2015届毕业设计过程资料(仅供内容参考,切勿外传)
2014届
本科毕业设计（论文）资料
第二部分 过程管理资料
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过程管理资料目录
一、毕业设计（论文）课题任务书 (1)
二、毕业设计（论文）开题报告 (3)
三、毕业设计（论文）中期报告 (9)
四、毕业设计（论文）指导教师评阅表 (10)
五、毕业设计（论文）评阅教师评阅表 (11)
六、毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 (12)
毕业设计（论文）课题任务书
学院(部)：包装与材料工程学院
学号10404100132 姓名朱志勇班级印刷101 指导教师钟云飞课题名称分形莫尔纹防伪中的图像融合技术研究
内容及任务1、内容：
①分析分形和莫尔纹防伪的特点，说明将两种防伪技术融合可以产生一种
新的高性能防伪技术；
②由于在莫尔纹防伪中潜像的边缘易产生明显的接缝，影响防伪效果，利
用图像融合技术，设计融合算法，使潜像实现无缝嵌入；
③通过改变不同的潜像嵌入参数，对潜像的融合及防伪识别效果进行评价。
2、任务：
①查阅与分形、莫尔纹防伪和图像融合相关的文献资料，细心整理研读；
②设计图像融合算法，并在matlab中输出融合效果图；
③依据课题要求，确定论文主要内容并构建论文框架；
④完成毕业论文和毕业答辩。
拟达
到的要求或技术指标①搜集分形、莫尔纹防伪、图像融合相关的文献资料；
②设计图像融合算法，使潜像达到无缝嵌入效果；
③对整个图像融合过程进行分析总结；
④论文：字数不少10000字，论文结构合理、逻辑性强并具有一定创新性；
⑤完成毕业论文答辩。
进度安排
起止日期工作内容
2013-10-22 —2013-11-08 选题，下发课题任务书
2013-11-09 —2013-12-20 查阅相关资料，完成开题报告
2014-02-17 —2014-03-14 毕业实习
2014-03-17 —2014-05-16 上机设计算法，评价融合效果图
2014-04-21 —2014-04-25 初步拟定论文构架，交中期报告
2014-05-19 —2014-05-23 论文送审（格式审查、论文评审、诚信检测）2014-05-27 —2014-05-29 毕业答辩
2014-06-01 —2014-06-04 资料整理、论文装订
主要参考资料[1]惠红梅．分形-艺术之美[J]．科技信息，2010,25:137-138．
[2]谢侍棋，韩啸，成刚虎．混合加网技术研究[J]．中国印刷与包装研究，2010,
2(1):25-28．
[3]石潇文，赵秀萍．莫尔效应在防伪印刷中的应用研究[J]．包装工程，2010，
31(23):99-101．
[4]刘真，任乐义．基于加网复制的光栅防伪技术研究[J]．中国印刷与包装研究，
2010,2(S1):153-156．
[5]冯宇平．图像快速配准与自动拼接技术研究[D]．长春：长春光学精密机械与
物理研究所，2010:78-79．
[6]王春华．图像融合研究综述[J]．科技创新导报，201l,13:11-13．
[7]陈煜．图像融合技术及其应用研究[D]．南京：南京航空航天大学，2004:49-50．
[8]张建勋，牛文宾，张凯文．一种改进的基于小波变换的图像融合算法[J]．重
庆理工大学学报(自然科学版)，2012,26(1):61-65．
[9]O.Sims, J.Irvine. “An FPGA implem entation of pattern-selective pyramidal
imagefusion" [J]. IEEE Proceedings of FPL, 2006, 13(2):1-4.
[10]M ichael Calonder. BRIEF: Computing a Local Binary Descriptor Very Fast [J].
IEEE Tranactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2009, 78(4): 917-925.
系/ 教
研室意见签名：
年月日
院
主
管
领
导
意
见
签名：
年月日
湖南工业大学
毕业设计（论文）开题报告
（2014届）
学院（部）：包装与材料工程学院
专业：印刷工程
学生姓名：朱志勇
班级：印刷101 学号：10404100132 指导教师姓名：钟云飞职称：副教授
2013年12 月6 日
题目：分形莫尔纹防伪中的图像融合技术研究
1. 结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述
据有关统计资料显示，全球每年假冒商品价值高达5000亿欧元，相当于世界贸易总额的7%，伪造假冒已经与艾滋病、贩毒吸毒、环境污染并列为世界四大公害。全世界的伪造假冒类违法犯罪活动几乎与科学技术的进步、金融贸易的发展同步进行。防伪技术作为重要的技术监督手段之一，可以识别真假、揭露伪造假冒类犯罪活动，净化市场、保护消费者权利、为市场经济保驾护航。因此，研究更安全、更高效的印刷防伪技术是迫切需要的。印刷防伪技术[1]是指将防伪措施通过印刷方式转移到印品上，使印刷品具有可鉴别真伪的特征。目前防伪印刷技术主要包括纸张防伪技术、油墨防伪技术、光学防伪技术、磁码防伪技术、数码网络防伪技术、条码防伪技术、印章防伪技术等。防伪印刷技术的发展必须突破材料、设计和专用技术的局限，增加高科技含量。数字图像作为印刷过程中贯穿始末的信息，是防伪信息存放的最佳载体。因此，一种结合分形与莫尔纹的防伪技术就应运而生了。它结合了分形莫尔纹原理，是一种全新的数字图像防伪技术。
惠红梅[2]提出分形图是科学与艺术结合的创造。分形图案的特点是具有自相似性，具有无穷精细的结构,对参数敏感。将变幻莫测、色彩绚烂的分形图案应用于包装设计中，不仅具有很好的艺术价值，同时具有防伪功能，为防伪工作打开一扇广阔的大门。石潇文[3]以基于莫尔效应（相位调整）的印刷防伪技术为理论基础，将简单图像和文字等信息隐藏在预复制的彩色图像中，用简单的检测片进行检测。该防伪技术应用在商品包装上，易于被消费者识别和分辨；但检测片参数与印刷图文加网参数需满足特定关系，提高了其保密性。刘真[4]提出结合光栅材料的光学折射特性和半色调图像加网技术，在加网复制中对网点进行设置实现防伪，并得出设置网点所需的算法。该防伪方法在加网复制印刷中具有较好的防伪效果，而且该方法对设备和工艺没有太高的要求，在不增加成本的情况下即可实现。由此可知，分形莫尔纹防伪技术具有良好的防伪效果和可行性。
但目前所提出的方案大多是针对潜像的识别效果，并没有对防伪母片中潜像的嵌入效果进行探讨，尤其是潜像的边缘存在明显拼接痕迹。如何对潜像边缘进行改进，使其自然、平滑，无明显嵌入痕迹，达到更好的防伪效果，实为亟待解决的一大难题。
图像融合[5]是指将2个或2个以上的传感器在同一时间（或不同时间）获取的关于某个具体场景的图像或者图像序列信息加以综合，生成一个新的关于这一场景的解释，这一解释是从单一传感器获得的信息中无法得到的。图像的融合处理通常可以在三个不同层次上进行：像素级（Pixel-level）、特征级（Feature-level）和决策级（Decision-level）。在图像融合方法的研究中，针对同一对象，由于融合方法不同会造成融合图像的效果
差异很大。因而对融合所得图像的质量进行评价就成为图像融合之后一个必不可少的步骤。就目前而言，一般采用主观评定法和客观评定法相结合的质量评价体系。主观评定法是由观察者依据某种既定的评价尺度或者依据自己积累的经验，对融合图像进行质量评判。客观评价法是根据客观指标进行评价，客观评价指标分为以下三种：基于图像本身统计特性的评价指标、基于融合图像和标准图像之间关系的评价指标、基于融合图像与源图像之间关系的评价指标。
图像融合过程可概括为输入图像、预处理(去噪、配准)、多图像融合、效果图像输出四个步骤。常见的像素级融合有很多方法，从处理域方面可以主要分为变换域和空间域两种融合方法。变换域融合法一般情况下可分为输入多幅原图、对这些原图进行正变换、融合规则处理、反变换、融合图像。常用的方法有：金字塔图像融合法、小波变换图像融合法等。空间域融合法是指在原有的图像空间中直接对图像进行融合处理,而不进行任何的空间变换。常见的空间域融合方法有：逻辑滤波器法、加权平均法、数形态法。近年来，基于梯度域的融合方法得到了研究者的广泛关注，KC.Rother[6]提出了AutoCollage复合图像融合方法，将graph-cut、Poisson融合方法组合，将输入图像之间的大缝隙成功消除，使抽象拼贴画公式化为一系列优化问题，以达到真实感融合效果。M.Johnson[7]提出了基于语义上的图像融合semantic语义的photo synthesis，该方法能够从一些图像中融合具有真实感的图像，而不仅仅是拼贴画。Micah K.Johnson[8]提出了一个新的图像融合系统，该系统用真实的场景代替CG图像中的场景，能够得到具有高度真实感的CG图像。基于梯度域的图像融合方法实质是利用图像的梯度信息进行插值运算，将源图像的梯度场进行修正，使得该梯度场与目标图像梯度场之间的差异最小化，实现融合的目的。该类方法的一般步骤是将源图像进行处理改变其原有的梯度场，然后通过一个Poisson方程的求解过程重建梯度场，以求出与目标接近的梯度。在图像融合中，运用Poisson图像编辑法[9]可以很好地实现图像之间的无缝拼接，它能依据目标图像背景色对目标景物的颜色、光照等信息对对象进行调整，使图片自然地融入背景，无明显的人工贴图痕迹，得到很好的融合效果。
综上所述，在分形与莫尔纹防伪中可以利用基于梯度的Poisson图像编辑法将防伪母板中的潜像边缘进行优化处理。
参考文献：
[1]丛文卓．常用防伪技术的分类及其评价[J]．中国防伪报道，2008,7:13-16
[2]惠红梅．分形-艺术之美[J]．科技信息，2010,25:137-138．
[3]石潇文，赵秀萍．莫尔效应在防伪印刷中的应用研究[J]．包装工程，2010，
31(23):99-101．
[4]刘真，任乐义．基于加网复制的光栅防伪技术研究[J]．中国印刷与包装研究，
2010,2(S1):153-156．
[5]王春华．图像融合研究综述[J]．科技创新导报，201l,13:11-13．
[6] C.Rother et al. AutoCoIlage[J]. ACM Trans.Graphics,2006,25(3):847-852.
[7]M.Johnson et al. Semantic Photo Synthcsis[J]. Computer Graphics Forum,
2006,25(3):407-413.
[8]Micah K.Johnson et al. CG2Real: Improving the Realism of Computer Generated
linages Using a Large Collection of Photographs[J]. IEEE Trans. Visualization and Computer Graphics,2011,17(9):1273-12852(1).
[9]马燕．水墨风格融合图像的计算机模拟[D]．北京：北京林业大学，2013:31-33．
[10]冯宇平．图像快速配准与自动拼接技术研究[D]．长春：长春光学精密机械与物理
研究所，2010:78-79．
2. 选题依据、主要研究内容、研究思路及方案
1）选题依据
印刷防伪技术是指将防伪措施通过印刷方式转移到印品上，使印刷品具有可鉴别真伪的特征。目前防伪印刷技术主要包括纸张防伪技术、油墨防伪技术、光学防伪技术、磁码防伪技术、数码网络防伪技术、条码防伪技术、印章防伪技术等。随着盗版技术的提高，防伪印刷技术必须突破材料、设计和专用技术的局限，增加高科技含量，才能提高印刷品的防伪性。数字图像作为印刷过程中贯穿始末的信息，是防伪信息存放的最佳载体。因此，一种结合分形与莫尔纹的防伪技术就应运而生了。它结合了分形莫尔纹原理，是一种全新的数字图像防伪技术。但是目前的分形莫尔纹防伪技术在潜像的嵌入方面存在不足，潜像边缘细节处理质量不高，有明显的人工痕迹。因此研究一种适合潜像与防伪母板无缝拼接的融合方法，改善潜像边缘细节，从而提高莫尔纹防伪的性能，十分具有意义。
本文提出一种基于梯度的Poisson图像编辑法对潜像进行嵌入，改善潜像边缘的细节，提高潜像嵌入的质量。Poisson方程数学原理的核心就是狄利雷边界条件的Poisson 偏微分方程。狄利克雷边界条件确定了边界区域上的未知数的拉普拉斯算子和影响域上未知函数的拉普拉斯算子，根据偏微分方程的使用原理得出Poisson 方程的基本表达
式，通过求解Poisson方程获得一个新的低动态范围图像。Poisson图像融合的实现主要包含四个主要步骤：将待处理的目标对象选择出来并进行抠图处理，将抠出来的对象首先直接复制到目标图像上，就得到直接拼接之后的效果图像，该图存在明显的人工痕迹，图像严重失真；求指导矢量场V的散度值；建立Poisson方程，同时求出该方程的解向量。Poisson图像编辑法中，图像若为灰度图，则图像的颜色即其灰度值，可以直接求解Poisson方程即可。若图像为彩色图像，可以将三个颜色通道R、G、B分别计算其Poisson方程的解向量，然后将得到的结果综合，得到最终的结果；拉普拉斯插值。该方法不仅可以用于高动态范围图像的压缩，而且还能有效消除人工痕迹，例如，光晕效果，梯度逆转现象，或者对比度下降等。同时图像的颜色也过渡更自然。由此可知，利用基于梯度的Poisson图像编辑法可以消除在分形莫尔纹防伪中潜像边缘的人工痕迹，提高防伪性能。
2）主要研究内容
(1)了解分形特点和工艺参数，同时分析莫尔纹防伪的原理与实现流程；
(2)对图像融合理论和算法进行分析，并结合防伪母板图像的特点，选择适合的图像融合方法；
(3)根据融合方法设计出算法实现防伪母板中的潜像进行融合；
(4)采用主观评定法和客观评定法相结合的质量评价体系对融合的图像进行评价。3）研究思路及方案
由于目前分形莫尔纹防伪技术在制作防伪母板的过程中，嵌入的潜像边缘存在明显的人工痕迹，影响防伪效果。本文提出一种基于梯度的Poisson图像编辑法消除潜像边缘的人工痕迹。具体研究思路及方案如下：
(1)对图像融合的理论和方法进行分析，了解不同的融合方法的特点及应用范围；
(2)分形莫尔纹防伪中防伪母板图像为加网后的图像，在融合过程中只需对边界进行融合。基于以上特点选择融合效果最佳的方法，并设计出算法实现潜像与防伪母板的融合；
(3)采用主观评定法和客观评定法相结合的质量评价体系对融合的图像进行评价。其中客观评价指标主要选择平均梯度值来反应图像微小细节的方差。通过计算融合前后图像的平均梯度值和主观视觉效果来判断融合效果；
(4)最后根据评价结果得出结论。
3. 工作进度及具体安排
起止日期工作内容
2013-10-22 —2013-11-08 选题，下发课题任务书
2013-11-09 —2013-12-20 查阅相关资料，完成开题报告
2014-02-17 —2014-03-14 毕业实习
2014-03-17 —2014-05-16 上机设计算法，评价融合效果图
2014-04-21 —2014-04-25 初步拟定论文构架，交中期报告
2014-05-19 —2014-05-23 论文送审（格式审查、论文评审、诚信
检测）
2014-05-27 —2014-05-29 毕业答辩
2014-06-01 —2014-06-04 资料整理、论文装订
2013-10-22 —2013-11-08 选题，下发课题任务书
4. 指导教师意见
指导教师（签字）：
年月日
毕业设计（论文）中期报告
学院（部）：包装与材料工程学院
学号10404100132 姓名朱志勇班级印刷101 指导教师钟云飞课题名称分形莫尔纹防伪中的图像融合技术研究
课题主要任务：
①查阅与分形、莫尔纹防伪和印刷半色调相关的文献资料，细心整理研读；
②分析印刷不同加网算法的原理与特点；
③通过改变阈值矩阵的方法进行莫尔纹潜像的嵌入；
④根据人眼视觉低滤通性特点，对潜像边缘进行扩散，达到融合效果；
⑤评价改进后潜像嵌入和识别效果。
1. 简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果
①查阅了关于分形、莫尔纹防伪和印刷半色调相关的文献资料，并仔细研读；
②分析不同加网方法的原理与特点，并在matlab中进行实现；
③利用改变阈值矩阵的方法进行潜像嵌入，并能在matlab中实现。
2. 存在的具体问题
①在潜像的嵌入过程中，利用阈值矩阵法加网，网点形状不是常见形状；
②在对边缘进行扩散时，曲线两边人工痕迹改善不明显。
3. 下一步的主要研究任务，具体设想与安排
①进行阈值矩阵的改进，分析阈值矩阵的设计原理，找出适合嵌入潜像的阈值矩阵；
②对潜像效果进行评价，主要通过NMSE、PSNR进行评价；
③对识别效果进行评价，主要通过主观评价。
4. 指导教师对该生前期研究工作的评价
指导教师签名：
日期：年月日
毕业设计（论文）指导教师评阅表
学院（部）：包装与材料工程学院
学号10404100132 姓名朱志勇班级印刷101 指导教师钟云飞课题名称分形莫尔纹防伪中的图像融合技术研究
评阅项目标准满分得分
业务能力与水平有收集、综合和正确利用各种信息并获取新知识的能
力。能应用所学的基础理论与专业知识，独立分析和
解决实际问题，完成了任务书规定的任务，所得结论
具有应用或参考价值，工作中有创新意识。
30
论文质量条理清晰，结构严谨；文笔流畅，语言通顺；方法正
确，分析、论证充分；设计、计算正确，工艺可行，
设计图纸质量高，标准使用规范；专业名词术语准确。
30
规范化技术材料齐全，论文撰写符合《本科毕业设计（论文）
撰写规范》的要求。
20
外语水平英文摘要写作水平高。10
工作态度严肃认真，刻苦勤奋，善于与他人合作。10
合计：100
综合评价：
是否同意参加答辩同意按期答辩延期答辩不同意答辩指导教师签字年月日
毕业设计（论文）评阅教师评阅表
学院（部）：包装与材料工程学院
学号10404100132 姓名朱志勇班级印刷101 指导教师钟云飞课题名称分形莫尔纹防伪中的图像融合技术研究
评审项目指标满分得分选题体现专业内容；具有实际或理论意义；难易合适。10
工作量完成任务书规定的内容，工作量饱满。10
业务能力与水平有收集、综合和正确利用各种信息并获取新知识的
能力。能应用所学基础理论与专业知识，分析和解
决实际问题，完成了任务书规定的任务，所得结论
具有应用或参考价值，有创新意识。
30
论文质量条理清晰，结构严谨；文笔流畅，语言通顺；方法
正确，分析、论证充分；设计、计算正确，工艺可
行，设计图纸质量高，标准使用规范；专业名词术
语准确。
30
规范化技术材料齐全，论文撰写符合规范要求。10
外语水平英文摘要写作水平高。10
合计：100
针对论文提问：
①
②
③
是否同意参加答辩同意按期答辩延期答辩不同意答辩评阅教师签字年月日
毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表
学院（部）：包装与材料工程学院
学号10404100132 姓名朱志勇班级印刷101 指导教师钟云飞课题名称分形莫尔纹防伪中的图像融合技术研究
答辩类别公开小组延期二辩其它答辩日期月日
答辩成绩评定
评分项目分值评委1 评委2 评委3 评委4 评委5
课题介绍30
必答题40
自由提问30
小计
平均（评委多于5人时，取中间的5个分数平均）
答辩组长签字：
年月日
答辩评分要点：
1) 课题介绍：思路清晰，表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，
分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。
2) 答辩表现：思维敏捷,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题
回答准确、深入,知识面宽。
最终成绩评定
评分来源单项得分权重折算分总得分成绩等级格式审查20%
导师评阅
（含平常成绩）
30％
交叉评阅20％
答辩30％
答辩委员会主任签名：
年月日