嵌入数字水印的可变二维码技术研发

　　物联网通过装置在物体上的射频识别标签(RFID)、传感器、二维码等，经过接口与网络相连，基于互联网、电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的物体实现互联互通，从而实现人与物体以及物体与物体互相间的沟通和对话。二维码在物联网的应用上，较射频标签成本低、使用方便，更具有优势。

　　二维码的应用广泛，但很容易被假冒。通过扫描设备获得二维码的数字图像，经过简单处理即可被复制。一些不法商将二维码与钓鱼网站链接，损害消费者利益。劲嘉集团提出一个研究方向：利用数字水印技术，在可变二维码上嵌入数字水印技术，使二维码自身具有防伪功能。数字水印本质上是为数字产品的版权保护开发的防伪技术，通过一定的算法将标志性信息永久镶嵌在其他数据(宿主数据)中并具有可鉴别性的数字信号，并且不影响宿主数据的使用。数字水印具备安全性(水印信息难以纂改和伪造)和高鲁棒性(宿主数据经历有意或无意的处理数字水印仍能被鉴别)。由此，与二维码进行有机的结合，二维码技术具有纠错能力强、信息容量大等特征，且不可被扫描复制。

　　项目研究所涉及三个大技术方向

　　可“嵌入水印”的二维码编码技术。在二维码中嵌入潜像，潜像会占用二维码的存储空间，所以对二维码的信息量和水印图像的大小之间要有一定的均衡。水印潜像在二维码图像中的位置不能影响二维码信息的解读等，要研究二维码的编码规范，通过实验确定二维码的编码规则。

　　可“嵌入二维码”的数字水印研究。产品上的二维码有一定的大小限制，限定了二维码的存储容量，也限定了数字水印的大小和位置。通过设计印刷能够嵌入指定大小二维码的防伪标识来实现，同时研究水印图像的预处理算法，保证嵌入水印的安全性、高抗复制性等。数字水印技术将一些标识信息直接嵌入数字载体当中，且不影响原载体的使用价值，也不容易被探知和再次修改，但可以被生产方识别和辨认。

　　“嵌入水印的二维码”可变数据印刷设计工艺。实现可变二维码的印刷设计，保证一品一码。按照包装印刷设计企业的要求完成产品的编码，将编码存储于数据库中，使用喷墨成像的数字印刷设计系统实现可变数据印刷设计。检测印刷设计的二维码图像，一要保证扫描识别过程中能够得到正确的信息;二要保证二维码图像中的视觉潜像不能被物理设备正确获取，再复制时“视觉潜像”消失或者错误。

　　从项目实施谈技术路线

　　项目实施的技术路线如下：

　　编码技术，依据QR Code的技术规范，设计印刷编码方案。使用相关软件开发二维码生成软件。

　　“可见数字水印”技术路线，基于计算机图像处理技术、人眼视觉反差敏感度特征等原理开发嵌入二维码的水印防复制技术。将水印图像进行“防伪加网算法”预处理。印刷设计合并图像，扫描图像进行二维码信息验证。复制印刷设计的二维码图像，进行防伪技术的验证。

　　图2 生成“可见数字水印”的技术流程

　　简述项目创新点

　　二维码防伪技术。针对二维码容易被复制的问题，开发基于视觉特征的防复制数字水印技术，将数字水印算法计算的图像与二维码图像合并，完成防伪二维码的图像编码。消费者可以通过两种方式进行产品真假的验证，一者是视觉辨别二维码中的潜像，辨别产品的真假;二者可以扫描解码二维码，进入产品验证网站，结合开封可见的验证码进行产品真伪的查询，也可以通过网站对其二维条码的查询记录次数，来验证产品的真伪。

　　开发具有防伪功能的图像加网方法。数字图像加网是通过数字半色调技术实现的，通过控制网点的形态特征来表现原连续调图像。利用该网点特性就可通过某种算法将半色调加网技术应用到防伪中。开发特殊网点形状的数字加网算法，如艺术加网技术，从微观上将网点设计印刷成特殊形状，以区别于常规网点。这里的特殊形状指的是能够区别于常规圆形、方形、钻石形等的形状，如动物、字符、组合图案、线条等，并且该网点图案能够利用放大设备清晰辨认。扫描或者照相设备二次复制该图像时，第一要通过去网算法去除特殊形状的网点，嵌入的潜像会表现为模糊图像，即使进行了清晰度的调整，在此复制时也无法复制原来的网点形状，从而达到防伪的效果。

　　嵌入数字水印的可变二维码防伪印刷设计项目，可以推动防伪印刷设计技术的新发展，同时也对数字水印的研究提出了更高的要求：第一次印刷设计再现的“可见性”，再次扫描印刷设计的“不可见性”。有机地结合数字水印和二维码编码技术，推动防伪印刷设计的新发展，同时推动包装印刷设计行业走向物联网大数据的信息化管理时代。