1、數(shù)字圖像水印算法和研究 數(shù)字圖像水印算法和研究 摘要 隨著計算機通信技術(shù)的迅速發(fā)展，多媒體存儲和傳輸技術(shù)的進(jìn)步使存儲和傳輸數(shù)字化信息成為可能，然而，這也使盜版者能以低廉的成本復(fù)制及傳播未經(jīng)授權(quán)的數(shù)字產(chǎn)品內(nèi)容。密碼學(xué)的加解密技術(shù)是保護(hù)數(shù)字產(chǎn)品的一種方法，它能夠保護(hù)數(shù)字產(chǎn)品安全傳輸，并可作為存取控制和征收費用的手段，但它不能保證數(shù)字產(chǎn)品解密后的盜版問題，因此，1995年，人們提出了信息偽裝技術(shù)，其中，數(shù)字水印就是近年來比較熱門的數(shù)字產(chǎn)權(quán)保護(hù)技術(shù)。 數(shù)字水印技術(shù)屬于信息安全的范疇，是信息隱藏的一個分支。數(shù)字圖像水印算法是數(shù)字水印技術(shù)研究的一個方面，具有極大的理論研究價值和應(yīng)用前景，是目前學(xué)術(shù)研究的一

2、個熱點。該文論述了數(shù)字水印的提出及研究現(xiàn)狀； 水印的基本原理和算法;最后給分析了展望關(guān)鍵詞數(shù)字水印 算法 Digital Image Watermarking Algorithm and research Abstract With the rapid development of communication technology, multimedia storage and transmission technology to enable storage and transmission of digital information possible, however, that the

3、 pirates can make low cost of unauthorized copying and dissemination of the contents of digital products. Cryptography is the encryption and decryption technology to protect digital products in a way that it can protect the secure transmission of digital products, and Access control and as a means o

4、f charging, but it can not guarantee that the post-decryption digital piracy problem, therefore, 1995 years, the information raised camouflage technology, including digital watermarking is relatively popular in recent years the number of property rights protection. Digital watermarking technology is

5、 the scope of information security is a branch of information hiding. Digital image watermarking algorithm is a study of digital watermarking technology, one Aspect of the theory of great research value and application prospect, is a hot academic research. The article discusses the proposed digital

6、watermarking and examine the status quo; the basic principle of watermarking and algorithm; the final analysis of the outlook.Keywords Digital WatermarkingAlgorithm 目錄 摘要 I Abstract II1.2 研究現(xiàn)狀1994年在一次國際重要學(xué)術(shù)會議上由Tirkel等人發(fā)表了題目為“A digital watermark”的第一篇有關(guān)數(shù)字水印的文章，當(dāng)時他們已經(jīng)意識到了數(shù)字水印的重要性，提出了數(shù)字水印的概念及可能的應(yīng)用，并針對灰度

7、圖像提出了兩種向圖像最低有效位中嵌入水印的算法。Tirkel還是第一個認(rèn)識到可以將擴(kuò)頻技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字水印中的人，他提出可以使用擴(kuò)頻技術(shù)向靜止圖像中添加水印。隨后幾年國際上相繼發(fā)表了大量的關(guān)于數(shù)字水印技術(shù)的學(xué)術(shù)文章，內(nèi)容主要是數(shù)字水印的理論研究，包括數(shù)字水印的特點和分類、模型、應(yīng)用、算法等。其中,Cox等人提出的基于擴(kuò)頻通信的私有水印算法已經(jīng)成為數(shù)字水印技術(shù)中一個比較經(jīng)典的算法。 1996年在英國劍橋牛頓研究所召開了第一屆國際信息隱藏學(xué)術(shù)研討會，標(biāo)志著信息隱藏學(xué)的誕生，而作為信息隱藏學(xué)主要分支之一的數(shù)字水印技術(shù)的研究也得到了迅速的發(fā)展。到1999年第三屆國際信息隱藏學(xué)術(shù)研討會，數(shù)字水印成為主旋律

8、，全部33篇文章中有18篇是 關(guān)于數(shù)字水印的研究。目前不論是學(xué)術(shù)界還是工業(yè)界對數(shù)字水印技術(shù)的研究熱情都很高，關(guān)于數(shù)字水印方面的文章不斷增多，有關(guān)數(shù)字水印和信息隱藏的會議也增長很多,工業(yè)界則大幅度提高了對水印研究的資助程度。 我國近年來已有少數(shù)的研究所和大學(xué)開展了對水印技術(shù)的研究工作，如：中科院自動化研究所的模式識別國家重點實驗室、天津大學(xué)圖像信息中心、東北大學(xué)軟件中心、清華大學(xué)、北方工業(yè)大學(xué)等。數(shù)字水印的研究引起了各種學(xué)科的研究人員的興趣，但受關(guān)注的程度不及國外，研究的人員不多，研究的領(lǐng)域不廣，從理論和實際成果兩方面來看，國內(nèi)在數(shù)字水印方面的研究工作還處于剛起步階段。面臨加人WTO之后的巨大挑

9、戰(zhàn)和機遇，我國已明確表示：所有的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)和安全認(rèn)證問題不可能依靠國外的力量，必須由我們自主開發(fā)解決。因此，無論從學(xué)術(shù)研究角度，還是從應(yīng)用技術(shù)的角度，開展數(shù)字水印的研究都具有十分重要的意義。第2章 基本原理和算法 2.1 水印技術(shù)通用的水印技術(shù)包含兩個方面：水印的嵌入和水印的提取或檢測，如圖1和圖2所示。 圖 1 水印信號嵌入圖 2 水印信號提取或檢測對于水印嵌入和提取技術(shù)，縱觀近幾年來相關(guān)的報道和文獻(xiàn)。從整體框架構(gòu)思到具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)，可以說是百花齊放，設(shè)計思想往往取決于研究人員的研究背景和不同的入手角度。一般來講,主要包括以下幾個方面： 2.2 水印算法分類 現(xiàn)有的水印算法可分為二大類：空間域技術(shù)（水印直接嵌入在圖像的亮度值上）和變換域技術(shù)（將圖像做某種變換，然后將水印嵌入于變換系數(shù)中）。目前國內(nèi)外實現(xiàn)水印技術(shù)的典型算法有最低有效位算法、Patchwork算法，DCT的水印算法、擴(kuò)展頻譜方法、小波變換算法等789。從目前的情況看，變換域方法正變得日益普遍。因為變換域方法通常都具有很好的魯棒性，對圖像壓縮、常用的圖像濾波以及噪聲均有一定的抵抗力，其中絕大多數(shù)使用了酋變換，如離