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關鍵詞:數字水印;數字媒體;版權保護
中圖分類號:TP391文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 24-0000-02
The Introduction of Digital Watermarking Techniques
Li Yang
(Xi’an Vocational and Technical College,Xi'an710077,China)
Abstract:As an effective method to provide copyright protection for digital media,digital watermarking has received considerable attention all over the world in recent years.This paper introduces the background of the demand for and research significance of digital watermarking techniques,the basic communication model of watermarking,the classification of watermarking,applications of watermarking and last open issues and possible future research directions.
Keywords:Digital watermarking;Digital media;Copyright protection
一、數字水印技術的需求背景及研究意義
數字媒體和計算機網絡的迅速發展為社會生活提供了巨大便利。與模擬媒體文件相比,數字媒體文件具有質量優、易于編輯、可實現對媒體信息的精確復制、方便進行網絡傳輸的優點。然而數字媒體文件的這些優勢,對傳統的版權保護方法提出了嚴峻的挑戰。如何對數字作品版權進行有效地保護,成為了當今版權保護中亟待解決的問題。
傳統的加密方法只能在數據的傳輸過程中起保護作用。一旦數據被接收并被解密,對數據的復制和傳播就無法檢測和控制,難以滿足版權保護的要求。而水印技術不是防止別人非法地讀取數字信息,而是在非法用戶成功地讀取了這些信息后對其進行追蹤,追究其法律責任。作為數字文件版權保護的一種有效辦法,數字水印技術就是在這個背景下提出的。
數字水印技術作為一門新興的學科交叉的應用技術,涉及了不同學科領域的思想和理論,如信號處理、圖像處理、編碼理論、密碼學、數字通信、算法設計等,還包括公共策略和法律等問題。因此無論從理論角度還是應用角度來看,開展對數字水印技術的研究,不但具有重要的學術意義,還有極為重要的經濟意義。
二、數字水印系統模型
數字水印技術的基本思想是將含有作者電子簽名、日期、商標以及使用權限等的數字信息作為水印信號,嵌入到圖像、文本、視頻和音頻等數字媒體中,并且在需要時,能夠通過一定的技術檢測方法提取出水印,以此作為判斷媒體的版權歸屬和跟蹤非法侵權的證據。
因此水印系統可分為嵌入和提取兩個模塊:定義[1]如下:
水印嵌入: 水印提取:
其中,I為原圖像,W為水印,K為密鑰, 為加入水印后的圖像,也是待檢測圖像。1稱為水印的非盲檢測;2、3稱為水印的盲檢測。
Cox將數字水印看作通信問題,提出了一個數字水印系統的一般模型,如圖1所示:
圖1數字水印的一般模型
三、數字水印的分類
數字水印是指嵌入在載體數據中的,由版權所有者確定的版權信息,用以證明數據的所有權歸屬。從其表現形式上可以分為三大類,一類是有意義的字符,一類是偽隨機序列,一類是可視的圖片。
第一類是為了在作品中標注作品的所有者、創作日期、發行部門以及其他需要標注的信息,它們可以是明文字符,將這些字符串以比特流的形式嵌入數字作品中。在提取水印時,按照提取算法提取出這些比特流,轉換成字符串,就可以得到需要的水印信息。這類水印直接明了,沒有歧義,只要水印能夠正確提取,就可以證明作品的版權,但健壯性較差,需要健壯性更強的水印嵌入算法來保證水印能夠正確提取。
第二類數字水印克服了第一類水印的缺點,它不是直接將明文字符作為水印,而是將需要標識的信息與一個偽隨機序列串對應起來。將偽隨機數作為數字水印嵌入數字作品中。需要驗證作品的所有權時,用相應的水印提取算法提取出數字水印,這時提取出的數字水印不需要與原來水印完全一致,通過相關性檢測就可以判斷有沒有水印的存在。可以說利用相關性檢測的水印是健壯性比較好的水印。因為它不要求精確的水印恢復,提取出的水印和原始水印在每一個樣點上都可能是不同的,但是只要它們的相關值很大,就可以判斷水印的存在。
第三類數字水印是一種可視圖像,它可以是以二值圖像(或灰度圖像)的形式保存的一個人的手寫簽名、字符、徽標等。將這些二值圖像(或灰度圖像)變成比特串,作為數字水印嵌入作品中。水印提取時,也是提取這些比特串,并把它們復原成原圖像,由于數字作品受到可能的信號處理的破壞,或惡意攻擊,因此恢復出的比特串會有誤碼,但是在誤碼率不是很大的情況下,所組成的二值圖像(或灰度圖像)仍然能夠通過人眼來識別出原來的手寫簽名、字符或徽標。這類水印主要是利用人眼的冗余性,它可以容忍較大的比特誤碼,只要仍然能夠識別出原來的二值圖像(或灰度圖像)的樣子,就可以判定有水印存在。因此這類水印從形式上來說,也是健壯性較好的水印。
四、數字水印技術的主要應用
目前,數字水印的應用大體上可以分為版權保護、數字指紋、使用控制、票據防偽、標題與注釋、內容保護等幾個方面。
(一)版權保護[2]:為了表明對數字產品內容的所有權,所有者A用私鑰產生水印并將其插入原圖像,如果B聲稱對公開的有水印的圖像擁有所有權,那么A可以用原圖像和私鑰證明在B聲稱的圖像中有A的水印,由于B無法得到原圖像,B無法作同樣的證明。
(二)數字指紋[2]:為了避免數字產品被非法復制和散發,作者可在每個產品拷貝中分別嵌入不同的水印。如果發現了未經授權的拷貝,則通過檢索其指紋來追蹤其來源。
(三)使用控制[3]:在特定的應用系統中,多媒體內容需要特殊的硬件來拷貝和使用,插入水印來標識允許的拷貝數,每拷貝一份,進行拷貝的硬件會修改水印的內容,將允許的拷貝數減一,以防止大規模的盜版,DVD就是這種應用的實例。
(四)票據防偽[4]:為了在需要時能夠追蹤偽造票據的打印機,可以在每個打印機輸出圖像中嵌入能夠標識打印機的序列號,作為偽造追蹤的線索。
(五)標題與注釋[5]:將作品的標題、注釋等內容(如,一張照片的拍攝時間和地點等)以水印形式嵌入該作品中,這種隱式注釋不需要額外的帶寬,且不易丟失。
五、數字水印技術存在問題和未來的研究方向
數字水印技術是一門相當復雜的新技術,還有許多未觸及的研究課題,現有技術也需要改進和提高。根據水印的研究現狀分析,數字水印技術存在的問題和未來的研究重點[6]總結如下:
(一)由于數字水印技術難以解決復雜的異步攻擊問題,數字水印技術在版權保護及訪問控制等方面的應用受到限制,該問題需要得到解決。
(二)基于DCT和DWT的方法將繼續成為主流,同時壓縮域方法也是重點研究方向。
(三)盲水印技術將成為應用的主流,高性能的盲水印算法需要進一步研究。
(四)音頻水印的研究將繼續成為研究熱點。
(五)數字水印算法的性能分析需要更高標準的方法。
(六)數字水印的標準化研究。
(七)數字水印的網絡應用研究。
參考文獻:
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關鍵詞:數字水印;多媒體;版權保護
The Digital Watermarking Technology of Multimedia
XUE Jun-ling,ZHENG Qing-Qiu
(JinLing Institure of Technology, Nanjing 210038, China)
Abstracts: With the rapid development of Computer Network Technology ,digital multimedia such as: images, audio, video and text files in the application of human life more and more extensive. Because digital media is not only easy to spread in the network will likely be illegally copied, altered. Over the last 10 years, in order to protect digital multimedia, digital watermarking technology developed slowly. This paper focuses on the concept of digital watermarking, features, as well as basic principles of the multi-media and digital watermarking the protective effect of current state and prospects of development in areas such as in-depth studying and discussion.
Key Words: digital watermarking; multimedia; copyright protection
1 引言
傳統的密碼技術,一般采用將明文加密成密文的秘密密鑰系統或公開密鑰系統。但是,加密的密文容易引起許多好事者的興趣,激發他們積極破譯的熱情;而數字簽名可用于保護電子文件的真實性、完整性,防止偽造、抵賴、冒充和篡改。但由于在多媒體中需要的簽名量會很大,因而對多媒體保護就顯得并不完全適用、也不方便。這樣,就容易產生了大量的盜版,這些所謂的盜版給音樂、影視、廣播和軟件行業造成極大的經濟損失。由此可見,目前的保密方法在當今廣泛應用的Internet多媒體信息安全中難以起到全面的保障作用,在多媒體行業,數字水印就成為研究信息安全和隱藏的一個新方向。
2 數字水印概述
數字水印是信息隱藏研究的一個重要分支。它是通過一定的算法將一些重要的、標志性信息直接嵌入到數字多媒體產品中,這些信息的嵌入不能影響產品的價值和質量,但是也不容易被人從表面感知到,只有通過特殊的檢測器或相應的計算機軟件才能檢測到隱藏的數字水印。對多媒體采用了相關的數字水印技術后,大大提高了數字圖像以及視頻版權的安全性,有利于軟件版權的保護,很好地遏制了非法分子對軟件產品的剽竊和篡改。
嵌入數字媒體中的水印內容可以是作者的相關信息、公司的標志、有特殊意義的文本圖像等等。需要指出的是,數字水印技術并不能阻止復制、盜版活動的發生,而是保護和追蹤數字媒體,使其被合法地使用和傳播;倘若發現多媒體作品在被非法傳播時,可以通過提取出的水印代碼追查非法散播者。這樣,人們就既充分利用因特網的便利,又能有效地保護知識產權。
根據數字媒體的載體不同,可以將數字水印分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印、圖形水印以及用于三維網格模型的網格水印等。圖像水印指在靜止圖像中加入水印,主要用于網上圖片等;視頻水印主要是在視頻流中加入數字水印,從而控制視頻的應用,如DVD的控制存取,數字廣播的控制等。文本水印指在PDF、DOC等文本文件中加入水印,防止對文本文件的修改;圖形水印指在計算機生成的二維或三維圖形中嵌入水印,從而達到版權保護的目的。
無論載體如何,嵌入到多媒體中的數字水印一般都具有如下的特征:
(1)隱蔽性:在數字媒體中嵌入水印信息不會引起明顯的降質,并且不易被察覺。一般用戶即使知道一個數字作品中藏有水印,但用一般的統計方法是無法檢測出并且刪除水印的。如果用戶試圖刪除,將對數字產品的質量產生巨大的破壞。
(2)隱藏位置的安全性:水印信息隱藏于數據而非文件頭中,文件格式的變換不應導致水印數據的丟失。
(3)魯棒性:所謂魯棒性是指在經歷多種無意或有意的信號處理過程后,數字水印仍能保持完整性或仍能被準確鑒別。可能的信號處理過程包括信道噪聲、濾波、數/模與模/數轉換、重采樣、剪切、位移、尺度變化以及有損壓縮編碼等。
(4)自相似性: 數字水印在多媒體作品經過較大的破壞后,仍能從原數據中恢復出隱藏的水印,而且在恢復過程中不需原圖像,這需要水印算法本身具有自相似性。也可以認為是水印信息分布在載體數據的很多樣本中,利用其中的小部分數據就可以恢復出水印。
(5)水印容量: 水印容量和魯棒性之間是相互矛盾的。水印容量的增加會帶來魯棒性的下降,對隱蔽性也有影響。為抵抗各種變換,水印通常需要在數字媒體中按照一定的排列方式反復加入多次,當水印容量大時,這樣做的結果會導致重復次數減少,而魯棒性不好就會導致檢測結果的不可靠。
3 數字水印的原理模型
通用的數字水印技術主要有兩個基本的方面:水印信息的嵌入和水印信息的提取或檢測。
目前的水印嵌入技術根據基于的域不同,其主要算法也相應地被分為時/空域、變換域和壓縮域算法,其中變換域主要分為離散余弦變換域(DCT)、小波變換域(DWT)和快速傅立葉變換域(FFT)等算法。一般情況下,一個水印方案很難滿足所有的應用要求,因此,數字水印算法往往是針對某類應用而設計的,因此要具體問題具體分析。在將水印嵌入到數字媒體之前,首先要對原始的數字媒體的特征加以分析,找到適合嵌入水印的區域,然后根據嵌入水印的目的和嵌入算法的特點,選擇一種比較適合的方法。但無論哪一種方式,其嵌入原理都是相似的,如圖1所示。
圖1 水印的嵌入原理模型
對水印的檢測,需要提供檢測的密鑰。在檢測過程中,混沌置亂的密鑰可以使用用戶的私鑰,也可以使用檢測模型中的公鑰。這兩個密鑰事實上可來源于密碼學的一對密鑰。對于水印信號的恢復以及重構,可由濾波器完成。水印信息的提取原理模型如圖2所示。
圖2水印的提取原理模型
4 數字水印技術的現狀以及發展方向
近些年,雖然數字水印技術發展迅速,但是這仍是一個未成熟的新領域。特別是數字水印技術算法在原理上有許多雷同之處。但目前國內外的工作尚未能對這些有內在聯系的不同算法中的共性問題進行高度提煉和深入的理論研究,因而缺乏對數字水印作進一步研究具有指導意義的理論結果。其理論基礎依然非常薄弱,大多數水印算法還是經驗性的。
在多媒體方面,特別是音頻和視頻水印的解決方案還不完善。大多數的視頻水印算法實際上是將其圖像水印的結果直接應用于視頻領域中,而沒有考慮視頻應用中大數據量及近乎實時的特性。從未來的發展看,水印在包括dvd等數字產品在內的視頻和音頻領域將有極為廣闊的應用前景。因此,如何設計成熟的、合乎國際規范的水印算法仍然懸而未決。
5 結束語
數字水印技術將在保護各種形式的數字媒體等方面發揮巨大的作用,并能產生可觀的經濟效益,從而促進學術界的研究熱情。相信不久的將來,我們就會在多媒體或其他方面看到水印技術的廣泛應用。
參考文獻:
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【關鍵詞】三維模型;數字水印;版權保護
數字水印技術為我們提供了一種對3D模型和其他CAD產品進行保護的有效途徑,使得可以在3D多邊形網格數據中嵌入數字水印,對3D模型和其他CAD產品進行有效的保護。三維模型數字水印技術是數字水印技術的一個分支,其原理是在三維模型中嵌入不可見的水印來保護模型的所有權,或用于檢驗模型的真實性,或嵌入可見信息來申明模型所有權。
一、三維物體的建模與數據表示方法
三維建模就是利用三維數據將現實中的三維物體進行重建,最終實現在計算機上模擬出真實的三維物體。而三維數據就是指用各種三維數據采集設備獲得的數據,它包括幾何坐標、顏色、紋理、材質、光源等基本信息。三維建模的應用十分廣泛,它在建筑、可視化系統、三維游戲、虛擬現實等領域都有重要作用。要建立三維模型,首先要獲取三維數據。通常采集三維數據的方法大致有:直接測量、雷達和激光測高儀方法、接觸式機械測量、體數據恢復、域掃描等等。三維建模的關鍵問題是使用三維數據進行繪制,使其在視覺上具有真實感;并且要較好地組織數據格式,減少存儲空間并且是硬件易于實現。人們常用的幾種建模方法為:多邊形建模,NURBs建模與細分曲面技術。
二、三維幾何模型水印系統及特性要求
三維模型水印算法和圖像水印算法相比,既有相似點,也有不同之處。由于三維模型數據很不規則,在嵌入水印的過程中缺乏進行頻域分解的某種自然的參數化方法。三維模型中的點、線、面、等幾何信息和頂點法向量、紋理坐標、顏色屬性等外觀屬性的排列具有不同的方式,沒有固定的排列標準。三維幾何模型的這些特點都使得傳統的圖像水印算法不能簡單地照搬在三維兒何模型的研究中。另外,圖像嵌入水印可以看作在強背景(原始圖像)下疊加一個弱信號(水印)。只要疊加信號的幅度不超過HVS的門限,人類就無法感覺到信號的存在。此模型對于三維水印也同樣適用,但對三維數據,沒有圖像中那樣成熟的HVS模型。在水印的檢測過程中,嵌入水印信息的三維模型可能經過了簡單的幾何操作或者經受了其他的水印攻擊,這樣可能帶來了三維網格的拓撲關系變化,為此在提取水印信息之前我們必須對嵌入水印模型進行變換,以便能夠正確的提取出水印信息。然而,不論是變換不變量還是幾何校準,同步問題都使三維水印系統更加復雜。
此外,容量、魯棒性和計算復雜度都是在三維水印算法設計中要特別考慮的問題。
三、三維模型水印算法的特點和難點
與圖像水印算法相比,三維模型的研究目前還有限,由于三維模型數據自身的特點,使得傳統的圖像水印算法不能簡單照般地應用于三維幾何模型,具體說來三維模型水印存在以下一些難點。
1.三維網格模型具有不規則性和無序性。由于三維幾何模型數據具有不規則性,所以在水印嵌入過程中,缺乏進行頻率分解的某種自然的參數化方法,需要尋找適當的能夠反映三維模型數據特征的參數用于各種變換域水印算法。
2.三維網格模型的攻擊處理操作種類繁多、千差萬別。對模型操作的工具很多,用戶很容易就可以對模型進行幾何或拓撲操作。模型的變換操作會對模型上點的坐標進行修改,為正確提取水印信息,我們需要將變換后的模型恢復到原始模型所在的坐標系中,稱之為網格對齊。一旦模型經歷了如網格簡化等改變模型拓撲信息的操作的話,我們在提取水印前,還需要對待檢測的模型按照原始模型進行重新采樣的工作,該步驟稱之為網格重采樣。網格對齊和網格重采樣是三維網格數字水印的難點所在。
3.有更加豐富的攻擊手段。和圖像水印相比,三維模型受到的攻擊要比對圖像的攻擊方法復雜的多。
4.表示方法不唯一。三維網格模型在多種格式間進行轉換時,信息損失較大,這進一步增加了三維模型數字水印的困難。另外,與圖像相比,三維模型的數據沒有固定數值范圍。對于圖像,R、G、B分量的數字通常取[0,255],而對三維模型,則沒有這樣的一個范圍,因此在嵌入水印時強度系數的選擇、閡值的確定更加困難。
5.沒有明確的采樣率的概念。三維表面模型中的數據,不具有像圖像、音頻、視頻那樣的方便的數學工具(如余弦變換、Fourier變換、小波變換等)可以使用。
所以在設計三維幾何模型的數字水印算法時要考慮這個三維幾何模型本身的特點、可能受到的攻擊以及如何減少這些攻擊對水印信息的影響等多方面的因素。
三維模型水印作為水印領域的一個新興的研究方向,國內外學者圍繞著3D模型數字水印對其做了許多探索性研究,他們的工作為從事CAD開發和研究的學者提供了許多新思路,開拓了新的研究領域,但分析表明還有許多未完成的工作,還存在一些問題。
一是目前提出的三維網格模型數字水印的嵌入算法,大部分存在著計算量大,嵌入與提取速度慢等缺點。同時,算法很少借鑒已有的音頻、圖像水印的研究思路和方法,尤其是變換域內的方法。
二是雖然非盲水印算法幾近成熟,但是它們在當今的網絡安全性條件下己經沒有太大意義。而盲水印嵌入算法還很不成熟,由于3D網格的特殊性,盲水印嵌入算法很難做到對于所有攻擊均具有高魯棒性,因此離實際應用還要有很長的路要走。
三是隨著3D網格壓縮技術的不斷發展,越來越多的3D網格以壓縮的形式存儲和傳輸。傳統的空域與頻域水印算法雖然對于壓縮攻擊具有一定的魯棒性,但仍不能避免造成水印信息的損失。因此壓縮域水印嵌入算法十分重要,然而它的發展還有待研究。
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【關鍵詞】 數字水印 圖像認證 聲像數據 數字圖像水印算法
數字水印(Digital Watermarking)是一種信息隱藏技術,它的技術應用范圍非常廣泛,例如對知識版權的完整性認證、數字指紋、拷貝控制以及廣播監測等等。雖然數字化信息傳輸效率高但高風險性也同樣并存,因此基于圖像系統的認證水印技術就可以利用人類知覺系統的冗余,將水印隱藏嵌入媒體內容當中,當其需要認證時,根據水印信息來判斷它的合法性與真實性。
一、數字水印技術的特點
1、不可見性。首先,基于圖像認證的數字水印是嵌入到媒體內容之中的,它的變化在人眼視覺范圍內不可被感知。所以這也是數字水印技術的研究前提,即在不影響各種媒體內容的美觀性與完整性的前提下實現技術功能。2、脆弱性。目前脆弱水印的定位技術主要有兩種:像素級別的定位能力,它被叫做單像素認證,它可以根據篡改檢測與定位的功能分離實現對脆弱水印的重新計算,進而抵御各種攻擊,即將脆弱水印中的篡改精確定位精確到某一個像素;再有就是分塊級的定位,也叫分塊認證。3、安全性。水印認證系統的安全性主要依賴于密鑰,密鑰的特點就是空間足夠大,這很大程度上增加了水印認證的安全性。有了密鑰,數字水印就會變得難以篡改和偽造,而且是對傳統水印較低的誤檢測率與抵抗性的一種提升。4、魯棒性。魯棒性就是指數字水印在經過多次信號認證及處理過程后,依然可以保持水印的完整性與檢測的準確性,即它可以多次重復使用[1]。
二、數字水印技術的應用
1、加指紋。指紋識別是將輸入的指紋圖與數據庫中的存儲模板相匹配,并按照二者的共同特征進行比對實現,也被叫做指紋圖像匹配。在美國的國家標準局(NIST)就提出了加入了指紋識別的數字水印技術應用,它共有四種特征:脊末梢、分岔點、復合特征與未定義特征。這四種特征都可以用于對指紋的細節特征識別上,特別是脊末梢與分岔點可以有效利用于媒體出版物以及各個門禁中的數字水印指紋識別鑒定[2]。2、標題與注釋。標題與注釋這種應用主要是對需要加入數字水印的作品的標題與內容進行注釋。比如說對一幅照片加入時間和地點,而且它是隱藏在照片之中的,不需要額外帶寬,也不容易丟失。3、聲像數據的隱藏標識和篡改提示。通常講,數據的標識信息都會比數據本身更具有保密價值,比如說對遙感圖像拍攝日期以及經緯度的標識等等。另外,數據篡改提示也是一項非常關鍵的工作,它利用現有的信號拼接與鑲嵌技術達到了“移花接木”的效果,且并不為人所知。
三、數字圖像水印算法
1、空域算法。空域算法包含了Schyndel、Patchwork以及LSB算法,其中LSB(least significant bits)算法直接將信息嵌入到被隨機選擇的圖像點中最不重要的像素位,這樣高度保證了嵌入水印的不可見性。但是由于所鑲嵌的圖像像素位并不重要,其算法的魯棒性就會變差,導致水印信息很容易被濾波、圖像量化與幾何變形的操作而破壞。所以也可以采用Schyndel這種空域算法來彌補LSB中魯棒水印保持較差的缺陷。這種算法通過密鑰輸入m-序列發生器來產生相應的水印信號,通過序列產生二維水印信號,使得像素點被逐一插入到原始圖像像素值的最低位,這同樣保證了數字水印的不可見性,而且不容易被移除,所以這兩種方法在技術上有互補之處,可以根據實際情況酌情應用。
2、變換域算法。變換域算法的主要表達方式就是頻率域制作水印算法,它利用一個信號來掩蓋另一個較弱的信號,從而能夠有效呼應對數字水印的圖像認證檢測。由于采用了跳頻(frequency hopping)技術,所以它的透明性好且數據改變幅度小,但是由于頻域水印制作在逆變換時容易散布于圖像空間中,所以最好用原作品中含有重要信息的敏感頻率來制作頻域水印,這樣能保證水印的自我恢復性。
3、壓縮域算法。壓縮域算法就是將媒體內容壓縮為標準的JPEG、MPEG等格式,實現對數據的完全解碼或重新編碼過程,所以壓縮域算法在數字廣播電視內容中具有較大的實用價值。壓縮域算法要求將水印信號塊中的變化系數相疊加,得到水印迭加的DCT系數,再重新進行相應的量化Huffman編碼,最后實現Huffman碼字的位數n1與原有無水印系數碼字n0的對應比較。當n1≤n0時,才能夠傳輸水印碼字。
總結:就目前來看,基于圖像認證的數字水印技術已經被推廣到相當廣泛的領域,它實現了對重要媒體內容的多視點與自由視點檢測,保證了媒體內容的知識版權安全性,而且也豐富了數字水印技術的多層次化。
參 考 文 獻
[1] 周武杰.立體圖像數字水印技術及其應用研究[D].寧波大學,2014.11-20.
【關鍵詞】數字水印技術 研究分析 多媒體技術 發展行業
隨著當前信息技術和計算機技術的不斷向前發展,不少行業開始了自身的轉型,不斷的邁向了自動化以及數字化的發展方向。相對應的數字化的多媒體技術發展也呈現出了嶄新的局面。總的來講當前多媒體技術的發展使得信息的傳播途徑得到了不斷的創新,但是需要注意的是由于其自身的技術性特點,所以在相關數據信息傳播的過程之中可能會出現不良的情況,常見的諸如版權問題等等。所以,還應當通過相關工作手段,促進技術改革,克服不良情況的出現,以更好的適應當前行業情況和市場環境。
1 數字水印的技術現狀分析
目前數字水印技術主要用于以下幾個方面:第一,版權保護。即數字作品的所有者可用密鑰產生一個水印,并將其嵌入原始數據,然后公開他的水印版本作品。第二,添加指紋。為避免未經授權的拷貝制作和發行,出品人可以將不同用戶的ID或序列號作為不同的水印(指紋)嵌入作品的合法拷貝中用以確定其來源。今后需要加以改進以更好的適應當前的市場環境和行業情況,旨在以此為基礎實現相關事業的發展和創新改革。
2 數字水印技術分類研究
當前數字水印技術較多,應當通過對技術的全面分析,掌握不同算法之間存在的差別和聯系,進而進行更好的改進。
2.1 時空域數字水印算法
相關算法主要是通過水印,將制定的密碼或者是秘鑰等,產生隨機性的序列號,并且將其加入至圖像、聲音或者是視頻等數據信號之中,形成全新的水印。由于信號數據的能量往往比較低,所以并不會被人為的被察覺到。在相關算法之中,主要的優點,是可以較好的隱藏數據的量,并且可以實現局部的、部分性的自適應,這一點對于數字水印技術的發展和創新改良意義重大。但是其缺點也相當的明顯,就是比較脆弱,常用的數據信號處理過程諸如信號的剪切、信號的縮放等等,均會對水印造成破壞性的影響。最后,還需要注意的是相關軟件與文件的格式有著高度的相關性,經過影響和破壞之后的處理文件往往不能夠進行有損的壓縮,這一點會對最終的使用造成極大的不良影響。
2.2 變換域數字水印算法
除了上述分析到的算法之外,變換域算法在實踐數字水印技術之中也相當常見。變換域水印是在對多媒體數據進行各種變換后將水印嵌入某些指定的頻域系數,如DCT、DFF、DWT變換等。該類算法中。大部分水印算法采用了擴展頻譜通信(Spread Spectrum Communication)技術。由于篡改攻擊一般是施加在感知特征不明顯的域,出于提高強健性的考慮水印一般加在感知特性敏感的域。該類算法的隱藏和提取信息操作復雜,隱藏信息量不能很大,但抗攻擊能力強,很適合于數字作品版權保護的數字水印技術中。DCT變換域上的數字水印具有很強的魯棒性,可以抗各種信號變形。由于JPEG、MPEG等數據壓縮方法也是在DCT變換域上操作的,所以DC3'變換域數字水印具有與生俱來的抗有損壓縮能力。不過,DCT變換域水印方法不能作到對圖像、聲音等信號內容的自適應,因此往往會造成對圖像亮度等特征的明顯損害。
3 數字水印技術的問題及今后的發展方向
根據上文針對當前數字水印技術的基本現狀和技術的核心原理等進行綜合性的分析,可以明確技術今后的改革方向和改革的主要原則。下文將針對當前數字水印技術發展過程之中的主要問題和今后的發展建設前景等進行集中性的分析。
當前數字水印技術發展過程之中問題較多。首先,在今后需要重點解決的就是信息化通道方面的障礙,這一點是使得多媒體數據信息可以得到全面保障的關鍵環節。另外,還需要注意的是,針對數字水印技術的系統評價方法,也應當進行革新,雖然就當前加以分析計算方式較多,但是還應當加強對數字水印技術體系全面評估辦法的研究。根據對傳統的經驗進行分析,傳統的數字水印技術計算方式幾乎是完全獨立的,并不能夠根據實際的應用需求進行設計,而對現有的應用加以研究,并且以此為基礎和依據,實現對計算方式的創新,同時將現有的大量水印計算分類方式進行比較,詳細的分析數字水印技術的基本現狀同時對技術今后的發展方向則有著重大的發展以及和研究的價值。不少系統都是基于網絡進行計算的,這樣的現狀使得其服務的質量難以得到切實的保障,另外,傳統的數字水印技術應當結合壓縮編碼進行實現,所以在今后還應當加強對基于網絡特性的數字水印技術分析。最后,當前數字水印技術發展過程之中所有權的證明問題難以得到完全的解決,就當前的眾多計算方式來進行分析,攻擊者往往可以直接的破壞其中的水印,這樣的情況會使得文件的所有者受到巨大影響。所以,有效的解決上述不良情況是數字水印技術的發展主導。
4 結束語
總的來講,多媒體信息安全之中數字水印技術的建設,相當關鍵,正如上文所分析到的,隨著當前信息技術和計算機技術的不斷向前發展,不少行業開始了自身的轉型,不斷的邁向了自動化以及數字化的發展方向。綜上所述,本文系統性的分析了當前現代化數字水印技術的基本情況和技術發展過程之中的核心問題,并從實際情況出發深入探討了今后應該重點研究和解決的問題。
參考文獻
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