【正文】 復(fù)圖像 P S N R = 45. 9 7 ( c ) 恢復(fù)水印 M S E = 0 . 000 24 ( a ) 嵌入后圖像 P S N R = 43. 2 3 圖 水印圖像及自恢復(fù)圖像和提取水印，嵌入深度 ( a ) 嵌入后圖像 PP S N R= 28. 16 ( b) 自恢復(fù)圖像 RP S N R= 46. 03 嵌入深度 0 . 15 ( c ) 恢復(fù)水印 M S E = 0 圖 ，嵌入深度 ( a) 嵌入后圖像 PP S N R= 27. 34 嵌入深度 0 . 40 ( c ) 恢復(fù)水印 M S E = 0 ( b) 自恢復(fù)圖像 RP S N R= 38. 54 ? 從三組不同嵌入深度的結(jié)果圖像可以看出： ? （ 1）嵌入深度小于 ，含水印圖像很清晰，屬于傳統(tǒng)水印。 ? （ 2）嵌入深度大于 ，恢復(fù)圖像效果不是太好，用途不大。 ? （ 3）嵌入深度在 ，含水印圖像清晰度差，失去欣賞價(jià)值，但能了解圖像基本內(nèi)容；經(jīng)授權(quán)后從其自恢復(fù)的圖像清晰度非常高。這種水印就是自恢復(fù)免疫水印。 ? 采用 SRIW自恢復(fù)免疫水印技術(shù)，可以將含水印模糊作品可以免費(fèi)公開，幫助潛在用戶了解作品大致內(nèi)容，用于作品自身宣傳和傳播。授權(quán)用戶可以通過公開的模糊圖像獲得高保真度的自恢復(fù)作品。 SRIW優(yōu)勢在于公開免疫作品能天然抵抗常見的水印攻擊。因?yàn)槌Ｒ姷墓糁粫?huì)破壞脆弱的自恢復(fù)碼，從而使攻擊者無法得到有價(jià)值的高清作品，有天然免疫性。 ? SRIW嵌入深度選擇柔性很大。在大多數(shù)文獻(xiàn)中，傳統(tǒng)水印因?yàn)楦弑Ｕ娑纫?，嵌入比上限很低?01二值水印嵌入一般不超過 ，造成嵌入的范圍選擇很小，同時(shí)降低了傳統(tǒng)水印的魯棒性和安全性。 多重?cái)?shù)字水印 多重?cái)?shù)字水印概述 ? 目前大多數(shù)水印算法都支持單水印嵌入，但單水印在實(shí)際應(yīng)用中有一定的局限性。例如魯棒性水印可以有效地進(jìn)行版權(quán)認(rèn)證，但無法證明對(duì)作品的篡改；半脆弱性水印則反之，可以有效地進(jìn)行作品內(nèi)容的完整性認(rèn)證，但對(duì)水印攻擊的抵抗能力很弱。一個(gè)很自然的思路就是，如果能結(jié)合不同類型水印的優(yōu)點(diǎn)，在作品中嵌入多種類型水印，可能會(huì)更有效地進(jìn)行版權(quán)保護(hù)。 ? 還有一種情形是在多人共享版權(quán)時(shí)，需要同時(shí)嵌入多個(gè)用戶的不同水印。這些水印要求具有同等的版權(quán)認(rèn)證能力、同時(shí)支持獨(dú)立提取和聯(lián)合認(rèn)證。但目前還沒有能很好滿足以上需求的多用戶水印算法。 ? 針對(duì)以上需求，多重水印逐漸得到重視。最初的多重水印算法大都是對(duì)單水印算法進(jìn)行改進(jìn)，使之能夠支持多重水印算法。 ? Wong提出了三種多重盲水印算法，即單水印多密鑰 SWE算法、多水印共享水印空間算法 MWE和基于 JPEG的迭代多水印算法 IWE。 Liu將多重水印看做廣播的臟紙通信，同時(shí)指出水印的能量共享效率要高于分時(shí)共享。 Giakoumaki將訪問控制、源標(biāo)識(shí)等 6種信息同時(shí)嵌入醫(yī)學(xué)圖像的不同層次的小波系數(shù)中。 Takahashi提出了采用相位調(diào)制的音頻信號(hào)多水印算法，利用人類聽覺系統(tǒng)（ HAS）對(duì)聲音相位微調(diào)的不敏感性，同時(shí)嵌入 “ 版權(quán)管理信息 ” 、 “ 版權(quán)控制信息 ” 、 “ 數(shù)字指紋 ” 三種水印信息。這三種水印采用 FDM進(jìn)行調(diào)制，然后一起嵌入到載體中。 ? 綜合目前大多數(shù)多重?cái)?shù)字水印算法，其實(shí)現(xiàn)方法可以歸為以下幾類： ? （ 1）多水印組合后嵌入。 ? （ 2）多水印共享信道同時(shí)嵌入。 ? （ 3）多水印采用各自獨(dú)立信道嵌入。 ? （ 4）多水印重疊嵌入。 ? 目前的多重水印算法多歸為第一類，實(shí)際上可以看做是單水印嵌入，不支持用戶獨(dú)立認(rèn)證。 ? 大多數(shù)多重水印算法存在水印碰撞、多重水印疊加嵌入的相互影響、用戶數(shù)量增加時(shí)含印作品質(zhì)量嚴(yán)重下降從而限制了用戶數(shù)量等問題。主要根據(jù)多用戶共享版權(quán)時(shí)獨(dú)立認(rèn)證、魯棒性性、完整性要求，分析基于 CDMA的共享信道多用戶水印算法，能有效解決多用戶共享版權(quán)時(shí)的作品版權(quán)共享認(rèn)證和多種水印聯(lián)合嵌入。雖然目前也有不少 CDMA數(shù)字水印的文獻(xiàn)，但大都是將 CDMA用于水印的擴(kuò)頻來增強(qiáng)魯棒性的單水印算法，并沒有充分發(fā)掘 CDMA支持多用戶共享信道的優(yōu)良特性。 魯棒性和脆弱性相結(jié)合的雙重?cái)?shù)字水印 ? 本算法是基于小波變換的雙重并行嵌入水印算法，算法利用魯棒性水印進(jìn)行版權(quán)認(rèn)證，利用脆弱性水印進(jìn)行完整性認(rèn)證。魯棒性水印所關(guān)心的是自身的完整性，而半脆弱性水印鑒定的是載體作品的內(nèi)容完整性，能夠證明對(duì)作品的篡改。 ? 雙重水印的嵌入是在小波域進(jìn)行的，對(duì)圖像進(jìn)行小波全局變換后，同時(shí)嵌入魯棒性水印和脆弱性水印，達(dá)到版權(quán)保護(hù)和完整性認(rèn)證的目的，其中的脆弱性水印能夠?qū)Υ鄹倪M(jìn)行定位。水印的提取不需要原圖像。該技術(shù)為數(shù)字作品的提供了完整且安全的保護(hù)方案。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法同時(shí)具有很好的穩(wěn)健性、安全性和對(duì)篡改的識(shí)別能力。 ? 首先對(duì)圖像進(jìn)行小波變換，在圖像的低頻嵌入穩(wěn)健水?。?biāo)識(shí)），在高頻嵌入脆弱性水印（因?yàn)樾〔ㄗ儞Q是全局變換，而且高頻反映的是細(xì)節(jié)部分，所以對(duì)圖像的任何修改都會(huì)引起脆弱性水印的破壞）。但由于高頻子帶系數(shù)過小，直接嵌入脆弱水印會(huì)造成脆弱水印未受 圖 原始載體和原始水印圖像 ( a) 原始載體圖像 ( b) 魯棒性水印 ( c ) 脆弱性水印 ? 在嵌入過程中采用密鑰增強(qiáng)安全性。密鑰由水印圖像置亂次數(shù)、混沌控制序列參數(shù)（初始值、分支參數(shù)、微調(diào)參數(shù)）、嵌入深度值組成。嵌入魯棒性水印和脆弱性水印時(shí)采用不同的密鑰。這樣，在水印提取時(shí)，必須使用正確的密鑰才能正確提取。含印載體在嵌入雙重水印后，保持了較高的質(zhì)量（ PSNR為 ）。魯棒性水印提取達(dá)到 0誤差；而脆弱性水印因?yàn)樗√幚磉^程中的量化作用而有輕微誤差存在（ MSE為 ）。如果沒有密鑰或者密鑰錯(cuò)誤，那么攻擊者就無法得到嵌入的水印。這說明，算法安全性是基于密鑰的。 ? 本算法中嵌入了兩個(gè)水印，二者性質(zhì)和應(yīng)用是互補(bǔ)的：我們可以在含印載體遭到內(nèi)容篡改的情況下，仍然能夠提取出魯棒性水印，這樣可以用來證明作品的版權(quán)；而脆弱性水印在受到攻擊后即提取失敗，這可以用來提示含印載體受到了非法篡改，從而對(duì)作品進(jìn)行完整性驗(yàn)證。二者結(jié)合起來，可以同時(shí)提供作品版權(quán)認(rèn)證和完整性驗(yàn)證的較完整的應(yīng)用方案。 ( a) 含印 載體圖像 ( b) 提取的 魯棒性水印 ( c ) 提取的 脆弱性水印 圖 含印載體和正確提取的水印圖像 圖 密鑰錯(cuò)誤時(shí)提取的水印 圖 遭裁剪攻擊時(shí)提取的水印 ( a ) 錯(cuò)誤提取的 魯棒性水印 ( b ) 錯(cuò)誤提取的 脆弱性水印 ( b ) 提取的 魯棒性水印 ( c ) 提取的 脆弱性水印 ( a) 遭裁剪攻擊 含印載體 圖像 圖 遭篡改攻擊時(shí)提取的水印 標(biāo)記“ F 16 ”被篡改為 F 18 ( b ) 提取的 魯棒性水印 ( c ) 提取的 脆弱性水印 ( a ) 遭 篡改 攻擊 含印載體圖像 基于 CDMA的多重?cái)?shù)字水印算法 ? QED大多數(shù)多重水印算法存在水印碰撞、多重水印疊加嵌入的相互影響、用戶數(shù)量增加時(shí)含印作品質(zhì)量嚴(yán)重下降從而嚴(yán)重限制了用戶數(shù)量等問題。根據(jù)多用戶共享版權(quán)時(shí)獨(dú)立認(rèn)證、魯棒性、完整性要求，本文提出基于 CDMA的共享信道多用戶多重?cái)?shù)字水印算法。該算法能有效解決多用戶共享版權(quán)時(shí)的作品版權(quán)共享認(rèn)證和多種水印聯(lián)合嵌入。雖然目前也有不少 CDMA數(shù)字水印的文獻(xiàn)，但大都是將 CDMA用于水印的擴(kuò)頻來增強(qiáng)魯棒性的單水印算法，并沒有充分發(fā)掘 CDMA支持多用戶共享信道的優(yōu)良特性。 ? 碼分多址訪問（ Code Division Multiple Access， CDMA）通信是將相互正交（或準(zhǔn)正交）的不同編碼分配給不同用戶來調(diào)制信號(hào)，通過碼分多址實(shí)現(xiàn)多用戶同時(shí)通過共享信道進(jìn)行通信。 CDMA在無線通信中得到了廣泛的應(yīng)用，它具有可多址復(fù)用、容量大、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)、抗噪聲等優(yōu)點(diǎn)。 ? 基于 CDMA在共享信道中為不同用戶分配正交碼來實(shí)現(xiàn)多用戶同時(shí)訪問的思想，分析為共享作品版權(quán)的多個(gè)用戶分配各自正交碼，對(duì)不同用戶的水印信號(hào)進(jìn)行 CDMA編碼，從而實(shí)現(xiàn)多用戶共享作品版權(quán)的多重?cái)?shù)字水印。該算法具有以下突出優(yōu)點(diǎn)： ? （ 1）能有效解決多重?cái)?shù)字水印中的水印碰撞和相互影響問題。 ? （ 2）用戶數(shù)量增長不會(huì)嚴(yán)重造成含印作品質(zhì)量嚴(yán)重下降，解決用戶數(shù)量受容量所限問題。 ? （ 3）由于利用相互正交（或盡可能正交）的編碼去調(diào)制信號(hào)，會(huì)將原信號(hào)的信號(hào)頻譜帶寬擴(kuò)展，因此，對(duì)這種調(diào)制方式同時(shí)具有擴(kuò)頻作用，能同時(shí)增強(qiáng)水印的魯棒性。 本章小結(jié) ? 本章主要研究了典型的數(shù)字水印算法，著重介紹了可見與不可見數(shù)字水印算法、可逆數(shù)字水印算法、免疫數(shù)字水印算法和多重?cái)?shù)字水印算法。 復(fù)習(xí)題 ? 常用的數(shù)字水印算法如何分類？ ? 空域與變換域存在著何種不同？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？ ? 如何實(shí)現(xiàn) DCT變換？ ? 自己設(shè)計(jì)一種可見水印的代碼，并在相應(yīng)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。 ? 完成可逆水印的嵌入和提取代碼。