本發(fā)明涉及包裝。更具體地，本發(fā)明涉及一種基于人工智能的包裝設(shè)計(jì)圖智能防偽檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)前商品流通市場(chǎng)中，假冒偽劣產(chǎn)品屢禁不止，尤其是藥品、食品、奢侈品、煙酒、化妝品等領(lǐng)域，仿冒行為嚴(yán)重?fù)p害消費(fèi)者權(quán)益和企業(yè)品牌信譽(yù)。因此需要在產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì)圖中隱寫(xiě)秘密信息，用來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的防偽檢測(cè)。

2、lsb最低有效位隱寫(xiě)算法（least?significant?bit，lsb）以及emd隱寫(xiě)算法（exploiting?modification?direction）是兩種常用的隱寫(xiě)算法。lsb隱寫(xiě)算法通過(guò)改變像素值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)的最低比特位來(lái)實(shí)現(xiàn)秘密信息嵌入，lsb對(duì)像素值的改變量最大為1。emd隱寫(xiě)算法（exploiting?modification?direction）將像素值組成像素值對(duì)，通過(guò)調(diào)整像素值對(duì)中像素值的大小，使得像素值對(duì)的函數(shù)達(dá)到秘密信息對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換值，從而實(shí)現(xiàn)秘密信息隱藏，emd隱寫(xiě)算法對(duì)像素值的改變量最大為2。

3、由于包裝設(shè)計(jì)圖需要印刷在產(chǎn)品的包裝上，若采用lsb隱寫(xiě)算法或emd隱寫(xiě)算法將秘密信息嵌入至包裝設(shè)計(jì)圖中，在用戶進(jìn)行防偽驗(yàn)證時(shí)，通常需要利用手機(jī)攝像頭或掃描設(shè)備對(duì)產(chǎn)品包裝進(jìn)行拍攝或掃描。然而，在實(shí)際拍攝過(guò)程中，受傳感器噪聲、光照不均等影響，所獲取圖像中的像素值相對(duì)于原始圖像會(huì)產(chǎn)生±5~±20的誤差，從而導(dǎo)致嵌入的秘密信息發(fā)生改變甚至完全丟失，最終無(wú)法正確提取秘密信息，影響防偽驗(yàn)證的準(zhǔn)確性和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述利用隱寫(xiě)技術(shù)向包裝設(shè)計(jì)圖像嵌入秘密信息后，用戶在進(jìn)行產(chǎn)品防偽驗(yàn)證時(shí)，因拍攝或掃描設(shè)備的傳感器噪聲、光照不均等因素導(dǎo)致像素值產(chǎn)生誤差，使嵌入的秘密信息丟失或無(wú)法提取，影響防偽驗(yàn)證的準(zhǔn)確性和可靠性的問(wèn)題，本發(fā)明在如下的多個(gè)方面中提供方案。

2、在第一方面中，本發(fā)明提供了一種基于人工智能的包裝設(shè)計(jì)圖智能防偽檢測(cè)方法，包括：

3、將包裝設(shè)計(jì)圖像分割為若干圖像單元；對(duì)于任意一個(gè)圖像單元中的各像素點(diǎn)，根據(jù)像素點(diǎn)的局部紋理復(fù)雜度、像素點(diǎn)的各通道的像素值的不同比特位對(duì)光照的敏感程度以及人眼對(duì)像素點(diǎn)各通道的像素值的不同比特位的感知程度，確定像素點(diǎn)的各通道的像素值的不同比特位的嵌入優(yōu)勢(shì)，根據(jù)嵌入優(yōu)勢(shì)大小確定像素點(diǎn)在各通道下的嵌入比特位；根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)信息獲取秘密信息；將秘密信息嵌入到圖像單元各像素點(diǎn)的各通道的像素值的各嵌入比特位中，得到嵌入秘密信息后的單元圖像；根據(jù)嵌入秘密信息后的各圖像單元生成帶有防偽信息的實(shí)體包裝，用于防偽驗(yàn)證。

4、本發(fā)明通過(guò)將包裝設(shè)計(jì)圖像分割為多個(gè)圖像單元，并結(jié)合像素點(diǎn)的局部紋理復(fù)雜度、各通道不同比特位對(duì)光照的敏感程度以及人眼感知特性，綜合評(píng)估并確定各通道中適合嵌入的比特位，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)秘密信息的自適應(yīng)隱寫(xiě)嵌入；在嵌入過(guò)程中充分考慮圖像在實(shí)際拍攝或掃描環(huán)境中受傳感器噪聲、光照變化等因素影響所帶來(lái)的像素?cái)_動(dòng)，提升了嵌入信息的魯棒性與視覺(jué)隱蔽性；進(jìn)一步根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)信息生成具有唯一性和動(dòng)態(tài)變化性的秘密信息，并將其嵌入至圖像中，使得最終印刷生成的實(shí)體包裝具備高安全性與可驗(yàn)證性，能夠有效防止因圖像退化導(dǎo)致的信息丟失問(wèn)題，提高了防偽驗(yàn)證的準(zhǔn)確性與可靠性。

5、優(yōu)選地，所述像素點(diǎn)的局部紋理復(fù)雜度的獲取方法為：將以像素點(diǎn)為中心，大小為的區(qū)域作為像素點(diǎn)的局部范圍；對(duì)像素點(diǎn)的局部范圍內(nèi)的所有像素點(diǎn)進(jìn)行灰度化處理，計(jì)算所述局部范圍內(nèi)所有像素點(diǎn)的灰度值的標(biāo)準(zhǔn)差，將所述標(biāo)準(zhǔn)差的歸一化結(jié)果作為像素點(diǎn)的局部紋理復(fù)雜度，其中為預(yù)設(shè)的邊長(zhǎng)。

6、優(yōu)選地，所述不同比特位對(duì)光照的敏感程度的獲取方法為：將包裝設(shè)計(jì)圖像印刷在產(chǎn)品的包裝上，在模擬的不同光照條件下，拍攝產(chǎn)品包裝的各個(gè)外視面；將同一個(gè)外視面在不同光照條件下的圖像與包裝設(shè)計(jì)圖像中該外視面對(duì)應(yīng)的圖像單元做差，得到若干張差異圖像；根據(jù)差異圖像獲取各像素值在各通道下的光照影響量；根據(jù)各像素值在各通道下的光照影響量以及比特位的序號(hào)，確定像素點(diǎn)的各通道的像素值的不同比特位對(duì)光照的敏感程度。

7、本發(fā)明通過(guò)在不同光照條件下拍攝產(chǎn)品包裝并生成差異圖像，能夠準(zhǔn)確量化各像素值在各通道下的光照影響量，從而科學(xué)評(píng)估像素點(diǎn)在不同光照環(huán)境中的穩(wěn)定性；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合比特位序號(hào)與光照影響量之間的映射關(guān)系，進(jìn)一步確定各比特位對(duì)光照的敏感程度，為隱寫(xiě)嵌入提供可靠的抗干擾依據(jù)；本發(fā)明充分考慮了實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中光照變化對(duì)圖像質(zhì)量的影響，提高了嵌入信息在復(fù)雜環(huán)境下的魯棒性，增強(qiáng)了防偽信息的提取穩(wěn)定性和驗(yàn)證準(zhǔn)確性。

8、優(yōu)選地，所述獲取各像素值在各通道下的光照影響量，包括：將r、g、b通道中任意一個(gè)通道作為目標(biāo)通道，將圖像單元中目標(biāo)通道出現(xiàn)的任意一種像素值作為目標(biāo)像素值，將圖像單元中目標(biāo)通道為目標(biāo)像素值的像素點(diǎn)作為目標(biāo)像素點(diǎn)；將所有目標(biāo)像素點(diǎn)在所有差異圖像中對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)的目標(biāo)通道的像素值構(gòu)成一個(gè)序列，作為目標(biāo)序列，將目標(biāo)序列中所有元素的絕對(duì)值的均值作為目標(biāo)像素值在目標(biāo)通道下的光照影響量。

9、優(yōu)選地，所述像素點(diǎn)的各通道的像素值的不同比特位對(duì)光照的敏感程度滿足表達(dá)式：；

10、其中，表示圖像單元中第個(gè)像素點(diǎn)的第個(gè)通道的像素值的第個(gè)比特位對(duì)光照的敏感程度；表示圖像單元的第個(gè)像素點(diǎn)的第個(gè)通道的像素值在第個(gè)通道下的光照影響量；表示比特位的序號(hào)；表示以2為底的對(duì)數(shù)函數(shù)；表示以自然常數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)；表示向上取整符號(hào)。

11、本發(fā)明對(duì)像素點(diǎn)的各通道的像素值的不同比特位對(duì)光照的敏感程度進(jìn)行量化評(píng)估，科學(xué)地反映了各比特位在光照變化下的穩(wěn)定性，使得隱寫(xiě)嵌入過(guò)程能夠自適應(yīng)選擇受光照影響小的比特位，從而顯著提升防偽信息在復(fù)雜拍攝環(huán)境下的魯棒性與提取準(zhǔn)確性，增強(qiáng)了圖像防偽系統(tǒng)的安全性和實(shí)用性。

12、優(yōu)選地，所述人眼對(duì)像素點(diǎn)各通道的像素值的不同比特位的感知程度的獲取方法為：對(duì)像素點(diǎn)在任意通道上的像素值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)的任意一個(gè)比特位進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，獲取翻轉(zhuǎn)前后的色差值；根據(jù)所述色差值獲取人眼對(duì)像素點(diǎn)的各通道的像素值的不同比特位的感知程度。

13、本發(fā)明通過(guò)翻轉(zhuǎn)像素點(diǎn)各通道像素值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)中的不同比特位，計(jì)算翻轉(zhuǎn)前后圖像在cielab等顏色空間中的色差值，從而量化人眼對(duì)各比特位變化的感知程度，能夠準(zhǔn)確評(píng)估圖像中每個(gè)比特位修改后對(duì)人眼視覺(jué)的影響，為隱寫(xiě)嵌入提供科學(xué)的隱蔽性判斷依據(jù)，確保防偽信息嵌入在視覺(jué)不可察覺(jué)的區(qū)域，提升防偽圖像的整體視覺(jué)質(zhì)量與安全性。

14、優(yōu)選地，所述人眼對(duì)像素點(diǎn)的各通道的像素值的不同比特位的感知程度滿足表達(dá)式：；其中，表示人眼對(duì)圖像單元中第個(gè)像素點(diǎn)的第個(gè)通道的像素值的第個(gè)比特位的感知程度；表示對(duì)圖像單元中第個(gè)像素點(diǎn)的第個(gè)通道的像素值的第個(gè)比特位進(jìn)行翻轉(zhuǎn)前后的色差值；表示最小可察覺(jué)色差閾值；為s型曲線，表達(dá)式為：。

15、本發(fā)明精準(zhǔn)刻畫(huà)了不同比特位修改對(duì)視覺(jué)的影響強(qiáng)度，從而指導(dǎo)隱寫(xiě)信息嵌入到人眼不易察覺(jué)的區(qū)域，顯著提升防偽圖像的隱蔽性和整體視覺(jué)質(zhì)量，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和用戶體驗(yàn)。

16、優(yōu)選地，所述嵌入優(yōu)勢(shì)滿足表達(dá)式：

17、；式中，表示圖像單元中第個(gè)像素點(diǎn)的第個(gè)通道的像素值的第個(gè)比特位的嵌入優(yōu)勢(shì)；表示圖像單元中第個(gè)像素點(diǎn)的第個(gè)通道的像素值的第個(gè)比特位對(duì)光照的敏感程度；表示人眼對(duì)圖像單元中第個(gè)像素點(diǎn)的第個(gè)通道的像素值的第個(gè)比特位的感知程度；表示圖像單元中第個(gè)像素點(diǎn)的局部紋理復(fù)雜度；表示以自然常數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)。

18、本發(fā)明獲取的嵌入優(yōu)勢(shì)能夠準(zhǔn)確反映比特位在光照穩(wěn)定性、視覺(jué)隱蔽性及圖像結(jié)構(gòu)特性方面的綜合表現(xiàn)，從而指導(dǎo)隱寫(xiě)信息嵌入到最適宜的位置，顯著提升防偽水印的魯棒性與安全性。

19、優(yōu)選地，所述將秘密信息嵌入到圖像單元各像素點(diǎn)的各通道的像素值的各嵌入比特位中，包括：按照g通道、b通道、r通道的順序，分別提取像素點(diǎn)各通道的像素值的嵌入比特位對(duì)應(yīng)的數(shù)值，將提取的數(shù)值拼接為的二進(jìn)制數(shù)；將該二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)作為該像素點(diǎn)的隱寫(xiě)特征值；將圖像單元中每相鄰兩個(gè)像素點(diǎn)的隱寫(xiě)特征值組成一個(gè)隱寫(xiě)特征組；采用emd隱寫(xiě)算法，向各隱寫(xiě)特征組中嵌入秘密信息；嵌入完成后，將更新后的隱寫(xiě)特征組中的每個(gè)隱寫(xiě)特征值重新轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，并將二進(jìn)制數(shù)的各個(gè)比特位還原至原始像素點(diǎn)的各通道的像素值的嵌入比特位上。

20、在第二方面中，本發(fā)明提供一種基于人工智能的包裝設(shè)計(jì)圖智能防偽檢測(cè)系統(tǒng)，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述一種基于人工智能的包裝設(shè)計(jì)圖智能防偽檢測(cè)方法。

21、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，將上述的一種基于人工智能的包裝設(shè)計(jì)圖智能防偽檢測(cè)方法生成計(jì)算機(jī)程序，并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，以被處理器加載并執(zhí)行，從而根據(jù)存儲(chǔ)器及處理器制作終端設(shè)備，方便使用。

22、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明充分考慮圖像在實(shí)際拍攝或掃描環(huán)境中受傳感器噪聲、光照變化等因素影響所帶來(lái)的像素?cái)_動(dòng)，提升了嵌入信息的魯棒性與視覺(jué)隱蔽性，能夠有效防止因圖像退化導(dǎo)致的信息丟失問(wèn)題，提高了防偽驗(yàn)證的準(zhǔn)確性；

23、本發(fā)明嵌入的秘密信息具有唯一性和動(dòng)態(tài)變化性，使得最終印刷生成的實(shí)體包裝具備高安全性與可驗(yàn)證性，提高了防偽驗(yàn)證的可靠性。