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      提起水印，我們就會(huì)立刻想到用于鈔票印刷的水印紙。它是大多數(shù)人比較熟悉的一種防偽技術(shù)，由于它具有良好一線防偽效果，所以被廣泛應(yīng)用于許多紙幣、票證之中，然而，由于傳統(tǒng)防偽水印技術(shù)存在的一些技術(shù)不完善，使不法分子有機(jī)可乘。此外，對(duì)一些諸如音像制品、電影拷貝、網(wǎng)絡(luò)出版、電子圖書(shū)版權(quán)、證卡之類等防偽，這種傳統(tǒng)的水印紙也只能望洋興嘆了。如今隨著科技的不斷發(fā)展，開(kāi)發(fā)出了新的防偽技術(shù)——數(shù)字水印，它們對(duì)于藝術(shù)品防偽、音像制品等電子產(chǎn)品以及網(wǎng)絡(luò)出版、電子圖書(shū)等防偽，起到了重要的作用。　　數(shù)字水印技術(shù)不同于傳統(tǒng)的水印紙，它是利用數(shù)字信號(hào)處理的相關(guān)技術(shù)，在媒體數(shù)據(jù)作品中嵌入微量數(shù)據(jù)(一般為數(shù)字、序列號(hào)、文字、圖像標(biāo)志等版權(quán)信息)。水印技術(shù)嵌入后，原始的媒體數(shù)據(jù)并沒(méi)有發(fā)生改變，也不影響原始數(shù)據(jù)的正常使用。數(shù)字水印使人們無(wú)法從表面感知水印，只有專用的檢測(cè)器或軟件才可以檢測(cè)出隱藏的水印。例如，一幅經(jīng)過(guò)數(shù)字水印技術(shù)處理的山水畫(huà)，經(jīng)專家輸入計(jì)算機(jī)編程，人們從投影屏上清晰地看到了畫(huà)上各種個(gè)性化的版權(quán)標(biāo)識(shí)，提取1次就見(jiàn)1種，提取4次就見(jiàn)4種。目前，已開(kāi)發(fā)出印刷數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)用軟件。在采用了數(shù)字水印技術(shù)的一本書(shū)的封面上，加上一個(gè)視頻頭和一個(gè)專用軟件，就可以看到一個(gè)隱藏的防偽標(biāo)識(shí)；從電腦上下載一段音樂(lè)，經(jīng)過(guò)特殊的軟件處理，可以顯示一篇數(shù)千字的文章。將數(shù)字水印技術(shù)用于印刷防偽，不僅安全可靠，還具有無(wú)需改變?cè)杏∷⒐に嚵鞒?、無(wú)需增加印刷成本等特點(diǎn)，只需通過(guò)專用軟件處理就可將防偽信息嵌入印刷品。它在各種產(chǎn)品印刷包裝、商標(biāo)，發(fā)票、支票、證券、信用卡的防偽造、數(shù)字媒體的版權(quán)保護(hù)和跟蹤，電子商務(wù)中的機(jī)要通信和防篡改、防抵賴等方面，有極為廣泛的用途。 　　一、數(shù)字水印的特點(diǎn)　　數(shù)字水印也叫數(shù)碼水印，就是用數(shù)碼化技術(shù)將圖像、音頻、視頻、文本、網(wǎng)絡(luò)等目標(biāo)直接隱藏在靜止圖像、活動(dòng)圖像或其他數(shù)碼化傳播媒體中的技術(shù)，它被稱為圖像數(shù)碼化水印處理技術(shù)。其實(shí)質(zhì)就是圖像信息的隱藏或稱為圖像水印處理技術(shù)。依據(jù)所嵌入的主媒體不同，主要可分為圖像水印、音頻水印、視頻水印、文本水印和網(wǎng)絡(luò)水印。與傳統(tǒng)加密系統(tǒng)不同的是，數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)用的主要目的并不是限制對(duì)媒體的訪問(wèn)，而是確保媒體中水印不被改變或消除，從而為媒體提供必要的證明信息；此外，也可用于保密通信和隱含信息標(biāo)注等?！　囊曈X(jué)效果考慮，圖像水印分為可見(jiàn)和不可見(jiàn)兩種。由于可見(jiàn)水印的應(yīng)用范圍和技術(shù)受到較大限制，因此應(yīng)用范圍不太廣泛；而不可見(jiàn)（隱形）水印則是目前圖像水印的主要研究?jī)?nèi)容。通過(guò)在原始圖像中嵌入秘密信息——水印來(lái)證實(shí)該數(shù)據(jù)的所有權(quán)歸屬或數(shù)據(jù)的完整性。　　水印可以是代表所有權(quán)的文字或ID、圖形、圖像、音頻數(shù)據(jù)、隨機(jī)序列等。從圖像處理的角度看，嵌入水印可以視為在強(qiáng)背景（原始圖像）下疊加一個(gè)弱信號(hào)(水?。?。由于人的視覺(jué)系統(tǒng)分辨率受到一定的限制，只要疊加信號(hào)的幅度低于HVS的對(duì)比度門(mén)限，HVS就無(wú)法感覺(jué)到信號(hào)的存在。對(duì)比度門(mén)限受視覺(jué)系統(tǒng)的空間、時(shí)間和頻率特性的影響。因此，通過(guò)對(duì)原始圖像做一定的調(diào)整，有可能在不改變視覺(jué)效果的情況下嵌入一些信息。另一方面，從數(shù)碼通信的角度看，水印編碼（嵌入）可理解為在一個(gè)寬帶信道（原始圖像）上用擴(kuò)頻通信技術(shù)傳輸一個(gè)窄帶信號(hào)（水?。１M管水印信號(hào)具有一定的能量，但分布到信道中任一頻率上的能量是難以檢測(cè)到的。水印的譯碼（檢測(cè)）則是一個(gè)有噪信道中弱信號(hào)的檢測(cè)問(wèn)題?！　≡谝恍?yīng)用場(chǎng)合下，水印的檢測(cè)允許有原始圖像的輔助；而在另外一些場(chǎng)合下，有可能無(wú)法得到原始圖像。通常由于水印信號(hào)與原始圖像信號(hào)相比弱得多，沒(méi)有原始圖像輔助的檢測(cè)方法將更加困難。也就是說(shuō)，借助原始圖像，水印算法的抗噪聲穩(wěn)健性能更好一些。在幾何變換和幾何失真的情況下，水印分量的同步問(wèn)題也將使檢測(cè)更加復(fù)雜。隨機(jī)序列作為水印，只能給出“Yes”或“No”的結(jié)論，換句話說(shuō)，放進(jìn)圖像的秘密信息事實(shí)上僅為此1bit。在許多應(yīng)用場(chǎng)合，要求嵌入圖像的信息是可讀的或可視的，如有意義的文字串或者一個(gè)圖像（商標(biāo)、印鑒）等，這種有意義的水印與無(wú)意義的偽隨機(jī)噪聲相比，所具有的優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的。如何在圖像中嵌入有意義的信息將是極具實(shí)際價(jià)值的研究?jī)?nèi)容。 　　對(duì)于圖像隱形水印來(lái)說(shuō)，其基本要求有5個(gè)方面。 　　(1)不可見(jiàn)性。水印應(yīng)該是視覺(jué)上不可見(jiàn)的，即它的存在不應(yīng)該使原始圖像視覺(jué)質(zhì)量發(fā)生變化或影響原始圖像的視覺(jué)效果； 　　(2)穩(wěn)健性。即水印圖像經(jīng)過(guò)一些常見(jiàn)的改變后，水印仍具有較好的可檢測(cè)性。這些改變包括常見(jiàn)圖像處理（如數(shù)據(jù)壓縮、低通濾波、圖像增強(qiáng)、二次抽樣、二次量化、　A/D和D/A轉(zhuǎn)換等）、幾何變換和幾何失真（如裁剪、尺度拉伸、平移、旋轉(zhuǎn)、扭曲等）、噪聲干擾、多重水印的重塑等。對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，要求有不同的穩(wěn)健性。需要指出的是，存在另一種與穩(wěn)健水印性質(zhì)相反的水印，稱為易損水印，它可用來(lái)證實(shí)原始媒體是否被改變過(guò)； 　　(3)低復(fù)雜性。算法應(yīng)容易實(shí)現(xiàn)，在某些應(yīng)用場(chǎng)合（如視頻水印）下，甚至要求水印算法的實(shí)現(xiàn)滿足實(shí)時(shí)性的要求； 　　(4)秘密性。嵌入過(guò)程（嵌入方法和水印結(jié)構(gòu)）是秘密的，水印是統(tǒng)計(jì)上不可檢測(cè)的。對(duì)于通過(guò)改變水印圖像來(lái)消除和破壞水印的企圖，水印應(yīng)該保持存在直到圖像已嚴(yán)重失真而喪失使用價(jià)值。對(duì)于原版媒體的證實(shí)，通過(guò)識(shí)別水印是否失真應(yīng)能判斷原版媒體是否被改變過(guò)； 　　(5)正確解決所有權(quán)的死鎖（不確定性）問(wèn)題。即水印用來(lái)作為所有權(quán)證明時(shí)，應(yīng)能給判斷提供惟一性的證據(jù)。 　　在上述5個(gè)方面中，不可見(jiàn)性和穩(wěn)健性是對(duì)隱形水印的最基本要求，也是一對(duì)矛盾的兩個(gè)因素。實(shí)現(xiàn)圖像隱形水印的原則是，在保證不改變?cè)紙D像視覺(jué)感知效果(即不可見(jiàn)性）的前提下，實(shí)現(xiàn)水印具有較好的穩(wěn)健性和抗攻擊性。 (待續(xù))