數碼水印
數碼水印,是指將特定的資訊嵌入數碼訊號中,數碼訊號可能是音頻、圖片或是影片等。若要拷貝有數碼水印的訊號,所嵌入的資訊也會一併被拷貝。數碼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著作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。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/60/Visible_digital_watermarking.jpg/200px-Visible_digital_watermarking.jpg)
隱藏式的浮水印是以數碼資料的方式加入音頻、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著作權,期望能藉此避免或阻止數碼媒體未經授權的複製和拷貝。隱寫術(Steganography)也是數碼水印的一種應用,雙方可利用隱藏在數碼訊號中的資訊進行溝通。數碼相片中的註釋資料能記錄相片拍攝的時間、使用的光圈和快門,甚至是相機的廠牌等資訊,這也是數碼水印的應用之一。某些檔案格式可以包含這些稱為「metadata」的額外資訊。
數碼水印scheme範例
編輯一般常見的數碼水印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。
性質要求
編輯- 安全性:浮水印資訊應當難以篡改、難以偽造。
- 隱蔽性:浮水印對感官不可知覺,浮水印的嵌入不能影響被保護數據的可用性大大降低。不具備這一特性的浮水印,稱為可見浮水印(Visible Watermarking)。如電視台播放訊號的時候在某個角落經常嵌有它的標誌。
- 強健性:浮水印能夠抵禦對嵌入後數據的一定操作,而不因為一些細微的操作而磨滅。包括數據的傳輸中產生的個別位錯誤,圖像或影片、音頻的壓縮。不具備這一特性的浮水印,稱為脆弱浮水印(Fragile Watermarking)。
- 浮水印容量:是指載體可以嵌入浮水印的資訊量。
分類
編輯常用技術
編輯數碼水印生成技術
編輯- 偽隨機生成
- 擴頻浮水印
數碼水印嵌入技術
編輯- LSB
- QIM
- SCS
數碼水印檢測技術
編輯- 計算自相關
數碼水印攻擊技術
編輯- 剪下-貼上攻擊(?)
影像浮水印技術
編輯常用浮水印攻擊
編輯- 數碼模擬轉換(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
編輯數碼水印的發展
編輯影像浮水印的發展
編輯一般而言,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
- 變換域法
- 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系數的浮水印技術
- 嵌入低頻系數的浮水印技術
- 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
參考
編輯參考資料
編輯- 《音視像處理講義》,張寶基 著
- 孫聖和,陸哲明,牛夏牧.數碼水印技術及應用,北京, 2004.