数字水印编码算法
数字水印技术
9.1.4 数字水印的分类
（2）按感知特性划分：
不可感知水印（不可见水印）：人的感观不能感知 嵌入的水印，不影响作品的质量，具有较高的使用 价值 可感知水印（可见水印）：可觉察数字水印嵌入到 载体后会在媒体中留下明显的印记，主要用于标识 版权，防止非法使用，虽然降低了资料的商业价值， 却不妨碍使用者的使用，如电视台的台标等。
数字水印应具有如下的基本特征:
不可感知性 水印容量 鲁棒性
可证明性
安全性
数字水印的安全性与密码系统的安全性非常类似，即水印嵌入的算 法是公开的，安全性建立在密钥管理基础上，只有拥有密钥才能提 取水印。数字水印系统一般使用一个或多个密钥来确保水印安全。
9.1.3 数字水印系统的组成
可证明性 安全性
9.1.2 数字水印的基本特征
数字水印应具有如下的基本特征:
不可感知性 水印容量 鲁棒性 可证明性
数字水印算法能够正确识别出被嵌入到保护对象中的有关信息，例
如经过注册的用户编码、产品的标识或者其他任何有意义的文字等， 并且在需要时将其提取出来作为证据。
安全性
9.1.2 数字水印的基本特征
Playback control
Record control
Illegal copy
Non-compliant recorder
应用领域(4)——数字指纹
Distributed copies Digital fingerprints Users
Original image
应用领域(5)——内容验证
数字水印应具有如下的基本特征:
不可感知性
对不可感知的数字水印来说，是指加入数字水印后不会改变数字产 品的感知效果，即感知不到数字水印的存在。
毕业设计(论文)数字图像水印技术的研究与实现
湖南涉外经济学院毕业设计（论文）题目DWT域数字图像水印技术的研究与实现作者学部电气与信息工程学部专业通信工程学号指导教师黄彩云二〇一一年五月十日湖南涉外经济学院毕业设计（论文）任务书电气与信息工程学部通信工程系系（教研室）主任:（签名） 2010 年 12 月 18 日学生姓名: 学号: 专业: 通信工程1 设计（论文）题目及专题： DWT域数字图像水印技术的研究与实现2 学生设计（论文）时间：自 2011 年 1 月 8 日开始至 2011 年 4 月 25 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：[1] 陈武凡.小波分析及其在图像处理中的应用[J].科学出版社,2002, [2] 何东健.数字图像处理[J].西安电子科技大学出版社,2003，[3] 陈书海，傅录祥.实用数字图像处理[J].科学出版社,2005. [4] 陈桂明.应用MATLAB语言处理数字信号与数字图像[J].北京科学出版社,2000. [5] 汪小帆,戴跃伟,茅耀斌.信息隐藏技术方法与应用[J].北京机械工业出版社,2001.4 设计（论文）应完成的主要内容：就对目前数字水印技术的发展状况，包括数字水印的基本特征及分类，数字水印处理系统的基本框架以及目前的一些主要算法进行了论述。
最后围绕数字水印的两个最重要的特点——隐蔽性和鲁棒性进行考虑，设计并实现了一个完整的水印系统。
5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：(1) 撰写设计报告；(2) 设计报告要求字数达2万字，提供电子版和文字版；(3) 设计报告包括目录、中英文摘要、关键词、方案选择及确定、技术要求、设计过程及参数计算、软件流程图及源程序、调试方法及步骤、小结等；(4) 提供电路原理图，要求用A0或A1图纸描绘。
6 发题时间： 2010 年 12 月 18 日指导教师：（签名）学生：（签名）湖南涉外经济学院毕业设计（论文）指导人评语[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价]指导人：（签名）年月日指导人评定成绩：毕业设计（论文）评阅人评语[主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人：（签名）年月日评阅人评定成绩：毕业设计（论文）答辩记录日期：学生：江堃学号： 200703402205 班级：通信工程0702 题目：DWT域数字图像水印技术的研究与实现提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]答辩委员会主任：（签名）委员：（签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩：总评成绩：摘要随着计算网络和多媒体技术的快速发展，特别是Internet的普及，信息安全问题日益突出。
一种基于小波变换的数字水印算法
1008-0562(2012)03-0379-04一种基于小波变换的数字水印算法赵岩辽宁师范大学美术学院，辽宁大连116029摘要:为了解决数字媒体的版权保护问题，提出了一种基于小波变换的鲁棒水印算法.借鉴嵌入式零树小波编码的基本思想，结合小波零树结构来选择水印的嵌入位置，并计算其嵌入强度.研究结果表明:本算法具有较强的鲁棒性和透明性，可以抵抗各类常见的攻击，尤其对于J PEG有损压缩和锐化处理表现出了较强的鲁棒性.该成果对数字媒体的认证工作具有一定的参考价值.数字媒体;版权保护;小波变换;数字水印;嵌入零树;A r nol d变换;小波编码;视觉系统TP309.7AA di gi t al w at er m ar ki ng al gor i t hm bas ed on w avel et t r ans f or m at i onZ HAO Ya n2011-11-24辽宁省科技计划资助项目(2010218001)赵岩(1977-)，女，辽宁铁岭人，硕士研究生，实验师，主要从事信息安全与字水印等向的研究.第31卷381@@[1]杨秀清，马红卫，顾新，等.信息隐藏技术的应用展望[J].信息安全与通信保密，2006(8):16-18，21.@@[2]陈海，李科.基于小波变换的数字水印技术[J].计算机与现代化，2010(9):107-110.@@[3]邹建成，铁小匀.数字图像的二维A m ol d变换及其周期性[J].北方工业大学学报，2000，12(1):10-14.@@[4]吴玲玲，张建伟，葛琪.A r no l d变换及其逆变换[J].微计算机信息，2010(14):206-208.@@[5]Shapi r o J M.Em bedded I m age C oding U s i ng Zer ot r ees of W av el etCoef f ic i ents[J].IEEE Tra n s.o n S i gn a lPr o c e ss i n g,1993,41(12):3445-3462.@@[6]陈节龙，杨静.改进的嵌入式小波零树编码算法[J].计算机工程，2010，36(2):209-213.@@[7]张春田，苏育挺，张静.数字图像编码[M].北京:清华大学出版社，2006. @@[8]黄丽，方厚辉，贺才军.基于人眼视觉特性的嵌入式小波零树编码改进[J].计算机系统应用，2010，19(7)):37-41.@@[9]翟广涛.基于人眼视觉系统特性的数字图像处理技术的研究[D].上海:上海交通大学，2009.@@[10]飞思科技产品研发中心.M A T LA B6.5辅助图像处理[M].北京:电子工业出版社,2003.。
数字水印产品介绍
5
电话：(+86) 10 62129763
传真：(+86) 10 62129763 - 802
金石威视数字水印产品
能够与服务器端的流媒体服务器进行连接，通过网络连接模块接收视频数据，并对收 到的视频数据进行基本的缓存处理，供后续解码使用。
z TS 流解析器
接收到的码流格式为 TS 数据包，因此需要使用 TS 流解析器对其进行解析和数据重 组。提取到的数据域里的 MPEG-2/MPEG-4 码流将被送至 MPEG-2/MPEG-4 解码器进行 解码。
传真：(+86) 10 62129763 - 802
金石威视数字水印产品
视频数据采集 TS 流解析
MPEG2/4 解码 水印嵌入
MPEG2/4 编码 TS 流封装
数字电视信号
DVD/VCD 片源 水印信息
数据打包存储
流媒体服务器
实时转发
3.2 客户端架构
服务器端基本流程
客户端设备主要是能够支持网络接口、DVB-ASI 接口和数字电视接收能力的 PC 机。 其中主要功能模块包括：
z TS 流封装器
对完成重编码的 MPEG-2/MPEG-4 码流，为了方便其在网络上传输，仍然需要对其 进行包装，封装成流媒体通用的 TS 格式的数据包。编码完成的 TS 码流中数据域为 MPEG-2/MPEG-4 码流，其中包含了数字水印信息，将被送至流媒体服务器，进行存储 或实时转发，供用户点播使用。
z 复杂性低
水印算法复杂度较低，水印信息的嵌入、提取和检测满足大视频数据的实时性要求。
z 支持盲检测
不需要原始视频信息，根据参数直接进行盲检测。
z 水印容量高
可以满足广播电视的容量需求。
基于小波变换的自适应音频数字水印算法
缩 等 ， 入的 信息应 损坏 很小 ， 在一定 正 确概率 嵌 并 的基础上 可以被检 测 到 ； ） ２ 可靠性 ： 水印嵌 入 和检 测方 法对 未被 授 权 的第 三方 而 言 ， 是 保 密且 不 应 能 被轻 易破 解的 ， 而那 些合法 的 所有者 或使 用者 ，
通过 水 印的检 测过 程 ， 证 实 自己 的合 法行 为 ， 来 以 达 到版权 保护 的 目的 。 水 印算法 的 实现 有 ２种 方 法 ： 域 的 方 法 和 时 变换 域 的方法 。早期 的水 印算法 是通过 修 改原语 音信 号 中最 不 重要 的部 分 ， 以达 到 嵌 入 水 印 的 目 的 ：但 这 有 ２个缺 点 ： ） 水 印嵌 入 最 不 重要 分 １把 量上 ， 当于在 原信 号 上叠加 了 噪声 ， 响 了信号 相 影 质量 ； ） ２ 因为 水 印信 号 是 与 最不 重 要 分 量 捆绑 在 起， 也无 法 抵抗 一 些 常 见 信 号 处理 操 作 。文献 ［ ］ ， 者 提 出 了 回声 编 码 的 同 态 信 号 处 理 技 ３中 作 术 ， 回声 作 为 信 号嵌 入 到原 语 音 信 号 中 。在文 把 献［］ ， ４ 中 作者 把 原语 音 信号 以 １ 分 段 ， 后 ６ｍｓ 然 利用 Ｆ Ｔ计算 其频谱 ， 其频 率遮 掩 和 时间遮 掩 Ｆ 求
０ 引 言
数字 网络通 讯 的迅 速 发 展 ， 得 信息 的发 布 使 和传输 变成 了一 个相 对 简 单 的 过程 。但 是 ， 之 随 而来 的 问题是 ， 恶 意 的个 人或 团体 有 可 能在 没 有 有得 到作 品 所有者 的许 可下 拷 贝和传 播有 版权 的 内容 ～因此 ． 如何 防止 数 字 产 品被 侵 权 、 版 、 盗 随 意 篡改 ， 已成 为世 界各 国亟待 解决 的 问题 ＝
数字水印基本原理
数字水印基本原理介绍了数字水印技术的基本原理随着信息技术和计算机网络的飞速发展，人们不但可以通过互联网和CD-ROM方便快捷地获得多媒体信息，还可以得到与原始数据完全相同的复制品，由此引发的盗版问题和版权纷争已成为日益严重的社会问题。
因此，数字多媒体产品的水印处理技术已经成为近年来研究的热点领域之一。
虽然数字水印技术近几年得到长足发展，但方向主要集中于静止图像。
由于包括时间域掩蔽效应等特性在内的更为精确的人眼视觉模型尚未完全建立，视频水印技术的发展滞后于静止图像水印技术。
另一方面，由于针对视频水印的特殊攻击形式的出现，为视频水印提出了一些区别于静止图像水印的独特要求。
本文分析了MPEG—4视频结构的特点，提出了一种基于扩展频谱的视频数字水印改进方案，并给出了应用实例。
1视频数字水印技术简介1.1数字水印技术介绍数字水印技术通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中，但不影响原内容的价值和使用，并且不能被人的感知系统觉察或注意到。
与传统的加密技术不同，数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生，但可以判别对象是否受到保护，监视被保护数据的传播，鉴别真伪，解决版权纠纷并为法庭提供认证证据。
为了给攻击者增加去除水印的难度，目前大多数水印制作方案都采用密码学中的加密体系来加强，在水印嵌入、提取时采用一种密钥，甚至几种密钥联合使用。
水印嵌入和提取的一般方法如图1所示。
1.2视频数字水印设计应考虑的几个方面水印容量：嵌入的水印信息必须足以标识多媒体内容的购买者或所有者。
不可察觉性：嵌入在视频数据中的数字水印应该不可见或不可察觉。
鲁棒性？押在不明显降低视频质量的条件下，水印很难除去。
盲检测：水印检测时不需要原始视频，因为保存所有的原始视频几乎是不可能的。
篡改提示：当多媒体内容发生改变时，通过水印提取算法，能够敏感地检测到原始数据是否被篡改。
1.3视频数字水印方案选择通过分析现有的数字视频编解码系统，可以将目前MPEG-4视频水印的嵌入与提取方案分为以下几类，如图2所示。
典型的图像数字水印算法研究
学 、 图像 处 理 、检 测 理 论 、多 媒 体 技 术 、模 式 识 别 、计 算 机 科
学 及 网络 等 技 术 。 数 字 水 印 技 术 的 研 究 ，对 于 其 他 众 多科 学 的
发展 具 有 重 要 的 推 动 作 用 。 随 着 人 们 对 数 字 水 印技 术 的研 究 和
易 ，它 就 相 当于 一 个 警 示 信 号 来 警 告 和 阻 止 任 何 不 遵 守 所 有 权
是 水 印 、载 体 数 据 和一 个 可 选 的 公 钥 或 私 钥 。水 印可 以 是 任 何 形 式 的数 据 。 比如 数 值 、 文本 、 图像 等 。 密 钥 可 以 用来 加 强 安 全 性 。以避 免 未授 权 方恢 复 和修 改 水 印 。 所 有 的实 用 系统 至 少 会 使 用 １个 密 钥 ，有 的 甚 至 是 几 个 密 钥 的组 合 。 当 水 印 与 私 钥 或公 钥 结 合 时 。嵌 入 水 印 的 技术 通 常 分 别 称 为 秘 密 水 印技 术 和
对 其 作 用认 识 的 不 断 深入 ，相信 在 不 远 的 将 来 ，数 字 水 印 技 术
必 将 在 Ｉｔ ｒ ｅ ｎｅ ｎ ｔ网 络 图像 和 音 频 、视 频 、数 字 视 频 点 播 系 统 、
图 ２ 一 般 的 水 印恢 复 方 案
卫 星 数 字 视 频 传 出 、数 字 图像 和视 频 数 据 库 、数 字 图 书馆 、 医 学 图像 、数 码 相 机 、数 字 知 识 产 权 保 护 、电 子 商 务 、数 字 新 闻 电 视 广播 、Ｄ Ｄ版 权 保 护 、加 密 和 安全 通信 、 医 学应 用 、 文化 ｖ
引 言
数 字 水 印 ，属 于 信 息 隐藏 技 术 ，与钞 票 水 印 相 类 似 。 它 是
信息隐藏与数字水印技术
03
数字水印技术原理
数字水印的嵌入方法
空域嵌入
直接修改图像的像素值来嵌入水印，通常用于可见水印。
频域嵌入
在图像的频率域中嵌入水印，通过修改图像的变换系数实现，具 有较好的鲁棒性。
量子嵌入
利用量子力学原理将水印信息以量子状态的形式隐藏在图像中， 具有极高的安全性。
02
信息隐藏技术原理
隐写术
隐写术是一种将秘密信息隐藏在普通数据中的技术。它通过改变数据的一 些属性，如像素值、音频信号幅度等，来编码秘密信息。
隐写术通常用于在不破坏原始数据的情况下传递秘密信息，接收者需要使 用特定的方法来提取隐藏的信息。
隐写术的优点是隐蔽性好，难以被察觉，但缺点是容量较小，只能传递少 量信息。
对于不同类型的数据，如音频、视频、图像等，信息隐藏和数字水 印技术的适用性和效果也有所不同，需根据实际情况选择。
根据安全性要求选择
如果对数据的安全性要求较高，可以选择信息隐藏技术；如果更关注 数据的完整性和来源认证，可以选择数字水印技术。
信息隐藏与数字水印技术的发展趋势
信息隐藏技术的进一步发 展
随着信息技术的不断进步，信息隐藏技术将 不断改进和完善，提高隐蔽性和鲁棒性。
数字水印技术的多元化应用
随着多媒体技术的普及，数字水印技术将广泛应用 于版权保护、内容认证等领域，并呈现出多元化的 发展趋势。
信息隐藏与数字水印技术 的融合
未来信息隐藏与数字水印技术将相互借鉴和 融合，形成更加高效和安全的信息保护技术 。
05
信息隐藏与数字水印技术的应用 案例
信息隐藏在数据传输中的应用案例
信息隐藏与数字水印技术的应用场景
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数字水印编码算法可以分为以下几种：
空域水印算法：直接将水印嵌入到载体上，计算简单且效率较高，但稳健性相对较差。
变换域水印算法：将水印添加到载体图像的某种变换域系数中，包括离散傅立叶变换（DFT）、离散余弦变换（DCT）、离散小波变换（DWT）等。
这类算法计算相对较复杂，但能嵌入大量比特数据而不会导致可察觉的缺陷。
Patchwork方法及纹理块映射编码方法：这两种方法都是Bender等提出的。
Patchwork是一种基于统计的数字水印，其嵌入方法是任意选择N对图像点，在增加一点亮度的同时，降低另一点的亮度值。
该算法的隐藏性较好，并且对有损的JPEG和滤波、压缩和扭转等操作具有抵抗能力，但仅适用于具有大量任意纹理区域的图像，而且不能完全自动完成。
基于扩频图像的数字水印算法：这类技术一般基于常用的图像变换，基于局部或是全部的变换，这些变换包括离散余弦变换（DCT）、小波变换（WT）、傅氏变换（FT或FFT）以及哈达马变换（Hadamard transform）等等。
其中基于分块的DCT是最常用的变换之一，现在所采用的静止图像压缩标准JPEG也是基于分块DCT的。
此外，数字水印编码算法还可以根据检测方式、嵌入对象等进行分类。
在实际应用中，选择何种算法取决于具体需求和目标。