數字化唐卡圖像版權保護初探

張春玉，俞莉娟

（西藏民族大學信息工程學院，咸陽712082；西藏光信息處理與可視化技術重點實驗室，咸陽712082）

0 引言

唐卡是藏族文化中一種獨具特色的繪畫藝術形式，具有濃郁的宗教色彩和獨特的藝術風格。其畫面不僅表現出抽象的佛教理論，反映了藏傳佛教的內容，更體現了西藏地區的歷史、地理、傳說、文化、科技等，是一部充滿象征意義的濃縮了西藏地區文化的百科全書。自2006 年被列入我國首批非物質文化遺產后，唐卡的藝術價值和收藏價值越來越受到人們的重視[1]。

隨著數字影像技術的發展，數字化技術使得長期以來深藏于寺廟、博物館、庫房的西藏歷代唐卡精品以全新形式向世人展示、傳播[2]。在網絡高速發展的時代，加之唐卡產業化發展趨勢，數字化唐卡圖像成為促進西藏文化傳播、經濟發展的重要途徑之一。

然而，與其他數字化資源一樣，在享受信息時代網絡化帶來的便利之時，數字化唐卡圖像同樣面臨著未經授權的復制、傳播，甚至假冒和惡意篡改等問題，嚴重侵犯了版權所有者的合法權益。此類圖像安全信任危機不予解決，將嚴重阻礙藏文化網絡傳播和唐卡產業化發展進程。目前，唐卡圖像的研究工作主要集中在唐卡數字化保護、唐卡圖像修復[3,4]、唐卡圖像檢索[5,6]等方面，針對唐卡圖像數字化后的圖像信息安全問題的研究尚屬空白。本文試圖在唐卡數字化圖像版權保護和認證方面展開研究工作。

1 唐卡圖像數字化后面臨的信息安全問題

在走訪調查的西藏多家經營唐卡銷售業務的企業中，有借助于知名電子商務平臺銷售的微信網店、淘寶商家，也有自主開發銷售網站的公司如拉薩崗地經貿有限公司，他們均反映唐卡線上銷售中存在諸多版權問題。此外，在與唐卡藝術與文化協會、博物館等單位的交流中，關于唐卡圖像網上宣傳展示，他們同樣面臨很多信息安全問題。共性問題主要歸納如下：

（1）未經授權的復制、傳播。部分企業存在從其他銷售網站直接復制唐卡圖像并做為自己銷售宣傳所用的現象。

（2）假冒、以次充好。線上唐卡銷售宣傳中存在一般畫師作品冒充知名畫師作品的現象；還存在印刷唐卡假冒手繪唐卡的現象。

（3）惡意篡改。部分企業在盜用他人圖像后在明知沒有被授權的情況下，偷偷擦除或篡改企業Logo 或其他認證簽名信息。由于存在的以上唐卡圖像信息安全問題，不少唐卡銷售商和展示單位不愿意或禁止將其珍貴的唐卡進行拍攝或掃描，對將唐卡數字化成圖像作品并上傳到網絡進行銷售宣傳或展示的工作持觀望或悲觀反對態度。對以上存在的問題，其主因可以歸納為以下兩個方面：

（1）知識產權法在西藏地區有待進一步普及，尤其是網絡版權保護意識在廣大網民心中仍然淡薄。部分小規模微商或淘寶店主文化程度較低，對知識產權法一無所知或知之甚少，網絡版權保護意識淡漠，對自己的侵權行為不以為然，對被侵權現象也沒有察覺。

（2）具備相關知識產權保護法律知識和能力的企業，當前能做到的只是盡最大努力減少被侵權帶來的損失，而不具備主動出擊并進行有效自我保護的能力?？傊?，以上圖像安全問題嚴重阻礙了唐卡數字化發展進程、影響了唐卡線上銷售的產業化進程、影響了西藏文化傳播途徑的健康良性發展。

2 解決數字化唐卡圖像信息安全問題的對策

以上分析表明，有效地解決數字化唐卡圖像版權保護問題勢在必行。本文從法律、社會和技術角度，提出解決數字化唐卡圖像信息安全問題的具體對策。

（1）繼續推廣普及知識產權法，提升網絡版權保護意識。受歷史原因影響，西藏地區民眾整體受教育程度相對不高，民眾對知識產權法所知甚少，知識產權保護意識非常淡漠。文獻[7]中指出，西藏文化企業的知識產權理念不到位，知識產權自我保護工作滯后、意識薄弱。政府層面對于知識產權保護缺乏有效的管理方法。

（2）經濟高速發展的同時，同步提升人民道德素質。伴隨著我國經濟高速發展，國民素質提升與之不匹配、不同步，在某些群體中甚至嚴重不匹配的問題已經成為人們的共識。西藏地區人們整體文化水平相對落后，但是網絡化進程絲毫不落后與全國平均水平。2017年，西藏互聯網用戶總數甚至高出全國平均水平[8]。當互聯網經濟為藏區人民帶來巨大實惠的時候，遵守法律法規的約束感、遵守經濟秩序的道德感同金錢利益之間的矛盾沖突產生，網絡版權保護問題凸顯。對假冒、以次充好和惡意篡改等侵權行為在法律制裁、加強監管的同時，應該從根本上提升民眾道德素質。

（3）從技術上解決數字化唐卡圖像版權保護問題，使企業有能力變被動為主動，使合法版權所有者和使用者權益得到有效保護。針對未經授權的復制、傳播行為，可以使用網絡技術使未經授權的唐卡圖像資源不被下載或無法復制，如限制保存圖像或視頻的目錄的權限等操作。目前，該類技術方法無法完全杜絕非法復制和傳播現象，然而，使用數字水印技術可以有效地保證侵權行為發生后的取證反擊。針對假冒、惡意篡改等行為，數字水印技術更是當前技術條件下的最優選擇方案。

3 數字水印技術在唐卡圖像版權保護中的應用

3.1 數字水印技術

數字水印技術出現的比較晚，Van Schyndel 在ICIP’94 會議上發表了題為A Digital Watermarking 的論文標志這一領域的開始[9]。數字水印技術是信息隱藏技術的一個分支，因為信息隱藏技術的另一個分支隱寫術發展較早，已經有很深的理論基礎，數字水印技術大量借鑒隱寫術方面的成果，近年來發展較為迅速。數字水印技術是指數字化的數據內容中嵌入不明顯的記號。被嵌入的記號通常是不可見或不可察覺的，該記號可以是圖像、文字、符號和數字等一切可以作為標識和標記的信息，常常把該記號簡稱為水印。

數字水印技術按不同的分類標準可以做多種劃分[10]。

（1）按水印是否可見劃分：分為可察覺水印和不可察覺水印?？刹煊X水印通用的例子就是文字、圖像、視頻等的半透明標識，用來明確表示版權。不可察覺水印通常是完全隱藏起來視覺系統不可見的，在追查盜版侵權時提取出來作為有力證據。

（2）按特性劃分：分為脆弱水印和魯棒水印。脆弱水印主要用于信息完整性保護，脆弱水印必須對信號的改動非常敏感，接收方根據其狀態即可判斷數據是否被篡改過。魯棒水印主要用于信息獨占性和防偽性的保護，經常用來在數字作品中標識作者、作品序號等版權信息，嵌入的水印需要較強的抗攻擊能力。

（3）按水印載體劃分：分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印以及用于三維網絡模型的網格水印等。

（4）按檢測過程劃分：按水印的檢測是否需要原始數據把數字水印劃分為明文水印和盲水印。需要的叫明文水印，也叫私有水印，不需要原始數據的叫盲水印也稱為公有水印，其檢測時只需要密鑰。通常，明文水印魯棒性較強但應用受限，因為其儲成本較大，盲水印實用性更好，尤其是面對信息量巨大的數字視頻，盲水印比明文水印更具有商業價值。

（5）按嵌入域劃分：分為時/空域水印和變換域水印。時/空域水印是在時間/空間域嵌入水印，一般方法簡單、運算速度快，但是魯棒性較差。變換域水印通過對變換域系上施加操作完成嵌入水印的目的，變換域水印魯棒性較好，但是原理復雜、不易實現、運算速度較慢。

3.2 數字水印在數字化唐卡圖像版權保護方面的應用

（1）魯棒水印用于唐卡圖像的侵權追責

針對本文第1 節中歸納的數字化唐卡圖像面臨的未經授權的復制、傳播和假冒、以次充好等問題，用魯棒水印技術，將標識唐卡圖像作品所有者的相關信息，如作者簽名、企業Logo、圖像序列碼等作為水印，嵌入數字化唐卡圖像中，將含水印的唐卡圖像用于宣傳展示。當該含水印圖像被非法復制、傳播或被假冒時，從侵權者非法復制或假冒的圖像中能提取出合法擁有者的水印信息，就可以證明侵權者其侵權行為成立并可作為追責證據。

魯棒水印算法有較多的研究成果，本文用基于小波變換的水印兩次嵌入算法[11]進行實驗。對如圖1 所示的1200×933 的原始唐卡圖像嵌入如圖2 所示的154×447 的二值水印圖像，含水印唐卡圖像如圖3 所示，從圖3 中提取的水印如圖4 所示。因為唐卡圖像紋理復雜度高，嵌入水印信息后透明性很好，且魯棒水印算法能抵抗常見的各種攻擊，具有較好的抗攻擊能力。

圖1 原始唐卡圖像

圖2 水印圖像

圖3 含水印唐卡圖像

圖4 從圖3 中提取的水印

（2）脆弱水印用于唐卡圖像的惡意篡改

目前已經有很多脆弱水印算法可以實現信息完整性檢測，這些算法都在一定程度上滿足了安全性和篡改定位的要求。當唐卡圖像受到惡意篡改，脆弱水印算法不僅能從篡改后的圖像中提取出水印，而且能進行篡改位置的定位。

本文用圖1 的唐卡圖像和圖2 的水印圖像進行實驗仿真。實驗中對唐卡圖像按水印圖像大小分組，在每組中都嵌入水印圖像，實驗結果如圖5 所示，其中圖5（a）是含脆弱水印唐卡圖像，圖5（b）是將圖5（a）左下、右下的小佛像分別復制到左上、右上位置后篡改的結果，圖5（c）是從圖5（b）中提取的水印并成功定位到了具體篡改位置在左上、右上。

圖5 含脆弱水印的唐卡圖像水印提取及篡改定位

4 結語

唐卡圖像數字化是信息時代發展的必然趨勢，數字化傳播使唐卡文化宣傳和唐卡產業銷售中面臨著諸多新的安全問題，主要歸納為：未經授權的復制和傳播，假冒、以次充好，以及惡意篡改等。這些問題阻礙著唐卡文化傳播和產業銷售健康環境。本文針對以上問題從法律、社會、技術角度分別提出了解決對策，重點從技術角度提出解決方法，詳細論述了數字水印技術及其在數字化唐卡圖像版權保護方面的具體應用。實驗分別將魯棒水印和脆弱水印應用于唐卡圖像侵權追責和惡意篡改定位方面，結果表明方法是有效的、可行的。