数字水印技术70425

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1、数字水印技术(DigitalWatermarking),其基本思想是将经过适当变换后的特殊信息(数字水印)利用数字嵌入的方法隐藏在载体对象(数字作品)中。水印信息可以是ID序列号、签名、图章、商标、图片等权利人身份标识或其他具有特定意义的内容，用来标明作品的来源、版本、著作者、出版者、发行者、日期、权限等权利管理信息。数字水印的发展方向主要体现在以下几个方面：(1)鲁棒性、安全性更好的数字水印算法，同时还要考虑水印的不可感知性、自适应性、数据容量等特性。(2)基于数字水印技术、可适用于多种媒体类型的软件开发及系统集成，如数字版权保护管理系统等。(3)数字水印在网络环境下的应用

2、，特别是水印的网络快速自动验证。利用移动代理技术，可在网络上自动追踪非法或未授权的数字媒体内容。(4)数字水印技术的标准化，如制定具有通用性的水印算法标准、水印系统评估和测试标准等。(5)数字水印技术与其他信息安全技术(如加密、数字签名等)相结合，构建完整的数字版权保护解决方案。(6)数字水印技术与生物认证技术相结合，利用人类自身的生理特征(如指纹、虹膜、DNA等)或行为特征(如签名、语音、步态等)构造认证水印。数字水印的概念：数字水印是通过一定的嵌入算法在多媒体数据(数字化的图像、文本、音频、视频、三维动画等)中隐藏的特殊信息(版权信息、认证信息、保密信息或其他有关信息)，

3、可以通过相应的检测和提取算法对水印信息加以验证。数字水印的基本特性：数字水印具有不可感知性、安全性、鲁棒性等基本特性。不可感知性(imperceptibility)也称透明性。从信号处理的角度看，嵌入载体作品的水印信号可以视为在强背景下叠加一个弱信号，只要叠加的水印信号强度低于人类视觉系统HVS的对比度门限或人类听觉系统HAS对声音的感知门限，HVS或HAS就无法感知到信号的存在。由于HVS和HAS受空间、时间和频率特性的限制，数字水印技术利用数字作品中普遍存在的冗余数据与随机性，对作品作一定的调整处理，可以在不被感知的情况下隐藏水印信息。安全性(security)是指水印抵

4、抗恶意攻击的能力。恶意攻击指任何意在破坏水印作用的行为，包括三大类：非授权去除、非授权嵌入、非授权检测。鲁棒性(robustness)也称稳健性，是指水印抵抗常规处理操作的能力，即在经历应用过程中各种无意或有意的信号处理、几何变换等操作后仍能检测出水印的能力。数据容量(datapayload)是指在一定保真度下，在单位时间内或一个作品中能嵌入水印的比特数。可逆性：如果水印可以被授权用户从数字作品中去除，则称之为可逆水印。易恢复性是指只要拥有正确的水印算法和密钥，就能很容易地从载体作品中提取出水印信息，而不必耗费大量时间做水印鉴定。虚警率：虚警是指在实际不含水印的作品中检测出水

5、印。虚警率是指在给定的检测次数中虚警发生的次数。只有虚警率足够低，系统才能安全可靠地使用。数字水印的分类：按视觉效果划分：可以将其划分为可见水印和不可见水印。按数字水印抵抗常规处理操作的能力，可以将其划分为鲁棒水印和脆弱水印。鲁棒水印不会被常规处理操作去除，可经受任何不至于破坏原作品使用价值的操作而继续存留。脆弱水印又可分为完全脆弱水印和半脆弱水印。完全脆弱水印对处理操作极为敏感，任何极微小的改动都会将水印破坏掉；半脆弱水印是满足一定鲁棒性条件的脆弱水印，可以抵抗某些特定的操作而无法抵抗其他操作。按数字水印生成时是否依赖于原始作品，可以将其划分为非自适应水印和自适应水印。非自

6、适应水印独立于原始作品，可以是随机产生的，用算法生成的，也可以是事先给定的。自适应水印是考虑原始作品的特性而生成的，利用载体作品部分或全部信息，使鲁棒性和透明性达到较好折中，便于载体作品的自恢复。按数字水印嵌入时所基于的域不同，可以将其划分为时(空)域水印、变换域水印和压缩域水印。时(空)域水印直接在载体数据的时间域或空间域上嵌入，其鲁棒性不高。变换域水印是对载体数据进行各种变换后嵌入，具有更好的鲁棒性。压缩域水印在JPEG域、MPEG域等压缩位流或索引中嵌入，以提高对相应压缩标准攻击的鲁棒性。按数字水印检测或提取时的条件，可以将其划分为私有水印、半公开水印和公开水印。私有水

7、印也称明水印，在检测过程中需要原始数据。一般来说，私有水印的鲁棒性比较强，但其应用受到存储成本的限制。半公开水印的检测不需要原始数据，但需要其他辅助信息(如密钥等)。公开水印也称盲水印，检测时不需要原始数据并且水印是有意义的信息。公开水印更符合所有权验证的需要，是水印算法发展的方向。按水印所附载的媒体不同，可以将其划分为文本水印、图像水印、音频水印、视频水印、网格水印(用于三维网格模型)、数据库水印、集成电路水印、软件水印(加在程序代码或可执行文件中)等。多重数字水印(MultipleDigitalWa