1概述

數字水印技術

  數字水印技術

數字水印(Digital Watermarking)技術是將一些標識信息(即數字水印)直接嵌入數字載體(包括多媒體、文檔、軟體等)當中,但不影響原載體的使用價值,也不容易被人的知覺系統(如視覺或聽覺系統)覺察或注意到。通過這些隱藏在載體中的信息,可以達到確認內容創建者、購買者、傳送隱秘信息或者判斷載體是否被篡改等目的。數字水印是信息隱藏技術的一個重要研究方向。

2特點

作為數字水印技術基本上具有下面幾個方面的特點:
----安全性:數字水印的信息應是安全的,難以篡改或偽造,同時,應當有較低的誤檢測率,當原內容發生變化時,數字水印應當發生變化,從而可以檢測原始數據的變更;當然數字水印同樣對重複添加有很強的抵抗性
----隱蔽性:數字水印應是不可知覺的,而且應不影響被保護數據的正常使用;不會降質;
----魯棒性:是指在經歷多種無意或有意的信號處理過程后,數字水印仍能保持部分完整性並能被準確鑒別。可能的信號處理過程包括通道雜訊、濾波、數/模與模/數轉換、重採樣、剪切、位移、尺度變化以及有損壓縮編碼等。主要用於版權保護的數字水印易損水印(Fragile Watermarking),主要用於完整性保護,這種水印同樣是在內容數據中嵌入不可見的信息。當內容發生改變時,這些水印信息會發生相應的改變,從而可以鑒定原始數據是否被篡改。
----水印容量:是指載體在不發生形變的前提下可嵌入的水印信息量。嵌入的水印信息必須足以表示多媒體內容的創建者或所有者的標誌信息,或購買者的序列號,這樣有利於解決版權糾紛,保護數字產權合法擁有者的利益。尤其是隱蔽通信領域的特殊性,對水印的容量需求很大。

3核心技術

1、基於小波演算法的數字水印生成與隱藏演算法:採用小波演算法,將數字圖像的空間域數據通過離散小波變換(DWT)轉換為相應的小波域係數,並根據待隱藏的信息類型,對其進行適當的編碼和變形,再根據隱藏信息量的大小和相應的安全目標,選擇方形的頻域係數序列。 最後,將數字圖像的頻域係數經反變換轉化為空間域數據。
2、水印防複製技術:當仿冒者得到含有數字水印的印刷包裝后,一定會設法複製(如採用高精度數字掃描儀),為防止數字水印信息被複制,數字水印嵌入軟體在隱藏水印信息時採用了色譜當量給定演算法,這種方法可以保證仿冒者在滿足工藝性調整原圖的色彩時,無法避免改動色譜當量,這樣就從根本上保證了水印不被複制。
3、抗衰減技術:從數字圖像到印刷品,要經過製版、印刷等多道工序,數字水印的特徵在每個工序上都要被衰減,為保證數字水印在最終印刷品上有足夠的信號強度,數字水印嵌入軟體在生成水印信息時充分考慮了足夠的信號強度,確保經過多個工序時信號強度(魯棒性)仍能被可靠機讀。 
4、數字水印檢驗機讀化:數字水印檢驗機讀化可消除人為因素的不確定性,提高檢驗速度,增強隱蔽信息(水印)識別的安全性,並可和RFID、紫外、磁條等已有成熟的防偽檢驗設備組成多重立體防偽系統,提升綜合安防水平。

4分類

按水印所附載的媒體劃分
----按水印所附載的媒體,我們可以將數字水印劃分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印以及用於三維網格模型的網格水印等。隨著數字技術的發展,會有更多種類的數字媒體出現,同時也會產生相應的水印技術。
按內容劃分
----按數字水印的內容可以將水印劃分為有意義水印和無意義水印。有意義水印是指水印本身也是某個數字圖像(如商標圖像)或數字音頻片段的編碼;無意義水印則只對應於一個序列號。有意義水印的優勢在於,如果由於受到攻擊或其他原因致使解碼后的水印破損,人們仍然可以通過視覺觀察確認是否有水印。但對於無意義水印來說,如果解碼后的水印序列有若干碼元錯誤,則只能通過統計決策來確定信號中是否含有水印。
按水印隱藏的位置劃分
----按數字水印的隱藏位置,我們可以將其劃分為時(空)域數字水印、頻域數字水印、時/頻域數字水印和時間/尺度域數字水印。
----時(空)域數字水印是直接在信號空間上疊加水印信息,而頻域數字水印、時/頻域數字水印和時間/尺度域數字水印則分別是在DCT變換域、時/ 頻變換域和小波變換域上隱藏水印。
----隨著數字水印技術的發展,各種水印演算法層出不窮,水印的隱藏位置也不再局限於上述四種。應該說,只要構成一種信號變換,就有可能在其變換空間上隱藏水印。

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