数字水印技术
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。
数字水印技术的工作原理
数字水印技术的工作原理数字水印技术是一种通过在数字数据中嵌入隐蔽信息的方式来保护版权、确保数据完整性和可追溯性的技术。
数字水印技术主要利用数字信号处理、图像处理和加密技术等相关知识实现其功能。
本文将阐述数字水印技术工作原理。
数字水印技术的工作原理数字水印的嵌入和提取过程是数字水印技术的两个核心操作，因此需要了解数字水印的嵌入和提取原理。
数字水印的嵌入数字水印的嵌入是将隐蔽信息嵌入到数据载体中的过程。
数据载体可以是数字图像、音频、视频等。
其中，数字图像是数字水印技术应用最广泛的数据载体。
嵌入数字水印的过程可以通俗的解释为在原始数据中加入少量的“水印”，通过这些“水印”信息来保护原有数据的版权和完整性。
数字水印的嵌入技术主要包括以下几个步骤：1.选择可靠的数字水印算法数字水印技术的实现离不开算法的支持。
因此，选择一种流行、可靠、可自定义的数字水印算法是关键。
数字水印算法通常可分为频域算法和空域算法两种。
频域算法是基于一些变换（如DCT、DFT）在频域进行的，而空域算法则是直接嵌入到载体数据的空域中。
2.对载体进行预处理嵌入数字水印前必须进行载体数据的预处理，如调整载体大小、格式转换、颜色平衡、图像滤波、亮度调整、高斯噪声等。
预处理的目的是使数字水印嵌入后不会显著影响到载体数据的质量。
3.生成数字水印在生成数字水印时，数字水印应该具有以下几点属性：数字水印应该是唯一性的，每个数码水印都应该有不同的标识。
数字水印应具有可插拔性，可以按照需要进行加、解码操作。
数字水印应具有透明性，应该对载体数据的外观没有或少有影响。
数字水印应具有不可移除性，水印数据应该不容易被恶意的攻击、篡改或删除。
4.嵌入数字水印数字水印的嵌入过程主要分为以下几步：①划分载体数据块：根据数字水印算法的要求将载体数据划分为不同大小的块。
②计算嵌入强度：将生成的数字水印嵌入到载体图像的块中时，需要先对每个块进行分析，以计算嵌入的强度，以保证数字水印能够被检测到，同时不影响载体数据的完整性。
数字水印技术工作原理
数字水印技术工作原理
数字水印技术是一种将数字信息嵌入到数字媒体中并对其进行保护的技术。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 嵌入水印：选择一个合适的算法，将数字信息以特定的方式嵌入到原始的数字媒体中。
嵌入过程通常是通过修改数字媒体的像素值或频域系数来实现的。
2. 隐蔽性：嵌入的水印信息尽可能地与原始媒体混合，使其在一般观察下难以察觉。
水印的嵌入应该对原始媒体的感知质量影响较小，以保证媒体的可视品质。
3. 鲁棒性：在保证水印隐蔽性的同时，数字水印需要具有一定的抗攻击能力。
这意味着即使经过一些通常的信号处理、修改或攻击行为，数字水印依然能够被提取出来。
4. 提取水印：在需要对数字媒体进行验证或提取水印信息时，使用相应的算法对数字媒体进行处理，将嵌入的水印信息提取出来。
提取过程通常是通过检测和解码数字媒体中的特定模式或密钥来实现的。
5. 验证和认证：提取出的水印信息可以被用来进行验证和认证。
通过与预先存储的原始水印信息进行比对，可以确定数字媒体的真实性和完整性，从而进行溯源或防伪等操作。
数字水印技术广泛应用于版权保护、防伪溯源、信息认证等领
域。
它能够在不改变原始媒体内容的情况下嵌入和提取数字信息，为数字媒体的保护提供了一种有效的手段。
数字水印技术
数字水印技术(Digital Watermarking) ,其基本思想是将经过适当变换后的特殊信息(数字水印)利用数字嵌入的方法隐藏在载体对象(数字作品)中。
水印信息可以是ID序列号、签名、图章、商标、图片等权利人身份标识或其他具有特定意义的内容，用来标明作品的来源、版本、著作者、出版者、发行者、日期、权限等权利管理信息。
数字水印的发展方向主要体现在以下几个方面：(1)鲁棒性、安全性更好的数字水印算法，同时还要考虑水印的不可感知性、自适应性、数据容量等特性。
(2)基于数字水印技术、可适用于多种媒体类型的软件开发及系统集成，如数字版权保护管理系统等。
(3)数字水印在网络环境下的应用，特别是水印的网络快速自动验证。
利用移动代理技术，可在网络上自动追踪非法或未授权的数字媒体内容。
(4)数字水印技术的标准化，如制定具有通用性的水印算法标准、水印系统评估和测试标准等。
(5)数字水印技术与其他信息安全技术(如加密、数字签名等)相结合，构建完整的数字版权保护解决方案。
(6)数字水印技术与生物认证技术相结合，利用人类自身的生理特征(如指纹、虹膜、DNA等)或行为特征(如签名、语音、步态等)构造认证水印。
数字水印的概念：数字水印是通过一定的嵌入算法在多媒体数据(数字化的图像、文本、音频、视频、三维动画等)中隐藏的特殊信息(版权信息、认证信息、保密信息或其他有关信息)，可以通过相应的检测和提取算法对水印信息加以验证。
数字水印的基本特性：数字水印具有不可感知性、安全性、鲁棒性等基本特性。
不可感知性(imperceptibility)也称透明性。
从信号处理的角度看，嵌入载体作品的水印信号可以视为在强背景下叠加一个弱信号，只要叠加的水印信号强度低于人类视觉系统HVS的对比度门限或人类听觉系统HAS对声音的感知门限，HVS或HAS就无法感知到信号的存在。
由于HVS和HAS 受空间、时间和频率特性的限制，数字水印技术利用数字作品中普遍存在的冗余数据与随机性，对作品作一定的调整处理，可以在不被感知的情况下隐藏水印信息。
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。
数字水印技术-变换域算法
数字水印与原始媒体数据紧密结 合，不易被察觉，同时可以在需 要时提取出来。
数字水印技术的应用场景
版权保护
通过数字水印技术，可以在数字 媒体中嵌入版权信息，以防止未 经授权的复制和传播。
内容认证
数字水印可以用于验证数字媒体 的完整性和真实性，以防止篡改 和伪造。
多媒体内容隐藏信
息
在数字媒体中隐藏一些不易察觉 的信息，如时间戳、标识等，以 实现一些特殊的应用需求。
VS
DWT将图像分解成不同尺度的小波 系数，每个尺度上的系数都对应于不 同的频率范围。基于DWT的数字水 印算法可以在不同尺度上嵌入水印信 息，以实现多分辨率的水印。提取和 检测水印时，需要利用小波逆变换将 图像重构到原始尺度。
基于FFT的提取与检测算法
基于快速傅里叶变换（FFT）的数字水印算法利用傅里叶变换的频域分析能力，能够实现高效的图像处理和信号处理。
优点
鲁棒性
变换域算法在数字水印技术中具有较好的鲁棒性，可以在经过多种 信号处理操作后仍能检测和提取出水印信息。
隐蔽性
通过在变换域内嵌入水印信息，可以有效地隐藏水印，使其不易被 察觉。
安全性
变换域算法可以利用加密技术对水印信息进行保护，提高水印的安 全性。
缺点
01
02
03
计算复杂度
变换域算法通常需要较大 的计算量和存储空间，这 可能会影响水印的实时处 理和嵌入速度。
傅里叶变换（FFT）
要点一
总结词
傅里叶变换是一种经典的信号处理技术，用于将信号从时 间域转换到频率域。
要点二
详细描述
傅里叶变换将图像的像素值表示为一系列复数系数的和， 这些系数表示图像在不同频率下的强度和相位信息。通过 修改这些系数，可以在不显著改变图像质量的情况下，嵌 入和提取水印信息。然而，傅里叶变换在处理图像时存在 一些局限性，例如无法处理局部区域的信息，因此在实际 应用中不如离散余弦变换和小波变换常用。
数字水印技术介绍
数字水印技术介绍日常生活中为了鉴别纸币的真伪，人们通常将纸币对着光源，会发现真的纸币中有清晰的图像信息显示出来，这就是我们熟悉的“水印”。
之所以采用水印技术是因为水印有其独特的性质：第一水印是一种几乎不可见的印记，必须放置于特定环境下才能被看到，不影响物品的使用；第二水印的制作和复制比较复杂，需要特殊的工艺和材料，而且印刷品上的水印很难被去掉。
因此水印常也被应用于诸如支票、证书、护照、发票等重要印刷品中，长期以来判定印刷品真伪的一个重要手段就是检验它是否包含水印。
现今数字时代的到来，多媒体数字世界丰富多彩，数字产品几乎影响到每一个人的日常生活。
如何保护这些与我们息息相关的数字产品，如版权保护、信息安全、数据认证以及访问控制等等，就被日益重视及变得迫切需要了。
借鉴普通水印的含义和功用，人们采用类似的概念保护诸如数字图像、数字音乐这样的多媒体数据，因此就产生了“数字水印”的概念。
所谓数字水印（Digital Watermark）技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。
嵌入数字作品中的信息必须具有以下基本特性才能称为数字水印：a. 隐蔽性：在数字作品中嵌入数字水印不会引起明显的降质，并且不易被察觉。
b. 隐藏位置的安全性：水印信息隐藏于数据而非文件头中，文件格式的变换不应导致水印数据的丢失。
c. 鲁棒性：所谓鲁棒性是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后，数字水印仍能保持完整性或仍能被准确鉴别。
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。
h数字水印技术是一种信息隐藏技术，它是为适应信息隐藏与跟踪需要而诞生的。
该技术不同于数据加密技术。
数字水印技术是目前信息安全技术领域的一个崭新方向，是一种可在开放的网络环境下实现信息隐藏与跟踪的新型技术。
自1993年以来，国内外开始并尝试一种新的关于信息安全的技术，即将机密资料隐藏到一般的文件中，然后再通过网络来传递。
数字水印技术综述
数字水印技术综述数字水印技术综述数字水印技术是一种安全、可靠和高效的数据保护技术，可以将接收方或发送方的隐私状态嵌入到数字图像、声音、文本以及其他信息媒介中，以为数据赋予更大的安全保护。
数字水印技术的研究主要包括以下几个方面：一、数字水印的概念数字水印（Digital Watermark）指按一定算法将相关信息（如版权标识、用户标识、发送者鉴别和跟踪、溯源信息等）嵌入到数据的安全技术。
它的特点是经过处理的数据可以在±10% 的抗压缩层次上保护发送者的隐私。
二、数字水印的编码数字水印的编码分为无损和有损两种。
无损编码以把最少重要的数据编码为最少的数字水印，能够保证原始图像的完整性和清晰度；而有损编码可以在此基础上进行改善，能够有效地降低图像的质量。
三、数字水印的抗处理数字水印技术抗处理能力强，即便在经过处理和压缩后，数字水印仍可以保护隐私。
常用的抗处理技术有多种，包括：图像旋转、裁剪和变换；图像压缩和缩放；区域改变和图像调整；添加高斯噪声；采用抗平均处理；伪随机序列编码器，以及加密算法等处理技术。
四、数字水印的容错性数字水印的容错性关键在于它可以抵抗瑕疵的穿插，因此容错性是数字水印技术的重要指标。
容错性越好，表明数字水印技术在瑕疵干扰下也能够正确识别、提取和解码出原有信息，可以确保数据传输的安全性。
五、数字水印的应用1.音频保护技术：音频数字水印技术是一种将音频源的版权声明、接收者的身份标识、发送者的鉴别和跟踪等隐私信息融入到数字音频信号的技术，广泛应用于音乐版权保护、发行保护、音乐质量检测、网络盗版监控等方面。
2.防御机制：利用数字水印技术可以检测出网络文本篡改、文件拷贝、网络软件非法传播等滥用行为，并采取有效的防御措施。
3.内容审查：数字水印技术还可以用于网络节点的内容过滤，比如过滤垃圾邮件、查找恐怖主义信息等。
4.电子商务：数字水印技术可以充分保护电子交易的有效性，在完成交易后，发送方可以把商品、令牌等信息嵌入到交易文本，以核实收款方的真实性。
数字水印技术研究与应用
数字水印技术研究与应用第一章：引言数字水印是一种用于隐藏信息的技术，它可以在数字媒体中嵌入一些特殊标志或者信息，从而达到保护版权、追踪数字内容来源和保护数字媒体安全等目的。
目前，数字水印技术已经广泛应用于数字图像、音频、视频等各类数字媒体中。
本文将对数字水印技术的研究与应用进行深入探索，以期更好地了解数字水印的本质和应用。
第二章：数字水印技术2.1 数字水印概述数字水印技术将一些信息嵌入到数字媒体中，使其在视觉或听觉上不可察觉或难以察觉。
它的最大特点是可以在不影响原始数字媒体内容和质量的前提下，为数字媒体添加一些额外的信息，从而实现一些特殊的效果。
2.2 数字水印分类数字水印可以根据它的嵌入方式、嵌入域、水印类型等多个方面进行分类。
根据嵌入方式的不同，数字水印可以分为频域水印、时域水印、混合水印等；根据嵌入域的不同，数字水印可以分为图像水印、音频水印、视频水印等；根据水印类型的不同，数字水印可以分为可见水印、非可见水印等。
2.3 数字水印嵌入流程数字水印嵌入流程一般包括以下几个步骤：选择水印信息、选择嵌入域，将水印信息嵌入到媒体中，验证和提取数字水印信息。
第三章：数字水印技术应用3.1 数字水印原理在版权保护中的应用数字水印技术可以用于版权保护，一些数字内容提供商可以将数字水印嵌入到数字素材中，在发现有未授权使用的情况下，利用数字水印技术来跟踪盗版行为，保护版权。
3.2 数字水印技术在安全监管领域的应用数字水印技术还可以应用于安全监管领域，如对一些机密文件进行数字水印加密，以达到保密作用。
当机密文件被泄露时，可以通过数字水印技术来分析泄露渠道。
3.3 数字水印技术在医疗图像处理中的应用数字水印技术还可以应用于医疗图像处理领域，用于图像的认证和保密。
医疗图像需要保证本身的安全性和隐私性，数字水印技术可以帮助实现这一目标。
第四章：数字水印技术研究4.1 数字水印技术的研究现状当前数字水印技术的研究主要集中在不同嵌入域的数字水印技术研究上。
《数字水印技术》课件
数字水印的分类
02 根据应用需求和嵌入方式，数字水印可分为可见水印
和不可见水印。
数字水印的功能
03
数字水印具有版权保护、内容认证、数据追踪等功能
。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
内容防伪
数字水印可以用于标识多媒体内容的真伪，防止伪造和假冒。
内容追溯
数字水印可以用于追踪多媒体内容的传播路径和源头，帮助发现 和处理安全威胁。
01
数字水印技术的挑 战与展望
数字水印技术的挑战
鲁棒性
透明性
数字水印需要能够抵抗各种常见的图像处 理操作，如压缩、滤波、噪声添加等。
数字水印不应明显改变原始数据的视觉效 果，以免影响其使用价值。
数字水印技术是一种将特定信息隐藏在数字媒体 （如图像、音频、视频等）中的技术，这些信息 可以用于标识版权、追踪数据来源或验证数字媒 体的完整性。
鲁棒性
数字水印应能在数字媒体的常规处理过程中保持 完整性和可检测性，如压缩、滤波、剪切等。
不可见性
数字水印通常不会影响数字媒体的正常使用，人 眼无法直接观察到水印的存在。
《数字水印技术》 ppt课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 数字水印技术概述 • 数字水印的分类与原理 • 数字水印算法的实现 • 数字水印技术的应用案例 • 数字水印技术的挑战与展望 • 参考文献
01
数字水印技术概述
定义与特点
定义
03
易攻击: 水印算法可能被恶意攻击者破解。
04
计算成本高: 水印嵌入和提取过程计算复杂 度高。
数字水印技术及其应用
数字水印技术及其应用近年来，随着信息化建设的快速发展和数字媒体技术的不断创新，数字水印技术逐渐受到广泛关注。
数字水印技术是在数字媒体中嵌入一些不可见的标记，以保证其版权、身份认证和完整性等方面的安全性。
本文将探讨数字水印技术的原理、种类以及应用等方面的内容。
一、数字水印技术的原理数字水印技术是一种隐藏在数字媒体数据中的信息标记技术，目的是为了在保持原数据所具有的可用性及质量的基础上，加入一些可以用于识别、验证、追踪等目的的附加信息。
数字水印主要分为可见水印和不可见水印两种。
可见水印是在媒体数据中嵌入一些可见的标记，以证明该数据的所有权和版权等信息，相当于电子版权声明。
而不可见水印则是在媒体数据中插入一些不会影响原数据展示质量的噪声，来隐藏一些附加的信息。
通过在数据中嵌入数字水印，可以对音频、视频、图像等数字媒体进行版权保护，身份认证，完整性检验等，从而保护数字内容的安全。
二、数字水印技术的种类数字水印技术广泛应用于各种数字媒体数据中，包括音频、视频、图像等类型。
主要有以下几种类型：1.时间戳水印时间戳数字水印是将时间信息嵌入到数字数据中，以确保数据不被篡改或变形。
该类型的数字水印通常被应用于照片、音频和视频的版权保护，以便于跟踪和维权。
2.频率水印该类型的数字水印是在数字信号的频谱中嵌入一些特殊的序列，来进行版权保护和完整性检查。
该类型的数字水印被广泛应用于音频和视频数据的保护，以便于验证数据的完整性和身份认证。
3.几何水印几何数字水印是通过对数字媒体的几何形状进行修改，来隐藏附加信息的一种数字水印技术。
该技术主要应用于数字媒体上的版权保护和身份认证。
4.嵌入式水印该类型的数字水印是将一些特殊的序列嵌入到数字图像、视频或音频数据中，以进行身份验证和版权保护等方面的目的。
通过嵌入式水印技术，可以保证媒体数据的原始性和完整性，同时能够有效地防止数据的非法复制。
三、数字水印技术的应用数字水印技术已经广泛应用于数字媒体安全方面，其中主要的应用包括：1.版权保护原始作者可以在数字媒体上嵌入数字水印，以标记作品的所有权。
数字水印技术的优化
数字水印技术的优化数字水印技术作为一种常见的信息隐藏技术，有着广泛的应用领域，包括版权保护、信息安全、反盗版等。
然而，在实际应用中，数字水印技术也存在着很多问题，比如水印可见性过强、容易受到攻击等。
为了解决这些问题，数字水印技术需要不断地进行优化和改进。
一、数字水印技术的基本原理数字水印技术是一种通过在数字媒体中嵌入特定的信息，以实现信息隐藏、鉴别和保护的技术。
具体而言，数字水印技术是通过将隐蔽信息嵌入到数字媒体中的某些特定位置或特征中，然后对数字媒体进行相应的处理，使得水印信息不易被发现或破解。
数字水印技术的基本原理包括以下几个方面：1. 嵌入原理。
数字水印技术通过在原始数据中添加一定的信息，来实现水印的嵌入。
由于嵌入的水印信息不可见，因此不会对原始数据造成任何影响。
2. 提取原理。
数字水印技术通过对加水印后的数据进行提取，来得到嵌入的水印信息。
提取过程中需要特定的算法和密钥来实现。
3. 安全性原理。
数字水印技术需要保证其嵌入的水印信息不易被发现或破解。
因此，在数字水印技术的设计过程中，需要考虑各种攻击手段并实现相应的安全措施。
二、数字水印技术存在的问题数字水印技术虽然在实际应用中有着广泛的应用，但是仍然存在着很多问题。
主要表现在以下几个方面：1. 水印可见性过强。
在数字水印嵌入的过程中，容易对原始数据造成过大的影响。
导致嵌入后的水印信息明显可见。
这种情况容易引起攻击者的注意，从而降低了数字水印的作用。
2. 安全性问题。
数字水印技术在实际应用中，很容易受到各种攻击手段的影响，比如攻击者可以通过对数字媒体进行压缩、裁剪、旋转等操作，来破解嵌入的水印信息。
因此，数字水印技术需要更加完善的加密和解密算法，来提升其安全性。
3. 抵抗攻击能力不足。
数字水印技术一般只考虑抵抗单一的攻击手段，无法有效地应对多种攻击手段的综合攻击。
三、为了解决数字水印技术存在的问题，需要进行相应的优化和改进。
具体而言，数字水印技术的优化主要从以下几个方面入手：1. 基于感知模型的水印嵌入。
数字水印技术的研究及其应用
数字水印技术的研究及其应用数字水印技术是一种以数字信号为载体，在图像、音频、视频等数字媒体中嵌入特定的信息，从而实现版权保护、数据完整性验证、信息标识等多种应用的信号处理技术。
随着数字媒体的广泛应用和数字盗版的盛行，数字水印技术在知识产权保护、信息安全等领域具有广泛的应用前景。
一、数字水印技术的基本原理数字水印技术是一种信息隐藏技术，它是通过在数字信号中嵌入额外信息，来实现双重保护的一种技术。
数字水印的嵌入过程涉及信源编码、数据压缩、嵌入位置选择、水印强度等多个方面。
数值水印一般包括二级操作，即嵌入和提取。
其中嵌入可以是在时间域中嵌入、在频域中嵌入或在空间域中嵌入，而提取则是通过一些算法来把嵌入进去的水印提取出来。
二、数字水印技术的应用领域数字水印技术的应用领域十分广泛。
它可以应用于音频、视频、图像等不同的数据类型。
它的主要应用领域包括：1.版权保护随着数字媒体的广泛应用和流通，版权保护问题日趋突出，数字水印技术可以有效地解决这个问题。
2. 信息认证由于互联网上信息量大且难以辨别其真假，所以在网络安全领域，数字水印技术更多地被用于信息认证。
3. 隐私保护在互联网时代，隐私保护问题日益严重，而数字水印技术可用于在数字媒体中嵌入个人隐私信息，实现信息保护。
4. 医疗保健为防止患者信息被泄露，将病人信息用数字水印技术嵌入患者数据中，进行数据治理，是医疗保健领域内数字水印技术的典型应用。
5. 商业数据保护在商业活动中，数字水印技术还可以发挥重要的作用。
数字商务的发展，某些商业数据的共享也需要数字水印技术的支持。
三、数字水印技术的应用案例分析1. 数字水印在版权保护中的应用在音频和视频产业中，版权保护成为了一大难题。
随着数字水印技术的应用，版权保护工作变得更加容易。
数字水印技术可以将一些特定的信息嵌入到音频或视频中，如专辑ID、作者名、制作公司、版权有效期等，便于版权人员进行更精确的管理。
2. 数字水印在医疗保健领域的应用由于医疗数据的特殊性，传统的数据加密技术容易被破解，而数字水印技术可以将医疗数据中的相关信息进行隐藏和加密。
数字水印的发展简介
汇报人： 日期:
• 数字水印技术概述 • 数字水印技术分类与原理 • 数字水印算法研究现状 • 数字水印技术面临的挑战与未来发
展 • 数字水印技术的应用案例与效果展
示
01
数字水印技术概述
定义与特点
定义：数字水印（ Digital Watermarking）是 一种信息隐藏技术， 通过在数字媒体中嵌 入不易察觉的标识信 息，以实现版权保护 、身份认证、内容完 整性保护等功能。
技术特点
具有一定的鲁棒性，但嵌入的水印信息量相对较少。
变换域水印
1 2
原理
在图像的变换域中嵌入水印信息。常见的变换域 包括离散余弦变换（DCT）、小波变换等。
应用场景
变换域水印广泛应用于版权保护、身份认证和内 容认证等领域。
3
技术特点
具有较好的鲁棒性和隐藏能力，但实现相对复杂 。
神经网络水印
原理
利用神经网络模型将水印信息嵌入到图像中。通 常采用深度学习模型进行训练和嵌入。
应用场景
神经网络水印可用于保护版权、追踪恶意攻击、 验证内容的完整性等。
技术特点
具有较强的鲁棒性和隐藏能力，但需要大量的训 练数据和计算资源。
03
数字水印算法Leabharlann 究现状基于机器学习的水印算法
总结词
稳健、高效、智能化。
详细描述
应用场景
LSB水印通常用于隐藏通 信和数据安全应用中的敏 感信息，如密码或访问控 制信息。
技术特点
简单、易于实现，但容易 被攻击者检测和移除。
频域水印
原理
在图像的频域中嵌入水印信息。通过对图像进行傅里叶变 换或其他形式的频域变换，将水印信息嵌入到变换后的频 域系数中。
数字水印技术
数字水印技术数字水印技术是一种在数字媒体中嵌入和提取特定信息的技术。
它可以用于保护数字媒体的版权，并且可以追踪在网络上的传播情况。
本文将探讨数字水印技术的原理、应用领域以及未来的发展方向。
数字水印技术的原理是通过在数字媒体中嵌入一些看不见或者几乎看不见的信息来实现，这些信息可以是一些特定的标识符或者版权信息。
嵌入的过程是在原始数据中进行微小的修改，以隐藏水印信息。
而水印信息的提取则需要使用相应的解码算法，将嵌入的信息从数字媒体中提取出来。
数字水印技术有着广泛的应用领域。
在音频领域，数字水印技术可以用于音乐版权保护，识别盗版音乐作品以及反盗版。
在视频领域，数字水印技术可以用于电影和电视节目的版权保护，以及追踪盗版视频的传播渠道。
在数字图片领域，数字水印技术可以用于防止图片被盗用和篡改，保护摄影师的版权。
除了版权保护，数字水印技术还可以应用于信息隐藏和认证。
在信息隐藏方面，数字水印可以嵌入到文档中，用于保护机密信息的传输。
在认证方面，数字水印可以用于验证文档的真实性和完整性，防止篡改和伪造。
数字水印技术还有一些潜在的发展方向。
首先，随着互联网和数字媒体的快速发展，数字水印技术需要具备更高的容量和更强的鲁棒性。
其次，随着深度学习和神经网络的进步，数字水印技术可以与这些技术结合，实现更快速和更准确的水印嵌入和提取。
此外，数字水印技术还可以与区块链技术结合，实现去中心化的数字媒体版权保护。
在总结中，数字水印技术是一种重要的数字媒体保护和认证技术。
它可以用于保护版权，追踪传播情况，隐藏信息和认证文档。
随着技术的不断进步，数字水印技术有望在未来发展出更多的应用和突破。
数字水印技术
数字水印技术目录一、数字水印技术发展 (2)二、数字水印技术特点 (2)1、隐蔽性 (2)2、鲁棒性 (2)3、抗篡改性 (3)4、水印容量 (3)5、安全性 (3)6、低错误率 (3)三、数字水印技术分类 (3)1、按特性划分 (3)2、按附载的媒体划分 (4)3、按检测过程划分 (4)4、按内容划分 (5)5、按用途划分 (5)6、按隐藏位置划分 (6)7、按透明性划分 (6)四、数字水印技术应用 (6)1、印刷数字水印 (6)2、打印数字水印 (7)3、屏幕数字水印 (8)4、多媒体数字水印 (8)一、数字水印技术发展数字水印（Digital Watermark）一种应用计算机算法嵌入载体文件的保护信息。
数字水印技术，是一种基于内容的、非密码机制的计算机信息隐藏技术。
它是将一些标识信息（即数字水印）直接嵌入数字载体当中（包括多媒体、文档、软件等）或是间接表示（修改特定区域的结构），且不影响原载体的使用价值，也不容易被探知和再次修改。
但可以被生产方识别和辨认。
通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。
数字水印是保护信息安全、实现防伪溯源、版权保护的有效办法，是信息隐藏技术研究领域的重要分支和研究方向。
二、数字水印技术特点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。
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、抗篡改性与抗毁坏的鲁棒性不同，抗篡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篡改性。
在版权保护中，要达到好的抗窜改性是比较困难的。
数字水印技术
通过易碎水印进行内容认证
使用控制
水印信息（所有者信息） 嵌入水印的宿主数据 非法复制和分发 所有者通过水印密钥 进行水印提取
在媒体数据中嵌入易碎水印，使得后来对嵌入水 印的媒体内容的更改可以被高概率地检测到。
从加水印图像的抗过滤波或压缩等能力即鲁棒性来分， 可以分为易碎水印，半易碎水印和鲁棒水印。易碎水 印对任何图像变换或处理都非常敏感，半易碎水印对 某些特定的图像处理方法有鲁棒性而对其它的处理不 具备鲁半性，鲁棒水印对常见的各种图像处理方法都 具有鲁棒性。
ห้องสมุดไป่ตู้
水印系统能够判断嵌入水印后的数据在哪些区域 被更改，来确定作品的完整性。
这种应用的一个典型的例子是DVD防拷贝系统，即 将水印信息加入DVD数据中，这样DVD播放机即可 通过检测DVD数据中的水印信息而判断其合法性和 可拷贝性。从而保护制造商的商业利益。
要杜绝非法拷贝最终离不开硬件上的改进。在生成 一个数字作品(如数字音频、视频) 时即向其中嵌入 一个水印以指明它能否被复制及可以重复拷贝的次 数，若要对这样的数字作品进行复制，预置了水印 检测电路的复制设备在检测到水印信息后即会做出 相应的反应，或不允许复制，或控制复制的次数。
3. 稳健性：数字水印必须难以（最好是不可能） 被除去，如果只知道部分水印信息，那么试图除 去或破坏水印应导致严重的降质而不可用。
数字水印的基本应用领域大体上可分为：
➢ 版权保护 ➢ 数字指纹 ➢ 认证 ➢ 安全不可见通信
将版权所有者的信息，嵌入到要保护的数字多媒 体作品中，从而防止其他团体对该作品宣称拥有 版权。
数字水印是永久镶嵌在其他数据（宿主数据）中
具有可鉴别性的数字信号或模式，而且并不影响 宿主数据的可用性。
数字水印名词解释
数字水印名词解释数字水印是一种在数字媒体中嵌入信息的技术。
其目的是保护数字媒体内容的版权。
数字水印可以在不影响到媒体的主要内容的情况下，嵌入一些难以察觉的信息，如作者的名字、版权所有者的标识等。
数字水印的嵌入和检测过程都需要采用专门的工具。
数字水印的嵌入通常采用一些特殊算法对媒体进行处理，将一些简单的信息嵌入到媒体中。
数字水印的检测是一种特殊的算法，可以对媒体进行逆向处理，找出嵌入的信息。
数字水印是一种非常有效的版权保护技术。
它可以防止盗版、侵权等恶意行为。
当数字媒体在互联网上被传播时，可以通过数字水印来追踪媒体的来源及使用方式。
数字水印可以被用于音频、视频、图像等各种形式的数字媒体，也可以用于文档等文本性质的内容。
数字水印的应用非常广泛。
例如，许多数字音乐播放软件和数字音乐商店会使用数字水印来保护音乐版权。
另外，数字水印也可以用于图像编辑软件中，用于在不影响图像内容的情况下，对图片进行隐蔽的归属标识。
数字水印甚至可以应用于数字票据等领域，用于保证账单等数字资产的安全。
数字水印技术的发展一直在不断进步。
随着计算机技术的不断发展以及对数字媒体版权保护意识的不断提高，数字水印技术的应用也变得越来越广泛。
近年来，一些新兴应用，如区块链技术，也被用于数字水印领域，用于加强数字水印的安全保障。
总之，数字水印作为一种数字媒体版权保护技术，在互联网时代的数字内容传播中起着非常重要的作用。
随着数字水印技术的不断进步，数字版权保护将变得更加完善，数字媒体的版权问题也将能够得到更好的解决。
《数字水印技术》课件
内容完整性
数字水印技术可以用于验证数字 内容的完整性，通过提取数字作 品中的水印信息，可以检测数字 作品是否被篡改或损坏。
内容来源追溯
数字水印可以用于追溯数字内容 的来源，通过提取水印信息，可 以确定数字作品的作者或发布者 ，保证数字内容的真实性和可信 度。
内容篡改检测
数字水印技术还可以用于检测数 字内容的篡改行为，通过比较原 始水印和提取的水印信息，可以 发现数字作品是否被篡改或恶意 修改。
电子票据防伪
数字水印技术可以用于电子票据的防伪，以防止 伪造和篡改。
数字水印技术的发展历程
1993年，Caronni等人提 出了数字水印的概念，并 进行了初步的实验研究。
2000年左右，随着数字 媒体技术的普及，数字水 印技术的应用范围逐渐扩 大。
ABCD
1997年，国际信息隐藏 学会成立，推动了数字水 印技术的进一步发展。
利用深度学习技术提高水印的 鲁棒性和隐蔽性，以及利用神 经网络进行水印的生成和检测 是未来的一个重要方向。
动态水印技术的研究
随着媒体内容的动态变化，研 究如何在水印中嵌入动态信息 ，以实现更高级别的版权保护 和内容追踪是未来的一个研究 方向。
跨媒体水印技术的研究
随着多媒体内容的普及，研究 如何在水印中同时嵌入图像、 音频和视频信息，以实现跨媒 体版权保护和内容追踪是未来 的一个研究方向。
水印容量与嵌入强度的关系
水印容量决定了能够嵌入的信息量，而嵌入强度则影响水印的鲁棒性 ，如何在保证水印鲁棒性的前提下提高水印容量是一个挑战。
跨媒体一致性问题
数字水印需要在多种媒体上保持一致性，包括图像、音频和视频等， 这需要解决不同媒体间的水印同步问题。
数字水印技术的未来发展方向
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余金蓉
数字水印（Digital Watermarking）技术
将一些标识信息（即数字水印）直接嵌入数字载体（包括 多媒体、文档、软件等）当中，但不影响原载体的使用价 值，也不容易被人的知觉系统（如视觉或听觉系统）觉察 或注意到。 通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、 购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。 数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。 属于信息隐藏（Information Hiding）技术的一种。
一般来说，目前学术界研究的数字水印大多数是盲水印。
数字水印的分类
按内容划分 › 有意义水印 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；
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。 › 无意义水印 无意义水印只对应于一个序列号。
常用水印算法
空域数字水印 › 最低有效位算法(LSB)：通过修改表示数字图像的颜色或颜色分 量的位平面,调整数字图像中感知不重要的像素来表达水印的信息， 以达到嵌入水印的目的。 频域数字水印
› 扩展频谱算法：通过时频分析，根据扩展频谱特性，在数字图像
的频率域上选择那些对视觉最敏感的部分，使修改后的系数隐含
击等手段。
图像水印 音频水印
视频水印
文本水印 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。
数字水印的分类
按检测过程划分
› 明文水印 明文水印在检测过程中需要原始数据。明文水印的鲁棒性比 较强，但其应用受到存储成本的限制。 › 盲水印 盲水印的检测只需要密钥，不需要原始数据。
水印攻击介绍
水印攻击
› 主动水印攻击：篡改或破坏水印，使合法用户也不能读取水 印。 › 被动水印攻击：试图破解数字水印算法，难度较大。
主动水印攻击 › 图像压缩攻击 › › 几何变形攻击 › 图像量化与图像增强 除上述攻击手段外，主动水印攻击还有线性、非线性滤波攻击，噪声攻
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。
数字水印的分类
按用途划分 › 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。
数字水印的分类
按水印隐藏的位置划分
› 时（空）域数字水印：是直接在信号空间上叠加水印信息 › 频域数字水印在DCT变换域上隐藏水印
› 时/频域数字水印：在时/ 频变换域上隐藏水印
› 时间/尺度域数字水印：在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。
数字水印技术的特点
安全性
鲁棒性
隐蔽性
水印容量
核心技术
1、数字水印生成与隐藏算法
2、水印防复制技术
3、抗衰减技术
4、数字水印检验机读化
数字水印的分类
按特性划分：
鲁棒数字水印 主要用于在数字作品中标识著作权信息。 易损数字水印 主要用于完整性保护。
数字水印的分类
按水印所附载的媒体划分
举例：
设一段24位BMP文件的数据为：
01100110，00111100，10001111，00011010， 00000000，10101011，00111110，10110000， 则其字节的奇偶排序为：0，0，1，1，0，1，1，1。 需要隐藏16进制信息4F，转化为8位二进制：01001111 0，0，1，1，0，1，1，1 第2位：00111100→00111101， 第3位：10001111→10001110， 0，1，0，0，1，1，1，1 第4位：00011010→00011011， 第5位：00000000→00000001， ↑ ↑ ↑ ↑
信息隐藏位图法介绍
BMP文件组成
BMP文件头：存储BMP图像基本信息。 文件头信息块
图像描述信息块、
BMP数据：存储BMP图像的数据信息。 颜色表（在真彩色模式无颜色表） 图像数据区
24位BMP图像文件的结构特点
每个文件只能非压缩地存放一幅彩色图像 文件头通常由54个字节的数据段组成，包含上面介绍的图 像文件头和图像信息头两部分，其中有该图像文件的类型、 大小、图像尺寸及打印格式等信息；文件头不能隐藏信息。 从第55个字节开始，是该文件的图像数据部分，图像数据 部分是由一系列的8位二进制数所组成，数据的排列顺序以 图像的左下角为起点，每连续3个字节便描述图像一个像素 点的颜色信息，这三个字节分别代表红、绿、蓝三基色在此 像素中的亮度，若某连续三个字节为：FFH，00H，00H， 则表示该像素的颜色为纯红色。从第55字节以后可以隐藏信 息。
字水印的鲁棒性要求，因此现在的数字水印软件已经很少采用LSB算法了。不过，作为一种大数据量的信息隐藏
方法，LSB在隐藏通信中仍占据着相当重要的地位。
原始图像 水印 密码 LSB算法 水印图像
DCT水印算法 › 在图像的DCT变换域上选择中低频系数叠加水印信息。 › 先将原始图像分成8×8的子块，并分别对每一子块进行离散 余弦变换，转换为64位DCT系数。根据一定原理选取待嵌入 的DCT变换系数的位置，再利用一些运算进行水印信息的嵌 入，然后将嵌入水印信息的DCT系数的子块进行逆DCT变换， 最后合成为嵌入水印图像。 › 具有鲁棒性强、隐蔽性好的特点。
0，1，0，0，1，1，1，1
信息隐藏位图法特点：
已隐藏信息的BMP图像与未隐藏信息的BMP图像，用肉眼 是看不出差别的；
该方法具有较高的信息隐藏率：如果一个大小为32k的24位 BMP图像文件，可以隐藏约32k/8=4k的信息（忽略文件头 不能隐藏数据的54个字节）； 由于信息都被隐藏在最低位，所以攻击者可以轻易地将隐藏 的信息去除掉。这种方法只有在第三方未知的情况下隐藏信 息才有效，只能作为一种信息隐藏的方法。不具有鲁棒性也 就不能称为水印。
信息隐藏技术 › 将需要保密的信息隐藏到数字化的图像、声音或文本中，来 迷惑攻击者。 › 嵌入信息后的图像与原始图像相比，在人的视觉上没有什么 区别。 › 数据隐藏要不改变掩护媒体的数据量。 信息
嵌入
掩护媒体 伪装媒体
信息隐藏位图法介绍
BMP文件分类：
2色位图 16色位图
256色位图
24位位图
数字水印的信息。
LSB水印算法 › 在位图法的基础上将输入的信号打乱，并按照一定的分配规则使嵌入的信息能够散布于图像的所有像素点上，增
加破坏和修改水印的难度。由于水印隐藏在最低位，相当于叠加了一个能量微弱的信号，因而在视觉和听觉上很
难察觉。LSB水印的检测是通过待测图像与水印图像的相关运算和统计决策实现的。 › LSB算法拥有与位图法同样的致命缺点。虽然可以隐藏较多的信息，但隐藏的信息可以被轻易移去，无法满足数