手写签名调制图像微缩纹理信息防伪算法研究

作     者：王丽君 

作者单位：北京印刷学院 

学位级别：硕士

导师姓名：曹鹏

授予年度：2023年

学科分类：0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：非真实感渲染 Voronoi算法 信息调制 微缩纹理 信息防伪 

摘      要：随着产权保护意识的崛起,假冒伪劣产品对经济秩序的损害,防伪领域对实用新技术具有迫切的需求,对此,本文设计了一种自动生成具有手写签名纹理微缩图像的算法实现防伪的功能。该算法应用非真实感渲染技术和矢量化算法模拟艺术家手写签名绘制图像,解决在图像特征、灰度阶调表现、艺术效果表达、微缩纹理等方面存在的问题。首先,为解决轮廓和背景在表达方面的差异,提出了一种基于Sobel算子优化的滤波模型获取原图像的线条纹理和轮廓,并以此为掩膜实现图像分割。其次,以加权Voronoi算法为基础生成背景图像的高质量点画图像,获取点集的相对坐标数据。然后,使用手写签名作为可变的像元载体参量调制背景点画图像,生成手写签名像元定义下的背景图像。其中,需以转换后点的绝对坐标值约束像元的分布,同时各个像元的尺寸改变依据Voronoi单元的灰度积分,方向调整基于图像的纹理特征。接着,利用局部空间不变性,实现轮廓图像和调制后的背景图像的融合。最后,使用Potrace实现图像的矢量化使其得到微缩纹理的属性,完成整个算法流程。经实验测试,该算法生成的图像与人工手写签名绘制的人物肖像相比达到了与之相似的艺术表达效果。另外,本文算法作为数字化的产物,生成的微缩图像具有高效的空间语义,其保证唯一性、安全性的同时,还在印刷信息防伪方面具有独特的应用价值。不仅可量化数字作品或实物的价值、为物品所有权的归属问题提供解决方案,还可用作艺术收藏实现防伪及鉴权增值服务。