隨著數(shù)字媒體（數(shù)字圖象、數(shù)字音頻、數(shù)字視頻）的廣泛應(yīng)用，媒體信息的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化特征為版權(quán)保護(hù)問翹帶來了難度。近年來，數(shù)字水印技術(shù)作為對傳統(tǒng)加密方法的有效補充手段，引起了人們的高度重視，基于小波域的數(shù)字水印加密算法，因其本身具有良好的空間頻率特性和多分辨率表示的優(yōu)點更是人們研究的焦點。

小波域的數(shù)字水印加密算法

1、水印結(jié)構(gòu)

水印信息一般分為無意義水印和有意義水印。

無意義水印大多采用偽隨機信號作為水印，偽隨機信號可用偽隨機噪聲的擴(kuò)頻序列來產(chǎn)生。這種水印模型的建立方法，在不同程度上克服了一般統(tǒng)計特征的數(shù)字水印易受非線性變換方法攻擊的缺點。

有意義水印在版權(quán)證明上較無意義水印更具有直觀性和可驗證性。這種水印構(gòu)成方法在抗擊剪切、縮放等幾何變形攻擊時，可減小查找水印的范圍和復(fù)雜度，提高檢測效率。

2、小波域的數(shù)字水印嵌入加密算法

小波水印的嵌入流程如圖所示：

水印嵌入的位置主要為小波分解后的低頻域和高頻域。

2.1、低頻域水印嵌入加密算法

該方法是針對原圖小波分解后近似子帶的系數(shù)進(jìn)行水印嵌入。近似子帶代表圖象中平坦的部分，具有較高的感覺容量，嵌入水印的魯棒性強。該類方法對高頻濾波、有損壓縮都有較好的抗攻擊性。但同時正因為低頻分量直接影響著圖象的質(zhì)量，水印嵌入容量過大會直接影響圖象的視覺效果。

（1）盲水印加密算法

盲水印是指水印檢測時，不需原圖及其他參考信息，故盲水印的嵌入加密算法也最復(fù)雜。但作為公開水印，盲水印的法庭證據(jù)效果較好。其盲水印提取在壓縮率較大的情況下，檢測效果不大理想，主要原因是，未對小波系數(shù)進(jìn)行篩選，部分系數(shù)受壓縮影響大，因而提高了誤碼率。

（2）自適應(yīng)的半盲水印加密算法

自適應(yīng)的半盲水印加密算法，采取自適應(yīng)的方式選擇嵌入位置，水印嵌入后的視覺效果及檢測效率較盲水印要高。

2.1、高頻域水印嵌入加密算法

小波分解中低頻子帶系數(shù)的大小大致相同，高頻子帶的系數(shù)遵從拉氏函數(shù)分布，大部分系數(shù)為0，只有少數(shù)代表邊緣和高質(zhì)地的峰值系數(shù)包含較大的能量。為了可靠地在細(xì)節(jié)子帶中嵌入水印，可只選擇足夠大的系數(shù)，也可對水印強度加權(quán)，使之在重要系數(shù)中嵌入更多的能量，嵌入強度一般取決于分解層數(shù)、子帶方向及能量。

因為高頻域信息易受低通濾波和JPEG壓縮的攻擊，為提高高頻域水印加密算法的魯棒性，經(jīng)常采用自適應(yīng)的方法，來提高該類算法的抗攻擊能力。

（1）閾值設(shè)定法

該類加密算法通過設(shè)定閾值，將高頻域系數(shù)與閾值做比較，選擇能量大的系數(shù)進(jìn)行水印嵌入。

其采用嵌入零樹小波的方法，將最高分解層的小波系數(shù)與給定閾值進(jìn)行比較，如果小于閾值的系數(shù)則被認(rèn)為是不重要系數(shù)，作為父節(jié)點（或根節(jié)點），其同方向的較低分解層的系數(shù)也被認(rèn)為是不重要系數(shù)，作為子節(jié)點，從而形成一棵零樹。零樹樹根被編碼為特殊字符，以標(biāo)識整個零樹。零樹是圖象壓縮中易被去除的位置，故不進(jìn)行水印嵌入，反之，在重要系數(shù)構(gòu)成的父節(jié)點及相應(yīng)子孫節(jié)點上嵌入水印。

閾值設(shè)定法，是通過明確的閾值來判定重要系數(shù)，閾值的設(shè)定自適應(yīng)產(chǎn)生。

（2）應(yīng)用VHS的方法

該方法利用人眼的視覺特征，來選擇嵌入位置點及嵌入的水印強度。采取根據(jù)各象素點的視覺差異，對嵌入水印權(quán)值進(jìn)行限定的方法。主要考慮的視覺因素有：象素點位于小波分解子帶的位置、象素點的亮度和象素周圍的紋理情況。因為是對第一層小波系數(shù)進(jìn)行修改，嵌入水印后的圖象與原圖差異不大，因而受濾波、壓縮攻擊的影響會較大。

該方法利用人眼視覺特征，反映在小波系數(shù)上，即能量大的邊緣、紋理相應(yīng)系數(shù)嵌入較大能量的水印信息。

（3）量化方法

該類方法一般是對小波分解后的三個方向的高頻系數(shù)比較后，中間值量化的方法。因為kundur算法是對細(xì)節(jié)子帶系數(shù)未經(jīng)篩選地嵌入水印，所以屬于盲水印范疇。但同時存在細(xì)節(jié)子帶部分系數(shù)值太小，或為0的情況，使得量化間隔太小或為0，無法正確嵌入水印，造成水印提取準(zhǔn)確率低，抗攻擊能力差。

該方法的水印嵌入過程，實際也是一種自適應(yīng)地選擇嵌入位置的過程，通過三個系數(shù)的比較，找出合適的嵌入位置。

高頻域水印嵌入加密算法，最需要解決的就是，抗JPEG有損壓縮和低通濾波的能力問題。因為這兩種圖象處理去除了一些高頻信號，嵌入高頻信息中的水印會被同時去除掉。因此嵌入系數(shù)的選擇若經(jīng)過精心處理，水印的提取或檢測準(zhǔn)確率相應(yīng)會大大提高。另一面，這類水印較低頻子帶水印嵌入模型的優(yōu)點在于，其較好的抗噪聲、抗切割等幾何變形攻擊的能力。

利用小波變換把原始圖像或原始視頻序列分解成多頻段的子圖像，能適應(yīng)人眼的視覺特性且使得水印的嵌入和檢測可分多個層次進(jìn)行，小波域數(shù)字水印加密算法兼具時空域方法和DCT變換域方法的優(yōu)點。因此，基于小波域的數(shù)字水印加密算法已經(jīng)成為當(dāng)前研究的重點。

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