本发明属于水印处理技术领域，尤其涉及一种基于数学建模的证件防伪数字水印处理方法。
背景技术：
防伪水印是一种容易识别、被夹于纸内，能够透过光线穿过从而显现出各种不同阴影的技术。水印有时也会在反射强光时或者在暗色背景上方时被看到。此种现象是由于纸张厚度或者纸张的密度变化所引起。生产带有水印的纸张主要有两种方法，压胶辊工艺和圆网印花工艺。然而，现有证件水印生成方法无法再次修改，无法根据设备或设备所有人信息动态调整水印内容，降低用户的使用体验；同时，嵌入有数字水印的图像在传输过程中很可能经受多次保持图像内容处理的常规操作，例如，常规信号处理和图像压缩的组合、双重图像压缩等，目前的水印算法并不能有效抵抗上述操作，从而导致水印失效，严重影响数字水印的推广普及。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有证件水印生成方法无法再次修改，无法根据设备或设备所有人信息动态调整水印内容，降低用户的使用体验；同时，嵌入有数字水印的图像在传输过程中很可能经受多次保持图像内容处理的常规操作，例如，常规信号处理和图像压缩的组合、双重图像压缩等，目前的水印算法并不能有效抵抗上述操作，从而导致水印失效，严重影响数字水印的推广普及。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于数学建模的证件防伪数字水印处理方法。
本发明是这样实现的，一种基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统包括：
证件图像采集模块、主控模块、图像增强模块、水印生成模块、校正模块、水印嵌入模块、解析模块、显示模块；
证件图像采集模块，与主控模块连接，用于通过摄像设备采集证件图像；
主控模块，与证件图像采集模块、图像增强模块、水印生成模块、校正模块、水印嵌入模块、解析模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；
图像增强模块，与主控模块连接，用于通过图像增强算法对采集的证件图像进行增强处理；
水印生成模块，与主控模块连接，用于通过水印生成器生成水印；
校正模块，与主控模块连接，用于通过校正程序对水印进行校正；
水印嵌入模块，与主控模块连接，用于通过嵌入程序将水印嵌入证件图像上；
解析模块，与主控模块连接，用于通过解析程序对水印信息进行解析；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的证件图像、生成的水印、解析的水印信息。
一种基于数学建模的证件防伪数字水印处理方法包括以下步骤：
步骤一，通过证件图像采集模块利用摄像设备采集证件图像；
步骤二，主控模块通过图像增强模块利用图像增强算法对采集的证件图像进行增强处理；
步骤三，通过水印生成模块利用水印生成器生成水印；
步骤四，通过校正模块利用校正程序对水印进行校正；
步骤五，通过水印嵌入模块利用嵌入程序将水印嵌入证件图像上；
步骤六，通过解析模块利用解析程序对水印信息进行解析；
步骤七，通过显示模块利用显示器显示采集的证件图像、生成的水印、解析的水印信息。
进一步，所述水印生成模块生成方法如下：
(1)选择水印类型，接收服务端的水印生成指令，获取所述水印生成指令中携带的目标对象以及所述目标对象的显示参数；
(2)根据所述显示参数，控制所述水印生成器生成包括有所述目标对象的目标水印的视图层；
(3)编辑水印的尺寸大小；
(4)显示所述目标水印的视图层。
进一步，所述显示参数包括：文字内容、字体、行间距和/或倾斜角度。
进一步，所述显示所述目标水印的视图层的步骤，包括：
生成在所述应用程序的显示界面内置顶显示的水印窗口；
在所述水印窗口内显示所述目标水印的视图层。
进一步，所述接收服务端的水印生成指令的步骤之前，所述方法还包括：
将所述水印生成器封装至所述应用程序中。
进一步，所述水印嵌入模块嵌入方法如下：
1)通过水印生成器生成水印，并根据确定载体中待嵌入水印的一个数据块；从所述数据块中选取至少两项数据构成第一向量；
2)基于与所述数据块对应的水印信息计算第二向量，其中，所述第二向量为将所述第一向量在所述第一向量与参考向量构成的超平面内旋转后获得的向量；
3)利用所述第二向量中的数据替换所述第一向量在所述数据块中的对应位置处的数据，以使所述水印信息被包含在所述数据块中；
其中，所述基于与所述数据块对应的水印信息计算第二向量，包括：
计算所述第一向量与所述参考向量之间的第一夹角；
基于量化后的所述第一夹角与所述水印信息的关系计算第二夹角，所述第二夹角为所述第二向量与所述参考向量之间的夹角；
将所述第一夹角减去所述第二夹角，获得第三夹角；
基于所述第一向量以及所述第三夹角，利用罗德里格旋转公式计算所述第二向量。
进一步，所述基于量化后的所述第一夹角与所述水印信息的关系计算第二夹角，包括：
利用公式
进一步，所述从所述数据块中选取至少两项数据构成第一向量，包括：
从所述数据块中随机选取所述至少两项数据构成所述第一向量。
进一步，所述在所述确定载体中待嵌入水印的一个数据块之后，以及在所述从所述数据块中选取至少两项数据构成第一向量之前，包括：
对所述数据块进行变换；
在所述利用所述第二向量中的数据替换所述数据块中的所述至少两项数据之后，所述方法还包括：
对所述数据块进行逆变换。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过水印生成模块能更改水印，提升用户的使用体验；同时，通过水印嵌入模块首先确定载体中待嵌入水印的一个数据块，然后从数据块中选取至少两项数据构成第一向量，并基于与数据块对应的水印信息计算将第一向量旋转后获得的第二向量，最后利用第二向量中的数据替换第一向量在数据块中的对应位置处的数据，以使水印信息被包含在数据块中；由于嵌入的水印中包含了载体的语义，所以能够有效抵抗保持载体内容处理的常规操作(对载体语义影响不大)，水印具有良好的鲁棒性，易于推广普及。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于数学建模的证件防伪数字水印处理方法流程图。
图2是本发明实施例提供的基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统结构框图。
图2中：1、证件图像采集模块；2、主控模块；3、图像增强模块；4、水印生成模块；5、校正模块；6、水印嵌入模块；7、解析模块；8、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的基于数学建模的证件防伪数字水印处理方法包括以下步骤：
步骤s101，通过证件图像采集模块利用摄像设备采集证件图像；
步骤s102，主控模块通过图像增强模块利用图像增强算法对采集的证件图像进行增强处理；
步骤s103，通过水印生成模块利用水印生成器生成水印；
步骤s104，通过校正模块利用校正程序对水印进行校正；
步骤s105，通过水印嵌入模块利用嵌入程序将水印嵌入证件图像上；
步骤s106，通过解析模块利用解析程序对水印信息进行解析；
步骤s107，通过显示模块利用显示器显示采集的证件图像、生成的水印、解析的水印信息。
如图2所示，本发明实施例提供的基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统包括：证件图像采集模块1、主控模块2、图像增强模块3、水印生成模块4、校正模块5、水印嵌入模块6、解析模块7、显示模块8。
证件图像采集模块1，与主控模块2连接，用于通过摄像设备采集证件图像；
主控模块2，与证件图像采集模块1、图像增强模块3、水印生成模块4、校正模块5、水印嵌入模块6、解析模块7、显示模块8连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；
图像增强模块3，与主控模块2连接，用于通过图像增强算法对采集的证件图像进行增强处理；
水印生成模块4，与主控模块2连接，用于通过水印生成器生成水印；
校正模块5，与主控模块2连接，用于通过校正程序对水印进行校正；
水印嵌入模块6，与主控模块2连接，用于通过嵌入程序将水印嵌入证件图像上；
解析模块7，与主控模块2连接，用于通过解析程序对水印信息进行解析；
显示模块8，与主控模块2连接，用于通过显示器显示采集的证件图像、生成的水印、解析的水印信息。
本发明提供的水印生成模块4生成方法如下：
(1)选择水印类型，接收服务端的水印生成指令，获取所述水印生成指令中携带的目标对象以及所述目标对象的显示参数；
(2)根据所述显示参数，控制所述水印生成器生成包括有所述目标对象的目标水印的视图层；
(3)编辑水印的尺寸大小；
(4)显示所述目标水印的视图层。
本发明提供的显示参数包括：文字内容、字体、行间距和/或倾斜角度。
本发明提供的显示所述目标水印的视图层的步骤，包括：
生成在所述应用程序的显示界面内置顶显示的水印窗口；
在所述水印窗口内显示所述目标水印的视图层。
本发明提供的接收服务端的水印生成指令的步骤之前，所述方法还包括：
将所述水印生成器封装至所述应用程序中。
本发明提供的水印嵌入模块6嵌入方法如下：
1)通过水印生成器生成水印，并根据确定载体中待嵌入水印的一个数据块；从所述数据块中选取至少两项数据构成第一向量；
2)基于与所述数据块对应的水印信息计算第二向量，其中，所述第二向量为将所述第一向量在所述第一向量与参考向量构成的超平面内旋转后获得的向量；
3)利用所述第二向量中的数据替换所述第一向量在所述数据块中的对应位置处的数据，以使所述水印信息被包含在所述数据块中；
其中，所述基于与所述数据块对应的水印信息计算第二向量，包括：
计算所述第一向量与所述参考向量之间的第一夹角；
基于量化后的所述第一夹角与所述水印信息的关系计算第二夹角，所述第二夹角为所述第二向量与所述参考向量之间的夹角；
将所述第一夹角减去所述第二夹角，获得第三夹角；
基于所述第一向量以及所述第三夹角，利用罗德里格旋转公式计算所述第二向量。
本发明提供的基于量化后的所述第一夹角与所述水印信息的关系计算第二夹角，包括：
利用公式
本发明提供的从所述数据块中选取至少两项数据构成第一向量，包括：
从所述数据块中随机选取所述至少两项数据构成所述第一向量。
本发明提供的在所述确定载体中待嵌入水印的一个数据块之后，以及在所述从所述数据块中选取至少两项数据构成第一向量之前，包括：
对所述数据块进行变换；
在所述利用所述第二向量中的数据替换所述数据块中的所述至少两项数据之后，所述方法还包括：
对所述数据块进行逆变换。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
1.一种基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统，其特征在于，所述基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统包括：
证件图像采集模块、主控模块、图像增强模块、水印生成模块、校正模块、水印嵌入模块、解析模块、显示模块；
证件图像采集模块，与主控模块连接，用于通过摄像设备采集证件图像；
主控模块，与证件图像采集模块、图像增强模块、水印生成模块、校正模块、水印嵌入模块、解析模块、显示模块连接，用于通过主控机控制各个模块正常工作；
图像增强模块，与主控模块连接，用于通过图像增强算法对采集的证件图像进行增强处理；
水印生成模块，与主控模块连接，用于通过水印生成器生成水印；
校正模块，与主控模块连接，用于通过校正程序对水印进行校正；
水印嵌入模块，与主控模块连接，用于通过嵌入程序将水印嵌入证件图像上；
解析模块，与主控模块连接，用于通过解析程序对水印信息进行解析；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的证件图像、生成的水印、解析的水印信息。
2.一种如权利要求1所述的基于数学建模的证件防伪数字水印处理方法，其特征在于，所述基于数学建模的证件防伪数字水印处理方法包括以下步骤：
步骤一，通过证件图像采集模块利用摄像设备采集证件图像；
步骤二，主控模块通过图像增强模块利用图像增强算法对采集的证件图像进行增强处理；
步骤三，通过水印生成模块利用水印生成器生成水印；
步骤四，通过校正模块利用校正程序对水印进行校正；
步骤五，通过水印嵌入模块利用嵌入程序将水印嵌入证件图像上；
步骤六，通过解析模块利用解析程序对水印信息进行解析；
步骤七，通过显示模块利用显示器显示采集的证件图像、生成的水印、解析的水印信息。
3.如权利要求1所述基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统，其特征在于，所述水印生成模块生成方法如下：
(1)选择水印类型，接收服务端的水印生成指令，获取所述水印生成指令中携带的目标对象以及所述目标对象的显示参数；
(2)根据所述显示参数，控制所述水印生成器生成包括有所述目标对象的目标水印的视图层；
(3)编辑水印的尺寸大小；
(4)显示所述目标水印的视图层。
4.如权利要求3所述基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统，其特征在于，所述显示参数包括：文字内容、字体、行间距和/或倾斜角度。
5.如权利要求3所述基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统，其特征在于，所述显示所述目标水印的视图层的步骤，包括：
生成在所述应用程序的显示界面内置顶显示的水印窗口；
在所述水印窗口内显示所述目标水印的视图层。
6.如权利要求3所述基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统，其特征在于，所述接收服务端的水印生成指令的步骤之前，所述方法还包括：
将所述水印生成器封装至所述应用程序中。
7.如权利要求1所述基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统，其特征在于，所述水印嵌入模块嵌入方法如下：
1)通过水印生成器生成水印，并根据确定载体中待嵌入水印的一个数据块；从所述数据块中选取至少两项数据构成第一向量；
2)基于与所述数据块对应的水印信息计算第二向量，其中，所述第二向量为将所述第一向量在所述第一向量与参考向量构成的超平面内旋转后获得的向量；
3)利用所述第二向量中的数据替换所述第一向量在所述数据块中的对应位置处的数据，以使所述水印信息被包含在所述数据块中；
其中，所述基于与所述数据块对应的水印信息计算第二向量，包括：
计算所述第一向量与所述参考向量之间的第一夹角；
基于量化后的所述第一夹角与所述水印信息的关系计算第二夹角，所述第二夹角为所述第二向量与所述参考向量之间的夹角；
将所述第一夹角减去所述第二夹角，获得第三夹角；
基于所述第一向量以及所述第三夹角，利用罗德里格旋转公式计算所述第二向量。
8.如权利要求7所述基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统，其特征在于，所述基于量化后的所述第一夹角与所述水印信息的关系计算第二夹角，包括：
利用公式
9.如权利要求7所述基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统，其特征在于，所述从所述数据块中选取至少两项数据构成第一向量，包括：
从所述数据块中随机选取所述至少两项数据构成所述第一向量。
10.如权利要求7所述基于数学建模的证件防伪数字水印处理系统，其特征在于，所述在所述确定载体中待嵌入水印的一个数据块之后，以及在所述从所述数据块中选取至少两项数据构成第一向量之前，包括：
对所述数据块进行变换；
在所述利用所述第二向量中的数据替换所述数据块中的所述至少两项数据之后，所述方法还包括：
对所述数据块进行逆变换。
技术总结