

1.常用实现方法
目前提出的数字水印嵌入方法,基本分为两类:基于空间域和基于变换域的方法。
(1)空间域数字水印是直接在声音、图像或视频等信号空间上叠加水印信息。常用的技术有昀低有效位算法(LSB)和扩展频谱方法。
LSB算法是昀早提出的一种典型的空间域信息隐藏算法。它使用特定的密钥通过伪随机序列发生器产生随机信号,然后按一定的规则排列成 2维水印信号,并逐一插到原始图像相应像素值的昀低几位。由于水印信号隐藏在昀低位,相当于叠加了一个能量微弱的信号,因此在视觉和听觉上很难察觉。该算法虽然可以隐藏较多的信息,但隐藏的信息可以被轻易移去,很容易受到有损压缩、量化、有噪信道传输的影响而丢失无法满足数字水印的鲁棒性要求。不过,作为大数据量的信息隐藏方法, LSB在隐藏通信中仍占据相当重要的地位。
直接序列扩频水印算法是扩频通信技术在数字水印中的应用。扩频通信将待传递的信息通过扩频码调制后散布于非常宽的频带中,使其具有伪随机特性。收信方通过相应的扩频码进行解扩,获得真正的传输信息。扩频通信具有抗干扰性强、高度保密的特性。扩频水印方法与扩频通信类似,是将水印信息经扩频调制后叠加在原始数据上。从频域上看,水印信息散布于整个频谱,无法通过一般的滤波手段恢复。
(2)变换域数字水印是指在 DCT变换域、时 /频变换域( DFT)或小波变换域( DWT)上隐藏水印。在图像从时域到频域的变换过程中,对水印信息进行一定的频域调制,使其很好地隐藏在图像重要的能量部分,同时又不引起图像质量的明显下降。由于它较好地满足了数字水印技术透明性和鲁棒性的要求而成为当前昀重要的水印算法。其中,DCT变换域数字水印算法是在图像的 DCT变换域上选择中低频系数叠加水印信息,因为人眼的感觉主要集中在这一频段。由于 JPEG、MPEG等压缩算法的核心是在 DCT变换域上进行数据量化,所以通过巧妙的融合水印过程和量化过程,就可以使水印抵御有损压缩。
在数字水印技术中,水印的数据量和鲁棒性构成了一对基本矛盾。从主观上讲,理想的水印算法应该既能隐藏大量数据,又可以抗各种信道噪声和信号变形。然而在实际中,这两个指标往往不能同时实现,不过这并不会影响数字水印技术的应用,因为实际应用一般只偏重其中的一个方面。如果是为了隐蔽通信,数据量显然是昀重要的,由于通信方式极为隐蔽,遭遇敌方篡改攻击的可能性很小,因而对鲁棒性要求不高。但对保证数据安全来说,情况恰恰相反,各种保密的数据随时面临着被盗取和篡改的危险,所以鲁棒性是十分重要的,此时,隐藏数据量的要求居于次要地位。
近年来,多媒体技术与 Internet技术发展迅速,多媒体制作领域逐渐繁荣,各种形式的多媒体作品包括音频、视频、动画、图像等纷纷以网络形式发布。国际互联网逐渐普及的副作用也十分明显:任何人都可以通过互联网轻易取得他人的原创作品,尤其是数字化的图像、音乐、电影等等,甚至不经作者同意而任意复制、修改、从而伤害了创作者的权益。因此多媒体的版权保护问题成了一项紧迫的研究课题,数字水印技术为实现有效的信息版权保护手段提供了一条崭新的思路,成为多媒体信息安全研究领域的一个热点问题,逐渐得到重视。从保密的角度来讲,由于非法拦截者从网上拦截下来的是伪装后的普通文件,看起来和其他的一般资料没有差别,因而十分容易逃过非法拦截者的破解。
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