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第2章 数字水印技术
本章介绍数字水印的基础知识、数字水印基本原理,包括特性、分类等,并对典型数字
水印算法进行了介绍、分析。
2.1 数字水印原理
2.1.1 概念
随着信息时代的到来,特别是Internet的普及,信息的安全保护问题日益突出。当前的信
息安全技术基本上都以密码学理论为基础,无论是采用传统的密钥系统还是公钥系统,其保
护方式都是控制文件的存取,即将文件加密成密文,使非法用户不能解读。但随着计算机处
理能力的快速提高,这种通过不断增加密钥长度来提高系统密级的方法变得越来越不安全。
另一方面,多媒体技术已被广泛应用,需要进行加密、认证和版权保护的声像数据也越来越
多。数字化的声像数据从本质上说就是数字信号,如果对这类数据也采用密码加密方式,则
其本身的信号属性就被忽略了。最近几年,许多研究人员放弃了传统密码学的技术路线,尝
试用各种信号处理方法对声像数据进行隐藏加密,并将该技术用于制作多媒体的“数字水
印”。 数字水印(Digital Watermark)技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌
入隐蔽的标记,这种标记通常是不可见的,只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。数字
水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。
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2.1.2 数字水印基本特性
数字水印的思想虽然简单,但是要达到应用的目的,就必须满足一定的性能指标,其中
相对重要的特性包括:
(1)保真性:又常称为不可感知性或透明性,指的是水印嵌入导致宿主信号质量变化的程
度。鉴于宿主信号多是多媒体数据供人们观赏,水印应具有很高的保真性,同时又增加了水
印自身的安全性。
不可感知性包含两方面的意思,一方面指视觉上的不可见性,即嵌入水印后不能导致图
像质量在视觉上发生明显地变化。另一方面,用统计方法是不能恢复水印。
(2)鲁棒性:是指水印在媒体数据编辑、处理过程中的生存能力。媒体数据的各种操作会