數(shù)字水印技術(shù)探討

湖北工業(yè)大學(xué) 鄭艷慧

數(shù)字水印技術(shù)探討

湖北工業(yè)大學(xué) 鄭艷慧

本文介紹的疊加性水印技術(shù)，能產(chǎn)生出與原圖形在內(nèi)容上同步的圖像（又叫做印記）。這種印記的加密圖形與原始圖像是同一的，使得有版權(quán)者保密內(nèi)容在個人計算機(jī)上檢測不到。數(shù)字水印的安全要求決定了水印攻擊和水印抗攻擊能力的極端重要性，探索數(shù)字水印技術(shù)的安全性能成為重中之中。

數(shù)字水印技術(shù)；探討

隨著“數(shù)字地球”建設(shè)步伐的不斷加快，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對電子信息產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)的要求越來越高，以電子信息產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)為主的數(shù)字水印技術(shù)越來越重要。數(shù)字水印是一種嵌入到圖像、視頻或者音頻數(shù)據(jù)中的隱形標(biāo)志，通過對水印信息的檢測可以達(dá)到保護(hù)多媒體數(shù)據(jù)版權(quán)的目的。數(shù)字水印嵌入數(shù)字產(chǎn)品中的數(shù)字信號，要以不破壞原數(shù)據(jù)的欣賞價值、使用價值為基礎(chǔ)。

隨著數(shù)字化存儲信息的增長以及新型多媒體器具的發(fā)展，數(shù)字信息持有者權(quán)利的保護(hù)問題變得愈來愈急迫。其主要原因是數(shù)字文件的復(fù)制相當(dāng)容易，更重要的是復(fù)制起來還相當(dāng)完美，副本與原件是一樣的；其次，轉(zhuǎn)變之簡易與用途的多樣也是令人擔(dān)憂，一旦一幅復(fù)制品做好，任何想要它的人馬上就可得到，不必受到原作者的允許；再者，數(shù)字圖像的適應(yīng)性也是一個極大的弱點(diǎn)，任何惡意的用戶（私人性質(zhì)）可以隨意修改圖形，從而使許多版權(quán)保護(hù)的技術(shù)失去其作用和使版權(quán)保護(hù)系統(tǒng)承受極大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樵撓到y(tǒng)要應(yīng)付各種威脅。數(shù)字水印技術(shù)是2 0世紀(jì)90年代提出的一種版權(quán)保護(hù)手段。[1]本文介紹一種疊加性水印技術(shù)，能產(chǎn)生出與原圖形在內(nèi)容上同步的圖像（又叫做印記）。這種印記的加密圖形與原始圖像是同一的，使得有版權(quán)者保密內(nèi)容在個人計算機(jī)上檢測不到。這種技術(shù)允許2名控制者（比如作者的計算機(jī)或獲得信任的第三方計算機(jī)）在知道了作者的密碼之后，在一定條件下找出一連串圖像中的水印圖像，從而檢查非法復(fù)制品的傳播。[2]

很多文獻(xiàn)中都提到了各種圖像水印的嵌入的檢測算法Hsu和Wu等人提出了基于離散余弦變換（DiscreteCosine Transform）的圖像水印的嵌入，Ruanaidh等人提出了2個離散傅立葉變換(Discrete Fourier Transfrom)域的水印算法，Liu等人還提出了基于DWT域的數(shù)字語音信號中加水印的方法等,這些算法各有優(yōu)缺點(diǎn)。本文提出的圖像水印算法是基于DWT域的圖像水印嵌入和提取算法，由于小波變換的優(yōu)點(diǎn)使得此算法得到的水印有很強(qiáng)的穩(wěn)健性和層次性的檢測。

在即將到來的圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG中，小波正成為一種關(guān)鍵技術(shù)，小波變換作為一種變換域信號處理方法，近年來在計算機(jī)視覺和圖像處理研究領(lǐng)域，引起人們的極大興趣。小波變換在包括壓縮在內(nèi)的圖像處理與圖像分析領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用。作為一種多分辨率的分析方法，由于小波變換具有很好的時—頻局部性，特別適合按照人類視覺系統(tǒng)特性設(shè)計圖像的編碼與分層傳輸。隨著小波技術(shù)在圖像領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，基于小波變換的水印技術(shù)也得到越來越多的關(guān)注。而小波本身的多分辨率思想對根據(jù)健壯性和視覺效應(yīng)設(shè)計一個好的信息在載體的分布方式是很有用的。

本文提出了一種基于離散小波變換的水印方法，通過對圖像的一級分解，提取出在細(xì)節(jié)子帶中的重要成分，通過這些成分代表著圖像的紋理區(qū)域，利用紋理的隱蔽特性，使得系統(tǒng)在保證健壯性的同時獲得很好的不可覺察性。主要介紹小波變換及其多分辨率分析在圖像中的應(yīng)用。

數(shù)字水印技術(shù)是近年來國際學(xué)術(shù)界興起的一個前沿研究領(lǐng)域。它與信息安全、信息隱藏、密碼學(xué)和隱寫術(shù)等均有密切關(guān)系。特別是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用迅速發(fā)展的今天，數(shù)字水印技術(shù)研究更具現(xiàn)實(shí)意義。

[1]趙東寧，張勇，李德毅.基于云模型的文本數(shù)字水印技術(shù).《計算機(jī)應(yīng)用》2003.

[2]潘蓉，高有行.基于小波變換的圖像水印嵌入方法[J].西安：西安電子科技大學(xué)計算機(jī)外部設(shè)備研究所.

[3]Johannes Trithemius.Steganography.Frankfurt Publishing，1606.

[4]Van Schyndel，IC IP.A digital watermark，1994.（收稿日期：2017-09-10）