数字水印技术研究
数字水印技术在音频文件版权保护中的应用研究

数字水印技术在音频文件版权保护中的应用研究摘要:随着数字化媒体的广泛应用,音频文件的版权保护问题变得日益重要。
传统的版权保护方式已经无法应对数字化环境下的盗版和侵权行为。
数字水印技术作为一种隐形且不可删除的信息嵌入技术,为音频文件版权保护提供了全新的解决方案。
本文旨在研究数字水印技术在音频文件版权保护中的应用,分析其原理、特点以及存在的问题,并提出相应的改进和措施。
1. 引言随着数字化媒体技术的迅猛发展,音频文件作为数字娱乐产业中的重要组成部分,其版权保护问题已经愈发突显。
传统的技术手段如加密方式只能简单地对内容进行保护,但无法防止盗版和侵权行为。
数字水印技术在音频文件的版权保护中具有重要的应用潜力。
2. 数字水印技术的原理与特点2.1 原理数字水印技术是一种将特定信息嵌入到音频文件中的技术手段。
这种信息在人耳无法察觉的情况下,通过特定算法嵌入到音频信号中,从而在版权保护方面起到重要的作用。
2.2 特点(1)隐蔽性:数字水印技术能够将特定信息以不易被察觉的方式嵌入到音频文件中,不影响原始音频的质量和听感。
(2)不可删除性:数字水印一旦嵌入到音频文件中,就无法被删除或修改。
即使进行了压缩或转码等操作,水印信息依然存在。
(3)鲁棒性:数字水印技术对于一定程度的信号处理操作,如压缩、滤波、等化等,能够保持一定的鲁棒性,从而保证水印信息的准确提取。
(4)可追溯性:数字水印技术通过提取嵌入的水印信息,可以对音频文件的来源和权益进行溯源,从而有效打击盗版和侵权行为。
3. 数字水印技术在音频文件版权保护中的应用3.1 版权认证与管理数字水印技术可以为音频文件提供版权认证和管理能力。
通过嵌入唯一的数字水印,音频文件的所有者可以在需要时随时验证其权益,并对版权进行精确管理和控制。
3.2 盗版追溯与应对当音频文件被非法传播和盗版时,数字水印技术可以通过溯源和追踪相关的水印信息,帮助版权所有者确定盗版行为的来源,并采取相应的应对措施,维护自身的权益。
基于深度学习的数字图像水印技术研究

基于深度学习的数字图像水印技术研究一、引言数字图像水印技术是一种在数字图像中嵌入特定信息的方法,旨在保护图像的版权和完整性。
传统的数字水印技术存在容易被攻击的问题,而基于深度学习的数字图像水印技术则通过利用深度神经网络的强大表征能力来提高水印的安全性和鲁棒性。
本文将探讨基于深度学习的数字图像水印技术的研究进展。
二、深度学习概述深度学习是一种机器学习的分支,通过构建多层神经网络模型来建模和学习数据的复杂特征。
它的优势在于可以自动学习特征表示,并在大规模数据集上进行训练,具有较高的准确性和鲁棒性。
三、基于深度学习的数字图像水印技术基于深度学习的数字图像水印技术可以分为两个主要方向:水印嵌入和水印检测。
1. 水印嵌入水印嵌入是将水印信息嵌入到原始图像中的过程。
传统的方法通常是将水印信息转换为频域或空域,然后使用离散傅里叶变换或小波变换等技术将其嵌入到图像中。
而基于深度学习的方法则通过训练深度神经网络来学习图像的特征表示和水印的嵌入方式。
其中,卷积神经网络(CNN)是最常用的深度学习模型之一,可以提取图像的局部特征,使水印能够更好地嵌入到图像中。
2. 水印检测水印检测是从带水印的图像中提取出水印信息的过程。
传统的方法通常通过对嵌入水印的图像进行解水印操作,并通过相关的算法进行检测。
而基于深度学习的方法则通过训练深度神经网络来从复杂的图像中提取和识别水印信息。
深度学习模型能够学习到更丰富的图像特征表示,提高了水印的识别准确性和鲁棒性。
四、基于深度学习的数字图像水印技术的挑战和解决方案基于深度学习的数字图像水印技术在应用中面临一些挑战,例如水印容易被攻击、水印抵抗图像处理操作能力差等。
针对这些挑战,研究者提出了一些解决方案。
1. 对抗攻击对抗攻击是指攻击者通过对带水印的图像进行修改或篡改,以模糊或完全去除水印信息。
为了提高水印的鲁棒性,研究者提出了基于生成对抗网络(GAN)的方法。
GAN模型能够学习生成逼真的对抗样本,从而使水印更难以被攻击者检测和破坏。
数字水印技术在数据隐私保护中的应用研究

数字水印技术在数据隐私保护中的应用研究数字水印技术是一种在数字媒体文件中嵌入可见或不可见的信息的技术。
这些信息被嵌入到数字媒体的内容中,以便在未经授权或意图篡改的情况下,该信息可以被检测出来。
数字水印可以在图像、音频、视频、文本和其他数字媒体中使用。
在保护数据隐私方面,数字水印技术提供了一种有效的方法。
数字水印的种类数字水印主要分为两类:隐写和可见水印。
隐写技术是将信息嵌入到数字媒体中,而不会改变其外观。
例如,在图像中嵌入的信息将不会影响图像本身。
相比之下,可见水印会更改数字媒体的外观。
例如,在图像中添加一个可见的水印意味着该图像现在包括两个不同的图像:原始图像及其水印。
数字水印如何保护数据隐私数据隐私是指个人或机构的敏感信息被未经授权的人访问或使用。
数字水印技术可以帮助保护数据隐私,并有几种不同的应用。
以下是数字水印技术在数据隐私保护方面的应用。
1.版权保护数字水印技术是一种有效的版权保护方法。
通过将数字水印嵌入到图像、音频或视频中,在这些媒体被重复使用时,版权拥有者可以轻松地追踪和保护自己的财产。
这种技术也可以帮助确定哪些媒体是未经授权使用的,并且可以在诉讼过程中为版权侵权提供证据。
2.大规模数据分发在大规模数据分发中,数字水印技术可以帮助确保信息发送到正确的接收方。
例如,在电子邮件中嵌入的数字水印可以帮助确定消息正在发送到正确的接收方。
数字水印也可以用于文档传输,以确保传输过程中没有被篡改或盗用。
3.证据跟踪数字水印技术可以用于跟踪证据。
例如,对于拍摄照片的人来说,数字水印可以用于证明照片确实是他们拍摄的。
这种技术也可以在法庭或犯罪情报方面用于确定特定事件的证据来源。
数字水印技术的发展数字水印技术不断发展和演变,现在已经可以在不同的数字媒体文件中轻松实现,例如图像、音频、视频和PDF文档等。
新的数字水印技术正在研发和测试中,以提供更高的安全性和更多的保护措施。
例如,一些数字水印技术现在可用于嵌入可变数据,如序列号、时间戳或加密密钥。
基于神经网络的数字水印技术研究

基于神经网络的数字水印技术研究概述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。
数字水印技术能够保证数字内容的有效性和完整性,能够识别、追踪和保护内容的知识产权。
基于神经网络的数字水印技术是一种新兴的数字水印技术,其基于神经网络的图像处理能力和特征提取能力,能够有效地抵抗图像水印攻击,保护知识产权。
1.数字水印技术的工作原理数字水印技术的核心思想是在数字媒体中嵌入特定的信息以实现不可见的、难以伪造的安全保护。
数字水印技术主要由三个步骤组成:嵌入、传输和提取。
1.1 嵌入嵌入是指将特定的信息嵌入到数字媒体中的过程。
数字水印技术的嵌入过程依赖于信源编码技术,通过修改原始数据的某些信息位,将特定信息嵌入到数字媒体中。
常用的数字水印嵌入技术包括根据不同应用场景选择空域、频域、小波域等在媒体信号中嵌入特定信息;使用差错编码技术嵌入特定信息;将特定信息转化为结构化数据,并嵌入到数字图像等数字媒体数据中。
1.2 传输传输是指将包含特定信息的数字媒体传输给接收方的过程。
数字水印技术传输过程中要考虑的主要问题为传输效率、传输可靠性和安全性。
1.3 提取提取是指从媒体信号中提取嵌入的特定信息的过程。
数字水印技术提取过程依赖于特征提取技术,通过对数字媒体的相应特征进行分析,识别并提取嵌入的特定信息。
常用的数字水印提取技术包括时域、频域等信号分析技术以及小波变换技术。
2.神经网络的基本原理神经网络是基于人类大脑神经元工作方式设计的一种计算模型。
神经网络可以实现模式识别、图像处理、数据预测等多种复杂任务。
神经网络的基本结构由神经元和神经元之间的连接组成,其中每个神经元接收来自其他神经元的信息,并根据其自身的激励阈值进行输出。
神经网络训练的基本原理是反向传播算法。
训练过程是通过将输入数据和已知输出映射关系进行比较,逐步调整网络参数以最小化输出误差。
目前网络结构较为复杂的神经网络类型包括卷积神经网络、循环神经网络、递归神经网络等。
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。
基于神经网络的数字水印技术的研究

基于神经网络的数字水印技术的研究随着数字媒体的广泛使用,保护数字内容的知识产权变得尤为重要。
数字水印技术作为一种有效的保护手段,引起了广泛关注。
近年来,基于神经网络的数字水印技术因其高效、鲁棒性强等特点,成为研究的热点。
神经网络是一种模拟人类神经系统结构和功能的计算模型。
通过在神经网络中学习和训练,可以实现对数字水印的嵌入和提取。
首先,需要选择合适的神经网络结构,如卷积神经网络、循环神经网络等。
然后,通过训练神经网络,使其具备对数字水印进行嵌入和提取的能力。
在数字水印的嵌入过程中,首先将原始数字内容与水印信息进行编码,然后通过神经网络将编码后的水印嵌入到原始内容中。
嵌入过程需要考虑到水印的鲁棒性和隐藏性。
鲁棒性是指水印在经过各种攻击下依然能够被提取出来。
隐藏性是指水印在嵌入后对原始内容的影响尽可能小。
在数字水印的提取过程中,通过神经网络的反向传播算法,可以从包含水印的数字内容中提取出水印信息。
提取过程需要考虑到提取的准确性和鲁棒性。
准确性是指提取出的水印信息与原始水印信息的一致程度。
鲁棒性是指在经过各种攻击下仍能够准确提取出水印信息。
基于神经网络的数字水印技术具有许多优势。
首先,神经网络可以通过学习和训练自动提取和嵌入水印,减少了人工干预的需求。
其次,神经网络可以通过自适应学习提高水印的鲁棒性,使其在各种攻击下仍能够有效提取。
此外,神经网络可以处理大规模的数据,适用于各种不同类型的数字内容。
尽管基于神经网络的数字水印技术在保护数字内容的知识产权方面具有很大潜力,但仍面临一些挑战。
例如,如何设计合适的神经网络结构,以实现更高的嵌入容量和更好的鲁棒性。
此外,如何进一步提高水印的隐藏性,以减少对原始内容的影响。
综上所述,基于神经网络的数字水印技术在数字内容的知识产权保护方面具有广阔的应用前景。
通过进一步的研究和改进,相信这项技术将能够为数字内容的安全提供更加有效的保障。
基于小波变换的数字水印技术研究及其应用分析

基于小波变换的数字水印技术研究及其应用分析近年来,随着数字化技术的迅速发展,数字媒体的内容传播已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。
而数字媒体的无限制传播也带来了一个巨大的问题——版权安全问题。
数字水印技术因此而应运而生。
本文将对基于小波变换的数字水印技术进行研究,并探讨其在实际应用中的效果和局限性。
一、基本原理数字水印技术是将一些特殊的信息嵌入到数字媒体文件中,这些信息通常是不可见的。
数字水印技术可以应用于图片、音频、视频等各种媒体领域。
这些嵌入的信息可以被用来验证文件的真实性或者防止侵权行为。
基于小波变换的数字水印技术,通常是将数字水印信息嵌入到原始信号的高频分量中。
它的基本原理是将数字水印信息与原始信号进行小波变换,然后在其高频分量中嵌入数字水印信息。
小波变换提供了一种优秀的多分辨率分析方法,可以将原始信号分解成不同分辨率的频带,极大提高了数字水印的嵌入效果。
同时,小波变换还具有良好的时域局部性和空间频率局部性,可以在高频分量中嵌入较弱的水印以增加鲁棒性,同时又不会影响到原始信号的质量。
二、实际应用数字水印技术的应用十分广泛,比如电子商务、版权保护和取证等方面。
下面,我们将分别介绍数字水印技术在这些领域中的应用情况。
在电子商务方面,数字水印技术可以保护商家的产品图片、视频以及其他电子文档等信息,防止重复利用或者盗用。
另外,数字水印技术还可以在数字媒体中嵌入潜在用户信息,方便营销推广。
在版权保护方面,数字水印技术可以在数字媒体中植入特殊的信息,标记媒体所有权和版权信息。
这可以有效保护版权,防止非法复制和传播,加强知识产权的保护。
在取证方面,数字水印技术可以嵌入不同的信息,如用户ID、时间戳等,可以在被篡改或者破坏的情况下实现取证目的。
此外,数字水印还可以用来记录分发和使用权,方便版权追溯。
三、局限性与发展趋势尽管数字水印技术在保护版权上的作用已经得到了广泛的认可,但是在实际应用中仍然存在一定的局限性。
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。
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数字水印技术研究数字水印技术研究摘要伴随着计算机网络的发展,信息媒体的数字化为信息的存取提供了巨大的便利,显著提高了信息表达的效率和准确性。
但是同时也带了了一些负面影响,一些别有企图的个人和团体在没有得到原作者的同意的情况下复制和传播有版权的数据文件或作品。
所提数字媒体的信息安全、知识产权保护和认证等问题变得日益突出,变成一个急需解决的议题。
密码技术是信息安全技术领域的的主要传统技术之一,但是此方法有缺点:一是加密后的文件因不可理解性从而妨碍信息的传播。
而是一旦被解密后,文件就不再受保护。
所以需要一种代替技术或者是对密码学进行补充的技术,这是,数字水印技术被提出了。
数字水印技术是一种可以在开放网络环境下保护版权和认证来源及数据完整性的新兴技术,原作者的创作信息和个人标致通过数字水印系统以人所不可感知的水印形式嵌入在多媒体中,从而使人们无法从表面上感知水印,只有专用检测器或软件才可以检测出隐藏的数字水印。
水印的存在要以不破坏原本数据的欣赏价值、实用价值1数字水印的特点 (5)2.2按水印所附载的媒体划分 (7)2.3按检测过程划分 (8)2.4按内容划分 (8)2.5按用途划分 (9)2.6按水印隐藏的位置划分 (9)3数字水印的特性 (10)3.1隐蔽性 (10)3.2鲁棒性 (10)3.3抗窜改性 (11)3.4水印容量 (11)3.5安全性 (11)3.6低错误率 (12)4典型数字水印算法 (12)4.1空域算法 (12)4.2PATCHWORK算法 (12)4.3变换域算法 (13)4.3.1基于离散余弦变换的数字水印 (14)4.3.2基于离散小波变换的数字水印 (16)4.4压缩域算法 (17)4.5NEC算法 (19)4.6生理模型算法 (19)5数字水印应用领域 (20)5.1数字作品的知识产权保护 (21)5.2商务交易中的票据防伪 (22)5.3证件真伪鉴别 (22)5.4声像数据的隐藏标识和篡改提示 (23)5.5隐蔽通信及其对抗 (23)1数字水印的特点作为数字水印技术基本上具有下面几个方面的特点:1.1安全性:数字水印的信息应是安全的,难以篡改或伪造,同时,应当有较低的误检测率,当原内容发生变化时,数字水印应当发生变化,从而可以检测原始数据的变更;当然数字水印同样对重复添加有很强的抵抗性。
1.2隐蔽性:数字水印应是不可知觉的,而且应不影响被保护数据的正常使用;不会降质;1.3鲁棒性:是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后,数字水印仍能保持部分完整性并能被准确鉴别。
可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。
主要用于版权保护的数字水印易损水印(Fragile Watermarking),主要用于完整性保护,这种水印同样是在内容数据中嵌入不可见的信息。
当内容发生改变时,这些水印信息会发生相应的改变,从而可以鉴定原始数据是否被篡改。
1.4水印容量:是指载体在不发生形变的前提下可嵌入的水印信息量。
嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息,或购买者的序列号,这样有利于解决版权纠纷,保护数字产权合法拥有者的利益。
尤其是隐蔽通信领域的特殊性,对水印的容量需求很大。
2数字水印的分类2.1按特性划分按水印的特性可以将数字水印分为鲁棒数字水印和易损数字水印两类。
鲁棒数字水印主要用于在数字作品中标识著作权信息,利用这种水印技术在多媒体内容的数据中嵌入创建者、所有者的标示信息,或者嵌入购买者的标示(即序列号)。
在发生版权纠纷时,创建者或所有者的信息用于标示数据的版权所有者,而序列号用于追踪违反协议而为盗版提供多媒体数据的用户。
用于版权保护的数字水印要求有很强的鲁棒性和安全性,除了要求在一般图像处理(如:滤波、加噪声、替换、压缩等)中生存外,还需能抵抗一些恶意攻击。
易损水印(Fragile Watermarking),与鲁棒水印的要求相反,易损数字水印主要用于完整性保护,这种水印同样是在内容数据中嵌入不可见的信息。
当内容发生改变时,这些水印信息会发生相应的改变,从而可以鉴定原始数据是否被篡改。
易损水印应对一般图像处理(如:滤波、加噪声、替换、压缩等)有较强的免疫能力(鲁棒性),同时又要求有较强的敏感性,即:既允许一定程度的失真,又要能将失真情况探测出来。
必须对信号的改动很敏感,人们根据易损水印的状态就可以判断数据是否被篡改过。
2.2按水印所附载的媒体划分按水印所附载的媒体,我们可以将数字水印划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印等。
随着数字技术的发展,会有更多种类的数字媒体出现,同时也会产生相应的水印技术。
2.3按检测过程划分按水印的检测过程可以将数字水印划分为明文水印和盲水印。
明文水印在检测过程中需要原始数据,而盲水印的检测只需要密钥,不需要原始数据。
一般来说,明文水印的鲁棒性比较强,但其应用受到存储成本的限制。
目前学术界研究的数字水印大多数是盲水印。
2.4按内容划分按数字水印的内容可以将水印划分为有意义水印和无意义水印。
有意义水印是指水印本身也是某个数字图像(如商标图像)或数字音频片段的编码;无意义水印则只对应于一个序列号。
有意义水印的优势在于,如果由于受到攻击或其他原因致使解码后的水印破损,人们仍然可以通过视觉观察确认是否有水印。
但对于无意义水印来说,如果解码后的水印序列有若干码元错误,则只能通过统计决策来确定信号中是否含有水印。
2.5按用途划分不同的应用需求造就了不同的水印技术。
按水印的用途,我们可以将数字水印划分为票证防伪水印、版权保护水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印。
票证防伪水印是一类比较特殊的水印,主要用于打印票据和电子票据、各种证件的防伪。
一般来说,伪币的制造者不可能对票据图像进行过多的修改,所以,诸如尺度变换等信号编辑操作是不用考虑的。
但另一方面,人们必须考虑票据破损、图案模糊等情形,而且考虑到快速检测的要求,用于票证防伪的数字水印算法不能太复杂。
版权标识水印是目前研究最多的一类数字水印。
数字作品既是商品又是知识作品,这种双重性决定了版权标识水印主要强调隐蔽性和鲁棒性,而对数据量的要求相对较小。
篡改提示水印是一种脆弱水印,其目的是标识原文件信号的完整性和真实性。
隐蔽标识水印的目的是将保密数据的重要标注隐藏起来,限制非法用户对保密数据的使用。
2.6按水印隐藏的位置划分按数字水印的隐藏位置,我们可以将其划分为时(空)域数字水印、频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印。
时(空)域数字水印是直接在信号空间上叠加水印信息,而频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印则分别是在DCT变换域、时/ 频变换域和小波变换域上隐藏水印。
随着数字水印技术的发展,各种水印算法层出不穷,水印的隐藏位置也不再局限于上述四种。
应该说,只要构成一种信号变换,就有可能在其变换空间上隐藏水印。
3数字水印的特性数字水印系统必须满足一些特定的条件才能使其在数字产品版权保护和完整性鉴定方面成为值得信赖的应用体系。
一个安全可靠的水印系统一般应满足如下要求:3.1隐蔽性也称不可感知性,即对于不可见水印处理系统,水印嵌入算法不应产生可感知的数据修改,也就是水印在通常的视觉条件下应该是不可见的,水印的存在不会影响作品的视觉效果。
3.2鲁棒性水印必须很难去掉(希望不可能去掉),当然在理论上任何水印都可以去掉,只要对水印的嵌入过程有足够的了解,但是如果对水印的嵌入只是部分了解的话,任何破坏或消除水印的企图都应导致载体严重的降质而不可用。
3.3抗窜改性与抗毁坏的鲁棒性不同,抗窜改性是指水印一旦嵌入到载体中,攻击者就很难改变或伪造。
鲁棒性要求高的应用,通常也需要很强的抗窜改性。
在版权保护中,要达到好的抗窜改性是比较困难的。
3.4水印容量嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息,或是购买者的序列号。
这样在发生版权纠纷时,创建者或所有者的信息用于标示数据的版权所有者,而序列号用于标示违反协议而为盗版提供多媒体数据的用户。
3.5安全性应确保嵌入信息的保密性和较低的误检测率。
水印可以是任何形式的数据,比如数值、文本、图像等。
所有的水印都包含一个水印嵌入系统和水印恢复系统。
3.6低错误率即使在不受攻击或者无信号失真的情况下,也要求不能检测到水印(漏检、false -negative) 以及不存在水印的情况下,检测到水印(虚检、false - positive) 的概率必须非常小。
4典型数字水印算法近年来,数字水印技术研究取得了很大的进步,下面对一些典型的算法进行了分析,除特别指明外,这些算法主要针对图像数据(某些算法也适合视频和音频数据)。
4.1空域算法该类算法中典型的水印算法是将信息嵌入到随机选择的图像点中最不重要的像素位(LSB:least significant bits)上,这可保证嵌入的水印是不可见的。
但是由于使用了图像不重要的像素位,算法的鲁棒性差,水印信息很容易为滤波、图像量化、几何变形的操作破坏。
另外一个常用方法是利用像素的统计特征将信息嵌入像素的亮度值中。
4.2Patchwork算法方法是随机选择N对像素点(ai,bi) ,然后将每个ai点的亮度值加 1 ,每个bi点的亮度值减1,这样整个图像的平均亮度保持不变。
适当地调整参数,Patchwork方法对JPEG压缩、FIR滤波以及图像裁剪有一定的抵抗力,但该方法嵌入的信息量有限。
为了嵌入更多的水印信息,可以将图像分块,然后对每一个图像块进行嵌入操作。
4.3变换域算法该类算法中,大部分水印算法采用了扩展频谱通信(spread spectrum communication)技术。
算法实现过程为:先计算图像的离散余弦变换(DCT),然后将水印叠加到DCT域中幅值最大的前k系数上(不包括直流分量),通常为图像的低频分量。
若DCT系数的前k个最大分量表示为D=,i=1 ,… ,k,水印是服从高斯分布的随机实数序列W =,i=1 ,… ,k,那么水印的嵌入算法为di = di(1 + awi),其中常数a为尺度因子,控制水印添加的强度。
然后用新的系数做反变换得到水印图像I。
解码函数则分别计算原始图像I和水印图像I*的离散余弦变换,并提取嵌入的水印W*,再做相关检验以确定水印的存在与否。
该方法即使当水印图像经过一些通用的几何变形和信号处理操作而产生比较明显的变形后仍然能够提取出一个可信赖的水印拷贝。
一个简单改进是不将水印嵌入到DCT域的低频分量上,而是嵌入到中频分量上以调节水印的顽健性与不可见性之间的矛盾。
另外,还可以将数字图像的空间域数据通过离散傅里叶变换(DFT)或离散小波变换(DWT)转化为相应的频域系数;其次,根据待隐藏的信息类型,对其进行适当编码或变形;再次,根据隐藏信息量的大小和其相应的安全目标,选择某些类型的频域系数序列(如高频或中频或低频);再次,确定某种规则或算法,用待隐藏的信息的相应数据去修改前面选定的频域系数序列;最后,将数字图像的频域系数经相应的反变换转化为空间域数据。