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摘 要： 論文摘要：數字水印(Digital Watermarking)技術是將一些標識信息(即數字水印)直接嵌入數字載體當中(包括多媒體、文檔、軟件等)或是間接表示(修改特定區域的結構)，且不影響原載體的使用價值，也不容易被探知和再次修改。但可以被生產方識別和辨認。通過這些
論文摘要：數字水印(Digital Watermarking)技術是將一些標識信息(即數字水印)直接嵌入數字載體當中(包括多媒體、文檔、軟件等)或是間接表示(修改特定區域的結構)，且不影響原載體的使用價值，也不容易被探知和再次修改。但可以被生產方識別和辨認。通過這些隱藏在載體中的信息，可以達到確認內容創建者、購買者、傳送隱秘信息或者判斷載體是否被篡改等目的。數字水印是保護信息安全、實現防偽溯源、版權保護的有效辦法，是信息隱藏技術研究領域的重要分支和研究方向。
一般數字水印系統的通用模型包括嵌入和檢測(提取)兩個階段。數字水印的嵌入階段，嵌入算法的嵌入目標是使數字水印在不可見性和魯棒性之間找到一個較好的折衷點。檢測(提取)階段主要是設計一個相應于嵌入過程的檢測(提取)算法。檢測算法一般是以基于統計原理的檢驗結果來判斷水印存在與否，它的目標是使錯判與漏判的概率盡量小。提取算法通過提取出水印(如字符串或圖標等)并與原始水印進行比較以判斷水印是否存在。并且，為了給攻擊者增加去除水印的難度，目前大多數水印制作方案都在嵌入、檢測(提取)時采用了密鑰，只有掌握密鑰的人才能讀出水印。
(1)水印嵌入系統
其功能是把水印信息嵌入到原始圖像中，為了能成功地提取水印信號，算法必須使水印對故意或非故意的襲擊和失真(相當于信道噪聲)具有魯棒性。
(2)水印的恢復系統
其功能是完成從待檢測圖像中提取出水印信號。圖2 描述了一般的水印恢復過程，其中置信度表明了所考察圖像I′ 存在水印的可能性。
圖2 數字水印恢復方案
1 數字水印的特點
數字水印應具有以下基本特征：(1)隱蔽性。指水印不可被察覺，不影響媒體產品的使用。(2)魯棒性。指嵌入水印的圖像在經受一定程度的各種有意或無意的圖像處理攻擊，水印仍能被檢測出來。在某種程度上魯棒性可以反映水印技術的抗干擾能力。(3)安全性。數字水印技術應該使用一個或多個密鑰來確保自身的安全，未經授權，用戶不能檢測出隱藏在原始數據中的水印信息。(4)水印容量：是指載體在不發生形變的前提下可嵌入的水印信息量。嵌入的水印信息必須足以表示多媒體內容的創建者或所有者的標志信息，或購買者的序列號，這樣有利于解決版權糾紛，保護數字產權合法擁有者的利益。尤其是隱蔽通信領域的特殊性，對水印的容量需求很大。
2 數字水印的應用
數字水印技術作為數字產品的保護技術，主要應用在這幾個方面：
(1)版權保護
版權保護：指的是多媒體數據產品的擁有者在公開發表自己的數據產品之前將會對數據產品嵌入隱秘的數字水印。在該多媒體數據產品遇到版權糾紛問題的時候，多媒體數據產品的擁有者就可以使用水印檢測算法檢測水印，以證明自己的版權歸屬。數字作品的版權保護是當前的熱點問題，由于數字作品的拷貝、修改非常容易，因此原創者不得不加上損害作品的版權標志。數字水印利用其不可感知性，既保證了質量，又保護了數字作品。
(2)數字指紋
多媒體數據產品的擁有者可以在其產品拷貝中嵌入數字指紋，這樣可以較為有效地防止產品被非法拷貝和傳播。這類應用要求設計的數字水印具有較好的不可感知性。如果多媒體數據產品被非法復制而沒有經過授權，那么可以采用嵌入的數字指紋檢索來尋找非法拷貝的根源。
(3)圖像認證
圖像認證是用來檢測含水印數據的完整性， 檢測其是否被非法篡改過，而將數字水印信息嵌入到原始多媒體數據中。這類應用采用脆弱水印、半脆弱水印為多，脆弱性對水印的魯棒性要求很低，一般用在醫療圖像數據、法庭等領域。
(4)票據防偽
隨著高質量圖像輸入輸出設備的發展，特別是精度超過1200dpi 的彩色噴墨、激光打印機和高精度彩色復印機的出現，使得貨幣等各種票據的偽造變得更加容易。因此目前很多發達國家在票據中已經開始使用水印技術，通過對票據中水印的有無判斷，就可以方便快速地識別真偽。
(5)拷貝控制
在因特網日益發展的今天，對多媒體數據產品發行和傳播過程中，對人們不允許非法的任意拷貝多媒體數據，采取嵌入水印的方法進行拷貝控制。
(6)隱蔽通信及其對抗
數字水印所依賴的信息隱藏技術不僅提供了非密碼的安全途徑，更引發了信息戰尤其是網絡情報戰的革命，產生了一系列新穎的作戰方式，引起了許多國家的重視。網絡情報戰是信息戰的重要組成部分，其核心內容是利用公用網絡進行保密數據傳送。迄今為止，學術界在這方面的研究思路一直未能突破“文件加密” 的思維模式，然而，經過加密的文件往往是混亂無序的，容易引起攻擊者的注意。網絡多媒體技術的廣泛應用使得利用公用網絡進行保密通信有了新的思路，利用數字化聲像信號相對于人的視覺、聽覺冗余，可以進行各種時(空)域和變換域的信息隱藏，從而實現隱蔽通信。
3 結束語
數字水印技術是一個新興的研究領域，它與信息安全、信息隱藏和數據加密等均有密切的關系。特別是在網絡技術和應用迅速發展的今天，水印技術的研究更具現實意義。數字水印技術作為數據安全領域中的新生事物，具有很高的技術含量和很強的生命力，同時也孕育著巨大的商機，在未來社會經濟發展中將產生巨大的作用，也將會有更多的人投入到數字水印技術的研究和產業化進程中來。未來值得關注的研究領域將有幾個方面：一是數字水印的基本理論和算法的研究;二是穩健性水印;三是小波域數字水印;四是抗幾何變形水印技術;五是與其它領域技術的結合研究。
參考文獻
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