数字媒体产权保护的新技术

近年来，多媒体存储与传输技术的进步，尤其是因特网技术的盛行，带来了数字媒体应用迅速增长。但是广泛传播的多媒体技术也带来了一些问题，由于电子商务和数字图书馆的广泛应用使得知识产权保护问题变得越来越重要。与数字网络和多媒体信息相关的版权盗用问题显著增加，盗用者通过非法手段获得网络中的传输数据、修改数据内容、生产和传输复制品等，都可能给产权所有者带来巨大的经济损失，并对安全权限造成冲击。因此怎样更好地保护图像、文本、声音和视频等数字媒体的知识产权就变得十分迫切。

知识产权管理和保护问题是现在对于静止和动态的数字图像考虑最多的问题之一，许多相应的针对产权保护问题的技术已经得到开发和应用。这些技术大体上可以分为两类：一类是通过加密进行存取，在进行释放之前数字媒体被置乱，只有授权的人才能够将信息打开并存取清晰的内容；另一类是采用数字水印技术将版权信息隐藏到数字图像或视频中，从而可以用来鉴别信息产权的拥有者或者是否购买了版权。在具体的应用中这两个技术可以相互结合使用。在本文中将讨论不可见数字水印技术。

数字水印技术的原理

数字水印的概念最初是由Caronni于1993年提出来的，并应用于数字图像。此后，研究人员将数字媒体的概念推广到声音和视频等其他数字媒体，数字水印也日益成为一个非常活跃的研究领域。根据不同的应用背景和算法原理，数字水印技术可分为：可见数字水印和不可见数字水印、鲁棒水印和易碎水印、空域水印与频域水印等。在版权保护方面，数字水印方法解决的是数字媒体版权保护三个层次(包括进入控制、使用权控制和设置识别标记)的技术中最后一个层次即设置识别标记的问题，其工作原理就是通过嵌入不可感知的信息到图像、声音、视频等信号中，来确认版权的所有者，并用检测和跟踪侵权行为。

为了满足应用的需要，不可见水印必须具有以下的一些特征：

(1)统计和视觉的不可见(不显著性)。数字水印的嵌入不会引起原始数据质量的明显下降，并且袭击者难于用统计的方法发现和删除水印。

(2)容易提取。数据所有者应该能够很容易地提取水印。

(3)鲁棒性。袭击者难于用信号处理技术、失真和多次加水印等来破坏、删除水印或伪造数据的版权标记。

(4)确定性。一般水印应能充分可靠地证明所有者对特定产品的所有权。

(5)安全性。算法应该能产生大量不同的水印，以免袭击者通过反复试验或其他不正当的手段获取水印。

但到目前为止，还没有哪一种水印算法能完全满足上述所有要求。

数字水印一般模型

一般来说，对数据加水印的处理可以看成是由两部分组成的通信任务：

(1)水印的嵌入。此过程将水印信号在原始信号上进行调制。为了能成功地提取水印信号，算法必须对故意或非故意的袭击和失真(相当于信道噪声)具有鲁棒性。

(2)水印的提取。下图表示了一般的嵌入过程和检测的过程。检测的输出为恢复的水印W或者是某种置信度测量，表示已知水印在所观察的图像中出现的可能性有多大。

（作者单位：深圳市盐田区信息中心 518090 ）