随着网络的日益普及,多媒体信息的交流达到了前所未有的深度和广度,多媒体数据发布形式愈加丰富。但是其暴露出的问题也十分明显:作品侵权更加容易,篡改更加方便。如何既充分利用Internet的便利,又能有效地保护知识产权,已受到人们的高度重视。数字水印技术自提出以来,已经得到广泛的研究和应用。 本文在总结数字水印技术的发展背景及基本理论框架的基础之上,对(图像)水印算法及水印协议进行了较深入的研究和讨论。 数字水印技术研究的一个重要内容就是鲁棒数字水印算法的研究和设计,本文从不同侧重点提出三种基于频域的图像水印算法。 有意义水印特别是灰度水印,由于其优点诸多且难于处理,越来越引起人们的重视。本文首先结合混沌序列的优良特性给出一个简单有效的图像混沌置乱算法,进而提出一个在未压缩灰度级水印数据量的情况下,基于调整载体图像DCT块系数与其对应八邻域块DCT系数均值的关系,自适应嵌入水印信息的盲水印算法。实验结果表明,该算法对JPEG压缩、裁剪等常见的图像处理操作有较好的鲁棒性,具有一定的实用性。 本文基于小波零树特性的视觉感知度模型的优化方案,给出了两种水印算法,第一种算法嵌入的是高斯序列水印,通过相关检测实现盲检测;另一种算法嵌入的是二值图像水印,水印的提取是非盲提取。这两种算法在所有重要小波系数(包括最低频系数)中嵌入水印,以达到最大化水印嵌入量的目的,并结合感知度模型在水印的透明性和鲁棒性之间实现了较好的平衡,对于常见的图像处理操作,特别是对于JPEG和小波压缩均有较好的鲁棒性。 利用矩阵奇异值分解的单向非对称性,在研究和分析奇异值分解的正交矩阵第一列系数性质的基础上,本文给出了一种基于图像小波域奇异值分解的分块自适应水印方案,将水印嵌入其中,并通过实验分析系数的稳定性、选择最佳的修改系数,利用图像的局部统计特征自适应决定修改阈值,并且用两个阈值严格控制系数的修改程度,使算法达到透明性和鲁棒性之间的最优平衡。大量的实验结果表明,算法对常见的图像处理操作均有较好的鲁棒性。 随着数字水印技术研究的不断发展,如何应用水印技术进行数字版权管理,即如何实现一个安全有效的数字水印协议,也开始成为了研究的热点。 本文分析了水印协议的框架,结合目前已提出的水印协议所存在的缺点讨论了水印协议应用的一些关键问题,并提出了一种基于交换加密技术的安全公平买方-卖方水印协议,用于保护数字内容版权。交易在买方和卖方之间进行,不需要额外的水印机构,也没有任何的信任要求。买卖双方都无法知道最终的水印内容,公共仲裁机构却有足够的证据进行公正的裁决,而且买方通过假名进行匿名交易,无需暴露自己的隐私。