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本書是上海理工大學(xué)孫劉杰博士教授團(tuán)隊(duì)在光學(xué)專家莊松林院士的指導(dǎo)下，近十年來在光全息水印技術(shù)領(lǐng)域的研究成果的總結(jié)，全書分為六章，從概念、理論、技術(shù)和應(yīng)用等角度對數(shù)字水印與光全息水印技術(shù)進(jìn)行了全面系統(tǒng)的闡述。本書內(nèi)容先進(jìn)，具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值，在數(shù)字媒體的版權(quán)保護(hù)、印刷圖像的認(rèn)證和包裝防偽等方面有廣泛的應(yīng)用前景。

前言

本書是光學(xué)全息水印技術(shù)的專論，是在光學(xué)專家莊松林院士的指導(dǎo)下，孫劉杰博士教授團(tuán)隊(duì)十余年的研究成果的總結(jié)。成果具有技術(shù)先進(jìn)性，具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值，在數(shù)字媒體的版權(quán)保護(hù)、印刷圖像的認(rèn)證和包裝防偽等方面有廣泛的應(yīng)用前景。本書對數(shù)字水印的研究和應(yīng)用具有重要的參考價(jià)值，也可以作為數(shù)字水印技術(shù)課程的教材或參考書。內(nèi)容包括：1、光學(xué)全息技術(shù)；2、光學(xué)全息加密解密技術(shù)；3、數(shù)字水印技術(shù)概論；4、光全息空間域水印技術(shù)；5、光全息變換域水印技術(shù)；6、彩色圖像光全息水印技術(shù)；7、三維模型光全息水印技術(shù)等。本書從理論、技術(shù)和應(yīng)用等角度全面論述光學(xué)全息水印技術(shù)，推動(dòng)光全息水印技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

數(shù)字水印技術(shù)是一種保護(hù)數(shù)字作品版權(quán)的技術(shù)。數(shù)字水印利用人類的聽覺、視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)，在聲音、圖像和視頻等數(shù)字作品中加入一定的信息，使人們很難分辨加水印后的數(shù)字作品與原始數(shù)字作品的區(qū)別，而通過專門的檢測方法又能提取所加信息，以此證明原創(chuàng)作者對數(shù)字媒體的版權(quán)。數(shù)字水印技術(shù)是一種特殊的信息隱藏技術(shù)，用于證明數(shù)字作品的真實(shí)可靠性、跟蹤盜版行為或者提供產(chǎn)品的附加信息。其中的秘密信息可以是版權(quán)標(biāo)志、用戶序列號或者產(chǎn)品相關(guān)信息。

光全息數(shù)字水印技術(shù)是指通過數(shù)字全息術(shù)生成水印，并嵌入到原始作品中，作為版權(quán)保護(hù)、真?zhèn)舞b別、產(chǎn)品偵測與跟蹤等手段的一種水印技術(shù)。由于全息術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，如部分可以恢復(fù)整體、三維顯示、強(qiáng)位壓縮和抗干擾性能等，光全息水印技術(shù)成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。

全書共分為六章，章講述光全息理論與全息加密解密技術(shù)，從理論推導(dǎo)和仿真實(shí)驗(yàn)分析兩個(gè)方面，詳細(xì)分析討論了加密全息圖像的性質(zhì)，得出加密全息圖像具有能夠恢復(fù)原始信息的能力、強(qiáng)位壓縮性能、強(qiáng)抗剪切能力、有一定的抗隨機(jī)干擾能力、具有抗分析攻擊的能力，為加密全息圖像的應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的理論依據(jù)。第二章全面論述了數(shù)字水印與光全息水印技術(shù)，從理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面，證明了加密全息水印技術(shù)可以作為數(shù)字作品版權(quán)保護(hù)的重要手段，具有不可見性、魯棒性和安全性。其嵌入過程是通過簡單的加法規(guī)則實(shí)現(xiàn)的，可以由數(shù)字計(jì)算方法和光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)。第三章論述抗幾何攻擊全息水印技術(shù)，在變換域上進(jìn)行水印嵌入，并結(jié)合傅里葉-梅林變換、特征點(diǎn)匹配的矯正算法、SIFT和SSIM變換算法，實(shí)現(xiàn)了全息水印的抗幾何變換。第四章重點(diǎn)論述了自適應(yīng)全息水印技術(shù)，結(jié)合人眼視覺系統(tǒng)的敏感特性，提出了基于DWT變換的圖像內(nèi)容自適應(yīng)、K-means聚類的圖像特征自適應(yīng)、SIFT算法的圖像區(qū)域自適應(yīng)、HVS和Contourlet變換的自適應(yīng)等自適應(yīng)全息水印，提高了全息水印質(zhì)量。第五章講述基于光全息標(biāo)識及水印的印刷品防偽技術(shù)，重點(diǎn)講述CMYK顏色空間的變換域全息水印算法，并在印鐵包裝防偽中得到應(yīng)用；第六章講述基于光全息技術(shù)的三維模型水印技術(shù)，面向三角網(wǎng)格、點(diǎn)云三維模型提出了小波變換的三維模型加密全息盲水印算法、基于離散余弦變換的三維點(diǎn)云模型全息盲水印算法。由于三維模型的獲取、加工處理更加復(fù)雜，投入的人力、物力和財(cái)力更多，凝聚了更多的智力因素，三維模型全息水印技術(shù)的研究具有更高的應(yīng)用價(jià)值。

全息水印技術(shù)及其應(yīng)用研究得到了上海市重點(diǎn)學(xué)科基金：印刷出版（P0501）和光學(xué)工程（T0501）；上海市*重點(diǎn)研究項(xiàng)目：三維模型數(shù)字全息水印技術(shù)研究（13ZZ111）；上海市寶山區(qū)科委項(xiàng)目：數(shù)字水印技術(shù)在印鐵包裝防偽中的應(yīng)用研究（CXY-2012-16）；國家數(shù)字版權(quán)保護(hù)技術(shù)重大研發(fā)工程項(xiàng)目：光全息水印技術(shù)應(yīng)用研究（GXTC-CZ-1015004/15-3）；國家新聞出版總署數(shù)字印刷工程研究中心開放基金項(xiàng)目：印刷品防偽標(biāo)識技術(shù)研究；上海市*085工程項(xiàng)目：印刷光學(xué)防偽技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目的資助。參與全息水印技術(shù)研究的人員除著作者外，還有鄭繼紅、張雷洪、李孟濤、徐卓、王子煜、李晨璐、周中原、劉寧寧、秦楊、于海嬌、李毓彬、包觀笑、商靜靜等，徐逸、王勇、龔一珉三位研究生在文字編輯和排版等方面做了大量工作，在此表示衷心的感謝。

由于作者水平有限，書中錯(cuò)誤和疏漏在所難免，肯請讀者讀者批評指正。

著者

2016年10月

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