一种防窃水印的应用方法及系统

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，更具体的说是涉及一种防窃水印的应用方法及系统。

背景技术

随着信息技术的迅速发展和大数据时代的到来，大量敏感信息数据会通过各种计算机屏幕显示输出。现有的明文水印、访问控制、违规外联控制、身份验证等大量安全管控技术已被应用于信息安全防护，有效解决了重要数据通过非授权导出、违规网络传输等方式导致的数据窃取问题。

但随着具有拍照、摄录功能的智能设备不断增多，通过屏幕拍照、摄录、截屏方式泄露重要文档、信息已成为重大隐患。智能手机的普及，进一步降低了屏幕信息违规拍摄的成本和难度，加大了操作的便捷性和使用的隐蔽性。

当前，普遍利用数字水印技术来防止屏幕信息的窃取。通过数字水印技术在计算机屏幕上嵌入规律的点阵、色块信息，把嵌入信息设置成视觉效果很弱的图像，达到信息隐藏的效果；通过特定的提取算法，将嵌入的隐藏信息提取出来，通过追踪溯源管理系统达到信息追踪溯源的目的。

尽管现有的数字水印技术可以保护大部分电子办公场景，但对屏幕拍照、摄录、截屏方式泄露的重要文档、信息，造成信息保护和追踪溯源难度很大。

另外，虽然嵌入水印信息的图片保真度很高，但嵌入的水印信息比较有规律，可以通过特殊的手段使信息显示出来，然后根据嵌入的信息进行描点攻击。同时，手机拍摄的水印图像通常由于角度与拍摄平面难以保证平行，所以成像过程中会引入透视投影变形，导致直接对手机拍摄图片进行水印检测的难度较大，这阻碍了水印的检测和提取。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种防窃水印的应用方法及系统，实现了防窃水印的隐藏嵌入和窃屏图片的提取溯源。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种防窃水印的应用方法，包括：

将防窃水印嵌入到终端设备的屏幕上；

获取窃屏图片，提取窃屏图片中的防窃水印，并识别防窃水印的信息；

所述将防窃水印嵌入到终端设备的屏幕上，包括：

启动终端设备的水印嵌入功能；

获取水印信息，利用起始码点信息，根据算法生成待嵌入的水印信息，再利用水印码点信息模版生成码点点阵，并构成点阵图；

将点阵图嵌入到水印载体上，并在终端设备的屏幕上置顶显示。

进一步，所述获取水印信息，利用起始码点信息，根据算法生成待嵌入的水印信息，再利用水印码点信息模版生成码点点阵，并构成点阵图，包括：

获取终端设备标识号和用户登录信息；

根据获取的信息，通过水印生成算法生成待嵌入的水印信息；

载入水印码点信息模版，根据需求设置码点的起始点阵，并根据水印信息生成起始点阵对应的信息点阵；

根据水印点阵图形模板，通过水印嵌入算法将起始码点和对应的信息码点映射成点阵图。

进一步，所述将点阵图嵌入到水印载体上，并在终端设备的屏幕上置顶显示，包括：

将点阵图嵌入到水印载体上；

将水印载体嵌入到终端设备的屏幕上，并设置为置顶显示。

进一步，所述起始码点和信息码点均包括9个3×3排列的点位；所述点位用于显示码点；所述点阵图包括9个3×3排列的码点，所述9个码点包括1个起始码点和8个信息码点。

进一步，所述获取切屏图片，提取窃屏图片中的防窃水印，并识别防窃水印的信息，包括：

获取终端设备的窃屏图片，对图片预处理，并提取出点阵图；

通过在点阵图中识别起始码点，以确认该点阵图是基于防窃水印生成的点阵图；

根据起始点阵确定点阵图中信息码点，对信息码点进行解码操作，以获取相应的字符信息；

将所有信息码点的字符信息进行组合，生成防窃水印的信息。

进一步，所述获取终端设备的窃屏图片，对图片预处理，并提取出点阵图，包括：

获取终端设备的窃屏图片；

使用OpenCV图像处理框架对窃屏图片进行图像二值化处理、腐蚀处理、锐化处理、降噪处理、透视变换处理及获取图像轮廓操作；

处理操作完成后，提取出点阵图。

进一步，所述通过在点阵图中识别起始码点，以确认该点阵图是基于防窃水印生成的点阵图，包括：

扫描点阵图中的点阵轮廓，并计算出每个点阵的左上角坐标和右下角坐标；

以点阵图的左上角为原点向右下角检测，当检测到首个码点后，裁剪出一个包含该点阵的ROI矩形区域；

识别ROI矩形区域的码点特征，并判断点阵特征是否满足起始码点特征；

若满足起始码点特征，则该点阵图是基于防窃水印生成的点阵图；

输出起始码点的左上角坐标、码点中点的宽度以及码点中每个像素点之间距离。

进一步，所述根据起始码点确定点阵图中信息码点，对信息码点进行解码操作，以获取相应的字符信息，包括：

根据起始码点确定点阵图中每个信息码点的位置信息；

根据信息码点的位置信息获取信息码点上每个点位的像素点图像；

计算每个像素点图像与标准像素点的面积重合度；

如果面积重合度大于重合度阈值，则该点位的代码记为1；如果面积重合度小于阈值，则该点位的代码记为0；

将每个点位的代码进行组合，生成信息码点的编码；

根据信息码点的编码在预设码表中查询出对应的字符信息。

相应的，本发明还公开了一种防窃水印的应用系统，包括：

水印嵌入单元，用于将防窃水印嵌入到终端设备的屏幕上；

水印识别单元，用于获取窃屏图片，提取窃屏图片中的防窃水印，并识别防窃水印的信息；

所述水印嵌入单元，包括：

启动模块，用于启动终端设备的水印嵌入功能；

点阵图生成模块，用于获取水印信息，利用起始码点信息，根据算法生成待嵌入的水印信息，再利用水印码点信息模版生成码点点阵，并构成点阵图；

点阵图显示模块，用于将点阵图嵌入到水印载体上，并在终端设备的屏幕上置顶显示。

进一步，所述水印识别单元包括：

图片预处理模块，用于获取终端设备的窃屏图片，对图片预处理，并提取出点阵图；

起始点阵检测模块，用于通过在点阵图中识别起始码点，以确认该点阵图是基于防窃水印生成的点阵图；

信息提取模块，用于根据起始码点确定点阵图中信息码点，对信息码点进行解码操作，以获取相应的字符信息；

信息组合模块，用于将所有信息点阵的字符信息进行组合，生成防窃水印的信息。

对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种防窃水印的应用方法及系统，实现了通过嵌入屏幕防窃水印的方式来对重要文件进行保护，可根据嵌入的信息进行追踪溯源，根据点阵码表模板，混淆生成不规则的防窃水印信息，在实际防护过程中，即是有人拿到了提取的二值化图片，猜测性的进行注入或描点攻击，也可以有效进行防护，增加了防护技术的鲁棒性。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式的防窃水印嵌入流程的示意图。

图2是本发明具体实施方式的防窃水印的信息识别流程的示意图。

图3是本发明具体实施方式的防窃水印的提取流程的示意图。

图4是本发明具体实施方式的点阵码示意图。

图5是本发明具体实施方式的系统结构图。

图中，1、水印嵌入单元；2、水印识别单元；11、启动模块；12、点阵图生成模块；13、点阵图显示模块；21、图片预处理模块；22、起始点阵检测模块；23、信息提取模块；24、信息组合模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。

本发明公开了一种防窃水印的应用方法，包括如下两个流程：

1、防窃水印嵌入流程：将防窃水印嵌入到终端设备的屏幕上。

2、防窃水印的信息识别流程：获取窃屏图片，提取窃屏图片中的防窃水印，并识别防窃水印的信息。

如图1所示，防窃水印嵌入流程具体包括如下步骤：

S101：启动终端设备的水印嵌入功能。

S102：获取实际上的水印信息。

S103：根据起始码点信息和实际的水印信息通过算法生成待嵌入水印信息，把待嵌入水印信息和水印码点信息模板匹配生成码点点阵，并构成点阵图。

具体来说，首先，获取终端设备标识号和用户登录信息；然后根据获取的信息，通过水印生成算法生成待嵌入的水印信息。此时，载入水印码点信息模版，根据需求设置起始码点，并根据水印信息生成起始码点对应的信息码点。

最后根据水印点阵图形模板，通过水印嵌入算法将起始码点和对应的信息码点映射成点阵图。

需要特别说明的是，本方法的起始码点和信息码点均包括9个3×3排列的点位。每个点位上可显示一个像素点。如图4所示，点阵图包括9个3×3排列的码点，每个点阵图包括1个起始码点和8个信息码点。起始码点设在点阵图的首行首列。起始码点和信息码点可通过码点中的像素点数量进行区分，起始码点中有6-9个像素点，信息码点中有5个像素点。

S104：将点阵图嵌入到水印载体上，并在终端设备的屏幕上置顶显示。

具体的，首先将点阵图嵌入到水印载体上；然后将水印载体嵌入到终端设备的屏幕上，并设置为置顶显示。

如图2所示，防窃水印的信息识别流程具体包括如下步骤：

S201：获取终端设备的窃屏图片，对图片预处理，并提取出点阵图。

首先，获取终端设备的窃屏图片。然后使用OpenCV图像处理框架对窃屏图片进行图像二值化处理、腐蚀处理、锐化处理、降噪处理、透视变换处理及获取图像轮廓操作。处理操作完成后，提取出点阵图。

S202：通过在点阵图中识别起始码点，以确认该点阵图是基于防窃水印生成的点阵图。

具体来说，首先扫描点阵图中的点阵轮廓，并计算出每个码点的左上角坐标和右下角坐标。此时以点阵图的左上角为原点向右下角检测，当检测到首个码点后，裁剪出一个包含该点阵的ROI矩形区域。然后，识别ROI矩形区域的码点特征，并判断码点特征是否满足起始码点特征。若满足起始码点特征，则该点阵图是基于防窃水印生成的点阵图。最后，输出起始码点的左上角坐标、码点中点的宽度以及像素点之间距离。

S203：根据起始码点确定点阵图中信息码点，对信息码点进行解码操作，以获取相应的字符信息。

首先，根据起始码点确定点阵图中每个信息码点的位置信息；并根据信息码点的位置信息获取信息码点上每个点位的像素点图像。

此时，通过识别信息码点上每个点位是否有像素点来生成一组二进制编码。即九个点位分别代表一个二级制位，如果点位上没有像素点，则相应的二级制位置0，如果点位上有像素点，且该像素点为标准像素点，则相应的二级制位置1。在具体实施方式中，可通过计算每个像素点图像与标准像素点的面积重合度实现像素点的识别。如果面积重合度大于重合度阈值，则该点位的代码记为1；如果面积重合度小于阈值，则该点位的代码记为0。识别完成后，将每个点位的代码进行组合，生成信息码点的编码。

最后，根据信息码点的编码在预设码表中查询出对应的字符信息。

S204：将所有信息码点的字符信息进行组合，生成防窃水印的信息。

作为示例的，上述防窃水印的信息识别流程也可视为一种防窃水印的提取流程，如图3所示，防窃水印的提取流程具体包括以下三部分：

图片预处理：使用OpenCV图像处理框架，包括：图像二值化、腐蚀、锐化、降噪、透视变换及获取图像轮廓等操作，完成防窃水印图像预处理以及点阵图提取。

起始点阵检测：扫描所有的点阵轮廓，计算出各个码点的左上角和右下角，以左上角为原点向右下角检测，并裁剪出一个ROI矩形区域，判断矩形区域中点阵数量、行和列、码点宽度、距离等是否满足起始码点特征，满足后输出起始码点的左上角坐标、码点中点的宽度以及点之间距离。

嵌入码提取：根据起始码点的坐标向右查找，找到一个完整的码点时即得到码点间距离，根据码点大小以及距离分割码点块，依次去计算单个像素点的实际点面积与标准像素点的重合度，大于重合度阈值记为“1”，小于阈值计为“0”，这样得到了单个信息码点对应的二进制码，利用码表将二进制结果映射成对应字符结果，得到了单个码点的字符信息。

相应的，如图5所示，本发明还公开了一种防窃水印的应用系统，包括：水印嵌入单元1和水印识别单元2。

水印嵌入单元1，用于将防窃水印嵌入到终端设备的屏幕上。

水印识别单元2，用于获取窃屏图片，提取窃屏图片中的防窃水印，并识别防窃水印的信息。

水印嵌入单元1，包括：启动模块11、点阵图生成模块12和点阵图显示模块13。

启动模块11，用于启动终端设备的水印嵌入功能。

点阵图生成模块12，用于获取水印信息，利用起始码点信息，根据算法生成待嵌入的水印信息，再利用水印码点信息模版生成码点点阵，并构成点阵图。

在具体实施方式中，点阵图生成模块12具体用于：获取终端设备标识号和用户登录信息；根据获取的信息，通过水印生成算法生成待嵌入的水印信息；载入水印码点信息模版，根据需求设置起始码点，并根据水印信息生成起始码点对应的信息码点；根据水印点阵图形模板，通过水印嵌入算法将起始码点和对应的信息码点映射成点阵图。

点阵图显示模块13，用于将点阵图嵌入到水印载体上，并在终端设备的屏幕上置顶显示。

在具体实施方式中，点阵图显示模块13具体用于：将点阵图嵌入到水印载体上；将水印载体嵌入到终端设备的屏幕上，并设置为置顶显示。

水印识别单元2包括：图片预处理模块21、起始点阵检测模块22、信息提取模块23和信息组合模块24。

图片预处理模块21，用于获取终端设备的窃屏图片，对图片预处理，并提取出点阵图。

在具体实施方式中，图片预处理模块21具体用于：获取终端设备的窃屏图片；使用OpenCV图像处理框架对窃屏图片进行图像二值化处理、腐蚀处理、锐化处理、降噪处理、透视变换处理及获取图像轮廓操作；处理操作完成后，提取出点阵图。

起始点阵检测模块22，用于通过在点阵图中识别起始码点，以确认该点阵图是基于防窃水印生成的点阵图。

在具体实施方式中，起始点阵检测模块22具体用于：扫描点阵图中的码点轮廓，并计算出每个码点的左上角坐标和右下角坐标；以点阵图的左上角为原点向右下角检测，当检测到首个码点后，裁剪出一个包含该点阵的ROI矩形区域；识别ROI矩形区域的码点特征，并判断码点特征是否满足起始码点特征；若满足起始码点特征，则该点阵图是基于防窃水印生成的点阵图；输出起始码点的左上角坐标、码点中点的宽度以及像素点之间距离。

信息提取模块23，用于根据起始码点确定点阵图中信息码点，对信息码点进行解码操作，以获取相应的字符信息。

在具体实施方式中，信息提取模块23具体用于：根据起始码点确定点阵图中每个信息码点的位置信息；根据信息码点的位置信息获取信息码点上每个点位的像素点图像；计算每个像素点图像与标准像素点的面积重合度；如果面积重合度大于重合度阈值，则该点位的代码记为1；如果面积重合度小于阈值，则该点位的代码记为0；将每个点位的代码进行组合，生成信息码点的编码；根据信息码点的编码在预设码表中查询出对应的字符信息。

信息组合模块24，用于将所有码点点阵的字符信息进行组合，生成防窃水印的信息。

由此可见，本发明公开的防窃水印的应用方法及系统，实现了通过嵌入屏幕防窃水印的方式来对重要文件进行保护，可根据嵌入的信息进行追踪溯源，根据点阵码表模板，混淆生成不规则的防窃水印信息，在实际防护过程中，即是有人拿到了提取的二值化图片，猜测性的进行注入或描点攻击，也可以有效进行防护，增加了防护技术的鲁棒性。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。

同理，在本发明各个实施例中的各处理单元可以集成在一个功能模块中，也可以是各个处理单元物理存在，也可以两个或两个以上处理单元集成在一个功能模块中。

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。