基于數(shù)字水印多媒體教學(xué)課件版權(quán)保護(hù)

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1、基于數(shù)字水印多媒體教學(xué)課件版權(quán)保護(hù)摘要：本文介紹版權(quán)保護(hù)技術(shù)的概念和分類，重點(diǎn)介紹了數(shù)字水印的基本原理、嵌入過程提取和檢測過程，最后利用基于DCT變換域的數(shù)字水印算法給課件加入數(shù)字水印，實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)字版權(quán)管理功能。關(guān)鍵詞：多媒體課件；數(shù)字水印；版權(quán)保護(hù)中圖分類號：TP309.7隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益完善，多媒體課件已在現(xiàn)代課堂中擔(dān)任了重要角色。為了保護(hù)制作人的合法權(quán)益，需要利用先進(jìn)的技術(shù)對多媒體教學(xué)課件實(shí)施版權(quán)保護(hù)。1數(shù)字版權(quán)保護(hù)技術(shù)數(shù)字版權(quán)保護(hù)(”DigitalRightsManagementv,簡稱DRM)是用來保護(hù)數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)的一種技術(shù)手段。根據(jù)

2、保護(hù)對象的不同，主要可以分為兩類：一類是多媒體保護(hù)，如加密電影、音樂、音視頻或流媒體文件；另外一類是加密文檔，如DOC、XLS、PPT和PDF等。事實(shí)上，一切形式上的數(shù)字化內(nèi)容由于都有可能被非法復(fù)制和傳播，比如商業(yè)化的操作系統(tǒng)軟件、辦公軟件、數(shù)據(jù)庫軟件，軟件開發(fā)工具、文檔和圖紙等都有數(shù)字版權(quán)保護(hù)的必要。DRM主要是以一定的計(jì)算方法，從技術(shù)上鎖定和限制數(shù)字內(nèi)容及其分發(fā)途徑，從而防止數(shù)字產(chǎn)品被無授權(quán)的復(fù)制。常用的技術(shù)主要有數(shù)字水印、數(shù)據(jù)加密、數(shù)字簽名和數(shù)字指紋等。2數(shù)字水印概述數(shù)字水印通常是把某些不可見標(biāo)志數(shù)據(jù)嵌入到數(shù)字內(nèi)容中作為水印，使得水印在數(shù)字內(nèi)容中不可感知和足夠

3、安全，只有通過專用的檢測工具才能提取。為了保證數(shù)字內(nèi)容失真而不被人的視覺或聽覺察覺到，必須應(yīng)用某種顯性或者隱性的感知準(zhǔn)則。數(shù)字水印算法要結(jié)合加密方法以提供其安全性，這些加密方法由數(shù)字標(biāo)識(shí)、隨機(jī)數(shù)字序列、文本和圖像等多種模型構(gòu)成。一般而言，數(shù)字水印算法包括數(shù)字水印嵌入和數(shù)字水印提取兩個(gè)過程。其中數(shù)字水印嵌入過程如圖1所示:圖1數(shù)字水印嵌入過程數(shù)字水印嵌入算法可以分為兩大類：空間域算法和變換域算法。在這些算法中,最低有效位算法是由L.F.Turner和R.G.vanSchyndel等人提出的，是國際上最早的提出數(shù)字水印算法，它可以隱藏較多的信息，是一種典型的空間域算法，

4、但如果遭到各種攻擊后，水印容易被移去。Patchwor這種數(shù)字水印算法是由麻省理工大學(xué)(MassachusettsInstituteofTechnology,MIT)多媒體實(shí)驗(yàn)室WalterBander等人提出的，目前主要用于打印票據(jù)的防偽。其缺點(diǎn)在于只能隱藏較少的數(shù)據(jù)量，抗攻擊能力較弱，敏感于仿射變換。而目前研究最多的算法是基于DCT(DiscreteCosineTransform,DCT)的頻域水印算法，它可以與MPEG、JPEG等壓縮標(biāo)準(zhǔn)的核心算法相結(jié)合，能較好的抵抗有損壓縮，具有魯棒性強(qiáng)、隱蔽性好等特點(diǎn)。數(shù)字水印的提取和檢測過程如圖2所示：圖2數(shù)字水印的提取

5、與檢測過程頻域法檢測水印的原理是將原始信號與待檢測信號同時(shí)進(jìn)行變換域變換，比較兩者的區(qū)別，進(jìn)行嵌入水印的逆運(yùn)算，得出水印信息。如果是可讀的水印，那么就此結(jié)束，如果是不可讀水印，如高斯噪聲，就將得出的水印與已知水印作比較，由相關(guān)性判斷，待檢測信號含不含水印，故水印的檢測有兩個(gè)結(jié)束點(diǎn)。3數(shù)字水印技術(shù)在多媒體課件版權(quán)保護(hù)中的應(yīng)用3.1基于DCT變換域的數(shù)字水印算法設(shè)計(jì)本文采用基于DCT變換域水印嵌入技術(shù)實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)，具體實(shí)現(xiàn)過程是：先將表示載體圖像數(shù)據(jù)的矩陣進(jìn)行DCT變換，得到相應(yīng)的DCT系統(tǒng)矩陣，選擇待嵌入水印的系數(shù)，由于DCT系數(shù)反映了圖像的能量，從而實(shí)現(xiàn)嵌入水印的目

6、的，然后再進(jìn)行反DCT變換，取整即可得到嵌入水印后的載體圖像。其中水印嵌入過程為：設(shè)原始圖像I大小為MXN,水印圖像J大小為PXQ,其中M、N分別是P、Q的偶數(shù)倍。要將水印圖像J加載到原始圖像I中，算法如下：Stepl分塊:將I分解為(M/8)X(N/8)個(gè)8X8大小的方塊BI(m,n)；亦將J分解為(M/8)X(N/8)個(gè)(8?P)/MX(8?Q)/N大小的方塊BJ(m,n),其中l(wèi)WmWM/8,lWnWN/8。Step2DCT變換：對每一個(gè)BI(m,n)實(shí)施DCT變換，即有DBI'(m,n)=DCT(BI(m,n))oStep3加載水?。簩γ恳粋€(gè)DBI'(m,n

7、)和BJ(m,n),xi為從DBI'(m,n)的中頻選出的加載的位置，lWiW(8?P)/MX(8?Q)/N,ri為水印BJ(m,n)的位置坐標(biāo)，lWiW(8?P)/MX(8?Q)/NoDBI”(m,n)(xi)=cXBJ(m,n)(ri),其中c是加權(quán)系數(shù)，用DBI”(m,n)(xi)來代替DBI'(m,n)(xi)得到加載水印后的圖像DBI”(m,n)oStep4逆DCT變換?對每一個(gè)DBI”(m,n)進(jìn)行逆DCT變換，即IDBI(m,n)=IDCT(DBI”(m,n))o并將各方塊IDBI(m,n)合并為一個(gè)整圖CI',就得到加載了水印的新圖像TI。數(shù)字水