专利名称：一种变形字的生成方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字水印信息技术领域，尤其涉及一种变形字的生成方法及装置。
背景技术：
在全球信息数字化进程的推动下，二值图像作为信息流通的一种重要方式，广泛
分布于各种应用环节。我们平时接触最多的图像、文字等一般都需要通过印刷到纸质媒体
上输出，如个人档案、学历证书、专利证件、护照等等。而随着信息技术的发展和高质量图
像输入输出设备的进步，数码相机、录像机、扫描仪和打印机等设备和功能强大的软件，特
别是高精度彩色喷墨、激光打印机和高精度扫描仪的普及，为人们的工作和生活带来了许
多便利，但同时也使各种二值图像的伪造及篡改变得非常容易。出于版权保护、数据完整和
数据隐写的考虑，对二值图像数字水印技术的研究提出了更为严峻的要求。 在对文本二值图像数字水印的研究中，主要是通过变形字来携带数字水印，其基
本思想是将文本中正常的字符做轻微的变形，该变形不易被人眼察觉，但可使用特定程序
检测，从而达到数字水印嵌入和检测的目的，这类方法统称为变形字方法。目前，常用的变
形字方法包括 —种现有技术提出了基于字符拓扑结构的文本数字水印技术，该技术提出通过改 变组成字符(串)的各笔划之间的连断关系来改变字符的拓扑结构，使变形字的笔划组成 的连通域数目发生变换，即将字符中未连通的笔画通过变形使其连通，或者，将字符中连通 的笔画通过变形使其不连通，从而嵌入数字水印信息。该方法在生成变形字时，需要针对每 个字符分别分析字符中各个笔画的连接关系，根据字符的连接关系确定出针对该字符的变 形规则(即该字符中可以发生变形的区域以及变形方式)，并根据确定出的变形规则生成 变形字。由于需要对字符逐个进行分析并确定出只适用于该字符的变形规则，因此根据该 方法生成变形字的效率很低，尤其在面对字库中成千上万的字符时，工作量庞大。
另一种现有技术提出了一种数字水印嵌入与提取的方法，该方法提出将字符划分 区域，翻转每个区域内的点，使每个区域内黑像素点的数目发生变化，即改变笔划的粗细， 从而嵌入数字水印信息。由于二值图像只有黑白两种像素的特征，改变图像中的黑白像素 点很容易引起视觉上的感知，因此根据该方案生成变形字时，需要分别对每个字符中各个 笔画进行分析，寻找视觉不敏感区域，从而确定出只适用于该字符的变形规则(即翻转哪 些像素点及翻转的像素点的数目)，因此，根据该方法生成变形字的效率很低，尤其在面对 字库中成千上万的字符时，工作量庞大。 综上所述，现有技术提出的变形字方法由于需要逐个对字符进行分析以确定出只 适用于该字符的变形规则，因此，生成变形字的效率很低。
发明内容
本发明提供一种变形字的生成方法及装置，用以提高生成变形字的效率。
本发明实施例通过如下技术方案实现
本发明实施例提供了一种变形字的生成方法，包括
根据字符的字型特征，确定所述字符的特征变换区域； 根据预先建立的与所述字符的字型特征对应的变换规则，对确定出的所述特征变 换区域进行变换。
本发明实施例还提供了一种变形字的生成装置，包括 变换规则建立单元，用于建立与不同字型特征对应的变换规则； 变换区域确定单元，用于根据字符的字型特征，确定所述字符的特征变换区域； 变换单元，用于根据所述变换规则建立单元建立的与所述字符的字型特征对应的
变换规则，对所述变换区域确定单元确定出的特征变换区域进行变换。 通过上述技术方案，本发明实施例能够根据字符的字型特征，确定出该字符的特 征变换区域，进而根据预先建立的与该字符的字型特征对应的一个或多个变换规则，对确 定出的该字符的特征变换区域进行变换，从而得到变形字。本发明实施例中，由于预先为不 同字型特征建立了变换规则，因此，在生成变形字的过程中，只需要根据字符的字型特征选 择对应的变换规则进行变换即可，与现有技术相比，无需逐个对字符进行分析以确定出只 适用于该字符的变形规则，使得生成变形字的效率很高，尤其在面对字库中成千上万的字 符时，制作变形字的效率整体上可成倍提高。
图1为本发明实施例中的变形字示例一；图2为本发明实施例中的变形字示例二 ；图3为本发明实施例中的变形字示例三；图4为本发明实施例中的变形字示例四；图5为本发明实施例中的变形字示例五；图6为本发明实施例中的变形字示例六；图7为本发明实施例中的变形字示例七；图8为本发明实施例中生成变形字的方法流程9为本发明实施例中生成变形字的装置示意图。
具体实施例方式
针对现有技术生成变形字时需要对该字符进行分析以确定针对该变形字的变形 规则而导致的效率低的问题，本发明实施例对众多字符进行分析，预先建立与不同字型特 征对应的变换规则。在生成变形字的过程中，根据字符的字型特征，首先确定该字符的特征 变换区域，然后根据预先建立的与该字符的字型特征对应的变换规则，对该字符的特征变 换区域进行变换，从而得到变形字。 下面结合说明书附图对本发明实施例的主要实现原理、具体实施过程及其对应能 够达到的有益效果进行详细的阐述 本发明实施例中，首先对字符的字型特征进行归纳，并针对不同字型特征建立与 不同字型特征分别对应的变换规则，该变换规则用于生成变形字。具体地，为不同字型特征 建立变换规则的过程如下
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将变换规则按照字符的字型特征分为两大类， 一类是针对独体字型的变换规则； 另一类是针对组合字型的变换规则。( — )针对独体字型的变换规则主要包括改变字符中特定笔画的长度或/和角
度，具体地，又将针对独体字型的变换规则根据特定笔画的不同分为如下几类 (1)对于字符中"横笔画"明显的字型特征，例如，"果"、"关"等，可以选定其特定
笔画为"横笔画"，相应地，与该字型特征对应的变换规则包括 改变字符中"横笔画"的长度。 如图1左边的"果"字，利用"果"字中横笔画明显的字型特征，为该字型特征建立 的变换规则中可以包括增加横笔画的长度。根据该规则变换后的变形字如图l右边所示。
(2)对于字符中"竖笔画"明显的字型特征，例如，"甲"等，可以选定其特定笔画为 "竖笔画"，相应地，与该字型特征对应的变换规则包括
改变字符中"竖笔画"的长度。 如图2左边的"川"字，利用"川"字中间的竖笔画明显的字型特征，为该字型特征 建立的变换规则可以包括增加竖笔画的长度。根据该规则变换后的变形字如图3右边所 示。
(3)对于字符中"钩笔画"明显的字型特征，例如，"农"、"成"等，可以选定其特定 笔画为"钩笔画"，相应地，与该字型特征对应的变换规则包括
改变字符中"钩笔画"的角度。 如图3左边的"农"字，利用"农"字中钩笔画明显的字型特征，为该字型特征建立 的变换规则中可以包括增加钩笔画的角度。根据该规则变换后的变形字如图3右边所示。
( 二 )针对组合字型的变换规则主要包括改变组成字符的至少两个独体字之间 的距离；或，改变组成字符的特定独体字中的特定笔画。 (1)根据组成字符的独体字之间的结构关系的字型特征，改变组成字符的至少两 个独体字之间的距离，具体如下 如图4左边的"和"字，利用"和"字中的独体字"禾"和独体字"口"的左右结构关 系的字型特征，为该字型特征建立的变换规则中可以包括增加组成该字符的左右结构关 系的独体字之间的距离。根据该规则变换后的变形字如图4右边所示。 如图5左边的"员"字，利用"员"字中的独体字"口 "和独体字"贝"的上下结构关 系的字型特征，为该字型特征建立的变换规则中可以包括增加组成该字符的上下结构关 系的独体字之间的距离。根据该规则变换后的变形字如图5右边所示。 如图6左边的"药"字，利用"药"字中独体字"^"和独体字"约"的上下结构关系 的字型特征，为该字符建立的变换规则中可以包括增加组成该字符的上下结构关系的独 体字之间的距离；进一步地，利用"药"字中独体字"乡"和独体字"勺"的左右结构关系的 字型特征，为该字符建立的变换规则中还可以包括增加组成该字符的左右结构关系的独 体字之间的距离。其中，这两个规则没有先后执行顺序，根据这两个规则变换后的变形字如 图6右边所示。 还可以根据组成字符的独体字之间的其它结构关系的字型特征，对字符进行变 形，此处不一一列举。
(2)改变组成字符的特定独体字中的特定笔画的规则，与上述针对独体字型的变换规则中描述的基本原理一致，此处不再详细描述。 进一步地，针对组合字型的字型特征，其变换规则还可以包括改变组成字符的至
少两个独体字之间的距离，并改变组成字符的特定独体字中的特定笔画。 如图7左边的"草"字，利用"草"字中独体字"^"和独体字"早"的上下结构关系
的字型特征，该字型特征对应的变换规则中可以包括增加组成该字符的上下结构关系的
独体字之间的距离；进一步地，利用"草"字的的横笔画明显的字型特征，该字型特征
对应的变换规则还可以包括增长横笔画的长度。其中，这两个规则没有先后执行顺序，根
据这两个规则变换后的变形字如图7右边所示。 基于上述过程为不同字型特征建立好变换规则后，本发明实施例在对二值化图像 中的文本生成变形字时，如图8所示，包括如下步骤 步骤801、根据待变形字符所属的字型特征类别，确定该待变形字符的字型特征。
该步骤中，预先建立不同字型特征的类别，并将字符归入一个或多个字型特征类 别中。其中，字符的字型特征包括独体字型、组合字型；其中，组合字型中又包括左右结 构、上下结构、包围结构以及框架结构等字型特征；独体字型中又包括横笔画、竖笔画、钩 笔画等字型特征。
步骤802、根据待变形字符的字型特征，确定该字符的特征变换区域。
基于不同的字型特征，对应的特征变化区域也有所不同，具体地 当字符的字型特征为独体字型时，其对应的特征变换区域可以为该字符中的特
定笔画，该笔画为在字符中比较明显的笔画，例如，"果"字中间的一横； 当字符的字型特征为组合字型时，其对应的特征变换区域可以为组成该字符的 至少两个独体字，例如，组成"和"字的独体字"禾"和独体字"口";或/和，组成该字符的特 定独体字中的特定笔画，例如，组成"草"字的独体字中间的横笔画。
步骤803、根据待变形字符的字型特征，获取与该字型特征对应的变换规则。
该步骤中，可以从预先建立的变换规则中获取与该字符的字型特征对应的一个或 多个变换规则。例如，"药"字，根据其字型特征获取的变换规则包括增加组成该字符的上 下结构关系的独体字之间的距离(即"药"字中独体字"^"和独体字"约"的距离)，或/ 和，增加组成该字符的左右结构关系的独体字之间的距离(即增加"药"字中独体字"乡"和 独体字"勺"的距离)。 步骤804、根据对该待变形字符预设的处理算法，从系统字库信息中获取该与该处 理算法对应的字型信息。 该步骤中，可以预先规定对字符变形时采用的处理算法，例如，图型处理算法或图
像处理算法。若规定对字符变形时采用图型处理算法，则从系统字库信息中获取到的与该
处理算法对应的字型信息包括字体字型信息；若规定对字符变形时采用图像处理算法，
则从系统字库信息中获取到的与该处理算法对应的字型信息包括字体图像信息。 步骤805、根据获取到的字型信息采用预设的处理算法对该字符的特征变换区域
进行变换。 该步骤中，根据获取到的字体字型信息采用图型处理算法对字符的特征变换区域 进行变换，主要是将字符作为图型信息来处理，即对字符图型的曲线进行拉伸、縮减等处 理。该图型处理算法可以根据需要灵活设定，例如可以为贝塞尔曲线控制算法，即在对字符
7变形时修改贝塞尔曲线的控制点，从而得到变形字； 根据获取到的字体图像信息采用图像处理算法对字符的特征变换区域进行变换， 主要是将字符作为图像信息来处理，对字符图像的像素进行补充、去除，或对图像区域的拉 伸、旋转等处理。该图像处理算法可以根据需要灵活设定，例如可以为图像临域的扩张和收 縮等算法，例如，要对字符中的笔划伸长，则在原始笔划的图像两端进行像素点的扩张，从 而得到相应的变形字。 根据上述过程可以将二值文本图像中的字符制作变形字，以嵌入数字水印信息。 为了方便使用，也可以根据本实施例提供的方法预先制作变形字字库，在对二值文本图像 嵌入数字水印时，直接调用变形字字库中的字符替换二值文本图像中的相应字符即可，从 而可以快递地完成数字水印信息的嵌入。 为了避免对字符的改变过多，以使得到的变形字更加美观，本发明一个实施例中， 对上述过程中为不同字型特征建立的变换规则进行了补充，具体地，在改变字符中特定笔 画的长度或/和角度的变形规则中，对笔画的长度或/和角度的改变量进行了限定，即对笔 画的长度或/和角度的改变量不超过设定阈值；在改变组成字符的至少两个独体字之间的 距离的变形规则中对距离的改变量进行了限定，即对独体字之间的距离的改变量不超过设 定阈值。 相应地，在对字符进行变形的过程中，需要根据该补充规则对字符的改变量进行 控制，使对字符的改变量不超过补充规则中限定的阈值。例如，"和"字对应的变换规则为 增加"禾"和"口 "之间的距离，距离改变量的阈值为5个像素点，则根据该规则对"和"字 变换后，"禾"和"口"之间的距离在原来的基础上增加了N(N小于等于5)个像素点。其中， "禾"和"口 "之间的距离指这两个独体字的重心之间的距离。 与上述流程对应，本发明实施例还提供了一种变形字的生成装置，如图9所示，该 装置包括 变换规则建立单元l，用于建立与不同字型特征对应的变换规则； 变换区域确定单元2，用于根据字符的字型特征，确定所述字符的特征变换区域； 变换单元3，用于根据变换规则建立单元1建立的与字符的字型特征对应的变换
规则，对变换区域确定单元2确定出的特征变换区域进行变换。 —个实施例中，上述变换区域确定单元2具体用于 当字符的字型特征为独体字型时，确定该字符中的特定笔画为该字符的特征变换 区域； 当字符的字型特征为组合字型时，确定组成该字符的至少两个独体字为该字符的 特征变换区域，或/和，确定组成该字符的特定独体字中的特定笔画为该字符的特征变换 区域。 —个实施例中，当字符的字型特征为独体字型时，上述变换规则建立单元1建立 的与字符的字型特征对应的变换规则包括改变字符中特定笔画的长度或/和角度；
当字符的字型特征为组合字型时，上述变换规则建立单元1建立的与字符的字型 特征对应的变换规则包括改变组成字符的至少两个独体字之间的距离；或/和，改变组成 字符的特定独体字中特定笔画的长度或/和角度。 —个实施例中，若变换规则中包括改变笔画的长度或/和角度，则变换规则建立
8单元1建立的变换规则还包括对笔画的长度或/和角度的改变量不超过设定阈值；
若变换规则包括改变独体字之间的距离，则变换规则建立单元1建立的变换规则 还包括对独体字之间的距离的改变量不超过设定阈值。
—个实施例中，上述变换单元具体用于 根据对所述字符预设的处理算法，从系统字库中获取与预设的处理算法对应的字 型信息，并根据获取到的字型信息采用预设的处理算法对变换区域确定单元2确定出的特 征变换区域进行变换。 通过上述技术方案，本发明实施例能够根据字符的字型特征，确定出该字符的特 征变换区域，进而根据预先建立的与该字符的字型特征对应的一个或多个变换规则，对确 定出的该字符的特征变换区域进行变换，从而得到变形字。本发明实施例中，由于预先为不 同字型特征建立了变换规则，因此，在生成变形字的过程中，只需要根据字符的字型特征选 择对应的变换规则进行变换即可，与现有技术相比，无需逐个对字符进行分析以确定出只 适用于该字符的变形规则，使得生成变形字的效率很高，尤其在面对字库中成千上万的字 符时，制作变形字的效率整体上可成倍提高。 进一步地，本发明实施例中，生成的变形字是对组成字符的独体字之间距离的改 变或对字符中特定笔画长度或角度的改变，打印、扫描等污染造成的个别像素点的增加或 减少对变形字的响应很小，因此，根据本发明实施例提供的方法生成的变形字具有很好的
鲁棒性。 进一步地，本发明实施例中，在变换规则中限定了对字符的改变量，有效地控制了 对变形字改变过多的情况，从而使得到的变形字更加美观，且不易被人眼察觉。
可以看到，由于字符固有的字型特征，根据本发明实施例提供的技术能够对大多 数字符做出变形字，且满足变形字易于检测，人眼不易察觉的效果。变形字生成过程简便可 靠，准确率高，可用于大多数使用变形字进行文本数字水印嵌入的场合。 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
一种变形字的生成方法，其特征在于，包括根据字符的字型特征，确定所述字符的特征变换区域；根据预先建立的与所述字符的字型特征对应的变换规则，对确定出的所述特征变换区域进行变换。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述字符的字型特征为独体字型时，所述 字符的特征变换区域，包括所述字符中的特定笔画；当所述字符的字型特征为组合字型时，所述字符的特征变换区域，包括 组成所述字符的至少两个独体字；或/和，组成所述字符的特定独体字中的特定笔画。
3. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，当所述字符的字型特征为独体字型时，与所 述字符的字型特征对应的变换规则，包括改变所述字符中特定笔画的长度或/和角度；当所述字符的字型特征为组合字型时，与所述字符的字型特征对应的变换规则，包括改变组成所述字符的至少两个独体字之间的距离；或/和，改变组成所述字符的特定 独体字中特定笔画的长度或/和角度。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述变换规则包括改变笔画的长度或/和角度，则所述变换规则，还包括对所述笔画的长度或/和角度的改变量不超过设定阈值；若所述变换规则包括改变独体字之间的距离，则所述变换规则，还包括对所述独体字之间的距离的改变量不超过设定阈值。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，对确定出的所述特征变换区域进行变换，包括根据对所述字符预设的处理算法，从系统字库中获取与所述处理算法对应的字型信 息，并根据获取到的字型信息采用所述处理算法对所述特征变换区域进行变换。
6. —种变形字的生成装置，其特征在于，包括 变换规则建立单元，用于建立与不同字型特征对应的变换规则； 变换区域确定单元，用于根据字符的字型特征，确定所述字符的特征变换区域； 变换单元，用于根据所述变换规则建立单元建立的与所述字符的字型特征对应的变换规则，对所述变换区域确定单元确定出的特征变换区域进行变换。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述变换区域确定单元具体用于 当所述字符的字型特征为独体字型时，确定所述字符中的特定笔画为所述字符的特征变换区域；当所述字符的字型特征为组合字型时，确定组成所述字符的至少两个独体字为所述字 符的特征变换区域，或/和，确定组成所述字符的特定独体字中的特定笔画为所述字符的 特征变换区域。
8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述字符的字型特征为独体字型时，所述 变换规则建立单元建立的与所述字符的字型特征对应的变换规则包括改变所述字符中特 定笔画的长度或/和角度；当所述字符的字型特征为组合字型时，所述变换规则建立单元建立的与所述字符的字 型特征对应的变换规则包括改变组成所述字符的至少两个独体字之间的距离；或/和，改 变组成所述字符的特定独体字中特定笔画的长度或/和角度。
9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，若所述变换规则中包括改变笔画的长度或 /和角度，则所述变换规则建立单元建立的变换规则还包括对所述笔画的长度或/和角度 的改变量不超过设定阈值；若所述变换规则包括改变独体字之间的距离，则所述变换规则建立单元建立的变换规 则还包括对所述独体字之间的距离的改变量不超过设定阈值。
10. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述变换单元具体用于 根据对所述字符预设的处理算法，从系统字库中获取与所述处理算法对应的字型信息，并根据获取到的字型信息采用所述处理算法对所述变换区域确定单元确定出的特征变 换区域进行变换。
全文摘要
本发明公开了一种变形字的生成方法及装置，用以提高生成变形字的效率。主要技术方案包括根据字符的字型特征，确定所述字符的特征变换区域；根据预先建立的与所述字符的字型特征对应的变换规则，对确定出的所述特征变换区域进行变换。根据该技术方案提高了生成变形字的效率。
文档编号G06T11/00GK101751681SQ200810240310
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月17日 优先权日2008年12月17日
发明者于权, 吴於茜, 宋勇刚, 崔晓瑜, 康凯 申请人:北大方正集团有限公司;北京大学;北京方正电子政务信息科技有限公司