基于混沌理论的彩色QR编码水印技术研究

为了对彩色QR码进行版权保护以及安全性验证,分别对数字图像混沌加密技术和数字水印技术进行了研究。提出了一种改进的图像混沌加密算法,并以此作为数字水印算法的预处理步骤,随后基于离散小波变换和矩阵的奇异值分解技术,设计了一种彩色QR码数字水印算法。实验验证了该算法的可行性,结果显示该算法对于JPEG压缩、噪声攻击和裁剪攻击具有良好的抵抗性。

基于Zxing的彩色QR码生成与识别方法

针对黑白条码数据容量小、信息嵌入能力不足等问题,在Zxing的基础上设计了一种彩色QR码的生成和识别方法。该方法利用2k种二进制组合对数据信息进行编码,对应k种不同的编码颜色,利用二进制值与十进制值之间的转换实现准确的颜色识别,编码颜色可任意选取,不需要利用参考颜色处理颜色模块边缘的混叠效应,计算复杂度大幅降低。实验结果表明,基于Zxing的彩色QR码不仅扩充了数据容量,而且保留了黑白QR码的可靠性和鲁棒性。

基于Gzip压缩算法的彩色QR码生成与识别方法

黑白条码由于数据容量的局限性已无法满足用户需求,据此在Gzip压缩算法的基础上设计了一种彩色QR码的生成和识别方法。该方法的编码颜色为2k种时,每个模块可编码k个二进制数据。通过增加编码颜色和Gzip压缩算法显著提高了彩色QR码的数据容量。本文设计的彩色QR码的编码颜色可任意选取,解码时不需要利用参考颜色构成的调色板对彩色码进行偏色处理,计算复杂度大幅减小,并且保留了黑白QR码的鲁棒性和可靠性。分析对比了4种颜色和16种颜色QR码的数据容量和计算复杂度,结果表明基于Gzip压缩算法的彩色QR码是一种高效的信息嵌入方法。

一种彩色QR码的设计原理及编解码实现

针对传统QR(quick response)条码技术的缺陷及其应用瓶颈,提出一种彩色QR条码技术方案.通过扩大码字符号的尺寸,减少其数量降低算法的空间复杂度;仅采取一种编码模式,利用位长的标示符来控制数据编码,达到码字流压缩的目的;选择6种对比度最大的颜色映射码字流,以便译码时降低识别难度.仿真结果表明,文中设计的彩色QR条码相比传统QR条码技术方案,信息密度更高,条码容量更大,视觉表现力也更强,该技术方案有效可行.

一种抗打印扫描的双彩色QR码水印算法

目的为了提高QR码的抗打印扫描能力,提出一种抗打印扫描的双彩色QR码水印算法。方法将彩色载体QR码分通道,并对各通道进行三级小波变换和SVD分解,将置乱后彩色水印图像分通道嵌入到对应载体图像特征矩阵中,利用DWT-Schur分解嵌入标记矩阵的方法解决SVD分解带来的虚警率问题。结果实验表明,该算法在100%识别的情况下,具有较好的抗打印扫描能力。结论该算法不仅具有较好的抗打印扫描能力,且解决了SVD分解带来的虚警率问题,同时对裁切、旋转和JPEG压缩等攻击具有较好的鲁棒性。

基于QR码和DWT-SVD技术的双彩色盲水印算法

目的为了进一步提高盲水印算法的嵌入能力和鲁棒性,提出一种基于QR码和SVD分解的强鲁棒性双彩色盲水印算法。方法基于Arnold变换对水印彩色QR码分通道置乱加密并归一化;将彩色载体图像分通道进行小波变换,并对三级低频子带进行4×4分块SVD分解;通过调节每一子块酉矩阵(2,1)和(3,1)坐标系数的差值将水印信息嵌入到载体图像对应通道中。结果实验结果表明算法具有较高的鲁棒性,对裁切、旋转、JPEG压缩、高斯噪声、椒盐噪声、高斯滤波、中值滤波、对比度增强等攻击具有较强的鲁棒性。结论由于算法在提取过程中不需要任何原载体图像相关信息,属于盲水印算法,因此文中提出的双彩色盲水印算法在数字产品版权保护中具有较大的实用价值。

基于QR码和矩阵映射的强鲁棒性信息加密技术

目的为了避免传统加密算法直接将图像信息作为明文加密及加密图像含有明文图像信息而带来被破解的风险,提出一种将伪明文图像加密嵌入宿主图像传输的强鲁棒性信息加密技术。方法首先对明文图像彩色QR码和伪明文图像进行初步加密,然后通过加性原则构造出两者之间的映射矩阵,最后基于小波变换和奇异值分解将加密后的伪图像嵌入到载体图像中。结果仿真结果表明,该算法具有较高的安全性及强大的抗攻击能力。结论算法通过将QR码作为明文图像建立与伪图像之间的关系,并将伪图像加密嵌入宿主图像传输,不仅有效地避免了明文被破解的风险,还具有较强的抗噪声、压缩、裁剪和旋转等恶意攻击能力,表明该加密算法具有良好的安全性和稳健性。

基于喷印工艺的彩色QR码生成参数优化研究

目的提高彩色QR码的喷印识别率。方法选取嵌入信息量、纠错等级、颜色转换、码眼转换等4个QR码生成参数,在不同打印尺寸和打印分辨率的喷印条件下进行实验,计算彩色QR码的喷印识别率,并提出优化方案。结果研究了各种参数影响彩色QR码喷印识别率的大小,打印尺寸、嵌入信息量、打印分辨率、纠错等级、颜色转换、码眼转换等6种参数对喷印识别率的影响依次递减。结论通过选择合适的参数优化方案,可提高彩色QR码的喷印识别率。

一种基于QR码的彩色图像数字水印

目的提出一种具有高度抗攻击能力的数字水印算法。方法将载体图像从RGB色空间转换到YCb Cr色空间,以其Y通道作为嵌水印通道;将文字信息编码为QR码作为数字水印,再对其Y通道进行离散余弦变换;最后在其中频区域嵌入数字水印。结果该算法重建的水印图像与原水印相似度极高,NC值达到0.99。同时,水印的嵌入对图像质量影响很小,PSNR值高达42.3115,且能抵抗多种噪声的攻击。结论该数字水印技术兼具了水印的安全性与鲁棒性,能够基本满足各类数字作品版权保护的需要。

基于QR码和Schur分解的双彩色盲水印算法

针对大多数盲水印算法不能抗旋转攻击及鲁棒性差的问题,提出一种将彩色QR码作为水印嵌入彩色宿主图像的强鲁棒性盲水印算法。算法基于Arnold变换对彩色QR码分通道置乱加密并归一化,将水印信息嵌入到彩色载体图像对应通道经小波变换和分块Schur分解后酉矩阵的系数差中。实验结果表明该算法具有较强的鲁棒性,能够抵抗任意角度的旋转攻击,且对裁切、JPEG压缩、高斯噪声、椒盐噪声、中值滤波、对比度增强等攻击具有较强的抵抗能力。算法在提取水印过程中不需要任何原载体图像相关信息,属于盲水印算法,在数字产品版权保护中具有较大的实际实用价值。

一种适用于QR码的彩色图像数字水印算法

针对彩色图像数字水印算法存在鲁棒性能差的缺陷,提出一种适用于QR码的彩色图像数字水印算法。将彩色载体图像从RGB空间转换到YCrCb空间,提取其Y分量并实施三级DWT、DCT和SVD操作获取对角矩阵;利用加性规则将实施Logistic映射和Arnold变换后的QR码嵌入对角矩阵中。实验结果表明:嵌入QR码的彩色图像PSNR值为59.4919,经过噪声、压缩、旋转、对比度变化等攻击后,其PSNR值和NC值分别稳定在30和0.98以上,提取的QR码都可通过手机扫描识别,解决了抗攻击能力差的缺陷。

基于QR码与混沌加密的Contourlet域彩色图像盲水印算法

目的针对现行数字水印算法中抗几何攻击能力弱以及嵌入水印信息容量差的问题,提出一种Contourlet变换下QR码与混沌加密相结合的彩色图像水印算法。方法采用QR码作为水印图像,利用Logistic混沌序列对其进行加密,再将加密的水印图像嵌入到二级Contourlet变换的低通子带中,利用系数间的大小关系,修改系数完成水印嵌入与提取。结果通过实验结果可知,水印的嵌入对载体图像影响较小,PSNR值高达42.764,经过旋转、剪切及常规攻击后,提取出的水印均可正确解码。结论该算法具有良好的安全性、不可见性,对于各类攻击具有较优的鲁棒性。水印信息容量高于普通图像,水印提取方式为盲提取,能够更好地满足各类数字作品版权保护的实际需要。

QR码直接扩容技术

目的针对黑白QR码信息嵌入能力不足以及大容量信息存储的需求,提出一种QR码直接扩容技术。方法黑白QR码只有2种颜色的编码模块,每个编码模块存储1比特数据;彩色QR码拥有2n种颜色的编码模块,每个编码模块存储n比特数据,使QR码存储容量直接扩增n倍。基于HSV颜色空间模型,采用三元组配色模型进行编码模块的配色,以降低彩色编码模块间的混叠效应。采用图像对比度增强和K-Means聚类算法处理彩色编码模块的颜色偏离。结果通过对拥有16种颜色编码模块的彩色QR码数据存储性能进行分析可知,存储相同容量的数据信息,彩色QR码比黑白QR码的版本更低,QR码符号更小,实现了QR码存储容量的直接扩增。结论采用QR码直接扩容技术可实现存储容量的倍数扩增;采用K-Means聚类算法可大幅度降低彩色QR码编码模块之间的混叠效应,显著提高彩色QR码译码的正确率。

基于波形分析的彩色QR码识别

彩色QR码在RGB空间存在不同灰度级别的码块,采集过程中受到点扩展函数的影响,导致相邻码块间串扰严重。为了消除相邻码块的干扰,提出了一种基于波形分析的彩色条码信号恢复算法,并结合QR码采样网格,对条码进行识别。首先通过定位图形确定采样网格,分割单行条码,然后通过横向脉冲扫描建立单行条码的波形,通过波形分析对高斯点扩展函数的方差进行估计,并对抽样信号进行反卷积,完成识别。实验表明本算法对彩色QR条码的识别准确迅速,对推动彩色条码的应用起到了一定的作用。

基于k-Means算法的彩色QR码识别

为了降低彩色QR码解码过程中出现的混叠效应,提高彩色QR码解码的正确率,提出一种基于HSV颜色模型的k-Means聚类算法。为了选择适合彩色QR码的颜色空间模型,通过实验验证了在RGB,Lab,HSV 3个颜色模型下k-Means聚类算法的效果。在HSV颜色模型下,根据等欧氏距离的原则建立彩色编码模块的配色模型,最大程度地减小解码中颜色的混叠效应。彩色QR码解码预处理阶段,利用基于HSV颜色模型的光线补偿的k-Means聚类算法对彩色编码模块进行颜色分离,以提高解码的精度。研究结果表明:在HSV颜色模型下,k-Means聚类效果最好,图像区域分类效果最清晰;所建立的配色模型可以最优地为彩色编码模块配色;基于HSV颜色模型的光线补偿的k-Means聚类算法可以提高彩色QR码解码的正确率。因此,建立合理的配色模型进行彩色编码模块的颜色设置,同时采用基于HSV颜色模型的光线补偿的k-Means聚类算法进行颜色分割,可以大幅度地降低彩色QR码编码模块之间的混叠效应,从而显著提高彩色QR码解码的正确率。

一种彩色二维码混合加密编解码方案

针对彩色二维码在数据传输过程中存在的安全隐患,提出了一种彩色二维码混合加密编解码方案。先将发送方信息数据用DES算法密钥加密,再用接收方提供的RSA公钥对DES密钥进行加密,密文数据通过彩色二维码存储和传输;接收方接收密文数据后,先对彩色二维码进行解码,获得密文信息,再通过RSA私钥获得DES密钥信息,最后用DES密钥解密发送方的原始数据信息。该方案具有无密钥传输、双密钥解密、混合密文无法被单一攻击算法破解等优点,从而保护了彩色二维码的编码信息。不同加密算法下彩色二维码信息的加解密效率测试结果表明,在相同密钥长度和高安全性要求下,该混合算法对数据的加解密效率最高,且在脱离网络连接的情况下,彩色二维码系统也可进行正常的加解密操作,提高了安全性和信息数据传输效率。

一种强鲁棒性的彩色图像数字水印技术

目的提出了一种彩色图像数字水印技术,解决数字水印在大数据量水印、不可见性和鲁棒性之间的关系。方法该算法对彩色QR码水印和彩色载体图像分别进行RGB三通道分解,彩色水印单通图像进行混沌加密;对彩色载体单通道图像进行Contourlet变换;按对应通道将水印嵌入到载体图像低频经奇异值分解后的对角矩阵。结果该算法在水印嵌入和提取仿真实验结果为PSNR>50 d B;鲁棒性仿真实验结果表明,该算法在抵抗任意旋转攻击和基本图像处理操作的攻击下,提取出来的彩色QR码颜色未失真,并且均能够成功解码和自动识别。结论该算法具有较强的鲁棒性和较好的不可见性,能够很好地将彩色水印嵌入彩色图像,可应用到实际的数字版权保护中。

基于小波变换的数字水印技术

目的研究一种基于二维码的信息化包装防伪技术。方法按照QR编码规则,将文字信息编码生成含彩色底纹的QR码载体图像和QR码水印图像;对彩色二维码进行空间转换提取其亮度分量,对水印QR码图像进行混沌置乱,把置乱后的水印图像利用离散小波变换嵌入到载体图像亮度分量经二级小波变换后的中频系数中,形成嵌入水印后的彩色QR码图像;客户终端运用提取算法从彩色载体QR码图像中提取QR水印。结果实验证明该算法具有较高的水印信息嵌入强度容忍度,并且可以抵抗旋转和剪切等几何攻击,对高斯噪声、椒盐噪声、低通滤波、均值滤波具有较强的鲁棒性。结论将二维码和数字水印结合的防伪技术应用于包装安全领域,有利于识别伪劣假冒商品,达到产品安全保护的目的。

基于奇异值信息熵不变特性的抗打印拍摄信息隐藏方法

针对不同环境光亮度下手机拍摄印品后提取秘密信息困难的问题,提出一种基于奇异值信息熵不变特性的抗打印拍摄信息隐藏方法。将彩色载体图像转换到YCbCr颜色空间,选择Contourlet域低频系数进行奇异值分解,利用奇异值信息熵的不变特性,将全息加密的彩色QR码嵌入到彩色载体图像的奇异值中。实验结果表明算法不可见性好,不仅对打印拍摄具有很好的鲁棒性,而且对压缩滤波攻击及几何攻击后再次打印拍摄二次攻击仍然具有很好的抵抗性。以彩色QR码作为防伪信息,可以携带丰富的版权信息,使用手机即可识别,方便快捷,在商品包装防伪方面有着很好的实际应用价值。

基于DCT变换的彩色图像水印盲提取算法

为利用QR码的快速识别、高容量和高容错等特性,实现彩色图像的水印盲提取,提出基于DCT变换的彩色图像水印嵌入和提取算法。对彩色图像的3个通道进行8*8分块,取DC系数中MSB位作为水印嵌入地址,通过余数调整的方法实现水印的嵌入。提取水印时,通过对水印嵌入位的余数判定,对3个通道的结果进行投票处理,提取出水印信息,提取过程不需要原图像和原水印图像,是一种盲提取算法。通过实验验证了该方法的鲁棒性和透明性,计算复杂度较低,相对于很多变换域水印算法有明显优势。