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纸介质作为信息的载体从古至今被广泛应用。虽然随着新材料、新技术的开发和应用，作为数据信息记录的载体，已由最初的纸介质载体发展到磁、光介质及存储器等。但是，在很多应用领域纸介质作为信息的载体仍具有广泛的无可替代的作用。然而随着高分辨率激光打/复印机、扫描仪和电荷耦合器件的发明和商业化应用，纸介质的信息安全受到了威胁，如：机密信息、证明材料、票据等被非法打印、复制、篡改，货币、有价证券被伪造等等，给个人、企业及国家造成了巨大损失，因此如何解决纸介质载体的信息安全问题成为最被关注的研究课题之一。
本文是基于印刷网屏和编码理论，研究了一种在纸介质上进行信息记录和信息隐藏的形态网屏编码技术。为进一步提高纪录信息的安全性，提出了一种基于魔方变换的置乱加密算法。研究了在低对比度、不均匀灰度下的扫描图像的预处理，提出了一种基于人眼视觉特性的图像分割方法。设计和开发了一种利用普通打印机就可以实现防复印、防篡改的防伪方法和软件系统。考虑到不同型号打印机的打印质量的差别，提出和研发了用于自动调整打印质量和效果的方法和软件。研发了用于机密信息全封闭安全保密系统的终端样机和保险单据信息安全系统等。该研究对于解决纸介质信息安全问题具有重要意义。本论文的主要研究内容和创新性成果如下：
1.在印刷网屏理论的基础上，提出了一种新的用于在纸介质上进行信息记录和信息隐藏的方法-形态网屏编码。这种编码结合印刷网屏点阵的形态或数目的变化来表示信息。形态网屏编码不占据特定的几何空间，不影响正常打印内容的识读，并且给出了形态网屏编码的编码规则和码图结构。该成果提出了一种解决纸介质信息安全的新技术。
2.置乱加密就是将数据按照一定的运算规则进行置乱处理，使数据失去原有的特征，然后再将其加密到载体信息中，这样就使得加密数据更安全。本文提出一种基于魔方变换的数字图象加密置乱算法，该算法突破了传统的不改变图像像素值，仅通过重新排列图像像素点的位置实现图像置乱加密的方法，在三维空间上实现了对图像数据的置乱加密。提出了一种密钥与魔方变换的相对应的法则，进而使得该加密算法的加密密钥不受类型、大小限制，具有密钥空间大的特点。仿真结果表明该算法具有很好的加密解密结果。
3.提出一种新的基于人眼视觉模型的自适应阈值选取方法。该技术主要基于人眼视觉的视敏感曲线和多尺度特性，结合OTSU和模糊隶属度方法分别实现不同灰度特性区域的图像分割。该方法的优点是有效的消除了不均匀照明的影响，在更大程度上保留了目标的特征信息。与传统算法对比试验结果表明了该方法的有效性。
4.本文提出一种基于视觉特性的网屏防伪方法。其特点是通过控制网屏点阵的数学形态变化，将警告性图案（文字）隐藏在背景底纹中，利用人眼视觉和复印机复印特性的差异制作出视觉不可见，但一经复印机复印，隐藏的警告信息即可浮现的防伪水印。可设计不同数学形态的网屏点阵编码将证件上的证明信息埋入到背景中，该证件通过扫描和识别后，提取证件中埋入的信息，通过与证件上的明文信息的比对来验证真伪。考虑到不同型号打印机的打印质量的差别，提出和研发了用于自动调整打印质量效果的自动网屏的方法和以及开发了相应的软件系统。
5.本文设计和研发了网屏证书防伪软件系统、安全保密终端机样机和保险单据信息安全系统等，并且进入实用阶段，运行结果表明系统具有较好的防伪和信息保密性能。