數(shù)字水印及其評價標(biāo)準(zhǔn)研究

徐其江

摘 要 所謂數(shù)字水印，就是在數(shù)字媒體信息中添加某些數(shù)字信息，來保護數(shù)字媒體的版權(quán)，同時達(dá)到證明產(chǎn)品的真實可靠性和跟蹤盜版或者提供產(chǎn)品的附件信息的功能。同時數(shù)字水印要求水印信息嵌入在載體中，不影響原始文件的可觀性和完整性。不同的角色和應(yīng)用場景對數(shù)字水印的特性有不同的要求，因此，有必要研究數(shù)字水印系統(tǒng)的評價標(biāo)準(zhǔn)問題。數(shù)字水印的特性對水印系統(tǒng)的性能提供了準(zhǔn)確的評估，如何在各種性能評價準(zhǔn)則下選擇性能的指標(biāo)，則是由具體應(yīng)用來決定的。

關(guān)鍵詞 數(shù)字水印 評價標(biāo)準(zhǔn) 研究

衡量數(shù)字水印系統(tǒng)最重要的三個指標(biāo)是：容量、保真度、魯棒性。下面分別對數(shù)字水印的這三個性能進行詳細(xì)介紹與分析。

1容量

衡量通信系統(tǒng)性能的一個關(guān)鍵指標(biāo)是信道容量，信道容量是指單位時間內(nèi)信道所能傳輸?shù)淖畲笮畔⒘?，它給出了通信系統(tǒng)傳輸信息的理論極限。數(shù)字水印作為通信系統(tǒng)，自然具有信道容量。理論上，任何信道都可以使用條件分布Py|x（x）刻畫信道特征，使用x的分布概率Px（x）來計算傳輸符號與接收符號之間的互信息I（X；Y），則由以上可得信道容量如公式1-1所示。

圖像的峰值信噪比在一定程度上反映了圖像數(shù)據(jù)處理前后的變化情況，其所反映的是圖像數(shù)據(jù)變化情況的統(tǒng)計平均。一般來說，圖像處理前后的峰值信噪比越小，圖像的質(zhì)量降低的就越多。

3魯棒性

魯棒性是數(shù)字水印算法在經(jīng)過常規(guī)的信號處理后如攻擊、傳輸?shù)龋阅軝z測到水印的能力，它是數(shù)字水印技術(shù)最基本的同時也是最重要的特征之一。對于載體為圖像的數(shù)字水印來說，圖像常常受到低通濾波、壓縮和縮放等攻擊處理。水印的魯棒性要求圖像在經(jīng)過此類處理后，仍然可以提取出水印。

度量數(shù)字水印算法的魯棒性主要有兩個標(biāo)準(zhǔn)：相關(guān)性和誤碼率。

3.1相關(guān)性度量

目前已有的相關(guān)性度量方法有三種：線性相關(guān)、歸一化相關(guān)和相關(guān)系數(shù)。

檢測時，通過Zcc（V1，V2）將與預(yù)定值比較，來判斷提取的水印信息V1與嵌入的水印信息V2相似度。

通過對于數(shù)字水印和數(shù)字水印評價體系的研究，我們可以全方位地保護數(shù)字信息的完整性和正確性，從而可以保護相關(guān)數(shù)字媒體的版權(quán)，保證其真實有效和跟蹤保護。