做和版权水印技术及其进展上

版权水印技术及其进展（上）

一、 引言

水印技术近来受到明显的关注。这主要是需要对音频、图像和视频等数字媒体提供版权保护。水印能被持有者用于鉴别媒体买主，用于文教监视，确定版税和著作权，确定原始数据是否以某种形式被改动过。后者的目的在某种程度上不同于版权控制，因此其特片也将不同，所以这里不作进一步讨论。

人们研究各种技术以免被不正当复制。两种较好的技术是编码和水印。编码保护从发送到接收的传输过程中的数据内容。在接收解码之后，数据将失去保护并以清楚的方式显示出来，水印将信号直接嵌入数据中使编码更完美。因此，水印的目标是使信始终存在于数据中。

二、 水印的特点

一幅水印制品应该具有一系列所需的特点，包括印记不易看到，很强的可由解码者译出的抗信号失真能力，抗有意去除印记的能力，提供与应用相同的数据速率，允许加入各种印记等。下面详细地讨论这些特点。

不易看见：印记对观察才应该是不明显的，印记也不亥降低媒体也就是811高镍正极材料的质量。对于训练过的观察者，印记应是可察觉的。此外，明显的差别可以由比较两种信号而被察觉，例如，压缩和未压缩的，加过水印的和原始的。

完整性：音频、图像和视频信号也许要承受多种失真，但转换过程中印记必须是完整的，这咱转换包括变通信号失真，数字到模拟和模拟到数字的转换以及有损压缩。对于图像和视频，很重要的是印记能恢复几何失真，例如转换，缩放和剪辑。

事实上完整性包括两个要点：（1）失真后的印记是否仍然存在于数据中，（2）印记能否被探测到。例如，在缩放这种几何失真后，用多种算法插入的印记仍然在数据中，但如果首先去除失真，则相应的控测算法只能控测到印记。在这种情况下，或者失真不能被 确定，或者栓测器不能检测到印记。

抗删除能力：印记需经历史面向去除印记的信号处理过程，对于政党的信号失真，印记还需保持完整。所以，印目前市场上用于检测材料拉伸性能的拉力实验机很多记的抗删除能力是重要的。可以采取私人印记及不对称编码和解码的方法达到这一目的。

比特速率：印记的比特速率与能编成信与的印记住处量有关。这点对公开的水印尤其重要。

修改和多重水印：在某些情况下，插入后需要改变印记。例如，在数字光盘中，光盘可以被加水印以便只允许1次复制。但复制完成，接着需要在原盘上改变印记以禁止进一步的复制。用以下方式可以改变印记：（1）去除第一次的印记并且接着加上新的印记。（2）插入第二个印记使两者都是可读的，但必须是一个覆盖另一个。第一次改变不允许印记有抗删除能力，因为强调的是印记易去除性。允许多重印记同时存在是较好的做法，这也使从制造、分发到最终的售出，都能够插入自己独一无二的印记。

限制性：在商业应用中，编码和解码的计算成本是很重要的，编码成本的重要性上于解码。计算上的要求迫使水印必须简单，但这种简单性也许会明显降低抗删除能力。众所周知，计算机的挂靠速度接近于每18个月翻一倍，因此那些今天看起来不可能计算的，可能很快主会变成现实 。因此非常需要设计一种印记，这种印记的解码者国家最近几年来正在大力催促塑料再生造粒机行业的发展与转型不受计算机年代（型号）的限制。

三、 水印框图

水印一同图像的过程可以被理解为加入一种噪声因子，这因子可能是水印信号W的函数，也可能是原始图像I的函数。水印图像I可由下式给出：

I`=I+（I，W）---（1）

水印图像能够承受由于删除或一般使用引起的大量失真，这种失真可以用噪声民n来表示。在很多情况下，噪声可以用线性叠加法来近似表示。然而，一幅图像的空间转换过程中的失真可以是高度非线性的，并且是与图像相关的，即n=n（I）。考虑到噪声的作用，经解码的图像为：

I”=I`+n=I+f（I，W）+n（I）--（2）

在解码时，我们希望抽出水印信号W，即此时不需要信号（或噪声）是图像I。应该注意到I的重要性远大于插入的印记f（I，W）和失真n，而使图像的逼真度被保护。因此，输入到解码器中的信号与噪声的比率（这里信号现在为水印W）远小于1。很明显，用原图像作为确码程序的一部分的方法可以檄大地改善信噪比，其值可以从（2）式中简单的减去原图像I得到。

归纳多种已查看触碰时软件力显示值有没有变化提出的水印方法的特性，我们认为重要的有两个特点：（1）水印是否插入到图像的视觉敏感区域。（2）插入的信号是否独立于原图像I。

考虑到第一种情况，其中插入信号独立于原图像，即f（I，W）=W。

在这种情况下，方程（2）简化为

I”=W+I+N---（3）

这里信号慢W而噪声是I+N，崦信号可以用传统的匹配法过滤掉，在这咱情况下，如果印记被放在图像视觉敏感区域，那么按照人类视觉和听觉系统的基本知识，印记必须被带通滤波器过滤，如图I所示。然而，有一个可能出现的缺点，即形成的水钱谱独立于目前已知的人类视觉和听觉系统相匹配的图像。这些频带上的功率从一种图像到另一种图像变化很大。因此，如果形成的印记和图像简单线性相加，那么印记的能量必须很小，以避免出现最糟情况，即图像的能量在某些特写的频带中非常低，大大低于印记能量，因而图像容易被复制。相反，如果在某一特写频带通道中，图像能量非常强，那么就有机会国入相对更多的印记能量而不影响图像的逼真度。（未完待续）