基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法技术

本发明专利技术属于安全追溯技术领域，涉及二维码，尤其涉及一种基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法。本发明专利技术通过提供一种基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法，可以让食品从生产到销售的整个过程中产生并存储在二维码内的信息具有不可篡改、公正防伪优势，获得一个透明可靠的食品追溯二维码，便于追溯食品的生产到消费的整个过程，提高监管力度，降低成本。当发生纠纷时，举证和追查也变得更加清晰和容易，将有利于追溯问题时间，解决了数据伪造等问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法


[0001]本专利技术属于安全追溯
，涉及二维码，尤其涉及一种基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法。

技术介绍

[0002]食品安全(food safety)指食品无毒、无害，符合应当有的营养要求，对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。根据倍诺食品安全定义，食品安全是“食物中有毒、有害物质对人体健康影响的公共卫生问题”。食品安全也是一门专门探讨在食品加工、存储、销售等过程中确保食品卫生及食用安全，降低疾病隐患，防范食物中毒的一个跨学科领域，所以食品安全很重要。
[0003]目前，现有食品制造商为了方便用户溯源，会在包装袋等产品上印有相关信息的二维码，而这些二维码的编码及生成过程都是透明的，不具备防伪作用且容易复制，因此追溯安全性较低。食品生产流通环节中产生的信息不可靠，没有相应的可信任的追溯信息和查询方式。为此，如何提高二维码的安全性是目前食品行业的需要关注的事情。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述的追溯二维码安全性低的技术问题，提出一种方法简单且不易被复制、仿造的基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为，本专利技术提供一种基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法，包括以下步骤：
[0006]S1:首先生成包含食品信息的食品二维码图像；
[0007]S2:将二值水印图用Arnold算法置乱加密嵌入食品二维码图像中，并将嵌入后的食品二维码图像确定为待测图像；
[0008]S3:建立待测图像的DCT系数概率分布模型；
[0009]S4:对于DCT系数概率分布模型的未知参数进行估计；
[0010]S5:利用估计得到的DCT系数概率分布模型中的未知参数，计算得到待测图像中某一DCT块DCT系数被篡改的概率；
[0011]S6:基于DCT系数被篡改的概率，利用篡改区域的先验知识得到待测图像中不同DCT块被篡改的概率；进而得到待测图像中修改区域的定位结果；
[0012]S7:用DCT分块转换有水印标记的图片，然后参照嵌入系数获取嵌入数据，并拼接信号得到置乱的水印图像，根据是否能通过猫脸变换该水印获得原始的水印来二次鉴定是否被篡改，即可完成可信二维码追溯方法。
[0013]作为优选，所述S2步骤中，首先采用合理的猫脸置乱周期，记作T，对包含有经二值水印图进行T/2次猫脸变换。
[0014]作为优选，所述S2步骤中，将食品二维码图像分解成8
×
8大小的方块，食品二维码图像像素大小为P
×
Q，共分解成(P/8)
×
(Q/8)个方块，记作BS(x,y)；然后将经过猫脸变换
的二值水印图也分解成(P/8)
×
(Q/8)个大小的分块，记作BM(x,y)；依次DCT变换二维码载体图像分块，记作DBS(x,y)＝DCT(BS(x,y))，食品二维码图像内部的全部的像素点都要通过公式:
[0015][0016][0017]其中：0≤u,v＜8,α(v)＝α(u)，求出其DCT系数F，得到8
×
8的DCT系数方阵；最后，选定嵌入强度为P，选取系数矩阵中的两个位置相近的点X和Y作为系数改动点，当嵌入数据为1时，把X点的数值加上P的值，另一个点Y的值修改为0；当嵌入数据为0时，把Y点的数值加上P的值，另一个点X的值修改为0。
[0018]作为优选，所述S3步骤中，待测图像的DCT系数概率分布模型为：
[0019]P{X＝x}＝β1P1+β2P2,x∈Z
[0020]其中，β1表示图像被改动区域占比，β2为表示图像未被改动区域占比，两者之和为1，P1和P2分别为第一次量化DCT系数和第二次量化DCT系数下的概率分布。
[0021]作为优选，所述S5步骤中，计算得到待测图像中某一DCT块DCT系数被篡改的概率的模型为：
[0022][0023]其中y
i
示第i个DCT块是否被篡改，x
i
为第i个DCT块中某一频率上的DCT系数取值，P1(x
i
)为第i个DCT块中相应频率上DCT系数经过一次量化取值为x的概率，P2(x
i
)为第i个DCT块中相应频率上DCT系数经过两次量化取值为x的概率。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于，
[0025]1、本专利技术通过提供一种基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法，可以让食品从生产到销售的整个过程中产生并存储在二维码内的信息具有不可篡改、公正防伪优势，获得一个透明可靠的食品追溯二维码，便于追溯食品的生产到消费的整个过程，提高监管力度，降低成本。当发生纠纷时，举证和追查也变得更加清晰和容易，将有利于追溯问题时间，解决了数据伪造等问题。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1包含黄茶信息的黄茶二维码图像。
[0028]图2是供应商原始水印图片。
[0029]图3是本专利技术基于DCT系数的篡改区域定位方法的完整流程图；
[0030]图4是图割算法的示意图。
[0031]图5是利用本专利技术方法对于某一待测图像进行篡改区域定位的结果示例图。
[0032]图6是水印提取图。
具体实施方式
[0033]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0034]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
[0035]实施例1，本实施例以黄茶的追溯为例。如图1～图6所示，本实施例所提供的基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法，包含7大步骤，分别是：
[0036]步骤S1:生成待比对的包含黄茶信息的黄茶二维码图像；
[0037]步骤S2:将供应商商标二值水印图用Arnold算法置乱加密，嵌入黄茶追溯信息二维码；
[0038]步骤S3:建立待测图像的DCT系数概率分布模型；
[0039]步骤S4:对于所述DCT系数概率分布模型的未知参数进行估计；
[0040]步骤S5:利用估计得到的所述DCT系数概率分布模型中的未知参数，计算得到所述待测图像中某一DCT块DCT系数被篡改的概率；
[0041]步骤S6:基于所述DCT系数被篡改的概率，利用篡改区域的先验知识，得到待测图像中不同DCT块被篡改的概率，进而得到所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:首先生成包含食品信息的食品二维码图像；S2:将二值水印图用Arnold算法置乱加密嵌入食品二维码图像中，并将嵌入后的食品二维码图像确定为待测图像；S3:建立待测图像的DCT系数概率分布模型；S4:对于DCT系数概率分布模型的未知参数进行估计；S5:利用估计得到的DCT系数概率分布模型中的未知参数，计算得到待测图像中某一DCT块DCT系数被篡改的概率；S6:基于DCT系数被篡改的概率，利用篡改区域的先验知识得到待测图像中不同DCT块被篡改的概率；进而得到待测图像中修改区域的定位结果；S7:用DCT分块转换有水印标记的图片，然后参照嵌入系数获取嵌入数据，并拼接信号得到置乱的水印图像，根据是否能通过猫脸变换该水印获得原始的水印来二次鉴定是否被篡改，即可完成可信二维码追溯方法。2.根据权利要求1所述的基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法，其特征在于，所述S2步骤中，首先采用合理的猫脸置乱周期，记作T，对包含有经二值水印图进行T/2次猫脸变换。3.根据权利要求2所述的基于改进DCT算法的可信二维码追溯方法，其特征在于，所述S2步骤中，将食品二维码图像分解成8
×
8大小的方块，食品二维码图像像素大小为P
×
Q，共分解成(P/8)
×
(Q/8)个方块，记作BS(x,y)；然后将经过猫脸变换的二值水印图也分解成(P/8)
×
(Q/8)个大小的分块，记作BM(x,y)；依次DCT变换二...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯炫，穆欣月，马文博，兰巍，严宁，
申请(专利权)人：陕西建材科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：