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防偽印刷中數(shù)字水印研究(下)

2007/8/10 15:04:24 人評論

而一些方法則把信息融合的思想引入到DWT域水印的實(shí)現(xiàn)中, DWT域的方法由于DWT良好的空間-頻率分解特性(更符合HVS的特點(diǎn))和即將成為新一代圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)的極大可能性,而有十分好的前景。變換域的方法應(yīng)是水印算法未來趨勢的主流。   變換域的方法與空域的方法相比具有3個(gè)優(yōu)點(diǎn):   (1)在變換域中嵌入的水印信號能量可以分布到空域的所有像素上,有利于保證不可見性;  (2)在變換域,HVS的某些特征(如頻率特性)可以更方便地結(jié)合到水印編碼過程中,有利于穩(wěn)健性能的提高;  (3)變換域的方法可與國際數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)兼容,從而實(shí)現(xiàn)在壓縮域內(nèi)的水印算法。隱形水印與視覺系統(tǒng)緊密相關(guān),提高水印穩(wěn)健性的有效途徑是充分利用人眼的視覺特征,在滿足不可見性的要求下,合理分配水印信號的能量,盡可能提高局部嵌入水印分量的強(qiáng)度?;谶@一思想的自適應(yīng)水印算法已經(jīng)開始受到人們的重視。有研究人員在DCT域和DWT域算法中應(yīng)用了視覺系統(tǒng)的頻率掩蔽特性。也有人應(yīng)用JPEG算法中所采用的視覺模型,提出了基于圖像自適應(yīng)性的DCT和DWT水印算法。并且,有很多研究人員都從不同側(cè)面,提出了一些算法,這些自適應(yīng)算法都在一定程度上改善了水印的穩(wěn)健性。  圖像隱形水印本質(zhì)上屬于數(shù)據(jù)隱藏技術(shù)的范疇,在多數(shù)算法討論隨機(jī)序列水印的同時(shí),有意義水印的研究也引起了人們的注意。有關(guān)研究人員討論了幾種可能用于數(shù)據(jù)隱藏的技術(shù)并提出了兩個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隱藏的方法:統(tǒng)計(jì)的方法和視覺的方法,從方法分析看其抗失真性能不會(huì)太好。一些研究者探討了圖像容量問題,他們把數(shù)據(jù)隱藏等價(jià)為一個(gè)數(shù)碼通信問題,并試圖回答一定分辨率的圖像允許嵌入多少數(shù)據(jù),盡管這類研究十分有意義,但由于嵌入的數(shù)據(jù)量與許多因素(圖像的紋理特征與尺寸、嵌入算法、噪聲類型與強(qiáng)度等)有關(guān),要準(zhǔn)確回答這個(gè)問題是困難的。有人把數(shù)據(jù)隱藏和水印嵌入過程模型化為一通信系統(tǒng),理論上分析隱藏了數(shù)據(jù)的圖像在受到加性噪聲干擾、裁剪和線性濾波后所引起的誤碼率和水印作為所有權(quán)識別時(shí)的特性變化。也有人比較了水印嵌入和傳統(tǒng)通信問題的相似性和不同點(diǎn),得出了幾種信號嵌入的特征。其他的研究則著重在如何隱藏?cái)?shù)據(jù)上。有人所提出的算法在一幅512×512的圖像中隱藏了165bits的信息,其主要缺點(diǎn)是嵌入的數(shù)據(jù)量太少。也有人在512×512的圖像中分別隱藏了32個(gè)字符的信息和64×64×8的灰度圖像,隱藏的數(shù)據(jù)具有一定的抗噪聲能力。有人在一個(gè)視頻信號(主信號)中隱藏另一低分辨率的視頻信號,但穩(wěn)健性不好。一般說來,在不可見性的要求下,水印的穩(wěn)健性和水印的數(shù)據(jù)量構(gòu)成一對矛盾,在相同的算法和一定的圖像尺寸下,嵌入的數(shù)據(jù)量越大,穩(wěn)健性越差。   由于數(shù)據(jù)壓縮在數(shù)碼媒體的傳播中起著十分重要的作用,嵌入水印的圖像很有可能遭遇數(shù)據(jù)壓縮過程。實(shí)現(xiàn)壓縮域內(nèi)的數(shù)據(jù)操縱,從而簡化解壓縮、再壓縮的過程,降低處理復(fù)雜性,是當(dāng)前多媒體技術(shù)領(lǐng)域里很受注意的問題。有關(guān)研究人員研究了如何在MPEG壓縮碼流中嵌入水印,這項(xiàng)研究需要考慮的問題是保持碼流比特率基本不變以及實(shí)現(xiàn)不需要原始媒體的盲檢測。有人將水印技術(shù)集成到小波編碼系統(tǒng)中,在實(shí)現(xiàn)壓縮的同時(shí)也完成了水印的嵌入。也有人開發(fā)了把水印和壓縮技術(shù)相結(jié)合的算法。   在大多數(shù)文章研究穩(wěn)健水印的同時(shí),一些研究者也開始研究對水印的攻擊方法和水印作為所有權(quán)證明的有效性。這對于提高水印的抗攻擊性能是極為有意義的。有人研究了水印算法的不確定性問題,他們構(gòu)造了不確定性的實(shí)現(xiàn)方法,證明潛在的非法拷貝者有可能誘使水印檢測器作出“Yes”的回答,在研究如何造成不確定性的機(jī)制的基礎(chǔ)上,部分地提出了解決該問題的方法——基于內(nèi)容的水印。有人也提出了解決不確定性問題的雙水印模式。一種觀點(diǎn)認(rèn)為,水印技術(shù)必須與相應(yīng)的法規(guī)相配合,才可能最終解決版權(quán)爭議問題。還應(yīng)該承認(rèn),到目前為止,不存在任何一種水印算法可以確保水印在遭受各種人為的攻擊之后仍然可靠地存在。   隨著學(xué)術(shù)界對圖像水印理論和技術(shù)的研究,產(chǎn)業(yè)界也對圖像水印的應(yīng)用給予了足夠的重視。IBM在其數(shù)碼圖書館研究計(jì)劃中采用了可見水印技術(shù)。該計(jì)劃的研究成果已為美國國會(huì)圖書館等著名圖書館所采用。NEC公司則研究如何把水印技術(shù)應(yīng)用于DVD系統(tǒng)的拷貝保護(hù)機(jī)制中。與此同時(shí),一些公司已逐步推出了有關(guān)水印技術(shù)的商用軟件系統(tǒng)(如DICE的專利技術(shù)、劍橋大學(xué)的Stirmark等)。   隨著圖像水印技術(shù)應(yīng)用的推廣,其標(biāo)準(zhǔn)化工作也開始受到重視。IBM、Sony、Hitachi、NEC和Pioneer等五家大公司在1999年2月聯(lián)合宣布了一個(gè)保護(hù)數(shù)碼視頻和數(shù)碼電影的水印標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,標(biāo)志著水印標(biāo)準(zhǔn)化已逐步邁向正軌。   近年來,我國學(xué)術(shù)界對此前沿領(lǐng)域也傾注了極大的熱情,眾多的科研機(jī)構(gòu)和高等院校開展了該方向的研究工作。2000年1月,由國家“863計(jì)劃”智能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)專家組主辦、模式識別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等單位承辦的我國首次數(shù)字水印技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)在北京舉行,表明我國數(shù)字水印研究隊(duì)伍已初具規(guī)模。信息來源:國際印刷   

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