图像数字水印算法研究

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1、1．2数字水印数字水印技术是九十年代中期在信息安全领域出现的一个新方向。它是指用信号处理的方法，在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的水印信息，并使人的感知系统察觉不出来，隐藏的水印只有通过专用的检测器才能提取出来的一种最新的多媒体保密技术。数字水印技术源于开放网络环境下保护多媒体版权口·叫的要求，可用于验证数字产品的版权拥有者、识别销售商、购买者或提供关于数字产品内容的其他附加信息，用于确认数字产品的所有权和跟踪侵权行为。除此之外，它在证据篡改鉴定、数据的分级访问、数据产品的跟踪和检测、商业视频广播和因特网数字媒体的服务付费、电子商务的认证鉴定和商务活动中的票据

2、防伪等方面也具有十分广阔的应用前景。自93年以来引起工业界的浓厚兴趣，已成为国际上非常活跃的研究领域。1．2．1什么是数字水印数字水印(DigitalWatermarking)是指在数字产品中嵌入不易感知的版权所有者、数据来源或其他标识信息，以声明数字产品的所有者和所有权拍玑刚。这种嵌入的数字化信息，可以是图像、音频、视频或一般的电子文档等，它的存在以不妨碍和破坏原作品的欣赏价值和使用价值为原则。数字水印是通过计算机以一定的算法嵌入的，一般不易感知，只能通过计算机提取和检测。在发生版权纠纷时，可以通过相应的算法提取出来，从而验证数字产品的版权归属，确保版权所

3、有者的合法利益。‘’数字水印技术乜吼¨一L翮3是从信息隐藏技术发展而来的，最早在1993年提出。先前只是应用于数字图像中，后来逐渐扩展到音频、视频等数字媒体。它是一种新兴的信息安全技术，可以有效地解决数字产品的版权侵犯、非法拷贝、非法盗用和篡改等问题。数字水印技术是目前十分热门的研究领域，正得到广泛深入的研究和应用。1．2．2数字水印的特点添加数字水印的主要目的是为了更好地保护数字产品的版权，目标是在数字产品中嵌入不能被攻击者破坏和去除的标识信息，主要具有如下一些特点C35】o1．不易感知性不易感知性是数字水印的重要特征，主要针对不可见水印而言。数字水印是附

4、加在数字产品上的信息，必须保证它的存在不妨碍和破坏数字产品的欣赏价值和使用价值，即不能因在一幅图像中加入数字水印而导致图像质量下降，也不能因在一段音频中加入数字水印致使声音失真。2．安全性3数字水印的安全性包含两方面的含义：一是隐藏的位置安全，数字水印不应固定在某个位置，应该随机分布在数字作品中，能够对抗非法的探测和解码；二是不可去除、伪造和复制，加入水印和检测水印的方法对没有授权的第三方是绝对保密的，是不易被检测和破解的，即使被检测到了也不能提取出来。3．鲁棒性数字水印必须对信号处理具有很强的鲁棒性，能在多种无意和有意的信号处理后仍能保持水印的完整性和鉴别

5、的准确性。例如，数字图像在经过传输、压缩、滤波，以及几何变换，如平移、伸缩、旋转、剪裁等处理后，数字水印仍不被破坏。4．抗攻击性数字水印的抗攻击性体现在面对恶意的破坏和攻击既能承受合法的信号失真，还抗击试图去除水印的破坏处理，此外，还必须在数字产品遭到破坏和篡改后仍然可以确保水印探测的准确性。1．2．3数字水印的分类数字水印根据具体的应用领域可以划分为许多不同的类，例如用于版权保护的鲁棒水印、用于保护数据完整性的易损水印和用于标示数据内容的注释水印等。下面介绍两种常见的分类方式¨1。1．按可见性分类数字水印从感观上分为可见水印(PerceptibleWate

6、rmarking)和不可见水印(ImperceptibleWatermarking)两种。可见水印是叠加于数字产品中、可被人感知的水印。主要用于声明数字产品的来源、著作权和所有权。可见水印存在于作品中在某种程度上降低了作品的观赏和使用价值，其使用相对受到限制。不可见数字水印是深藏在数字产品中，不易被人感知的，只能用计算机来识别、读取的水印。它不妨碍和破坏原作品的欣赏价值和使用价值，相对可见水印应用层次更高、应用领域更广、制作技术难度也更大。2．按特性分类数字水印从抗破坏能力上可分为鲁棒水印(RobustWatermarking)和易损水印(FragileWa

7、termarking)两种。鲁棒水印主要用于数字产品的版权保护，其特点是经过一般的图像处理(如滤波、压缩等)后，仍能保证水印的完整性，同时还能抵抗一些恶意的攻击。利用这种技术，在数字产品中嵌入所有者的标识信息和购买者的标识信息(如同软件的序列号)，在发生版权纠纷时，所有者的信息用于标识数据的版权所有，而购买者的信息用于标识违反协议、为盗版者提供源数据的用户。易损水印主要用于数字产品真实性的鉴别(或认证)。这种水印同样是在数字产品中嵌入标识信息，当内容发生变化时，这些标识信息会发生一定程度4的改变，从而可以鉴定原始数据是否被篡改。易损水印对一般的图像处理有较强

8、的敏感性，还要求有一定的鲁棒性，既允许一定程度的失真