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    多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)字化為多媒體信息的存取提供了極大的便利，同時也極大地提高了信息表達(dá)的效率和準(zhǔn)確性。隨著因特網(wǎng)的日益普及，多媒體信息的交流已達(dá)到了前所未有的深度和廣度，其發(fā)布形式也愈加豐富了。人們?nèi)缃褚部梢酝ㄟ^因特網(wǎng)發(fā)布自己的作品、重要信息和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)貿(mào)易等 ，但是隨之而出現(xiàn)的問題也十分嚴(yán)重：如作品侵權(quán)更加容易，篡改也更加方便。因此如何既充分利用因特網(wǎng)的便利 ，又能有效地保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)，已受到人們的高度重視。這標(biāo)志著一門新興的交叉學(xué)科--信息隱藏學(xué)的正式誕生。如今信息隱藏學(xué)作為隱蔽通信和知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等的主要手段，正得到廣泛的研究與應(yīng)用。1　信息隱藏1. 1　信息隱藏模型 信息隱藏 (Information Hiding)不同于傳統(tǒng)的密碼學(xué)技術(shù)。密碼技術(shù)主要是研究如何將機(jī)密信息進(jìn)行特殊的編碼，以形成不可識別的密碼形式 (密文 )進(jìn)行傳遞；而信息隱藏則主要研究如何將某一機(jī)密信息秘密隱藏于另一公開的信息中，然后通過公開信息的傳輸來傳遞機(jī)密信息。對加密通信而言，可能的監(jiān)測者或非法攔截者可通過截取密文，并對其進(jìn)行破譯，或?qū)⒚芪倪M(jìn)行破壞后再發(fā)送，從而影響機(jī)密信息的安全；但對信息隱藏而言，可能的監(jiān)測者或非法攔截者則難以從公開信息中判斷機(jī)密信息是否存在，難以截獲機(jī)密信息，從而能保證機(jī)密信息的安全。多媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為信息隱藏技術(shù)的發(fā)展提供了更加廣闊的領(lǐng)域。我們稱待隱藏的信息為秘密信息 (secret message)，它可以是版權(quán)信息或秘密數(shù)據(jù)，也可以是一個序列號；而公開信息則稱為載體信息 (cover message)，如視頻、音頻片段。這種信息隱藏過程一般由密鑰 (Key)來控制，即通過嵌入算法(Embedding algorithm)將秘密信息隱藏于公開信息中，而隱蔽載體 (隱藏有秘密信息的公開信息 )則通過信道 (Communication channel)傳遞 ，然后檢測器 (Detector)利用密鑰從隱蔽載體中恢復(fù) /檢測出秘密信息 。信息隱藏技術(shù)主要由下述兩部分組成 :(1 )信息嵌入算法 ，它利用密鑰來實(shí)現(xiàn)秘密信息的隱藏 。 (2 )隱蔽信息檢測 /提取算法 (檢測器 ) ，它利用密鑰從隱蔽載體中檢測 /恢復(fù)出秘密信息 。在密鑰未知的前提下 ，第三者很難從隱秘載體中得到或刪除 ，甚至發(fā)現(xiàn)秘密信息 。1. 2　信息隱藏特點(diǎn) 信息隱藏不同于傳統(tǒng)的加密 ，因?yàn)槠淠康牟辉谟谙拗普５馁Y料存取 ，而在于保證隱藏數(shù)據(jù)不被侵犯和發(fā)現(xiàn) 。因此 ，信息隱藏技術(shù)必須考慮正常的信息操作所造成的威脅 ，即要使機(jī)密資料對正常的數(shù)據(jù)操作技術(shù)具有免疫能力 。這種免疫力的關(guān)鍵是要使隱藏信息部分不易被正常的數(shù)據(jù)操作 (如通常的信號變換操作或數(shù)據(jù)壓縮 )所破壞 。根據(jù)信息隱藏的目的和技術(shù)要求 ，該技術(shù)存在以下特性: 魯棒性 (robustness)　指不因圖象文件的某種改動而導(dǎo)致隱藏信息丟失的能力 。這里所謂"改動"包括傳輸過程中的信道噪音、濾波操作、重采樣、有損編碼壓縮、D/ A或 A/ D轉(zhuǎn)換等 。 不可檢測性 (undetectability)　指隱蔽載體與原始載體具有一致的特性 。如具有一致的統(tǒng)計噪聲分布等 ，以便使非法攔截者無法判斷是否有隱蔽信息 。 透明性 (invisibility)　利用人類視覺系統(tǒng)或人類聽覺系統(tǒng)屬性 ，經(jīng)過一系列隱藏處理 ，使目標(biāo)數(shù)據(jù)沒有明顯的降質(zhì)現(xiàn)象 ，而隱藏的數(shù)據(jù)卻無法人為地看見或聽見 。 安全性 (security)　指隱藏算法有較強(qiáng)的抗攻擊能力 ，即它必須能夠承受一定程度的人為攻擊 ，而使隱藏信息不會被破壞 。 自恢復(fù)性　由于經(jīng)過一些操作或變換后 ，可能會使原圖產(chǎn)生較大的破壞 ，如果只從留下的片段數(shù)據(jù) ，仍能恢復(fù)隱藏信號 ，而且恢復(fù)過程不需要宿主信號 ，這就是所謂的自恢復(fù)性 。信息隱藏學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科 ，在計算機(jī)、通訊、保密學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景 。數(shù)字水印技術(shù)作為其在多媒體領(lǐng)域的重要應(yīng)用 ，已受到人們越來越多的重視 。2　數(shù)字水印2 .1　背景 隨著數(shù)字技術(shù)和因特網(wǎng)的發(fā)展 ，各種形式的多媒體數(shù)字作品 (圖象、視頻、音頻等 )紛紛以網(wǎng)絡(luò)形式發(fā)表 ，其版權(quán)保護(hù)成為一個迫切需要解決的問題 。由于數(shù)字水印 (digital watermarking)是實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)的有效辦法 ，因此如今已成為多媒體信息安全研究領(lǐng)域的一個熱點(diǎn) ，也是信息隱藏技術(shù)研究領(lǐng)域的重要分支 。該技術(shù)即是通過在原始數(shù)據(jù)中嵌入秘密信息--水印 (watermark)來證實(shí)該數(shù)據(jù)的所有權(quán) 。這種被嵌入的水印可以是一段文字、標(biāo)識、序列號等 ，而且這種水印通常是不可見或不可察的 ，它與原始數(shù)據(jù) (如圖象、音頻、視頻數(shù)據(jù) )緊密結(jié)合并隱藏其中，并可以經(jīng)歷一些不破壞源數(shù)據(jù)使用價值或商用價值的操作而能保存下來 。數(shù)字水印技術(shù)除了應(yīng)具備信息隱藏技術(shù)的一般特點(diǎn)外 ，還有著其固有的特點(diǎn)和研究方法 。在數(shù)字水印系統(tǒng)中 ，隱藏信息的丟失 ，即意味著版權(quán)信息的丟失 ，從而也就失去了版權(quán)保護(hù)的功能 ，也就是說 ，這一系統(tǒng)就是失敗的 。由此可見 ，數(shù)字水印技術(shù)必須具有較強(qiáng)的魯棒性、安全性和透明性 。2. 2　典型數(shù)字水印系統(tǒng)模型 圖 1為水印信號嵌入模型 ，其功能是完成將水印信號加入原始數(shù)據(jù)中；圖 2為水印信號檢測模型，用以判斷某一數(shù)據(jù)中是否含有指定的水印信號 。 2.3 數(shù)字水印主要應(yīng)用領(lǐng)域 版權(quán)保護(hù)　即數(shù)字作品的所有者可用密鑰產(chǎn)生一個水印，并將其嵌入原始數(shù)據(jù)，然后公開發(fā)布他的水印版本作品。當(dāng)該作品被盜版或出現(xiàn)版權(quán)糾紛時，所有者即可利用圖3或圖4的方法從盜版作品或水印版作品中獲取水印信號作為依據(jù)，從而保護(hù)所有者的權(quán)益。 加指紋　為避免未經(jīng)授權(quán)的拷貝制作和發(fā)行，出品人可以將不同用戶的ID或序列號作為不同的水印(指紋)嵌入作品的合法拷貝中。一旦發(fā)現(xiàn)未經(jīng)授權(quán)的拷貝，就可以根據(jù)此拷貝所恢復(fù)出的指紋來確定它的來源。 標(biāo)題與注釋　即將作品的標(biāo)題、注釋等內(nèi)容(如，一幅照片的拍攝時間和地點(diǎn)等)以水印形式嵌入該作品中，這種隱式注釋不需要額外的帶寬，且不易丟失。 篡改提示　當(dāng)數(shù)字作品被用于法庭、醫(yī)學(xué)、新聞及商業(yè)時，常需確定它們的內(nèi)容是否被修改、偽造或特殊處理過。為實(shí)現(xiàn)該目的，通?？蓪⒃紙D象分成多個獨(dú)立塊，再將每個塊加入不同的水印。同時可通過檢測每個數(shù)據(jù)塊中的水印信號，來確定作品的完整性。與其他水印不同的是，這類水印必須是脆弱的，并且檢測水印信號時，不需要原始數(shù)據(jù)。 使用控制　這種應(yīng)用的一個典型的例子是DVD防拷貝系統(tǒng)，即將水印信息加入DVD數(shù)據(jù)中，這樣DVD播放機(jī)即可通過檢測DVD數(shù)據(jù)中的水印信息而判斷其合法性和可拷貝性。從而保護(hù)制造商的商業(yè)利益。