CN107240060A - 基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法，根据不同的嵌入式设备、不同的使用人、不同的使用时间、不同的使用目的，动态的在消防安全检查图片中加入数字水印，图像上传到服务器端后，管理者从图像中提取水印信息，验证图像的真实性。本发明还一种基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪***。本发明的优点体现在：通过该技术，在消防火灾调查工作中将对证据保存起到关键作用，可防止篡改证据影响火调结论。利用该技术，可在消防检查工作中防止工作执行造假行为。

Description

基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法及***

技术领域

本发明涉及消防安全检查领域，具体涉及基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法及***。

背景技术

目前社会单位的消防安全检查与监督单位的消防安全监督工作，多数只是手写记录一些工作结果，对工作过程没有记录；有一些单位为工作人员配备了数码相机作为现场情况记录工具。这些办法难以保证工作完成质量和效率，管理者也难于发现其中存在的问题，特别是代检、漏检、假图片等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法及***，保证消防安全工作的完成质量和效率。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：

基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法，根据不同的嵌入式设备、不同的使用人、不同的使用时间、不同的使用目的，动态的在消防安全检查图片中加入数字水印，图像上传到服务器端后，管理者从图像中提取水印信息，验证图像的真实性。

进一步的，具体包括如下步骤：

S1数字水印嵌入：

S101定义水印信息：包括手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号；

S102合成水印图：在嵌入式***软件中，将水印信息按手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号顺序，从上向下排成五行，生成图片，每次需要时动态生成，水印图案每次不同，成为动态水印；

S103水印编码嵌入：

S1031图像色彩空间转换：将由手持设备拍摄的24位真色彩图像暂存于FLASH中，***首先将原始图像和水印图像转换为YIQ色彩空间；

S1032图像的小波变换：对原始图像YIQ平面的Y分量进行三级小波分解；

S1033将水印图像进行分辨率分解；

S1034嵌入策略：将原始载体图像X分解后的小波系数取绝对值后排序，根据嵌入信息量的大小确定嵌入阈值k，只有绝对值大于k的小波系数嵌入信息，然后判断每一系数是否大于k，若大于k则嵌入水印，并记录其位置；

S1035恢复RGB图像：将调整后的小波系数分别进行小波逆变得到新的亮度分量Y′，再将Y′与原来的I、Q分量组合并转换为RGB颜色空间，得到含水印图像；

S2数字水印提取：

S201水印解码提取：将原始图像与含水印图像进行RGB到YIQ的转换，然后将Y分量三级小波分解，根据嵌入水印时记录的嵌入位置，提取水印信息，根据三次提取值，按位平面分解时的逆顺序恢复数据，根据嵌入水印时保存的负号及位置，给相应的系数前加上负号，再进行DWT逆变换，恢复出水印；

S202分解水印图：将得到的水印图像，按照一定的像素大小水平分切为五个图，分别为手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号图；

S203解析水印信息：采用OCR技术，识别五个图中的数字信息，验证图像的真实性。

进一步的，所述水印信息的信息格式为：

手持设备序号：32位十六进制数，不足32位前面补零；

用户工号：6位十进制数，不足6为前面补零；

照片拍摄日期：8位十进制数，其中年四位，月两位，月不足两位前面补零；日两位，日不足两位前面补零；

照片拍摄时间：8位十进制数，其中，时两位，时不足两位前面补零；分两位，分不足两位前面补零；秒两位，秒不足两位前面补零；

执行任务号：32位十六进制数，不足32位前面补零。

进一步的，所述步骤S1034中，水印嵌入的算法如下：

先计算图像的离散余弦变换(DCT)，然后将水印叠加到DCT域中幅值最大的前k系数上(不包括直流分量)，通常为图像的低频分量。若DCT系数的前k个最大分量表示为D＝{d_i}，i＝1，…，k，水印是服从高斯分布的随机实数序列W＝{w_i}，i＝1，…，k，那么水印的嵌入算法为

{d_i}＝{d_i}(1+α{w_i})，

其中常数α为尺度因子，控制水印添加的强度，然后用新的系数做反变换得到水印图像。

进一步的，所述步骤S203中，验证图像真实性时，管理者从图像中提取加入的数字水印，与数据库信息比较，确认图像的真实性。

基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪***，包括数字水印嵌入模块和数字水印提取模块：

所述数字水印嵌入模块包括

水印信息定义模块：用于获取手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号；

水印图合成模块：在嵌入式***软件中，将水印信息按手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号顺序，从上向下排成五行，生成图片，每次需要时动态生成，水印图案每次不同，成为动态水印；

水印编码嵌入模块：包括图像色彩空间转换子模块：将由手持设备拍摄的24位真色彩图像暂存于FLASH中，***首先将原始图像和水印图像转换为YIQ色彩空间；图像小波变换子模块：对原始图像YIQ平面的Y分量进行三级小波分解；分辨率分解模块：将水印图像进行分辨率分解；嵌入模块：将原始载体图像X分解后的小波系数取绝对值后排序，根据嵌入信息量的大小确定嵌入阈值k，只有绝对值大于k的小波系数嵌入信息，然后判断每一系数是否大于k，若大于k则嵌入水印，并记录其位置；恢复RGB图像模块：将调整后的小波系数分别进行小波逆变得到新的亮度分量Y′，再将Y′与原来的I、Q分量组合并转换为RGB颜色空间，得到含水印图像；

所述数字水印提取模块包括

水印解码提取模块：将原始图像与含水印图像进行RGB到YIQ的转换，然后将Y分量三级小波分解，根据嵌入水印时记录的嵌入位置，提取水印信息，根据三次提取值，按位平面分解时的逆顺序恢复数据，根据嵌入水印时保存的负号及位置，给相应的系数前加上负号，再进行DWT逆变换，恢复出水印；

水印图分解模块：将得到的水印图像，按照一定的像素大小水平分切为五个图，分别为手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号图；

水印信息解析模块：采用OCR技术，识别五个图中的数字信息，验证图像的真实性。

本发明公开的一种基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法及***，具有以下有益效果：

1.通过该技术，在消防火灾调查工作中将对证据保存起到关键作用，可防止篡改证据影响火调结论。

2.利用该技术，可在消防检查工作中防止工作执行造假行为。

附图说明

图1是***工作原理图，

图2是水印图格式示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法及***，保证消防安全工作的完成质量和效率。

请参见图1。

基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法，根据不同的嵌入式设备、不同的使用人、不同的使用时间、不同的使用目的，动态的在消防安全检查图片中加入数字水印，图像上传到服务器端后，管理者从图像中提取水印信息，验证图像的真实性。

在本发明的一种实施例中，具体包括如下步骤：

S1数字水印嵌入：

S101定义水印信息：包括手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号；

S102合成水印图：在嵌入式***软件中，将水印信息按手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号顺序，从上向下排成五行，生成一个180*180像素的图片，每次需要时动态生成，水印图案每次不同，成为动态水印；

S103水印编码嵌入：

S1031图像色彩空间转换：将由手持设备拍摄的24位真色彩图像800×600，暂存于FLASH中，***首先将原始图像和水印图像转换为YIQ色彩空间；

S1032图像的小波变换：对原始图像YIQ平面的Y分量进行三级小波分解；

S1033将水印图像进行分辨率分解；

S1034嵌入策略：将原始载体图像X分解后的小波系数取绝对值后排序，根据嵌入信息量的大小确定嵌入阈值k，只有绝对值大于k的小波系数嵌入信息，然后判断每一系数是否大于k，若大于k则嵌入水印，并记录其位置；

S1035恢复RGB图像：将调整后的小波系数分别进行小波逆变得到新的亮度分量Y′，再将Y′与原来的I、Q分量组合并转换为RGB颜色空间，得到含水印图像；

S2数字水印提取：

S201水印解码提取：将原始图像与含水印图像进行RGB到YIQ的转换，然后将Y分量三级小波分解，根据嵌入水印时记录的嵌入位置，提取水印信息，根据三次提取值，按位平面分解时的逆顺序恢复数据，根据嵌入水印时保存的负号及位置，给相应的系数前加上负号，再进行DWT逆变换，恢复出水印；

S202分解水印图：将得到的水印图像，按照16*180的像素大小水平分切为五个图，分别为手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号图；

S203解析水印信息：采用OCR技术，识别五个图中的数字信息，验证图像的真实性。

在本发明的一种实施例中，所述水印信息的信息格式为：

手持设备序号：32位十六进制数，不足32位前面补零；

用户工号：6位十进制数，不足6为前面补零；

照片拍摄日期：8位十进制数，其中年四位，月两位，月不足两位前面补零；日两位，日不足两位前面补零；

照片拍摄时间：8位十进制数，其中，时两位，时不足两位前面补零；分两位，分不足两位前面补零；秒两位，秒不足两位前面补零；

执行任务号：32位十六进制数，不足32位前面补零。

在本发明的一种实施例中，所述步骤S1034中，水印嵌入的算法如下：

先计算图像的离散余弦变换(DCT)，然后将水印叠加到DCT域中幅值最大的前k系数上(不包括直流分量)，通常为图像的低频分量。若DCT系数的前k个最大分量表示为D＝{d_i}，i＝1，…，k，水印是服从高斯分布的随机实数序列W＝{w_i}，i＝1，…，k，那么水印的嵌入算法为

{d_i}＝{d_i}(1+α{w_i})，

其中常数α为尺度因子，控制水印添加的强度，然后用新的系数做反变换得到水印图像。

在本发明的一种实施例中，所述步骤S203中，验证图像真实性时，管理者从图像中提取加入的数字水印，与数据库信息比较，确认图像的真实性。

本发明公开的基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪***，包括数字水印嵌入模块和数字水印提取模块：

所述数字水印嵌入模块包括

水印信息定义模块：用于获取手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号；

水印图合成模块：在嵌入式***软件中，将水印信息按手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号顺序，从上向下排成五行，生成图片，每次需要时动态生成，水印图案每次不同，成为动态水印；

水印编码嵌入模块：包括图像色彩空间转换子模块：将由手持设备拍摄的24位真色彩图像暂存于FLASH中，***首先将原始图像和水印图像转换为YIQ色彩空间；图像小波变换子模块：对原始图像YIQ平面的Y分量进行三级小波分解；分辨率分解模块：将水印图像进行分辨率分解；嵌入模块：将原始载体图像X分解后的小波系数取绝对值后排序，根据嵌入信息量的大小确定嵌入阈值k，只有绝对值大于k的小波系数嵌入信息，然后判断每一系数是否大于k，若大于k则嵌入水印，并记录其位置；恢复RGB图像模块：将调整后的小波系数分别进行小波逆变得到新的亮度分量Y′，再将Y′与原来的I、Q分量组合并转换为RGB颜色空间，得到含水印图像；

所述数字水印提取模块包括

水印解码提取模块：将原始图像与含水印图像进行RGB到YIQ的转换，然后将Y分量三级小波分解，根据嵌入水印时记录的嵌入位置，提取水印信息，根据三次提取值，按位平面分解时的逆顺序恢复数据，根据嵌入水印时保存的负号及位置，给相应的系数前加上负号，再进行DWT逆变换，恢复出水印；

水印图分解模块：将得到的水印图像，按照一定的像素大小水平分切为五个图，分别为手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号图；

水印信息解析模块：采用OCR技术，识别五个图中的数字信息，验证图像的真实性。

本发明是使用于消防安全检查与消防安全监督***FTP-01型消防智能终端。通过向图像中加入变化的水印信息，区分同一场景不同时刻、不同设备、不同使用人所拍摄图片。涉及消防安全检查与消防安全监督过程中所拍摄图片，防止人为篡改。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法，其特征在于，根据不同的嵌入式设备、不同的使用人、不同的使用时间、不同的使用目的，动态的在消防安全检查图片中加入数字水印，图像上传到服务器端后，管理者从图像中提取水印信息，验证图像的真实性。

2.根据权利要求1所述的基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1数字水印嵌入：

S101定义水印信息：包括手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号；

S102合成水印图：在嵌入式***软件中，将水印信息按手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号顺序，从上向下排成五行，生成图片，每次需要时动态生成，水印图案每次不同，成为动态水印；

S103水印编码嵌入：

S1031图像色彩空间转换：将由手持设备拍摄的24位真色彩图像暂存于FLASH中，***首先将原始图像和水印图像转换为YIQ色彩空间；

S1032图像的小波变换：对原始图像YIQ平面的Y分量进行三级小波分解；

S1033将水印图像进行分辨率分解；

S1034嵌入策略：将原始载体图像X分解后的小波系数取绝对值后排序，根据嵌入信息量的大小确定嵌入阈值k，只有绝对值大于k的小波系数嵌入信息，然后判断每一系数是否大于k，若大于k则嵌入水印，并记录其位置；

S1035恢复RGB图像：将调整后的小波系数分别进行小波逆变得到新的亮度分量Y′，再将Y′与原来的I、Q分量组合并转换为RGB颜色空间，得到含水印图像；

S2数字水印提取：

S201水印解码提取：将原始图像与含水印图像进行RGB到YIQ的转换，然后将Y分量三级小波分解，根据嵌入水印时记录的嵌入位置，提取水印信息，根据三次提取值，按位平面分解时的逆顺序恢复数据，根据嵌入水印时保存的负号及位置，给相应的系数前加上负号，再进行DWT逆变换，恢复出水印；

S202分解水印图：将得到的水印图像，按照一定的像素大小水平分切为五个图，分别为手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号图；

S203解析水印信息：采用OCR技术，识别五个图中的数字信息，验证图像的真实性。

3.根据权利要求1所述的基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法，其特征在于，所述水印信息的信息格式为：

手持设备序号：32位十六进制数，不足32位前面补零；

用户工号：6位十进制数，不足6为前面补零；

照片拍摄日期：8位十进制数，其中年四位，月两位，月不足两位前面补零；日两位，日不足两位前面补零；

照片拍摄时间：8位十进制数，其中，时两位，时不足两位前面补零；分两位，分不足两位前面补零；秒两位，秒不足两位前面补零；

执行任务号：32位十六进制数，不足32位前面补零。

4.根据权利要求2所述的基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法，其特征在于，所述步骤S1034中，水印嵌入的算法如下：

先计算图像的离散余弦变换DCT，然后将水印叠加到DCT域中幅值最大的前k系数上，为图像的低频分量；若DCT系数的前k个最大分量表示为D＝{d_i}，i＝1，…，k，水印是服从高斯分布的随机实数序列W＝{w_i}，i＝1，…，k，那么水印的嵌入算法为

{d_i}＝{d_i} (1+α{w_i})，

其中常数α为尺度因子，控制水印添加的强度，然后用新的系数做反变换得到水印图像。

5.根据权利要求2所述的基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪方法，其特征在于，所述步骤S203中，验证图像真实性时，管理者从图像中提取加入的数字水印，与数据库信息比较，确认图像的真实性。

6.基于动态数字水印的消防安全检查图片防伪***，其特征在于，包括数字水印嵌入模块和数字水印提取模块：

所述数字水印嵌入模块包括

水印信息定义模块：用于获取手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号；

水印图合成模块：在嵌入式***软件中，将水印信息按手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号顺序，从上向下排成五行，生成图片，每次需要时动态生成，水印图案每次不同，成为动态水印；

水印编码嵌入模块：包括图像色彩空间转换子模块：将由手持设备拍摄的24位真色彩图像暂存于FLASH中，***首先将原始图像和水印图像转换为YIQ色彩空间；图像小波变换子模块：对原始图像YIQ平面的Y分量进行三级小波分解；分辨率分解模块：将水印图像进行分辨率分解；嵌入模块：将原始载体图像X分解后的小波系数取绝对值后排序，根据嵌入信息量的大小确定嵌入阈值k，只有绝对值大于k的小波系数嵌入信息，然后判断每一系数是否大于k，若大于k则嵌入水印，并记录其位置；恢复RGB图像模块：将调整后的小波系数分别进行小波逆变得到新的亮度分量Y′，再将Y′与原来的I、Q分量组合并转换为RGB颜色空间，得到含水印图像；

所述数字水印提取模块包括

水印解码提取模块：将原始图像与含水印图像进行RGB到YIQ的转换，然后将Y分量三级小波分解，根据嵌入水印时记录的嵌入位置，提取水印信息，根据三次提取值，按位平面分解时的逆顺序恢复数据，根据嵌入水印时保存的负号及位置，给相应的系数前加上负号，再进行DWT逆变换，恢复出水印；

水印图分解模块：将得到的水印图像，按照一定的像素大小水平分切为五个图，分别为手持设备序列号、用户工号、照片拍摄日期、照片拍摄时间、执行任务号图；

水印信息解析模块：采用OCR技术，识别五个图中的数字信息，验证图像的真实性。