数字水印研究综述

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1、第9卷%第1期软件导刊Vol.9No.12010年1月SoftwareGuideJan.2010数字水印研究综述112陈涛，杨峰，陈佳（1.山东师范大学信息科学与工程学院，山东济南250014；2.南昌大学信息工程学院，江西南昌330031）摘要：数字水印是信息隐藏技术的一个重要分支。数字水印技术的研究对数字内容的版权保护有重大实用价值和实践意义。首先介绍了数字水印的基本原理和框架。然后，讨论了各种各样的数字水印算法。分类讨论了数字水印的应用和发展中存在的问题。最后，指出了数字水印今后可能的发展方向。关键词：数字水印；信息安全；信息隐藏；版权保护中图分类号：TP309.2文献标识

2、码：A文章编号：1672-7800（2010）01－0150－03多媒体信息中的水印在经历了多种有意或无意的信号处理操0引言作或攻击后，数字水印仍能保持部分完整性，并能被准确鉴别，嵌入的水印难以被一般算法清除。这里信号处理操作包括传输随着计算机多媒体技术和网络技术的迅速发展，图像、音过程中的信道噪音、滤波操作、有损编码压缩等。频、视频等形式的多媒体数字作品纷纷在网络上发布。对数字（3）安全性：数字水印的信息应该是安全的，难以被伪造或多媒体产品的非法访问、故意篡改也随之经常出现，而这极有篡改。同时，有较低的误检测率。水印信息隐藏的位置和内容不可能会损害音乐、电影、书籍和软件等出版业

3、的发展。数字水印为人知，数字水印系统使用一个或多个密钥以确保安全。隐藏是新近提出的一种版权保护手段，它通过在数字产品中嵌入水载体与原始载体具有一致的特性，如具有一致的统计噪声分布印信息来确定数字产品的所有权和检验数字内容的原始性。数等，以便使非法拦截者无法判断是否有隐蔽信息。字水印技术作为信息隐藏技术的一个重要分支，是实现数字信（4）自恢复性：指经过一些操作或者变换之后，可能会使原息产品版权保护和数据安全维护技术的有效方法。始载体数据产生较大的破坏，但可以通过一定的算法从留下的1数字水印的基本原理片段数据中恢复出隐藏信号，而不需要整个原始宿主图像的特性。数字水印技术作为信息隐藏的

4、一个较新的研究领域，是指（5）确定性：恢复出的水印或水印判决结果应该能够确定嵌入在数字化宿主数据（如图像、音频、视频或软件等）中的信地表明所有权，不会发生多重所有权的纠纷。息，是嵌入在数字产品中的数字信号。水印信息可以是作者的序列号、公司标志、或有特殊意义的文本等。水印的存在要以不2数字水印的框架破坏原始作品的欣赏价值和使用价值为原则。数字水印技术可数字水印就是在多媒体对象中添加某些诸如水印、数字签以判别对象是否受到保护、监视被保护数据的传播，并作为鉴名、商标等水印信息以至于事后水印能够被检测或者提取出来定、起诉非法侵权的证据。同时，通过对水印的检测和分析，保的一个过程，从而能够

5、证明产品的真实可靠性。证数字信息的完整性。数字水印应具有如下基本特征：典型的数字水印技术由3个主要的过程组成：①水印的嵌（1）不可见性：或称为不可感知性。指根据多媒体信息的类入过程；②水印的提取过程；③水印的检测过程。每一个所有者型和几何特性，利用用户提供的密钥向数字作品中嵌入水印都有唯一的水印，或者一个所有者能够将不同的水印嵌入到不后，水印信息和原始作品数据集成在一起，数字水印的存在不同的对象中。将水印信息预处理后加入到载体中，称为嵌入。水应明显干扰被保护的数据，也不应影响被保护数据的的正常使印的嵌入可理解为在一个宽带信道（原始图像）上用扩频通信用。技术传输一个宽带信号（水印）

6、。从水印化数据中提取出水印信（2）鲁棒性：或称为稳健性，是数字水印技术的重要指标。息或者检测出水印信息的存在性称为水印的提取和检测。作者简介：陈涛（1982-），男，江西宜春人，山东师范大学硕士研究生，研究方向为数字水印；杨峰（1964-），男，山东烟台人，山东师范大学信工学院教授，研究方向为图形图像处理、信息通信；陈佳（1985-），女，江西宜春人，南昌大学硕士研究生，研究方向为通信信号处理。第1期陈涛，杨峰，陈佳：数字水印研究综述·151·图1为一般性的水印嵌入框架。其功能是根据密钥Key生双集法是指从载体数据中选择一些数据组成两个集合，然成水印信号W，通过一定的算法加入载体

7、作品中，得到嵌入了后通过修改这两个集合之间的某种关系来携带水印信息。提取水印的作品S。水印时，则根据对应的关系来提取嵌入的信息。Patchwork算法是最典型的双集法。Patchwork算法随机选择N对像素点，然后增加其一点亮度的同时，相应降低另一点的亮度值，通过这一调整过程完成图1水印信息嵌入水印的嵌入。该算法具有不易觉察性，并且鲁棒性很强，对于有图2是一般性的水印提取框架。其功能是对待检测数据进损压缩编码和一些恶意攻击处理等具有一定的抵抗力，但该方行水印信号相似性检测，提取出