第三章数字水印

数字水印技术

基本思想：在数字图像、音频和视频等数字产品中嵌入秘密信息以便保护数字产品的版权、证明产品的真实可靠性、跟踪盗版行为或者提供产品的附加信息
对于隐写术来说，所要发送的秘密信息是主体，是重点保护对象，至于用什么载体对象进行传输无关紧要
对于数字水印技术来说，载体对象通常是数字产品，是版权保护对象，而所嵌入的信息则是与该产品相关的版权标志、购买者或者是其他相关信息
数字水印及数字水印技术的分类
- 水印是否可见
  - 可见水印
  - 不可见水印
- 水印生成是否依赖于原始载体
  - 非自适应水印：独立于原始载体的水印
  - 自适应水印：考虑载体的特性而生成的水印
- 水印检测是否需要原始载体参与
  - 明检测水印（私有水印）
  - 盲检测水印（公有水印）
含水印载体的抗攻击能力/鲁棒性
- 脆弱水印：对任何变换或处理都非常敏感
- 半脆弱水印：只对一部分特定的信号处理方法具有鲁棒性
- 鲁棒水印：对常见的信号处理方法都具备鲁棒性
水印的应用目的：版权保护水印、篡改提示水印（内容认证水印）、版权跟踪水印（数字指纹）、复制控制水印、标注水印（用来注释载体的生成日期等）和隐藏通信水印（保密通信）等

《信息隐藏概论》（陆明哲）复习笔记——第三章

基本模型
- 水印嵌入器被看成信道，输入消息通过信道进行编码，载体作品是信道的一部分
- 水印生成算法称为水印编码器：将消息m映射成一个和原始产品c具有相同类型和维数的嵌入模式
- 含水印的作品s将经受某种方式的处理，效果等价为噪声 n的叠加
基于带有附加信息的通信系统的水印模型
- 在水印生成过程中考虑原始载体的特性往往可提高含水印作品的保真度——自适应生成器
- 基于复用通信系统的水印模型
  - 不再将载体作品看成信道中的一部分，而是看成存在于统一信号s中并与水印信息一起传送的第二条消息
  - 对两条消息的进行检测和解码的接收器不同：一个是水印检测器，一个是人

水印技术与其他技术的差别主要体现在以下三个重要方面

数字图像水印系统的基本要求

鲁棒性
透明性/不可见性
安全性
- 水印算法抵抗恶意攻击的能力，即必须能够承受一定程度的人为攻击而水印信息不会被删除、破坏或窃取
- 还包括不可检测性：隐蔽载体与原始载体具有一致的特性，以便使非法拦截者无法判断是否有隐蔽信息
数据容量
盲检测和自恢复性
确定性和可证明性
篡改定位能力
- 主要针对数字水印的图像内容认证场合
- 指识别作品被改动的时间和区域，并证明作品其余部分未发生改变的能力

水印生成技术
数字水印嵌入技术
水印检测技术

数字图像水印算法的评价

典型鲁棒图像水印算法

音频水印的基本要求

数字音频水印算法的鲁棒性评测

典型时域数字音频水印算法

数字视频是连续播放的图像序列，其相邻帧之间的内容有高度的相关性，连续帧之间存在着大量的数据冗余
视频水印的特征

视频水印技术面临的挑战

视频水印算法要有更强的健壮性
视频水印算法要具备实时性
视频水印算法要具有盲检测性和随机检测性
- 可以在视频的任何位置，短时间内检测出水印
- 在检测时若使用原始视频数据会大大增加运算的复杂度，使得水印算法无法实现实时性要求；且视频信号载体的数据量较大
视频水印算法要与视频编码标准相结合

《信息隐藏概论》（陆明哲）复习笔记——第三章