数字水印技术范文精选

摘要:数字水印技术是作为版权保护的重要手段,在众多领域有广泛的应用前景,包括版权保护、内容认证、复制控制、质量监测、播放监控等。该文主要介绍了数字水印技术的概念、模型、特性等内容。它是一种新的信息伪装技术,是解决数字产品版权保护问题的有效方法之一。

关键词:数字水印;系统模型;应用领域;数字水印算法

中国分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)35-10052-02

Discussion on the Digital Watermark Technology

ZHOU Liang

(Science and Technology Department, Jiujiang University, Jiujiang 332005, China)

Abstract: The digital watermark technology is the important method for the copyright protection. It has widespread application prospect in the multitudinous domains, including copyright protection, content authentication, duplication control, quality monitor, broadcast monitoring and so on. This article mainly introduces the concept, model and characteristic of the digital watermark and so on. It is a new kind of recent information camouflage technology and it is also the effective methods for solving the problems of copyright protection caused by the digital products.

Key words: digital watermark; system model; domain of application; digital watermark algorithm

【摘要】本文就数字水印科学保护技术展开探讨，通过原理定义论述、领域背景介绍与应用探讨，明晰了技术核心应用价值。对促进数字水印技术的继续深化拓展，发挥对电子信息相关数据产品的可靠安全保护职能，有积极有效的促进作用。

【关键词】数字水印;应用;保护

0.前言

信息时代，各类信息化数字技术扩充发展，针对丰富数字信息的安全保护需求也日益扩充。基于数字文档可方便快捷的复制、篡改与盗取，因而令其产权保护面临一定困难。同时数字图像具有一定适应性特征，可供用户任意设计更新并为己所用。为此应科学探究一种良好的数据可靠加密保护技术，进而有效应对不良信息篡改、窃取、盗用问题。本文基于这一目标引入水印数字技术探讨，该技术通过印记图形加密有效保护版权信息，形成印记图形同原始保持一致，基于一定标准形成水印图像，进而探究非法复制信息、相关违规产品的不良流通应用。该技术核心特征在于潜入模式，是通过视觉设想推理阐释实效的科学方式。

1.数字水印技术概述

1.1数字水印技术原理内涵

数字水印技术是一类进行数据产品安全保护、信息内容科学检测，通过嵌入模式将相关序列代码或用户定义标识引入信息中，并可基于相关算法进行水印提取，进而实施保护信息版权检验的科学技术方式。可有效维护产权人享有的产品版权利益，杜绝非法盗版问题。数字水印技术所保护的对象可以是媒体，数据文档、工具软件、视频音频资料、信息图像等丰富内容，包括生成水印、相关嵌入过程、综合信息测试与提取水印等实践环节。

数字水印核心原理在于通过针对宿主进行标识信息嵌入形成水印，令其具备无法感知的良好属性，进而确保信息数据安全性。同时需要遵循相应感知规则，令水印信息具有充分冗余性，即可通过分段数据实现恢复。

【摘要】计算机网络的开放共享使得盗版越来越容易，人们重视版权保护的意识越来越强，数字水印技术作为保护版权的有力工具也融入了到人们的生活中。本文首先介绍了脆弱数字水印的发展背景和基本概念，接着分析并描述了脆弱数字水印独有的特性。最后从多媒体内容认证的角度出发，分析了现有脆弱数字水印方案以及技术路线的优缺点。

【关键词】脆弱数字水印；认证：算法

【中图分类号】TP309.7 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0204-02

一、脆弱数字水印的产生

随着计算机网络和多媒体信息处理技术的迅速发展，使得图像、视频和音频等各种形式的多媒体数字作品的制作、编辑、复制和传输变得极其便利。然而，新技术必然会带来一些新的问题，例如，软件产品的盗版、数字文档的非法拷贝、数字多媒体产品的版权保护等等；尤其，当数字多媒体作品被用于法庭、医学、新闻和商业用途时，需要确定其内容是否曾被修改、伪造或者特殊处理过，必须保证数字多媒体作品内容的真实性和完整性。在开放的网络环境下，人们对信息安全的要求越来越迫切，都希望能在信息传播的过程中对自己的秘密信息加以保护。数字水印技术作为版权保护和安全认证的有力工具诞生于90年代初，并且在数字多媒体产品中的应用需求日益增加，呈现出巨大的商业潜力。

数字水印作为信息隐藏技术研究领域的一个重要分支，是一种可以在开放的网络环境下，保护多媒体产品版权和认证来源及完整性的新型技术。数字水印技术通过将数字、序列号、文字和图像标记等版权信息嵌入到多媒体当中，在嵌入过程中对多媒体载体进行尽量小的修改，以达到最强的鲁棒性，当含有水印信息的多媒体受到攻击后仍然可以恢复或者检测出水印的存在，这也是实现多媒体产品版权保护的有效办法。数字水印技术的诞生为多媒体产品的信息安全问题注入了新的生机与活力。数字水印技术是一个多学科交叉的新兴研究领域，它涉及了信号处理、密码学、通信理论、数理统计理论、编码理论、数据压缩和人类视，听觉理论等多门学科。数字水印的提出是为了保护版权，然而随着数字水印技术的发展，人们已经发现了数字水印技术更多更广的应用。

第一种应用于图像的水印技术是由Caronni等于1993年提出的“’。后来，数字水印技术的应用范围逐渐扩展到其它数字媒体，如音频、视频等。数字水印技术的功能也逐渐由最基本的多媒体作品版权保护，发展到访问控制、票据防伪、多媒体数据篡改提示、隐蔽通信等更多的应用需求方面。与图像和视频数字水印相比，由于人类听觉系统HAS（Human Auditory System）比视觉系统HVS（Hman Visual System）具有更高的敏感度，对随机噪声相当敏感，使得可以嵌入的水印数据量非常有限，所以向音频信号当中嵌入水印信息时，对水印的隐蔽性有着更高的要求，水印的隐藏也显得更加困难，因此，国内外对音频数字水印的研究并不多见。而且通常情况下，由于多媒体传播环境的开放与复杂，多媒体编辑处理工具的广泛开发，使得多媒体数据总是会受到有意或者无意的攻击操作，于是，目前的研究大多集中于数字水印的鲁棒性设计，希望多媒体产品无论受到何种变形操作，都能从中提取出水印来，但是，对用于真实性和完整性保护的脆弱数字水印的研究却相对较少。

与一般的数字水印一样，脆弱数字水印也是在保证多媒体作品一定视觉或听觉质量的前提下，将序列、文档、或者图像作为水印信息，以人类不可感知的方式嵌入到多媒体作品当中。但是与鲁棒性数字水印不同的是，当嵌有脆弱数字水印的多媒体作品数据发生篡改时，通过对水印的检测或者提取，可以对多媒体载体的真实性和完整性进行鉴定，并且能够指出被篡改的位置，甚至是篡改的程度和篡改类型等等。介于鲁棒性水印和脆弱性水印之间的是半脆弱数字水印，它对恶意篡改非常敏感，同时又对一些常规的信号处理操作（如添加噪声、滤波、MP3压缩等）有一定的鲁棒性，主要用于选择认证，保护一般的多媒体数据内容。而对一些要求极其精确的数字媒体，如文档、医学图像、法律证据音频录音等，即使是非常轻微的修改都可能造成实质上完全不同的信息，脆弱数字水印正是针对这类应用而设计的，它能够准确地检测出对多媒体数据内容的任何修改并且能够对修改的部分进行精确定位。无论从理论角度还是应用角度来看，开展对脆弱性数字水印技术的研究，不但具有重要的学术意义，还有极为重要的经济意义。

摘要：本文从数字水印的概念入手，分别介绍了数字水印技术的基本特征、原理、分类及其应用，并在此基础上提出了展望。

关键词：数字水印；隐蔽性；鲁棒性

中图分类号：TP391.41

文献标识码：A

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引言

随着计算机多媒体技术及网络技术的迅速发展，文字、图形图像、音视频等信息可以通过数字媒体广泛地传播。数字化技术精确、廉价、大规模的复制功能和Internet的全球传播能力给人们带来信息共享的同时也带来了许多负面的影响。由于对数字信息的复制非常容易，而且所得复制品和原件几乎完全相同，因此有恶意的个人或团体有可能在没有得到作品所有者许可的情况下复制、修改、传播有版权的内容，甚至非法用作商业用途，严重侵犯了作者及版权所有者的利益。为了有效地解决信息安全和版权保护等问题，近年来出现了加解密、数字签名、数字指纹、数字水印等多种技术。其中数字水印是20世纪90年代出现的一门崭新的技术。它通过在数字产品中嵌入水印信息来确定数字产品的所有权或检验数字内容的原始性，它弥补了加解密技术不能对解密后的数据提供进一步保护的不足，弥补了数字签名不能在原始数据中一次性嵌入大量信息的弱点，弥补了数字指纹仅能给出版权破坏者信息的局限。

2　数字水印的概念和基本原理

摘要：数字水印作为一种保护数字媒体文件产权的方法，近几年来已成为国内外研究的热点。本文简要介绍了数字水印技术的需求背景及研究意义、数字水印的系统模型、数字水印的分类和数字水印技术的主要应用，最后介绍了数字水印技术存在问题和未来的研究方向。

关键词：数字水印；数字媒体；版权保护

中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：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

摘要：随着多媒体技术和网络技术的飞速发展和广泛应用，对图像、音频、视频等多媒体内容的保护成为迫切需要的问题。数字水印是实现多媒体版权保护与信息完整性保证的有效方法，目前也正成为信息领域的一个研究热点，在国内外引起了人们的广泛重视。

关键词：数字水印；水印技术；算法

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 18-0000-01

Digital Watermarking Technology and Development

Cao Yanyan

(Southwestern University of Finance and Economics School of Economic Information Engineering,Chengdu 611130,China)

Abstract:With the multimedia technology and network technology and the rapid development and wide application,image,audio,video and other multimedia content protection is an urgent need for the problem..Digital watermarking is multimedia copyright protection and effective way to ensure the integrity of the information,the information is also becoming a hot topic in the field,at home and abroad has aroused extensive attention.

Keywords:Digital watermarking;Watermarking technology;Algorithm

摘要：对数字水印技术的基本原理进行了简要的介绍，分析了数字视频水印的特点、分类以及应用，阐述了视频水印的发展现状，并从三个方向探讨了视频水印未来的发展趋势。

关键词：数字视频；数字水印；视频水印

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）22-5143-03

1 数字水印的基本原理及框架

视频数字水印就是以视频为载体添加数字水印。数字水印技术实质上是一种信息隐藏技术，它的基本思想就是将版权信息嵌入到数字图像、音频、视频、文档等数字对象中，从而保护数字多媒体的版权、证明产品的真实可靠性、跟踪盗版行为或者提品的附加信息。

一般来讲，数字水印系统包含三个基本部分：水印的生成、嵌入、提取或检测，如图2所示。通过相关的水印生成算法生成隐秘信息（如版权信息）形成水印，将水印嵌入到数字内容中得到含水印的数字内容，使用解密密钥结合水印算法提取或检测出水印，从而实现对数字内容的保护与监测。其中，在数字媒体传输的过程中，会受到各种攻击，企图破坏或修改水印，这就要求数字水印能够很好的抵抗各种攻击。

2 数字视频水印的特点及分类

对数字媒体而言，数字水印的主要作用是：1）保护源数据；2）盗版取证和追踪；3）数据加注解和访问控制；4）篡改提示与完整性保护；5）保护许可证信息。

摘要：图像数字水印的研究目前已经取得了很大进展，但是仍然难以抵抗几何攻击，基于旋转不变性和图像归一化提出一种新的旋转和缩放不变的图像水印算法，该文就此算法做一些相应的研究。

关键词：图像水印；几何攻击；图像分割

中图分类号：TP301.6文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)28-6971-03

Research of Digital Watermarking Algorithm Technology

QIU Jing,XU De-zhi

(School of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)

Abstract: Digital image watermarking the research has made a lot of progress, but it is still difficult to resist geometric attacks, Based on rotation invariant and image normalization put forward a new kind of rotation and zooming constant image watermarking algorithm is proposed, the paper on some corresponding algorithm.

Key words: image watermarking; geometric attack; image segmentation

摘要:信息隐藏是把机密信息隐藏在大量信息中不让对手发觉的一种方法。信息隐藏的方法主要有隐写术、数字水印技术、可视密码、潜信道、隐匿协议等。其中,数字水印是指在原始的数字媒体中嵌入水印信号,嵌入水印前后的媒体在视觉或听觉感受上没有任何明显的差别。

关键词:数字水印;数字签名;信息隐藏

Analysis of Digital Watermarking Technology

Wang Xubiao

(Puyang Vocational&Technical College,Puyang457000,China)

Abstract:The information hiding is the confidential information hidden in large amounts of information in a way not to find opponents.Main methods of information hiding steganography,digital watermarking technology,visual cryptography,subliminal channel,hidden agreements.

Among them,the digital watermark refers to the original watermark signal embedded in digital media,before and after watermark embedding media in the visual or auditory experience does not have any significant differences.

Keywords:Digital watermarking;Digital signature;Information hiding

数字水印技术是在数字产品中加入不可见标记，以达到版权保护目的的技术。独特的水印信息与数字产品本身紧密结合在一起，一般是不可见的，但利用相关技术就可以对水印信息进行提取与识别，从而确认了数字产品的所有权和完整性。数字水印是把传统习惯用的纸张文本水印用到数字世界，数字水印描述的方法和技巧允许隐藏信息，例如把文本数字隐藏到图像、视频、音频等数字媒体中。这种嵌入需要巧妙地处理数字资料的内容。这种隐藏方法要使媒体的修改不易察觉。对图像而言对象素值的修改应是不可见的，而且根据不同的应用，水印既可以是鲁棒的也可以是易碎的，这种被嵌入的水印可以是一段文字、标识、序列号等，它与原始数据(如图像、音频、视频数据)紧密结合并隐藏其中，这种水印通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。

秘密共享源于经典密码理论，是指将共享的秘密在一个用户集团里进行合理分配，以达到由所有集团成员共同掌管秘密的目的[7，8]。秘密一旦被共享，集团里任何单个成员都能且仅能在集团中其它成员的同意下合作得到该秘密。一个秘密共享体制由秘密的分发者D、参与者集合P={P1，P2，…，PN}、接入结构Γ、秘密空间S、分配算法、恢复算法等要素构成，其中Γ是由P的某些子集作为元素组成的集合，即Γ2Γ，其元素称为Γ的授权子集。一个P上的满足一般接入结构Γ的秘密共享方案是指：

(1)对于Γ的任何一个授权子集A∈Γ，A中的全体成员可以利用他们所拥有的秘密份额来恢复秘密S；

(2)对于Γ的任何一个非授权子集BP，BΓ，B中的成员无法利用他们的秘密份额来重新恢复秘密S。

秘密共享的概念最早由Shamir和Blakley在1979年提出，并给出(r，n)秘密共享门限方案。所谓(r，n)(其中r、n为正整数，且r≤n)秘密共享门限方案是指在用户数为n的用户集团内共享某个秘密(如K)的方法。在这个方法中，任意r个属于集团的用户都能合作计算出K的值，但当用户个数少于r时不能计算出K。如n个用户间共享一个密钥K，每个用户i持有一个密钥碎片ki(i=1，2，3，…，n)，基于其中任意不同的r(r≤n)个密钥碎片ki1，ki2，…，kir(1≤i1，i2，…，ir≤n)都可以恢复出密钥K，而由任意r-1个或更少的密钥碎片都不能得出关于密钥K的信息。

应用(r，n)秘密共享体制，攻击者必须获得超过一定数量(门限值r)的秘密碎片才能获得密钥，这样提高了系统的安全性；当某些碎片(不超过n-r个)丢失或被毁时，利用其它秘密份额仍然能够获得秘密，这样提高了系统的可靠性。在恢复秘密K时，参与者必须提供正确的秘密份额，否则恢复会失败，不正确的秘密份额又称为恶意子密。秘密共享体制在实际当中应用广泛，可用于分散重要的信息，如通信密钥的管理、数据安全、银行网络管理、导弹控制发射等。

对于联合数字水印来说，其嵌入过程与一般水印的嵌入过程相同。但是在联合用户的应用背景下，当检测过程不成功时，嵌入单一联合数字水印不具备分辨单个联合用户的能力。例如设用户为A、B，当水印检测成功时，即可认定用户A、B都为具有部分联合所有权的用户，而且A、B一起拥有对水印作品的所有联合所有权。但当水印检测不成功时，无法分辨下列三种所有权分布情况：

(1)用户A、B皆为不合法的联合用户。