一種多層光學水印的製作方法
2023-05-31 11:00:26 1
專利名稱：一種多層光學水印的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學防偽技術，特別是涉及一種多層光學水印的製作方法。
背景技術：
眾所周知，假冒偽劣產品正在對社會造成巨大的危害，它不僅使正規的商品生產廠家蒙受巨大的經濟損失、消費者上當受騙，而且更嚴重的是破壞了正常的社會主義市場經濟秩序。為此，商家為了保護自己的商品不受假冒偽劣產品所侵害，國家機關為了保護諸如貨幣、證券、票據、信用卡、護照、身份證件等不被不法分子所仿製，對上述物品均採取了各種各樣的防偽方式和加密手段。
從現有的防偽加密手段上看，雷射模壓全息製作方法雖然具有極高的科技含量，但是由於該技術的廣泛普及和雷射全息商標生產廠家的迅速發展，使這種防偽標識被仿製的現象變得十分嚴重，並且普通民眾也難以對雷射模壓全息防偽標識的真偽做出正確地鑑別，從而降低了其防偽功能。防偽油墨技術也是一種得到了廣泛使用和推廣的技術，但是由於其在市面上很容易購到，使其防偽性能受到了極大的限制。作為一種新興的防偽手段——電子防偽，由於其較高的使用成本，也阻礙了它在防偽領域中的應用等等。
圖像隱藏防偽中的光學水印製作方法是當今比較先進的一種製作方法，它是光學原理與計算機圖像處理技術相結合的產物，其製品具有防偽能力強、適合於計算機合成和印刷業批量印製生產等優點。如專利申請號為99120157.4的發明專利採用了光柵解碼器對隱藏水印圖案進行解碼讀出的方式，需隱藏的圖像是被加密隱藏於另一幅主畫面之中，並且只能實現一層水印圖形信息的隱藏。專利申請號為99100945.2的發明專利其圖像加密原理的最大特徵是通過調整數字圖像的象素的性質(如形狀、方位、頻率等)來實現水印圖像隱藏於主圖像之中，該方法存在製作過程比較繁瑣的缺陷。
發明內容
為此，本發明的目的正是為克服上述技術中隱藏圖形信息所存在的缺陷，而提供一種多層光學水印的製作方法，該方法能在一幅彩色或灰度圖案內的指定區域隱藏一層、同時隱藏兩層，甚至隱藏多層不同的文字、數字、符號、或圖形信息，需加隱藏防偽信息的圖案中以本發明提供的方法而嵌入了一種或多種信息的區域就形成了所謂的光學水印。任何需隱藏防偽信息的圖案中嵌入了光學水印之後，絲毫不會改變其外在的感知效果，也不影響其正常的使用和商業價值。以本發明提供的方法製作的光學水印可用於商品、證件、證券、貨幣、信用卡等物品進行的有效防偽。它克服了現有技術只能隱藏單一圖形或製作過程繁瑣的缺陷，具有防偽功能更強、檢驗更方便、成本低廉而製作過程簡易的特點。
為實現上述目的，本發明是採用下述技術方案實現先對需要被隱藏的水印信息如文字、數字、符號、或圖形信息進行數位化處理；其次，對某一需在其中添加防偽信息的印前圖案(可以是商品包裝、證件等的圖案)進行數字加網處理，然後從其中裁剪出一區域用於隱藏這些信息，並對該區域進行分色處理，得到多種分色網點圖像；然後將需要隱藏的某一文字、數字、符號、或圖形經其中一種分色網點圖像直接採樣，再將採樣得到的圖像分別與相應的、在某一網線方向產生了適當平移的該分色網點圖像進行重疊，就得到一層光學水印，若在該分色網點圖像的互相垂直的網線方向上均隱藏有信息時，需調整兩信息的公共部分在互相垂直的網線方向均為可見；之後，對其它分色網點圖案按隱藏信息的需要進行類似操作，分別得到相應的水印圖形，然後將得到的多個光學水印圖形進行合成，形成一幅隱藏有多層信息的圖案，即多層光學水印。具體執行過程如下(1)防偽信息預處理對需要被隱藏的文字、數字、符號、或圖形信息進行數位化，以便於計算機處理；(2)需嵌入防偽信息的印前圖案的預處理對某一印前圖案(可以是商品包裝、證件等的圖案)進行數字加網處理，然後從其中裁剪出一區域用於隱藏信息，並對該區域進行分色處理，得到多種分色網點圖像；(3)採樣將數位化後的不同文字、數字、符號、或圖形之一，直接經某一分色網點圖像採樣，得到一組採樣後的文字、數字、符號或圖形；
(4)重疊將過程(3)中經分色網點圖案採樣後的文字或圖形分別與相應的、在某一網線方向上產生了適當平移的分色網點圖像進行重疊，得到一層光學水印圖案；(5)調整對過程(4)中得到的光學水印圖案，若在分色網點圖案互相垂直的網線方向上均隱藏有信息時，即某一網點圖像的兩個網線方向均經過了(3)、(4)步處理時，調整兩信息的公共部分在互相垂直的網線方向均為可見，否則，直接進入過程(6)；(6)合成根據需要隱藏信息數量的要求，分別採用不同的分色網點圖像對不同隱藏圖像均經(3)、(4)、(5)步處理，再將處理得到的所有水印圖案進行合成，最終形成一幅多信息加密圖案，即多層光學水印，該圖案中就同時隱藏有多組不同文字或圖形信息。
(7)還原將該多層光學水印還原至原印前圖案裁剪處位置。
本發明一種多層光學水印的製作方法，所述的對印前圖案的數字加網中，網點可以是圓形、方形、菱形、橢圓形、直線形和十字叉形。
本發明中的光學水印採用常規印刷設備和技術生產，若隨輸出品附以與之相匹配的光柵解碼片，通過相匹配的光柵解碼片就可直接提取出事先在光學水印中所隱藏的全部信息，檢驗出物品的真偽，從而達到對物品進行防偽的目的。
本發明的工作過程是先用計算機產生待加密隱藏的多組文字、數字、字符或圖形，或將待加密隱藏的多組文字或圖形通過掃描設備輸入計算機，得到數位化的待加密隱藏的文字或圖形，然後對某一印前圖案(彩色或灰度圖案)進行數字加網處理，並裁剪一隱藏區域進行分色，經過前面所述的採樣、重疊、調整、合成、還原，最後圖像輸出，則得到了光學水印圖案。本發明的技術方案實現了多組文字、數字、字符或圖形同時加密隱藏於一幅光學水印圖案中，不改變原圖案的感知效果。全過程由電腦程式控制實現，具有信息隱藏量大、自動化程度高、成本低廉等優點。
四
圖1為本發明一種多層光學水印的製作方法流程方框示意圖。
圖2中A、B、C、D、E、F為本發明的在一幅光學水印圖案中所要隱藏的6組文字、數字、字符和圖形示意圖。
圖3為本發明中需在其中嵌入防偽信息的某一印前圖案中取出的某一區域的數位化分色網點圖像之一的放大示意圖。
圖4中G、H、I為本發明的數位化分色網點圖像對所要隱藏的6組數位化文字和圖形分別進行採樣、重疊、調整後形成的水印圖案放大示意圖。
圖5為本發明圖4中的多個光學水印經合成後形成的多層光學水印圖案放大示意圖。
圖6為本發明將多層光學水印還原至原印前圖案裁剪處的放大示意圖。
圖7為本發明的光學水印經光柵解碼片的解碼過程示意圖。
圖8中P、Q、R、S、U、V為本發明的光學水印圖案在解碼後得到的6組文字和圖形示意圖。
五具體實施例方式
下面結合附圖通過實施例對本發明作進一步的說明。
本發明一種多層光學水印的製作方法其實施過程是如圖1所示，首先對待隱藏的文字或圖形進行數位化預處理；其次，對需在其中加入防偽信息的某一印前圖案(可以是商品包裝、證件等的圖案)進行數字加網處理，然後從其中裁剪出一區域用於隱藏信息，並對該區域進行分色處理，得到多種分色網點圖像，對多個信息在分別經過採樣、重疊、調整，再合成，最後還原和圖像輸出後，得到多層圖像隱藏的製作方法的防偽製品。
(1)防偽信息預處理對需要被隱藏的多組文字、數字、符號、或圖形信息進行數位化，得到結果如圖2中的A、B、C、D、E、F所示；(2)需加防偽信息的圖案的預處理對一彩色圖案進行數字加網處理，並從中裁剪出一區域，然後對該區域進行分色處理，得到多種分色網點圖像，圖3所示為分色網點圖像之一的放大示意圖；(3)採樣對圖2中的A和B、C和D、E和F分別用圖3所示的、但網線方向不同的分色網點圖像分別進行採樣。如四色印刷中的黃、品、青、黑四種分色網點圖像，其網點的網線方向各不相同。
(4)重疊和調整圖2中的A和B、C和D、E和F經不同分色網點圖案採樣後，再與相應的、在某一網線方向產生了適當平移的分色網點圖像進行重疊。該例中每一分色網點圖案在互相垂直的網點方向上均隱藏有信息，因此，需調整兩信息的公共部分在互相垂直的網線方向均為可見，這樣分別得到圖4中G、H、I所示的三個水印圖案。這裡的「平移」是指通過自編程序對數位化分色網點圖像整體進行左或右、或者上或者下的適當移動，「重疊」是指通過自編程序對採樣得到的圖像與相應的、在某一網線方向產生了適當平移的分色網點圖像進行數組的相加運算。「調整」是指通過自編程序使A和B、或C和D、或E和F的相同信息均出現在某一分色網點圖像的兩個網線方向上。
(5)合成將經重疊和調整處理後得到的圖4中的G、H、I進行合成得到一幅圖5所示的多層光學水印圖案。這裡的「合成」是指通過圖像處理軟體對G、H、I進行圖像融合處理。
(6)還原將製作完成的光學水印還原至原印前圖案裁剪處的位置，如圖6所示。
(7)將含有光學水印的印前圖案直接印刷或列印輸出作為防偽標貼，或採用常規印刷技術將光學水印圖案直接印製在物品的適當位置或物品包裝盒(袋)上，作為防偽標識。
(8)最後，通過與光學水印相匹配的光柵解碼片可直接提取出事先在該光學水印圖案中所隱藏的全部信息，從而達到對物品進行防偽的目的。
為了將隱藏於一幅光學水印圖案中隱藏的所有文字或圖形信息全部提取出來，可按如下步驟操作1.依據採樣過程中的分色網點圖像數據製作相應的黑白光柵解碼片，黑的部分不透明，白的部分透明，並將此光柵解碼片貼置於本發明的光學水印圖案的表面上，同時沿順時針或反時針方向輕輕旋轉該光柵解碼片，便可以從該光學水印圖案中依次提取出所隱藏的信息。
2.依據採樣過程中的分色網點圖像數據製作塑料柱面透鏡光柵解碼片，將此光柵解碼片貼置於本發明的光學水印圖案的表面上，利用塑料柱面透鏡光柵解碼片在光照下所形成的焦線陣列，沿順時針或反時針方向輕輕旋轉該柱面光柵解碼片，也可以從該光學水印圖案中依次提取出所隱藏的信息。
圖7顯示了光學水印圖案的這種解碼過程，圖8中的P、O、R、S、U、V是從光學水印圖案5中提取出的事先所隱藏的文字和圖形信息。它顯示了本發明可用於對不同文字、不同字體、數字和圖形的同時加密隱藏。
雖然，本發明中對不同的分色網點圖像只採用一種網點頻率作實例，即這些分色圖案的網頻是相同的，但對不同的分色網點圖像採用不同的網點頻率，依然具有十分理想的效果，因此本發明的內容不僅僅限於實施例中所涉及的內容。
採用本發明製作的網點加密圖案具有如下的優點1．在一幅面積約為2×1cm2。的光學水印中可以同時隱減多達六層以上的不同文字、數字、字符或圖形信息，而它們在分別被解碼後依然清晰可辨。
2．本發明允許同時採用不同網點頻率的分色網點圖像對不同組的文字或圖形信息分別進行加密隱藏，若其中任一空間頻率結構的光柵解碼片和其所對應的信息僅由管理者所掌握，不對外公布，那麼造假者就難以將該光學水印圖案中所隱藏的信息全部解碼並進行造假，這有利於管理者對市場進行管理。
3．依據本發明製作的光學水印不僅可用於物品等的防偽，也可用於保密信息通信領域。
因此，採用本發明製作的光學水印在商品及有效證件等物品的防偽和保密信息通信等領域將具有良好的發展前景。
權利要求
1.一種多層光學水印的製作方法，其特徵在於先對需要被隱藏的文字、數字、符號、或圖形等信息進行數位化處理。其次，對某一需在其中嵌入隱藏信息的印前圖案進行數字加網處理，然後從其中裁剪出一區域用於隱藏防偽信息，之後對該區域進行分色處理，得到多種分色網點圖像。然後，將需要隱藏的某一文字、數字、符號、或圖形經其中一種分色網點圖像直接採樣，再將採樣得到的圖像與相應的、在某一網線方向產生了適當平移的該分色網點圖像進行重疊，就形成了一層光學水印。若在該分色網點圖像的互相垂直的網線方向上均隱藏有防偽信息時，需調整兩信息的公共部分在互相垂直的網線方向均為可見。之後，對其它分色網點圖案按隱藏信息的需要對其它信息進行類似操作，分別形成相應的光學水印，然後將得到的多個光學水印進行合成，形成一幅藏有多層信息的多層光學水印，再將該光學水印還原至原印前圖案裁剪處位置，印刷輸出後就得到一有防偽功能的製品。通過適當的光柵解碼片就可提取出水印中的全部信息，從而辨別出物品的真偽。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於對某一分色網點圖像的不同網線方向可以採用不一樣的網目線數、或對不同分色網點圖像也可採用不一樣的網目線數來對需加密隱藏的信息進行採樣，製作多層光學水印，相應的光柵解碼片具有不同的空間頻率。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於也可以在一幅彩色或灰度圖案內的指定區域只隱藏一層或兩層、甚至多層信息。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於製作的光學水印可以嵌入另一幅圖案中使用，也可單獨以標貼的方式使用。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於用於提取出光學水印中隱藏信息的解碼片可以是黑白光柵，也可以是柱面光柵。其佔空比，即一個光柵周期內不透明部分和透明部分的比值，可以取1∶1到1∶5之間的不同數值。
全文摘要
本發明涉及一種多層光學水印的製作方法，其特徵是先對需隱藏的水印信息進行數位化，然後對某一需嵌入這些水印信息的印前圖案進行數字加網，並從該印前圖案中取出一區域，對該區域進行分色處理得到多種分色網點圖像。然後將某一需隱藏的信息用其中一種分色網點圖像採樣，採樣得到的圖像再與相應產生了適當平移的該分色網點圖像重疊，形成一層光學水印。對其它分色網點圖案按隱藏信息的需要作類似操作，並形成相應的光學水印。將形成的多個光學水印合成，得到一幅藏有多層信息的多層光學水印，再將該水印還原至原印前圖案取出處，經印刷輸出後就得到一防偽功能極強的輸出品。通過適當的解碼片可提取出該水印中的全部信息，從而辨別出物品的真偽。
文檔編號B41M3/00GK1962287SQ200510022039
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月9日 優先權日2005年11月9日
發明者李大海 申請人:四川大學