CN1962287B - 一种多层光学水印的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多层光学水印的制作方法，其特征是先对需隐藏的水印信息进行数字化，然后对某一需嵌入这些水印信息的印前图案进行数字加网，并从该印前图案中取出一区域，对该区域进行分色处理得到多种分色网点图像。然后将某一需隐藏的信息用其中一种分色网点图像采样，采样得到的图像再与相应产生了适当平移的该分色网点图像重叠，形成一层光学水印。对其它分色网点图案按隐藏信息的需要作类似操作，并形成相应的光学水印。将形成的多个光学水印合成，得到一幅藏有多层信息的多层光学水印，再将该水印还原至原印前图案取出处，经印刷输出后就得到一防伪功能极强的输出品。通过适当的解码片可提取出该水印中的全部信息，从而辨别出物品的真伪。

Description

一种多层光学水印的制作方法

一、技术领域

本发明涉及光学防伪技术，特别是涉及一种多层光学水印的制作方法。

二、背景技术

众所周知，假冒伪劣产品正在对社会造成巨大的危害，它不仅使正规的商品生产厂家蒙受巨大的经济损失、消费者上当受骗，而且更严重的是破坏了正常的社会主义市场经济秩序。为此，商家为了保护自己的商品不受假冒伪劣产品所侵害，国家机关为了保护诸如货币、证券、票据、信用卡、护照、身份证件等不被不法分子所仿制，对上述物品均采取了各种各样的防伪方式和加密手段。

从现有的防伪加密手段上看，激光模压全息制作方法虽然具有极高的科技含量，但是由于该技术的广泛普及和激光全息商标生产厂家的迅速发展，使这种防伪标识被仿制的现象变得十分严重，并且普通民众也难以对激光模压全息防伪标识的真伪做出正确地鉴别，从而降低了其防伪功能。防伪油墨技术也是一种得到了广泛使用和推广的技术，但是由于其在市面上很容易购到，使其防伪性能受到了极大的限制。作为一种新兴的防伪手段——电子防伪，由于其较高的使用成本，也阻碍了它在防伪领域中的应用等等。

图像隐藏防伪中的光学水印制作方法是当今比较先进的一种制作方法，它是光学原理与计算机图像处理技术相结合的产物，其制品具有防伪能力强、适合于计算机合成和印刷业批量印制生产等优点。如专利申请号为99120157.4的发明专利采用了光栅解码器对隐藏水印图案进行解码读出的方式，需隐藏的图像是被加密隐藏于另一幅主画面之中，并且只能实现一层水印图形信息的隐藏。专利申请号为99100945.2的发明专利其图像加密原理的最大特征是通过调整数字图像的象素的性质(如形状、方位、频率等)来实现水印图像隐藏于主图像之中，该方法存在制作过程比较繁琐的缺陷。

三、发明内容

为此，本发明的目的正是为克服上述技术中隐藏图形信息所存在的缺陷，而提供一种多层光学水印的制作方法，该方法能在一幅彩色或灰度图案内的指定区域隐藏一层、同时隐藏两层，甚至隐藏多层不同的文字、数字、符号、或图形信息，需加隐藏防伪信息的图案中以本发明提供的方法而嵌入了一种或多种信息的区域就形成了所谓的光学水印。任何需隐藏防伪信息的图案中嵌入了光学水印之后，丝毫不会改变其外在的感知效果，也不影响其正常的使用和商业价值。以本发明提供的方法制作的光学水印可用于商品、证件、证券、货币、信用卡等物品进行的有效防伪。它克服了现有技术只能隐藏单一图形或制作过程繁琐的缺陷，具有防伪功能更强、检验更方便、成本低廉而制作过程简易的特点。

为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现：先对需要被隐藏的水印信息如文字、数字、符号、或图形信息进行数字化处理；其次，对某一需在其中添加防伪信息的印前图案(可以是商品包装、证件等的图案)进行数字加网处理，然后从其中裁剪出一区域用于隐藏这些信息，并对该区域进行分色处理，得到多种分色网点图像；然后将需要隐藏的某一文字、数字、符号、或图形经其中一种分色网点图像直接采样，再将采样得到的图像分别与相应的、在某一网线方向产生了适当平移的该分色网点图像进行重叠，就得到一层光学水印，若在该分色网点图像的互相垂直的网线方向上均隐藏有信息时，需调整两信息的公共部分在互相垂直的网线方向均为可见；之后，对其它分色网点图案按隐藏信息的需要进行类似操作，分别得到相应的水印图形，然后将得到的多个光学水印图形进行合成，形成一幅隐藏有多层信息的图案，即多层光学水印。具体执行过程如下：

(1)防伪信息预处理：对需要被隐藏的文字、数字、符号、或图形信息进行数字化，以便于计算机处理；

(2)需嵌入防伪信息的印前图案的预处理：对某一印前图案(可以是商品包装、证件等的图案)进行数字加网处理，然后从其中裁剪出一区域用于隐藏信息，并对该区域进行分色处理，得到多种分色网点图像；

(3)采样：将数字化后的不同文字、数字、符号、或图形之一，直接经某一分色网点图像采样，得到一组采样后的文字、数字、符号或图形；

(4)重叠：将过程(3)中经分色网点图案采样后的文字或图形分别与相应的、在某一网线方向上产生了适当平移的分色网点图像进行重叠，得到一层光学水印图案；

(5)调整：对过程(4)中得到的光学水印图案，若在分色网点图案互相垂直的网线方向上均隐藏有信息时，即某一网点图像的两个网线方向均经过了(3)、(4)步处理时，调整两信息的公共部分在互相垂直的网线方向均为可见，否则，直接进入过程(6)；

(6)合成：根据需要隐藏信息数量的要求，分别采用不同的分色网点图像对不同隐藏图像均经(3)、(4)、(5)步处理，再将处理得到的所有水印图案进行合成，最终形成一幅多信息加密图案，即多层光学水印，该图案中就同时隐藏有多组不同文字或图形信息。

(7)还原：将该多层光学水印还原至原印前图案裁剪处位置。

本发明一种多层光学水印的制作方法，所述的对印前图案的数字加网中，网点可以是圆形、方形、菱形、椭圆形、直线形和十字叉形。

本发明中的光学水印采用常规印刷设备和技术生产，若随输出品附以与之相匹配的光栅解码片，通过相匹配的光栅解码片就可直接提取出事先在光学水印中所隐藏的全部信息，检验出物品的真伪，从而达到对物品进行防伪的目的。

本发明的工作过程是先用计算机产生待加密隐藏的多组文字、数字、字符或图形，或将待加密隐藏的多组文字或图形通过扫描设备输入计算机，得到数字化的待加密隐藏的文字或图形，然后对某一印前图案(彩色或灰度图案)进行数字加网处理，并裁剪一隐藏区域进行分色，经过前面所述的采样、重叠、调整、合成、还原，最后图像输出，则得到了光学水印图案。本发明的技术方案实现了多组文字、数字、字符或图形同时加密隐藏于一幅光学水印图案中，不改变原图案的感知效果。全过程由计算机程序控制实现，具有信息隐藏量大、自动化程度高、成本低廉等优点。

四、附图说明

图1为本发明一种多层光学水印的制作方法流程方框示意图。

图2中A、B、C、D、E、F为本发明的在一幅光学水印图案中所要隐藏的6组文字、数字、字符和图形示意图。

图3为本发明中需在其中嵌入防伪信息的某一印前图案中取出的某一区域的数字化分色网点图像之一的放大示意图。

图4中G、H、I为本发明的数字化分色网点图像对所要隐藏的6组数字化文字和图形分别进行采样、重叠、调整后形成的水印图案放大示意图。

图5为本发明图4中的多个光学水印经合成后形成的多层光学水印图案放大示意图。

图6为本发明将多层光学水印还原至原印前图案裁剪处的放大示意图。

图7为本发明的光学水印经光栅解码片的解码过程示意图。

图8中P、Q、R、S、U、V为本发明的光学水印图案在解码后得到的6组文字和图形示意图。

五、具体实施方式

下面结合附图通过实施例对本发明作进一步的说明。

本发明一种多层光学水印的制作方法其实施过程是：

如图1所示，首先对待隐藏的文字或图形进行数字化预处理；其次，对需在其中加入防伪信息的某一印前图案(可以是商品包装、证件等的图案)进行数字加网处理，然后从其中裁剪出一区域用于隐藏信息，并对该区域进行分色处理，得到多种分色网点图像，对多个信息在分别经过采样、重叠、调整，再合成，最后还原和图像输出后，得到多层图像隐藏的制作方法的防伪制品。

(1)防伪信息预处理：对需要被隐藏的多组文字、数字、符号、或图形信息进行数字化，得到结果如图2中的A、B、C、D、E、F所示；

(2)需加防伪信息的图案的预处理：对一彩色图案进行数字加网处理，并从中裁剪出一区域，然后对该区域进行分色处理，得到多种分色网点图像，图3所示为分色网点图像之一的放大示意图；

(3)采样：对图2中的A和B、C和D、E和F分别用图3所示的、但网线方向不同的分色网点图像分别进行采样。如四色印刷中的黄、品、青、黑四种分色网点图像，其网点的网线方向各不相同。

(4)重叠和调整：图2中的A和B、C和D、E和F经不同分色网点图案采样后，再与相应的、在某一网线方向产生了适当平移的分色网点图像进行重叠。该例中每一分色网点图案在互相垂直的网点方向上均隐藏有信息，因此，需调整两信息的公共部分在互相垂直的网线方向均为可见，这样分别得到图4中G、H、1所示的三个水印图案。这里的“平移”是指通过自编程序对数字化分色网点图像整体进行左或右、或者上或者下的适当移动，“重叠”是指通过自编程序对采样得到的图像与相应的、在某一网线方向产生了适当平移的分色网点图像进行数组的相加运算。“调整”是指通过自编程序使A和B、或C和D、或E和F的相同信息均出现在某一分色网点图像的两个网线方向上。

(5)合成：将经重叠和调整处理后得到的图4中的G、H、I进行合成得到一幅图5所示的多层光学水印图案。这里的“合成”是指通过图像处理软件对G、H、I进行图像融合处理。

(6)还原：将制作完成的光学水印还原至原印前图案裁剪处的位置，如图6所示。

(7)将含有光学水印的印前图案直接印刷或打印输出作为防伪标贴，或采用常规印刷技术将光学水印图案直接印制在物品的适当位置或物品包装盒(袋)上，作为防伪标识。

(8)最后，通过与光学水印相匹配的光栅解码片可直接提取出事先在该光学水印图案中所隐藏的全部信息，从而达到对物品进行防伪的目的。

为了将隐藏于一幅光学水印图案中隐藏的所有文字或图形信息全部提取出来，可按如下步骤操作：

1.依据采样过程中的分色网点图像数据制作相应的黑白光栅解码片，黑的部分不透明，白的部分透明，并将此光栅解码片贴置于本发明的光学水印图案的表面上，同时沿顺时针或反时针方向轻轻旋转该光栅解码片，便可以从该光学水印图案中依次提取出所隐藏的信息。

2.依据采样过程中的分色网点图像数据制作塑料柱面透镜光栅解码片，将此光栅解码片贴置于本发明的光学水印图案的表面上，利用塑料柱面透镜光栅解码片在光照下所形成的焦线阵列，沿顺时针或反时针方向轻轻旋转该柱面光栅解码片，也可以从该光学水印图案中依次提取出所隐藏的信息。

图7显示了光学水印图案的这种解码过程，图8中的P、Q、R、S、U、V是从光学水印图案5中提取出的事先所隐藏的文字和图形信息。它显示了本发明可用于对不同文字、不同字体、数字和图形的同时加密隐藏。

虽然，本发明中对不同的分色网点图像只采用一种网点频率作实例，即这些分色图案的网频是相同的，但对不同的分色网点图像采用不同的网点频率，依然具有十分理想的效果，因此本发明的内容不仅仅限于实施例中所涉及的内容。

采用本发明制作的网点加密图案具有如下的优点：

1.在一幅面积约为2×1cm²的光学水印中可以同时隐藏多达六层以上的不同文字、数字、字符或图形信息，而它们在分别被解码后依然清晰可辨。

2.本发明允许同时采用不同网点频率的分色网点图像对不同组的文字或图形信息分别进行加密隐藏，若其中任一空间频率结构的光栅解码片和其所对应的信息仅由管理者所掌握，不对外公布，那么造假者就难以将该光学水印图案中所隐藏的信息全部解码并进行造假，这有利于管理者对市场进行管理。

3.依据本发明制作的光学水印不仅可用于物品等的防伪，也可用于保密信息通信领域。

因此，采用本发明制作的光学水印在商品及有效证件等物品的防伪和保密信息通信等领域将具有良好的发展前景。

Claims (5)

1.一种多层光学水印的制作方法，其特征在于先对需要被隐藏的文字、数字、符号、或图形信息进行数字化处理，其次，对某一需在其中嵌入隐藏信息的印前图案进行数字加网处理，然后从其中裁剪出一区域用于隐藏防伪信息，之后对该区域进行分色处理，得到多种分色网点图像；然后，将需要隐藏的某一文字、数字、符号、或图形经其中一种分色网点图像直接采样，再将采样得到的图像与相应的、在某一网线方向产生了适当平移的该分色网点图像进行重叠，就形成了一层光学水印；若在该分色网点图像的互相垂直的网线方向上均隐藏有防伪信息时，需调整两信息的公共部分在互相垂直的网线方向均为可见；之后，对其它分色网点图案按隐藏信息的需要对其它信息进行类似操作，分别形成相应的光学水印，然后将得到的多个光学水印进行合成，形成一幅藏有多层信息的多层光学水印，再将该光学水印还原至原印前图案裁剪处位置，印刷输出后就得到一有防伪功能的制品，通过适当的光栅解码片就可提取出水印中的全部信息，从而辨别出物品的真伪。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于对某一分色网点图像的不同网线方向采用不一样的网目线数、或对不同分色网点图像采用不一样的网目线数来对需加密隐藏的信息进行采样，制作多层光学水印，相应的光栅解码片具有不同的空间频率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在一幅彩色或灰度图案内的指定区域只隐藏一层或两层、甚至多层信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于制作的光学水印是嵌入另一幅图案中使用，或单独以标贴的方式使用。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于用于提取出光学水印中隐藏信息的解码片是黑白光栅，或是柱面光栅，其占空比，即一个光栅周期内不透明部分和透明部分的比值，可以取1∶1到1∶5之间的不同数值。

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