（3）在印刷圖文中隱含信息的技術(shù)措施
為了隱含信息，必須解決圖像掃描前后信息的丟失問題，這就是如何控制打印—掃描操作。對于由人為因素造成的影響如，掃描率選擇、儀器的搭配設(shè)置等等，只要認(rèn)真、仔細(xì)都是可以避免的。而對于非人為因素造成的影響如，D/A過程中數(shù)字圖像的半色調(diào)處理等，就必須進(jìn)行算法的設(shè)計。水印算法往往是根據(jù)具體的應(yīng)用要求設(shè)計的，任何一種算法都不可能抵抗各種攻擊，而只能是對其中一種或幾種攻擊魯棒性較強。這是由數(shù)字水印的特性決定的，因為水印的魯棒性和不可見性本身就是一對矛盾，魯棒性要求加入的信息量和信息強度要大，如果加入的信息量過大勢必影響不可見性，因此只能取一個折中的情況?！ ?
由于是針對的是印刷品防偽問題，所以算法要能經(jīng)受一次A/D轉(zhuǎn)換和一次D/A轉(zhuǎn)換，為了在轉(zhuǎn)換過程中盡量減少信息的丟失，提高算法的魯棒性，必須考慮圖像的色彩空間轉(zhuǎn)換。眾所周知，顯示器、掃描儀所采用的是加色三原色RGB色彩空間，而打印機則采用的是減色三原色CMY(CMYK)色彩空間，這就造成了不同彩色設(shè)備的成色原理不同。通常情況下CMYK色空間要比RGB色空間的色域小一些，如果直接進(jìn)行A/D或D/A轉(zhuǎn)換肯定會丟失大量信息，影響算法的魯棒性。因此，在進(jìn)行A/D或D/A轉(zhuǎn)換前必須進(jìn)行色彩空間轉(zhuǎn)換。在目前的諸多色彩空間中，有計算機圖形學(xué)中的色彩空間RGB、CMY、HIS (HLS、HSB)等，以及彩色電視色彩空間YUV、YIQ、YCrCb、CIELuv等，其中只有基于CIE的色彩空間是獨立于設(shè)備的，由于其中 CIELab色彩模式與YUV色彩空間類似，且均是用亮度和色差來描述色彩分量，因此它是目前唯一既能直觀感覺，又能用于參數(shù)描述的色彩空間，可以客觀準(zhǔn)確地描述、傳遞、管理與復(fù)制色彩。由于CIELab可以保證在進(jìn)行色彩模式轉(zhuǎn)換時，CMYK范圍內(nèi)的色彩沒有損失，所以這種情況下可以采用色彩空間最廣的 CIELab色彩模式來作為轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)，并且水印的添加與提取都應(yīng)該在Lab色彩空間進(jìn)行。
小波變換作為一種新的信號處理工具，在圖像處理領(lǐng)域正受到越來越廣泛的注意，其中一個主要因素就是小波變換能夠較好地匹配HVS特性。因此可以考慮在小波域中結(jié)合HVS特性，建立視覺門限模型，定義視覺掩蓋函數(shù)，在給圖像加水印過程中，使得在每個小波系數(shù)所加的幅值不超過此系數(shù)所能掩蓋的失真，這樣可以在保證水印不可見的前提下盡可能提高堅固性。水印的嵌入和提取在對嵌入水印以前，首先利用二維離散小波變換將宿主圖像進(jìn)行小波分解，得到不同空間、不同頻率的子帶圖像。通常情況下都是對宿主圖像進(jìn)行4級小波分解，得到分別代表低頻子帶和水平、垂直、對角方向的高頻子帶圖像LL、HL、LH、 HH。而水印的嵌入點則應(yīng)該結(jié)合人類視覺系統(tǒng)（HVS）的照度掩蔽特性和紋理掩蔽特性進(jìn)行恰當(dāng)選擇。人類視覺系統(tǒng)研究的結(jié)果表明，背景的亮度越亮，紋理越復(fù)雜，人眼對其輕微變化就越不敏感。因此，應(yīng)該盡可能地將水印嵌入到圖像中滿足上述條件的部位。對于圖像的小波變換域，上述信息主要表現(xiàn)在HH，HL和 LH細(xì)節(jié)子圖中一些有較大值的小波系數(shù)上。因此，可以考慮將水印嵌入到上述區(qū)域，其嵌入過程可以用下圖說明，水印的提取則是下圖的逆過程。
3、存在的問題
由于數(shù)字水印還是一門新興學(xué)科，涉及了不同科學(xué)領(lǐng)域，發(fā)展史較短，所以還存在很多問題需要解決，主要包括以下幾個方面。
（1）算法分析
通過對現(xiàn)有數(shù)字水印算法的魯棒性、安全性、抗攻擊性等特性的研究，并結(jié)合數(shù)字信號處理技術(shù)，尋找出它們之間的關(guān)系，從而發(fā)現(xiàn)更好的數(shù)字水印技術(shù)。
（2）基于特征的數(shù)字水印技術(shù)
因基于統(tǒng)計特征的數(shù)字水印技術(shù)容易受到非線性等變換方法的攻擊，而基于特征的數(shù)字水印技術(shù)則具有較好的魯棒性，因此可能成為今后的研究重點。
（3）給出估計水印能量的理論框架
當(dāng)前大多數(shù)的水印算法均利用實驗來確定嵌入水印的最佳能量，應(yīng)給出一個一般性的水印算法框架，可以從理論上計算需嵌入水印的餓最佳容量或能量。
（4）應(yīng)用領(lǐng)域的局限性
目前，水印處理技術(shù)的有關(guān)應(yīng)用大多局限于數(shù)字電子媒體和其他視聽過程中的產(chǎn)品。很少有針對實物產(chǎn)品的應(yīng)用報道，而這一系列則是人們?nèi)粘Ｉ钪兄苯佑糜诮粨Q的對象。研究和開發(fā)適合這類產(chǎn)品的水印處理技術(shù)是社會的需要。
（5）公鑰數(shù)字水印系統(tǒng)
即使用一個專有的密鑰來疊加水印信號，而任何人均可以通過一個公開的密鑰來檢測出水印的信號，但使用公開的密鑰來推導(dǎo)有密鑰和用公開的密鑰來去除水印信號這兩個過程都是非常困難的。到目前為止，該領(lǐng)域還未取得突破性進(jìn)展。
4、數(shù)字水印技術(shù)在印刷圖文中的應(yīng)用前景
在信息網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展的今天，雖然數(shù)字化媒體在信息傳媒領(lǐng)域占有的地位越來越重要，但不容忽視的是，現(xiàn)實生活中大量的信息仍然是用印刷的方法產(chǎn)生的，如：圖書、貨幣、商標(biāo)、證書、證件、影音制品的封面、廣告、名片、護(hù)照及大量用印刷方式產(chǎn)生的書籍、資料等等。近些年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，巨額利潤的誘惑，假冒行為也日益猖獗起來，其中印刷品的假冒也十分嚴(yán)重。一些非法人員利用掌握的技術(shù)及作案工具可以按常規(guī)的作業(yè)方式輕易地復(fù)制他人的勞動成果，這種卑鄙手段極大地打擊了科技創(chuàng)作者的積極性[1]，給受害者造成了巨大的經(jīng)濟和名譽損失。因此，用印刷方式形成的圖像、資料等的版權(quán)保護(hù)就成了急待解決的問題。在解決問題的過程中，人們曾在彩色印刷上研發(fā)了不少防止侵權(quán)的方法，如激光防偽、水印紙防偽、電腦網(wǎng)絡(luò)防偽、特殊加網(wǎng)防偽技術(shù)、隱形標(biāo)識防偽技術(shù)、隱形圖像防偽技術(shù)等等，雖然這些防偽方法在一定程度上起到了防止侵權(quán)的作用，但是產(chǎn)品的成本也隨之大幅度地增加了，這在一定程度上是不利于競爭的。因此，商家渴望得到一種成本低廉、簡單易行的防止侵權(quán)方法。現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料表明，數(shù)字水印技術(shù)研究的實用對象是電子數(shù)字媒體。對有獎證券、印刷品、照片、印花品、藝術(shù)品等實物大量復(fù)制品的水印處理技術(shù)研究尚處于剛剛起步的狀態(tài)，還需要進(jìn)行深入的研究，其應(yīng)用前景是非常廣闊的。
打假防偽是現(xiàn)實生活中人們廣泛關(guān)注的社會問題，利用數(shù)字水印技術(shù)來解決印刷品防偽方案能夠滿足一般圖像防偽的基本要求，尤其適合僅對一輪印刷掃描有魯棒性要求的場合。與其他防偽技術(shù)相比，該方法最突出的優(yōu)點在于它不需要特殊材料或特殊工藝等，因而真?zhèn)舞b別成本大大降低，一般用戶可以很容易的實現(xiàn)產(chǎn)品的真?zhèn)舞b別。當(dāng)然水印技術(shù)在印刷品防偽的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用研究還有大量工作要做，相信通過專家學(xué)者對水印技術(shù)的不斷研究及其他領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)和算法的引入，印刷防偽體系會逐步完善。
來源:中國品牌與防偽 文/馬金濤
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