非常困难。目前常用的防伪技术主要包括以温变油墨、激光标贴、细纹、团花、材料、结构等为代表的物理防伪技术，以及以二维码为代表的数码防伪技术。这些防伪技术在普通商品上得到了广泛应用，但是却无法应用于陶瓷的防伪，因为陶瓷图像的印刷是通过了丝网印刷工艺和高温烧制工艺两个阶段，任何一个阶段无法实现，该防伪技术就不能应用。传统的物理防伪技术要么需要很高的印刷精度，比如版纹防伪，要么不能承受高温烧制，比如：油墨、材料防伪等。数码防伪对每一个单品包装上赋予一个唯一的身份编码，可以是数字、一维码、二维码、RFID等，可支持电话查询、手机短信防伪查询、扫码查询、网站查询等。但这类编码是通过码的检测次数进行防伪的，因此会有许多缺陷，比如：不能在购买前检测真伪，不能多次检测真伪，防伪能力与查全率息息相关，不能防破坏，也不能隐形等，特别是不能隐形，使得这类技术严重影响了陶瓷产品外观的艺术性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法，能够将水印信息隐形嵌入烧制成型的目标物品上，实现快速、准确的烧制成型制品防伪溯源。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法，包括水印信息烧制方法，用于将水印信息设置于烧制成型的目标物品上，水印信息烧制方法包括如下步骤：
步骤A.应用数字水印方式将水印信息嵌入设置于目标物品表面电子图像中的目标水印设置区域，然后进入步骤B；
步骤B.将目标物品表面电子图像印制于纸花上，构成纸花图像，然后进入步骤C；
步骤C.将纸花图像转印于目标物品上目标位置、进行烧制，实现将水印信息设置于目标物品上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤A包括如下步骤：
步骤A1.判断目标物品表面电子图像中目标水印设置区域所对应的色彩灰度直方图标准偏差是否低于预设标准偏差阈值，是则进入步骤A2；否则进入步骤A3；
步骤A2.设置匹配高温烧制工艺的水印强度，并应用数字水印方式将水印信息嵌入设置于目标物品表面电子图像中的目标水印设置区域，使得目标水印设置区域所对应的色彩灰度直方图标准偏差、在水印信息嵌入后提升预设涨幅以上，完成水印信息在目标物品表面电子图像中嵌入设置；
步骤A3.针对目标物品表面电子图像中目标水印设置区域进行划分，使得所获各个分块区域分别所对应的色彩灰度直方图标准偏差均低于预设标准偏差阈值，然后进入步骤A4；
步骤A4.设置匹配高温烧制工艺的水印强度，并应用数字水印方式将水印信息嵌入设置于目标物品表面电子图像中的目标水印设置区域，使得各个分块区域分别所对应的色彩灰度直方图标准偏差、在水印信息嵌入后均提升预设涨幅以上，完成水印信息在目标物品表面电子图像中嵌入设置。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤A3包括如下步骤：
步骤A3-1.针对目标物品表面电子图像目标水印设置区域中的未划分区域进行划分，获得一个所对应色彩灰度直方图标准偏差低于预设标准偏差阈值的分块区域，并进入步骤A3-2；
步骤A3-2.判断累计所获分块区域的面积是否超过目标水印设置区域面积的预设百分比，是则停止区域划分；否则返回步骤A3-1。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤A3-2中，判断累计所获分块区域的面积是否超过目标水印设置区域面积的30％。
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤B中，采用丝网印刷方式或数码印刷方式，将目标物品表面电子图像印制于纸花上，构成纸花图像。
作为本发明的一种优选技术方案，还包括目标物品水印检测方法，包括如下步骤：
步骤I.采用具有图像捕获功能的水印采集装置获取目标物品表面的图像，并对图像尺寸进行校正，再上传至服务器，然后进入步骤II；
步骤II.服务器提取所获图像中的水印信息，并判断水印信息是否满足完整性要求，是则再提取其中的信息，并结合数据库中与该信息相关联的其它信息，一并返回水印采集装置；否则向水印采集装置返回提示重新拍摄或判断为假品的信息。
作为本发明的一种优选技术方案：所述目标物品为陶瓷、玻璃、金属、塑料、紫砂、瓷砖中的任意一种。
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法的陶瓷防伪应用，能够将水印信息隐形的嵌入陶瓷中，实现快速、准确的陶瓷制品防伪溯源。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法的陶瓷防伪应用，所述目标物品为陶瓷，采用所述步骤A至步骤C的方法，将水印信息设置于陶瓷上，以及采用步骤I至步骤II，实现陶瓷上水印的检测。
作为本发明的一种优选技术方案：所述采用步骤A至步骤C方法，将水印信息设置于陶瓷上的过程中，基于预设标准偏差阈值为3，
若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层上方，烧制温度为200摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为4；
若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层上方，烧制温度为800摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为10；
若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层中间，烧制温度为1100摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为11；
若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层下方、陶胚上方，烧制温度为1300摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为12。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤B中，将陶瓷表面电子图像印制于纸花上的过程中，基于陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置的不同、选择不同的烧制温度，对于200摄氏度上下预设波动范围的烧制温度，选用热升华墨水将陶瓷表面电子图像印制于纸花上；对于超过500摄氏度以上的烧制温度，选用满足烧制温度要求的相应矿物颜料将陶瓷表面电子图像印制于纸花上。
本发明所述一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明所设计基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法及陶瓷防伪应用，在不改变产品图像外观的前提下，可以在每一件产品图像中嵌入不同的水印信息，并在数据库中为每一个水印信息关联更丰富的信息，例如：陶瓷的生产信息、作者信息、溯源信息等，信息的形式可以是文字、图像、音频、视频等；在水印的制作上，针对高温烧制时，图像会融合、模糊这一特点，选择鲁棒性较强的数字水印算法，同时为了能够起到防伪作用，数字水印算法不能是绝对鲁棒的算法；在设置水印强度时，要比适用于普通纸质印刷的水印强度数值更高，并给出了适用于陶瓷高温烧制工艺的水印强度设置方法；在真伪检测上是利用手机拍照的方式，并上传至服务器进行水印提取，根据水印信息及其完整性判断产品真伪，如此实现快速、准确的陶瓷制品防伪溯源。
附图说明
图1是本发明设计方案中不同陶瓷烧制位置示意图；
图2是本发明设计方案中纸花各层示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法，包括水印信息烧制方法，用于将水印信息设置于烧制成型的目标物品上，目标物品为陶瓷、玻璃、金属、塑料、紫砂、瓷砖中的任意一种，水印信息烧制方法包括如下步骤A至步骤C。
步骤A.按如下步骤A1至步骤A4，应用数字水印方式将水印信息嵌入设置于目标物品表面电子图像中的目标水印设置区域，然后进入步骤B。
步骤A1.判断目标物品表面电子图像中目标水印设置区域所对应的色彩灰度直方图标准偏差是否低于预设标准偏差阈值，是则进入步骤A2；否则进入步骤A3。
上述步骤A1的主要目的是判断电子图像本身的灰度变化是否平缓，如果平缓则可以直接进入A2步骤，进行整体的直方图标准差计算；如果图像本身灰度变化比较大，超过了一定阈值，则进入步骤3，将电子图像分成若干个灰度相对平缓区域的，分别计算各个区域的直方图标准差，而判断图像灰度变化是否平缓的方法就是计算图像直方图标准偏差是否低于预设标准偏差阈值，低于阈值代表平缓，高于阈值代表变化比较大。
步骤A2.设置匹配高温烧制工艺的水印强度，并应用数字水印方式将水印信息嵌入设置于目标物品表面电子图像中的目标水印设置区域，使得目标水印设置区域所对应的色彩灰度直方图标准偏差、在水印信息嵌入后提升预设涨幅以上，完成水印信息在目标物品表面电子图像中嵌入设置；嵌入数字水印后，图像的直方图标准差会增大，对于需要印制于目标物品的水印，其水印强度是多少才合适，判断标准就是使得图像的直方图标准偏差的增加超过预设涨幅。
步骤A3.针对目标物品表面电子图像中目标水印设置区域进行划分，使得所获各个分块区域分别所对应的色彩灰度直方图标准偏差均低于预设标准偏差阈值，然后进入步骤A4。
对于上述步骤A3的设计，进一步提出优选技术方案，即如下步骤A3-1至步骤A3-2。
步骤A3-1.针对目标物品表面电子图像目标水印设置区域中的未划分区域进行划分，获得一个所对应色彩灰度直方图标准偏差低于预设标准偏差阈值的分块区域，并进入步骤A3-2。
步骤A3-2.判断累计所获分块区域的面积是否超过目标水印设置区域面积的预设百分比，是则停止区域划分；否则返回步骤A3-1。
当无法通过分块、使得所有分块区域的图像直方图标准偏差均低于预设标准偏差阈值时，可以放宽条件，只要使得一定比例的分块区域满足图像直方图标准偏差低于预设标准偏差阈值这一条件即可。即上述针对步骤A3的进一步优选设计，只需当累计所获分块区域的面积超过目标水印设置区域面积的30％即可停止分块，有效降低了计算量，提高了工作效率。
步骤A4.设置匹配高温烧制工艺的水印强度，并应用数字水印方式将水印信息嵌入设置于目标物品表面电子图像中的目标水印设置区域，使得各个分块区域分别所对应的色彩灰度直方图标准偏差、在水印信息嵌入后均提升预设涨幅以上，完成水印信息在目标物品表面电子图像中嵌入设置。
实际应用当中，如图1所示，若目标物品为陶瓷，基于预设标准偏差阈值为3，若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层上方，烧制温度为200摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为4；
若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层上方，烧制温度为800摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为10；
若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层中间，烧制温度为1100摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为11；
若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层下方、陶胚上方，烧制温度为1300摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为12。
步骤B.采用丝网印刷方式或数码印刷方式，将目标物品表面电子图像印制于纸花上，构成纸花图像，然后进入步骤C。如图2所示，纸花由上至下依次为转印膜、颜料、水溶膜、底纸。
实际应用当中，若目标物品为陶瓷，将陶瓷表面电子图像印制于纸花上的过程中，基于陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置的不同、选择不同的烧制温度，对于200摄氏度上下预设波动范围的烧制温度，选用热升华墨水将陶瓷表面电子图像印制于纸花上；对于超过500摄氏度以上的烧制温度，选用满足烧制温度要求的相应矿物颜料将陶瓷表面电子图像印制于纸花上。
步骤C.将纸花图像转印于目标物品上目标位置、进行烧制，实现将水印信息设置于目标物品上。
上述步骤将水印图像烧制于目标物品中，水印信息就已经完全与目标物品融为一体，无法复制、破坏、复用，可以实现目标物品的防伪溯源。对于水印信息的具体验证检测方法，执行如下步骤I至步骤II，实现目标物品水印检测方法。
步骤I.采用具有图像捕获功能的水印采集装置获取目标物品表面的图像，并对图像尺寸进行校正，再上传至服务器，然后进入步骤II。
步骤II.服务器提取所获图像中的水印信息，并判断水印信息是否满足完整性要求，是则再提取其中的信息，并结合数据库中与该信息相关联的其它信息，一并返回水印采集装置；否则向水印采集装置返回提示重新拍摄或判断为假品的信息。
上述技术方案所设计基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法及陶瓷防伪应用，在不改变产品图像外观的前提下，可以在每一件产品图像中嵌入不同的水印信息，并在数据库中为每一个水印信息关联更丰富的信息，例如：陶瓷的生产信息、作者信息、溯源信息等，信息的形式可以是文字、图像、音频、视频等；在水印的制作上，针对高温烧制时，图像会融合、模糊这一特点，选择鲁棒性较强的数字水印算法，同时为了能够起到防伪作用，数字水印算法不能是绝对鲁棒的算法，同时在设置水印强度时，要依据本发明给出的水印强度设置方法，设置匹配高温烧制工艺的水印强度，在真伪检测上是利用手机拍照的方式，并上传至服务器进行水印提取，根据水印信息及其完整性判断产品真伪，如此实现快速、准确的陶瓷制品防伪溯源。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法，包括水印信息烧制方法，用于将水印信息设置于烧制成型的目标物品上，其特征在于，水印信息烧制方法包括如下步骤：
步骤A. 应用数字水印方式将水印信息嵌入设置于目标物品表面电子图像中的目标水印设置区域，然后进入步骤B；
步骤B. 将目标物品表面电子图像印制于纸花上，构成纸花图像，然后进入步骤C；
步骤C. 将纸花图像转印于目标物品上目标位置、进行烧制，实现将水印信息设置于目标物品上。
2.根据权利要求1所述一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法，其特征在于，所述步骤A包括如下步骤：
步骤A1. 判断目标物品表面电子图像中目标水印设置区域所对应的色彩灰度直方图标准偏差是否低于预设标准偏差阈值，是则进入步骤A2；否则进入步骤A3；
步骤A2. 设置匹配高温烧制工艺的水印强度，并应用数字水印方式将水印信息嵌入设置于目标物品表面电子图像中的目标水印设置区域，使得目标水印设置区域所对应的色彩灰度直方图标准偏差、在水印信息嵌入后提升预设涨幅以上，完成水印信息在目标物品表面电子图像中嵌入设置；
步骤A3. 针对目标物品表面电子图像中目标水印设置区域进行划分，使得所获各个分块区域分别所对应的色彩灰度直方图标准偏差均低于预设标准偏差阈值，然后进入步骤A4；
步骤A4. 设置匹配高温烧制工艺的水印强度，并应用数字水印方式将水印信息嵌入设置于目标物品表面电子图像中的目标水印设置区域，使得各个分块区域分别所对应的色彩灰度直方图标准偏差、在水印信息嵌入后均提升预设涨幅以上，完成水印信息在目标物品表面电子图像中嵌入设置。
3.根据权利要求2所述一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法，其特征在于，所述步骤A3包括如下步骤：
步骤A3-1. 针对目标物品表面电子图像目标水印设置区域中的未划分区域进行划分，获得一个所对应色彩灰度直方图标准偏差低于预设标准偏差阈值的分块区域，并进入步骤A3-2；
步骤A3-2. 判断累计所获分块区域的面积是否超过目标水印设置区域面积的预设百分比，是则停止区域划分；否则返回步骤A3-1。
4.根据权利要求3所述一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法，其特征在于：所述步骤A3-2中，判断累计所获分块区域的面积是否超过目标水印设置区域面积的30%。
5.根据权利要求1所述一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法，其特征在于，所述步骤B中，采用丝网印刷方式或数码印刷方式，将目标物品表面电子图像印制于纸花上，构成纸花图像。
6.根据权利要求1所述一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法，其特征在于，还包括目标物品水印检测方法，包括如下步骤：
步骤
Figure DEST_PATH_IMAGE002
.采用具有图像捕获功能的水印采集装置获取目标物品表面的图像，并对图像尺寸进行校正，再上传至服务器，然后进入步骤
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤
Figure 807522DEST_PATH_IMAGE004
. 服务器提取所获图像中的水印信息，并判断水印信息是否满足完整性要求，是则再提取其中的信息，并结合数据库中与该信息相关联的其它信息，一并返回水印采集装置；否则向水印采集装置返回提示重新拍摄或判断为假品的信息。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法，其特征在于：所述目标物品为陶瓷、玻璃、金属、塑料、紫砂、瓷砖中的任意一种。
8.一种基于权利要求1至7中任意一项所述一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法的陶瓷防伪应用，其特征在于：所述目标物品为陶瓷，采用所述步骤A至步骤C的方法，将水印信息设置于陶瓷上，以及采用步骤
Figure 849296DEST_PATH_IMAGE002
至步骤
Figure 629033DEST_PATH_IMAGE004
，实现陶瓷上水印的检测。
9.根据权利要求8所述一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法的陶瓷防伪应用，其特征在于：所述采用步骤A至步骤C方法，将水印信息设置于陶瓷上的过程中，基于预设标准偏差阈值为3，
若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层上方，烧制温度为200摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为4；
若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层上方，烧制温度为800摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为10；
若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层中间，烧制温度为1100摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为11；
若陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置为釉层下方、陶胚上方，烧制温度为1300摄氏度上下预设波动范围，则预设涨幅为12。
10.根据权利要求8或9所述一种基于数字水印匹配高温烧制工艺的物品防伪方法的陶瓷防伪应用，其特征在于：所述步骤B中，将陶瓷表面电子图像印制于纸花上的过程中，基于陶瓷上用于转印纸花图像的目标位置的不同、选择不同的烧制温度，对于200摄氏度上下预设波动范围的烧制温度，选用热升华墨水将陶瓷表面电子图像印制于纸花上；对于超过500摄氏度以上的烧制温度，选用满足烧制温度要求的相应矿物颜料将陶瓷表面电子图像印制于纸花上。
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