【正文】 c(i,j):如果A(i,j)=1,并且B(i,j)。 （1）第一步，將水印圖象作時域上的變換，目的是對水印信息進(jìn)行亂序，達(dá)到加密的效果。為了保證由于水印的嵌入而導(dǎo)致宿主數(shù)據(jù)失真不被察覺到，必須應(yīng)用某種感知準(zhǔn)則，不管是隱性還是顯形。（2）隱蔽性：數(shù)字水印應(yīng)是不可知覺的，而且應(yīng)不影響被保護(hù)數(shù)據(jù)的正常使用，不會降質(zhì)。2000 年 1 月，國家 863 計劃智能計算機(jī)專家組、中國科學(xué)院自動化研究所和北京郵電大學(xué)信息安全中心成功地舉辦了數(shù)字水印技術(shù)研討會5]。 IEEE 也曾推出兩個關(guān)于數(shù)字水印的專集，分別為：:1998年5月的“IEEE Journal on Selected Areas of Communication ” 和1999年7月的“Proceedings of the IEEE ”IEEE的Signal Processing在2001年6月出版了一卷水印專集，卷名為“Special Section on Information Theoretic Aspects of Digital Watermarking”在實(shí)際應(yīng)用方面,美國的 Digimarc公司于1995 年就推出了擁有專利權(quán)的水印制作技術(shù),是當(dāng)時世界上唯一一家擁有這一技術(shù)的公司,其水印技術(shù)以插件的形式在 中得到應(yīng)用,IBM 的“數(shù)字圖書館”3] [4] 軟件也提供了數(shù)字水印功能。數(shù)字水印技術(shù)作為解決網(wǎng)絡(luò)上數(shù)字作品版權(quán)管理問題的核心技術(shù)，同時又能隱秘的傳遞信息，鑒于其廣闊的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)、社會效益，全球各國政府部門和研究機(jī)構(gòu)紛紛投入到數(shù)字水印技術(shù)的研究中，推動了數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展 121 。同時，水印認(rèn)證體系的建立、法律保護(hù)等問題也是影響數(shù)字水印技術(shù)邁向?qū)嵱没囊蛩亍ａ槍ι鲜鰝鹘y(tǒng)安全技術(shù)的缺陷，許多研究人員開始嘗試用各種信號處理方法對多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行隱藏加密，并將該技術(shù)用于制作多媒體的數(shù)字水印。關(guān)鍵詞：數(shù)字水印，小波變換，魯棒性，不可見性，JPEG壓縮Based on the wavelet transform the digital watermarkAbstract Digital watermarking technology is the field of information security technology a new direction, is an open network environment, copyright protection and authentication and integrity of the sources of new technology.In this paper, based on wavelet transform the digital watermarking technology, a wavelet domain based on the binary image watermarking algorithm. The algorithm chosen the test results intuitive, with special significance in the value of the original image as a watermark and embedded in the image scrambling prior to the pretreatment to enhance the safety and concealment。通過大量的仿真實(shí)驗(yàn)，證明本文算法在保證水印不可見性的同時，對常見的圖像處理如JPEG壓縮、噪聲、濾波、剪切等，均有較好的魯棒性。首先，隨著計算機(jī)處理能力的快速提高，這種通過不斷增加密鑰長度來提高系統(tǒng)密級的方法變得越來越不安全；其次，加密方法只用在通信信道中，一旦被解密，信息就完全變成明文；另外，密碼學(xué)中的完整性認(rèn)證是通過數(shù)字簽名方式實(shí)現(xiàn)的，它并不是直接嵌入到多媒體信息當(dāng)中，因此無法察覺信息在經(jīng)過加密系統(tǒng)之后的再次傳播與內(nèi)容的改變。數(shù)字水印技術(shù)作為一個跨多領(lǐng)域、多學(xué)科(數(shù)字信號處理、圖像處理、模式識別、數(shù)字通信、多媒體技術(shù)、密碼學(xué)、語音處理等)的技術(shù)體系，由于它與具體的應(yīng)用密切相關(guān)，因此每個研究人員介入的角度、采用的研究方法和設(shè)計策略也各不相同，但都是圍繞著實(shí)現(xiàn)數(shù)字水印的各種基本特征進(jìn)行設(shè)計，這也決定了數(shù)字水印技術(shù)研究成果的多樣性以及數(shù)字水印技術(shù)研究的不完善性，仍有許多技術(shù)問題需要解決。版權(quán)保護(hù)信息必須與被保護(hù)的數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，同時版權(quán)保護(hù)信息的鑒別過程必須具有抗各種干擾的能力，比如噪聲、壓縮等。此外歐洲、北美以及其他的一些關(guān)于圖像、多媒體研究方面的國際會議都有專門的數(shù)字水印討論組。1999 年 12 月，由北京電子技術(shù)應(yīng)用研究所組織，何德全、周仲義、蔡吉人院士與有關(guān)研究單位聯(lián)合發(fā)起召開了我國第一屆信息隱藏學(xué)術(shù)研討會，此后 2000 年、2001 年、2002 年、2004 年召開了 4 屆全國信息隱藏學(xué)術(shù)研討會。 數(shù)字水印的基本特征（1）安全性：數(shù)字水印的信息應(yīng)是安全的，難以篡改或偽造，同時，應(yīng)當(dāng)有較低的誤檢測率，當(dāng)原內(nèi)容發(fā)生變化時，數(shù)字水印應(yīng)當(dāng)發(fā)生變化，從而可以檢測原始數(shù)據(jù)的變更；當(dāng)然數(shù)字水印同樣對重復(fù)添加有有強(qiáng)的抵抗性。 數(shù)字水印的基本原理水印的基本原理是嵌入某些標(biāo)志數(shù)據(jù)到宿主數(shù)字中作為水印，使得水印在宿主數(shù)據(jù)中不可感知和足夠安全。下面介紹一種基于小波變換的數(shù)字水印方法。 記： A——水印信息進(jìn)行時域變換后得到的大小為NN的矩陣； U——在矩陣A中含有水印信息的位置的集合； B——圖象經(jīng)過小波變換后得到的系數(shù)矩陣（NN）； S——模； C——B和U的交集； ——=c(i,j)modS。則c(i,j)=c(i,j)+T。在發(fā)生版權(quán)糾紛時，創(chuàng)建者或所有者的信息用于標(biāo)示數(shù)據(jù)的版權(quán)所有者，而序列號用于追蹤違反協(xié)議而為盜版提供多媒體數(shù)據(jù)的用戶。（3）按檢測過程劃分 按水印的檢測過程可以將數(shù)字水印劃分為明文水印和盲水印。（5）按用途劃分不同的應(yīng)用需求造就了不同的水印技術(shù)。隱蔽標(biāo)識水印的目的是將保密數(shù)據(jù)的重要標(biāo)注隱藏起來，限制非法用戶對保密數(shù)據(jù)的使用。（2）Patchwork算法方法是隨機(jī)選擇Ｎ對像素點(diǎn)(ai，bi)，然后將每個ai點(diǎn)的亮度值加1，每個bi點(diǎn)的亮度值減1，這樣整個圖像的平均亮度保持不變。該方法即使當(dāng)水印圖像經(jīng)過一些通用的幾何變形和信號處理操作而產(chǎn)生比較明顯的變形后仍然能夠提取出一個可信賴的水印拷貝。對于輸入的MPEG2數(shù)據(jù)流而言，它可分為數(shù)據(jù)頭信息、運(yùn)動向量(用于運(yùn)動補(bǔ)償)和DCT編碼信號塊3部分，在方案中只有MPEG2數(shù)據(jù)流最后一部分?jǐn)?shù)據(jù)被改變，其原理是，首先對DCT編碼數(shù)據(jù)塊中每一輸入的Huffman碼進(jìn)行解碼和逆量化，以得到當(dāng)前數(shù)據(jù)塊的一個DCT系數(shù)。利用視覺模型的基本思想均是利用從視覺模型導(dǎo)出的JND(Just Noticeable Difference)描述來確定在圖象的各個部分所能容忍的數(shù)字水印信號的最大強(qiáng)度，從而能避免破壞視覺質(zhì)量。水印的不可見性要求水印信息駐留于圖像不重要的視覺信息中，通常為圖像的高頻分量。因此研究水印在圖像幾何失真的魯棒性也是人們所關(guān)注的10]。(2)同步攻擊：（也稱檢測失效攻擊）即試圖使水印的相關(guān)檢測失效或使恢復(fù)嵌入的水印成為不可能。數(shù)字水印用于隱藏標(biāo)識時，可在醫(yī)學(xué)、制圖、數(shù)字成像、數(shù)字圖像監(jiān)控、多媒體索引和基于內(nèi)容的檢索等領(lǐng)域得到應(yīng)用。(2)商務(wù)交易中的票據(jù)防偽　　隨著高質(zhì)量圖像輸入輸出設(shè)備的發(fā)展，特別是精度超過 1200dpi的彩色噴墨、激光打印機(jī)和高精度彩色復(fù)印機(jī)的出現(xiàn)，使得貨幣、支票以及其他票據(jù)的偽造變得更加容易。沒有標(biāo)識信息的數(shù)據(jù)有時甚至無法使用，但直接將這些重要信息標(biāo)記在原始文件上又很危險。迄今為止，學(xué)術(shù)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(jīng)過加密的文件往往是混亂無序的，容易引起攻擊者的注意。而且小波變換具有多分辨率分析能力，更適應(yīng)人眼的視覺特性，因此在數(shù)字水印研究領(lǐng)域，小波變換扮演著十分重要的角色。1981年，法國地質(zhì)物理學(xué)家Morlet在分析地質(zhì)數(shù)據(jù)時基于群論首先提出了小波分析(Waveletan alysis)這一概念，Morlet最初提出的是形狀不變的小波(Waveletofconstantsh ape)，因?yàn)樵诜治龊瘮?shù)(信號)時，加窗Fourier變換并不具有形狀不變性。最常用的多分辨分析有兩大類。從小波的定義中，我們可知其有兩個特點(diǎn):一是“小”，即在時域都具有緊支集或近似緊支集；二是正負(fù)交替的“波動性”，也即直流分量為零。另外，在實(shí)際中，對基本小波的要求往往不局限于滿足容許條件，對(t)還要施加所謂的“正則性條件”，使在頻域上表現(xiàn)出較好的局限性能。② 位移的離散化。定義函數(shù)f(t)的二進(jìn)小波變換系數(shù)為:WT()=f(t)= ()其中=2 ()由前面的知識可得它的小波逆變換公式是存在的。④ 平移不變性:對任意kZ，有。集成了DCT、DWT等函數(shù)有豐富的小波函數(shù)和處理函數(shù)，這不僅方便了研究人員，而且使源程序簡潔明了、易實(shí)現(xiàn)。注意到式()定義的Amold變換實(shí)際上是一種點(diǎn)的位置移動，并且這種變換是一一對應(yīng)的。Dyson和Falk分析了離散Amold變換的周期性，給出了對于任意N2,Amold變換的周期性幾T2，這也許是迄今為止最好的結(jié)果了。一種意見認(rèn)為低頻子圖是圖像的平滑部分，人眼對這部分的失真比較敏感，基于水印的不可感知性考慮，應(yīng)將水印數(shù)據(jù)隱藏在圖像的高頻部分亦即小波分解后的高頻系數(shù)中，而不應(yīng)在低頻系數(shù)嵌入水印。具體嵌入位置如下:(與水印嵌入在低頻系數(shù)的比較在下節(jié)實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn))① 將水印圖像一級小波分解后的水平分量嵌入到原始圖像小波分解后的第二級水平分量上(中頻分量):水印圖像一級小波分解后的垂直分量嵌入到原始圖像小波分解后的第二級垂直分量上；水印圖像一級小波分解后的對角分量嵌入到原始圖像小波分解后的第二級對角分量上。(LL,i,j)；④ 對原始圖像為X采用Haar小波變換對其進(jìn)行三級小波分解，得到低頻分量小波系數(shù) x( LL ,i,j)、水平分量小波系數(shù)x(LH,i,j) 、垂直分量小波系數(shù)x(HL,i,j)和對角分量小波系數(shù)x(HH,i,j) , n =1,2,3；⑤ 參照對嵌入位置的分析，用水印的小波系數(shù)按下式修改原始圖像的波系數(shù) ：X39。水印的提取過程是嵌入過程的逆過程，提取時需要借助于原始圖像，其過程如下:①對含水印圖像X和原始圖像X進(jìn)行三級小波分解，得到低頻分量小波系數(shù)X(LL ,i ,j) 和X(LL,i ,j)、水平分量小波系數(shù)x39。(i,j)是提取出的水印小波系數(shù)。)。[M1,N1]=size(C1)。end。%分離水印Watermark1=double(R1)double(I)。imshow(R1250)。imshow(Watermark1*10^16)。%檢測閾值T2=60。 for corrcounter=1:1:1000if(corrcounter==500)correlation1(corrcounter,1)= NEWC1X39。for counter2=1:1:N1 for counter1=1:1:M1if(NEWC1(counter1, counter2)T2)originalthreshold= originalthreshold+abs( NEWC1 (counter1, counter2))。plot(correlation1,39。原始的加水印圖像39。 小波變換后的圖像 水印圖像的檢測結(jié)果 抗攻擊實(shí)驗(yàn)①JPEG攻擊JPEG壓縮是嵌有水印的圖像最易經(jīng)受的圖像處理。 高斯噪聲攻擊后水印 。從圖中我們可以清晰地識別水印中的信息。本文算法對于常見的圖像處理如JPEG壓縮、噪聲、濾波、剪切等攻擊后都可以清晰地識別水印中的信息。參考文獻(xiàn)[1]黃繼武, 程衛(wèi)東 DCT域圖像水印:嵌入對策和算法. 電子學(xué)報 2000 .[2]伯曉晨,李濤,劉路等編著.《Matlab工具箱應(yīng)用摜——信息工程篇》 電子工業(yè)出版社 2000年4月第1版.[3]陶虹 周良柱 袁金榮 MATLAB與Visual C++混合編程的實(shí)現(xiàn) 計算機(jī)工程與應(yīng)用 2000,10,104.[4] 陳明奇，鈕心忻，楊義先. “數(shù)字水印的研究進(jìn)展和應(yīng)用.” 通信學(xué)報，Vol. 22, No. 5, May 2001, p. 7179.[5] 黃達(dá)人，劉九芬．[J]．軟件學(xué)報，2002．13(7)：290—295.[6] 許永峰,張書玲,基于小波變換的圖象融合隱藏算法,西北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2004,34(4):386388.[7] 魏為民. 基于彩色靜止數(shù)字圖象的信息隱藏技術(shù)研究，計算機(jī)應(yīng)用與軟件，p50, [8]:.[9]孫圣和，陸哲明，:科學(xué)出版社，2004,3640.[10]王炳錫，陳琦，:西安電子科技大學(xué)出版社，2003,95104.[11]劉九芬，黃達(dá)人，(4):1