印刷图像安全与智能识别

本书围绕印刷信息防伪与物品溯源技术展开，结合计算机图形图像、数字编解码、信息加解密、多光谱成像、色彩管理等多学科技术，探讨如何创新解决传统防伪技术依赖特种材料与工艺的问题。全书内容涵盖数字图像处理、印刷复制技术、防伪材料和工艺、加网技术、信息隐藏等方面，提供了从理论到应用的全面分析，并介绍了最新的防伪技术及其实际应用案例。本书适合作为印刷防伪、图像识别、信息安全等领域的高年级本科生、研究生课程教材，以及科研人员和工程技术人员的技术参考。

目 录

第1章 数字图像基础 001
1.1 人类视觉系统 001
1.1.1 人类视觉系统组成与成像原理 001
1.1.2 人类视觉系统数学模型 004
1.2 人类视觉特性 016
1.2.1 空间频率特性 016
1.2.2 亮度适应性 017
1.2.3 视觉分辨率与人眼分辨率 018
1.2.4 视觉现象 019
1.2.5 彩色视觉 022
1.3 成像与数字化 024
1.3.1 图像处理系统 024
1.3.2 采样与量化 028
1.3.3 图像的色彩模型 032
1.3.4 图像的基本存储格式 034
1.3.5 图像的分辨率与灰度级 036
1.4 图像处理基础 041
1.4.1 图像像素的基本关系 041
1.4.2 图像质量评价 044
第2章 印刷复制技术 047
2.1 图像的阶调复制 047
2.1.1 图像的阶调特征 047
2.1.2 图像阶调复制的基本方法 049
2.2 图像的颜色复制 053
2.2.1 图像颜色复制的基本方法 053
2.2.2 颜色分解基础 055
2.2.3 颜色复制误差 057
2.3 彩色图像中的灰平衡 060
2.3.1 黑版 060
2.3.2 底色去除 062
2.3.3 非彩色结构工艺与底色增益 063
2.3.4 中性灰平衡 064
2.4 图像复制的清晰度强调 068
2.4.1 图像的清晰度 068
2.4.2 图像的清晰度强调原理 070
2.4.3 图像清晰度的印前处理方法 073
2.5 数字印前技术 074
2.5.1 传统印前技术 074
2.5.2 数字印前技术的原理 077
第3章 印刷防伪技术 082
3.1 防伪技术历史起源 082
3.1.1 信息比对 082
3.1.2 信息印记 083
3.1.3 复合防伪 084
3.2 常见的防伪方式 085
3.2.1 防伪中的常见概念 086
3.2.2 激光全息防伪技术 088
3.2.3 印刷图文信息防伪 090
3.2.4 防伪材料 092
3.2.5 防伪工艺 096
3.3 防伪技术的发展 096
3.3.1 防伪技术的发展特点 096
3.3.2 防伪技术的应用领域 097
3.3.3 新型防伪技术的开发 098
参考文献 098
第4章 典型的印刷信息防伪技术 099
4.1 印刷图文信息防伪 099
4.1.1 印刷信息防伪 099
4.1.2 印刷纹理防伪 102
4.1.3 印刷光谱防伪 105
4.1.4 结构光防伪 109
4.2 印刷防伪材料 111
4.2.1 防伪纸张 111
4.2.2 防伪油墨 128
4.2.3 其他防伪材料 135
4.3 印刷防伪设计及工艺 137
4.3.1 印前防伪设计 137
4.3.2 印刷防伪工艺 143
4.3.3 印后防伪工艺 149
4.4 典型的防伪印刷实例 153
4.4.1 欧元 153
4.4.2 标签与包装防伪 157
参考文献 164
第5章 半色调加网的基础理论 167
5.1 传统印刷阶调控制 167
5.1.1 阶调控制 168
5.1.2 照相加网工艺 169
5.1.3 投影加网 170
5.1.4 接触网屏 171
5.1.5 网点阶调值 173
5.2 半色调加网 174
5.2.1 网点 174
5.2.2 网点形状 174
5.2.3 网角 180
5.2.4 加网线数 181
5.2.5 网点测量与计算 182
5.2.6 网目调特征 183
5.3 半色调网点物理特征 184
5.3.1 网点面积率与光学密度的关系 184
5.3.2 数字网点的构成特点 188
5.3.3 记录分辨率 191
5.4 常见的加网类型 192
5.4.1 调幅加网 194
5.4.2 调频加网 195
5.4.3 混合加网 196
5.4.4 扩频加网 197
5.4.5 艺术加网 198
5.5 网点变形及补偿措施 200
5.5.1 网点扩大 200
5.5.2 网点扩大的补偿措施 201
5.5.3 网点扩大的修正 205
5.6 半色调加网质量要求 208
5.6.1 输入与输出的分辨率 209
5.6.2 可传递的分辨率 212
5.6.3 网点形状 212
5.6.4 阶调值的影响 213
5.6.5 图像效果与补偿 214
第6章 半色调加网的典型算法 216
6.1 数字加网 216
6.1.1 有理正切加网 217
6.1.2 无理正切加网 219
6.1.3 超细胞加网 220
6.1.4 加网输出 221
6.2 常用的半色调加网算法 224
6.2.1 模式抖动加网算法 224
6.2.2 误差扩散算法 227
6.2.3 点扩散算法 230
6.2.4 蓝噪声算法 232
6.2.5 迭代半色调算法 237
6.2.6 点画加网算法 243
6.2.7 艺术加网算法 248
6.2.8 半色调加网的应用 251
6.3 彩色半色调加网 255
6.3.1 彩色半色调加网原理 255
6.3.2 莫尔纹的产生原因 262
6.3.3 莫尔纹产生的机制及分布规律 263
6.3.4 莫尔纹的消除 267
6.3.5 莫尔纹防伪 269
第7章 半色调信息隐藏 271
7.1 基于调幅网点形状的信息隐藏 271
7.2 基于调频网点伪随机空间位置的信息隐藏 276
7.2.1 随机数和伪随机数 277
7.2.2 基于网点位置的信息隐藏算法 278
7.3 矢量半色调网点信息隐藏 279
7.4 基于空域的信息隐藏 282
7.5 基于变换域的信息隐藏 286
7.6 基于同色异谱特性的信息隐藏 290
7.7 基于光谱特性的信息隐藏 294
7.8 半色调信息隐藏的评价 299
第8章 数字空间安全 303
8.1 数字加密 303
8.2 对称密码系统 305
8.2.1 DES算法 305
8.2.2 AES算法 312
8.3 非对称密码系统 317
8.3.1 RSA算法 318
8.3.2 椭圆曲线算法 319
8.4 量子密钥 324
8.5 动态密钥 327
8.6 数字签名 328
8.6.1 数字签名概述 329
8.6.2 量子数字签名 331
8.6.3 数字签名的应用 334
8.7 区块链技术 335
8.7.1 区块链 335
8.7.2 区块链中的密码学技术 338
8.7.3 共识算法 339
8.7.4 区块链应用 343
第9章 印刷信道可靠性 348
9.1 通信信道可靠性编码 348
9.1.1 线性分组码 349
9.1.2 BCH码 350
9.1.3 RS码 353
9.1.4 卷积码 355
9.1.5 LDPC码 359
9.2 印刷信息传输系统 369
9.3 印刷信道可靠性编解码 370
9.3.1 印刷通信信道噪声模型 371
9.3.2 印刷量子点信息可靠性编解码方案 372
9.3.3 印刷图像信息匹配打印 378
9.3.4 印刷图像微结构信息识别 380
参考文献 384
第10章 高分辨率图像生成与复原 386
10.1 图像增强与图像复原 386
10.1.1 图像增强 386
10.1.2 图像复原 395
10.2 高分辨率图像生成 398
10.2.1 印刷量子点图像生成 398
10.2.2 安全二维码图像生成 401
10.2.3 印刷量子点防伪图像生成 401
10.3 基于深度学习的图像复原 402
10.3.1 深度学习概述 402
10.3.2 深度学习与机器学习的区别 402
10.3.3 基于深度学习的图像修复实例――Image Inpainting for Irregular
Holes Using Partial Convolutions 402
10.4 生成对抗网络在图像复原中的应用 406
10.4.1 生成对抗网络的基本原理 406
10.4.2 生成对抗网络在图像复原中的应用实例 408
第11章 数字图像与信息识别 413
11.1 图像处理 414
11.1.1 图像二值化 414
11.1.2 图像形态学 419
11.1.3 图像几何变换 422
11.2 图像分析 426
11.2.1 直方图分析 426
11.2.2 图像空域特征 431
11.2.3 图像频域特征 439
11.2.4 贝叶斯决策 442
11.2.5 深度学习 446
11.3 图像信息识别 451
11.3.1 二维码图像信息识别 451
11.3.2 隐形点阵图像信息识别 456
参考文献 461
第12章 自动识别与物品溯源 463
12.1 二维码 463
12.1.1 常见的二维码 463
12.1.2 具有防复制功能的二维码 464
12.1.3 QR码 466
12.1.4 QR码的特点 466
12.1.5 QR码的版本和纠错能力 467
12.1.6 二维码的技术特点 468
12.1.7 二维码防伪溯源 469
12.2 RFID 469
12.2.1 RFID的基本工作原理 469
12.2.2 RFID的关键技术 470
12.2.3 RFID的技术特点 471
12.2.4 RFID防伪溯源 472
12.3 NFC 473
12.3.1 NFC的基本工作原理 473
12.3.2 NFC的连接和传输技术 474
12.3.3 NFC防伪溯源 476
12.4 区块链 477
12.4.1 区块链的工作机制 477
12.4.2 区块链及以太坊 480
12.4.3 区块链溯源技术 482
12.4.4 物品溯源系统流程 483
12.4.5 物品溯源系统构成 485
12.5 物品溯源技术应用 487
12.5.1 食品溯源 487
12.5.2 药品监管 490
第13章 手机识别与移动应用开发 493
13.1 手机高清扫码 493
13.1.1 手机摄像头 493
13.1.2 微距高清扫码 496
13.1.3 基于zxing的QR码解码介绍 498
13.2 二维码图像识读与校正 499
13.2.1 局部阈值法 499
13.2.2 形态学滤波 500
13.2.3 检测方法 503
13.2.4 几何校正算法 506
13.2.5 图像清晰度判别算法 507
13.3 zxing解码关键技术 511
13.3.1 zxing基本使用 512
13.3.2 zxing源码存在的问题及解决方案 512
13.3.3 二维码图像识别精度探究 513
13.4 安全二维码识读App 515
13.4.1 App设计 515
13.4.2 安全二维码信息识读 516
13.5 扫码小程序设计 518
13.5.1 客户端小程序设计 519
13.5.2 后台用户画像 521
13.5.3 购物车模块设计 523
13.5.4 订单模块设计 526