数字水印技术研究

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基于深度学习的数字图像水印技术研究

基于深度学习的数字图像水印技术研究

基于深度学习的数字图像水印技术研究一、引言数字图像水印技术是一种在数字图像中嵌入特定信息的方法,旨在保护图像的版权和完整性。

传统的数字水印技术存在容易被攻击的问题,而基于深度学习的数字图像水印技术则通过利用深度神经网络的强大表征能力来提高水印的安全性和鲁棒性。

本文将探讨基于深度学习的数字图像水印技术的研究进展。

二、深度学习概述深度学习是一种机器学习的分支,通过构建多层神经网络模型来建模和学习数据的复杂特征。

它的优势在于可以自动学习特征表示,并在大规模数据集上进行训练,具有较高的准确性和鲁棒性。

三、基于深度学习的数字图像水印技术基于深度学习的数字图像水印技术可以分为两个主要方向:水印嵌入和水印检测。

1. 水印嵌入水印嵌入是将水印信息嵌入到原始图像中的过程。

传统的方法通常是将水印信息转换为频域或空域,然后使用离散傅里叶变换或小波变换等技术将其嵌入到图像中。

而基于深度学习的方法则通过训练深度神经网络来学习图像的特征表示和水印的嵌入方式。

其中,卷积神经网络(CNN)是最常用的深度学习模型之一,可以提取图像的局部特征,使水印能够更好地嵌入到图像中。

2. 水印检测水印检测是从带水印的图像中提取出水印信息的过程。

传统的方法通常通过对嵌入水印的图像进行解水印操作,并通过相关的算法进行检测。

而基于深度学习的方法则通过训练深度神经网络来从复杂的图像中提取和识别水印信息。

深度学习模型能够学习到更丰富的图像特征表示,提高了水印的识别准确性和鲁棒性。

四、基于深度学习的数字图像水印技术的挑战和解决方案基于深度学习的数字图像水印技术在应用中面临一些挑战,例如水印容易被攻击、水印抵抗图像处理操作能力差等。

针对这些挑战,研究者提出了一些解决方案。

1. 对抗攻击对抗攻击是指攻击者通过对带水印的图像进行修改或篡改,以模糊或完全去除水印信息。

为了提高水印的鲁棒性,研究者提出了基于生成对抗网络(GAN)的方法。

GAN模型能够学习生成逼真的对抗样本,从而使水印更难以被攻击者检测和破坏。

数字水印技术在数据隐私保护中的应用研究

数字水印技术在数据隐私保护中的应用研究

数字水印技术在数据隐私保护中的应用研究数字水印技术是一种在数字媒体文件中嵌入可见或不可见的信息的技术。

这些信息被嵌入到数字媒体的内容中,以便在未经授权或意图篡改的情况下,该信息可以被检测出来。

数字水印可以在图像、音频、视频、文本和其他数字媒体中使用。

在保护数据隐私方面,数字水印技术提供了一种有效的方法。

数字水印的种类数字水印主要分为两类:隐写和可见水印。

隐写技术是将信息嵌入到数字媒体中,而不会改变其外观。

例如,在图像中嵌入的信息将不会影响图像本身。

相比之下,可见水印会更改数字媒体的外观。

例如,在图像中添加一个可见的水印意味着该图像现在包括两个不同的图像:原始图像及其水印。

数字水印如何保护数据隐私数据隐私是指个人或机构的敏感信息被未经授权的人访问或使用。

数字水印技术可以帮助保护数据隐私,并有几种不同的应用。

以下是数字水印技术在数据隐私保护方面的应用。

1.版权保护数字水印技术是一种有效的版权保护方法。

通过将数字水印嵌入到图像、音频或视频中,在这些媒体被重复使用时,版权拥有者可以轻松地追踪和保护自己的财产。

这种技术也可以帮助确定哪些媒体是未经授权使用的,并且可以在诉讼过程中为版权侵权提供证据。

2.大规模数据分发在大规模数据分发中,数字水印技术可以帮助确保信息发送到正确的接收方。

例如,在电子邮件中嵌入的数字水印可以帮助确定消息正在发送到正确的接收方。

数字水印也可以用于文档传输,以确保传输过程中没有被篡改或盗用。

3.证据跟踪数字水印技术可以用于跟踪证据。

例如,对于拍摄照片的人来说,数字水印可以用于证明照片确实是他们拍摄的。

这种技术也可以在法庭或犯罪情报方面用于确定特定事件的证据来源。

数字水印技术的发展数字水印技术不断发展和演变,现在已经可以在不同的数字媒体文件中轻松实现,例如图像、音频、视频和PDF文档等。

新的数字水印技术正在研发和测试中,以提供更高的安全性和更多的保护措施。

例如,一些数字水印技术现在可用于嵌入可变数据,如序列号、时间戳或加密密钥。

基于神经网络的数字水印技术研究

基于神经网络的数字水印技术研究

基于神经网络的数字水印技术研究概述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。

数字水印技术能够保证数字内容的有效性和完整性,能够识别、追踪和保护内容的知识产权。

基于神经网络的数字水印技术是一种新兴的数字水印技术,其基于神经网络的图像处理能力和特征提取能力,能够有效地抵抗图像水印攻击,保护知识产权。

1.数字水印技术的工作原理数字水印技术的核心思想是在数字媒体中嵌入特定的信息以实现不可见的、难以伪造的安全保护。

数字水印技术主要由三个步骤组成:嵌入、传输和提取。

1.1 嵌入嵌入是指将特定的信息嵌入到数字媒体中的过程。

数字水印技术的嵌入过程依赖于信源编码技术,通过修改原始数据的某些信息位,将特定信息嵌入到数字媒体中。

常用的数字水印嵌入技术包括根据不同应用场景选择空域、频域、小波域等在媒体信号中嵌入特定信息;使用差错编码技术嵌入特定信息;将特定信息转化为结构化数据,并嵌入到数字图像等数字媒体数据中。

1.2 传输传输是指将包含特定信息的数字媒体传输给接收方的过程。

数字水印技术传输过程中要考虑的主要问题为传输效率、传输可靠性和安全性。

1.3 提取提取是指从媒体信号中提取嵌入的特定信息的过程。

数字水印技术提取过程依赖于特征提取技术,通过对数字媒体的相应特征进行分析,识别并提取嵌入的特定信息。

常用的数字水印提取技术包括时域、频域等信号分析技术以及小波变换技术。

2.神经网络的基本原理神经网络是基于人类大脑神经元工作方式设计的一种计算模型。

神经网络可以实现模式识别、图像处理、数据预测等多种复杂任务。

神经网络的基本结构由神经元和神经元之间的连接组成,其中每个神经元接收来自其他神经元的信息,并根据其自身的激励阈值进行输出。

神经网络训练的基本原理是反向传播算法。

训练过程是通过将输入数据和已知输出映射关系进行比较,逐步调整网络参数以最小化输出误差。

目前网络结构较为复杂的神经网络类型包括卷积神经网络、循环神经网络、递归神经网络等。

数字水印技术在防伪领域的研究与应用

数字水印技术在防伪领域的研究与应用

数字水印技术在防伪领域的研究与应用数字水印技术是一种将数据或信息嵌入数字内容中的技术。

数字水印可以嵌入到图像、音频、视频等数字内容中,因此被广泛应用于防伪、版权保护和身份验证等领域。

在防伪领域中,数字水印技术可以帮助消费者区分真伪产品,保护企业的商业利益和品牌形象。

数字水印技术的原理是在数字内容中嵌入一些不可见的、不影响主要内容的信息。

这些信息可以是一个二维码、一个条码、一个序列号或其他形式的标识符。

数字水印技术的作用是在不破坏原始数字内容的前提下,为该数字内容添加一层可追溯的标识,从而防止伪造和篡改。

数字水印技术在防伪领域的应用主要有以下几个方面:1.产品身份识别数字水印可以嵌入到产品的不同部位和零部件中。

当消费者购买到商品后,通过扫描数字水印上的二维码或条码,可以快速地识别出产品的身份和真伪。

例如,数字水印技术可以应用于奢侈品、药品和食品等高价值商品的防伪领域。

2.保护知识产权数字水印可以用于版权保护和知识产权保护。

例如,数字水印可以用于数字音乐、数字电影和数字书籍等数字内容的防抄袭和防盗版。

数字水印不仅可以识别出是否有人对数字内容进行了未经授权的复制和传播,还可以追溯到复制和传播的源头。

3.防止假冒伪劣数字水印可以嵌入到不同类型的产品中,如服装、鞋子、电子产品和汽车零部件等。

数字水印可以快速地识别出假冒伪劣产品,确保消费者购买到的是正品。

数字水印技术可以帮助维护品牌形象和保护消费者权益。

4.防止串货和盗版数字水印可以用于防止串货和盗版。

数字水印可以在产品的生产和销售过程中进行实时记录和追踪,可以标识出产品从生产到销售的全过程。

数字水印技术可以通过对供应链的监控,防止串货和盗版现象的发生。

总的来说,数字水印技术在防伪领域的应用有着广泛的前景和应用场景。

数字水印技术的研究和应用不断提高着产品的防伪性能和品牌形象,有助于保护企业和消费者的利益。

随着数字化时代的到来,数字水印技术必将在更广泛的领域发挥更重要的作用。

基于神经网络的数字水印技术的研究

基于神经网络的数字水印技术的研究

基于神经网络的数字水印技术的研究随着数字媒体的广泛使用,保护数字内容的知识产权变得尤为重要。

数字水印技术作为一种有效的保护手段,引起了广泛关注。

近年来,基于神经网络的数字水印技术因其高效、鲁棒性强等特点,成为研究的热点。

神经网络是一种模拟人类神经系统结构和功能的计算模型。

通过在神经网络中学习和训练,可以实现对数字水印的嵌入和提取。

首先,需要选择合适的神经网络结构,如卷积神经网络、循环神经网络等。

然后,通过训练神经网络,使其具备对数字水印进行嵌入和提取的能力。

在数字水印的嵌入过程中,首先将原始数字内容与水印信息进行编码,然后通过神经网络将编码后的水印嵌入到原始内容中。

嵌入过程需要考虑到水印的鲁棒性和隐藏性。

鲁棒性是指水印在经过各种攻击下依然能够被提取出来。

隐藏性是指水印在嵌入后对原始内容的影响尽可能小。

在数字水印的提取过程中,通过神经网络的反向传播算法,可以从包含水印的数字内容中提取出水印信息。

提取过程需要考虑到提取的准确性和鲁棒性。

准确性是指提取出的水印信息与原始水印信息的一致程度。

鲁棒性是指在经过各种攻击下仍能够准确提取出水印信息。

基于神经网络的数字水印技术具有许多优势。

首先,神经网络可以通过学习和训练自动提取和嵌入水印,减少了人工干预的需求。

其次,神经网络可以通过自适应学习提高水印的鲁棒性,使其在各种攻击下仍能够有效提取。

此外,神经网络可以处理大规模的数据,适用于各种不同类型的数字内容。

尽管基于神经网络的数字水印技术在保护数字内容的知识产权方面具有很大潜力,但仍面临一些挑战。

例如,如何设计合适的神经网络结构,以实现更高的嵌入容量和更好的鲁棒性。

此外,如何进一步提高水印的隐藏性,以减少对原始内容的影响。

综上所述,基于神经网络的数字水印技术在数字内容的知识产权保护方面具有广阔的应用前景。

通过进一步的研究和改进,相信这项技术将能够为数字内容的安全提供更加有效的保障。

基于小波变换的数字水印技术研究及其应用分析

基于小波变换的数字水印技术研究及其应用分析

基于小波变换的数字水印技术研究及其应用分析近年来,随着数字化技术的迅速发展,数字媒体的内容传播已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。

而数字媒体的无限制传播也带来了一个巨大的问题——版权安全问题。

数字水印技术因此而应运而生。

本文将对基于小波变换的数字水印技术进行研究,并探讨其在实际应用中的效果和局限性。

一、基本原理数字水印技术是将一些特殊的信息嵌入到数字媒体文件中,这些信息通常是不可见的。

数字水印技术可以应用于图片、音频、视频等各种媒体领域。

这些嵌入的信息可以被用来验证文件的真实性或者防止侵权行为。

基于小波变换的数字水印技术,通常是将数字水印信息嵌入到原始信号的高频分量中。

它的基本原理是将数字水印信息与原始信号进行小波变换,然后在其高频分量中嵌入数字水印信息。

小波变换提供了一种优秀的多分辨率分析方法,可以将原始信号分解成不同分辨率的频带,极大提高了数字水印的嵌入效果。

同时,小波变换还具有良好的时域局部性和空间频率局部性,可以在高频分量中嵌入较弱的水印以增加鲁棒性,同时又不会影响到原始信号的质量。

二、实际应用数字水印技术的应用十分广泛,比如电子商务、版权保护和取证等方面。

下面,我们将分别介绍数字水印技术在这些领域中的应用情况。

在电子商务方面,数字水印技术可以保护商家的产品图片、视频以及其他电子文档等信息,防止重复利用或者盗用。

另外,数字水印技术还可以在数字媒体中嵌入潜在用户信息,方便营销推广。

在版权保护方面,数字水印技术可以在数字媒体中植入特殊的信息,标记媒体所有权和版权信息。

这可以有效保护版权,防止非法复制和传播,加强知识产权的保护。

在取证方面,数字水印技术可以嵌入不同的信息,如用户ID、时间戳等,可以在被篡改或者破坏的情况下实现取证目的。

此外,数字水印还可以用来记录分发和使用权,方便版权追溯。

三、局限性与发展趋势尽管数字水印技术在保护版权上的作用已经得到了广泛的认可,但是在实际应用中仍然存在一定的局限性。

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

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。

数字水印技术在印刷防伪领域中的应用研究

数字水印技术在印刷防伪领域中的应用研究

数字水印技术在印刷防伪领域中的应用研究近年来,随着科技的不断发展,数字水印技术在印刷防伪领域中得到了广泛的应用。

数字水印是一种将特定信息嵌入到数字图像或视频中的技术,它可以保护版权,防止盗版,同时也可以用于印刷品的真伪鉴别。

数字水印技术在印刷防伪领域中的应用主要包括两个方面:一是应用于防伪印刷品,二是应用于防止盗版。

在防伪印刷品方面,数字水印技术可以将特定的标识信息嵌入到印刷品中,这样可以在一定程度上防止伪造和盗版。

通过特殊的读取设备,可以验证印刷品中的数字水印信息,从而确认其真伪。

例如,在纸币的印刷中,数字水印技术可以嵌入特定的标识,使得假币更加难以伪造。

此外,在身份证、护照等重要证件的印刷中,数字水印技术也可以起到防伪的作用,保护个人信息的安全。

而在防止盗版方面,数字水印技术可以将版权信息嵌入到数字媒体中,以防止盗版和非法传播。

通过数字水印技术,可以在音乐、电影等数字媒体中嵌入特定的标识,一旦被盗版,可以通过水印信息追踪到盗版来源,从而进行维权。

数字水印技术的应用不仅可以保护版权方的权益,也可以提高数字媒体行业的健康发展。

数字水印技术在印刷防伪领域中的应用研究还面临一些挑战。

首先,数字水印技术需要在保护信息安全的同时,确保不影响原始图像或视频的质量。

其次,数字水印技术需要与印刷材料和工艺相适应,以确保水印在印刷过程中的稳定性和可读性。

此外,数字水印技术的应用还需要相关法律法规的支持和完善,以提供合法的维权途径。

总之,数字水印技术在印刷防伪领域中具有广泛的应用前景。

通过数字水印技术,可以保护版权,防止盗版,并提高印刷品的真伪鉴别能力。

然而,数字水印技术的应用还需要进一步的研究和完善,以满足不断发展的需求。

相信随着科技的进步和法律的完善,数字水印技术在印刷防伪领域中的应用将会得到更加广泛的推广和应用。

基于信息隐藏技术的数字水印研究

基于信息隐藏技术的数字水印研究

基于信息隐藏技术的数字水印研究数字水印是一种不可见的标识,它能够嵌入在数字内容中,从而防止信息被复制和非法使用。

数字水印技术有着广泛的应用,如音视频版权保护、图像识别和数据完整性验证等。

其中,信息隐藏技术是实现数字水印的核心,它的研究能够提高数字水印的鲁棒性和隐蔽性。

1. 信息隐藏技术信息隐藏技术是将目标信息嵌入到其他信号中,使得嵌入后的信号在保持可接受的质量损失的前提下,尽可能地保持原信号的相似性。

信息隐藏技术主要有两种:基于转换和基于编码。

前者是通过对原信号进行转换,如离散余弦变换和小波变换等,将嵌入信息嵌入到变换系数中;而后者则是通过对原信号进行编码,如LDPC码和Turbo码等,将嵌入信息嵌入到编码信息中。

2. 数字水印数字水印分为可见水印和不可见水印两种。

可见水印指的是在原图像上嵌入具有一定透明度的图像,以标识版权信息或加强图像的可信度。

而不可见水印则是将目标信息嵌入到图像、音频或视频等数字内容中,并且嵌入后的信息是不可感知的。

数字水印有着广泛的应用场景,如图像识别、版权保护、数据完整性验证等。

3. 数字水印的应用数字水印技术可以广泛应用于各个领域。

在版权保护方面,数字音乐、数字电影、数字图书等数字内容都有可能遭受盗版和侵权行为,数字水印的应用可以有效地防止这些行为的发生。

在图像识别方面,数字水印能够对照片、视频等内容进行唯一的标识,从而有效防止内容被篡改或恶意复制。

在数据完整性验证方面,数字水印也能够帮助验证数据的真实性和完整性,是数据保密的重要措施。

4. 数字水印的研究方向数字水印研究的主要方向是提高数字水印的容错率和隐蔽性。

其中,容错率是指数字水印在经过媒介的变换和干扰后依然能够被准确地提取出来的能力;而隐蔽性则是指数字水印能够被嵌入到原信号中,又不影响原信号的质量和效果的能力。

为了提高数字水印的容错率和隐蔽性,研究者们提出了许多算法和技术,如小波变换、奇异值分解以及机器学习等。

基于多媒体信号处理的数字水印技术研究

基于多媒体信号处理的数字水印技术研究

基于多媒体信号处理的数字水印技术研究数字水印技术是一种在多媒体信号中插入一种可用于鉴别、追踪或保护其版权的隐藏特征的技术。

通过数字水印技术,可以在数字媒体中隐藏一些不可察觉的信息,例如版权信息、认证信息等。

数字水印技术目前广泛应用于音频、图像和视频等多媒体信号的保护领域。

本文将介绍基于多媒体信号处理的数字水印技术的研究进展和应用。

基于多媒体信号处理的数字水印技术主要包括两个主要步骤:嵌入和提取。

在嵌入步骤中,数字水印被嵌入到媒体信号中,使其具有一定的鲁棒性和不可见性。

而在提取步骤中,通过特定算法从带有数字水印的媒体信号中提取出数字水印。

在数字水印的嵌入过程中,一般使用变换域方法或空域方法。

变换域方法以信号的变换系数作为嵌入载体,包括离散余弦变换(DCT)、离散小波变换(DWT)等。

空域方法则以信号的原始样本为嵌入载体,包括几何嵌入和扩频嵌入等。

这些方法都需要考虑数字水印的容量和鲁棒性,以确保水印能够在传输和处理的过程中保持一定的稳定性和可提取性。

数字水印的提取过程是通过特定的算法将数字水印从嵌入载体中提取出来。

具体的算法包括相关性检测、统计学检测和机器学习等方法。

其中,相关性检测方法是最常用的方法之一。

通过计算提取到的水印与原始水印之间的相似性来判断水印的存在与否。

统计学检测方法则通过对嵌入载体的统计学特征进行分析,来确定是否存在数字水印。

机器学习方法则通过对已知的数字水印样本进行训练和分类,来实现数字水印的提取。

这些方法的选择需要根据嵌入过程中所使用的方法以及应用场景的不同而定。

数字水印技术的应用非常广泛。

首先,数字水印可以用于保护知识产权。

音频、图像、视频等数字媒体作品是容易被复制和传播的,数字水印可以在这些作品中插入唯一的标识信息,以便识别和追踪盗版行为。

其次,数字水印还可以用于版权认证。

数字水印可以提供作品的版权信息和所有者信息,以保护原创作品的权益。

此外,数字水印还可以用于数据完整性验证和数字取证等领域。

多媒体信息安全中的数字水印技术研究

多媒体信息安全中的数字水印技术研究

多媒体信息安全中的数字水印技术研究数字水印技术是一种将特定信息嵌入到数字媒体文件中的技术。

数字水印可以用于多种目的,包括版权保护、信息验证和数据源跟踪等。

数字水印技术的研究和应用可以有效的维护多媒体信息的安全,保护数字内容创作者的权益。

数字水印技术的发展历程数字水印技术的起源可以追溯到20世纪80年代初期,当时这种技术只应用于音乐CD的防抄袭。

20世纪90年代,数字水印技术开始应用于数字音频和数字图片的版权保护。

在21世纪初期,数字水印技术开始应用于数字视频、电子书籍等领域。

随着数字媒体的快速发展和应用需求的提高,数字水印技术不断创新和完善,成为多媒体信息安全领域的一项关键技术。

数字水印技术的原理数字水印技术的原理是将表示特定信息的数字代码嵌入到数字媒体文件中,使水印信息与原始数据相结合,形成新的数字数据文件,新的数据文件即为含有水印的数字媒体文件。

数字水印可以嵌入到数字音频、数字图片、数字视频、电子书籍等各种数字媒体文件中。

数字水印的嵌入过程主要包括两个阶段:水印生成和水印嵌入。

水印生成是指将唯一的数字代码转换为具有一定容错能力的二进制图像。

水印嵌入是将生成的水印图像嵌入到数字媒体文件中的特定位置,以避免对媒体本身的质量或内容造成影响。

数字水印技术的分类根据数字水印的嵌入方式和应用场景,数字水印技术可以分为许多不同的类型。

其中,一些主要的数字水印技术包括:1、频域数字水印技术:以嵌入到傅里叶频率域中的信息为基础,适用于数字音频和数字图片的水印化。

2、时域数字水印技术:以嵌入到数据样本中的信息为基础,适用于数字音频、数字视频和电子书籍的水印化。

3、变换域数字水印技术:以一些特定的变换,如小波变换、离散余弦变换等为基础,适用于数字音频、数字图片和数字视频的水印化。

数字水印技术的应用数字水印技术可以应用于各种领域,其中主要包括版权保护、信息验证和数据源跟踪等。

1、版权保护:数字水印技术可以嵌入到数字媒体文件中,以保护版权,避免未经授权的复制和传播。

数字水印技术的研究与应用

数字水印技术的研究与应用

数字水印技术的研究与应用随着数字媒体的快速发展,数字水印技术也逐渐成为研究和应用的焦点。

数字水印是一种在数字媒体中嵌入信息的技术,通过对数据进行加密、隐藏和提取,使得水印信息在不影响原始数据的情况下可以被正确识别和提取出来。

本文将针对数字水印技术的研究和应用进行探讨。

1. 数字水印技术的研究进展数字水印技术起源于对实体物体上水印的模拟,经过多年的发展和研究,逐渐形成了一套完整的理论体系。

数字水印技术主要包括三个方面的内容:水印嵌入、水印提取和水印识别。

水印嵌入是将水印信息嵌入到数字媒体中的过程,它可以通过一系列的算法或方法来实现。

水印提取是指从包含水印的数字媒体中提取出水印信息的过程,它也是数字水印技术中的核心环节。

水印识别是指通过对比、分析等方法来判断数字媒体是否带有水印以及提取相关的信息。

目前,数字水印技术在图像、音频和视频等领域都取得了一定的应用。

在图像领域,数字水印技术可以用于版权保护、内容认证等方面。

通过嵌入特定的水印信息,可以保护图片的版权,避免被未经授权的非法复制和使用。

在音频领域,数字水印技术可以用于音乐版权保护、音频认证等方面。

通过向音频数据中嵌入水印信息,可以追踪非法传播和复制行为。

在视频领域,数字水印技术可以用于视频认证、内容保护等方面。

通过嵌入水印信息,可以对数字视频进行验证和防止盗版。

2. 数字水印技术的应用案例2.1 图片版权保护案例数字水印技术可以应用于图片的版权保护。

以一家摄影机构为例,他们通过数字水印技术在所拍摄的图片中嵌入了其版权信息。

当图片被非法传播或盗用时,可以通过数字水印技术提取出图片中的水印信息,进而查明侵权行为的责任人。

这项技术的应用不仅保护了摄影机构的权益,同时也为他们提供了一种有效的维权方式。

2.2 音乐版权保护案例数字水印技术在音乐版权保护方面也有广泛的应用。

例如,在音乐流媒体平台上,通过向音频文件中嵌入数字水印信息,可以跟踪非法传播和盗版行为。

信息隐藏与数字水印技术研究

信息隐藏与数字水印技术研究

1、空域隐藏技术:这种技术是在图像的像素值中直接嵌入信息。常见的有 空域嵌入算法、最低有效位(LSB)算法等。这种方法的优点是简单易行,但鲁棒 性较差,容易受到图像处理和压缩等操作的干扰。
2、频域隐藏技术:在频域隐藏技术中,信息被嵌入到图像的频率分量中。 这种技术可以抵抗一定的图像处理和压缩,但计算复杂度相对较高。
二、数字水印技术
数字水印是信息隐藏的一种特定形式,主要用于版权保护。数字水印通过将 标识信息(如版权所有者信息、授权信息等)嵌入到数字媒体(如图像、音频、 视频等)中,以实现版权保护和盗版追踪。
数字水印技术按照嵌入信息可分为可见水印和不可见水印。可见水印会改变 载体数据的外观,但通常容易被攻击者移除或篡改。不可见水印不会改变载体数 据的外观,因此对攻击者更具挑战性。
3、建立完善的数字水印评价体系:目前,数字水印的评价主要依赖于人工 评估和客观指标评估。如何建立完善的评价体系,使得数字水印的评估更为准确 和公正,是一个需要解决的问题。
参考内容
数字水印是近年来发展起来的一种信息隐藏技术,它通过将一些特定的信息 隐藏在数字媒体中,以达到保护版权、防止篡改、追踪侵权等目的。基于数字水 印的文本信息隐藏方法的研究也因此成为了信息安全领域中的一个重要方向。
信息隐藏技术的核心原理在于使用人的感觉系统对数据的依赖性。人类的感 觉系统,如视觉、听觉等,对于某些特定类型的数据变化并不敏感。例如,我们 可能无法察觉到一段音频或视频中的微小改变,这就为信息隐藏提供了可能。通 过将信息编码为这些人类感觉系统无法察觉的变化,可以确保信息在传输过程中 的安全性。
另一个重要的信息隐藏技术是数据压缩。在这个方法中,信息的发送者会将 信息编码成一种特殊的格式,使得只有使用正确的解码器才能读取和理解信息。 这种方法在保证信息完整性的也大大提高了信息的保密性。

信息隐藏与数字水印技术研究

信息隐藏与数字水印技术研究

信息隐藏与数字水印技术研究信息隐藏与数字水印技术研究1.引言随着信息技术的迅猛发展,信息的传输和存储变得越来越重要。

随之而来的是对信息安全和保密性的关注。

信息隐藏和数字水印等技术应运而生,它们可以在不影响原始数据的前提下,将信息嵌入到数据中,以实现信息的保护和认证。

本文将介绍信息隐藏与数字水印技术的相关概念、发展历程以及应用领域,探讨其研究的现状和未来发展趋势。

2.信息隐藏与数字水印的概念及发展历程信息隐藏是指将秘密信息嵌入到载体数据中而不引起明显可察觉的变化。

信息隐藏技术可以分为隐写术和数字水印两类。

隐写术是指将秘密信息直接嵌入到载体数据中,在不引起可察觉变化的前提下完成信息的传输。

数字水印技术是指在载体数据中嵌入特定的信息以实现其身份认证或版权保护等目的。

信息隐藏与数字水印技术的发展历程可以追溯到古代的隐写术。

例如,古希腊时期的斯巴达使用木板蜡字板进行秘密通信。

随着信息技术的进步,数字水印技术在上世纪80年代开始受到广泛关注。

随着数字化媒体的普及,数字水印技术逐渐成为保护知识产权和数据安全的有效手段。

3.信息隐藏与数字水印技术的应用领域信息隐藏与数字水印技术具有广泛的应用领域。

首先,数字水印技术可以被应用于版权保护。

例如,数字音乐和数字图像可以被嵌入特定的水印信息,以证明其版权归属。

其次,信息隐藏技术可以被用于密文通信。

通过将秘密信息嵌入到正常的通信数据中,可以实现隐蔽的通信。

此外,数字水印技术还可以应用于数据完整性验证和电子身份识别等领域。

4.信息隐藏与数字水印技术的研究现状目前,信息隐藏与数字水印技术的研究已经取得了一系列的成果。

在信息隐藏方面,研究人员提出了许多新的算法和方法,例如基于LSB(最低有效位)替换和基于DCT(离散余弦变换)的嵌入算法。

这些算法在保持数据质量和嵌入容量的前提下,提高了信息隐藏的效果。

在数字水印方面,研究人员关注于抗攻击性水印算法的设计和优化,以应对恶意攻击和篡改的威胁。

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。

数字图像水印技术研究及应用分析

数字图像水印技术研究及应用分析

数字图像水印技术研究及应用分析数字图像水印技术是一种将信息嵌入到数字图像中的技术,以保证信息的安全性和可追溯性。

这种技术已经广泛应用于安全印刷、电子版权保护、图像鉴别等领域。

本文将对数字图像水印技术的应用进行分析,并探讨其未来发展趋势。

数字图像水印技术的原理数字图像水印技术本质上是一种信息隐藏技术,其原理是将信息嵌入到连续信号中,使得原始图像的外观没有变化,但是可以通过解码技术提取出嵌入的信息。

数字图像水印技术可以分为频域和空域两种。

频域数字水印技术是基于图像变换的,主要是通过变换方法把数字水印嵌入到图像频域的某些系数中,具有鲁棒性和不可见性。

空域数字水印技术是基于图像原始像素的,主要是通过调整图像像素的灰度值来嵌入数字水印,具有简单易实现、不需要图像变换等特点。

数字图像水印技术的应用数字图像水印技术的应用主要包括信息安全、版权保护和鉴别。

在信息安全领域,数字图像水印技术可以用于防止信息泄漏和篡改,比如将重要的财务报表、商业机密等信息加密嵌入到数字图像中,保证信息被泄密或者篡改后还能被追踪和确定主体责任。

在版权保护方面,数字图像水印技术可以帮助版权人对自己的作品进行有效的防抄袭和监控。

同时,可以通过数字水印的加密技术,对作品实现有效管理和检索。

在鉴别方面,数字图像水印技术可以用于防伪溯源和图像识别,比如防伪标签、二维码、身份证等。

数字图像水印技术未来发展趋势随着移动支付、智能设备的普及和网络安全技术的不断提高,数字图像水印技术的未来发展具有广阔的前景。

未来数字图像水印技术的应用将会更加广泛和丰富。

比如,在智能化商业领域,数字图像水印技术可以实现无人便利店的识别与支付;在智能文创领域,数字图像水印技术可以嵌入智能互动信息,实现文创产品的智能互动展示和销售。

未来数字图像水印技术的研究应该更注重技术的可解释性和智能化发展,实现数字鉴别的自主性和可扩展性。

同时,应该也重视数字水印的技术标准和规范的建立,引导数字水印技术的良性发展。

通信网络中融合数字水印与加密技术的研究

通信网络中融合数字水印与加密技术的研究

通信网络中融合数字水印与加密技术的研究摘要:随着信息技术的快速发展,保护和安全传输信息的需求也越来越重要。

在通信网络中,数字水印和加密技术被广泛用于保护数据的完整性和隐私。

本文将探讨数字水印和加密技术的研究与应用,以及两者在通信网络中的融合。

1. 引言随着互联网的普及和数字化信息的快速增长,如何保护和传输大量的数据变得至关重要。

数字水印技术通过嵌入特定的标识信息来保护数据的版权和完整性,而加密技术则通过对数据进行加密和解密来保证传输的安全性。

本文将探讨数字水印和加密技术的研究进展以及两者如何结合应用于通信网络中。

2. 数字水印技术的研究与应用2.1 数字水印的定义和分类数字水印是一种在数字信号中嵌入特定信息的技术,以证明该信号的所有权和完整性。

根据嵌入的方式和应用领域的不同,数字水印可以分为空域水印和频域水印等多种类型。

2.2 数字水印的嵌入和提取原理数字水印的嵌入通常包括三个主要步骤:选择水印信息、生成嵌入位置、对原始数据进行处理。

而数字水印的提取则涉及到定位水印信息和提取嵌入在信号中的水印。

2.3 数字水印技术的应用数字水印技术已经广泛应用于版权保护、身份验证、数据完整性验证等领域。

通过嵌入唯一的标识信息,数字水印能够追踪侵权和伪造行为。

3. 加密技术的研究与应用3.1 加密算法分类加密技术的核心是加密算法,其根据密钥的使用方式和操作的变换规则可以分为对称加密算法和非对称加密算法两大类。

3.2 加密技术的应用加密技术广泛用于保护敏感信息的安全传输,如银行交易、电子商务和通信网络等。

它可以有效地保护数据的机密性,防止被非法获取。

4. 数字水印与加密技术的融合研究4.1 数字水印与加密技术的关系数字水印和加密技术在信息安全领域起到了互补的作用。

数字水印主要保护数据的版权和完整性,而加密技术则主要保护数据的机密性。

4.2 融合数字水印与加密技术的优势将数字水印技术与加密技术相结合,可以有效地保护数据的完整性、机密性和认证性。

数字水印技术研究及其在网络科研环境下的应用的开题报告

数字水印技术研究及其在网络科研环境下的应用的开题报告

数字水印技术研究及其在网络科研环境下的应用的开题报告本次开题报告的主题是“数字水印技术研究及其在网络科研环境下的应用”,旨在对数字水印技术进行系统的研究,探讨其在网络科研环境下的应用,以提高信息安全保障水平。

一、研究背景及意义随着信息时代的发展,网络技术的普及和应用,信息安全问题变得日益严重。

为了保护信息的安全性和完整性,数字水印技术应运而生。

数字水印技术是一种用于保障数字内容安全的技术手段,其主要作用是在数字内容中嵌入一些不易察觉的标记信息,这些标记信息与原始内容相融合,不影响原始内容的质量。

数字水印技术具有隐蔽性、鲁棒性、不可见性以及不可伪造性等特点,可以对数字信息进行有效的保护。

数字水印技术具有广泛的应用场景,如:音频、视频、图像、文档等数字信息的版权保护、识别和追踪,网络安全攻击的预防等。

尤其在网络科研环境下,数字水印技术可以应用于防止信息篡改、数据泄露和网络攻击。

因此,对数字水印技术进行深入研究,并探讨其在网络科研环境下的应用,对提高信息安全保障水平具有十分重要的意义。

二、研究现状当前,数字水印技术已经有了较为成熟的理论和实践基础。

数字水印技术的研究主要基于信息隐藏和图像处理技术,研究涵盖了多个领域,如水印嵌入技术、水印去除技术、水印检测技术、鲁棒性分析等。

数字水印技术也已经在数字版权保护、网络安全攻击防范、阻止虚拟文化财产侵犯等方面得到了广泛应用。

三、研究内容和方法本研究的主要内容是数字水印技术的研究及其在网络科研环境下的应用。

研究的具体内容包括:1. 数字水印技术的研究和原理探讨,包括数字水印的嵌入和提取技术、数字水印的鲁棒性分析、数字水印的去除技术等。

2. 探讨数字水印技术在网络科研环境下的应用,包括数字版权保护、数据篡改识别、网络安全攻击防范等。

3. 建立数字水印技术在网络科研环境下的应用系统。

使用该系统进行实验验证数字水印技术的鲁棒性和不可见性等性能指标,并评估其在网络环境下的实际效果。

数字水印实验报告

数字水印实验报告

数字水印实验报告数字水印实验报告引言:数字水印是一种将特定信息嵌入到数字媒体中的技术,以保护知识产权和确保内容的真实性。

在本次实验中,我们将探讨数字水印的原理、应用和实验结果,以及对数字水印技术的思考和展望。

一、数字水印的原理和应用1.1 原理:数字水印是通过在数字媒体中嵌入特定的信息,使其在视觉或听觉上不可察觉,但可以被提取出来。

嵌入的信息可以是版权信息、所有者信息、认证信息等。

1.2 应用:数字水印技术在多个领域有着广泛的应用。

在音频领域,数字音乐水印可以用于保护音乐版权和防止盗版。

在图像领域,数字图像水印可以用于保护图像的版权和防止图像篡改。

在视频领域,数字视频水印可以用于追踪视频来源和确保视频内容的真实性。

二、实验设计和步骤2.1 实验目的:本次实验的目的是通过嵌入和提取数字水印的过程,了解数字水印的实际应用和效果。

2.2 实验材料和工具:本次实验使用了一组音频文件和图像文件作为实验材料,以及数字水印嵌入和提取的软件工具。

2.3 实验步骤:(1)选择一组音频文件和图像文件作为实验材料。

(2)使用数字水印嵌入工具将特定的信息嵌入到音频文件和图像文件中。

(3)使用数字水印提取工具从嵌入了水印的音频文件和图像文件中提取出水印信息。

(4)对比提取出的水印信息和原始信息,评估数字水印的可靠性和效果。

三、实验结果和讨论3.1 实验结果:通过实验,我们成功地嵌入了数字水印,并从嵌入了水印的音频文件和图像文件中提取出水印信息。

提取出的水印信息与原始信息完全一致。

3.2 讨论:数字水印技术在保护知识产权和确保内容真实性方面具有巨大的潜力。

通过数字水印,我们可以更好地保护音乐、图像和视频的版权,防止盗版和内容篡改。

然而,数字水印技术也面临一些挑战,比如水印的鲁棒性和隐蔽性等问题。

未来的研究应该致力于提高数字水印技术的可靠性和适用性。

四、结论和展望通过本次实验,我们深入了解了数字水印的原理和应用,并通过实际操作验证了数字水印的可行性和效果。

数字水印技术在网络内容安全中的应用研究

数字水印技术在网络内容安全中的应用研究

数字水印技术在网络内容安全中的应用研究摘要:随着互联网的普及与发展,网络内容安全问题日益严重。

在面对网络内容的各种传播和利用形式时,数字水印技术无疑成为一种重要的解决方案。

本文将从数字水印技术的基本原理、应用场景和技术研究等方面,探讨数字水印技术在网络内容安全中的应用研究。

一、引言随着互联网的快速发展,网络已经成为人们获取信息和传播信息的重要平台。

然而,网络上的内容安全问题也日益严重,包括盗版、传播虚假信息以及侵犯用户隐私等问题。

为了解决这些问题,越来越多的研究和应用开始关注数字水印技术,尤其是在网络内容安全方面。

二、数字水印技术的基本原理数字水印技术是一种将特定的信息嵌入到数字媒体文件中的技术。

其中,数字水印可以分为可见水印和不可见水印两种形式。

可见水印是指直接在媒体文件上嵌入可见的标记,如文字、图像等。

而不可见水印则是指在媒体文件中嵌入不可见的信息,需要借助特定的软件或设备来提取。

数字水印技术的基本原理包括嵌入和提取两个主要过程。

嵌入过程将水印信息与原始媒体文件进行融合,可以通过修改像素值或频域转换的方法来实现。

提取过程是指从带有数字水印的媒体文件中提取出水印信息的过程。

提取过程需要根据嵌入时的算法和密钥来完成相应的解析和识别。

三、数字水印技术在网络内容安全中的应用场景1. 防止盗版和版权保护数字水印技术可以嵌入到数字音频、视频或图像等媒体文件中,以标识和保护版权。

当这些媒体文件被非法传播时,数字水印可以被提取出来,从而追溯盗版行为并加以打击。

2. 虚假信息检测数字水印技术可以在文本、图片或视频等内容中嵌入特定的标识,以验证内容的真实性和可信度。

当网络上出现虚假信息时,数字水印可以帮助用户判断和识别,从而减少被误导和欺骗的风险。

3. 用户隐私保护数字水印技术还可应用于用户隐私保护。

例如,在照片中嵌入用户的个人信息水印,以防止照片被滥用和不当使用。

当照片在网络上被他人使用时,可以通过提取数字水印来确认侵权行为。

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数字水印技术研究摘要:数字水印技术作为信息安全、版权保护和信息认证的有力工具,已得到了广泛的关注和发展。

本文介绍数字水印技术的原理与模型,分析水印技术的典型算法,阐述数字水印技术的应用与研究及其发展前景。

关键词:数字水印;信息安全;版权保护;稳健性一、引言随着计算机网络技术和通讯技术的发展,为数字化的媒体信息(文本、图像、音频、视频等)的存取、交换提供了极大的便利。

迅速兴起的Internet以电子印刷出版、数字图书馆、网络视频和音频、电子商务等新的服务和运作方式为商业、科研、娱乐等带来了许多机会。

随之而来的副作用是盗版者大量地复制及传播未经授权的数字产品内容,出于利益的考虑,数字产品的版权所有者迫切需要解决知识产权保护的问题。

有数据显示,美国电影行业协会(MPAA)估计,盗版使美国电影业的年收入减少了25亿美元,美国唱片工业协会(RIAA)则估计全球每年因盗版而造成的损失高达50亿美元。

传统的版权保护系统多采用密码技术,依靠密码学技术对数字产品进行加密,只有合法用户(或授权用户)才拥有密钥,从而保证数字产品的安全。

但是,这一方案存在一个重要问题,所加密的数字产品在解密后,没有有效的手段来保证其产品不被非法拷贝、再次传播和盗用,为了防止这种情况的发生,人们提出了新兴的概念——数字水印(digital watermarking)。

数字水印技术是目前信息安全技术领域的一个新方向,是作为传统版权保护系统的有效补充手段,是一种可以在开放的网络环境下保护版权和认证来源及完整性的新技术,是信息安全和版权保护的最后一道防线,引起了人们的高度重视,许多大学和国际科研机构正投身于研究之中,已成为信息安全领域的一个研究热点。

二、数字水印技术原理1、数字水印的定义和基本特点:数字水印是指永久镶嵌在其他数据(宿主数据)中的具有可鉴别性的数字信号或模式,并且不影响宿主数据的可用性[1]。

而水印信号是一种特制的数字标记,一般包含版权所有者的标记或代码,以及能证实用户合法拥有数据的用户代码等基木信息,将它嵌入到数字图像、声音、视频等数字产品中,由此来确定版权拥有者、认证数字内容来源的真实性、识别购买者、提供关于数字内容的其他附加信息、确认所有权认证和跟踪侵权行为。

数字水印有以下特点:1)不可见性,也称透明性,指的是利用人类视觉系统HVS (Human Visual System)或人类听觉系统HAS (Human Audio System)属性,嵌入水印后图像无明显降质现象且水印在视觉或听觉上不可感知;2)稳健性,也称健壮性或鲁棒性,指数字水印应有抵御图像压缩、滤波、量化与增强、几何失真等外界攻击的能力;3)可证明性,即水印应能为受到版权保护的信息产品的归属或来源提供完全和可靠的证据,水印算法识别被嵌入到保护对象中的所有者的有关信息,并在需要的时候将其提取出来,并能够监视被保护对象的传播、真伪鉴别以及非法拷贝控制等;4)安全性,主要指水印不易被复制和伪造,能抵抗非法拦截和破解,即使受到非法攻击,仍能以极低的误差率进行检测和识别。

其中,鲁棒性和不可见性是数字水印系统的两个重要特性,且是一对矛盾的特性,在算法设计上常常需要折衷考虑这两个方而特性的要求。

2、数字水印系统的理论模型通用的数字水印系统包含两个基本的模块,即一个水印嵌入和一个水印提取(也称为水印检测系统),数字水印嵌入的一般过程基本框架如图1所示[2]。

图1 水印嵌入的一般过程框架由图1可以定义数字水印嵌入过程的通用公式:),,(K W I E I W =其中W I 表示嵌入水印后的数据(即水印载体数据),I 表示原始载体数据,W 表示水印集合,K 表示密钥集合,密钥K 是可选项。

数字水印提取的一般过程基本框架示意图如图2所示。

图2 水印检测的一般过程框架由图2可以定义水印检测过程的通用公式为:有原始载体数据I 时: ),,(ˆK I I D W W= 有原始水印W 时: ),,(K W I D W W =没有原始信息时:),(K I D W W = 其中,W 表示估计水印, D 为水印检测算法,W I 表示在传输过程中受到攻击后的水印载体数据。

证明检测信号是水印信号的方法一般就是做相似度检验。

水印相似度检验的通用公式为: W W WW Sim ** = 或 W W W W W W S i m ***= 其中W 表示估计水印,W 表示原始水印,Sim 表示不同信号的相似度。

三、数字水印典型算法近年来,数字水印算法研究取得了很大的进步,下面采用按嵌入域的分类方法对主要的典型算法进行了分析。

1、空间域数字水印较早的数字水印算法都是空间域上的,空域水印处理使用各种各样的方法直接修改图像的象素,将数字水印直接加载在数据上,现已提出了如下几种较典型的空域数字水印方法。

⑴、最低有效位方法LSB (Least Significant Bit )这是一种典型的空间域数字水印算法,由L. F. Turner 与R. G . V an Schyndel 提出,该方法将水印信息嵌入到随机选择的图像点中最不重要的像素位上,可保证嵌入的水印是不可见的。

以图像数据而言,一幅图像的每个象素是以多比特的方式构成的,如在灰度图像中,每个象素通常为8位,每一位的取值为0或1。

对于8位的灰度图像,每个象素的数字g 可用公式表示为:∑==702i i ib g其中i 代表象素的第几位,i b 表示第i 位的取值,{}1,0∈i b 。

这样,我们把整个图像分解为8个位平面,从LSB (最低有效位0)到MSB (最高有效位7)。

从位平面的分布来看,随着位平面从低位到高位(即从位平面0到位平面7),位平面图像的特征逐渐变得复杂,细节不断增加。

到了比较低的位平面时,单纯从一幅位平面上已经逐渐不能看出测试图像的信息了。

由于低位所代表的能量很少,改变低位对图像的质量没有太大的影响。

LSB 方法正是利用这一点在图像低位隐藏入水印信息。

在进行数字图像处理和图像变换后,图像的低位非常容易改变,攻击者只需通过简单地删除图像低位数据或者对数字图像进行某种简单数学变换就可将空间域LSB 方法加入的水印信息滤除或破坏掉,因此同变换域的方法相比,这种水印算法的鲁棒性非常弱。

尽管如此,由于LSB 方法实现简单,隐藏量比较大,以LSB 思想为原型,产生了一些变形的LSB 方法,目前互联网上公开的图像信息隐藏软件大多使用这种方法。

⑵、Patchwork 方法及纹理块映射编码方法这两种方法都是Bender 等人提出的。

Patchwork 法是一种基于统计的数字水印嵌入方法,这种算法通过一个密钥用来初始化一个伪随机数发生器,而这个伪随机数发生器将产生载体中放置水印的位置。

其基本算法的思想是:在嵌入过程中,版权所有者根据密钥K 伪随机地选择n 个象素对,然后通过下面的两个公式更改这n 个像素对的亮度值()i i b a ,:1~1~-=+=ii i i b b a a 这样,版权所有者就对所有的i a 加1和对所有的i b 减1。

在提取的过程中,也使用同样的密钥K 将在编码过程中赋予水印的n 个像素对提取出来,并计算这样一个和:∑=-=n i ii b a S 1)~~(如果这个载体确实包含了一个水印,就可以预计这个和为n 2,否则它将近似为零。

因此,只有知道这些修改位置的版权所有者才能够得到一个近似值n S 2≈。

P atchwork 方法隐蔽性好,并且对JPEG 压缩、FIR 滤波以及图像剪切操作有一定的抵抗力,但该方法嵌入的信息量有限。

为了嵌入更多的水印信息,可以将图像分块,然后对每一个图像块进行嵌入操作。

现在麻省理工学院的媒体实验室正在研究如何利用这种方法在彩色打印机、复印机输出的图像中加入水印,通过实时地从扫描票据中判断水印的有无,快速辨识真伪。

纹理块映射编码方法则是将数字信息隐藏于数字图像的任意纹理部分,该算法对于滤波、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,而且尚不能完全自适应。

⑶、文档结构微调方法这里的文档是指图像文档,利用文档的特点,将数字信息通过轻微调整文档中的以下结构来完成编码,包括:垂直移动行距、水平调整字距、调整文字特性(如字体)。

该算法可以抵抗一些标准的文档操作,如照相复印和扫描复印,但该技术也极易被经验丰富的攻击者破坏,比如,只要攻击者任意改变其文档的行距或者字间距,就可能破坏水印。

一般来说,在文档中加水印是很困难的,当文档再次扫描输入时,扫描设备采用的光学字符技术在理论上能够消除噪声,导致嵌入水印信息失效,且这种水印算法一般仅适用于文档图像类。

2、变换域数字水印基于变换域的数字水印技术往往采用类似于扩频图像的技术来隐藏水印信息。

这类技术一般基于常用的图像变换(基于局部或是全局的变换),这些变换包括离散余弦变换(DCT)、离散小波变换(DWT)、傅氏变换(DFT或FFT)等等。

⑴、DCT变换域方法基于分块的DCT是常用的变换之一,他们的数字水印方案是由一个密钥随机地选择图像的一些分块,在频域的中频上稍稍改变一个三元组以隐藏二进制序列信息。

选择在中频分量编码是因为在高频编码易于被各种信号处理方法所破坏,而在低频编码则由于人的视觉对低频分量很敏感,对低频分量的改变易于被察觉。

该数字水印算法对有损压缩和低通滤波是稳健的。

Cox等人提出了基于图像全局变换的数字水印算法,提出加载在图像的视觉敏感部分的数字水印才能有较强的稳健性。

该算法不仅在视觉上具有数字水印的不可察觉性,而且稳健性非常好,可经受有损JPEG 压缩、滤波、D/A和A/D转换及重量化等信号处理,也可经受一般的几何变换如剪切、缩放、平移及旋转等操作。

⑵、DWT变换域方法DWT是一种时间-尺度(时间-频率)信号的多分辨率分析方法,在时频两域都具有表征信号局部特征的能力。

根据人类视觉系统的照度掩蔽特性和纹理掩蔽特性,将水印嵌入到图像的纹理和边缘等不易觉被察觉。

相应于图像的小波变换域,图像的纹理、边缘等信息主要表现在HH、HL和LH细节子图中一些有较大值的小波系数上。

这样我们可以通过修改这些细节子图上的某些小波系数来嵌入水印信息。

刘九芬等人研究了水印算法中小波基的选择和正交小波基的性质与稳健性的关系,研究结果表明正交小波基的正则性、消失矩阶数、支撑长度以及小波图像能量在低频带的集中程度对水印稳健性的影响极小,同时得到一个有意义的结论:小波比较适合于图像水印,这对于在DWT域嵌入水印对小波基的选择有重要意义,因为选择不同的小波基对嵌入水印的性能有很大影响[3]。

离散小波变换不仅可以较好的匹配HVS特性,而且与即将出现的JPEG2000、MPEG4压缩标准兼容,利用小波变换产生的水印具有良好的视觉效果和抵抗多种攻击的能力,因此基于DWT域的数字水印技术是目前主要的研究方向,正逐渐代替DCT成为变换域数字水印算法的主要工具[4、5]。

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