中文水印字库的自动生成方法

• 作者: 孙杉 张卫明 方涵 俞能海
• 来源期刊: 中国图象图形学报
• 学科: 工学
• 关键词: 文档水印 深度学习 中文字库生成 抗数字失真 抗打印扫描
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 隐写方法|Steganography Methodology
• 页码范围: 262-276
• 页数: 15页
• 分类号: TP391
• 语种: 中文
• DOI: 10.11834/jig.200695

摘要

目的 文档水印技术是一种用以解决文档泄密溯源的信息隐藏技术.传统的基于字库的文档水印方案需要手动生成字库,极大地影响了水印的使用效率.为此本文设计了一种基于自动生成字库的鲁棒文档水印方案.方法 该方法由一个端到端的编码—解码器结构的自动字库生成网络、一个字符筛选嵌入端和一个神经网络提取端组成,可自动完成变形字库的生成,而后进行水印的嵌入和提取.为了抵抗传输过程中可能存在的失真,在编码器和解码器之间加入可导噪声层用以模拟失真过程,使得水印模型获得对应的鲁棒性.结果 本文方法在含252个中文字符的真实文档中嵌入252 bit水印信息,与其他文档水印方法的视觉质量和鲁棒性进行了对比.结果 表明,相对于现有的基于字符特征的中文文档水印方法,本文方法的峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)、结构相似性(structural similarity,SSIM)和主观质量评分分别提升了11.68 dB、0.08和5.8％,说明其有更好的视觉质量.对于数字信道传输场景,本文方法达到了与其他方法大致相当的性能;对于打印扫描场景,本文方法在三号、四号、小四号和五号字体下的水印提取率分别提升了2.4％、3.07％、1.34％和0.02％,在打印、扫描分辨率失配的场景下也具有较好性能,说明其在抗打印扫描上具有更高的鲁棒性.结论 与基于人工设计字库的中文字符水印相比,本文方法充分利用了字符的几何特征并且能够自动生成字库,降低了中文文档水印方案的复杂度.