數字水印技術研究的歷史以及現狀

陳玉霞

（福建商業高等專科學校 福建 350002）

1 抗幾何入侵數字水印的歷史以及研究現狀

科學家們所說的水印算法，具體來說，可以如下形容：有效的抗擊緊縮、濾波等慣例方式的入侵，雖然成果顯著，但是也要看到不足：針對特定的某些入侵，或者是普通方式的細微變化，往往無所作為。這是由于當發作某些改換時，圖畫簡直一切的像素值都發作了相應的改動。一般的某些入侵有RST（旋轉、縮放以及平移）、縱橫比改動，它們歸于仿射改換（大局改換），改換時每個像素能夠用同一個公式表明[1]。

1.1 窮盡搜索法

窮盡搜索法，作為一種非盲水印種類的科學算法，方式較為簡單直接，但是非常有用。具體來說就是可以通過水印監測器去拷貝那些所有已知的某些變形，通過精密的計算，推斷所經歷的變化。但是要是科學家們無法掌握對象的具體類別，就會導致耗費大量的時間，隨之而來的是次數的增多以及準確率的下落，所以說具有明顯的缺陷。

1.2 幾何反變換法

幾何反變換法，具體來說就是一種較為高級的水印技術，工作原理是：在水印圖畫面臨入侵時，之前所添加的水印也會面臨同樣的遭遇。所以說科學家們從水印畫圖入手，就能夠摸清規律，反方向的回復到原先那種狀態[2]。

1.3 幾何不變量法

幾何不變量法，它的工作原理如下：利用相關技術針對遭遇攻擊前的圖形開展一些數學改換的處理工作，發掘出某些不變域，緊接著再把水印進行處理，有機的添加到這個域里面，到了這一步，添加到這個域中的水印就具有抗某些入侵的獨特之處[3]。

1.4 基于圖像特征的抗幾何入侵方法

Liu（1988）這位科學家在自己著作的文獻里面持有這樣一種觀點：科學家們可以有效的根據圖畫的有些特征點，科學的去檢測的抗RST某些侵犯魯棒水印算法，可以收到非?？捎^的效果[4]。

2 抗局部非線性幾何入侵的歷史以及研究現狀

從現在來講，現存的有些數字水印的算法可以做到滿足通用的圖畫處置操作，超過符合的規劃的算法能抵擋大局某些改換的入侵（RST），但目前發現的部分非線性入侵才是科學家們需要注意的問題，它幾乎會讓所有的應對技術無用武之地。具體的改換見圖1。

圖1（a）是用StirMark4.0產生的一種局域任意扭曲，其類型為LATEST RNDDIST_I.1；圖1（b）是投影變換；圖1（c）是一種幾何扭曲（旋轉扭曲）。

3 二值文本水印算法的歷史以及研究現狀

（1）行間隔的編碼方式，是貝爾實驗室的Brassil（1988）等人經過研究后提出的觀點。他們認為行間隔編碼就是存在于科學家們所處理文本的每一頁里面，在文本每間隔一行的內容里面輪番地添加水印信息，在此基礎上有效的利用人眼關于筆直移動1／300英寸以內的改動無法辨識的這一特性，利用改動行的主要間隔距離來有效的開展水印的添加工作。

（2）字間隔編碼方式，也可以稱之為相似行間隔編碼，這是由 Huang（1995）等科學家在實驗里面得出的結論。字間隔編碼方式的運作原理，具體來講是利用把所要處理的對象文本里面某行中的一個單詞分配移動來開展數字水印的添加。該詞分配相鄰的兩個單詞方位不動，作為譯碼來參看，如果要是單詞的分配移動的水平間隔在1／150英寸以內時，人的肉眼是無法分辨其中的區別，利用這一方式來添加數字水印。

（3）特征編碼，就是利用改動科學家們所要處理的對象文檔里面的某個具體字符的各項不同的特征（比方說字的高度、字體等等方面的特征）來添加文章的水印，與此同時，另一些字則不作任何的變動和改造，作為一種譯碼來對照。

4 多水印的添加及提取技術的歷史以及研究現狀

數字水印技術是時代發展的產物，同時也是數字媒體對于自身版權開展有效保護的常用方式，所以說意義重大。但是，從目前來看，針對數字水印技術開展研討的絕大部分學者的方向是單水印的添加以及檢測工作，雖然成就不菲，但是用處不大，主要是因為在實踐中通常需要在數字媒體中嵌入多水印。舉個例子來說，一份高價值的合同文件會同時有兩個人或者是好幾個人的簽名（隱形），甚至于說是擁有多個不同的特征。綜上所述，多水印的添加以及獲取才有較大的實用價值。顯而易見，理論落后于現實，科學家們之前往往都是利用傳統的辦法開展多水印的添加工作，由于并不十分匹配，導致在宿主的圖像里面所包含的信息量急劇變大，水印的魯棒性以及不可見性與日俱進，與此同時，常規的添加手段還在持續，這樣就會導致科學家們面臨當添加的水印較多時，獲取水印費也較多[5]。

5 抵抗幾何攻擊的魯棒數字水印算法設計構想

基于本人所學，了解到在數字水印無法可見的背景條件下，如果需要把事物以圖像的形式通過數字水印加入到人類的視覺模型里面，有效的應用HVS的模型特點來實現數字水印的原有功能，水印算法設計構想具備以下特點：

（1）當人們的視覺用于觀察的同時，那些圖像相對來講較為平滑的部分被有意的破壞的時候是非常容易被注意到的，也就是說針對那些圖像低頻區域的地方有噪聲的部分是顯而易見的，但是對于那些圖像的細節部分比方說邊緣或是紋理等部位被破壞的同時，也就是說圖像里面的高頻部分不容易被注意到。所以說，我們能夠有效的利用小波分析特性，把圖像開展深入的變化最終得到較為邊緣或是紋理相對來說比較復雜的地方，把數字水印有機的加以處理。

（2）科學家們目前圍繞著墨西哥草帽函數有關分析表明，墨西哥草帽函數具備旋轉不變性這一特性，要想確保數字水印在應用于實踐的過程里面不被人察覺，需要借助人眼的這一掩蔽特性，有針對性的選擇圖像里面尺寸大小正合適的小波域來有機的嵌入水印，如此這般就可以達到不可感知特性，有效的確保了數字水印的魯棒性，在此基礎上，有效地依據連續小波變換模系數最大值的獨有特點，我們可以讓水印載體在遭受到幾何破壞的時候沒有失真現象的發生。

6 總結

從目前國內外圍繞著數字水印發展技術的研究現狀以及歷程里科學家們所看到的，可以說的數字水印技術的研究還沒有取得十分重大的突破，雖然得到了一些進展，但是科學家們其中還有很多問題有待去解決，這些亟待解決的問題囊括以下內容：

（1）針對可抗幾何入侵的極為先進的數字水印算法研究，尤其是可以抵擋局部非線性幾何入侵的水印算法研究。

（2）在二值文本里面有效的添加水印的方法。

（3）怎樣有效的解決水印的添加容量以及不可見性的矛盾。

（4）怎樣有效的解決同時抗幾何入侵以及常規入侵數字水印算法研究。

（5）怎樣積極的設計出先進的數字水印安全系統，可以有效的抵御各種各樣的入侵。

[1] 陳翔.一種基于中文字符編碼的文本水印算法研究[J].計算機技術與發展.2013（02）：45.

[2] 林建濱，何路，李天智，房鼎益.一種抗攻擊的中文同義詞替換文本水印算法[J].西北大學學報（自然科學版）.2010（03）：85-86.

[3] 朱本威，萬武南，陳運.基于LSB的QR碼數字水印算法研究[J].成都信息工程學院學報.2012（06）：45-46.

[4] 馮漢祿，黃穎為，牛曉嬌，錢銀超.QR 碼糾錯碼原理及實現[J].計算機應用.2011（S1）：36-37.

[5] 陳青，周黎敏.基于word文檔的數字水印算法的研究[J].微計算機信息.2010（23）：55-56.