圖像濾鏡技術(shù)與數(shù)字檔案館

彭柳

摘要：本文論述了數(shù)字水印技術(shù)在數(shù)字檔案館中的應(yīng)用，重點(diǎn)探討了一種被廣泛應(yīng)用的技術(shù)——圖像濾鏡的隱蔽性、魯棒性、安全性、不可逆性、唯一性等特點(diǎn)，并對其嵌入數(shù)字水印組件和閱讀數(shù)字水印組件如何保護(hù)數(shù)字檔案進(jìn)行深入研究，具體介紹了Photoshop軟件中濾鏡插件的應(yīng)用方法，以及在具體使用過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字檔案 圖像濾鏡技術(shù) Digimarc 數(shù)字水印

Abstract：This paper discusses the application of digital watermarking technology in digital archives， focuses on a widely used technique of image filter invisibility， robustness， security， irreversible characteristics and uniqueness. And in-depth study of how to protect the digital archives of digital watermarking and digital water reading component seal components， and introduces the application method of the Photoshop software filter plug-in， and should pay attention to in the concrete use in the process of.

Key Words：Digital archives； Image filter； Digimarc；Watermarking

中圖分類號：TP317.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0248-02

1 數(shù)字水印技術(shù)在數(shù)字檔案館中的應(yīng)用

數(shù)字檔案館所存儲(chǔ)的檔案全部由電子檔案組成，與傳統(tǒng)紙質(zhì)檔案的存儲(chǔ)和提供利用方式差別巨大。要使電子檔案具有與紙質(zhì)檔案同等法律效力，必須保證電子檔案所承載的信息必須與紙質(zhì)檔案一樣有真實(shí)性、完整性、可靠性、不易篡改，否則數(shù)字檔案館的數(shù)字化館藏則失去了利用價(jià)值和存在的意義。

數(shù)字水印可以解決數(shù)字化檔案的法律憑證問題。利用特殊技術(shù)將某一種不可見的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)，即數(shù)字水印，隱藏于電子圖片文件中，嵌入的數(shù)字水印可以通過解碼器提取其中的隱藏信息，不影響電子檔案的正常利用，可以準(zhǔn)確反應(yīng)電子檔案形成者的所有權(quán)證明，可保證電子檔案的真實(shí)性。當(dāng)攻擊者試圖刪除水印或者篡改水印信息時(shí)，原文件也會(huì)受到損毀，當(dāng)我們用解碼器提取水印時(shí)就會(huì)報(bào)警提醒修復(fù)原文件，具有魯棒性的水印和其他技術(shù)的結(jié)合還可能實(shí)現(xiàn)原文件的自動(dòng)恢復(fù)。

下面介紹一種目前應(yīng)用較為廣泛的圖像水印技術(shù)——圖像濾鏡，利用ADOBE公司的Photoshop軟件Digimarc圖像濾鏡編輯電子檔案圖像。

2 Digimarc圖像濾鏡的特點(diǎn)

Photoshop軟件集成了Digimarc公司開發(fā)的數(shù)字水印插件，即Digimarc濾鏡。美國Digimarc公司是最早從事數(shù)字水印軟件開發(fā)的企業(yè)之一，其專利技術(shù)產(chǎn)品提供將一些信息數(shù)據(jù)隱蔽地嵌入到多種媒體文件中，并提供數(shù)字水印認(rèn)證服務(wù)。

Photoshop軟件提供的Digimarc圖像濾鏡操作方便、靈活，嵌入的數(shù)字水印效果較好。該濾鏡由嵌入數(shù)字水印組件（Embed Watermark）和閱讀數(shù)字水印組件（Read Watermark）兩個(gè)組成部分，分別對應(yīng)著數(shù)字水印的嵌入功能和讀取功能。它們的主要作用是為Photoshop格式的圖像加入著作時(shí)間、圖像標(biāo)識(shí)號等數(shù)字圖片作者的完整信息。具有以下特性：

（1）隱蔽性。嵌入的水印信息是用紋理形式加入到圖像中的，普通肉眼看不見，只能用圖像處理軟件進(jìn)行讀取，因此圖像濾鏡的數(shù)字水印具有隱蔽性，不易被攻擊者發(fā)現(xiàn)。

（2）魯棒性。嵌入的數(shù)字水印可長期保存，并且不可與圖片分離，即便對嵌入了數(shù)字水印的圖像進(jìn)行打印和再次掃描，水印中的信息仍然存在，對圖像使用其他根據(jù)進(jìn)行顏色修正、翻轉(zhuǎn)等多種操作也不會(huì)對水印產(chǎn)生任何影響。

（3）安全性。嵌入水印后不會(huì)影響圖像的品質(zhì)，用任何其他的軟件對圖片進(jìn)行復(fù)制、修圖等多種操作都不會(huì)有阻礙。

（4）不可逆性。嵌入的數(shù)字水印只能一次嵌入，且不能更改也不能取消，即不能對同一圖像嵌入不同內(nèi)容的數(shù)字水印。這樣可以保證圖像中的水印無法被攻擊者修改，只能如實(shí)反應(yīng)改圖像的版權(quán)信息。

（5）唯一性。每張圖像只能允許嵌入一種版權(quán)信息，即不能多次對同一圖像嵌入不同內(nèi)容的數(shù)字水印，因?yàn)榘鏅?quán)所有者一般都是唯一的，這也與實(shí)際的版權(quán)保護(hù)法律規(guī)定是一致的，為數(shù)字檔案的可靠性提供證據(jù)。

3 Digimarc圖像濾鏡的使用方法

3.1 嵌入數(shù)字水印濾鏡的方法

使用Embed Watermark濾鏡能夠在圖像中加入著作權(quán)信息，當(dāng)其他用戶使用該圖像時(shí)，會(huì)提醒用戶，該圖像已經(jīng)使用Digimarc Picture Marc技術(shù)在圖像中嵌入了數(shù)字水印，即著作權(quán)已受保護(hù)。Embed watermark嵌入數(shù)字水印之前，要先對數(shù)字圖像進(jìn)行處理。因圖像濾鏡只能用于RGB、Lab、CMYK或灰度圖像，其他模式的圖像需要轉(zhuǎn)換才能嵌入水印。在圖像中嵌入水印之前，需完成全部圖像的編輯操作，然后再使用該濾鏡。圖像在壓縮設(shè)置和色彩設(shè)置以及品質(zhì)設(shè)置時(shí)都應(yīng)盡量選擇較高級別，才能讓經(jīng)過壓縮后的數(shù)字水印更清晰、隱蔽性更好。

數(shù)字水印和電子簽名一樣，由國際上幾大公司提供數(shù)字認(rèn)證。Digimarc濾鏡使用的數(shù)字認(rèn)證理所當(dāng)然由Digimarc公司提供。要在圖像中嵌入數(shù)字水印，必須先到Digimarc公司注冊，申請一個(gè)ID號，然后將這個(gè)ID號碼隨同所有者、制作時(shí)間等著作權(quán)信息一并插入到圖像中。具體操作如下：

（1）申請用戶ID號。打開Photoshop軟件，單擊菜單欄上的Filter選項(xiàng)，依次單擊子菜單Digimarc和bed watermark選項(xiàng)， 即可打開Embed Watermark對話框申請新ID號。

（2）制作圖像濾鏡。在子菜單Digimarc中選擇Copyright Information選項(xiàng)組中勾選上的Copyright Year（版權(quán)年度）、Image ID（圖像號），在文本框中輸入圖像所有者的相關(guān)信息。

（3）設(shè)定圖像濾鏡屬性。數(shù)字水印對著作權(quán)保護(hù)作用關(guān)鍵要對Image Attributes（圖像屬性）選項(xiàng)組中對圖像的以下屬性進(jìn)行合理設(shè)定：Restricted Use（限制使用），Do Not Copy（禁止復(fù)制），Verify（校驗(yàn)）， Watermark Durability（耐久性）。

（4）以上步驟完成后，單擊OK按鈕，就可以嵌入數(shù)字水印。水印一旦嵌入，就不能對其進(jìn)行更改了。如果需要更改設(shè)置必須在單擊OK按鈕之前，重復(fù)（2）或（3）中的操作。

3.2 讀取數(shù)字水印濾鏡的方法

Photoshop軟件中的Read Watermark濾鏡主要是用來讀取圖像中的數(shù)字水印內(nèi)容。含有數(shù)字水印的圖像窗口標(biāo)題欄和狀態(tài)柱上會(huì)顯示出一個(gè)符號。具體操作只需單擊Filter菜單，依次選擇Digimarc和Read Watermark子菜單，Photoshop軟件就會(huì)對圖像內(nèi)容進(jìn)行分析，并彈出一個(gè)對話框顯示創(chuàng)作者 ID、版權(quán)年份和圖像的使用權(quán)限等信息。

若想或者版權(quán)所有者更詳細(xì)的信息，可點(diǎn)擊按“Web 查找”以獲得有關(guān)圖像所有者的更多信息。此選項(xiàng)將啟動(dòng)瀏覽器，并連接到Digimarc公司網(wǎng)站，該站點(diǎn)上顯示了給定創(chuàng)作者 ID 的詳細(xì)聯(lián)系信息。撥打“水印信息”對話框中列出的電話號碼，可得到以傳真方式發(fā)回的信息。如果Photoshop軟件找不到數(shù)字水印信息，或者數(shù)字水印遭到破壞，則會(huì)彈出消息框提示用戶該數(shù)字圖像無水印或水印已經(jīng)損壞。

4 圖像濾鏡使用中的注意事項(xiàng)

（1）由于水印效果不能取消，在嵌入水印之前，需保留一套備份檔案圖片。

（2）濾鏡只能應(yīng)用于當(dāng)前可視圖層，且一次只能應(yīng)用在一個(gè)圖層上。如果要處理分層圖像，則應(yīng)該在添加濾鏡之前拼合圖層，否則水印信息只會(huì)被添加到當(dāng)前編輯的圖層中，其他圖層中無法添加。

（3）濾鏡不能應(yīng)用于位圖模式和48bit RGB模式的圖像，只能應(yīng)用于圖層的有色區(qū)域，對完全透明的區(qū)域沒有效果。

（4）有些濾鏡在內(nèi)存中處理運(yùn)算，所以計(jì)算機(jī)的內(nèi)存容量對濾鏡的生成速度影響很大。

（5）前一次使用的濾鏡將保留在Filter菜單的頂部，可以通過執(zhí)行此命令對圖像再次應(yīng)用上次使用過的濾鏡效果，可減免一些重復(fù)操作的步驟。

（6）如果在圖像濾鏡參數(shù)設(shè)置窗口中對自己調(diào)節(jié)的效果感覺不滿意，希望恢復(fù)到調(diào)節(jié)前的參數(shù)，可以按住Alt鍵，這時(shí)取消按鈕會(huì)變?yōu)閺?fù)位按鈕，單擊此鈕就可以將參數(shù)重置為調(diào)節(jié)前的狀態(tài)。

（7）Digimarc增效工具需要32位的操作系統(tǒng)。它們在64位版本的Windows操作系統(tǒng)和Mac OS系統(tǒng)中不受支持。