电子商务的发展使得文本图像应用广泛。打印和扫描是文本图像传播的重要途径,同时也是文本图像信息泄露和被盗用的常见方式。文本图像水印技术将代表版权的信息隐藏于文本图像中,当有版权冲突时,通过提取水印来验证版权,为文本图像版权认证提供了一种有效的解决方法。水印算法通常用不可见性和鲁棒性来衡量,两者相互制约。优秀的水印算法应当在鲁棒性和不可见性中取得平衡,在保证水印不可见性的同时,尽力提高水印鲁棒性。抗打印扫描的文本图像水印方法可以分为变换域方法、空间域方法和双域结合方法。变换域方法在嵌入水印过程后要将文本处理为只有黑白二值的文本图像,在这个过程中水印容易丢失,该方法不适用于二值文本图像。空间域方法通过直接修改文本像素嵌入水印,使得该方法的鲁棒性较低。双域结合方法结合变换域和空间域方法嵌入水印,既可用于二值文本图像,又具有不错的鲁棒性。当前的双域结合方法多采用单次嵌入水印的方法,水印提取时误码率高。其次,像素翻转策略是空间域方法中平衡水印不可见性和鲁棒性的重要技术,分为单像素翻转策略(Single Pixel Flip Strategy,SPFS)和单轮廓翻转策略(Single Contour Flip Strategy,SCFS)。单像素翻转策略翻转像素后容易引起人眼察觉,单轮廓翻转策略容易导致嵌入错误水印。以上两点使得双域结合方法的水印鲁棒性有待提高。针对以上分析,本文提出一种新的双域结合文本图像水印算法,在保证水印视觉不可见的前提下,提高水印对打印扫描攻击的抵抗能力,本文的创新工作如下:(1)提出一种水印预处理压缩方法。在嵌入水印前使用跳白块编码压缩水印图像,使得在文本图像总嵌入容量一定的情况下,动态地多次嵌入水印。降低单次嵌入水印的误码率,提高水印的鲁棒性。(2)提出多轮廓翻转策略(Multi Contour Flip Strategy,MCFS)。将文本中连通分量(所有像素点都连通的区域)内所有轮廓当作可修改对象,逐个修改各轮廓,根据新旧轮廓的差异选择可翻转像素。根据修改轮廓嵌入水印不可见性高,同时降低单轮廓翻转策略嵌入错误水印的可能性,进一步提高水印鲁棒性。(3)提出一种优化的双域结合的文本图像水印嵌入及提取算法。通过文本图像连通分量的打印扫描不变量(Print and Scan Invariant,PSI)嵌入水印:根据水印信息修改打印扫描不变量构造的特征矩阵的离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)系数,逆变换得到嵌入水印的打印扫描不变量;然后使用多轮廓翻转策略修改连通分量的像素,使得连通分量的打印扫描不变量变为嵌入水印的打印扫描不变量,达到在文本图像中嵌入水印的目的。算法基于文本图像在打印扫描过程中保持不变的量设计,并且结合离散余弦变换和多轮廓像素翻转策略嵌入水印,提高水印对打印扫描攻击的抵抗能力。实验结果表明,本文算法水印的不可见性分别在PSI+SPFS、PSI+SPFS+DCT和PSI+SCFS的基础上提高了8.81%、5.16%和0.03%,鲁棒性分别在PSI+SPFS、PSI+SPFS+DCT和PSI+SCFS的基础上提高了49.82%、17.3%和23.31%。本文算法在保证文本图像水印不可见的前提下,有效提高了水印对打印扫描攻击的抵抗能力。此外,本文算法水印能抵抗合理范围内的旋转、压缩、噪声等攻击。