數字水印技術技術介紹

1、數字水印技術技術介紹關聯(lián)數字水印技術1本文組織演示方式首先介紹必要的相關背景。其次介紹本文的主要工作及其理論依據。隨后給出本文得到的一些結論最后將為大家演示本文研究形成的軟件。關聯(lián)數字水印技術2背 景 介 紹()信息隱藏技術與版權保護()數字水印技術的基本特征()基于比較的數字水印技術()基于相關統(tǒng)計的數字水印技術關聯(lián)數字水印技術3信息隱藏與版權保護限制機密信息的惡意散布目的不在于限制正常的資料存取，而在于保證隱藏數據不被侵犯和非法重現(xiàn)保證作品的使用不受版權保護要求的影響數字水印技術正是這樣一種信息隱藏技術，將版權信息或其他標志版權的信息隱形地嵌入到數據中關聯(lián)數字水印技術4水印分類：按可見與否

2、：可見水印與不可見水印按水印添加方式：空域水印與頻域水印按水印檢測方式：水印提取法與水印檢測法隱型性穩(wěn)健性安全可靠性(單向性)水印基本特征：關聯(lián)數字水印技術5基于比較的水印技術水印嵌入過程示意圖原始數據I嵌入簽字信息S帶水印數據I水印檢測過程示意圖測試數據X原始數據I差異提取信息S簽字信息S相似性檢測1/0關聯(lián)數字水印技術6基于統(tǒng)計分析的水印技術水印嵌入過程示意圖原始數據D嵌入簽字信息S0特征提取重構單向映射特征集I特征集I帶水印數據D簽字信息序列S1(注冊ID/意義明確的文本)視覺模型Gi (.)關聯(lián)數字水印技術7基于統(tǒng)計分析的水印技術水印檢測過程示意圖檢測數據X相關器特征提取單向映射特征集

3、Ix簽字信息序列S1簽字信息S0(注冊ID/意義明確的文本)視覺模型Gi (.)1/0相關值q優(yōu)化相關信息序列S2關聯(lián)數字水印技術8嵌入與檢測的數學描述嵌入：檢測：關聯(lián)數字水印技術9關聯(lián)數字水印技術關聯(lián)數字水印技術采用動力混沌方法產生基于相關統(tǒng)計分析所需要的隨機數序列，保證隨機數序列的隨機性，加強水印信息生成過程的單向性。使嵌入載體數據中的水印信息序列和水印嵌入位置序列相關聯(lián)的方法。保障系統(tǒng)的可靠性。使用雙通道水印信息技術。降低檢測過程中的誤檢率。10技術介紹關聯(lián)數字水印技術 基本方案 數據變換 關聯(lián)隨機序列 可靠性分析11嵌入過程示意圖關聯(lián)數字水印技術產品輸入輸出數據變換水印信息嵌入用戶信息

4、輸入隨機序列產生產品數據用戶輸入數據水印信息數據變換域數據水印信息嵌入12水印信息檢測水印信息檢測檢測過程示意圖關聯(lián)數字水印技術產品輸入輸出數據變換用戶信息輸入隨機序列產生產品數據用戶輸入數據水印信息數據變換域數據結果解釋結果數據13水印信息嵌入頻域數據Df嵌入特征提取特征集I特征集I水印信息序列S1視覺模型Gi (.)關聯(lián)數字水印技術數據置換頻域數據Df位置信息序列P14水印信息檢測頻域數據Df相關器特征提取特征集I相關值q1相關信息序列Sa關聯(lián)數字水印技術相關信息序列Sb相關值q2位置信息序列P1/015雙通道嵌入的數學描述關聯(lián)數字水印技術16雙通道檢測的數學描述關聯(lián)數字水印技術17數據變

5、換關聯(lián)數字水印技術 在小波變換域添加水印，可以建立符合人類感覺器官的各種聽覺、視覺模型，可以定量表達感官能夠容許的失真。因此，只要往圖像中添加信息引入的失真不超過失真限度，就可以保持加入的不可見水印能量盡可能高，這提高了水印的穩(wěn)健性。18小波變換過程關聯(lián)數字水印技術二維空域數據f(x,y)按行作一維小波變換按列作一維小波變換fx(x,y)頻域數據Df(x,y)二維空域數據f(x,y)按列作一維小波逆變換按行作一維小波逆變換fx(x,y)頻域數據Df(x,y)正變換逆變換19一維小波變換關聯(lián)數字水印技術低通高通正變換逆變換20關聯(lián)隨機序列關聯(lián)數字水印技術保證水印方案過程的單向性，單向映射。保證水

6、印密碼空間足夠大，將輸入映射到實數空間，且維持映射的唯一性。保證水印密碼的不可猜測，提高水印對輸入的敏感性，增加水印序列的隨機性。21關 聯(lián) 措 施關聯(lián)數字水印技術采用混沌方法，將輸入的密碼和個人信息映射到實數空間，以保證密碼空間足夠大。同一種子產生隨機位置序列和水印信息序列，保證系統(tǒng)的關聯(lián)可靠性。使種子的生成對輸入敏感，采用動力混沌方法。采用混沌方法產生序列，以保證序列的隨機性。22關聯(lián)過程(RS)關聯(lián)數字水印技術密碼k明文信息d水印位置序列P水印序列S種子生成隨機數種子序列產生23種子生成關聯(lián)數字水印技術密碼信息Ki明文信息Di雙人字映射種子Ci24序 列 生 成關聯(lián)數字水印技術種子人字映

7、射正態(tài)變換整數映射正態(tài)序列位置序列密碼序列位流ki25人字映射關聯(lián)數字水印技術26雙 人 字 映 射關聯(lián)數字水印技術27正 態(tài) 變 換關聯(lián)數字水印技術28整數映射關聯(lián)數字水印技術a,b上的均勻分布隨機整數序列:If ki =1 then pi =b -pi29可靠性分析關聯(lián)數字水印技術 單通道水印可靠性 雙通道水印可靠性30單通道水印可靠性分析關聯(lián)數字水印技術基本假定：相關檢測方法：結論如下：31單通道水印可靠性分析1關聯(lián)數字水印技術在H0假設下，q服從N (0,1)分布，其可靠性指標可由標準正態(tài)積分計算。在H1假設下， q服從N (m,1)分布，m反映相關程度。其中：該檢測方法的可靠性嚴重依

8、賴水印序列長度n。32雙通道可靠性分析關聯(lián)數字水印技術輸入通道1通道2輸出可靠性框圖系統(tǒng)的誤檢率：該系統(tǒng)在單通道水印基礎上，保持了水印序列長度不增加的情況下，降低了系統(tǒng)誤檢率。系統(tǒng)可靠性提高了一個幾何量級。33實驗分析關聯(lián)數字水印技術關聯(lián)序列可靠性實驗水印隱型性實驗水印穩(wěn)健性實驗小波基長度對水印性能的影響 本實驗以Lena256圖像為例，添加水印強度10，水印序列長度為2048。34關聯(lián)序列可靠性關聯(lián)數字水印技術混沌方法產生的隨機數序列極大的改善了水印位置序列的隨機性。(參考實驗)雙通道關聯(lián)水印技術將水印檢測的誤檢率降低了一個幾何量級，極大的提高了水印的可靠性。(參考實驗)35與常規(guī)整數序列對

9、比關聯(lián)數字水印技術常規(guī)方法產生的序列本文產生的序列常規(guī)產生序列的傅立葉變換本文產生序列的傅立葉變換36誤檢率比較表關聯(lián)數字水印技術37水印隱型性關聯(lián)數字水印技術隱型性客觀標準一般有均方誤差(MSE)、信噪比(SNR)、峰值信噪比(PSNR)等指標。主觀標準為視覺上是否有明顯的區(qū)別。下表為Lena256圖像的多種水印實驗主觀圖像比較如下圖：38水印添加前后的圖像比較關聯(lián)數字水印技術原圖Lena256256添加水印后的圖像MSE=2.1，SNR=33.6，PSNR=44.939水印穩(wěn)健性關聯(lián)數字水印技術穩(wěn)健性指標圖像縮放JPEG壓縮添加噪聲模糊、銳化處理抖動處理及打印處理40穩(wěn)健性指標關聯(lián)數字水印

10、技術相關檢測值q越大，反映該數據中的水印信息越強健。在經過各種處理后的穩(wěn)健性主要反映為相關檢測值q的大小。本文中的q數據為圖像的紅、綠、藍三色檢測結果，且每個數據為雙通道結果的平均值。41圖像縮放關聯(lián)數字水印技術42JPEG壓縮關聯(lián)數字水印技術43添加噪聲關聯(lián)數字水印技術添加高斯噪聲的帶水印圖添加均勻噪聲的帶水印圖q =9.0, 10.4, 10.5q =11.4, 12.6, 13.444模糊、銳化處理關聯(lián)數字水印技術Lena256帶水印圖像的銳化圖像Lena256帶水印圖像的模糊圖像q =7.4, 9.0, 10.0q =16.6, 18.3, 19.545抖動處理及打印處理關聯(lián)數字水印技

11、術Lena256帶水印圖像的抖動圖像提取的目標圖像q =7.7q =8.446小波基長度的影響關聯(lián)數字水印技術原則上說，小波基長度越長，則其光滑作用越好，水印的各項性能指標也都較好。47結論關聯(lián)數字水印技術本關聯(lián)序列的可靠性無論是正向猜測攻擊還是逆向數據分析攻擊都具有阻斷墻作用，其水印檢測的可靠性和有效性得到了極大提高。本文小波方法的使用，使我們能夠定量的分析圖像中水印信息的能量最優(yōu)值，使得能夠同時保證水印的隱形性和穩(wěn)健性。本文對印刷產品的檢測研究，可以拓寬水印技術應用領域。從純數字領域到模擬的自然世界。本文的隨機數序列與常規(guī)隨機數序列的產生相比較，具有明顯的優(yōu)點?？朔嗽S多以前常規(guī)方法的準周期特性。48結束關聯(lián)數字水印技術數字水印技術作為一種信息隱藏技術，是為適應信息隱藏與跟蹤需要而誕生的。因此，該技術不同于數據加密技術，它鼓勵攜帶水印信息的產品被合法使用。產品中隱藏的水印信息提供隨時被檢測使用的數據，以此保護產品的版權所有者的利益并促進數字產品的開發(fā)