TW201322174A - 文件複印後呈現內容意義改變之浮水印製作方法 - Google Patents
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Abstract
一種具有可在複印後改變原始文件內容與意義之浮水印製作方法，其包含：改變圖文內容之浮水印底紋；利用一濃度匹配導表選擇該底紋的調幅網點及調頻網點之最佳隱藏濃度；利用數位半色調過網技術進行浮水印隱藏化處理，而後輸出至一般印刷品上即形成改變圖文意義之圖案，在文件經由複印及掃描輸出時，原稿呈現圖案消失，而隱藏之浮水印立即出現，以改變其文件呈現的內容與意義。
Description
本發明為數位出版領域，是指一種可在複印後改變原始圖文原始內容之浮水印製造方法，主要是利用數位半色調技術來製作浮水印，此浮水印可以在複印後或掃描再輸出後即改變原始文件在複印前之內容，有效維護作者的版權，為印刷網點演算技術的應用。
隨著科技快速進步，印表機、掃描器等複製設備已逐漸普及，透過這些儀器，便可快速及精準複製文件。然而，也因複製科技的設備不斷的更新，使著作人的版權受到更嚴苛的挑戰。對於偽造者而言，藉由這些先進設備得快速、大量偽造出更高品質的複製品，然後以低價販售，造成合法出版商的權益受損。
因此，為了抵抗非授權的偽造行為，許多防偽造技術被發展出來，如凹版印刷、紙張浮水印、微小字、窗式安全線、紅外線油墨...等等。然而，這些防偽技術不僅材料成本高昂，更需特殊設備，難以有效普及。因此，對於低成本與不需特殊設備的防偽技術之研究，也漸漸受到關注。
在眾多防偽機制中，數位浮水印可將資訊隱藏在圖文的底紋之中，透過偵測便可判別其文件的真偽，數位浮水印應用在實體文件上，大多是在網點、網線、特殊圖案上進行資訊加密，利用人眼視覺及複製工具的辨識能力差異，而將資訊隱藏在微結構中。使用此技術製作之文件、印刷品，因人眼在一般視覺距離下並不會察覺其中的差異，然而在文件經由複印機或是掃瞄機之影像取樣時，因各設備之取樣頻率對文件的浮水印網點結構不同而造成取樣上的差異，浮水印出現以宣示版權，並作為判別是否經由授權之文件。
數位浮水印之優點為：
1.數位浮水印可隱藏資訊且具有視覺不可見性；
2.文件所隱藏資訊在經由影印機或是掃瞄機輸出後立即浮現；
3.浮水印的偵測具有多元性、方便性、即時性。
以往的隱藏浮水印內容大多為「COPY」或是版權擁有者LOGO的圖文字樣，但有時無法阻止文件或印刷品繼續被複製，2004年，日本國立印刷局所發展的微結構網點藏密技術(Shimada,2004)，是以細微的粗細線條組成微結構，在人眼正常距離下的觀看下，並無法察覺出其中線條的差異，但在經過複印或掃描後，會因為複印機本身的取像差異，以及無法輸出細微的結構，造成部分的線條流失階調，而隱藏的浮水印會浮現出來，最後使複印後內容便出現隱藏的浮水印。
本發明則提出一種利用混合網點數位浮水印進行資訊隱藏浮水印之設計，有別以往，原稿已有呈現圖案，在影印或是掃描輸出後，原稿之圖案或內容消失，而隱藏之浮水印顯現，達到可以改變複印或掃描前後之圖文內容，進而降低或杜絕偽造者的違法意願。
由本發明之技術，無論是在安全文件或是漫晝書等商業出版品上，皆可達嚇阻非授權複製的效果。
本發明主要的目的在於提供一種隱藏式的浮水印，可在複印後改變原始文件之圖文內容，其方法是利用調幅網點(amplitude modulation,AM)與調頻網點(frequency modulation,FM)之兩種類型的網點在適當的濃度混合後，配合不著墨的空白區塊所製成的隱藏式浮水印，由於調幅及調頻網點於複印機(或掃描器)之取樣頻率不同，即達到原稿呈現內容消失，而隱藏之浮水印顯現，進而改變原始圖文之內容意義。
為達上述目的，本發明提供一種具有隱藏式浮水印，可在複印後改變原始文件內容之方法，其步驟包含：提供原稿呈現圖案及隱藏之浮水印，利用一濃度匹配導表決定該隱藏浮水印之網點濃度，以該導表參數決定輸出時的各項設定，而後進行原稿呈現圖案與隱藏浮水印之半色調過網合成影像，輸出於印刷品或文件後，經由影印機或掃描器複製時，原稿呈現內容消失而浮水印浮現，以改變原始文件內容。
本發明為一種文件複印後呈現內容意義改變之浮水印製作方法，利用調幅網點(amplitude modulation,AM)與調頻網點(frequency modulation,FM)之兩種類型的網點(如圖1、圖2)配合部分不著墨之空白區塊進行數位半色調過網，及浮水印隱藏之細部處理，印刷輸出至印刷品或文件，以完成具改變文件複印後原始內容之浮水印，本發明之製造方法可使用軟體(software)或是韌體(firmware)或其他應用於數位印刷設備中的型式來達到自動化生產。
半色調過網方法分為點陣調色法(ordered dithering)與誤差擴散法(error diffusion)，在本步驟中，點陣調色法主要是為了形成調幅網點(amplitude modulation,AM)，而誤差擴散法主要是為了形成調頻網點(frequency modulation,FM)。
點陣調色法(ordered dithering)演算方法是比對連續調原稿與臨界值矩陣，經由此比對來判別每個像素點成為0或1的訊號值，先把影像分割成不同的區塊，再利用所設計之臨界值，因設計之臨界矩陣值之不同，可以產生不同的網點排列方式與結果。
此臨界值的產生為先將原灰階g(i,j)，透過方程式(1)將原灰階值量化成臨界值矩陣的階調數g’(i,j)，其中N1與N2代表臨界值矩陣的長和寬。
得到臨界值矩陣的階調數g’(i,j)後，再透過方程式(2)與臨界值矩陣t(m,n)作比較：
b(i,j)為二階影像個別像素的位置，以1表示著墨點，0表示不著墨點。
g(i,j)=灰階影像階調值。
g'(i,j)=依臨界值矩陣調整後影像階調值。
倘若在一區塊之階調數為28，且在此區域之子區塊大小為8×8的像素(pixel)，數位印刷輸出設備會依照臨界值的數值來著墨，其結果為在64個子位置中，有28個位置被填上黑墨。
誤差擴散法(Error Diffusion)是由Robert Floyd和Louis Steinberg提出(Floyd & Steinberg,1976)，影像在兩階化的過程中所造成的量化誤差，由最左上角的像素之誤差開始擴散至鄰近但尚未二階化的像素點上，其他接收誤差且尚未二階化的像素點，再依序進行誤差擴散演算至最後一個像素點為止，其演算法可以透過方程式(3)來表示，其中X為原始像素點的灰階值，在與臨界值T比較後，產生最後的兩階值b。而誤差擴散權重遮罩如方程式(4)所示。
本發明較佳實施具改變文件複印後原始意義之浮水印製作方法第一步驟為：設計原稿呈現圖案及複印後欲顯現之浮水印，在本步驟中，本發明原稿之較佳實例使用英文字母的第一順序「A」為實例文件，在此文件中藏入英文字母第二順序「B」做為欲顯現之浮水印，本發明希望文件在複印後，原稿呈現圖案「A」消失而隱藏浮水印「B」顯現，如圖3，讓文件在影印後或是掃描輸出後即改變其原始內容。
在進行過網時，文件分為四個部份，分別是：原稿呈現圖案區域a、隱藏浮水印區域b、原稿呈現圖案與隱藏浮水印重疊區域c、背景區域d，四個區域分別以不同比例之調幅網點(AM)、調頻網點(FM)、不著墨的空白區塊(W)混合而成，請參照圖4，調幅網點及調頻網點的過網方式皆以上述方法所設計。
經由半色調過網後的網點微結構示意圖為圖5，文件經由圖6的處理流程圖及其方程式(5)進行半色調過網：
H=(G∩W)∪(G'∩~W)∪(X∩M)∪(X'∩~M)‧‧‧‧‧‧‧(5)
式中，W：遮罩A
G:AM網點
~W：遮罩A之背景區域
G’:FM網點
M：遮罩B
X:FM網點
~M：遮罩B之背景區域
X’：不著墨空白區域
H：合成影像
本發明較佳實施具改變文件複印後原始意義之浮水印製作方法必須使用一濃度匹配導表決定該浮水印之網點濃度，為達到最佳隱藏效果，以該導表參數決定輸出時的各項設定，而後進行浮水印隱藏之半色調過網，而為了有較佳的浮水印隱藏效果，必須藉由濃度匹配導表來選擇隱藏效果較佳的浮水印濃度及背景濃度，濃度匹配導表如圖7，利用濃度匹配導表決定該浮水印之網點濃度之步驟時，中心方格區域以調幅網點(AM，以網點面積比例表示，目前以2/64為例)進行半色調過網，背景區域以調頻網點(FM，以灰階值表示，目前介於215至238)進行半色調過網，藉此得知兩種網點之最佳隱藏濃度匹配參數。
本發明較佳實施具改變文件複印後原始意義之浮水印製作方法下一步驟為：將浮水印輸出到印刷品或文件之表面，在此步驟，依照上一步驟所輸出的匹配導表所中得到的最佳參數去設定兩種類型網點的濃度值，以進行列印輸出至印刷文件上，復如圖8所示，在一般正常光源下，人眼觀看印刷品的範例原稿呈現圖案「A」，利用影印機輸出具有浮水印的印刷品或文件，以檢驗浮水印效果，使隱藏浮水印「B」顯現，如圖9所示。
本技術亦應用於證件列印輸出樣張，如圖10，右側有一可見的花紋圖案1，和左上方較小的制式花紋(如校徽)相呼應；此列印輸出樣張在複印後，如圖11，右側之花紋圖案1消失，出現人臉圖案2隱藏浮水印，並可與左方預置的照片相印証，可防止證件之照片遭到變造。
上列詳細說明係針對本發明之具體說明，惟該敘述並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
綜上所述，本案不但在技術應用上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。
1．．．花紋圖案
2．．．人臉圖案
a．．．原稿呈現圖案區域
b．．．隱藏浮水印區域
c．．．原稿呈現圖案與隱藏浮水印重疊區域
d．．．背景區域
請參閱有關本發明之詳細說明及其附圖，將可進一步瞭解本發明之技術內容及其目的功效；有關附圖為：
圖1為調幅(Amplitude Modulation,AM)網點示意圖；
圖2為調頻(Frequency Modulation,FM)網點示意圖；
圖3為複印後原稿呈現圖案「A」消失，而隱藏浮水印「B」顯現之動作示意圖；
圖4為原稿呈現圖案與隱藏浮水印的網點排列示意圖；
圖5為原稿呈現圖案與隱藏浮水印的網點微結構示意圖；
圖6為本技術之處理流程圖；
圖7為網點濃度匹配導表；
圖8為文件經由本技術半色調演算法後之列印輸出結果
圖9為列印輸出文件經由複印後之結果
圖10為本技術應用於證件列印輸出樣張；以及
圖11為前圖之輸出樣張，再複印之結果。
a．．．原稿呈現圖案區域
b．．．隱藏浮水印區域
c．．．原稿呈現圖案與隱藏浮水印重疊區域
d．．．背景區域
Claims (5)
- 一種文件複印後呈現內容意義改變之浮水印製作方法，其包含：a.提供原稿呈現圖案及隱藏之浮水印；b.利用一濃度匹配導表選擇該隱藏浮水印的網點濃度，進行該原稿呈現圖案與隱藏浮水印之半色調過網合成影像；以及c.將含有隱藏浮水印之文件印刷輸出。
- 如申請專利範圍第1項所述文件複印後呈現內容意義改變之浮水印製作方法，其中，利用濃度匹配導表決定該浮水印之網點濃度之步驟時，其中心方格區域以調幅網點(AM，以網點面積比例表示)進行半色調過網，背景區域以調頻網點(FM，以灰階值表示)進行半色調過網，藉此得知兩種網點之最佳隱藏濃度值。
- 如申請專利範圍第1項所述文件複印後呈現內容意義改變之浮水印製作方法，其中，該調幅網點進行半色調過網步驟係使用點陣調色法(ordered dithering)演算，利用比對連續調原稿與臨界值矩陣，經由此比對來判別每個像素點成為0或1的訊號值，先把影像分割成不同的區塊，再利用所設計之臨界值矩陣，因設計之臨界矩陣值之不同，可以產生不同的網點排列方式與結果。
- 如申請專利範圍第1項所述文件複印後呈現內容意義改變之浮水印製作方法，其中，該調頻網點進行半色調過網步驟係使用誤差擴散法(error diffusion)演算，將影像在兩階化的過程中所造成的量化誤差，由最左上角的像素之誤差開始擴散至鄰近但尚未二階化的像素點上，其他接收誤差且尚未二階化的像素點再依序進行誤差擴散演算至最後一個像素點為止。
- 如申請專利範圍第1項所述文件複印後呈現內容意義改變之浮水印製作方法，其中，該進行半色調過網步驟時，文件分為原稿呈現圖案區域、隱藏浮水印區域、原稿呈現圖案與隱藏浮水印重疊區域、背景區域四個區域，四個區域分別以不同比例之調幅網點、調頻網點、不著墨的空白區塊混合而成。
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