1引言
1.1数字水印技术研究的背景和意义随着互联网络技术口新月异的发展,多媒体数字产品(如DVD,MP3、数字广播等)也随之迅猛发展,互联网络逐渐的成为了生活当中不可缺少的重要组成部分。我们不得不惊叹互联网的发展为我们的生活带来了翻天覆地的变化,它使我们的地球变成了村庄,使信息的传递变成了电波。信息的实时传播使我们节省了大量的时间来完成更有意义的事情。听音乐、看电影对十80年代的人是种奢侈的生活、对十90年代的人是一种高雅的兴趣,}fn对十新世纪的我们却是一种触手可得,耳边萦绕的享受;拍照片、参加会议在20世纪末的时候需要用胶片式照相机、需要坐着火车各处奔走,浪费物质也浪费了时间。}fn在21世纪的时候我们可以随时随地的留下生活的印记并实时的分享给亲朋好友;不用奔走赶场的坐车参加会议,只需坐在家里的打开电脑就可以了解最新的情况。然}fn,当我们正沉浸在互联方便快捷、感叹多媒体丰富多彩的时候,图像、音频、视频等多媒体产品的版权保护问题也在口益泛滥。
因为数字产品的内容只需要动动手指,点两下鼠标就可轻松的完成它的复制和篡改的全过程,并目_通过这种手段获得的数字产品不但成本低廉ifu}_与原版的产品质量毫无差别,所以很多不法商贩挺}fn走险利用这种非法的途径复制多媒体产品的内容并应用十商业传播以谋取暴利。有此可见,版权保护问题已经成为网络环境中的一个赤手可热的问题「’]。针对多媒体产品的非法复制和版权保护问题,专家学者们禅精竭虑,研究了各种各样的高新技术来对抗这种行为。其中两个主要的技术就是数字加密和数字水印,它们是解决多媒体数字产品版权保护问题的领跑者。数字加密技术作为一种主要的版权保护手段,可以在发送者向接收者传输数据的过程中对数字产品的内容实施保护,防止他人截取获得重要信息。但是,这种技术功效的作用期仅限十传输的过程中,}fn在接收者接收到数据并目_被解密之后该数据内容将不再被保护。这就使得网络黑客们通过访问本地计算机等方式获得多媒体产品的复制信J息。因此,数字加密技术并未能从本质上解决多媒体产品的版权保护问题。}fn数字水印作为版权保护第二种手段解决了数字加密技术中有限保护过程的问题。数字水印技术是在被保护的数字产品中直接嵌入了不可见的数字信息到数字多媒体数据中,例如所有者标识、拷贝控制信息、有特定意义的图像等。无论是网络黑客还是互联网阻截,只要获得了该多媒体产品,那么他就连同非法复制证据也一同被获取。这就为多媒体产品的版权保护提供了有效的证据,为数据保护提供了可行的发展方向。数字水印技术的研究目的是保留现有的隐藏信息到多媒体数据中,因此版权的保护即便是在数据被解密之后仍然具有版权保护的效力。嵌入的数字水印不会被人眼视觉所察觉,也不能被非版权者通过任何统计学手段所解析,只有版权拥有者才能从多媒体产品中提取出证明版权所者的信息。}fn目_就目前的研究进展和水平来看,嵌入的数字水印还能够抵抗刻意和非刻意的攻击,例如滤波,压缩等。总的来说,数字水印技术发展方向不仅能够给多媒体产品的合法拥有者提供有效的版权保护信息,ifu}_还能够通过检测版权控制信息用以区分产品复制或禁止复制等信息。
1.2数字水印的分类方式数字水印按照其解决问题的目的和应用领域不同}fn有着不同的分类方式,数字水印的研究目的性是一致的,只是在实现和解决问题的方式有着不同的要求,根据目前的数字水印分类情况来看,主要有以下几种分类方式:1.根据数字水印作用的手段不同,可将其用途分为版权保护和篡改检测。版权保护是为了维护版权所着者的合法权利,在某一个数字产品出现版权纷争的时候,数字水印可以为版权所有者提供强有力的证据来维护自身的利益;}fn篡改检测则是在数字作品被修改的时候,通过检测数字水印的完整性证明数字作品是否被篡改。2.根据数字水印嵌入的载体不同,可将其分为音频水印,图像水印,视频水印和文本水印。顾名思义,之所以水印的名称不同,是因为水印嵌入的载体信J息不同,音频水印是将数字水印信息嵌入到一段音频当中形成含水印的数字音频;图像水印是将数字水印信息嵌入到一幅图像中形成含水印的数字图像;视频水印是将水印信息嵌入到视频当中形成含水印的视频信息;}fn文本水印则是将水印信息嵌入到文本信息中形成含水印的文本信息。3.根据数字水印实现的功能不同,可将其分为鲁棒性数字水印、半脆弱性数字水印和脆弱性数字水印[2]。鲁棒性数字水印是一种具有强抵抗干扰信息能力的水印,目的是对多媒体数字产品实施版权保护。它可以在强烈的破坏性攻击下仍然能够提取出有意义的水印信息,避免给非法拥有者任何可乘之机;}fn脆弱性数字水印则与鲁棒性数字水印刚好相反,它是一种受到任何轻微的攻击和干扰都会毁坏的数字水印,其应用目的是维护数字产品内容的完整性;}fn半脆弱水印则是介十鲁棒性数字水印和脆弱性数字水印之间的一种数字水印技术,它能够保护数字产品的非人为因素导致的变化,并对人为因素导致的变化予以监督和检查。4.根据数字水印提取过程的不同,可将其分自数字水印和非自数字水印。所谓的自数字水印和非自数字水印就是指在数字水印的检测过程中是否需要原始载体。由十自数字水印可以在没有原始载体信息的情况下自动提取到数字水印信息,比起非自数字水印在提取水印的过程中必须提供原始载体信息要显得灵活和!高效许多,所以现在的数字水印算法都围绕着自数字水印策略展开研究。1.3数字图像水印技术研究现状数字图像作品的知识产权保护成为迫切需要解决的关键问题。在这一背景下,数字图像水印技术作为数字水印领域的分支学科口益受到关注,并已成为信
参考文献
[1] D. Zheng et al. A survey of RST invariant image watermarking algorithms. ACM ComputingSurveys, 2007,39(2):1-91.
[2] Kourkchi, H. Ghaemmaghami, S. Image adaptive semi-fragile watermarking scheme basedon RDWT-SVD. In Innovations in Information Technology, 2008. IIT 2Conference. 16-18 Dec. 2008:130-134.
[3] Barni M., Cox I. J., Kalker T二Digital watermarking, 4th International Workshop,International Workshop on Digital Watermarking 2005(IWDW 2005), Siena, Italy, September15一17, 2005, Lecture [4[4]爷和,陆析明,牛夏牧等.数字水印技术及应用,科学出版社,2004.
[5] Licks V., Jordan R二Geometric attacks on image watermarking system. IEEE Multimedia,2005, 1(3): 68-78.
[6] I. J. Cox, L. M. Matthew, A. B. Jeffrey, et al, Digital watermarking and steganography,Second Edition, Burlington, MA, Morgan Kaufmann Publishers (Elsevier), 2007.
[7] Ping D.,Jovan G.B., Nikolas P.G., et al. Digital watermarking robust to geometric distortions.IEEE Transactions on Image Processing, 2005, 14(12): 2140-2150.
[8] Xin Y., Liao S, Pawlak M.A Multibit Geometrically Robust Image Watermark Based onZernike Moments. Proceedings of the 17th International Conference on PatternRecognition[9] Simitopoulos D., [9]Koutsonanos D. E二Robust image watermarking based on generalized radontransformations. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 200313(8): 732-745.
[10] Latha Parameswaran, K. Anbumani. A robust image watermarking scheme using imagemoment normalization. Transactions on Engineering, Computing and Technology, 2006, 23(5):239-243.
[11] Xiaojun Qi. RST-invariant digital watermarking based on template and log-polar mappingProc. of the 6th IASTED International Conference on Signal and Image Processing (SIP'04),Honolulu, Hawaii, [12] J. Lichtenauer, I. Setyawan, R.L. Lagendijk. Hiding correlation-based watermark templatesusing secret modulation. Proc. of SPIE, Security, Steganography and Watermarking ofMultimedia Contents VI, [13] Weinheimer J二Towards a robust feature-based watermark. University of Rochester, 2004.
[14]土向阳,邹俊,侯IJIJ敏.一种基于图像特征点的数字水印嵌入方法.电了学报,2007,35(7): 1318-1322
[15] Hae-Yeoun Lee, Hyungshin Kim and Heung-Kyu Lee. Robust image watermarking usinglocal invariant features, Optical Engineering, 2006, 45(3): 037002:1一11.
[16] J.S. Seo and C. D. Yoo. Image watermarking based on invariant regions of scale-spacerepresentation. IEEE Transaction on Signal Processing, 2006, 54(4): 1537一1549.
[17] R.M.Shen, Y.G.Fu. A novel image watermarking scheme based on support vector regression.Journal of Systems and Software. Oct.2005, 78(1):1一8.
[18] Y. G. Fu, R.Shen, H.Lu. Watermarking scheme based on support vector machine for colormages. IEE Electronics Letters, 2004, 40(16): 986-987.
[19]吴健珍,谢剑英.基于支持向量机同步的自适应水印检测方法.上海交通大学学报.2006,40(3): 481-484.
[20] Chun-hua Li, Zheng-ding Lu, Ke Zhou. SVR-parameters selection for image watermarking.
摘要 4-5
Abstract 5
1 引言 8-13
1.1 数字水印技术研究的背景和意义 8-9
1.2 数字水印的分类方式 9
1.3 数字图像水印技术研究现状 9-12
1.4 本文的主要工作和创新点 12-13
2 基础理论 13-17
2.1 数字图像水印算法的实现过程 13
2.2 数字图像水印的攻击方式 13-14
2.3 数字图像水印的评价标准 14-15
2.4 回归型支持向量机(SVR)简介 15-17
3 基于SVR 几何校正的DFT 域数字水印检测算法 17-23
3.1 数字水印的嵌入 17-18
3.2 数字水印的检测 18-21
3.3 仿真实验结果 21-22
3.4 小结 22-23
4 可有效抵抗一般性几何攻击的数字水印检测方法 23-32
4.1 伪 Zernike 矩和 Krawtchouk 矩简介 23-24
4.2 数字水印的嵌入 24-26
4.3 数字水印的检测 26-28
4.4 仿真实验结果 28-31
4.5 小结 31-32
5 总结和展望 32-34
5.1 本文工作总结 32
5.2 数字水印技术的展望 32-34
参考文献 34-36