基本信息
- 項目名稱：
- 紙質(zhì)人像照片及票據(jù)加密技術
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 計算機數(shù)字水印技術發(fā)展已經(jīng)較為成熟，但數(shù)字水印技術善長于處理數(shù)字化圖像，未能完全解決印刷品（模擬圖像）防偽的技術難點。本課題針對印刷品圖像版權認證的需求，對于不同的印刷品，采用兩類加密技術，一類是采用特殊的水印加密方法為彩色人像照片嵌入數(shù)碼信息；第二類是利用光學全息和干涉原理對門票、發(fā)票等紙質(zhì)媒介加密。研制成功新型綜合印刷品圖像檢測樣機及配套應用程序、薄膜及產(chǎn)生密碼的程序。為印刷品圖像認證技術的更新?lián)Q代提供技術支持。
- 詳細介紹：
- 本課題主要分為彩色人像照片水印加密和門票及票據(jù)防偽兩個子課題：（一） 彩色人像照片水印加密。鑒于單憑原有防偽方法不足以遏止印刷品制假行為（特別是證件制假行為），本子課題針對以上難點，提出用“照片嵌入數(shù)碼”的方法。基于光學原理，通過兩種加密方式（一是直接在計算機上對人像數(shù)碼照片嵌入密碼后印刷，二是在拍攝人像照片過程中嵌入“隱形鋼印”）在照片中嵌入肉眼不可見防偽標記（數(shù)碼）。經(jīng)檢驗，該方法在印刷品被壓縮、旋轉(zhuǎn)、幾何失真、圖片破損等條件下仍然能實現(xiàn)加密數(shù)碼信息的提取。 （二）門票及票據(jù)防偽。目前廣泛使用的門票及票據(jù)等可機讀標簽，印制在紙張（或塑料）上，易磨損。如果印刷圖案遭故意涂改，則可能誤碼（或亂碼）。本作品采用薄膜加密和新型“多灰階印刷標簽”兩種途徑加以改進。1、門票及票據(jù)薄膜加密方法。通過特殊的加密算法和印刷方法，平面紙制的加密區(qū)域在覆蓋薄膜后產(chǎn)生特殊的類似于激光防偽標記的光學效果，直接用肉眼可觀察到印刷品中隱藏信息。一份密鑰（一張薄膜）可以檢測無數(shù)張門票、發(fā)票，使用方便、成本低。2、新型二維條形碼加密法。借鑒全息存儲原理，采用分數(shù)傅立葉變換光路，生成耐破損新型二維“彩色條形碼”和“多灰階條形碼”，使防偽條碼具備類似于全息照片的“鏡破圖存”的抗破損性能；同時還結(jié)合糾錯編碼原理，進一步提高條碼的抗破損性能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 設計、制作目的： 1、最近通過替換照片冒名頂替上大學的案例（如羅彩霞事件）廣為社會關注。本作品用光學方法給人像照片加密，將證件號嵌入照片。2、目前的火車票及運動會的門票造假肆虐。我們的目的是開發(fā)一種低成本的門票及發(fā)票的加密方法。 基本思路：本課題主要分為彩色人像照片水印加密和門票及票據(jù)防偽兩個子課題。 1、彩色人像照片水印加密。利用數(shù)字水印的原理，對照相的數(shù)碼圖像文檔進行頻域加密，往印刷品載體中嵌入數(shù)碼信息。通過普通攝像頭采集印刷品圖像并解密。 2、門票及票據(jù)防偽。本子課題提出了兩種防偽方法。① 薄膜加密法。通過特殊的加密算法和印刷方法，平面紙制的加密區(qū)域在覆蓋特殊薄膜后產(chǎn)生特殊的類似于激光防偽標記的光學效果。② 新型二維條形碼加密法。利用“信息擴散、映射與分布式記錄”原理，設計彩色二維條形碼標簽。 創(chuàng)新點：1、將數(shù)字水印技術從數(shù)字圖像（電子文檔）擴展到了紙質(zhì)材料。該方法在紙質(zhì)照片出現(xiàn)壓縮、旋轉(zhuǎn)、幾何失真、破損等條件下仍然能實現(xiàn)信息提取。2、用于門票和發(fā)票的防偽標記，可以利用特殊薄膜直接檢測密文，一張薄膜可以檢測無數(shù)張票據(jù)。3、將全息存儲“抗破損”原理推廣用于印刷圖像抗破損。 關鍵技術：1、在適當參數(shù)條件下，實現(xiàn)照片中所隱藏信息的不可見性。2、確保條形碼既是隱性的，又可在破損和有意涂改條件下照常機讀其內(nèi)容。 主要技術指標：照片大?。?8毫米X33毫米；檢測時間：檢測時間5S；信息容量：最高可嵌入32個以上的十進制數(shù)。
科學性、先進性
- 科學性、先進性： （一） 數(shù)字水印加密 ①本課題最終成品是印刷品，而不是計算機文件。國內(nèi)、外已經(jīng)研發(fā)出多種數(shù)字水印嵌入技術，其共性特征是：攜帶水印的載體是“計算機文檔”。本作品采用了改進的數(shù)字水印方法，獨創(chuàng)性的實現(xiàn)了在印刷品中嵌入水印，水印的隱蔽性高。 ②檢測方便，可靠性高?？梢酝ㄟ^普通攝像頭就可以快速、準確提取到水印信息。該方法在印刷品被壓縮、旋轉(zhuǎn)、幾何失真、圖片破損等條件下仍然能實現(xiàn)水印信息的提取。 （二） 發(fā)票及票據(jù)防偽 1、薄膜加密法。發(fā)票的防偽目前只有水印和條碼，容易造假。本作品通過薄膜膠片便可以直接檢測密文（或防偽標記）。該方法在國內(nèi)文獻中未見報道。 2、新型二維條形碼加密。 目前市場的商用二值條形碼一律采用糾錯編碼原理校驗（清除）機讀時出現(xiàn)的少量數(shù)碼比特錯誤，錯誤糾正能力越強信息冗余越大。本課題生成的耐破損新型二維“彩色條形碼”和“多灰階條形碼”，使防偽條碼具備類似于全息照片的“鏡破圖存”的抗破損性能。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 該作品在數(shù)字水印及票據(jù)防偽上提出新的加密方法。 1、將數(shù)字水印技術的適用載體由電子文件擴展到紙制印刷品。經(jīng)實驗測試，加密的數(shù)碼信息肉眼不可見；檢測系統(tǒng)簡單、快捷；可靠性強，印刷品在被壓縮、旋轉(zhuǎn)、幾何失真、圖片破損等情況下仍然能實現(xiàn)加密信息的提取。 2、首次提出在票據(jù)防偽上的新方法——薄膜加密。作品簡單，檢測便捷，防偽成本低，一張密鑰可識別無數(shù)張票據(jù)和門票。 3、利用全息存儲原理，采用分數(shù)傅立葉變換光路，提出耐破損新型二維“彩色條形碼”和“多灰階條形碼”，進一步提高條碼的抗破損性能。經(jīng)實驗鑒定，在破損面積相等的情況下，本課題制作的耐損型標簽的總誤碼率低于普通商用二值條形碼。
作品所處階段
- 中試階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 1、與湖南雅程科技簽訂轉(zhuǎn)讓協(xié)議(前期投資3萬）2、與福建新天地公司簽訂轉(zhuǎn)讓協(xié)議（前期投資1萬）
作品可展示的形式
- 1 實物；2 圖紙；3 現(xiàn)場演示；4 圖片；5 樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明：采用本技術制作防偽證件，只要辦理人到官方（發(fā)證機關）指定地點、用本課題研制的裝置拍攝一張防偽照片，就可以打印、制成含證件號碼的人像照片。查驗時，只需要將照片進行掃描，然后通過計算機軟件將密碼直接讀取出來。 門票和發(fā)票可以在紙張上面直接印刷加密區(qū)域（二維條碼或者隱形圖文），利用手持機讀設備和薄膜可以分別讀取出有破損的二維條碼和隱形圖文。 技術特點和優(yōu)勢：在肉眼不可察覺的情況下對紙制圖像加密，相比傳統(tǒng)方法具有信息量大、誤碼率低等特點。加密過程無需改變圖像的材料，對現(xiàn)行的印刷設備無特殊要求，印刷成本與傳統(tǒng)技術相比較可降低80%，在印刷防偽領域中具有一系列難以替代的優(yōu)點和廣闊的應用前景。 推廣應用前景：可以應用在海關的護照檢查，對護照持有人的證件照片的真實性進行認證。另外，在一些考場也可以利用該方法對準考證中照片的真實性進行認證，防止替考、代考的發(fā)生。 印刷制品的版權進行認證，在印刷品中嵌入版權信息，可以為印刷品被非法復制提供證據(jù)。例如門票、圖書封面及煙盒等等。
同類課題研究水平概述
- （一） 數(shù)字水印加密 國內(nèi)外比較典型的照片水印防偽有以下三種：①國內(nèi)同行用圖像處理軟件給數(shù)碼照片嵌入水印；②伊斯曼柯達公司（J.E.羅迪等人）用預先曝光的方法在待使用的膠片上嵌入水印；③國外生產(chǎn)廠商在相機內(nèi)安裝“嵌入水印的集成電路和程序”，此方法不適合普通攝影器材。上述這些方法主要針對數(shù)字圖像的加密，加密-解密過程僅限于在屏幕上顯示，而印刷品在從電子文檔打印到紙上（以及從紙上掃描成電子文檔）的過程中，不可避免的會丟失信息。所以傳統(tǒng)的數(shù)字水印的方法并不能實現(xiàn)對印刷品的加密。 通過對數(shù)字水印的改進，可以實現(xiàn)對印刷品的加密，瑞士A.Herrigel等人報道一種基于光學識別的數(shù)字水印技術；美國M.Kutter介紹可旋轉(zhuǎn)變換、壓縮放大的水印技術；國內(nèi)北京郵電大學也研究抗打印-掃描數(shù)字水印算法的魯棒性等。北京握奇信安網(wǎng)絡技術有限公司提出的證件照片水印防偽方案，在一定條件下可以實現(xiàn)對印刷品的加密，具有很多優(yōu)點。這些方法為印刷品的防偽提供技術支持，初步解決了印刷品水印技術的一部分技術難點，但目前在抗打印-掃描方面仍不能滿足實際的需要。 本作品的特點是可以直接將數(shù)碼加入到人像照片中，而且可以通過計算機檢測方法讀取出隱藏的信息。還具有可以對經(jīng)過多種正常破壞的人像照片中檢測出數(shù)碼。 （二）票據(jù)防偽技術 國內(nèi)外對發(fā)票及其它票據(jù)的加密，目前只限于利用水印墨水以及條形碼，本課題所用的薄膜加密法應用于票據(jù)防偽，在國內(nèi)外文獻中未見報道。 二維條碼產(chǎn)生于二十世紀80年代，目前應用面最廣的二維條碼PDF417是由美國Symbol公司研制的。日本Denso公司于1994年9月研制出QR Code碼。上述兩種條形碼依靠糾錯編碼原理實現(xiàn)抗破損閱讀。 商用二值條形碼一律采用糾錯編碼原理校驗（清除）機讀時出現(xiàn)的少量數(shù)碼比特錯誤，錯誤糾正能力越強信息冗余越大。本課題提出的新型二維條形碼技術，借鑒全息存儲原理，采用分數(shù)傅立葉變換光路，使防偽條碼具備類似于全息照片的“鏡破圖存”的抗破損性能；同時還結(jié)合糾錯編碼原理，進一步提高條碼的抗破損性能。
