数字水印及其应用
数字水印技术在防伪领域的研究与应用
数字水印技术在防伪领域的研究与应用数字水印技术是一种将数据或信息嵌入数字内容中的技术。
数字水印可以嵌入到图像、音频、视频等数字内容中，因此被广泛应用于防伪、版权保护和身份验证等领域。
在防伪领域中，数字水印技术可以帮助消费者区分真伪产品，保护企业的商业利益和品牌形象。
数字水印技术的原理是在数字内容中嵌入一些不可见的、不影响主要内容的信息。
这些信息可以是一个二维码、一个条码、一个序列号或其他形式的标识符。
数字水印技术的作用是在不破坏原始数字内容的前提下，为该数字内容添加一层可追溯的标识，从而防止伪造和篡改。
数字水印技术在防伪领域的应用主要有以下几个方面：1.产品身份识别数字水印可以嵌入到产品的不同部位和零部件中。
当消费者购买到商品后，通过扫描数字水印上的二维码或条码，可以快速地识别出产品的身份和真伪。
例如，数字水印技术可以应用于奢侈品、药品和食品等高价值商品的防伪领域。
2.保护知识产权数字水印可以用于版权保护和知识产权保护。
例如，数字水印可以用于数字音乐、数字电影和数字书籍等数字内容的防抄袭和防盗版。
数字水印不仅可以识别出是否有人对数字内容进行了未经授权的复制和传播，还可以追溯到复制和传播的源头。
3.防止假冒伪劣数字水印可以嵌入到不同类型的产品中，如服装、鞋子、电子产品和汽车零部件等。
数字水印可以快速地识别出假冒伪劣产品，确保消费者购买到的是正品。
数字水印技术可以帮助维护品牌形象和保护消费者权益。
4.防止串货和盗版数字水印可以用于防止串货和盗版。
数字水印可以在产品的生产和销售过程中进行实时记录和追踪，可以标识出产品从生产到销售的全过程。
数字水印技术可以通过对供应链的监控，防止串货和盗版现象的发生。
总的来说，数字水印技术在防伪领域的应用有着广泛的前景和应用场景。
数字水印技术的研究和应用不断提高着产品的防伪性能和品牌形象，有助于保护企业和消费者的利益。
随着数字化时代的到来，数字水印技术必将在更广泛的领域发挥更重要的作用。
数字水印技术：原理、算法与应用研究
数字水印技术：原理、算法与应用研究第一章引言1.1 研究背景数字水印技术是一种将特定信息嵌入到数字媒体中的技术，它可以用于版权保护、内容认证、数据追踪等方面。
随着数字媒体的广泛应用，数字水印技术也得到了越来越多的关注和研究。
1.2 研究目的本文旨在介绍数字水印技术的原理、算法和应用研究，帮助读者了解数字水印技术的基本概念和工作原理，并探讨数字水印技术在各个领域中的应用。
第二章数字水印技术的原理2.1 数字水印的定义数字水印是指将特定信息嵌入到数字媒体中，并且这种嵌入是不可察觉的。
数字水印可以分为可见水印和不可见水印两种类型。
2.2 数字水印的分类根据嵌入的信息类型，数字水印可以分为同步水印和异步水印。
同步水印是将特定信息嵌入到数字媒体的某个特定位置，而异步水印是通过算法将特定信息嵌入到数字媒体中。
2.3 数字水印的嵌入与提取过程数字水印的嵌入过程包括特定信息的选择、特定信息的嵌入和嵌入位置的选择等步骤。
数字水印的提取过程包括水印的检测和水印的提取两个步骤。
第三章数字水印技术的算法3.1 空域水印算法空域水印算法是将数字水印直接嵌入到像素值中的算法。
常用的空域水印算法有LSB算法、块迭代算法等。
3.2 变换域水印算法变换域水印算法是在数字媒体的变换域中嵌入水印的算法。
常用的变换域水印算法有DCT算法、小波变换算法等。
3.3 混合域水印算法混合域水印算法是将空域水印和变换域水印结合起来的算法。
常用的混合域水印算法有伪随机数算法、混合素数算法等。
第四章数字水印技术的应用研究4.1 版权保护数字水印技术可以用于版权保护，可以嵌入版权信息到数字媒体中，以防止盗版和非法传播。
4.2 内容认证数字水印技术可以用于内容认证，可以验证数字媒体的完整性和真实性，以防止内容被篡改和伪造。
4.3 数据追踪数字水印技术可以用于数据追踪，可以追踪数字媒体的传播路径和使用情况，以提供数据分析和监控。
第五章数字水印技术的挑战与展望5.1 水印容量和可靠性数字水印技术在提高水印容量的同时，也需要保证水印的可靠性，即水印在传输过程中不受损失和篡改。
数字水印技术与应用研究
数字水印技术与应用研究随着数字技术的不断发展，我们的生活与工作方式已经发生了翻天覆地的变化。
无论是数字音频、数字视频还是数字图像等，数字化的内容已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
然而，随之而来的问题也逐渐浮现在我们的视野中，其中最为突出的问题莫过于数字内容在网络上的使用和传播的问题。
数字水印技术的出现，为我们解决了这一问题，并极大地促进了数字内容保护和应用方面的发展。
1. 数字水印技术有什么优势？数字水印技术，简单来讲就是将可见或不可见的信息隐藏在数字内容中，对其进行标记，并且保证这种标记不会被轻易地删除或者篡改。
这种技术对于数字内容保护和防止盗版有着非常重要的作用。
从技术上来讲，数字水印技术有以下优势：（1）数字水印技术可以防止隐蔽性很强的图像、音频和视频等数字信息被篡改或者盗版。
（2）数字水印技术可以对内容进行可持续的保护和监管，具有非常可靠的可审计性和可追溯性。
（3）数字水印技术不仅可以用于版权保护，还可以应用在商业广告、反欺诈和安全认证等方面。
2. 数字水印技术的应用案例数字水印技术在各行各业都有着非常广泛的应用。
下面是一些案例：（1）卫衣数字水印技术。
该技术可以将购买者的身份信息嵌入到卫衣的设计纹理中，让每一件卫衣都是独一无二的。
这种技术也被广泛应用于珠宝制作、艺术品收藏等领域。
（2）数字水印技术在转码和视频编辑工具中的应用。
数字水印技术可以大幅提高转码和视频编辑工具的安全性和可靠性。
（3）区块链数字水印技术。
区块链是下一代互联网技术，数字水印技术可以将版权信息和重要的商业数据嵌入到区块链中，使得这些信息无法被篡改或删除。
3. 数字水印技术的未来发展方向数字水印技术目前已经在多个领域得到广泛的应用，但它的发展方向还远远不止于此。
未来数字水印技术的发展方向有以下几个方面：（1）数字水印技术在大数据应用、人工智能相关技术中的应用。
以图像识别为例，通过数字水印技术可以对图像精确标识，使得图像识别的可信度更高。
数字水印技术在图像版权保护中的应用
数字水印技术在图像版权保护中的应用随着数字时代的到来，图像的版权问题愈加突显。
为了解决这个问题，数字水印技术应运而生，成为一种非常有效的图像版权保护手段。
本文将从数字水印技术的基础概念、技术实现、应用场景及其发展前景四个方面，详细阐述数字水印技术在图像版权保护中的应用。
一、数字水印技术的基础概念数字水印（Digital Watermark）是一种不可见的、可嵌入到数字媒体中的信息。
数字水印不影响数字媒体的可视化质量，但可从中提取出被嵌入的信息。
数字水印技术应用广泛，除了在图像版权保护中，它还在音频、视频、文本等领域都有应用。
数字水印技术的基本原理是把需要嵌入的信息采用特定算法转变为一串数字序列，然后将其嵌入到数字媒体中。
数字水印必须满足一定的安全性、鲁棒性、透明性等特征。
其中安全性是保证数字水印信息不被未授权的使用者破解和篡改。
鲁棒性是指数字水印信息在经过常见的攻击（如压缩、剪裁、旋转、增加噪声等）后，仍能被较好地提取出来。
透明性是指数字水印信息不影响原始数字媒体的质量，同时被嵌入到数字媒体中的数字水印信息对人眼来说也是不可见的。
二、数字水印技术的实现方式数字水印技术的实现方式有许多种，其中最常见的是频域和空域水印嵌入技术。
1. 频域数字水印技术频域数字水印技术是将水印嵌入到原始数字图像的频域（如离散余弦变换DCT）中。
通过将水印嵌入到频域中进行嵌入，不仅可以增加数字水印的鲁棒性，还可以避免数字水印对原图像的可视性影响。
2. 空域数字水印技术空域数字水印技术是将水印嵌入到原始数字图像的像素值中。
空域数字水印技术分为直接序列嵌入技术和感知模型嵌入技术。
其中，直接序列嵌入技术是将数字水印按照一定的规则嵌入到原始图像像素中，而感知模型嵌入技术则是通过建立感知模型来嵌入数字水印。
三、数字水印技术的应用场景数字水印技术的应用场景非常广泛，其中最常见的是版权保护。
数字水印技术可以很好地解决图像被盗用和篡改的问题。
数字水印技术及应用
经验与交流 计算机与信息技术 ·91·数字水印技术及应用龚翱 李曾妍 陈刚（湖南人文科技学院 计算机科学系，湖南 娄底 417000）摘 要 随着网络技术和媒体信息数字化的飞速发展，数字水印技术成为目前研究的热点。
本文介绍了数字水印的概念、原理和研究现状，并分析了常见的数字水印算法，最后讨论数字水印的应用领域，并展望了未来发展及研究方向。
关键词 数字水印；信息隐藏；算法1 引言随着信息时代的到来，特别是Internet 的普及，数字技术飞速发展。
数字媒体如图像、视频、音频等作品因其复制、篡改、非法传播非常容易，使得版权保护和信息安全问题日益突出。
为了保护知识产权，以往采用数据加密的方法，只有掌握密钥的授权用户才能解密并使用数据，但这种方法只能控制用户存取数据，与数据本身无关。
因此，人们又提出了数字信息产品版权保护和数据安全维护的新技术——数字水印（Digital Watermarking）。
2 数字水印的概念及原理数字水印技术是一种信息隐藏技术，它是在数字图像、音频和视频等数字作品中嵌入秘密信息，以便保护数字作品的版权、证明产品的真实可靠性、跟踪盗版行为或者提供产品的附加信息，其中的秘密信息可以是版权标志、用户序列号或者是产品相关信息。
一般，该秘密信息需要经过适当变换再嵌入到数字作品中，通常称变换后的秘密信息为数字水印[1]。
数字水印技术以其特定的优势，成为目前的一个研究热点，得到越来越广泛发展和应用。
图1 水印的嵌入、提取过程一个完整的数字水印系统应包含：水印的嵌入和水印的提取或检测。
水印嵌入算法利用对称密钥或公开密钥实现把水印嵌入到原始载体信息中，得到隐秘载体。
水印检测或提取算法利用相应的密钥从隐蔽载体中检测或恢复出水印，没有解密密钥，攻击者很难从隐秘载体中发现和修改水印。
水印的嵌入和提取如图1所示。
3 数字水印的主要特性（1）不可感知性。
也称隐蔽性，数字作品嵌入数字水印后，不会引起质量明显的下降，也不容易被察觉，即使采用统计的方法也不能提取或确定水印的存在。
数字图像水印技术研究与应用分析
数字图像水印技术研究与应用分析随着数字技术的迅猛发展，图像在我们的生活中的应用越来越广泛。
然而，在数字化的时代，图像的一致性和真实性成为了一个严峻的问题。
为了保护图像的版权和完整性，数字图像水印技术应运而生。
本文将重点讨论数字图像水印技术以及其在不同领域的应用。
首先，让我们了解一下数字图像水印技术的基本原理。
数字图像水印是将可见或不可见的信息嵌入到一个图像中，以达到保护图像版权或完整性的目的。
嵌入水印的过程包括两个主要步骤：水印嵌入和水印提取。
水印嵌入是将水印信息通过一定的算法嵌入到原始图像中，而水印提取则是通过相应的算法从带有水印的图像中提取出水印信息。
在数字图像水印技术的研究中，有几个关键问题需要解决。
首先是水印的可见性。
可见水印是指在水印嵌入后能够直观地看到水印的存在，而不可见水印则是指水印嵌入后无法通过肉眼观察到的水印。
两者的选择取决于具体的应用需求。
例如，在图像版权保护领域，一般会选择不可见水印，以保护原始图像的视觉质量。
其次是水印的鲁棒性。
鲁棒性是指水印在经过一些针对图像的编辑操作后，仍然能够被准确提取出来。
这些编辑操作包括压缩、旋转、裁剪等。
在实际应用中，数字图像经常会经历这些操作，因此保持水印的鲁棒性是非常重要的。
数字图像水印技术已经在各个领域得到了广泛的应用。
其中，数字版权保护是其中之一。
在互联网时代，盗版问题成为了摆在版权方面前的一个巨大难题。
通过嵌入数字水印，版权方可以追踪和管理自己的图像，有效减少盗版行为。
此外，数字图像水印技术还在信息认证领域发挥着重要作用。
在数字身份认证过程中，手持身份证照片的人员可以通过数字图像水印进行验证。
数字水印技术可以将身份信息嵌入到照片中，使得证件的真实性得到了可靠保证。
在医学领域，数字图像水印技术也有着广泛的应用。
医学图像水印的嵌入和提取可以用于图像的认证和源追踪。
这对于确保医学图像的可靠性和准确性是至关重要的。
尽管数字图像水印技术在实际应用中有诸多优势，但仍然存在一些挑战。
数字水印的原理与应用
数字水印的原理与应用介绍数字水印是一种嵌入在数字媒体中的不可见信息。
它可以用来保护版权、防止盗版，以及提供追踪和识别功能。
数字水印可以嵌入在图像、音频和视频等媒体中，并且无法被察觉到，只有特定的解码器才能提取出嵌入的信息。
原理数字水印的核心原理是利用人类对媒体的感知有限性，隐藏额外的信息。
一般来说，数字水印的嵌入过程包括以下几个步骤：1.特征提取：根据媒体的特性，提取出一些不易察觉的特征，如图像的颜色、音频的频谱等。
2.信息嵌入：将需要隐藏的信息嵌入到媒体的特定位置，如图像的像素值、音频的频域等。
3.传输和存储：将嵌入了水印的媒体传输或存储起来。
4.解码：在需要提取出水印信息的时候，使用特定的解码器进行解码，提取出隐藏的信息。
应用数字水印的应用非常广泛，以下列举了几个常见的应用场景：1. 版权保护数字水印可以用来保护数字媒体的版权。
通过在媒体中嵌入唯一的标识信息，可以防止盗版和非法传播，一旦发现侵权行为，可以通过解码水印来追踪侵权者。
2. 防伪认证数字水印可以用来对产品进行防伪认证。
在产品的包装或标签上嵌入水印信息，消费者可以使用特定的解码器来验证产品的真伪，防止购买到假冒产品。
3. 隐私保护数字水印可以用来保护个人隐私。
在个人照片或视频中嵌入水印信息，可以在需要的时候进行身份验证或追踪，防止不当使用。
4. 数据完整性验证数字水印还可以用来验证数据的完整性。
在数据传输过程中，可以嵌入水印信息来检测数据是否被篡改或损坏。
优势和局限性数字水印相比传统的物理水印具有以下优势：•不可见性：数字水印是不可见的，不会对原始媒体造成视觉或听觉上的影响。
•鲁棒性：数字水印对一定程度的变形、压缩和加噪声等操作有一定的鲁棒性，在嵌入信息之后仍然可以提取出水印信息。
•可扩展性：在数字水印的嵌入过程中，可以灵活控制嵌入的信息量和嵌入的位置。
然而，数字水印也存在一些局限性：•容量限制：由于数字媒体的特性和人类感知的有限性，数字水印的容量是有限的。
数字水印技术及其应用
数字水印技术及其应用近年来，随着信息化建设的快速发展和数字媒体技术的不断创新，数字水印技术逐渐受到广泛关注。
数字水印技术是在数字媒体中嵌入一些不可见的标记，以保证其版权、身份认证和完整性等方面的安全性。
本文将探讨数字水印技术的原理、种类以及应用等方面的内容。
一、数字水印技术的原理数字水印技术是一种隐藏在数字媒体数据中的信息标记技术，目的是为了在保持原数据所具有的可用性及质量的基础上，加入一些可以用于识别、验证、追踪等目的的附加信息。
数字水印主要分为可见水印和不可见水印两种。
可见水印是在媒体数据中嵌入一些可见的标记，以证明该数据的所有权和版权等信息，相当于电子版权声明。
而不可见水印则是在媒体数据中插入一些不会影响原数据展示质量的噪声，来隐藏一些附加的信息。
通过在数据中嵌入数字水印，可以对音频、视频、图像等数字媒体进行版权保护，身份认证，完整性检验等，从而保护数字内容的安全。
二、数字水印技术的种类数字水印技术广泛应用于各种数字媒体数据中，包括音频、视频、图像等类型。
主要有以下几种类型：1.时间戳水印时间戳数字水印是将时间信息嵌入到数字数据中，以确保数据不被篡改或变形。
该类型的数字水印通常被应用于照片、音频和视频的版权保护，以便于跟踪和维权。
2.频率水印该类型的数字水印是在数字信号的频谱中嵌入一些特殊的序列，来进行版权保护和完整性检查。
该类型的数字水印被广泛应用于音频和视频数据的保护，以便于验证数据的完整性和身份认证。
3.几何水印几何数字水印是通过对数字媒体的几何形状进行修改，来隐藏附加信息的一种数字水印技术。
该技术主要应用于数字媒体上的版权保护和身份认证。
4.嵌入式水印该类型的数字水印是将一些特殊的序列嵌入到数字图像、视频或音频数据中，以进行身份验证和版权保护等方面的目的。
通过嵌入式水印技术，可以保证媒体数据的原始性和完整性，同时能够有效地防止数据的非法复制。
三、数字水印技术的应用数字水印技术已经广泛应用于数字媒体安全方面，其中主要的应用包括：1.版权保护原始作者可以在数字媒体上嵌入数字水印，以标记作品的所有权。
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NEC嵌入图例
常见的攻击方法
• 通过对作品的技术处理来破坏水印信息 的攻击，例如图像压缩、裁减、滤波运 算、打印/扫描处理以及A/D D/A处理等。 • 通过伪造水印信息而和原水印信息产生 纠纷，并以此否定原水印信息。
IBM攻击
• 又称解释攻击，这是针对可逆、明文水 印算法而进行的攻击。主要出现在这种 情况：设原始图象为I，加入水印WA的图 象为IA=I+WA。攻击者首先生成自己的水 印WF，然后创建一个伪造的原图IF=IA-WF， 也即IA=IF+WF。此后，因为根据IF能够从 IA中提取水印，因此攻击者可声称他拥 有IA的版权。由于攻击者可利用伪造原 图IF从IA中检测出其水印WF；但原作者也 能利用原图I从IA中检测出其水印WA。这 就产生无法分辨与解释的情况。
变换域算法
• DCT变换域算法：将图像分成多个小块， 然后对每个小块进行DCT变换，得到DCT 系数组，由密钥控制选定一些DCT系数， 然后通过对这些系数作变换而嵌入水印。 数据改变的幅度比较小，透明性好。 抵抗几何变换攻击的能力会比较弱。
DCT嵌入算法
DCT嵌入图例
NEC算法
• NEC算法：NEC实验室的COX等人提出的水印算 法,原则为： • 水印信号应该嵌入源数据中对人的感觉最重要 的部分。在频谱空间中，这种重要部分就是低 频分量。这样，攻击者在破坏水印的过程中， 不可避免地会引起图象质量的严重下降。 • 水印信号应该由具有高斯分布的独立同分布随 机实数序列构成。这使得水印经受多拷贝联合 攻击的能力大大增强。 • 实现方法是：对整幅图象做DCT变换，选取除 DC分量外的1000个最大的DCT系数插入由N(0,1) 所产生的一个实数序列水印信号。
•c: •水印检测
常见算法
• 空间域算法：通过直 接对宿主信息作变换 来嵌入水印信息的算 法。（最低有效位） 早期的数字水印算法 以空域算法为主。算 法通常比较简单，运 算量小。 缺点是抵抗攻击的能 力往往会比较弱。 • 变换域算法：通常首 先对宿主信息作特殊 变换（DCT,DFT,WF）， 然后在变换的基础上 嵌入信息。 通常比较复杂，运算 量大。但抵抗攻击的 能力往往会强一些。 DCT域数字水印算法、 小波域数字水印算法
数字水印应用
• 版权保护：所有者识别，所有权验证， 交易跟踪。 • 内容鉴别：通过脆弱水印判断内容是否 被修改。 • 用于隐藏标识，进行认证。 • 错误检测：在视频通信中的每个8x8的 DCT 系数嵌入脆弱水印。
最低有效位方法
Time Domain Embedding
130 = 10000010 123 = 01111011 117 = 01110101 •••••••••• original
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130 = 10000011 123 = 01111010 117 = 01110101 •••••••••• marked
正常 情况
IBM攻击
原 始 作 品I
嵌入水印 WA
水印作品IA
水印作品IA
解释 攻击 伪造水印WF 水印作品IA 伪原始作品IF
提取水印 WA
原 始 作 品I
提取伪造水印WF
嵌入伪造水印WF
伪造原作品IF 水印作品IA
串谋攻击
• 所谓串谋攻击就是利用同一原始多媒体 的不同水印信号版本，来生成一个近似 的多媒体数据集合，以此来逼近恢和复 原始数据，其目的是使检测系统无法在 这一近似的数据集合中检测出水印信号 的存在，其中最简单的一种实现就是平 均法。
采样点数
幅度
250 200 150 100 50 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 x 104
采样点数
视频水印
文本水印
按照嵌入位置分类
• 空间域水印：直接对宿主信息变换嵌入信息。 如最低有效位方法（用于图象，音频信息）， 文档结构微调（文本水印）。 • 变换域水印：基于常用的图象变化（离散余眩 变换Discrete Cosine Transform DCT，小波变换 WT）等。例如对整个图象或图象的某些分块 作DCT变换，然后对DCT系数作改变。
空域编码
纯文本水印算法
• 基于造句法：这种方法就是在不明显改 变语义和语气的情况下，通过改变句子 的结构或措辞来嵌入信息。 • 基于语义：基于语义的，这种方法是通 过同义词替换来嵌入信息。 • 基于汉字特性：因为在汉语中，有很多 字符虽然意思不同，但是在人们阅读过 程中并不是非常留意这些区别，因此可 以用来嵌入信息。
跳跃攻击
• 主要是针对音频信号水印信息采取得攻 击。首先将信号数据分成固定大小的段， 然后在每一段中随机复制和删除一个点 的数据，这虽然对于听觉效果影响并不 明显，但是却可以影响水印检测的定位， 因而阻止水印信息检测。
文本数字水印
• 格式文本水印：主要 是指水印嵌入是通过 改变文本文件的格式 信息完成的。例如改 变行间距、字间距或 在文件的特定位置加 入空白信息等。 • 纯文本水印：这种水 印信息的嵌入主要是 通过改变文本信息本 身来实现的。例如同 义词替换、句子结构 变换等。
纯文本水印举例
• 基于造句法：将句子before the night is over，I will have finished. 改为Ｉwill have finished before the night i 例如word trade organization用WTO替换。 • 基于汉字特点：“的” “地” 之间的替 换，“，”“。”“；”之间的替换。
StirMark攻击
• 它采用软件方法，对水印载体图像进行 处理，从而在水印载体图象中引入一定 的误差。如StirMark可对水印载体进行 重采样攻击，首先进行打印输出，然后 在通过扫描得到图像。还可以对图像进 行几何失真处理，如剪切、旋转处理， 以及通过函数处理模拟非线性的A/D变换 所带来的缺陷进行攻击。
水印的特点
• 鲁棒性：就是水印信息不能因为宿主信 息的改动而轻易受到损害。 • 透明性：水印信息不能严重影响宿主信 息的有效性 。 • 安全性：嵌入的水印不应该很容易的被 发现 。 • 有效性：水印信息确实能够证明宿主信 息的重要属性。
水印的分类
• • • • • 按照水印脆弱性 按照水印可视性 根据水印检测过程 按宿主信息类型 按水印嵌入位置划分
DCT变换
正变换：
Fc ( , )
2 MN
c( )c( ) f ( x, y) cos[2N (2 x 1) ] cos[2M (2 y 1) ]
x 0 y 0
M 1 N 1
逆变换：
f ( x, y)
其中：
M 1 N 1 2 MN
c ( ) c ( ) F ( , ) cos[ ( 2 x 1 ) ] cos[ c 2N 2 M (2 y 1) ] 0 0
12 c( x) 1
x0
x 1,2,...,N 1
通用水印框架
•用户密钥 •原始作品 •嵌入水印 •水印作品
•水印信号
•a: •水印嵌入 •用户密钥 •提取水印 •水印作品 •b: •水印提取 •用户密钥 •水印作品 •指定水印 •检测水印 •判决•( •是或否•) •提取出的水印
空间域算法举例
• schyndel算法：首先将密钥输入到一个M 序列发生器，产生水印信号，然后将这 些M序列水印信号重新排列成2维水印信 息，并按像素点逐一插入到像素值的最 低位。 由于水印信号被安排在最低位，因此不 易觉察。 但是由于水印的嵌入位置固定，因此水 印信息也很容易遭到破坏，鲁棒性不好。
数字水印及其应用
－数字水印背景知识介绍
南开大学 嵌入式系统与信息安全实验室 窦毅
内容概要
• • • • • • • 水印及相关概念 水印特点 水印的分类 水印框架与常用算法 常见攻击 文本数字水印 数字水印的应用
水印及相关概念
• 加密技术：利用密钥将明文变换为无意义或其 他意思的密文。 • 信息隐藏：将机密信息隐藏于公开信息中，通 过传递公开信息而传递机密信息。 • 数字水印：数字水印是以可感知或不可感知的 形式嵌入到数字多媒体产品（文本、音频、视 频、图形和图象等）中的、用于版权保护、内 容检验或提供其它信息的信号。 • 数字水印处理技术是水印生成、嵌入、抽取和 检测以及攻击等过程的统称。
盲水印
含水印图像
盲抽取算法 抽取的水印
明文水印
原始图像
含水印图像
抽取的水印
按可视性分类
• 可见水印
不可见水印
嵌入水印
右图为左图加入水印后效果
按宿主信息类型分类
• • • • 图像水印： 音频水印： 视频水印： 文本水印：
音频水印
幅度
250 200 150 100 50 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 x 104
空间域算法举例
• Patchwork算法：首先选中N对像素点， 然后通过增加一个点的亮度值，而相应 降低另一个点的像素值，以此来嵌入信 息。 为了提高水印的鲁棒性，算法将像素对 扩展为像素区域对。 对有损的滤波、压缩、扭转等具有较好 的抵抗能力。
文本水印算法
• 文本水印算法：通过改变行间距、字间 距、字符特征或同义词替换等来嵌入信 息。
按水印脆弱性分类
• 鲁棒性水印：水印不会因宿主变动而轻 易被破坏，通常用于版权保护。 • 脆弱水印：对宿主信息的修改敏感，用 于判断宿主信息是否完整。
按水印的检测过程分类
• 盲水印：在水印检测过程中不需要原宿 主信息的参与，只用密钥信息即可。 • 明文水印：明文水印的水印信息检测必 须有原宿主信息的参与。
格式文本水印算法
• 行移编码：通过上下移动某些行，而改 变行间距来嵌入信息。 • 字移编码：通过左右移动字符而改变字 间距来嵌入信息。 • 字符特征编码：改变字宽、字高等嵌入 信息。 • 空域编码：通过在段的开头或结尾甚至 标题之后加入空格键来嵌入信息。