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基于DCT变换的水印算法实现文献综述 一、前言部分 数字水印技术近年来得到了较大的发展，基于变换域的水印技术是目前研究的热点。数字水印根据水印的嵌入技术不同可以分为空域数字水印和变换域数字水印。直接在空域中对信号采样点的幅度值做出改变，嵌入水印信息的称为空域水印；对变换域中的系数（离散傅里叶变换系数、离散余弦变换系数、离散小波变换系数等）做出改变以嵌入水印信息的称为变换域水印。一般来说变换域算法可嵌入的水印数据量大，不可感知性好，安全性高。本文研究的水印技术便是一种变换域算法，通过对原始图像进行DCT变换，然后加入水印信息来实现。 二、主题部分 近年来，随着计算机多媒体技术和因特网技术的迅猛发展，人们可以很方便地传播、拷贝、存储和处理图像、音频、视频和文本等多媒体信息。与此同时，也引发了各种多媒体信息的传输安全问题和数字产品的版权保护问题。为了解决数字内容的版权保护和信息安全问题，近年来提出了加密-解密、数字签名、数字标签、数字指纹、数字水印等多种技术[1]。其中数字水印技术是20世纪90年代出现的一门崭新的技术，它通过在数字产品中嵌入可感知或不可感知的信息来确定数字产品的所有权或检验数字内容的原始性。数字水印技术弥补了加密-解密技术不能对解密后的数据提供进一步保护的不足；弥补了数字签名不能在原始数据中一次性嵌入大量信息的弱点；弥补了数字标签容易被修改和剔除的缺陷；弥补了数字指纹仅能给出出版权破坏者信息的局限。数字水印技术是信息隐藏技术研究领域的重要分支，也是当今网络信息安全和数字媒体版权保护研究的热点。 历史上，水印是在纸上留下轻轻的烙印，这种烙印几乎是看不见的，除非在某种合适的条件下仔细地观察。几个世纪以来水印被用于证明物质材料的真实性，可以将相似的思想用于数字财产的保护。数字水印技术主要运用两个相关领域的技术：密码术和隐写术。密码术被定义为密写的研究，如通过转换原始信息到一种不容易被观察者看出来的格式来显示秘密消息的内容；而隐写术是将一个消息隐藏于另一个消息的技术研究，不透露隐藏信息的存在或不让观察者发现消息里包含了一个隐藏信息[2]。从技术上来讲，数字水印技术使用的思想主要来源于隐写术而不是密码术。经典的隐写术和数字水印之间主要的不同之处是：隐写术仅仅是企图在其他内容中隐藏一个消息（可能是一个水印），而数字水印还要强调阻止攻击者篡改水印。Van Schyndel 在ICIP’94 会议上发表了题为“A digital watermark”的文章，它是第一篇在主要会议上发表的关于数字水印的文章，阐明了一些关于水印的重要概念，被认为是一篇具有历史价值的文献[3]。 许多有关数字内容版权需要解决的问题类似于安全通信中密码术所解决的问题。如在分发传播时，需要保证数字内容的完整性才能够检测到数字内容是否被修改。安全通信中，密码术已利用带有密钥的数字签名解决了消息完整性问题。需要保证数字内容与其创建者、分发商或购买者之间的关联，才能跟踪数字产品的传播。类似于安全通信中密码术所解决的不可否认性问题。然而，传统的隐秘系统有一个重大缺陷，即不能保证数字内容与秘密信息永久地关联，加密的数字内容一旦被破解，将无密可言。这就达不到版权保护的最终目的。常规上看，密码术在通信中是将信息加密隐藏了，同时也提供了附加信息有效地保证了信息完整性和不可否认性。但密码术不能够将秘密信息嵌入到消息内容当中。所以说单单密码术是不能够保证数字内容被再次非法分发传播和随意篡改。为了保证对数字内容版权的进一步保护，需要扩展密码技术并将附加秘密信息嵌入到数字内容当中。解决该问题的技术称为数字水印技术[4]。数字水印是不可见的或几乎不可察觉的，数字水印技术可应用到数字视频、数字音频和数字图像等多媒体文档中。 所谓数字水印技术，就是将代表数字媒体著作权人身份的特定信息、用户指定的标志或序列码等，按照某种方式嵌入被保护的信息中，在产生版权纠纷时，通过相应的算法提取出该数字水印，从而验证版权的归属，确保媒体著作权人的合法利益，避免非法盗版的威胁。被保护的信息是任何一种数字媒体，如软件、图像、音频、视频或一般性的电子文档等。数字水印是嵌在数字产品中的数字信号，水印的存在要以不破坏原数据的欣赏价值、使用价值为原则。 近几年来，图像、音频、视频等多媒体的数字水印技术发展很迅速，国内外许多大学和科研机构都热衷于数字水印技术的研究，提出了许多算法和解决方案，取得了很大的进步，有些数字水印技术已经应用于商业目的。 图像数字水印技术大体上可分为时空域和变换域数字水印技术。时空域数字水印技术中，嵌入图像的水印信息不经过任何变换，直接嵌入图像像素上。时空域的数字水印技术主要是基于改变图像数据统计特性的水印算法。如文献[5]提出的patchwork 算法，它是基于统计的数字水印嵌入方案，该算法