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《數(shù)字水印技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)數(shù)字水印技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望王紅旗(四川理工學(xué)院，四川自貢643000)【摘要】數(shù)字水印技術(shù)是當(dāng)前多媒體信息安全領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。從有關(guān)數(shù)字水印的基本原理出發(fā)，分析了數(shù)字水印的不同應(yīng)用領(lǐng)域，并從圖像水印、音頻水印，視頻水印的角度討論了數(shù)字水印技術(shù)的研究現(xiàn)狀，最后對敷字水印的研究方向進(jìn)行了展望?！娟P(guān)鍵詞l數(shù)字水??；算法；版權(quán)保護(hù)；信息隱藏引言隨著因特網(wǎng)的日益普及，多媒體信息交流達(dá)到了前所未有的深度和廣度，圖像、音頻、視頻等形式的多媒體數(shù)字作品紛紛在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，但作品侵權(quán)隨之也更加容易，篡改也更加方便。由十對數(shù)字信息的復(fù)制非常容易，而且所得復(fù)制品和原件幾乎完全相同，因此有惡意的個人
2、或團(tuán)體有可能在沒有得到作品所有存許可的情況下復(fù)制、修改、傳播乍r版權(quán)的內(nèi)容，甚蠆非法用作商業(yè)用途，嚴(yán)重侵犯了作者及版權(quán)所有者的利益。因而數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)和信息完整性逐漸成為迫切需要解決的‘個葦要問題。為J，自．效地解決信息安全和版權(quán)保護(hù)等問題，近年來?現(xiàn)r加解密、數(shù)字簽名、數(shù)字指紋、數(shù)字水印等多種技術(shù)。其中，數(shù)字水印作為信息隱藏技術(shù)研究領(lǐng)域的重要分支，是實現(xiàn)多媒體版權(quán)保護(hù)與信息完整性保證的有效方法，目前也正成為信息領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)，在國內(nèi)外引起了人們的J“泛葦視?。1．?dāng)?shù)字水印的概念和基本原理1．1數(shù)字水印的概念數(shù)字水印(DigitalWatermark)技術(shù)是用信口．處理的方法在數(shù)
3、字化的多媒體數(shù)據(jù)中嵌人隱蔽的標(biāo)記，但不會影響原內(nèi)容的價值和使用，它不能被人的知覺系統(tǒng)覺察或注意到，只有通過專用的檢測器或閱讀器／j。能提取。其中的水印信息町以足作者的序列號、公司標(biāo)志、有特殊意義的文本等，可用來識別文件、圖像或音樂制品的來源、版本、原作者、擁有者、發(fā)行人、合法使用人對數(shù)字產(chǎn)品的擁有權(quán)。與加密技術(shù)不同，數(shù)字水印技術(shù)并不能阻止盜版活動的發(fā)生，但它可以判別對象足甭受到保護(hù)，監(jiān)視被保護(hù)數(shù)據(jù)的傳播、真?zhèn)舞b別和非法拷貝、解決版權(quán)糾紛并為法庭提供證據(jù)。1．2數(shù)字水印技術(shù)的基本原理一般數(shù)字水印的通用模型包括嵌入和檢測兩個階段。數(shù)字水印的生成階段，嵌入算法的嵌入方案的目標(biāo)是使數(shù)字水印在不可
4、見性和魯棒性之間找到一個較好的折中。檢測階段主要是設(shè)計一個相慮于嵌入過程的檢測算法。檢測的結(jié)果或是原水印(如字符串或圖標(biāo)等)，或是基r統(tǒng)計原理的檢驗結(jié)果以判斷水印存在‘j否。檢測方案的目標(biāo)足使錯判Lj漏判的概率盡量小。為了給攻擊者增加去除水印的不町預(yù)測的難度，目前大多數(shù)水印制作方案都采用密碼學(xué)中的加密體系來加強(qiáng)，在水印的嵌入，提取時采用·種密鑰，甚至幾種密鑰的聯(lián)合使用Ⅲ。水印的嵌入和檢測方法如圖1、圖2所示：圈1水印嵌入模型待墨垂璁≯待測致攉：：：：爿l1．1I／o圈2水印檢測模型2．?dāng)?shù)字水印的研究現(xiàn)狀分析關(guān)于水印嵌入和提取技術(shù)，縱觀近幾年來的相關(guān)文獻(xiàn)，從整體框架構(gòu)思到具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)，可以
5、說足西花齊放，數(shù)字水印技術(shù)的研究取得了很大的進(jìn)步，出現(xiàn)了很多水印算法。從技術(shù)實現(xiàn)的角度來看，可以把水印算法分為：空
6、．日J(rèn)域算法、變換域算法、壓縮域算法和NEC算法、生理模型算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水印算法等瞄-。本文按多媒體的分類，從圖像水印、音頻水印、視頻水印三方面對水印算法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析。2．1圖像水印根據(jù)水印實現(xiàn)的過程，圖像水印算法可分為兩類：空間域的方法和變換域的方法。前者通過直接改變原始圖像的像素值來嵌入水印，其中最典型的是最低有效位方法(LSB，leastSignificantbit)，Schyndel等將m序列嵌入原始圖像的每個像素值的最低有效位巾，選擇m序列的原因是它有較好的
7、自相關(guān)性，這有助于水印的檢測。算法的缺點(diǎn)是抗JPEG壓縮的穩(wěn)健性不強(qiáng)。wolfgang將此算法做了改進(jìn)，把m序列擴(kuò)展成二維，并應(yīng)用互相關(guān)函數(shù)改進(jìn)了檢測過程，從而提高了穩(wěn)健性。LSB方法的優(yōu)點(diǎn)足計算最小，有較大的信息隱藏量，但采用此方法實現(xiàn)的水印足脆弱的，無法經(jīng)受·些通常的信號處理操作。另一種技術(shù)稱為Patchwork算法，它足一種基于統(tǒng)計的方法。其將原始圖像分為A，B兩個子集，對兩個子集中的像素值分別增加和減少一個相同的調(diào)整量，在水印的檢測過程巾通過比較兩個子集的均值即可判斷水印的有無，該算法在檢測過程中不使用原始圖像，同時隱蔽性較好，對JPEG有損壓縮，濾波等操作具有較好的抵抗能力，但
8、這一類方法儀適用于有大量任意紋理的圖像。Luz和PANJ提出摹于矢量量化的水印算法，其主要是利用碼書分組并J
9、3碼字的標(biāo)號來隱藏水印信息，這一種較為新穎的思想。另一類水印算法是在變換域中實現(xiàn)，某些變換系數(shù)被改變嵌入水印。這類技術(shù)一般是基于常用的局部或全局的圖像變換，如離散余弦變換(DcT)、離散小波變換(DWT)、傅氏變換(FFT)、哈達(dá)弓變換、分形變換、奇異值分解等。由于靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG和視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG，ITUH．2
