【正文】 失效，從這一點上來說，變換域水印算法的魯棒性是比較高的。 變換域水印指的就是通過修改圖像的變換域系數(shù)來代替直接修改圖像像素本身，這樣，一方面變換域系數(shù)是 一個全局變換產(chǎn)生的量，個別像素的改變對其影響不大 。變換域方法還可以更好的結合人類視覺系統(tǒng)的一些特性，抗攻擊能力較好。 變換域算法 變換域 (頻域 )方法是利用某種數(shù)學變換，將圖像用變換域表示。 空間域算法雖然具有嵌入信息量大的優(yōu)點，但是因為魯棒性很差，所以現(xiàn)在數(shù)字水印系統(tǒng)已經(jīng)很少使用了?；诖朔椒ǖ臄?shù)字水印能夠抵抗一些文檔操作。該算法隱蔽性較好，對濾波、壓縮和扭轉等操作具有抵抗能力，但僅適用于具有大量任意紋理區(qū)域的圖像，而且需要人工干預。適當調整參數(shù)，它能有效地抵抗剪切、濾波和 JDEP壓縮等攻擊，但對多拷貝平均攻擊抵抗力較弱，而且該方法嵌入的信息量有限。 (2)patchwork算法和紋理塊映射方法 patchwork算法是基于統(tǒng)計理論，將具有特定統(tǒng)計特性的數(shù)字水印嵌入到原始數(shù)據(jù)中。 LSB算法雖然可以隱藏較多的信息，但由于使用了圖像不重要的像素位，算法的魯棒性差，水印信息很容易為濾波、圖像量化、幾何變形的操作破壞，無法滿足數(shù)字水印的魯棒性要求，因此現(xiàn)在的數(shù)字水印技術中己經(jīng)很少采用 LSB算法了。由于水印信號隱藏在圖像點中像素最不重要的最低位，相當于疊加了一個能量微弱的信號，因而在視覺和聽覺上很難察覺。X 39。X X 盜版者 A X 盜版者 B X 或 39。 空間域算法 空間域算法是使用各種各樣的方法直接修改圖像的像素值，將數(shù)字水印直接加載在載體數(shù)據(jù)上，這種方法嵌入的信息量大，具有較好的抗幾何失真能力，最大弱點就在于抗信號失真、圖像的幾何變形、噪聲和圖像壓縮的能力普遍較差。各個領域的最新進展都可以為其所用，是一個真正快速發(fā)展的技術。為了證明版權，供應商通過水印的提取、檢測，確定了版權歸屬問題，保護了自己的利益。含水印產(chǎn)品在網(wǎng)絡傳輸過程中，可能受到盜版者的攻擊。數(shù)字水印應用模型見圖 。1 21 21 2),(*),(*).(*),(),(*),(MiMjMiMjMiMjjiwjiwjiwjiwjiwjiwNC 對水印圖像進行多種惡意攻擊后，通過比較 NC稀疏的值，可以得到數(shù)字水印算法抗惡意攻擊的能力，由 NC系數(shù)值的變化給出一個比較客觀的評價準則。39。2,1 MjMijiwW MjMijiwW ????? ????? M,M是原始水印圖像和提取出來的水印圖像的寬、高 。 }00),({}00),({2,139。 數(shù)字水印從待檢測圖像中提取出來后，對各個觀察者而言，所提取出來的水印的逼真度好壞取決于各自主觀上 的看法，這跟觀察者多方面的因素有關，如經(jīng)驗、對圖像的敏感性等，是很具有隨意性的，因此對于提取出來的水印和原始水印，這二者相似到哪一種程度，需要客觀地衡量方式，而不能通過主觀因素來進行評測，在數(shù)字水印方法中通常使用 NC系數(shù)（ Normalized Correlation），即相似性測量，衡量提取出來的水印與原水印的相似性程度。 所謂水印提取法，是指按照嵌入水印時的相反過程從數(shù)據(jù)中提取出水印信 周揚 :基于小波變換的數(shù)字水印技術研究 17 息，真實再現(xiàn)所嵌入的水印?；跈z測的數(shù)字水印方法應用范圍有限。100)()),(),((*1255l o g10 NC(Normalized Correlation)數(shù)字水印按檢 測方式可分為基于提取的水印方法、基于檢測的水印方法。 不可否認，以上所給出的衡量公式都是客觀的，并且簡單易行，但這幾個衡量公式的缺點也非常明顯，由于圖像信息的最終接受者是人，而這幾個衡量公式?jīng)]有與人類視覺系統(tǒng)的感知特性相結合，甚至在一定情況下還會給評測過程帶來誤導，在這種情況下，有研究人 員尋找了新的度量方法。 PSNR（ Peak SignaltoNoise Ratio）在具體的實際應用中，一般最后所采用的是計算峰值信噪比?；驹硎菍⒅亟▓D像跟原始圖像相比，得到的比值就是 SNR，得到的比值越大，就表示重建的圖像質量越好，但由于個人主觀感覺的因素，事實上并不是得到的信噪比值越大，就一定表示重建的圖像質量越好。 SNR（ SignaltoNoise Ratio）信噪比顧名思義就是有用的信號在信號處理過程中引入的噪聲的比值。為了衡量原始載體圖像在添加水印以后圖像的質量變化情況，我們就可以采用均方差來對圖像質量的變化進行一種估計，給出一種圖像質量變化的客觀指標。這里根據(jù)文獻總結了幾個客觀衡量手段來 進行數(shù)字水印算法的定量分析： MSE（ Mean Square Error）均方差常常使用在統(tǒng)計過程中，是一種非常有用的統(tǒng)計特征指數(shù)。 二 .客觀評價 到目前為止，仍然沒有一個良好的客觀衡量手段來對數(shù)字水印算法做出合理的評估。 這種評定可基于 ITUR ，表 的可感知性以及質量。 要進行公平合理的評估和比較，在評估過程中就要考慮水印的可感知性。 ：就是利用同一原始多媒體數(shù)據(jù)集合的不同水印信號版本，來生成一個近似的多媒體數(shù)據(jù)集合，以此來逼近和恢復原始數(shù)據(jù)，其目的是使檢測系統(tǒng)無法在這一近似的數(shù)據(jù)集合中，檢測出水印信號的存在，其最簡單的一種實現(xiàn)就是平均法。 ：方法是首先把圖像分割成為許多個小圖像，然后將每個小圖像放在 HTML頁面上拼湊成一完整的圖像。而防止這一攻擊的有效辦 法就是研究不可逆水印嵌入算法，如哈希過程。攻擊時，攻擊者首先生成自己的水印 Wb；然后創(chuàng)建一個偽造的原圖 Ib=IaWb。 IBM攻擊 :是針對可逆、非盲水印算法而進行的攻擊。 常用的攻擊方法有： :也稱為波形攻擊或噪聲攻擊，是通過對水印圖像進行一些操作以削弱或刪除嵌入的水印，而不是試圖識別或分離水印。人們對新技術的好奇、盜版帶來的巨額利潤都會成為攻擊的動機 (惡意攻擊 )；數(shù)字產(chǎn)品在存儲、分發(fā)、打印、掃描等過程中，也會引入各種失真 (無意攻擊 )。因此研究水印在圖像幾何失真的魯棒性也是人們所關注的。 (4)幾何失真：幾何失真包括圖像尺寸大小變化、圖像旋轉、裁剪、刪除或增加圖像線條以及反射等等。 (2)濾波：圖像中的水印應該具有低通特性，即低通濾波（如均值濾波和中值濾波）應該無法刪掉圖像中的水印，事實上當前很多針對水印的攻擊行為是用濾波完成的。經(jīng)過圖像壓縮后，高頻分量被當作冗余信息清除掉，因此有的文獻將水印嵌入圖像的最顯著的低頻分量中或使用帶低通特性的水印，雖然這可能會降低圖像的質量。水印的不可見性要 周揚 :基于小波變換的數(shù)字水印技術研究 13 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。特別的，一個實用的水印算法應該對信號處理、通常的幾何變形（圖像或 視頻數(shù)據(jù)），以及惡意攻擊具有魯棒性。當然從理論上講，只要具有足夠的知識，任何水印都可以去掉。 因此對矩陣 D作 Tn次 A )(kN 反變換，水印圖像就被恢復出來了 ???。對 Y 中的所有點（ i,j） ,定義 如果 )(),( 21 TTji ??? /2，則 D（ i， j） =1。 這里 T1 ， T2 是水印嵌入的門限，安全系數(shù)包括 n,k ,p1 ,p2 ,m,N,S, T1 , T2 。 如果 A(i,j)=0,并且 B(i,j)〈 0。 如果 A(i,j)=1,并且 B(i,j)〈 0 。 如果 A(i,j)=0,并且 B(i,j) 0? 。 對于所有屬于 U和 A交集的點 c(i,j): 如果 A(i,j)=1,并且 B(i,j) 0? 。 TCY 提出了一種信息疊加的方案。這個矩陣的大小與水印圖像作時域變換后形成的矩陣大小是一致的。假設 P表示由二值水印信息組成的一個 m? n的矩陣 ,對每一個點的坐標作 )(KAN變換之后，這個 m m? 的矩陣將變成一個 N M? 的矩陣，矩陣的每個元素為 0或 1。 ,y39。39。 （ 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行亂序，達到加密的效果。如果是可讀的水印，那么就此結束，如果是不可讀水印，如高斯噪聲，就將得出的水印與已知水印作比較，由相關性判斷，待檢測信號含不含水印，故水印的檢測 有兩個結束點。然后，對加入了水印信息的信號進行頻域反變換（ IDWT、 IDCT、 DFT、 WP），得到含有水印信息的信號。水印可以由多種模型構成，如隨機數(shù)字序列、數(shù)字標識、文本以及圖像等。為了保證由于水印的嵌入而導致宿主數(shù)據(jù)失真不被察覺到，必須應用某種感知準則，不管是隱性還是顯形。 （ 6）按水印隱藏的位置劃分 按數(shù)字水印的隱藏位置，我們可以將其劃分為時（空）域數(shù)字水印、頻域數(shù)字水印、時 /頻域數(shù)字水印和時間 /尺度域數(shù)字水印。 （ 5）按用途劃分 不同的應用需求造就了不同的水印技術。有意義水印的優(yōu)勢在于，如果由于受到攻擊或其他原因致使解碼后的水印破損，人們仍然可以通 過視覺觀察確認是否有水印。 （ 4）按內容劃分 按數(shù)字水印的內容可以將水印劃分為有意義水印和無意義水印。一般來說，明文水印的魯棒性比較強，但其應用受到存儲成本的限制。 （ 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。 （ 2）按水印所附載的媒體劃分 按水印所附載的媒體，我們可以將數(shù)字水印劃分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印以及用于三維網(wǎng)格模型的網(wǎng)格水印等。 數(shù)字水印分類 數(shù)字水印技術可以從各種不同的角度進行分類 : （ 1）按特性劃分 按水印的特性可以將數(shù)字水印分為魯棒 數(shù)字水印和脆弱數(shù)字水印兩類。 設計水印必須圍繞上述性能指標選擇合適的技術。 :水印處理算法應該比較容易用軟、硬件實現(xiàn)。如具有一致的統(tǒng)計噪聲發(fā)布等，以便使 攻擊者無法判斷其中是否有隱藏信息。這實際上也是發(fā)展水印技術的基本動力。水印算法能夠將所有者的有關信息（如注冊的用戶號碼、產(chǎn)品標志或有意義的文字等）嵌入到被保護的對象中，并在需要的時候將這些信息提取出來?？赡艿男盘柼幚磉^程包括信道 噪聲、濾波、數(shù) /模與模 /數(shù)轉換、重采樣、剪切、位移、尺度變化以及有損壓縮編碼等。信息被隱藏在多媒體內容中，并不因文件格式轉換而丟失，且未經(jīng)授權者不能檢測出水印。 數(shù)字水印基本特性 嵌入數(shù) 字多媒體中的信息必須具有以下基本特性才可以稱得上是數(shù)字水印 : :指向數(shù)字作品中嵌入的數(shù)字水印，是利用人類視覺或聽覺系統(tǒng)的特征，經(jīng)過一系列隱藏處理，隱藏對象必須沒有明顯的降質現(xiàn)象 , 而嵌入的水印不會引起人的感知。這里水印的嵌入載體可以是圖像、聲音、視頻信號，還可以是文本格式，本文討論的對象是數(shù)字圖像。從目前的研究發(fā)展來看，我國數(shù)字水印學術領域的研究正在蓬勃開展，而且形成了自己獨特的研究思路，相信隨著國內信息化程度的提高、電子政務的推廣和電子商務的普及，作為數(shù)字作品版權管理核心技術的數(shù)字水印技術將會擁有更加廣闊的應用前景和發(fā)展空間 ???。同時，國家， “ 863 計劃”、“ 973 項目”、國家自然科學基金等都對數(shù)字水印的研究提供專項資金 支持。 1999 年 12 月，由北京電子技術應用研究所組織，何德全、周仲義、蔡吉人院士與有關研究單位聯(lián)合發(fā)起召開了我國第一屆信息隱藏學術研討會，此后 2021 年、 2021 年、 2021 年、 2021 年召開了 4 屆全國信息隱藏學術研討會。各項研究取得了豐碩的成果，但是，目前市場上的數(shù)字水印產(chǎn)品在技術上還很不成熟，距離真正的推廣使用還有很大的距離。美國、日本以及荷蘭開始研究用于票據(jù)防偽的數(shù)字水印技術。在 1997 年，一個名為 VIVA 的歐洲工程開始發(fā)展廣播監(jiān)測系統(tǒng)。此外歐洲、北美以及其他的一些關于圖像、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。據(jù)統(tǒng)計，公開發(fā)表的關于數(shù)字水印的文章數(shù)量在 1992 年、 1993 年、 1994 年和 1995 年分別為 2 篇、 2 篇、 4 篇和 13 篇，1996 年第一屆信息隱藏國際學術研討會后，發(fā)表的文章數(shù)量劇增， 1998 年發(fā)表的文章數(shù)量達到了 103 篇， 1999 年達 200 多篇， 2021 年和 2021 年分別達 250 多篇．另外，許多信息安全、密碼學和信號處理領域的國際會議和學術期刊如 IEEE , ACM 等都有關于數(shù)字水印技術方面的專題。這是第一篇發(fā)表于重要會議的關于數(shù)，水印技術的文章開始的。數(shù)字水印技術的出現(xiàn)是 Schyndel 在 ICIP39。版權保護信息必須與被保護的數(shù)據(jù)緊密結合，同時版權保護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。 數(shù)字水印技術的國內外研究現(xiàn)狀 周揚 :基于小波變換的數(shù)字水印技術研究 6 隨著計算機和網(wǎng)絡的飛速發(fā)展，數(shù)字作品得以有效的存儲和發(fā)布，同時數(shù)字作品又極易被非法拷貝、偽造或篡改，使得很多版權所有者不愿利用網(wǎng)絡公開其作品，從而阻礙其自身發(fā)展。然而，標準的算法必須有其優(yōu)越性、通用性和有效性，并要得到世界各國的認同，所以形成標準是一項艱巨的任務。另外，