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应用科学学报 2023年第2期41卷 240-251页

作者：王晨姚晔李黎浙江邮电职业技术学院电子与通信工程学院浙江绍兴312366 杭州电子科技大学网络空间安全学院浙江杭州310018 杭州电子科技大学计算机学院浙江杭州310018

本文介绍了字形扰动的应用场景,系统梳理了抗打印扫描和屏幕拍摄的字形扰动相关工作,将其分为两类:传统字形扰动方法和深度学习字形扰动方法。根据字符的属性特征,传统字形扰动方法细分为:像素翻转、高度调整、间距调整、笔画调整、特... 详细信息

本文介绍了字形扰动的应用场景,系统梳理了抗打印扫描和屏幕拍摄的字形扰动相关工作,将其分为两类:传统字形扰动方法和深度学习字形扰动方法。根据字符的属性特征,传统字形扰动方法细分为:像素翻转、高度调整、间距调整、笔画调整、特征点调整和骨架轮廓调整。深度学习字形扰动方法通过微调字符的高维特征以嵌入额外的信息,根据生成数据的性质,将其分为生成扰动文本图像和矢量字体两类。从鲁棒性、嵌入容量、复杂性等方面对比分析现有字形扰动方法的特点,最后对字形扰动研究面临的挑战和发展方向进行总结和展望。

关键词：字形扰动文本信息隐藏矢量字体抗打印扫描抗屏幕拍摄

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基于特征比较的抗打印扫描零水印图像版权保护研究

基于特征比较的抗打印扫描零水印图像版权保护研究

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作者：戴畅宇南京信息工程大学

学位级别：硕士

随着信息技术的快速发展,数字图像在各个领域中得到广泛应用的同时也面临着巨大的版权保护挑战。网络漏洞的存在和打印扫描拍摄环境的不确定性为传统零水印技术的稳定性和效果提出了更高的要求。针对这一问题,本研究致力于通过技术创新... 详细信息

随着信息技术的快速发展,数字图像在各个领域中得到广泛应用的同时也面临着巨大的版权保护挑战。网络漏洞的存在和打印扫描拍摄环境的不确定性为传统零水印技术的稳定性和效果提出了更高的要求。针对这一问题,本研究致力于通过技术创新来提高数字图像的版权保护能力。本文从增强零水印技术的鲁棒性、灵活性和信息安全性三个方面出发,引入了深度学习技术来提取水印,同时加入了抗噪声学习机制,以构建出能够适应复杂多变噪声环境的高效零水印模型。本研究的核心内容包括: (1)针对现有零水印算法无法面对复杂多变的攻击环境,提出一种双网络特征比较抗噪声学习零水印算法。本算法可以根据所需抗噪声环境,在噪声层中灵活改变噪声攻击,训练出对应的抗噪声特征提取器,从而得到鲁棒特征图像。利用Cat映射置乱将版权标识信息进行加密,与得到的鲁棒特征图进行异或运算从而得到零水印图像。实验结果表明,所提出的算法具有很好的灵活性,可以应对多重复杂的噪声攻击。 (2)针对复杂多变的抗打印扫描环境,提出一种抗打印扫描高分辨力彩色零水印算法。首先,分析了主要影响图片质量的几个失真,将其模拟加入到噪声层,以寻求对打印扫描失真鲁棒的特征向量。然后,采用特征金字塔将可学习特征提取器提取到的多尺度特征进行融合,减弱了像素特征之间的相关性。随后,为了克服二值版权标识信息区分度以及所带信息量不足的缺点,本文采用彩色版权标识信息,将彩色版权表示信息进行RGB三个通道的分解,将每个通道的像素值转化为8位二进制,将三个通道分别进行Logistic加密,得到加密版权标识信息。最后,将其与三维鲁棒特征向量进行异或,最后得到彩色零水印。实验结果表明,该算法对真实打印扫描失真的鲁棒性好且所携带的信息量大并且对相似同类图像也具有很好的区分度。

关键词：零水印版权保护特征比较抗噪声学习抗打印扫描

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基于变换域的抗打印扫描攻击的彩色图像水印算法研究

基于变换域的抗打印扫描攻击的彩色图像水印算法研究

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作者：黄静集美大学

学位级别：硕士

随着互联网技术的迅速发展,电子文件逐渐普及,但是实际应用中仍然有一些重要文件、证书等需要打印成印刷品之后再进行传播,因此水印算法的抗打印扫描攻击能力在印刷品版权保护方面有着至关重要的作用。但是针对抗打印扫描攻击的彩色图... 详细信息

随着互联网技术的迅速发展,电子文件逐渐普及,但是实际应用中仍然有一些重要文件、证书等需要打印成印刷品之后再进行传播,因此水印算法的抗打印扫描攻击能力在印刷品版权保护方面有着至关重要的作用。但是针对抗打印扫描攻击的彩色图像水印算法进行研究存在以下几个难点:（1）现有算法针对彩色图像抗打印扫描攻击的研究较少,且水印算法存在鲁棒性和不可见性难以平衡的问题。（2）非盲水印算法虽然可以保证水印算法的不可见性和鲁棒性,提供较高的准确性,但是提取水印时需要依靠原始数据,占用内存大,且实际应用中存在接收端无法获取原始图像的情况。（3）随着计算机运算能力的不断提升,水印算法的安全性至关重要,现有的图像置乱算法难以抵抗暴力求解攻击。针对上述三个问题,本文主要工作和贡献如下: 1、针对不可见性和鲁棒性难以平衡的问题,提出了一种基于DWT-HD-SVD和萤火虫优化算法的抗打印扫描攻击水印算法（非盲算法）,该方法通过引入萤火虫优化算法自适应确定最优嵌入系数平衡水印算法的不可见性和鲁棒性,通过分析打印扫描前后图像特征,确定了水印的嵌入位置和变换域方法,选取宿主图像二级DWT分解的LH2子带进行HD分解得到H矩阵,对其进行SVD分解得到奇异值矩阵,将水印信息通过嵌入系数叠加嵌入宿主图像。通过仿真实验验证了该算法的不可见性、鲁棒性和抗打印扫描攻击能力,该算法的不可见性指标比先前的算法提升了20.2%,抗打印扫描攻击能力提升16.3%。 2、针对部分应用场景接收端无法获取原始图像的问题,结合QR码高容错率的特点,提出了一种基于DWT-SVD的QR码抗打印扫描攻击水印算法。该算法首先对宿主图像进行DWT分解,选取二级低频子带进行SVD分解,选出最大奇异值,将水印信息按照嵌入算法嵌入宿主图像之中,提取水印时不需要借助原始图像的参与。通过仿真实验验证了该算法的不可见性、鲁棒性和抗打印扫描攻击能力,该算法的不可见性指标比先前的算法提升了1.99个百分点,抗打印扫描攻击能力提升了15.1%。 3、针对现有图像置乱算法密钥空间不够大,难以抵抗暴力求解攻击的问题,提出了一种基于Arnold变换和中国剩余定理的彩色图像置乱算法,对彩色图像的三个颜色通道采用不同的密钥进行Arnold变换,同时引入中国剩余定理,提升了图像置乱算法的密钥空间,通过仿真实验验证了该算法的置乱效果和抗攻击能力,且密钥敏感性接近理想值。本文提出的两种针对彩色图像抗打印扫描攻击的水印算法和一种可用于彩色图像抗打印扫描攻击水印算法的水印预处理阶段的彩色图像置乱算法,在USC-SIPI图像库选取图片进行实验,实验结果表明算法取得了较好的效果。

关键词：抗打印扫描离散小波变换奇异值分解萤火虫优化算法中国剩余定理

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针对抗打印扫描脆弱像素点的文本图像水印算法研究

针对抗打印扫描脆弱像素点的文本图像水印算法研究

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作者：沈露遥南京信息工程大学

学位级别：硕士

现代化的电子商务促使着文本图像的应用范围逐渐扩大,文本图像传播的重要途径之一是打印扫描,而打印扫描的广泛应用也伴随着文本图像的泄密和侵权的问题。现有的抗打印扫描文本图像水印算法无法兼顾鲁棒性和不可见性,成为亟待解决的问... 详细信息

现代化的电子商务促使着文本图像的应用范围逐渐扩大,文本图像传播的重要途径之一是打印扫描,而打印扫描的广泛应用也伴随着文本图像的泄密和侵权的问题。现有的抗打印扫描文本图像水印算法无法兼顾鲁棒性和不可见性,成为亟待解决的问题。本文主要研究如何在打印扫描后的图像中嵌入水印信息,使得水印算法在具备不可见性的前提下,有较强的抗攻击能力(鲁棒性)。针对以上分析,本文提出两种抗打印扫描的文本图像水印算法,都具有较好的不可见性与鲁棒性,并且相较于已有的水印算法提升了水印容量。本文的创新工作如下:(1)针对已有的抗打印扫描文本图像水印算法无法兼顾水印的不可见性和鲁棒性的问题,提出一种适用于文本图像的抗打印扫描的水印算法。本算法首先对打印扫描后的图像进行一系列图像增强预处理操作,消除错误的比特信息对水印嵌入的干扰,然后使用DWT-SVD相结合的方法嵌入水印。实验表明本算法对于JPEG压缩、JPEG2000压缩、和打印扫描等攻击,提取出的水印图的平均NC值都在0.93以上,尤其是经过打印扫描攻击后提取出的水印图的平均NC值大于0.964,BER均值为6.65%,说明本算法对于各种攻击以及打印扫描攻击具备了较好的抵抗能力,同时也达到了水印不可见性较好的效果。(2)针对已有的抗打印扫描文本图像水印算法无法兼顾水印的不可见性和鲁棒性并且无法提升水印容量的问题,提出了一种新的水印算法,该算法基于亮度变换将打印扫描后的图像进行像素恢复,并使用DWT变换、Hessenberg分解和SVD分解进行水印嵌入和提取。首先利用线性变换结合幂次函数对打印扫描后的图像进行像素值的校正,有效解决了图像在打印扫描过程中出现的像素失真问题;然后利用HD分解可以能够找到更加精准的分量的特性,有效提高了水印算法的鲁棒性;并且通过实验,该算法在遭受常见的攻击如JPEG压缩攻击、高斯噪声、锐化攻击以及打印扫描攻击时有较强的抵抗能力,且嵌入的水印容量超过现存的算法,且在鲁棒性和水印的不可见性获得较好的平衡。

关键词：抗打印扫描离散小波变换图像增强 HD分解亮度恢复

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抗打印扫描数字水印算法

抗打印扫描数字水印算法

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作者：王琳玉西安理工大学

学位级别：硕士

一直以来,印刷品作为常见信息交流工具,广泛地应用于生产生活。但其极易被不法分子复制甚至篡改,对社会的知识产权安全和生产创新带来了极大的破坏。传统的数字水印技术是保护信息安全的一大措施,但应用范围有限,无法有效应对打印扫描攻... 详细信息

一直以来,印刷品作为常见信息交流工具,广泛地应用于生产生活。但其极易被不法分子复制甚至篡改,对社会的知识产权安全和生产创新带来了极大的破坏。传统的数字水印技术是保护信息安全的一大措施,但应用范围有限,无法有效应对打印扫描攻击,同时还有透明性、嵌入容量较低的缺陷。如何开发出能够抵抗打印扫描攻击的水印算法成为社会研究热点。目前,变换域算法能够有效的解决这一现状,其中DWT变换后的LL分量具有较好的鲁棒性,DCT中频系数能够很好的压缩图像能量同时可以减少图像像素间的相关性,SVD算法具有稳定性、旋转不变性;但是,如何结合现有算法的优点同时提高水印的嵌入容量也是研究的一大难题。本文探究了水印置乱周期对算法鲁棒性和透明性的影响。同时结合了打印扫描前后图像的不变量,提出了三种能够抵抗打印扫描的新型水印算法,分别是改进的DWT-SVD二值水印算法、改进的DWT-DCT二值水印以及优化的DWT-DCT灰度水印算法。首先分别对二值水印和灰度分层水印进行预处理加密,对处理后的两种水印进行概率距离和灰度值方差置乱联合评价,得出最佳置乱周期。算法一先对置乱水印SVD变换,将S分量嵌入到载体3DWT变换后的低频处,嵌入水印后的PSNR为51.5680dB。算法二及算法三总结了打印扫描前后图像的特征,确定了 DWT-DCT变换后的中频系数趋于相似这一特性。首先对载体进行2DWT变换,再对LL进行8x8分块DCT,得到4组中频系数。算法二选取峰值信噪比最高的一组中频系数作为置乱水印的嵌入位置。算法三将灰度水印分层为8个位平面,对高4位平面进行置乱,将置乱后的高4位位平面依次嵌入到这4组中频系数中。实验证明,在各类攻击及打印扫描攻击的情况下,这两种算法提取出水印的NC均为0.9左右,具有较强的抗攻击能力。同时本文基于MATLAB对算法三开发了数字水印系统,该系统能够实现载体和水印的读取、灰度水印预处理以及嵌入和提取。

关键词：抗打印扫描置乱离散小波变换灰度水印数字水印系统

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抗打印扫描攻击的PDF文档水印方法及装置

抗打印扫描攻击的PDF文档水印方法及装置

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作者：王道顺刘景财刘乃熙贾星星巩林明 100084 北京市海淀区清华园

本申请公开了一种抗打印扫描攻击的PDF文档水印方法及装置，其中，方法包括以下步骤：对初始PDF文档进行解析分析，得到初始PDF文档的文本行距信号；将预设水印信息嵌入到文本行距信号中，生成含有水印的行距信号；基于含有水印的行距... 详细信息

标准号: CN112053275B

本申请公开了一种抗打印扫描攻击的PDF文档水印方法及装置，其中，方法包括以下步骤：对初始PDF文档进行解析分析，得到初始PDF文档的文本行距信号；将预设水印信息嵌入到文本行距信号中，生成含有水印的行距信号；基于含有水印的行距信号由初始PDF文档生成最终PDF文档；根据最终PDF文档生成文档图像，从文档图像中检测文本行的边界框，并计算最终PDF图像的行距信号，以提取得到水印信息。本申请实施例通过引入文本检测技术不仅可以准确地计算出行距信号，而且能够补偿由打印扫描过程引入的大多数攻击。

关键词：行距水印文档图像文本预设水印信息抗打印扫描打印扫描水印信息文本检测攻击边界框文本行引入嵌入申请解析图像检测分析

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一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法

一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法

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作者：康显桂王立华尹雪梅 510275 广东省广州市海珠区新港西路135号

本发明提出一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，解决了如何抵抗几何变换、打印扫描及拍摄对数字图像水印的不利影响，兼顾水印提取与水印图像主观质量的问题，数字图像水印嵌入过程基于原始图像的Zernike矩，通过量化嵌入的方法进... 详细信息

标准号: CN112862656B

本发明提出一种抗打印扫描拍摄的数字图像水印方法，解决了如何抵抗几何变换、打印扫描及拍摄对数字图像水印的不利影响，兼顾水印提取与水印图像主观质量的问题，数字图像水印嵌入过程基于原始图像的Zernike矩，通过量化嵌入的方法进行水印嵌入，根据水印嵌入前后的Zernike矩重构图像，对重构图像的差值采用选择性区域截断的方式，叠加到原始图像上生成水印图像，提升了水印图像的主观质量，基于Zernike矩变换，设计了一种匹配的数字图像水印提取算法，其中包含图像自动定位方法，提取水印过程可以抵抗旋转、缩放、噪声、压缩等带来的影响，从而保证了水印信息的有效提取。

关键词：数字图像水印水印图像嵌入原始图像重构图像水印抗打印扫描选择性区域抵抗打印扫描几何变换水印过程水印提取水印信息提取算法自动定位拍摄主观嵌入的截断缩放叠加噪声匹配量化图像压缩保证

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基于区块链和抗打印扫描水印的文档打印与溯源追踪方法

基于区块链和抗打印扫描水印的文档打印与溯源追踪方法

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作者：王保卫郭丰啸张骏豪王为申 210000 江苏省南京市玄武区领智路56号3幢212、213、214、215、216、217室

本发明公开了一种基于区块链和抗打印扫描水印的文档打印与溯源追踪方法，包括文档上传、文档分发、文档预览/打印及文档溯源四部分内容。本发明通过对文档嵌入抗打印扫描水印，在文件多次打印扫描后仍然能够提取出水印信息，并结合IPF... 详细信息

标准号: CN114969684B

本发明公开了一种基于区块链和抗打印扫描水印的文档打印与溯源追踪方法，包括文档上传、文档分发、文档预览/打印及文档溯源四部分内容。本发明通过对文档嵌入抗打印扫描水印，在文件多次打印扫描后仍然能够提取出水印信息，并结合IPFS系统与区块链安全、不可篡改、可溯源的特性，以及严密的文档分发机制，能够有效保障保密文档的安全以及防止机密文档的泄露，还能对文档泄密源头进行精准定位。

关键词：文档溯源抗打印扫描文档分发水印区块保密文档打印扫描机密文档精准定位文档打印文档上传有效保障泄密出水预览嵌入打印泄露篡改追踪安全源头

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一种针对文本图像的抗打印扫描数字水印的嵌入及其提取方法

一种针对文本图像的抗打印扫描数字水印的嵌入及其提取方法

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作者：孟家乐蔡珍爱陆哲明 311800 浙江省绍兴市诸暨市陶朱街道文种路7号3号楼2层205室

本发明公开了一种针对文本图像的抗打印扫描数字水印的嵌入及其提取方法，该方法基于类笔画进行嵌入和提取水印，嵌入水印具体包括以下步骤：分割字符，提取字符的类笔画以及获取类笔画的宽度，计算宽度阈值，根据待嵌入的水印比特以及... 详细信息

标准号: CN116977149A

本发明公开了一种针对文本图像的抗打印扫描数字水印的嵌入及其提取方法，该方法基于类笔画进行嵌入和提取水印，嵌入水印具体包括以下步骤：分割字符，提取字符的类笔画以及获取类笔画的宽度，计算宽度阈值，根据待嵌入的水印比特以及类笔画的宽度和宽度阈值之间的比较结果，来确定是否更改类笔画的宽度，替换掉源文档中对应的字符，从而完成水印嵌入。提取水印的过程与嵌入水印的过程基本相反。本发明能够对一个字符嵌入1bit信息，字符的语言类型以及其字体不受限制，在保证一篇文档隐藏的水印的信息量的同时也能有效解决不同语言之间算法受限的问题，而且在空间域和变换域中添加数字水印对于打印扫描的攻击具备更高的鲁棒性和嵌入容量。

关键词：水印笔画嵌入嵌入水印数字水印抗打印扫描打印扫描文本图像文档隐藏有效解决语言类型变换域空间域鲁棒性嵌入的受限制源文档受限算法字体信息量替换攻击分割语言保证

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一种分阶段训练的安全抗打印扫描水印方法

一种分阶段训练的安全抗打印扫描水印方法

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作者：王保卫吴宇峰郑伟钤 210018 江苏省南京市玄武区领智路56号3幢214室

本发明公开了一种分阶段训练的安全抗打印扫描水印方法，具有无噪声解码器训练与含噪声解码器训练两个阶段，分别用于获得强健的编码器与解码器。本发明通过分阶段的训练和嵌入信息的预加密，将水印信息更加鲁邦、隐蔽和安全地嵌入到载... 详细信息

标准号: CN115239542A

本发明公开了一种分阶段训练的安全抗打印扫描水印方法，具有无噪声解码器训练与含噪声解码器训练两个阶段，分别用于获得强健的编码器与解码器。本发明通过分阶段的训练和嵌入信息的预加密，将水印信息更加鲁邦、隐蔽和安全地嵌入到载体图像中，有效解决了有权利使用机器的恶意用户轻易获得水印和现在基于深度学习的抗打印扫描水印水印鲁邦性和不可感知性不足的问题。

关键词：水印解码器抗打印扫描分阶段恶意用户嵌入信息使用机器水印信息有效解决载体图像编码器感知性无噪声预加密嵌入噪声隐蔽安全学习

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