机械网闻--数字水印技术与图文防伪(上)

最近几年来，随着数字技术和计算机网络技术的迅速发展，越来越多的数字信息，包括文字、图像、视频等得以广泛传播。由于数字媒体易于存储、复制和传播，使得大量数字媒体在以合法情势进行传播的同时，常常遭受非法复制与传播。而1些传统加密技术在数据传输中又不能有效地避免捏造及侵权行动，在这类情势下，作为传统加密技术的有效补充，数字水印技术应运而生政府征用土地补偿标准多一亩。本文将主要介绍利用数字水印解决印刷图文数据防伪的技术。 数字水印技术档案 1.数字水印技术分类 1）以检测方法分类 根据检测水印是否是需要原始图像，可将数字水印技术分为私有水印技术（Private Watermarking）、半私有水印技术（Semiprivate Watermarking）和公然水印技术（Public Watermarking或Blind Watermarking）。私有水印技术是指检测水印时需要原作品，因此，在数据跟踪与监控或视频水印等情况下，要获得原始图像是不现实的，因此这类技术的利用有限。半私有水印技术是指检测水印时不需要原作品，且水印是随机序列，这类水印技术是根据假定检验理论来判断水印是否是存在，但不能判断水印是什么。公然水印技术是指提取水印时不需要原作品，且水印是1个故意义的图案或文字，这类水印技术实用性很强，是今后的重点研究方向。目前大多数水印技术为前两种类型。 2）以数字水印的加载方法分类 根据数字水印加载方法的不同，可将数字水印分为空间域数字水印和变换域数字水印两大类。所谓空间域数字水印，即将数字水印直接加载在数据上，即图像的像素值上，典型方法有最低有效位方法（LSB）和Patchwork法。前1种方法具有算法简单、容易实现等优点，缺点是嵌入的数字信息比较脆弱，没法承受常见的数字信号处理；Patchwork法是1种基于统计的数据水印嵌入方案，具有不容易发觉性，并且对有损紧缩编码(JPEG)和1些恶意攻击具有1定的抵抗力。 变换域数字水印是先将图像进行正交变换，在变换域内嵌入水印，再经过反变换而成为含水印的图像。在基于图像全部变换的数字水印方法中，明确提出加载于图像的视觉敏感部分的数字水印才有较强的稳定性。而且基于变换域的技术可以嵌入大量信息而不会轻易被发现。这类技术1般基于常常使用的图像变换，基于局部或是全部变换，这些变换包括基于奇特值分解变换（SVD）、离散余弦变换（DCT）、小波变换（DWT）、付氏变换（FT或FFT）及哈达马变换等。其中商品房拆迁贷款怎么办，基于分块的DCT是最常常使用的变换之1，现在国际上所采取的静止图像紧缩标准JEPG也是基于分块DCT的变换。 2.数字水印技术的发展 数字水印是数字信号处理、图像处理、密码学利用、通讯理论、算法设计等学科的交叉领域，是国际学术界的研究热门之1。目前，国际上数字水印技术已可提供以下服务：有关水印的信息指南、链接数字水印主页、下载文章、下载软件、水印图像数字、水印数字视频、水印数字音频等。并已开发出有关数字水印及信息隐藏方面的商业软件，有1些软件和源代码可免费获得。 在国内，从有关数字水印方面的文献来看，还没有数字水印或信息隐藏的商业软件，虽然1些单位已开发出实验软件或演示软件，但从理论和研究成果两方面来看，国内在数字水印方面的研究工作还处于起步阶段。 将数字水印技术利用于印刷图文防伪还只是1种尝试性研究，它的成熟有待于今后不断的开辟与探讨。 3.提取数字水印用相干设备 采取以上方法提取数字水印所用仪器比较简单，只需要彩色打印机、扫描仪及计算机。打印机和扫描仪可采取中档产品，计算机的配置应为：内存32MB以上,显存16MB以上，CPU赛扬300以上，以保证数字水印的顺利提取。 数字水印对印刷图文的保护 1.印刷工艺对图像处理的特殊性 1）处理对象 印刷行业对图像处理有许多特殊性，印前处理面对的是大量的彩色图文信息，同时还要考虑印刷工艺所能复制的图像层次及密度范围，并要求图像处理进程中层次与色彩的损失尽可能小。 2）表现方法 显示器是采取“1对1”的映照方式显示图像，每个发光点可取代与像素值相应的数字，图像的像素与显示器的显示点显现“逐1对应”关系。而印刷机（包括数字印刷机和不同类型的打印机）是典型的单值设备，在1个固定位置（像素点）上只能以“有”或“无”两种状态存在。这类以大小不同的印刷网点来模拟连续调原稿的印刷方式，从微观角度看，图像是不连续的，而且印刷图像中的每个网点又需要用1系列按某1规则排列的、更小的像素组成，即数字图像中的1个像素需要用有限个设备像素来组成。因此，为了忠实再现原稿，印刷数字图像需要具有较高的分辨率。 2.扫描、打印进程对隐藏信息的影响 1)扫描进程的图文失真 目前市场上的扫描仪都不同程度地存在1些缺点，如扫描后，整体反差失真、偏色、有龟纹、聚焦不准等。另外，扫描仪的质量还取决于扫描仪中传感器的性能、A/D转换器与传感器对输出电压的采样能力及扫描分辨率，这些因素对输出图像的质量都有很大的影响:扫描仪分辨率决定扫描仪在每英寸图像上的采样点数，对给定的1幅图像，扫描分辨率应适当，分辨率太低会导致图像细节丢失，而且可能使扫描输入的图像出现混叠和麻点；太高的分辨率不但对输出图像帮助不大，反而会使图像的像素成几何级数增加。从扫描的全部进程看，除仪器的质量因素外，人为因素也很重要，如图像原稿在扫描平板上的放置位置有偏斜，则经扫描得到的图像就相当于经过了旋转、缩放和剪切（或平移）这1系列几何变换，成为含有扫描噪声的失真版本，会破坏数字水印的效果。因此，不当的图像扫描对信息隐含是很不利的。 2）打印进程的图像失真 数字图像可由激光打印机或喷墨打印机输出。激光打印机属于点阵打印机，加网方法多为抖动法，利用图像具有的纹理、局部纹理和像素灰度值具有相近性，而人眼视觉系统又具有空间低通性的特点，通过计算构成网点，用1组打印点代表相同个数的1组像素，并通过这组打印点表现这些像素的整体灰度效果。但抖动法输出的图像在局部细节上常常有1定的失真，在图像上偶尔会出现高频抖动的纹理。另外1方面，由网点形状、激光束的情势、纸张的表面特性，如光滑度等因素酿成的网点变化（增大与减小）也常会导致输出图文变得模糊。