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     近年來(lái)，隨著數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的數(shù)字信息，包括文字、圖像、視頻等得以廣泛傳播。由于數(shù)字媒體易于存儲(chǔ)、復(fù)制和傳播，使得大量數(shù)字媒體在以合法形式進(jìn)行傳播的同時(shí)，經(jīng)常遭遇非法復(fù)制與傳播。而一些傳統(tǒng)加密技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸中又不能有效地防止偽造及侵權(quán)行為，在這種形勢(shì)下，作為傳統(tǒng)加密技術(shù)的有效補(bǔ)充，數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。本文將主要介紹應(yīng)用數(shù)字水印解決印刷圖文數(shù)據(jù)防偽的技術(shù)。      數(shù)字水印技術(shù)檔案      1.數(shù)字水印技術(shù)分類(lèi)      1）以檢測(cè)方法分類(lèi)      根據(jù)檢測(cè)水印是否需要原始圖像，可將數(shù)字水印技術(shù)分為私有水印技術(shù)（Private Watermarking）、半私有水印技術(shù)（Semiprivate Watermarking）和公開(kāi)水印技術(shù)（Public Watermarking或Blind Watermarking）。私有水印技術(shù)是指檢測(cè)水印時(shí)需要原作品，因此，在數(shù)據(jù)跟蹤與監(jiān)控或視頻水印等情況下，要獲得原始圖像是不現(xiàn)實(shí)的，因此這種技術(shù)的應(yīng)用有限。半私有水印技術(shù)是指檢測(cè)水印時(shí)不需要原作品，且水印是隨機(jī)序列，這種水印技術(shù)是根據(jù)假設(shè)檢驗(yàn)理論來(lái)判斷水印是否存在，但不能判斷水印是什么。公開(kāi)水印技術(shù)是指提取水印時(shí)不需要原作品，且水印是一個(gè)有意義的圖案或文字，這種水印技術(shù)實(shí)用性很強(qiáng)，是今后的重點(diǎn)研究方向。目前大多數(shù)水印技術(shù)為前兩種類(lèi)型。      2）以數(shù)字水印的加載方法分類(lèi)      根據(jù)數(shù)字水印加載方法的不同，可將數(shù)字水印分為空間域數(shù)字水印和變換域數(shù)字水印兩大類(lèi)。所謂空間域數(shù)字水印，即將數(shù)字水印直接加載在數(shù)據(jù)上，即圖像的像素值上，典型方法有最低有效位方法（LSB）和Patchwork法。前一種方法具有算法簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是嵌入的數(shù)字信息比較脆弱，無(wú)法經(jīng)受常見(jiàn)的數(shù)字信號(hào)處理；Patchwork法是一種基于統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)水印嵌入方案，具有不易察覺(jué)性，并且對(duì)于有損壓縮編碼(JPEG)和一些惡意攻擊具有一定的抵抗力。      變換域數(shù)字水印是先將圖像進(jìn)行正交變換，在變換域內(nèi)嵌入水印，再經(jīng)過(guò)反變換而成為含水印的圖像。在基于圖像全部變換的數(shù)字水印方法中，明確提出加載于圖像的視覺(jué)敏感部分的數(shù)字水印才有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。而且基于變換域的技術(shù)可以嵌入大量信息而不會(huì)輕易被發(fā)現(xiàn)。這類(lèi)技術(shù)一般基于常用的圖像變換，基于局部或是全部變換，這些變換包括基于奇異值分解變換（SVD）、離散余弦變換（DCT）、小波變換（DWT）、付氏變換（FT或FFT）及哈達(dá)馬變換等。其中，基于分塊的DCT是最常用的變換之一，現(xiàn)在國(guó)際上所采用的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JEPG也是基于分塊DCT的變換。      2.數(shù)字水印技術(shù)的發(fā)展      數(shù)字水印是數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理、密碼學(xué)應(yīng)用、通信理論、算法設(shè)計(jì)等學(xué)科的交叉領(lǐng)域，是國(guó)際學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)之一。目前，國(guó)際上數(shù)字水印技術(shù)已可提供以下服務(wù)：有關(guān)水印的信息指南、鏈接數(shù)字水印主頁(yè)、下載文章、下載軟件、水印圖像數(shù)字、水印數(shù)字視頻、水印數(shù)字音頻等。并已開(kāi)發(fā)出有關(guān)數(shù)字水印及信息隱藏方面的商業(yè)軟件，有一些軟件和源代碼可免費(fèi)獲得。      在國(guó)內(nèi)，從有關(guān)數(shù)字水印方面的文獻(xiàn)來(lái)看，尚無(wú)數(shù)字水印或信息隱藏的商業(yè)軟件，雖然一些單位已開(kāi)發(fā)出實(shí)驗(yàn)軟件或演示軟件，但從理論和研究成果兩方面來(lái)看，國(guó)內(nèi)在數(shù)字水印方面的研究工作還處于起步階段。      將數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)用于印刷圖文防偽還只是一種嘗試性研究，它的成熟有待于今后不斷的開(kāi)拓與探討。      3.提取數(shù)字水印用相關(guān)設(shè)備      采用以上方法提取數(shù)字水印所用儀器比較簡(jiǎn)單，只需要彩色打印機(jī)、掃描儀及計(jì)算機(jī)。打印機(jī)和掃描儀可采用中檔產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)的配置應(yīng)為：內(nèi)存32MB以上,顯存16MB以上，CPU賽揚(yáng)300以上，以保證數(shù)字水印的順利提取。      數(shù)字水印對(duì)印刷圖文的保護(hù)      1.印刷工藝對(duì)圖像處理的特殊性       1）處理對(duì)象      印刷行業(yè)對(duì)圖像處理有許多特殊性，印前處理面對(duì)的是大量的彩色圖文信息，同時(shí)還要考慮印刷工藝所能復(fù)制的圖像層次及密度范圍，并要求圖像處理過(guò)程中層次與色彩的損失盡可能小。      2）表現(xiàn)方法      顯示器是采用“一對(duì)一”的映射方式顯示圖像，每個(gè)發(fā)光點(diǎn)可取代與像素值相應(yīng)的數(shù)字，圖像的像素與顯示器的顯示點(diǎn)呈現(xiàn)“一一對(duì)應(yīng)”關(guān)系。而印刷機(jī)（包括數(shù)字印刷機(jī)和不同類(lèi)型的打印機(jī)）是典型的單值設(shè)備，在一個(gè)固定位置（像素點(diǎn)）上只能以“有”或“無(wú)”兩種狀態(tài)存在。這種以大小不同的印刷網(wǎng)點(diǎn)來(lái)模擬連續(xù)調(diào)原稿的印刷方式，從微觀角度看，圖像是不連續(xù)的，而且印刷圖像中的每個(gè)網(wǎng)點(diǎn)又需要用一系列按某一規(guī)則排列的、更小的像素組成，即數(shù)字圖像中的1個(gè)像素需要用有限個(gè)設(shè)備像素來(lái)組成。因此，為了忠實(shí)再現(xiàn)原稿，印刷數(shù)字圖像需要具有較高的分辨率。      2.掃描、打印過(guò)程對(duì)隱藏信息的影響      1)掃描過(guò)程的圖文失真      目前市場(chǎng)上的掃描儀都不同程度地存在一些缺陷，如掃描后，整體反差失真、偏色、有龜紋、聚焦不準(zhǔn)等。此外，掃描儀的質(zhì)量還取決于掃描儀中傳感器的性能、A/D轉(zhuǎn)換器與傳感器對(duì)輸出電壓的采樣能力及掃描分辨率，這些因素對(duì)輸出圖像的質(zhì)量都有很大的影響:掃描儀分辨率決定掃描儀在每英寸圖像上的采樣點(diǎn)數(shù)，對(duì)給定的一幅圖像，掃描分辨率應(yīng)適當(dāng)，分辨率過(guò)低會(huì)導(dǎo)致圖像細(xì)節(jié)丟失，而且可能使掃描輸入的圖像出現(xiàn)混疊和麻點(diǎn)；過(guò)高的分辨率不但對(duì)輸出圖像幫助不大，反而會(huì)使圖像的像素成幾何級(jí)數(shù)增加。從掃描的整個(gè)過(guò)程看，除了儀器的質(zhì)量因素外，人為因素也很重要，如圖像原稿在掃描平板上的放置位置有偏斜，則經(jīng)掃描得到的圖像就相當(dāng)于經(jīng)過(guò)了旋轉(zhuǎn)、縮放和剪切（或平移）這一系列幾何變換，成為含有掃描噪聲的失真版本，會(huì)破壞數(shù)字水印的效果。因此，不當(dāng)?shù)膱D像掃描對(duì)信息隱含是很不利的。      2）打印過(guò)程的圖像失真       數(shù)字圖像可由激光打印機(jī)或噴墨打印機(jī)輸出。激光打印機(jī)屬于點(diǎn)陣打印機(jī)，加網(wǎng)方法多為抖動(dòng)法，利用圖像具有的紋理、局部紋理和像素灰度值具有相近性，而人眼視覺(jué)系統(tǒng)又具有空間低通性的特點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算形成網(wǎng)點(diǎn)，用一組打印點(diǎn)代表相同個(gè)數(shù)的一組像素，并通過(guò)這組打印點(diǎn)表現(xiàn)這些像素的整體灰度效果。但抖動(dòng)法輸出的圖像在局部細(xì)節(jié)上往往有一定的失真，在圖像上偶爾會(huì)出現(xiàn)高頻抖動(dòng)的紋理。另一方面，由網(wǎng)點(diǎn)形狀、激光束的形式、紙張的表面特性，如光滑度等因素造成的網(wǎng)點(diǎn)變化（增大與減?。┮渤?huì)導(dǎo)致輸出圖文變得模糊。