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     3.隱含印刷圖文信息的基本技術(shù)      為了隱含信息，必須解決圖像掃描前后信息的丟失問題，即如何控制掃描和打印操作中的各種因素。其中的人為因素，如掃描分辨率的選擇、儀器的配置等，只要操作認(rèn)真，即可以避免出現(xiàn)問題。而對于非人為因素，如D/A過程中數(shù)字圖像的網(wǎng)目調(diào)處理等，就必須進行算法設(shè)計。算法設(shè)計是根據(jù)水印的不可感知性、可靠性和魯棒性這3個要求進行的。任何一種算法都不可能抵抗各種攻擊，只能對其中一種或幾種攻擊魯棒性較強，這是由數(shù)字水印的特性決定的。因為水印的魯棒性和不可見性本身就是一對矛盾，魯棒性要求加入的信息量和信息強度大，然而，如果加入的信息量過大又勢必影響水印的不可見性，因此只能取一個折中。      針對印刷品防偽問題的特殊性，可以采取兩種辦法來提高算法的魯棒性。      1)圖像的色彩空間轉(zhuǎn)換      眾所周知，顯示器、掃描儀所采用的是加色三原色RGB色彩空間，而印刷及打印成像采用的是減色三原色CMY(CMYK)色彩空間，這就造成了不同彩色設(shè)備的成色原理不同。如果直接進行A/D或D/A轉(zhuǎn)換肯定會丟失大量信息。因此，在進行A/D或D/A轉(zhuǎn)換前必須先進行色彩空間轉(zhuǎn)換。目前常用的色彩空間中，有計算機圖形學(xué)中的色彩空間RGB、CMY、HIS(HLS、HSB)等，還有視頻色彩空間YUV、YIQ、YCrCb、CIELuv等，其中只有基于CIE的色彩空間是獨立于設(shè)備的。由于CIELab色彩模式與YUV色彩空間類似，且均是用亮度和色差來描述色彩成分，因此它是目前惟一既能直觀感覺，又能用于參數(shù)描述的色彩空間，可以客觀準(zhǔn)確地描述、傳遞、管理與復(fù)制色彩。      2)建立視覺門限模型      利用小波的優(yōu)良性能——能夠較好地匹配HVS的特性，建立視覺門限模型，定義視覺掩蓋函數(shù)，在圖像的數(shù)字水印實施過程中，使得每個小波系數(shù)所加的幅值不超過此系數(shù)所能掩蓋的失真。在嵌入水印以前，首先利用二維離散小波變換將宿主圖像進行小波分解，得到不同空間、不同頻率的子帶圖像，即對宿主圖像進行4級小波分解，得到分別代表低頻子帶和水平、垂直、對角方向的高頻子帶圖像LL、HL、LH、HH。而水印的嵌入點則應(yīng)該結(jié)合人類視覺系統(tǒng)（HVS）的照度掩蔽特性和紋理掩蔽特性進行恰當(dāng)選擇。       數(shù)字水印的技術(shù)方向      由于數(shù)字水印技術(shù)是近幾年興起的一個前沿學(xué)科，涉及到許多學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)和理論，發(fā)展歷史較短，因此，在應(yīng)用中還有一些問題需要繼續(xù)探討。      1）算法分析      通過對現(xiàn)有數(shù)字水印算法的魯棒性、安全性、抗攻擊性等特性的研究，結(jié)合數(shù)字信號處理技術(shù)、HVS或HAS的特點，尋找出它們之間的關(guān)系，從而發(fā)現(xiàn)更好的數(shù)字水印技術(shù)。      2）具有特征的數(shù)字水印技術(shù)      因為基于統(tǒng)計特征的數(shù)字水印技術(shù)容易受到非線性等變換方法的攻擊，而基于統(tǒng)計特征的數(shù)字水印技術(shù)則具有較好的魯棒性，因此可能成為今后的研究重點。      3）給出估計水印能量的理論框架      當(dāng)前大多數(shù)水印算法均是利用實驗來確定嵌入水印的最佳容量或能量，如果能給出一個一般性的水印算法框架，就可以從理論上計算需嵌入水印的最佳容量或能量。      4）應(yīng)用領(lǐng)域的局限性      目前，水印處理技術(shù)的應(yīng)用大多局限于數(shù)字電子媒體和其他視聽產(chǎn)品，很少有針對實物產(chǎn)品的應(yīng)用，而這一系列正是人們?nèi)粘Ｉ钪兄苯佑糜诮粨Q的對象。研究和開發(fā)適合這類產(chǎn)品的水印處理技術(shù)是社會的需要。      數(shù)字水印在印刷圖文方面的應(yīng)用前景      雖然目前國際互聯(lián)網(wǎng)已有眾多的用戶，但距離真正作為信息傳播媒體進入千家萬戶而取代印刷品還甚遠(yuǎn)，因此可以預(yù)計，在相當(dāng)長的一段時間，圖文信息還將以印刷方式存在和傳播。而對于如何解決印刷圖文的防偽問題，人們曾在彩色印刷上研究了不少防偽方法，如全息激光標(biāo)識防偽技術(shù)、水印紙防偽技術(shù)、特殊加網(wǎng)防偽技術(shù)、隱形圖像防偽技術(shù)等。雖然這些方法在一定程度上起到了防偽作用，但印刷成本也隨之增加，因此，商家渴望得到一種成本低廉、簡單易行的防偽方法。顯然，數(shù)字水印技術(shù)與其他防偽技術(shù)相比，在成本上具有很大優(yōu)勢，最突出的優(yōu)點在于它不需要特殊材料或特殊工藝，因而印制成本大大降低，一般用戶可以很容易實現(xiàn)產(chǎn)品的真?zhèn)舞b別。      不過，現(xiàn)有資料表明，數(shù)字水印技術(shù)研究的實用對象還是以數(shù)字媒體為主，而對有價證券、圖片、藝術(shù)品、書刊等大批量復(fù)制品的數(shù)字水印處理技術(shù)的研究尚處于起步階段，數(shù)字水印技術(shù)在印刷品防偽的應(yīng)用研究方面還有大量工作要做，相信通過引入其他領(lǐng)域的先進技術(shù)和算法，印刷品防偽的數(shù)字水印體系會逐步完善，其應(yīng)用前景非常廣闊。作者/西安理工大學(xué)印刷包裝工程學(xué)院 馬金濤 劉 昕