基于离散余弦变换的数字水印研究文献综述

 2023-11-26 18:56:04

文献综述

国内外的研究现状及发展

目前,国外许多大学、研究机构和公司非常重视对数字水印技术进行的研究,定期组织召开专门的国际学术研讨会进行学术交流。其中,具有代表性的有麻省理工学院、剑桥大学、伊利诺斯大学和明尼.苏达大学等院校;美国陆军研究实验室和空军研究所等实验室;IBM公司、微软公司、朗讯公司、CA公司、Sony公司和菲利浦公司等著名软件公司也对数字水印进行了大量的研究。从20世纪90年代末期开始,数字水印系列的相关产品相继出现在市场中。在图像数字水印方面,美国的Digimarc公司最先推出了一款商用水印软件,Adobe公司将该软件应用到Photoshop和CorelDraw图像处理软件中。AlpVision、Signum和MediaSec等公司随后也推出了自己的数字水印系列的相关产品。含辅助信息的水印技术的出现时数字水印领域的一大进步。然而,含辅助信息的嵌入所采用的编码虽能满足计算效率,但对大尺度变换不够鲁棒,还需要深入研究,以寻找既有计算效率又有鲁棒性的编码。其次,尽管很多论文都阐述了各种各样的算法,但还没有找到既能满足保真度又能满足鲁棒性要求的最佳的水印嵌入方法。我们期待这一研究领域硕果累累。再者,盲检测器的几何和时间失真问题依然是没有解决的难点。不过,研究者们已经提出了许多不同的处理方法,并已取得了一定的进展。虽仍有不足,但对这一领域的深入研究显然会提高系统的鲁棒性。最后,虽然并非所有的水印系统都有安全性要求,尤其是对于那些没有敌手攻击的应用,而且大部分商业应用只有很低的安全性要求。但设计既能允许公开检测器检测水印又能防止敌手去除水印的系统依然是一个开放的研究课题。众多研究者都在努力,希望设计出一个安全、通用的水印系统,但现有的水印系统还很容易受到攻击。

国内一些研究单位和高校也纷纷投入到数字水印的研究中,其中北京邮电大学的杨义先、钮心忻等,哈尔滨工业大学的孙圣和、牛夏牧、陆哲明等,天津大学的张春田、苏育挺等,中国科学院自动化研究所的刘瑞祯、谭铁牛等都在该领域做了一些开拓性的研究工作。2013年10月,在西安武警工程大学举办的信息隱藏技术暨多媒体信息安全研讨会是国家举办的第11届信息隐藏技术研讨会(CIHW),重点讨论了如何促进数字水印技术的发展和在各个领域的应用。会议的召开促进了学科间的交流及水印技术的研究。国家自然科学基金,“863计划(国家高技术研究发展计划)”,“973项目(国家重点基础研究发展规划)”等项目都将数字水印技术纳入其中。国内已经有一些公司加入到生产水印产品的行列中,其中,上海阿须数码有限公司和宇飞信息工程有限公司在水印产品的生产中业绩突出。尽管这些公司开发的水印软件还存在一些问题,不够完善,但水印公司的创办标志着数字水印技术在国内的研究已开发、应用到实际工作中,推动了国内水印技术的进步。如今,国际间的文化交流与技术合作促进了国内数字水印技术的发展,可以说结合国情,国内数字水印技术的研究已形成了自己特有的思路。

数字水印的研究以计算机科学、密码学、通讯理论、算法设计和信号处理等理论为基础。围绕数字水印技术需研究解决的关键问题包括:具体应用中的水印选择与宿主容量估计;水印检测差错率估计与快速检测算法;包含人眼视觉系统、人耳听觉系统特性利用在内的水印系统模型等。如下几方面将可能成为未来数字水印技术的主要发展方向:结合智能体技术。开发基于移动代理的数字水印追踪系统;面向电子商务,提供服务器端的完整性保护和客户端的数据认证;建立水印认证中心,提供各种网上服务;开发基于数字水印技术的数字作品电子销售系统,提供完整的安全与版权保护机制;为各种付费点播服务,提供基于流技术的数字水印产品。

虽然数字水印技术最初的开发目的是为了解决数字媒体的版权保护问题,然而在实际的研究中,数字水印的应用领域远远超出了版权保护领域;同时,由于目前数字水印技术难以解决的串谋攻击、机会攻击以及解释攻击问题,使得数字水印在版权保护、访问与拷贝控制、数字指纹等方面的应用受到了很大的限制。因此,许多研究者正致力于上述问题的解决,如果这些问题得到解决,数字水印则极有可能成为媒体安全领域的重要的技术基础。但从目前的发展来看,利用数字水印技术进行数字广播监听、媒体内容认证、小范围内媒体使用跟踪等方面则更加实际可行,而且也是非常有意义的,并且在这些领域已经开始实际使用与测试。此外,数字水印技术还可以用于提供媒体增值业务,如提供数字媒体相关内容的因特网链接、隐藏水印信息在数字媒体中以降低媒体传输造成的错误。

目的及意义

数字水印作为信息隐藏的一项重要技术,已广泛应用于信息安全的多个领域之中。离散余弦变换(DCT)作为一种传统的算法,是数字图像处理和信号处理的一种正交变换,具有压缩比高、误码率等优点,将其应用于数字水印算法实现水印的前如何提取十分有效。数字水印可以将不可感知的信息如数字、序列号、文字、图像标志等版权信息嵌入到多媒体数据中,以起到版权保护、秘密通信、数据文件的真伪鉴别和产品标识等作用。在发生数字媒体侵权使用、版权争议时,通过检测媒体内容中的数字水印,获得数字媒体的版权信息、授权信息等,从而起到媒体知识产权保护的目的。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。而基于离散余弦变换的数字水印研究可以将插入到多媒体数据中的数字水印提高其抗攻击性,且基于离散余弦变换的数字水印研究可以更好的进行数字作品的知识产权保护、商务交易中的票据防伪、声像数据的隐藏标识和篡改提示、证件真伪鉴别、隐蔽通信及其对抗等。

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