數(shù)字圖像水印專利技術(shù)綜述

許哲

前言

數(shù)字水印是解決多媒體信息的版權(quán)保護(hù)難題的一種技術(shù)，它是指利用數(shù)字作品中普遍存在的冗余數(shù)據(jù)和隨機(jī)性，把版權(quán)信息等內(nèi)容的數(shù)據(jù)嵌入到數(shù)字作品中，通過從加了水印的數(shù)字作品中檢測或提取水印，從而起到保護(hù)數(shù)字作品版權(quán)的一種技術(shù)。1993年，Caronni首次提出了“數(shù)字水印”的概念，并用于圖像保護(hù)。數(shù)字水印技術(shù)與加密技術(shù)的不同在于水印與宿主數(shù)據(jù)是緊密結(jié)合并隱藏在其中的，水印是宿主數(shù)據(jù)不可分離的組成部分。

1.技術(shù)原理及發(fā)展概述

1.1 數(shù)字圖像水印的原理

圖像水印技術(shù)是指用信號(hào)處理的方法在圖像數(shù)據(jù)中嵌入隱含的標(biāo)記。水印分為可感知的（perceptible）和不易感知的（inperceptible）兩種。通用的數(shù)字圖像水印技術(shù)包含兩個(gè)方面：水印的嵌入和水印的提取，如圖1。

1.2 數(shù)字圖像水印技術(shù)的主要分支

1.2.1空間域算法

空間域算法將水印信息直接疊加到圖像的空間域上的算法叫空間域算法。水印在空間域算法中，考慮到人類視覺特性，在載體圖像變化較平穩(wěn)處不隱藏或少隱藏水印信號(hào)，而在圖像較復(fù)雜處隱藏水印信號(hào);它的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)載體影響很小，計(jì)算速度較快，隱藏的信息較多，且適合多種媒體。

1.2.2變換域算法

變換域算法CoX 等借鑒擴(kuò)頻通信技術(shù)，把水印擴(kuò)展到很多頻率段上，每個(gè)頻率段上的水印信息都小到不可檢測的程度，檢測時(shí)，可以把這些水印信息集中起來，得到一個(gè)較高能量的輸出，水印信息應(yīng)嵌入到載體數(shù)據(jù)中對(duì)人的感覺最重要的部分，水印信號(hào)應(yīng)由具有高斯分布的隨機(jī)實(shí)數(shù)序列組成，在變換域內(nèi)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻相對(duì)容易，而且容易利用人類視覺特性，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)嵌入。

1.2.3其他數(shù)字水印算法

JPEG，MPEG 標(biāo)準(zhǔn)的壓縮域算法水印的檢測與提取直接在壓縮域數(shù)據(jù)中進(jìn)行，對(duì)于輸入的MPEG-2數(shù)據(jù)流而言，它可分為數(shù)據(jù)頭信息，運(yùn)動(dòng)向量和DCT編碼信號(hào)塊三部分，在Hartung方案中，只有MPEG - 2數(shù)據(jù)流最后一部分?jǐn)?shù)據(jù)流被改變。

2數(shù)字圖像水印技術(shù)的發(fā)展趨勢及現(xiàn)狀

2. 1專利申請(qǐng)趨勢

在全球范圍內(nèi)，按照年份，統(tǒng)計(jì)數(shù)字圖像水印的專利申請(qǐng)量，趨勢圖如圖2所示。專利申請(qǐng)始于上個(gè)世紀(jì)九十年代，從只有幾件一直穩(wěn)步逐年遞增，直到2002年的300多件，顯露出數(shù)字圖像水印技術(shù)這一領(lǐng)域的研發(fā)熱度不減，而且專利意識(shí)逐年增強(qiáng)。而后，每年專利申請(qǐng)量都在200件左右，呈現(xiàn)一平穩(wěn)態(tài)勢，近幾年，專利申請(qǐng)量下滑，可見數(shù)字圖像水印技術(shù)的發(fā)展已趨于成熟。

2.2 主要申請(qǐng)人分布

在全球申請(qǐng)涉及數(shù)字圖像水印專利的申請(qǐng)量排名前10的申請(qǐng)人如圖3所示。

申請(qǐng)量排名前十的全球申請(qǐng)人既有公司也有個(gè)人，但是沒有中國的公司與個(gè)人，這說明中國數(shù)字圖像水印將研究成果專利化的道路任重而道遠(yuǎn)。美國的數(shù)字標(biāo)識(shí)公司（DIGIMARC CORPORATION）申請(qǐng)量最多，代表了美國數(shù)字圖像水印行業(yè)一直以來不俗的實(shí)力。

3 總結(jié)

本文通過對(duì)數(shù)字圖像水印專利文獻(xiàn)進(jìn)行閱讀分析和整理，對(duì)申請(qǐng)態(tài)勢和重要申請(qǐng)人進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，完整地了解數(shù)字圖像水印的發(fā)展過程以及當(dāng)前的發(fā)展情況，增加了本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)儲(chǔ)備。