CN111597517B - 一种基于图像置乱的文档防复制方法及系统 - Google Patents

一种基于图像置乱的文档防复制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于图像置乱的文档防复制方法及系统，将经过图像置乱操作后的暗记水印添加到文档中，使得可以通过手机、检测仪等设备，快速识别文档是否为原版文档，以及快速查询文档编号，从而能在数据库中查询文档的相关信息，实现对纸质文档的高效管理。本方案结合了暗记水印方法，通过将置乱图像作为暗记水印添加到原始文档中，使得原始文档被复制以后该暗记水印消失，人们通过检测有无暗记水印区分原版文档与复制版文档。本发明不需要采用特别的纸张或特殊油墨，只需要在文档印刷或打印过程中将特定的暗记水印一并印刷在文档中，即可实现对文档的防复制和快速验证的功能，提高文档管理的自动化程度。

Description

一种基于图像置乱的文档防复制方法及系统
技术领域
本发明涉及一种文档防复制方法，具体涉及一种基于图像置乱的文档防复制方法及系统。
背景技术
面对大量的纸质文档的管理，人们非常需要一种快速自动检测文档真伪和查询文档内容的工具。
目前文档的防伪通常是采用物理防伪技术，通过在纸张生产过程中采用特种材料或特殊工艺形成技术壁垒，如采用特种纸张、特种油墨、镭射薄膜、特殊印刷工艺等。然而最普通的变色油墨，一公斤需要2000元左右，而一吨镭射纸也高达2万元，比普通纸高出了4倍价钱，并且这些耗材因为批次的不同对工艺的变量影响较大。
发明内容
发明目的：提供一种基于图像置乱的文档防复制方法，以解决现有技术存在的上述不足。进一步目的是提供一种实现上述方法的系统。
技术方案：一种基于图像置乱的文档防复制方法，包括以下步骤：
步骤1、根据打印机打印特性，获取该打印机暗记水印的灰度值范围；
步骤2、根据灰度值范围选取一个预设的颜色通道；
步骤3、根据选定的颜色通道制作暗记水印图案，并进行图像置乱操作；
步骤4、将置乱后的暗记水印打印于文档空白处。
在进一步的实施例中，所述步骤1进一步包括：打印标准色谱图获得打印机的打印特性，通过标准扫描仪扫描或复制打印出来的标准色谱图，根据前后两种图的比对计算出预设的暗记图案的灰度值范围。
在进一步的实施例中，所述步骤1进一步包括：
步骤1-1、生成标准色谱图电子图：利用软件生成灰度值从1到256灰度的256个灰度块，其中灰度值1为最浅、灰度值256为最深；
步骤1-2、打印标准色谱图：分别使用打印机CMYK四个色彩通道打印标准色谱图的灰度块，分别得到CMYK四个色彩通道的色谱图；
步骤1-3、分别观察CMYK四个色彩区域的灰度块，分别搜索四个色彩区域中肉眼可见的灰度最低的色块，这些色块在原标准色谱图的灰度值，就是预设的暗记图案在CMYK四个色彩通道中的灰度值范围下限；
步骤1-4、扫描打印出的色谱图，得到扫描后的色谱图电子图，分别搜索CMYK四个色彩通道中灰度值大于1且灰度值最小的色块，这些色块在原标准色谱图的灰度值，就是预设的暗记图案在CMYK四个色彩通道中的灰度值范围的上限；
步骤1-5、结合步骤1-1至步骤1-4得到适合该打印设备的暗记图案分别在C、M、Y、K四个色彩通道中灰度值范围的下限和上限。
在进一步的实施例中，所述步骤2进一步包括：计算CMYK四个色彩通道的灰度值范围的上限与下限之差的绝对值，以绝对值最大的色彩通道作为制作暗记水印图案的最优通道方案；其余灰度值范围根据其上限与下限之差的绝对值从大到小排序，依次为备选通道方案。
在进一步的实施例中，所述步骤3进一步包括：
步骤3-1a、将文档编号或名称信息生成为图片或者相应的二维码图片，按预设的分块大小进行分块；
步骤3-2a、以分块为单位对图片进行位平面变换，位平面变换后图片变成了无意义的图像。
在进一步的实施例中，所述步骤4进一步包括：
按照步骤3得到的暗记水印依据其所在特定颜色通道的灰度值范围，将变换后图像的灰度值调整到该灰度值范围内，并打印到文档的空白位置。
在进一步的实施例中，基于步骤1至步骤4得出的打印于文档空白处的暗记水印，包括以下提取检测方法：
步骤5-1、利用手机或检测仪获取到特定位置的图像，首先进行图像增强，然后截取需要图像还原的部分，对截取的图像按预设的分块大小进行分块，并以分块为单位用位平面变换的逆变换还原图像，最后得到还原后的暗记水印图像；
步骤5-2a、如果暗记水印图像为二维码等编码图像(包括了格子码等其他编码图像)，则通过手机或检测仪识读二维码等编码信息，再从文档数据库中获取文档的相关信息，如果为复制文档，则还原不了文档的编号或名称信息；
步骤5-2b、如果暗记水印图像为文档编号或文档名称，则通过字符识别程序，将图像识读为文档的编号或名称，再通过编号或名称从文档数据库中获取文档的相关信息。
在进一步的实施例中，所述格子码包括编码过程和解码过程：
编码过程：
步骤6-1、将格子码分两个区域，一个是定位点，一个是编码区域；定位点为编码信息点的4倍大小，用于标识格子码的编码区域的四个角；格子码用6位二进制序列对26个小写英文字母、26个大写英文字母和10个阿拉伯数字总计62个字符进行编码，从000001开始到111110结束，其中000000和111111不参与编码；
步骤6-2、将需要编码的字符序列按照前述方式转换为二进制序列，用0将序列按预设参数k的整数倍补齐，对补齐后序列以k长度分组，并按预设参数n和k进行BCH编码，其中n为BCH编码后的码长度，k为BCH编码前的码长度，也就是信息位有效长度；
步骤6-3、将BCH编码序列按乘方序列中大于该序列长度的最小数值补齐，补齐的数据为0，乘方序列的计算公式为：X＝m*m-16，m＝5，6，7......。根据最终补齐的序列长度，生成对应大小为m*m的格子码图像，每一个格子表示一位信息，四个定位点分别占据格子码图像的四个角，且大小为4个格子；
步骤6-4、从左上角定位点右侧第一个格子开始生成格子码，当序列的信息为0时，用黑色格子表示，当序列的信息为1时，用白色格子表示，依次类推，直到所有序列信息按此方式生成为编码图像；
解码过程：
步骤7-1、用手机或检测仪获取到格子码编码图像，用模板匹配的方法搜寻四个定位点，并获得定位点外角坐标；
步骤7-2、依据外角坐标和定位点大小，对编码图像进行校正，并按格子码信息点大小对图像划分格子；
步骤7-3、从左上角定位点右侧第一个格子开始还原格子码，当格子的平均灰度值小于等于0.5时，序列的信息为0，当格子的平均灰度值大于0.5时，序列的信息为1，依次类推，直到还原所有序列信息；
步骤7-4、将获得的序列信息按预设参数n的整数倍截断，并按预设参数n和k进行BCH解码，得到BCH解码序列；
步骤7-5、将BCH解码序列从第一位开始，每六位一组进行分组，并按照前述的字符对应规则解码，得到最终格子码，若最后不足6位则舍弃，若得到的6位数值为000000，则表示格子码结束，停止格子码解码。
一种基于图像置乱的文档防复制系统，包括以下模块：用于根据打印机打印特性，获取该打印机暗记水印的灰度值范围的灰度值监测模块；用于根据灰度值范围选取一个预设的颜色通道的通道选择模块；用于根据选定的颜色通道制作暗记水印图案、并进行图像置乱操作的暗记水印处理模块；以及用于将置乱后的暗记水印打印于文档空白处的暗记水印执行模块。
在进一步的实施例中，所述灰度值监测模块进一步用于打印标准色谱图获得打印机的打印特性，通过标准扫描仪扫描或复制打印出来的标准色谱图，根据前后两种图的比对计算出预设的暗记图案的灰度值范围；所述通道选择模块进一步用于计算CMYK四个色彩通道的灰度值范围的上限与下限之差的绝对值，以绝对值最大的色彩通道作为制作暗记水印图案的最优通道方案；其余灰度值范围根据其上限与下限之差的绝对值从大到小排序，依次为备选通道方案；所述暗记水印处理模块进一步用于将文档编号或名称信息生成二维码等编码图片，按预设的分块大小进行分块，并以分块为单位对编码图片进行位平面变换，将位平面变换后的编码图片变成无意义的图像；
设像素的坐标x，y∈S＝{0，1，2，...N-1}；
经过位平面变换后的像素
Figure BDA0002472210540000041
式中，N表示数字图像的阶数，x’表示变换后的像素横坐标，y’表示变换后的像素纵坐标；
在此基础上继续利用矩阵相乘和异或运算处理，进行三次置换：
首先读取上一步骤得出的初步置换的图像，把该图像称作“初置换图像”，将初置换图像分为N层，其中第i层记为Si，i∈[1，2，3，...N]；
对每一层分别在周期Ti时间内进行对应次数的变换，该对应次数满足以下公式：
Figure BDA0002472210540000042
式中，modN表示对图像位平面层数求余运算，Ti表示第i层经历的周期时间，TN表示第N层的周期时间，以上次数ai的结构四舍五入求整，得出二次置换图像；最终将N层二次置换图像组合形成新的加密图像；
所述暗记水印包括但不限于文字、图像、花纹。所述暗记水印执行模块进一步用于按照暗记水印处理模块得到的暗记水印在特定通道的灰度值范围，将变换后图像的灰度值调整到该灰度值范围内，并打印到文档的空白位置。
在进一步的实施例中，所述灰度值监测模块进一步利用软件生成灰度值从1到256灰度的256个灰度块，其中灰度值1为最浅、灰度值256为最深；分别使用打印机CMYK四个色彩通道打印标准色谱图的灰度块，分别得到CMYK四个色彩通道的色谱图；分别监测CMYK四个色彩区域的灰度块，分别搜索四个色彩区域中肉眼可见的灰度最低的色块，这些色块在原标准色谱图的灰度值，就是预设的暗记图案在CMYK四个色彩通道中的灰度值范围下限；扫描打印出的色谱图，得到扫描后的色谱图电子图，分别搜索CMYK四个色彩通道中灰度值大于1且灰度值最小的色块，这些色块在原标准色谱图的灰度值，就是预设的暗记图案在CMYK四个色彩通道中的灰度值范围的上限；最终得到适合该打印设备的暗记图案分别在C、M、Y、K四个色彩通道中灰度值范围的下限和上限。
有益效果：本发明提出了一种基于图像置乱的文档防复制方法及系统。将经过图像置乱操作后的暗记水印添加到文档中，使得可以通过手机、检测仪等设备，快速识别文档是否为原版文档，以及快速查询文档编号，从而能在数据库中查询文档的相关信息，实现对纸质文档的高效管理。本方案结合了暗记水印方法，能够方便快速准确的区分复制品，通过将置乱图像作为暗记水印添加到原始文档中，使得原始文档被复制以后，该暗记水印消失，人们通过检测有无暗记水印，区分原版文档与复制版文档。本发明不需要采用特别的纸张或特殊油墨，无需对文档的印刷流程、印刷工艺、耗材、设备等做任何改变，只需要在文档印刷或打印过程中，将特定的暗记水印一并印刷在文档中，即可实现对文档的防复制和快速验证的功能，提高文档管理的自动化程度，因此其性价比远远优于其他物理防伪技术。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为本发明中涉及到的生成灰度值范围的流程图。
图3为本发明中对二维码图像进行图像置乱处理的示意图。
图4为本发明中将格子码作为暗记水印图像的示意图。
具体实施方式
面对大量的纸质文档的管理，人们非常需要一种快速自动检测文档真伪和查询文档内容的工具，为此，本专利提出一种基于图像置乱的文档防复制方法，用于添加到文档中，使得可以通过手机、检测仪等设备，快速识别文档是否为原版文档，以及快速查询文档编号，从而能在数据库中查询文档的相关信息，实现对纸质文档的高效管理。本方案结合了暗记水印方法，能够方便快速准确的区分复制品，通过将置乱图像作为暗记水印添加到原始文档中，使得原始文档被复制以后，该暗记水印消失，人们通过检测有无暗记水印，区分原版文档与复制版文档。
电子扫描、复印设备对于不同色彩的扫描复制还原度是不一样的，比如黑色的还原度最高，其后依次是红色、黄色，还原度最低的是蓝色。利用这一特性，可以人工生成灰度在某一范围内的底纹暗记(水印)，当正版印刷品被扫描或者复制以后，这些暗记会消失或较弱，使得暗记水印的视觉特性、编码内容或水印强度等发生明显变化，以此推断印刷品是正版还是复制版。
下面通过实施例，并结合相应附图，对本发明的技术方案做进一步说明。
在打印阶段，需要先通过打印标准色谱图，获得打印机的打印特性，然后通过标准扫描仪扫描或复制打印出来的标准色谱图，根据前后两种图的比对，从而计算出预设的暗记图案的灰度值范围，暗记生成软件在得到的灰度范围内生成暗记图案。
具体计算方法：
(1)生成标准色谱图电子图。利用软件，生成灰度值从1到256灰度的256个灰度块(1最浅256最深)。
(2)打印标准色谱图。分别使用打印机CMYK四个色彩通道，打印标准色谱图的灰度块，分别得到CMYK四个色彩通道的色谱图。
(3)分别观察CMYK四个色彩区域的灰度块，分别搜索四个色彩区域中肉眼可见的灰度最低的色块，这些色块在原标准色谱图的灰度值，就是预设的暗记图案在CMYK四个色彩通道中的灰度值范围下限。
(4)扫描打印出的色谱图，得到扫描后的色谱图电子图，分别搜索CMYK四个色彩通道中灰度值大于1且灰度值最小的色块，这些色块在原标准色谱图的灰度值，就是预设的暗记图案在CMYK四个色彩通道中的灰度值范围的上限。
(5)至此，得到适合该打印设备的暗记图案分别在C、M、Y、K四个色彩通道中灰度值范围的下限和上限。
通过大量实验，我们得到了目前市面上主要品牌打印机的灰度值范围，列表如下：
表1部分打印机CMYK通道的灰度范围(下限-上限)
打印机品牌 C通道范围 M通道范围 Y通道范围 K通道范围
科美C458 6-60 3-30 4-40 2-20
惠普M750 5-55 3-27 4-36 2-18
佳能WG7850 6-65 4-32 5-44 3-22
爱普生WF-C869 5-60 4-35 5-45 3-25
施乐7800 6-57 3-28 4-40 2-22
理光DD5450C 6-70 4-35 5-45 3-24
由以上数据可知，优先选择蓝色通道制作暗记水印图案，因为其灰度使用范围最广。
暗记图案可以是文字、图像、花纹等，只需要调整其灰度值到暗记图像灰度范围内。
图像置乱技术就是一种针对图像信息的加密技术，这一技术可以将原始图像变得杂乱无章，使变换后的图像无法反映原始图像的信息，这样即使图像信息被非法获取，获取者也无法从中直接获取有用信息。图像置乱的目的是使得打印在文档上的信息不能够被直接识读，保护文档关键信息不被泄露。我们可以选择合适的图像置乱算法及参数，对添加的暗记水印进行置乱。
一种优选的方案是：将文档编号或名称信息生成二维图片，然后按预设的分块大小进行分块，接着以分块为单位对二维码图片首先进行平面变换：
设像素的坐标x，y∈S＝{0，1，2，...N-1}
经过位平面变换后的像素
Figure BDA0002472210540000071
式中，N表示数字图像的阶数，x’表示变换后的像素横坐标，y’表示变换后的像素纵坐标。
式中，N表示数字图像的阶数，x’表示变换后的像素横坐标，y’表示变换后的像素纵坐标。
经过经典平面变换后的图像原始信息已经经过初次打乱，但此时图像像素的灰度值位置分布较为均匀，比较容易被还原。在此基础上继续利用矩阵相乘和异或运算处理，进行三次置换：
首先读取上一步骤得出的初步置换的图像，把该图像称作“初置换图像”，将初置换图像分为N层，其中第i层记为Si，i∈[1，2，3，…N]。
对每一层分别在周期Ti时间内进行对应次数的变换，该对应次数满足以下公式：
Figure BDA0002472210540000081
式中，modN表示对图像位平面层数求余运算，Ti表示第i层经历的周期时间，TN表示第N层的周期时间，以上次数ai的结构四舍五入求整，得出二次置换图像。
最终将N层二次置换图像组合形成新的加密图像。
平面变换后二维码图片变成了无意义的图像，最后按照前面得到的暗记水印在特定通道的灰度值范围，将变换后二维码图像的灰度值调整到该灰度值范围内，并打印到文档的空白位置。手机或检测仪获取到特定位置的图像后，首先会进行图像增强，然后截取需要图像还原的部分，对截取的图像按预设的分块大小进行分块，并以分块为单位用位平面变换的逆变换还原图像，最后得到还原后的二维码图像，通过手机或检测仪识读二维码信息，获得文档的编号或名称，再从文档数据库中获取文档的相关信息，方便对文档的管理工作。如果为复制文档，则还原不了文档的编号或名称信息。
另一种优选方案是：将文件名称或编号生成图片打印于文档空白处。手机或检测仪获取到特定位置图像后，还原为文档的编号或名称的图像，最后通过字符识别程序，将图像识读为文档的编号或名称，再通过编号或名称从文档数据库中获取文档的相关信息，方便对文档的管理工作。
图像置乱的目的是使得打印在文档上的信息不能够被直接识读，保护文档关键信息不被泄露。为每一份文档添加不同的文档编号或名称，即可实现文档的一品一码，方便快速识别到指定文档。
对于暗记水印的图像，本发明还提出一种格子码，首先是编码：
格子码分两个区域，一个是定位点，一个是编码区域；定位点为编码信息点的4倍大小，用于标识格子码的编码区域的四个角；如图4中A、B、C、D四个点。格子码用6位二进制序列对26个小写英文字母、26个大写英文字母和10个阿拉伯数字总计62个字符进行编码，从000001开始到111110结束(000000和111111不参与编码)，对应于十进制的1-62，按序代表a,b,c,……x,y,z,A,B,C,……X,Y,Z,0,1,……9。首先将需要编码的字符序列按照前述方式转换为二进制序列，例如：编码aPple25，7个字符对应的序列位置是：1，42，16，12，5，55，58，转换为格子码的二进制序列为000001，101010，010000，001100，000101，110111，111010，即42位二进制序列000001101010010000001100000101110111111010。用0将序列按4的整数倍补齐，例如：原序列长度是42位，补齐为44位，增加的2位放置于原序列最后2位，数值为0。以参数n＝7，k＝4，对补齐后序列进行BCH编码，例如，补齐序列长度为44，BCH编码后，编码序列长度变为77位。将编码序列按乘方序列中大于该序列长度的最小数值补齐，乘方序列为：9、20、33、48、65、84、105、128、153、180、209、240、273、308、345、384……，比如编码序列长度为77，则应该用0补齐到84位。乘方序列的计算公式为：X＝m*m-16，m＝5,6,7……。根据最终补齐的序列长度，生成大小为m*m的格子码图像，每一个格子表示一位信息，四个定位点分别占据格子码图像的四个角，且大小为4个格子。从左上角定位点右侧第一个格子开始生成格子码，当序列的信息为0时，用黑色格子表示，当序列的信息为1时，用白色格子表示，依次类推，直到所有序列信息按此方式生成为编码图像。格子码格子的数量由其乘方序列数值m决定，比如84位的编码，格子码对应的乘方序列m＝10，则格子码是由10*10的格子组成。
接着是解码：
首先用手机或检测仪获取到格子码编码图像。接着，用模板匹配的方法搜寻四个定位点，并获得定位点外角坐标。接着，依据外角坐标和定位点大小，对编码图像进行校正，并按格子码信息点大小对图像划分格子。接着，从左上角定位点右侧第一个格子开始还原格子码，当格子的平均灰度值小于等于0.5时，序列的信息为0，当格子的平均灰度值大于0.5时，序列的信息为1，依次类推，直到还原所有序列信息。将获得的序列信息按7的整数倍截断，例如当序列长度为65时，截断为63的序列。以参数n＝7，k＝4，对截断序列进行BCH解码，得到BCH解码序列，例如：截断序列为84位，经过BCH解码，变成长度为48的BCH解码序列。将BCH解码序列从第一位开始，每六位一组进行分组，并按照前述的字符对应规则解码，得到最终格子码，若最后不足6位则舍弃，若得到的6位数值为000000，则表示格子码结束，停止解码。例如：48位的BCH解码序列为000001101010010000001100000101110111111010000000，按6位一组分组为：000001，101010，010000，001100，000101，110111，111010，000000。则对应的格子码解码为：aPple25。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (9)

1.一种基于图像置乱的文档防复制方法，其特征是包括以下步骤：
步骤1、根据打印机打印特性，获取该打印机暗记水印的灰度值范围；
步骤1-1、生成标准色谱图电子图：利用软件生成灰度值从1到256灰度的256个灰度块，其中灰度值1为最浅、灰度值256为最深；
步骤1-2、打印标准色谱图：分别使用打印机CMYK四个色彩通道打印标准色谱图的灰度块，分别得到CMYK四个色彩通道的色谱图；
步骤1-3、分别观察CMYK四个色彩区域的灰度块，分别搜索四个色彩区域中肉眼可见的灰度最低的色块，这些色块在原标准色谱图的灰度值，就是预设的暗记图案在CMYK四个色彩通道中的灰度值范围下限；
步骤1-4、扫描打印出的色谱图，得到扫描后的色谱图电子图，分别搜索CMYK四个色彩通道中灰度值大于1且灰度值最小的色块，这些色块在原标准色谱图的灰度值，就是预设的暗记图案在CMYK四个色彩通道中的灰度值范围的上限；
步骤1-5、结合步骤1-1至步骤1-4得到适合该打印机的暗记图案分别在C、M、Y、K四个色彩通道中灰度值范围的下限和上限；
步骤2、根据灰度值范围选取一个预设的颜色通道；
步骤3、根据选定的颜色通道制作暗记水印图案，并进行图像置乱操作；
步骤4、将置乱后的暗记水印打印于文档空白处。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像置乱的文档防复制方法，其特征在于，所述步骤1进一步包括：打印标准色谱图获得打印机的打印特性，通过标准扫描仪扫描或复制打印出来的标准色谱图，根据前后两种图的比对计算出预设的暗记图案的灰度值范围。
3.根据权利要求2所述的一种基于图像置乱的文档防复制方法，其特征在于，所述步骤2进一步包括：计算CMYK四个色彩通道的灰度值范围的上限与下限之差的绝对值，以绝对值最大的色彩通道作为制作暗记水印图案的最优通道方案；其余灰度值范围根据其上限与下限之差的绝对值从大到小排序，依次为备选通道方案。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像置乱的文档防复制方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括：
步骤3-1a、将文档编号或名称信息生成为图片或者相应的二维码图片，按预设的分块大小进行分块；
步骤3-2a、以分块为单位对图片进行位平面变换，位平面变换后图片变成了无意义的图像。
5.根据权利要求1所述的一种基于图像置乱的文档防复制方法，其特征在于，所述步骤4进一步包括：
按照步骤3得到的暗记水印依据其所在特定颜色通道的灰度值范围，将变换后图像的灰度值调整到该灰度值范围内，并打印到文档的空白位置。
6.根据权利要求1所述的一种基于图像置乱的文档防复制方法，其特征在于，基于步骤1至步骤4得出的打印于文档空白处的暗记水印，包括以下提取检测方法：
步骤5-1、利用手机或检测仪获取到特定位置的图像，首先进行图像增强，然后截取需要图像还原的部分，对截取的图像按预设的分块大小进行分块，并以分块为单位用位平面变换的逆变换还原图像，最后得到还原后的暗记水印图像；
步骤5-2a、如果暗记水印图像为二维码等编码图像，包括格子码在内的其他编码图像，则通过手机或检测仪识读二维码等编码信息，获得文档的编号或名称，再从文档数据库中获取文档的相关信息，如果为复制文档，则还原不了文档的编号或名称信息；
步骤5-2b、如果暗记水印图像为文档编号或文档名称，则通过字符识别程序，将图像识读为文档的编号或名称，再通过编号或名称从文档数据库中获取文档的相关信息。
7.根据权利要求6所述的一种基于图像置乱的文档防复制方法，其特征在于，步骤5-2a中所述格子码包括编码过程和解码过程：
编码过程：
步骤6-1、将格子码分两个区域，一个是定位点，一个是编码区域；定位点为编码信息点的4倍大小，用于标识格子码的编码区域的四个角；格子码用6位二进制序列对26个小写英文字母、26个大写英文字母和10个阿拉伯数字总计62个字符进行编码，从000001开始到111110结束，其中000000和111111不参与编码；
步骤6-2、将需要编码的字符序列按照前述方式转换为二进制序列，用0将序列按预设参数k的整数倍补齐，对补齐后序列以k长度分组，并按预设参数n和k进行BCH编码，其中n为BCH编码后的码长度，k为BCH编码前的码长度，也就是信息位有效长度；
步骤6-3、将BCH编码序列按乘方序列中大于该序列长度的最小数值补齐，补齐的数据为0，乘方序列的计算公式为：X＝m*m-16，m＝5,6,7……；根据最终补齐的序列长度，生成对应大小为m*m的格子码图像，每一个格子表示一位信息，四个定位点分别占据格子码图像的四个角，且大小为4个格子；
步骤6-4、从左上角定位点右侧第一个格子开始生成格子码，当序列的信息为0时，用黑色格子表示，当序列的信息为1时，用白色格子表示，依次类推，直到所有序列信息按此方式生成为编码图像；
解码过程：
步骤7-1、用手机或检测仪获取到格子码编码图像，用模板匹配的方法搜寻四个定位点，并获得定位点外角坐标；
步骤7-2、依据外角坐标和定位点大小，对编码图像进行校正，并按格子码信息点大小对图像划分格子；
步骤7-3、从左上角定位点右侧第一个格子开始还原格子码，当格子的平均灰度值小于等于0.5时，序列的信息为0，当格子的平均灰度值大于0.5时，序列的信息为1，依次类推，直到还原所有序列信息；
步骤7-4、将获得的序列信息按预设参数n的整数倍截断，并按预设参数n和k进行BCH解码，得到BCH解码序列；
步骤7-5、将BCH解码序列从第一位开始，每六位一组进行分组，并按照前述的字符对应规则解码，得到最终格子码，若最后不足6位则舍弃，若得到的6位数值为000000，则表示格子码结束，停止格子码解码。
8.一种基于图像置乱的文档防复制系统，其特征在于，包括以下模块：
用于根据打印机打印特性，获取该打印机暗记水印的灰度值范围的灰度值监测模块；
用于根据灰度值范围选取一个预设的颜色通道的通道选择模块；
用于根据选定颜色通道制作暗记水印图案、并进行图像置乱操作的暗记水印处理模块；
用于将置乱后的暗记水印打印于文档空白处的暗记水印执行模块；
其中，所述灰度值监测模块进一步利用软件生成灰度值从1到256灰度的256个灰度块，其中灰度值1为最浅、灰度值256为最深；分别使用打印机CMYK四个色彩通道打印标准色谱图的灰度块，分别得到CMYK四个色彩通道的色谱图；分别监测CMYK四个色彩区域的灰度块，分别搜索四个色彩区域中肉眼可见的灰度最低的色块，这些色块在原标准色谱图的灰度值，就是预设的暗记图案在CMYK四个色彩通道中的灰度值范围下限；扫描打印出的色谱图，得到扫描后的色谱图电子图，分别搜索CMYK四个色彩通道中灰度值大于1且灰度值最小的色块，这些色块在原标准色谱图的灰度值，就是预设的暗记图案在CMYK四个色彩通道中的灰度值范围的上限；最终得到适合该打印机的暗记图案分别在C、M、Y、K四个色彩通道中灰度值范围的下限和上限。
9.根据权利要求8所述的一种基于图像置乱的文档防复制系统，其特征在于：所述灰度值监测模块进一步用于打印标准色谱图获得打印机的打印特性，通过标准扫描仪扫描或复制打印出来的标准色谱图，根据前后两种图的比对计算出预设的暗记图案的灰度值范围；
所述通道选择模块进一步用于计算CMYK四个色彩通道的灰度值范围的上限与下限之差的绝对值，以绝对值最大的色彩通道作为制作暗记水印图案的最优通道方案；其余灰度值范围根据其上限与下限之差的绝对值从大到小排序，依次为备选通道方案；
所述暗记水印处理模块进一步用于将文档编号或名称信息生成二维码等编码图片，按预设的分块大小进行分块，并以分块为单位对编码图片进行位平面变换，将位平面变换后的编码图片变成无意义的图像；所述暗记水印包括但不限于文字、图像、花纹；
位平面变换的算法如下：
设像素的坐标x,y∈S＝{0,1,2,…N-1}；
经过位平面变换后的像素
式中，N表示数字图像的阶数，x’表示变换后的像素横坐标，y’表示变换后的像素纵坐标；
在此基础上继续利用矩阵相乘和异或运算处理，进行三次置换：
首先读取上一步骤得出的初步置换的图像，把该图像称作“初置换图像”，将初置换图像分为N层，其中第i层记为Si，i∈[1,2,3,…N]；
对每一层分别在周期Ti时间内进行对应次数的变换，该对应次数满足以下公式：
式中，modN表示对图像位平面层数求余运算，Ti表示第i层经历的周期时间，TN表示第N层的周期时间，以上次数ai的结构四舍五入求整，得出二次置换图像；最终将N层二次置换图像组合形成新的加密图像；
所述暗记水印执行模块进一步用于按照暗记水印处理模块得到的暗记水印在特定通道的灰度值范围，将变换后图像的灰度值调整到该灰度值范围内，并打印到文档的空白位置。
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CN113642573B (zh) * 2021-07-20 2023-10-13 南京红松信息技术有限公司 一种基于栅格的图片分离方法
CN113963354B (zh) * 2021-12-16 2022-04-12 深圳市活力天汇科技股份有限公司 一种获取订单编号的方法和装置

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JP2006128852A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Konica Minolta Business Technologies Inc ドキュメント作成方法および装置
CN100391745C (zh) * 2005-06-13 2008-06-04 北京北大方正电子有限公司 一种内嵌防复印底纹的安全文档的打印方法
CN103646264B (zh) * 2013-11-06 2016-07-06 杭州电子科技大学 一种多重信息加密的二维码防伪方法
CN104376354A (zh) * 2014-11-14 2015-02-25 深圳三元色数码科技有限公司 点阵图形、构建点阵图形的方法及辨别其真伪的方法
CN109840875A (zh) * 2019-03-06 2019-06-04 深圳市金天速科技有限公司 一种防伪水印生成方法、装置、电子设备和存储介质

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