數位浮水印
外观
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数字水印,是指將特定的資訊嵌入數位訊號中,數位訊號可能是音訊、圖片或是影片等。若要拷貝有数字水印的訊號,所嵌入的資訊也會一併被拷貝。數位浮水印可分為浮現式和隱藏式兩種,前者是可被看見的浮水印(visible watermarking),其所包含的資訊可在觀看圖片或影片時同時被看見。一般來說,浮現式的浮水印通常包含版權擁有者的名稱或標誌。右側的範例圖片便包含了浮現式浮水印。電視台在畫面角落所放置的標誌,也是浮現式浮水印的一種。
隱藏式的浮水印是以數位資料的方式加入音訊、圖片或影片中,但在一般的狀況下無法被看見。隱藏式浮水印的重要應用之一是保護版權,期望能藉此避免或阻止數位媒體未經授權的複製和拷貝。隐写术(Steganography)也是數位浮水印的一種應用,雙方可利用隱藏在數位訊號中的資訊進行溝通。數位照片中的註釋資料能記錄照片拍攝的時間、使用的光圈和快門,甚至是相機的廠牌等資訊,這也是數位浮水印的應用之一。某些檔案格式可以包含這些稱為「metadata」的額外資訊。
數位浮水印scheme範例
[编辑]一般常見的數位浮水印scheme定義為:
其中E定義了嵌入(embedding)功能、D偵測(detecting)功能、R恢復(retrieval)功能,M則是所夾帶的訊息。此外,嵌入參數定義了E定義嵌入功能使用的參數組,定義了偵測參數,而恢復參數。因此,每一個浮水印scheme 根據上述的參數不同可能會有不同的結果。
性质要求
[编辑]- 安全性:水印信息应当难以篡改、难以伪造。
- 隐蔽性:水印对感官不可知觉,水印的嵌入不能影响被保护数据的可用性大大降低。不具备这一特性的水印,称为可见水印(Visible Watermarking)。如电视台播放信号的时候在某个角落经常嵌有它的标志。
- 強健性:水印能够抵御对嵌入后数据的一定操作,而不因为一些细微的操作而磨灭。包括数据的传输中产生的个别位错误,图像或视频、音频的压缩。不具备这一特性的水印,称为脆弱水印(Fragile Watermarking)。
- 水印容量:是指载体可以嵌入水印的信息量。
分类
[编辑]常用技术
[编辑]数字水印生成技术
[编辑]- 伪随机生成
- 扩频水印
数字水印嵌入技术
[编辑]- LSB
- QIM
- SCS
数字水印检测技术
[编辑]- 计算自相关
数字水印攻击技术
[编辑]- 剪切-粘贴攻击(?)
影像浮水印技術
[编辑]常用浮水印攻擊
[编辑]- 數位類比轉換(A/D,D/A conversion)
- 旋轉(rotation)
- 放大縮小(scaling)
- 切割(cropping)
- 壓縮(compression)
- 再量化(requantization)
- 再取樣(resample)
功能需求
[编辑]- 隱蔽性或透明性(Imperceptible or Transparency)-原始影像在嵌入數位浮水印後的差異必須是人眼所無法察覺到的,也就是不能降低或破壞原始影像的品質。
- 不易移除性(Non-removable)-浮水印要設計得不容易甚至不可能被駭客移除。
- 強健性(Robustness)-經過浮水印技術處理後的影像經由雜訊、壓縮處理、影像處理以及各種攻擊後,所萃取的數位浮水印仍然可以清楚的呈現以便於人眼辨識或判斷。
- 明確性(Unambiguous)-萃取的數位浮水印,經過各種攻擊後,失真不會很嚴重,可以明確的讓擁有者辨識或判斷。
数字水印的发展
[编辑]影像浮水印的發展
[编辑]一般而言,影像浮水印技術是透過更改影像中的資料來嵌入浮水印,其作法上有兩個主要的領域:
- 空間域(時間域)法
- 变换域法
- 離散餘弦轉換域
- 以離散餘弦轉換為工具,根據浮水印所嵌入的頻帶位置不同又分為:
- 嵌入DC係數的浮水印技術
- 嵌入低頻係數的浮水印技術
- 小波域
- 以離散小波轉換為工具,根據浮水印所嵌入的頻帶位置不同又分為:
- 嵌入頻帶HL1的浮水印技術
- 嵌入頻帶LH2的浮水印技術
参考
[编辑]参考资料
[编辑]- 《音視訊處理講義》,張寶基 著
- 孙圣和,陆哲明,牛夏牧.数字水印技术及应用,北京, 2004.
外部連結
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