解合影像實驗設計

本研究設計一組臺灣影像作為疊紋解合設計之原始影像，其臺灣影像由四個 代表臺灣意象之動物圖案所組合而成，分別為:臺灣黑熊、梅花鹿、臺灣彌猴及 櫻花鉤吻鮭，這四隻動物圖案即為本研究實驗之解合影像，因動物圖案本身即具 有判讀上的意義，當透過放大鏡或高精度掃描儀可以檢視其細微解合影像訊息，

可誤導偽造者以為這些解合影像即為最終圖像設計，達到防偽的功效之一。本研 究並利用解合影像陣列排列之不同疏密濃度，進而形成具階調性的圖文。接著再 將二維微透鏡陣列覆蓋其上，利用疊紋放大原理，可將細微動物解合影像合併還 原為臺灣影像輪廓，成功達到解密的防偽效果。如圖 3-3-1 為本研究之解合影像 實驗設計流程示意圖。

圖 3-3-1 以疊紋防偽技術設計具階調性之解合影像防偽研究流程圖 資料來源：研究者繪製

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壹、解合影像陣列疊紋放大實驗

本研究運用Adobe Photoshop CS5影像軟體，設計二階影像的點陣原始圖檔，

本研究以「臺灣影像」作為原始影像，由臺灣特有動物組合而成。其設計概念源 自於國立臺灣博物館建館 100 週年活動─紀念標誌設計徵選特優作品，以臺灣特 有動物組成臺灣地形圖的趣味，表達出臺灣博物館之在地特色，如圖 3-3-2 所示。

本研究經取得臺灣博物館授權，得以將其修改並應用於本研究實驗中，授權同意 書請參閱附件一。

圖 3-3-2 國立臺灣博物館建館 100 週年活動─紀念標誌設計徵選特優作品 資料來源：劉于禎設計（民 100）。

經取得臺灣博物館學術研究授權後，本研究將其中代表臺灣意象之動物圖案，

修改為「臺灣黑熊」、「梅花鹿」、「臺灣彌猴」及「櫻花鉤吻鮭」四項，更加符合 臺灣在地特色，如圖 3-3-3 所示。

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由上述疊紋方程式可計算出與微透鏡之節距間，相互干涉成像的細微影像壓 縮參數，進行解合影像陣列之排列計算，經輸出底片後，再利用節距週期微大的 微透鏡陣列工具，觀察解合影像還原的效果，可解得放大正立疊纹，驗證以疊紋 原理設計解合影像加密及解密實驗之可行性，圖 3-3-4 為解合影像陣列疊紋放大 實驗示意圖。

圖 3-3-4 解合影像陣列疊紋放大實驗示意圖 資料來源：研究者繪製

本研究選用之微透鏡陣列規格線數長 7.822 Lpi、寬 7.311 Lpi，其透鏡間距 長 3.247mm、寬 3.475mm，利用公式 3-1-1 計算，可得知其疊紋成像大小為 127mm、

單一解合影像大小為 3.36mm，圖 3-3-5 為解合影像陣列底片顯微拍攝放大圖。

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圖 3-3-5 解合影像陣列結構顯微拍攝放大圖，放大倍率 60 倍，單一解合影像尺 寸為 3.36mm。

資料來源：研究者拍攝。

接著將原始臺灣影像拆解為四種不同的動物解合影像，分別為：臺灣黑熊、

梅花鹿、臺灣獼猴及櫻花鉤吻鮭，如圖 3-3-6 所示。

(a) (b)

(c) (d)

圖 3-3-6 解合影像之動物設計圖組。(a)臺灣黑熊 (b)梅花鹿 (c)臺灣獼猴 (d)櫻花 鉤吻鮭。

資料來源：盧詩雲繪製(民 102)。

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將拆解後之相同尺寸大小之動物解合影像，轉成二階的黑白影像，再依公式 3-3-1 計算排列為解合影像陣列(如圖 3-3-7 所示)，陣列中之細微解合影像若直接 以肉眼觀察，不易辨識出影像內容，但若透過放大鏡或高精密的儀器觀察，即可 清楚看到其中的四種細微動物影像。

圖 3-3-7 動物解合影像陣列 資料來源：研究者繪製。

貮、不同疏密濃度排列之解合影像評估實驗

本實驗所設計之解合影像，可依不同疏密濃度之取樣排列方式，形成不同深 淺階調之影像結構，進而組成具階調性之圖文。本實驗設計四種不同疏密濃度排 列之解合影像陣列，將四種動物影像在 2x2 的矩陣中，依 4 取 1、4 取 2、4 取 3 及 4 取 4 完整臺灣影像之四種不同取樣方式，形成不同疏密濃度之解合影像陣列，

圖 3-3-8 為 2x2 矩陣中不同疏密濃度之解合影像排列示意圖。

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（a） （b）

（c） （d）

圖 3-3-8 在 2x2 矩陣中不同疏密濃度之解合影像排列示意圖。(a)動物解合影像 4 取 1 排列。(b)動物解合影像 4 取 2 排列。(c)動物解合影像 4 取 3 排列。(d)動 物解合影像 4 取 4 排列。

資料來源：研究者繪製。

因本研究選用的微透鏡陣列規格線數為長 7.822 Lpi、寬 7.311 Lpi，其微透 鏡間距長 3.247mm、寬 3.475mm，利用公式 3-1-1 計算，可得知其疊紋成像大小 為 127mm、單一解合影像大小約為 3.36mm，圖 3-3-9 為不同疏密濃度排列之解 合影像結構顯微拍攝放大圖，拍攝放大倍率為 60 倍。

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（a） （b）

（c） （d）

圖 3-3-9 不同疏密濃度排列之解合影像結構顯微拍攝放大圖，放大倍率 60 倍，

單一解合影像尺寸為 3.36mm。(a) 4 取 1 解合影像陣列。(b) 4 取 2 解合影像陣列。

(c) 4 取 3 解合影像陣列。(d) 4 取 4 解合影像陣列。

資料來源：研究者拍攝。

經肉眼觀察評估後，因 4 取 3 及 4 取 4 之解合影像太過接近原始臺灣影像的 整體輪廓，無法達到解密前及解密後皆具有不同判讀意義，達到誤導偽造者之防 偽效果，故僅選擇 4 取 1 及 4 取 2 之解合影像陣列作為階調性圖文設計。

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參、具階調性解合影像設計實驗

由圖 3-3-8 可知，因解合影像取樣排列方式不同，其所呈現之階調深淺亦不 同，本實驗即利用此一特性，將不同疏密度排列之解合影像組合成一肉眼可辨識 之階調性圖文，其中又因 4 取 3 及 4 取 4 排列之解合影像的原始臺灣影像過於明 顯，失去解密前後達到不同影像之防偽效果，因此僅以 4 取 1 及 4 取 2 兩種不同 疏密度排列之解合影像作為階調性圖文設計。

其製作方法首先將文字影像「師大」作為遮罩，結合 4 取 2 排列之解合影像 陣列，形成以 4 取 2 解合影像排列所組成的「師大」文字影像，其製作流程方法 如圖 3-3-10 所示。

(a) (b) (c)

圖 3-3-10 「師大」字樣解合影像遮罩製作示意圖。(a)師大字樣遮罩。(b) 4 取 2 排列之解合影像陣列。(c)4 取 2 之解合影像陣列組成之「師大」字樣。

資料來源：研究者繪製。

接著再將經黑白反轉的「師大」字樣影像，與 4 取 1 排列之解合影像陣列結 合，形成字樣中空，而背景由 4 取 1 解合影像組成之影像，如圖 3-3-11 所示。

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(a) (b) (c)

圖 3-3-11 背景解合影像製作示意圖。(a)黑白反轉之師大字樣遮罩。(b) 4 取 1 排 列之解合影像陣列。(c) 4 取 1 排列解合影像陣列組成之背景。

資料來源：研究者繪製。

最後再將圖 3-3-10 及圖 3-3-11 中製作完成的兩幅影像結合，形成一幅由不 同疏密度解合影像陣列所組成之階調性圖文，其背景為 4 取 1 排列之解合影像，

而「師大」的字樣則由 4 取 2 排列之解合影像所組成，圖 3-3-12 為具階調性之 解合影像製作示意圖，合成方程式如 3-3-3。

) (~

)

( M A M B

X    

(3-3-3)

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圖 3-3-11 具階調性之解合影像製作示意圖。

資料來源：研究者繪製。

肆、彩色解合影像設計實驗

因利用 Matlab 程式語言設計解合影像的過程中，皆需將影像轉為二階黑白 影像，但若僅只有黑白色系的階調影像略顯單調貧乏，且不利後續加值產品設計 應用，故利用 Adobe Photoshop CS5影像軟體，將上述實驗完成之「師大」影像 顏色調整為色料三原色 Yellow(黃)、Magenta(洋紅)、Cyan(青)，並以 600dpi 輸出 測試其解密還原效果，三原色之解合影像陣列設計如圖 3-3-12 所示。

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(a) (b) (c)

圖 3-3-12 色料三原色之解合影像陣列設計。(a) Yellow。(b) Magenta。(c) Cyan。

資料來源：研究者繪製。

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