多媒體論文參考論當(dāng)下數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展模式

　　論文摘要：多媒體數(shù)據(jù)產(chǎn)品的擁有者可以在其產(chǎn)品拷貝中嵌入數(shù)字指紋，這樣可以較為有效地防止產(chǎn)品被非法拷貝和傳播。這類應(yīng)用要求設(shè)計(jì)的數(shù)字水印具有較好的不可感知性。如果多媒體數(shù)據(jù)產(chǎn)品被非法復(fù)制而沒有經(jīng)過授權(quán)，那么可以采用嵌入的數(shù)字指紋檢索來尋找非法拷貝的根源。

　　引言

　　近幾年， 許多研究人員放棄了傳統(tǒng)密碼學(xué)的技術(shù)路線， 嘗試用各種信號(hào)處理方法對(duì)聲像數(shù)據(jù)進(jìn)行隱藏加密，并將該技術(shù)用于制作多媒體的“數(shù)字水印”。數(shù)字水印技術(shù)是將一些標(biāo)識(shí)信息即數(shù)字水印直接嵌入數(shù)字載體包括多媒體、文檔、軟件等當(dāng)中，但不影響原載體的使用價(jià)值，也不容易被人的知覺系統(tǒng)如視覺或聽覺系統(tǒng)覺察或注意到。人們通過隱藏在多媒體內(nèi)容中的信息，能夠了解到內(nèi)容的原創(chuàng)者、內(nèi)容的購買者、是否為正版、是否完整。

　　一般數(shù)字水印系統(tǒng)的通用模型包括嵌入和檢測(提取)兩個(gè)階段。數(shù)字水印的嵌入階段，嵌入算法的嵌入目標(biāo)是使數(shù)字水印在不可見性和魯棒性之間找到一個(gè)較好的折衷點(diǎn)。檢測(提取)階段主要是設(shè)計(jì)一個(gè)相應(yīng)于嵌入過程的檢測(提取)算法。檢測算法一般是以基于統(tǒng)計(jì)原理的檢驗(yàn)結(jié)果來判斷水印存在與否，它的目標(biāo)是使錯(cuò)判與漏判的概率盡量小。提取算法通過提取出水印(如字符串或圖標(biāo)等)并與原始水印進(jìn)行比較以判斷水印是否存在。并且，為了給攻擊者增加去除水印的難度，目前大多數(shù)水印制作方案都在嵌入、檢測(提取)時(shí)采用了密鑰，只有掌握密鑰的人才能讀出水印。

　　(1)水印嵌入系統(tǒng)

　　其功能是把水印信息嵌入到原始圖像中，為了能成功地提取水印信號(hào)，算法必須使水印對(duì)故意或非故意的襲擊和失真(相當(dāng)于信道噪聲)具有魯棒性。

　　(2)水印的恢復(fù)系統(tǒng)

　　其功能是完成從待檢測圖像中提取出水印信號(hào)。圖2 描述了一般的水印恢復(fù)過程，其中置信度表明了所考察圖像I′ 存在水印的可能性。

　　圖2 數(shù)字水印恢復(fù)方案

　　1 數(shù)字水印的特點(diǎn)

　　數(shù)字水印應(yīng)具有以下基本特征：(1)隱蔽性。指水印不可被察覺，不影響媒體產(chǎn)品的使用。(2)魯棒性。指嵌入水印的圖像在經(jīng)受一定程度的各種有意或無意的圖像處理攻擊，水印仍能被檢測出來。在某種程度上魯棒性可以反映水印技術(shù)的抗干擾能力。(3)安全性。數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)該使用一個(gè)或多個(gè)密鑰來確保自身的安全，未經(jīng)授權(quán)，用戶不能檢測出隱藏在原始數(shù)據(jù)中的水印信息。(4)水印容量：是指載體在不發(fā)生形變的前提下可嵌入的水印信息量。嵌入的水印信息必須足以表示多媒體內(nèi)容的創(chuàng)建者或所有者的標(biāo)志信息，或購買者的序列號(hào)，這樣有利于解決版權(quán)糾紛，保護(hù)數(shù)字產(chǎn)權(quán)合法擁有者的利益。尤其是隱蔽通信領(lǐng)域的特殊性，對(duì)水印的容量需求很大。

　　2 數(shù)字水印的應(yīng)用

　　數(shù)字水印技術(shù)作為數(shù)字產(chǎn)品的保護(hù)技術(shù)，主要應(yīng)用在這幾個(gè)方面：

　　(1)版權(quán)保護(hù)

　　版權(quán)保護(hù)：指的是多媒體數(shù)據(jù)產(chǎn)品的擁有者在公開發(fā)表自己的數(shù)據(jù)產(chǎn)品之前將會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品嵌入隱秘的數(shù)字水印。在該多媒體數(shù)據(jù)產(chǎn)品遇到版權(quán)糾紛問題的時(shí)候，多媒體數(shù)據(jù)產(chǎn)品的擁有者就可以使用水印檢測算法檢測水印，以證明自己的版權(quán)歸屬。數(shù)字作品的版權(quán)保護(hù)是當(dāng)前的熱點(diǎn)問題，由于數(shù)字作品的拷貝、修改非常容易，因此原創(chuàng)者不得不加上損害作品的版權(quán)標(biāo)志。數(shù)字水印利用其不可感知性，既保證了質(zhì)量，又保護(hù)了數(shù)字作品。

　　(2)數(shù)字指紋

　　多媒體數(shù)據(jù)產(chǎn)品的擁有者可以在其產(chǎn)品拷貝中嵌入數(shù)字指紋，這樣可以較為有效地防止產(chǎn)品被非法拷貝和傳播。這類應(yīng)用要求設(shè)計(jì)的數(shù)字水印具有較好的不可感知性。如果多媒體數(shù)據(jù)產(chǎn)品被非法復(fù)制而沒有經(jīng)過授權(quán)，那么可以采用嵌入的數(shù)字指紋檢索來尋找非法拷貝的根源。

　　(3)圖像認(rèn)證

　　圖像認(rèn)證是用來檢測含水印數(shù)據(jù)的完整性， 檢測其是否被非法篡改過，而將數(shù)字水印信息嵌入到原始多媒體數(shù)據(jù)中。這類應(yīng)用采用脆弱水印、半脆弱水印為多，脆弱性對(duì)水印的魯棒性要求很低，一般用在醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)、法庭等領(lǐng)域。

　　(4)票據(jù)防偽

　　隨著高質(zhì)量圖像輸入輸出設(shè)備的發(fā)展，特別是精度超過1200dpi 的彩色噴墨、激光打印機(jī)和高精度彩色復(fù)印機(jī)的出現(xiàn)，使得貨幣等各種票據(jù)的偽造變得更加容易。因此目前很多發(fā)達(dá)國家在票據(jù)中已經(jīng)開始使用水印技術(shù)，通過對(duì)票據(jù)中水印的有無判斷，就可以方便快速地識(shí)別真?zhèn)巍?/p>

　　(5)拷貝控制

　　在因特網(wǎng)日益發(fā)展的今天，對(duì)多媒體數(shù)據(jù)產(chǎn)品發(fā)行和傳播過程中，對(duì)人們不允許非法的任意拷貝多媒體數(shù)據(jù)，采取嵌入水印的方法進(jìn)行拷貝控制。

　　(6)隱蔽通信及其對(duì)抗

　　數(shù)字水印所依賴的信息隱藏技術(shù)不僅提供了非密碼的安全途徑，更引發(fā)了信息戰(zhàn)尤其是網(wǎng)絡(luò)情報(bào)戰(zhàn)的革命，產(chǎn)生了一系列新穎的作戰(zhàn)方式，引起了許多國家的重視。網(wǎng)絡(luò)情報(bào)戰(zhàn)是信息戰(zhàn)的重要組成部分，其核心內(nèi)容是利用公用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保密數(shù)據(jù)傳送。迄今為止，學(xué)術(shù)界在這方面的研究思路一直未能突破“文件加密” 的思維模式，然而，經(jīng)過加密的文件往往是混亂無序的，容易引起攻擊者的注意。網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用使得利用公用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保密通信有了新的思路，利用數(shù)字化聲像信號(hào)相對(duì)于人的視覺、聽覺冗余，可以進(jìn)行各種時(shí)(空)域和變換域的信息隱藏，從而實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。

　　3 結(jié)束語

　　數(shù)字水印技術(shù)是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，它與信息安全、信息隱藏和數(shù)據(jù)加密等均有密切的關(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，水印技術(shù)的研究更具現(xiàn)實(shí)意義。數(shù)字水印技術(shù)作為數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域中的新生事物，具有很高的技術(shù)含量和很強(qiáng)的生命力，同時(shí)也孕育著巨大的商機(jī)，在未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中將產(chǎn)生巨大的作用，也將會(huì)有更多的人投入到數(shù)字水印技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中來。未來值得關(guān)注的研究領(lǐng)域?qū)⒂袔讉€(gè)方面：一是數(shù)字水印的基本理論和算法的研究;二是穩(wěn)健性水印;三是小波域數(shù)字水印;四是抗幾何變形水印技術(shù);五是與其它領(lǐng)域技術(shù)的結(jié)合研究。

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