论文：用于版板保护和完整性验证的半脆弱数字水印技术.pdf

用于版权保护和完整性验证的半脆弱数字水印技术 黄继风 何孝富 摘 要 提出了一种半脆弱数字水印技术，对原始图象进行 2 层小波变换，将变换后的小波近似系数以相 邻的4个系数（2X2）为一组，计算每组的均值，利用原始图象的HVS 特性，以均值为载体嵌入水印信号， 对一般的图象处理操作（有损压缩、中值滤波等），系数的均值比单个系数有较强的稳定性。提取水印时不 需要原始图象，实验结果表明，该算法对一般的图象处理操作具有好的鲁棒性而对篡改攻击能准确的识别 和定位。 关键词 半脆弱数字水印 完整性验证 版权保护 小波变换 Semi-fragile watermarking for copyright protection and image authentication Huang JiFeng,He XiaoFu Abstract In this paper,we propse a semi-fragile watermarking technology for copyright protection and image authentication.We transform the image into wavelet domain and group the four adjacent wavelet coefficients. Utilizing the characteristics of the human visual system,we embed a digital signal into the average value of the four adjacent wavelet coefficients since the average value has better stability than single wavelet coefficient. This method needn’t original image when extracts the watermark.Experimental results show the effectiveness of this method which is robust to common image process and fragile to malicious attack. Keywords semi-fragile watermark, image authentication, copyright protection ,wavelet transform 1 引言 近年来，数字水印技术得到了学术界和产业界的广泛关注，包括文本、图象、音频和视 频的许多数字水印系统被提出，其中有两类典型的技术被广泛地研究，鲁棒性水印技术和脆 弱性水印技术，如果用于版权保护，则希望水印足够鲁棒，并能承受大量的包括有意的（如 恶意攻击）或无意的（如图象压缩、滤波、噪声污染、尺寸变化等）破坏，若攻击者试图删 除水印，则将导致多媒体产品的彻底破坏。脆弱性水印主要用于防止对原始信息的任何篡改， 以及对篡改的图象位置进行定位。但它的鲁棒性很差，不能经受丝毫的对图象的合理操作， 如 JPEG 压缩、噪声干扰等，因此实用价值不大。 半脆弱水印技术结合了鲁棒性水印和脆弱性水印的特点，一方面它与鲁棒性水印类似具 备一定的鲁棒性，可以抵抗常规图象处理操作对水印的影响，另一方面它也具备脆弱性水印 的特点，对图象内容的篡改具有识别和定位能力。 从已发表的文献来看，图象完整性验证方法分为两大类，基于数字签名的方法和基于数 字水印的方法。数字签名信号是由提取图象的重要特征产生，如 Bhattacharjee and Kutter[1] 用特征点的位置作签名信号，通过检查特征点是否存在实现图象的完整性验证。Lin and Chang[2]将随机选取的两块（８Ｘ８）ＤＣＴ系数之间的不变性关系作为签名信号，他们的 方法能抵抗一定程度的ＪＰＥＧ压缩。基于数字签名的方法的主要局限是这种方法只能用于 完整性验证，不能用于版权保护。基于数字水印的篡改检测是通过嵌入水印的脆弱性进行的。