時間：2023-03-06 16:04:01
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互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日新月異，使電子商務(wù)的發(fā)展變得更加迅猛。同時網(wǎng)絡(luò)中一些不可預(yù)料的危險環(huán)節(jié)，也使電子商務(wù)安全問題成為人們關(guān)注的焦點。傳統(tǒng)的認證和訪問控制技術(shù)、密碼技術(shù)并不能全面解決電子商務(wù)安全問題，所以一種新興的信息安全技術(shù)——數(shù)字水印技術(shù)被應(yīng)用到電子商務(wù)中。
一、數(shù)字水印定義、功能及原理
數(shù)字水印是信息隱藏技術(shù)的重要分支。所謂數(shù)字水?。―igitalWatermarking）是指嵌入數(shù)字載體(包括多媒體、文檔、軟件等)中的數(shù)字信號，它可以是圖像、文字、符號、數(shù)字等所有可以作為標(biāo)識的信息。數(shù)字水印既不影響原始載體的正常使用及存在價值，也不容易被人感知。
通過隱藏在載體中的標(biāo)識信息即數(shù)字水印，可以達到驗證和確認內(nèi)容提供者、購買者、隱藏信息或判斷載體是否被篡改等目的。
數(shù)字水印算法的原理大都相同，即對時（空）域或變換域中的一些參數(shù)進行微小的變動，在某些位置嵌入一定的數(shù)據(jù)，生成數(shù)字水印，當(dāng)需要檢測時，從載體中提取水印，與原水印進行比較，檢測水印是否被篡改等。近年來研究者從不同角度提高和改進數(shù)字水印算法，其實都是以提高水印的魯棒性為目的的。
典型的數(shù)字水印算法有以下幾類：空域算法，變化域算法，壓縮域算法，NEC算法，生理模型算法等。
二、數(shù)字水印的特點和分類
根據(jù)數(shù)字水印的定義及功能，可以看出數(shù)字水印具有以下幾個特點。
不可見性：數(shù)字水印作為標(biāo)識信息隱藏于數(shù)字作品中，對攔截者而言，應(yīng)不可見。
安全性：數(shù)字水印應(yīng)當(dāng)具備難以篡改或偽造的要求，并應(yīng)當(dāng)具有較低的誤檢測率和較強的抵抗性
魯棒性：在經(jīng)過多種信號處理過程后，數(shù)字水印仍能保持部分完整性及檢測的準確性。
脆弱性：能直接反映出水印是否遭受篡改等。
根據(jù)不同標(biāo)準，數(shù)字水印分為以下幾類。
按照水印特點劃分：魯棒性水印和脆弱水印。
按照水印隱藏位置劃分：時域數(shù)字水印、空域數(shù)字水印、頻域數(shù)字水印等。
按照水印檢測過程劃分：明文水印和盲水印。
按照水印是否可見劃分：可見水印和不可見水印。
按照水印內(nèi)容劃分：有意義水印和無意義水印。
當(dāng)然，數(shù)字水印還可以按照用途、水印載體等多種方式來劃分成更多的小類，這里不再一一列舉。三、數(shù)字水印技術(shù)在電子商務(wù)中的應(yīng)用
數(shù)字水印技術(shù)在電子商務(wù)中的應(yīng)用集中表現(xiàn)在電子商務(wù)安全保護問題中。電子商務(wù)安全可以分為網(wǎng)絡(luò)安全和信息安全。網(wǎng)絡(luò)安全復(fù)雜且受多種因素影響，要解決電子商務(wù)安全問題，必須把信息安全作為問題切入點。
目前，電子商務(wù)信息安全方面已經(jīng)使用到了加密技術(shù)，安全認證技術(shù)等多種安全保護技術(shù)，但仍有部分問題得不到解決。
首先，電子商務(wù)中數(shù)字作品的版權(quán)保護問題。在知識產(chǎn)權(quán)體系日益完善的今天，版權(quán)問題已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點問題，也是數(shù)字作品提供者必須正視的問題。研究者試圖尋找一種方法，既不損害原作品，又達到版權(quán)保護的目的，于是，與傳統(tǒng)水印功能幾乎相同的“數(shù)字水印”被應(yīng)用到電子商務(wù)中。數(shù)字水印技術(shù)利用信息隱藏原理使版權(quán)標(biāo)志不可見或不可聽，“悄然”存在與數(shù)字作品之中。
目前應(yīng)用數(shù)字水印來解決版權(quán)保護問題多用在軟件作品中，比較著名的就是IBM公司的“數(shù)字圖書館”軟件的數(shù)字水印功能，以及Adobe公司的Photoshop軟件中集成了Digimarc公司的數(shù)字水印插件。
其次，電子交易中的電子票據(jù)的防偽問題。隨著商務(wù)活動電子化和自動化的轉(zhuǎn)變，許多交易活動都轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮咏灰祝渲须娮悠睋?jù)的安全保護變得猶為重要。數(shù)字水印技術(shù)可以在交易雙方的電子票據(jù)中嵌入交易時間和簽名等認證信息，使交易過程具有不可抵賴性。而且數(shù)字水印技術(shù)在電子票據(jù)中隱藏了不可見的標(biāo)識信息，無形中也增加了不法分子偽造篡改票據(jù)的難度。水印還具有法律效力，可以在交易出現(xiàn)法律糾紛時，作為證據(jù)使用。
還有，身份驗證信息的真?zhèn)舞b別問題。目前，用于信息安全的加密技術(shù)對于電子形式的身份驗證信息具有良好的保護功能，但無法作為書面憑證進行鑒別。而通過使用數(shù)字水印技術(shù)，把電子身份驗證信息隱藏到普通的憑證圖像當(dāng)中，使身份憑證具有不可復(fù)制和不可抵賴等特性，實現(xiàn)了電子信息和書面信息的雙重保護。
重要標(biāo)識信息的隱藏和篡改提示。許多交易作品的使用必須依賴作品中一些標(biāo)識信息，如果直接把此類信息標(biāo)注在原始作品上，會引起一些不必要的麻煩，而利用數(shù)字水印技術(shù)就可以把重要信息隱藏在原始作品中，通過特殊的閱讀程序（水印檢測工具等）來讀取。數(shù)字水印技術(shù)還可以用于數(shù)字信號的篡改提示，通過水印的狀態(tài)來檢測數(shù)字信號是否遭到篡改。
通信過程的信息隱藏。用于信息安全保護的常用方法是對數(shù)據(jù)進行加密，這樣往往更容易引起攻擊方的注意，從另一個角度出發(fā)，在人類視覺、聽覺等無法感知的范圍之內(nèi)，對各種時（空）域、變換域進行微小的改變，從而實現(xiàn)信息隱藏，達到通信過程信息安全保護的目的。
四、結(jié)束語
數(shù)字水印技術(shù)作為一種新興的安全保護技術(shù)應(yīng)用到電子商務(wù)中，表現(xiàn)出其顯著的作用和功效，因為區(qū)別于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密技術(shù)或安全認證技術(shù)，為信息安全保護領(lǐng)域帶來了新思路。但是，由于目前數(shù)字水印技術(shù)本身并不完善，應(yīng)用到電子商務(wù)中還存在很多實際的問題。例如，水印檢測的簡便性，水印的魯棒性，等等，這些也將作為研究者進一步努力的方向。
論文關(guān)鍵詞：數(shù)字水印；信道容量；高斯噪聲信道;攻擊信道；信息論；
0引言
數(shù)字水印可視為通信理論的一種應(yīng)用[2]。隨著對數(shù)字水印算法可靠性要求的提高，目前的數(shù)字水印不論在數(shù)學(xué)理論上和技術(shù)上均不成熟，對數(shù)字水印系統(tǒng)的公式描述仍然沒有統(tǒng)一的定論，在數(shù)字水印系統(tǒng)最終性能方面存在較多的不確定性[1,7,8]。這些均可以從信息論的角度上尋求解決出路。
數(shù)字水印系統(tǒng)分為水印嵌入編碼，攻擊信道，和水印譯碼三個模塊。這里，我們對一般數(shù)字水印模型提出了改進，在水印嵌入之前加入待嵌入信號預(yù)處理，給出了對于水印通信模型的更加恰當(dāng)?shù)拿枋觯鐖D1。
根據(jù)改進系統(tǒng)框圖，數(shù)字水印的實施過程可分為如下步（只考慮圖像水印）：
（1）密鑰生成：在進行水印處理之前，隨機密鑰經(jīng)偽隨機信號發(fā)生器生成，并在編碼和譯碼端可知；該密鑰與待嵌入消息M和原始載體信宿相互獨立。
（2）形成水印信號：通過一預(yù)處理器對消息M作壓縮或編碼預(yù)處理，同時還可利用原始載體信宿提供的邊信息進行預(yù)編碼，保證水印的唯一性，改善誤碼率，提高通信容量。
（3）水印嵌入：待嵌入消息水印信號M通過某種算法，與密鑰進行相關(guān)處理，被嵌入長為N的載體序列中，生成的圖像水印可表示為，且。
（4）攻擊信道：該生成水印在傳輸過程中將會受到惡意攻擊導(dǎo)致其中的W信號被去除而生成被修改的信號。
（5）提取或檢測水?。航柚驾d體圖像（私有水印或非盲水印），或不依賴原是圖像（公開水印或盲水?。?，利用相關(guān)接收機、匹配濾波器、最大后驗概率譯碼規(guī)則（MAP）來提取或檢測水印。1、信道容量的數(shù)學(xué)分析
水印的信道容量是所有可達速率的上限。根據(jù)理論分析表明[1,7,8]，它由如下三個參量決定：嵌入失真,攻擊失真，以及載體信宿的概率分布函數(shù){PS}。
可以證明：當(dāng)原始載體信源的功率（方差）為，那么對于公開水印和私有水印，其信道容量均不超過。其中：首先定義區(qū)間：
，(10)
通過計算，當(dāng)時，可以得到區(qū)間為空域。當(dāng)區(qū)域非空時，定義水印容量
＝(11)
特別的，當(dāng)載體信源S滿足零均值，方差為且獨立同分布的高斯分布時，公開水印與私有水印具有相同的水印信道容量，且該容量正好等于上限。
2、信道容量計算公式的簡化
上述容量計算公式過于復(fù)雜，可進行如下化簡，根據(jù)水印的信道容量公式(11)，我們有
＝
＝＝
=（12）
而前面(10)已經(jīng)定義區(qū)間：
，
根據(jù)上面的推導(dǎo)，可把暫看作常量，那么容量C決定于中間變量的取值，即根據(jù)適當(dāng)?shù)倪x取值得到最大化的C；但實際上由(10)式我們可以看到的取值范圍又由決定。經(jīng)過適當(dāng)?shù)募s束和簡化，最終我們可以得到
(13)
但考慮到，當(dāng)時，實際上這種攻擊對水印是完全無效的[5];因而攻擊者不會采用。所以進一步給出攻擊失真的取值范。在小范圍失真下，即，有，所以可得到小范圍失真條件下的容量近似公式：
(14)
根據(jù)上式，我們可以看到在小范圍失真情況下，容量與載體信源的統(tǒng)計概率分布無關(guān)。當(dāng)時，根據(jù)上式，可以得到容量C=0.5bit/Symbol。
3、模型的約束性優(yōu)化和擴展
為了更好的理解水印系統(tǒng)，簡化分析，可引入加性噪聲信道的概念。對比乘性信道，加性噪聲信道具有統(tǒng)計分布參數(shù)（如方差）簡單加的特點，這對模型的分析十分有利。實際上，目前關(guān)于信息論的許多研究都從加性噪聲信道分析入手[1，5]。
可以將經(jīng)攻擊偽造后的消息Y寫成如下形式：
其中，，。(15)
圖2數(shù)字水印博弈模型
根據(jù)上式，可將水印理解成一種帶有邊信息的通信博弈[2]。將理解為被傳輸?shù)男盘?，同時受到加性噪聲S的破壞（這里將載體信源看作相對于的加性噪聲）；S在傳輸端可知。而可以理解成一種可加性干擾信號，該信號由決定。那么，當(dāng)失真測量為簡單的差度量度時，該失真度由加在上的干擾限制決定。特別的，在本例中，因，系統(tǒng)失真由加在被傳輸?shù)纳系目偢蓴_功率決定，即功率受限。同樣的，如果，那么可加性干擾信號也是功率受限信號。
考慮信道的輸出為，其中輸入的功率受限為；S為任意的功率受限且各態(tài)歷經(jīng)的過程，并假設(shè)S僅在編碼的時候是可知的，而在解碼是是未知的。為一穩(wěn)態(tài)高斯過程，對編碼和譯碼均不可知。假設(shè)S和相互獨立，其聯(lián)合概率分布與獨立。
考慮S和均為滿足獨立等同概率分布的隨機變量；特別的，S任意分布（可以為非高斯分布），而滿足零均值，方差為的高斯分布。也為滿零均值，方差為的高斯分布，并且與S和的聯(lián)合概率獨立。同時設(shè)輔助隨機變量。那么，有
,(16)
可以證明，在條件下，隨機變量和不相關(guān)，且相互獨立。因和均為高斯分布，那么也滿足高斯分布。又因S和相互獨立，所以隨機變量與也相互獨立。這樣，可以推出如下結(jié)論：
(17)
同時，與獨立表明：
(18)
所以，綜合上述兩式，可以得出：
(19)
Abstract: This paper is mainly about the cement concrete temperature cracks, the concrete temperature control and crack prevention measures are discussed.
Key words: concrete; temperature crack; reason; prevention;
中圖分類號：TU528.45 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2012）
前言
長期以來，水泥混凝土工程的裂縫較為普遍，尤其在橋梁工程和路面工程中，裂縫更是不少。究其原因，主要涉及到混凝土的原材料、配合比、施工工藝及所處的環(huán)境因素等。水泥混凝土因所處環(huán)境中溫度的變化，造成應(yīng)力的變化，從而產(chǎn)生破壞性裂縫，這是裂縫裂縫產(chǎn)生的重要原因。在施工中混凝土常常出現(xiàn)的溫度裂縫，破壞了結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性，對工程質(zhì)量具有顯著的不容忽視的影響。
一、裂縫的原因
混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化、混凝土的脆性和不均勻性、結(jié)構(gòu)不合理、原材料不合格、模板變形以及基礎(chǔ)不均勻沉降等。
混凝土是一種脆性材料，抗拉強度是抗壓強度的1／10左右，短期加荷時的極限拉伸變形只有（0.6～1.0）×10-4， 長期加荷時的極限位伸變形也只有（1.2～2.0）×10-4。由于原材料不均勻，水灰比不穩(wěn)定，及運輸和澆筑過程中的離析現(xiàn)象，造成同一塊混凝土中其抗拉強度是不均勻的，存在著許多抗拉能力很低，易于出現(xiàn)裂縫的薄弱部位。在鋼筋混凝土中，拉應(yīng)力主要是由鋼筋承擔(dān)，混凝土只是承受壓應(yīng)力。在素混凝土內(nèi)或鋼筋混凝上的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應(yīng)力，則須依靠混凝土自身承擔(dān)。一般設(shè)計中均要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力或者只出現(xiàn)很小的拉應(yīng)力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當(dāng)大的拉應(yīng)力，有時溫度應(yīng)力可超過其它外荷載所引起的應(yīng)力。因此掌握溫度應(yīng)力的變化規(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工極為重要?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過程中，由于受到基礎(chǔ)或老混凝上的約束，又會在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現(xiàn)裂縫。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不及時、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往因干縮導(dǎo)致裂縫。
二、 溫度應(yīng)力的分析
2.1根據(jù)溫度應(yīng)力的形成過程可分為三個階段。
早期：自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個階段的兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應(yīng)力。
中期：自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止，這個時期中，溫度應(yīng)力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與早期形成的殘余應(yīng)力相疊加，在此期間混凝上的彈性模量變化不大。
晚期：混凝土完全冷卻以后的運轉(zhuǎn)時期。溫度應(yīng)力主要是外界氣溫變化所引起，這些應(yīng)力與前兩種的殘余應(yīng)力相迭加。
2.2根據(jù)溫度應(yīng)力引起的原因可分為兩類，這兩類溫度應(yīng)力往往和混凝土的干縮所引起的應(yīng)力共同作用。
自生應(yīng)力：邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。例如，橋梁臺身，結(jié)構(gòu)尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應(yīng)力，在中間出現(xiàn)壓應(yīng)力。
約束應(yīng)力：結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應(yīng)力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。
三、溫度的控制和防止裂縫的措施
為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。
3.1 控制溫度的措施
采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，添加外加劑，如引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；在已經(jīng)澆注完成的混凝土表面鋪設(shè)水管，養(yǎng)生的同時進行降溫處理；熱天澆筑混凝土?xí)r用水冷卻碎石，避開日最高溫度時段以降低混凝土的澆筑溫度；施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施；規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度變化。
3.2 改善約束條件的措施
合理地設(shè)置伸縮縫及沉降縫；避免基礎(chǔ)開挖過大；合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加強養(yǎng)護，防止表面干縮，特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫是十分重要。應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生通縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的。
當(dāng)混凝土溫度高于氣溫時應(yīng)適當(dāng)考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。當(dāng)拆模過早，會在表面引起很大的拉應(yīng)力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。但如果在拆除模板后及時在表面覆蓋一輕型保溫材料，如草簾海棉等，對于防止混凝土表面產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，具有顯著的效果。
加筋對大體積混凝土的溫度應(yīng)力影響很小，因為大體積混凝土的含筋率極低。只是對一般鋼筋混凝土有影響。在溫度不太高及應(yīng)力低于屈服極限的條件下，鋼的各項性能是穩(wěn)定的，而與應(yīng)力狀態(tài)、時間及溫度無關(guān)。在混凝土中想要利用鋼筋來防止細小裂縫的出現(xiàn)很困難。但加筋后結(jié)構(gòu)內(nèi)的裂縫一般就變得數(shù)目多、間距小、寬度與深度較小了。而且如果鋼筋的直徑細而間距密時，對提高混凝土抗裂性的效果較好?；炷梁弯摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的表面常常會發(fā)生細而淺的裂縫，其中大多數(shù)屬于干縮裂縫。雖然這種裂縫一般都較淺，但它對結(jié)構(gòu)的強度和耐久性仍有一定的影響。
DOI：10.3969/j.issn.1008-0821.2014.02.012
〔中圖分類號〕G250.76；G203 〔文獻標(biāo)識碼〕A 〔文章編號〕1008-0821（2014）02-0058-04
互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息技術(shù)的飛速發(fā)展極大地推動了數(shù)字圖書館建設(shè)，并進一步帶動了電子圖書的迅速發(fā)展與廣泛普及，給人們的生活帶來了許多方便[1]。但與此同時，電子圖書以數(shù)字信息的形式存在于其創(chuàng)作、編輯、傳播等過程之中，這使得對電子圖書的非法復(fù)制、篡改與非法傳播變得更加容易。為促進數(shù)字圖書館的健康發(fā)展，勢必要加強對電子圖書版權(quán)保護的深入研究[2-3]。微軟的電子圖書DRM（Digital Rights Management）系統(tǒng)使用加密技術(shù)與許可證策略來實現(xiàn)電子圖書內(nèi)容保護，允許用戶進行超級分發(fā)。Adobe的電子圖書DRM系統(tǒng)主要由Adobe Content Server服務(wù)器和Adobe eBook組成。該系統(tǒng)由服務(wù)器端加密Adobe PDF文件，將其與圖書封面縮微圖一起封裝為一本電子圖書，并通過設(shè)置許可使用規(guī)則來限制授權(quán)用戶的文件分發(fā)。書生公司的SureDRM系統(tǒng)是以安全和加密為基礎(chǔ)的一套電子圖書版權(quán)保護整體方案，可為書生公司各種產(chǎn)品包括文檔共享管理系統(tǒng)、數(shù)字圖書館系統(tǒng)、公文服務(wù)器等提供不同安全級別、不同粒度、不同形式的版權(quán)管理機制。方正的Apabi數(shù)字版權(quán)保護方案采用168位的加密技術(shù)生成加密圖書包，利用許可證機制實現(xiàn)數(shù)字版權(quán)管理和保護，防止電子圖書的非法拷貝和傳播[4-5]。任虎利用USBKEY便攜性和USBKEY的ID惟一性特點，將DES加密技術(shù)應(yīng)用在電子圖書版權(quán)保護方面，從而實現(xiàn)對電子圖書版權(quán)的保護[6]。以上DRM系統(tǒng)大多擁有一個加密的分布式媒體，而一旦密碼泄漏，系統(tǒng)就失去了對數(shù)字媒體的控制。另外，加密媒體不能為用戶提供初步媒體預(yù)覽功能。電子圖書版權(quán)保護研究引起了眾多研究人員的廣泛關(guān)注。章光瓊[7]介紹了電子圖書出版中的相關(guān)法律手段與版權(quán)保護技術(shù)措施，對電子圖書版權(quán)保護模式進行了有益的探索。曹潔探討了防火墻技術(shù)、訪問控制技術(shù)、密碼技術(shù)、數(shù)字水印技術(shù)、DRM技術(shù)等電子圖書版權(quán)保護措施，指出從技術(shù)上實施電子圖書版權(quán)保護的可行性與實際意義[8]。徐春在分析國內(nèi)外電子圖書版權(quán)保護方案優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，提出綜合考慮電子圖書版權(quán)保護與用戶方便性的解決方案[9]。張軍亮、朱學(xué)芳[10]提出利用數(shù)字水印技術(shù)進行數(shù)字版權(quán)保護的思路，但該方案通過嵌入不可見水印以實現(xiàn)版權(quán)保護與隱秘通信，不能同時實現(xiàn)多用戶分級共享與版權(quán)保護。為較好地權(quán)衡數(shù)字圖書館應(yīng)用中電子圖像版權(quán)保護與用戶預(yù)覽之間的矛盾，提出面向電子圖書的可逆可見水印方案，促進數(shù)字圖書館中電子圖書的安全流通。
1 電子圖書可逆可見水印方案數(shù)字圖書館中電子圖書均可轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像的形式而存在，為保障電子圖書安全流通，在充分考慮到數(shù)字文檔圖像視覺特性的基礎(chǔ)上，提出電子圖書可逆可見水印方案。該方案主要由可見水印嵌入、可見水印去除兩部分構(gòu)成，方案基本流程如圖1所示。
將該方案應(yīng)用于電子圖書內(nèi)容保護與流通系統(tǒng)，可完成用戶預(yù)覽、訪問安全性、授權(quán)用戶高清瀏覽、用戶違反追蹤等主要功能。用戶預(yù)覽：方案通過在電子圖書嵌入可見水印來宣示版權(quán)，允許用戶瀏覽含可見水印的電子圖書，圖5 恢復(fù)文檔（正確密鑰）
圖6 恢復(fù)文檔（錯誤密鑰）
從而保證了普通用戶對電子圖書的初步預(yù)覽需求。訪問安全性：沒有正確密鑰的非授權(quán)用戶不能有效去除電子圖書中可見水印，從而在實現(xiàn)用戶預(yù)覽的同時有效阻止了非授權(quán)用戶對原始電子圖書的訪問請求，確保了對電子圖書訪問的安全性。授權(quán)用戶高清訪問：擁有正確密鑰的授權(quán)用戶提出原始電子圖書訪問請求時，可使用密鑰有效去除可見水印而無損恢復(fù)原始電子圖書，從而使得授權(quán)用戶可訪問高清電子圖書。用戶追蹤：若在現(xiàn)有方案基礎(chǔ)上，利用無損數(shù)據(jù)隱藏技術(shù)在電子圖書中嵌入用戶數(shù)字指紋，則可經(jīng)由指紋判決策略來識別用戶非法傳播行為，追蹤授權(quán)用戶違法行為。
3 結(jié) 論在充分考慮電子圖書視覺特性的基礎(chǔ)上，提出一種新的文檔圖像可逆可見水印方案。該方案生成的隱秘電子圖書具有較好的視覺質(zhì)量和較高的水印可見性。將該方案應(yīng)用于數(shù)字圖書館中電子圖書內(nèi)容保護與安全流通，可完成用戶預(yù)覽、訪問安全性、授權(quán)用戶高清瀏覽、用戶違反追蹤等主要功能。方案較好權(quán)衡了用戶瀏覽與電子圖書版權(quán)保護之間的矛盾，可較好地應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境電子圖書流通實踐之中。
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中圖分類號：TP309 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044(2012)36-8763-02
數(shù)字水印技術(shù)是數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護的重要手段。通過將版權(quán)信息有效合理地嵌入到數(shù)字產(chǎn)品中，在版權(quán)認證時又能夠及時將其提取出來，從而有力地保證了數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)。分形壓縮[1]著眼于圖像的自相似性（或局部自相似性），以IFS(迭代函數(shù)系統(tǒng))和拼貼定理為基礎(chǔ)，對原始圖像進行分形編碼，從而大大減少了表示圖像的信息量。該文將數(shù)字水印技術(shù)與分形壓縮技術(shù)緊密結(jié)合，使得水印的魯棒性得到了很好的提高。
1 數(shù)字水印技術(shù)
對于一個靜態(tài)圖像，對其原始信號的頻域空間（通過將原始信號進行頻域變換），運用某種算法加入一個水印信號，或在一個寬信道上傳送一個窄帶信號[2] ，都可以看成是數(shù)字水印技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)。
如果用X表示數(shù)字產(chǎn)品的集合、W表示水印信號的集合、K 表示水印密鑰、G表示水印信號生產(chǎn)算法、E表示水印信號加入算法、D表示水印信號檢測算法，整個水印處理系統(tǒng)可用一個六元體（X，W，K，G，E，D）來描述。各個部分之間的關(guān)系可以理解成：G 利用K和X生成W，E再將W加入到X中，待到需要時，用D從已加入水印信號的X中提取出W，進而對數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)進行認證。
2 分形壓縮技術(shù)
分形壓縮技術(shù)主要是通過分形圖像的自相似性（即圖像的局部與整體具有某種相似性），進而對原始圖像進行壓縮編碼與解碼的過程。通?？煞譃閳D像分割、分割碼本、等距變換、編碼、參數(shù)量化、解碼六個子過程（如下）：
3 分形壓縮在數(shù)字水印中的應(yīng)用
由于分形壓縮可將一幅圖像大幅壓縮，比如一個256*256像素的灰度圖像，需要65536B去存儲，而經(jīng)過分形壓縮，僅需3954B存儲空間即可。在數(shù)字圖像中嵌入水印信號的時候，通過將原始水印信號分形壓縮后，再將水印信號的分形碼嵌入數(shù)字圖像中，而非像原來那樣嵌入水印原始信號，就可將水印信息成倍地嵌入。換句話說，原來數(shù)字圖像中只有一個水印信號，而現(xiàn)在卻有多個水印信號備份，即使有局部水印信號被篡改了，也可以通過其他備份信息來加以還原，因此水印的魯棒性大大提高。
參考文獻：
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中圖分類號：TP301文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)19-30137-04
Based on Wavelet Transform in Middle Frequency Watermarking Algorithm
JIANG Liang-hua, HAN Xiao
(Guilin University of Technology, Guilin 541004, China)
Abstract: Digital watermarking is to address information security and copyright protection effective, multimedia has become a hot field of information security technology. Existing digital watermarking technology algorithm mainly concentrated in the space domain to transform domain two, and discrete wavelet transform (DWT) owing to the time-frequency characteristics of the double, and the human visual system(HVS) to match the characteristics of the application of digital watermarking technology more and more widely. In this paper, to overcome the existing wavelet transform low-frequency and high-frequency domain algorithm embedded in the shortcomings raised from the wavelet transform part of the IF choice to be embedded coefficient, and in accordance with human visual characteristics of embedded strength to adjust. The experiment results show that the algorithm can not visible and the robustness of the compromise reached better.
Key words: Digital watermark; Discrete wavelet transform (DWT); Unobtrusiveness; Robustness; middle frequency parts
1 引言
隨著數(shù)字技術(shù)或因特網(wǎng)的發(fā)展，各種形式的多媒體數(shù)字作品（圖像、視頻、音頻等）紛紛以網(wǎng)絡(luò)形式發(fā)表。然而數(shù)字作品的便利性和不安全性并存的，它可以降低成本，高速度地被復(fù)制和傳播，這樣就為創(chuàng)造者和使用者提供了很大的便利，但這些特性也容易被盜版者利用，因而，采取多種手段對數(shù)字作品進行保護，對侵權(quán)者進行懲罰已經(jīng)成為十分迫切的工作。除了與傳統(tǒng)作品版權(quán)保護相類似的法律和管理手段外，還應(yīng)該針對數(shù)字作品本身的特點為其提供技術(shù)上的保護，數(shù)字水印技術(shù)的研究就是在這種應(yīng)用下迅速發(fā)展起來的。數(shù)字水印是實現(xiàn)數(shù)字作品版權(quán)的有效方法，它通過在原始數(shù)據(jù)中嵌入秘密信息（水?。﹣碜C實該作品的所有權(quán)[2-4]。
數(shù)字水印技術(shù)主要集中在空間域和變換域兩類方法[1,3]?；诜謮K的離散余弦變換(DCT)和離散小波變換(DWT)是常用的兩種變換。
在現(xiàn)有的DWT域數(shù)字圖像水印的兩大類方法中，在低頻部分(逼近子圖)嵌入水印盡管抗各種信號處理能力較強，但卻容易引起圖像質(zhì)量下降，從而影響水印的不可見性；在高頻部分（細節(jié)子圖）嵌入水印可以保證圖像質(zhì)量不會有較大的下降，但卻對各種信號處理敏感，水印的魯棒性不強。因此，如能通過適當(dāng)?shù)钠胶?，對水印的不可見性和魯棒性綜合考慮，將會提高水印系統(tǒng)的實用性。設(shè)計出一種既能保證不可見性又能獲得較好魯棒性的水印嵌入方法是本文的幕標(biāo)。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，本文將以二維離散小波變換為基礎(chǔ)，結(jié)合自適應(yīng)技術(shù)，通過對水印嵌入位置的自適應(yīng)選擇（不同載體圖像選擇的嵌入位置不同）和嵌入強度的自適應(yīng)調(diào)整，達到不可見性和魯棒性的最佳折中。
2 離散小波變換(DWT)[5]
小波變換是近幾年興起的的一個嶄新的信號分析理論。它具有良好的時域和頻域局部化特征。通過小波變換，信號被分解為不同頻段不同時段的各個成分。離散小波變換是對連續(xù)小波變換的尺度和位移按照2的冪次進行的離散化得到的，又稱二進制小波變換。離散小波變換可以表示為：
■
其中Ψ(t)是小波母函數(shù)。
實際上，人們是在一定尺度上認識信號的，人的感官和物理儀器都有一定的分辨率，對低于一定尺度的信號的細節(jié)是無法認識的，因此對低于一定尺度信號的研究也是沒有意義的。為此應(yīng)該將信號分解為對應(yīng)不同尺度的近似分量和細節(jié)分量。小波分解的意義就在于能夠在不同尺度上對信號進行分析，還能對不同尺度的選擇根據(jù)不同的目的來確定。信號的近似分量一般為信號的低頻分量，他的細節(jié)分量一般為信號的高頻分量，因此對信號的小波分解可以等效于信號通過了一個濾波器組，其中一個濾波器為低通濾波器，另一個為高通濾波。
如圖1為三級小波分解，可得到原圖像的多級分辨率子圖。
■
圖1 圖像DWT分解模型
其中最高層的低頻子圖集中了被分解圖像的絕大部分信急.刻畫了圖像的主體特征。所以被稱為分解圖像的逼近子圖，人眼對這部分比較敏感；而高頻子圖包含了圖像的細節(jié)信息，刻畫了圖像的邊緣信息，人眼對這部分比較不敏感，但是高頻部分包含圖像的邊緣信息，高頻部分任何的些微改動將影響到圖像的視覺效果。因而為了保持數(shù)字水印的魯棒性，在保證圖像的不可見性的前提下，常常將水印嵌入到圖像的低頻部分，使得圖像的不可見性和魯棒性得到最佳的交匯。
3 水印的嵌入與檢測算法
3.1 水印嵌入算法
3.1.1 水印生成算法
作為版權(quán)保護的初始水印大多為有意義的二值圖像或二值圖標(biāo)，在嵌入之前，往往需要對其進行預(yù)處理，以適應(yīng)嵌入算法。由于本文采用小波變換嵌入水印，而小波變換后系數(shù)有正有負，所以需要對原始水印數(shù)據(jù)(讀取二值圖像得到的0，1序列)進行值域轉(zhuǎn)化，使其變成雙極性序列{-1,1}本文轉(zhuǎn)換方法比較簡單，直接將二值水印序列中的“0”變?yōu)椤?1”，而“1”不變。算法如下：
■(1)
式中，mk為原始水印信息（mk∈{0,1}），M為水印長度，ω為變換后的一維水印序列。
3.1.2 嵌入位置選擇
為了使水印不可見性和魯棒性得到最佳折中，應(yīng)該在小波變換中頻部分嵌入水印。cox等提出水印應(yīng)該嵌入到視覺感知最重要(幅值最大)的分量上，其理由是感覺上重要的分量是圖像信號的主要成分，攜帶的信號能量較多，在圖像有一定失真的情況下，仍能保留主要成分。根據(jù)文獻，水印應(yīng)按小波分解頻帶重要性由高到低的順序嵌入（一層小波分解頻帶重要性由高到低為：LL3、HL3、LH3、HH3、HL2、LH2、HH2. HL1、LH1、HH1）。由此，本文采用層閾值法從小波變換中頻子帶HL3、LH3、HH 3、HL2、LH2、HH2中選擇 個視覺感知重要的系數(shù)，作為待嵌入水印的系數(shù)。
選擇系數(shù)的過程如下：①為每層設(shè)置一個初始閾值■，Cj為第j層所有數(shù)絕對值的最大者(j=2,3)，按照先第三層、后第二層的順序，選擇幅值（絕對值）超過Tj，的系數(shù)，設(shè)第三層選中的系數(shù)個數(shù)為N3第二層選中的系數(shù)個數(shù)為N2；②若選出的系數(shù)的總個數(shù)少于M（水印序列長度），即N3+N2
3.2 水印嵌入算法
為了保證嵌入水印后的圖像質(zhì)量和水印對信號處理的魯棒性，水印應(yīng)嵌入到原始載體圖像的中頻部分，為了達到水印不可見性和魯棒性的最佳折中，對水印的嵌入強度進行自適應(yīng)調(diào)整。原始載體圖像為灰度圖像時水印嵌入過程如下[6]：
第一步，將原始圖像進行三層小波分解(考慮到JPEG2000壓縮也是進行三層小波分解)，得到10幅子圖，記為LL3、HL3、LH3、HH3、HL2、LH2、HH2、HL1、LH1、HH1。
第二步，按照上文所述系數(shù)選擇方法，從HL3、LH3、HH3、HL2、LH2、HH2中選出M個(水印序列長度)待嵌入水印的系數(shù)。
第三步，按照乘性規(guī)則，將二值水印序列嵌入到第二步選出的待嵌入系數(shù)上（用水印序列去修改選出的待嵌入系數(shù)），嵌入時，根據(jù)待嵌入系數(shù)所在的層及子帶方向，對嵌入強度進行自適應(yīng)調(diào)整。嵌入水印的公式如下：
■(2)
其中，Xi,j，Xwi,j分別為嵌入水印前和嵌入水印后的小波系數(shù)，(i,j)為嵌入位置坐標(biāo)，ω={ωk,0≤k≤M}為水印序列，a為全局嵌入強度（可調(diào)），ρlθ為考慮頻率掩蔽特性的局部加權(quán)因子，l為系數(shù)所在的層（l=2,3），θ為系數(shù)字帶方向(θ∈{HL,LH,HH})。本文采用的計算公式為
■ (3)
由于人眼對高頻部分不敏感，所以高頻部分應(yīng)采用較大的嵌入強度。在一小波分解示意圖中，第一層的頻率最高，第三層的頻率最低，同一層中，HH子帶的頻率最高，LL子帶的頻率最低。所以上式中第2層比第3層采用較大的加權(quán)因子，HH子帶比其已子帶采用較大的加權(quán)因子，很好地匹配了人類視覺系統(tǒng)的頻率掩蔽特性。
第四步，將嵌入水印后的系數(shù)(包括被水印修改的系數(shù)和未被水印修改的系數(shù))進行三層小波逆變換，得到含水印圖像。
當(dāng)原始圖像為RGB彩色圖像時，應(yīng)首先將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為YUV格式，然后利用上述步驟將水印嵌入到Y(jié)分量子圖三層小波變換后的系數(shù)上，最后再將嵌入水印后的Y分量子圖結(jié)合U、V分量子圖重構(gòu)RGB彩色圖像。RGB格式與YUV格式相互轉(zhuǎn)化的公式如下[5]：
■ (4)
■(5)
3.3 水印提取算法
水印的提取算法恰是嵌入算法的反序。步驟如下[6-9]：
第一步，將含水印圖像進行三層小波分解，得到 10 幅子圖LL3'、HL3'、LH3'、HH3'、HL3'、LH2'、HH2'、HL1'、LH1'、HH1' 將原始圖像也進行三層小波分解得到 10 幅子圖LL3、HL3、LH3、HH3、HL2、LH2、HH2、HL1、LH1、HH1。如果原始圖像和含水印圖像為RGB彩色圖像，則先把已們轉(zhuǎn)化為YUV格式，再對其Y分量子圖進行小波分解。
第二步，根據(jù)選擇待嵌入系數(shù)時保存的位置密鑰，提取出水印序列。提取公式如下：
■ (6)
式中，(i,j)為嵌入位置坐標(biāo)，■wi,j和Xi,j分別為含水印圖像(可能經(jīng)過信號處理)和原始圖像坐標(biāo)為(i,j)處的小波變換系數(shù)。
此水印提取公式的導(dǎo)出比較簡單，由于嵌入的水印是(-1,1)二值序列，αρlθ為非0正數(shù)，由式（2）可知，無論待嵌入系數(shù)Xi,j是正值或者負值，嵌入水印位“1”時，
嵌入水印后系數(shù)的絕對值將大于嵌入水印前系數(shù)的絕對值，即有|■wi,j|>|Xi,j|；同理，當(dāng)嵌入水印位為“-1”時，有|■wi,j|=|Xi,j|。對于|■wi,j|=|Xi,j|的情況，簡單的令■wi,j>0時，提取出的水印位■k=1，■wi,j
第三步，將上一步提取出的一維水印序列變?yōu)槎S，恢復(fù)出二值水印圖像。
4 實驗仿真
本文實驗采用512×512的lena標(biāo)準圖，水印采用桂林工學(xué)院的?；?。
4.1 嵌入水印后圖像及檢測
水印的不可見性可以通過主觀觀測方法或定量方法來評價。前者在實際中會受到不同觀察者的主觀影響，所以研究中經(jīng)常采用定量方法來度量。本文我們使用峰值信噪比PSNR（PeakSignal-Noise Ratio)來度量水印的不可見性。■。PSNR常用來衡量原始圖像與重構(gòu)圖像之間的相似程度，當(dāng)PSNR>30時，人的視覺很難分辨出原始圖像與重構(gòu)圖像之間的差異。PSNR越大，說明被檢測圖像與原始圖像越相似，水印不可見性越好，相似檢測值PSNR=32.3473，說明具有不可見性。除了用肉眼觀察是否提取出了有效水印，還采用歸一化相關(guān)系數(shù)NC來評價原始水印與提取出的水印之間的相似程度，■，NC=1.0000。
■
圖2 Lena 原始圖像圖3 水印圖像
■
圖4加入水印后的圖像圖5 相似度檢測(32.3473)
4.2 魯棒性實驗結(jié)果
在魯棒性實驗中，我們對于水印常遇到的攻擊進行了評測。對于攻擊后的圖像提取相關(guān)的水印圖像和檢測其PSNR值，來衡量其魯棒性。具體見表1。
表1 對于各種攻擊的魯棒性
■
從表中我們可以看出，在剪切比很小的時候，我們提取出來的圖像水印非常清晰，隨著剪切比的增加，認證圖像的小波系數(shù)也發(fā)生了很大的改變，導(dǎo)致圖像水印的失真增大，但此時圖像的質(zhì)量也嚴重受損，所以在保證圖像質(zhì)量的前提下，我們的方法對剪切操作來說魯棒性還是很強的。另外，我們提取出來的水印的失真情況與壓縮因子的大小有直接關(guān)系，隨著壓縮因子的減小，圖像的壓縮比增大，我們提取的水印失真也不斷增大，但即使這樣，圖像水印的字跡還是可以辨認的，具有一定的魯棒性。同時，對于各種濾波、噪聲攻擊也具有一定的魯棒性。在今后的工作中，我們可以把它應(yīng)用于彩色圖像，以證明它的普遍實用性。
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為了保護數(shù)字圖像,已經(jīng)提出了三種水印:魯棒水印、脆弱水印和半脆弱水印。魯棒水印是很難從數(shù)字圖像內(nèi)容中移除的,這些水印有抵擋故意性或偶然性的失真(如壓縮、縮放、拼貼、濾波、A/D 或 D/A 的轉(zhuǎn)換等等)的能力。由于這些特征,這種方法被用在版權(quán)保護的應(yīng)用中。脆弱水印是很容易被針對嵌入水印后的圖像內(nèi)容的篡改和修改破壞掉的,若從含水印的內(nèi)容中檢測不到水印就表示數(shù)據(jù)已經(jīng)被篡改了,因此這種方法可以被用在數(shù)據(jù)認證的應(yīng)用中。半脆弱水印通?？梢缘謸踝」室庑曰蚺既恍缘氖д?而在遇到惡意攻擊時會被破壞掉,因此可以用半脆弱水印來實現(xiàn)圖像的魯棒性認證和鑒定。在載體是圖像的情況下,當(dāng)使用的水印是魯棒性水印時,我們最為關(guān)注的是圖像的安全性和機密性,但在使用脆弱水印時,我們將不再關(guān)注水印的魯棒性而是在意圖像中細微改變的檢測和定位。作為醫(yī)生診斷病情的重要依據(jù),醫(yī)學(xué)圖像(CT 圖像、核磁共振圖像等)對圖像質(zhì)量的要求特別嚴格,在將數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)學(xué)圖像中時,作為有效保護醫(yī)療信息系統(tǒng)安全的手段,我們需要對其提出更多的要求。如何利用數(shù)字水印技術(shù)解決醫(yī)學(xué)圖像因網(wǎng)絡(luò)傳輸而出現(xiàn)的篡改、竊取等問題,已經(jīng)成為未來醫(yī)療系統(tǒng)發(fā)展過程中迫切需要解決的重要問題之一。
1.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀
1.2.1 數(shù)字水印技術(shù)研究現(xiàn)狀
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展,解決其信息安全的技術(shù)成為了學(xué)術(shù)界的研究熱點,目前,數(shù)字水印技術(shù)就是其中之一。在數(shù)字水印技術(shù)被 Tirkel 等人于 1993 年提出后,因為其橫跨多個學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)術(shù)特點及在經(jīng)濟、信息安全方面的重要性,在相關(guān)組織的積極參與和投資下,數(shù)字水印技術(shù)迅速發(fā)展并出現(xiàn)了多項該方面的專利技術(shù)。這些機構(gòu)包括美國的洛斯阿莫斯實驗室、歐洲的電信聯(lián)盟、德國的國際信息技術(shù)研究中心、微軟公司的劍橋研究院、IBM 公司的 Watson研究中心、朗訊公司的貝爾實驗室等。與此同時,國際上先后發(fā)表了很多關(guān)于數(shù)字水印的學(xué)術(shù)文章,在一些重要的國際會議和學(xué)術(shù)期刊(IEEE、SPIE、Signal Processing 等)上都設(shè)立了關(guān)于數(shù)字水印的技術(shù)?？?qū)ｎ}報道。1996 年,在劍橋牛頓研究所召開了第一屆國家信息隱藏學(xué)術(shù)討論會,數(shù)字水印技術(shù)在其第三屆研討會上成為了大家討論研究的重點,關(guān)于數(shù)字水印技術(shù)研究的文章占到了文章總數(shù)的一半以上。1998 年,國際圖像處理大會專門為數(shù)字水印做了專題討論。第一款商用數(shù)字圖像方面的水印軟件由美國的 Digimarc 公司推出,之后出現(xiàn)的 Photoshop 和Corel Draw 圖像處理軟件都將其集成在內(nèi)。
第二章 數(shù)字水印技術(shù)原理
數(shù)字水印技術(shù)就是指將秘密信息嵌入進作為載體對象的多媒體作品中,其中的載體對象可以是圖像、音頻等不同形式,嵌入的水印可以為數(shù)字產(chǎn)品提供版權(quán)歸屬信息或產(chǎn)品是否真實的證明。數(shù)字水印的嵌入不會影響原產(chǎn)品的使用價值,且不易為人的感知系統(tǒng)(視覺、聽覺等)所察覺。其中的秘密信息就是水印信息,它可以是有實際意義的信息,如用戶序列號、版權(quán)標(biāo)志等信息,但需要通過適當(dāng)變換才可以嵌入到數(shù)字產(chǎn)品中,它也可以是無實際意義的二值序列,可以直接作為待嵌入水印信息。水印的數(shù)據(jù)形式有多種,常見的是一維和二維,也可以是更高的維數(shù),而具體的維數(shù)要由載體對象來確定,比如音頻可以嵌入一維的水印,靜止圖像可以嵌入二維的水印,而動態(tài)圖像可以嵌入的水印則可以是三維的。
2.1 數(shù)字水印概述
1.引言
數(shù)據(jù)庫水印就是在數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)中嵌入水印達到保護數(shù)據(jù)庫所有權(quán)的一種技術(shù)，是近年來數(shù)據(jù)庫安全領(lǐng)域快速發(fā)展的一個重要分支。它可以借鑒多媒體數(shù)字水印技術(shù)的原理和思想，但與多媒體數(shù)據(jù)相比較，關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印技術(shù)要困難很多，因為關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)還有許多特點：
1） 關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)由若干獨立元組組成，每個元組的各個字段的值是確定的，冗余很??；
2） 關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)行和列的順序是無序的；
3） 關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)經(jīng)常要進行增加、刪除、修改。
由于關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)有其自己的特殊性，這些都使數(shù)字水印的嵌入和提取成為難題。因此，數(shù)據(jù)庫水印的算法考慮如下：
( 1) 魯棒性，數(shù)據(jù)庫水印能夠經(jīng)受住數(shù)據(jù)更新和攻擊；
( 2) 透明性，數(shù)字水印不能被用戶察覺，不會因為加了水印而影響關(guān)系數(shù)據(jù)的使用。
2.數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印模型
一般數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印模型主要包括3個算法：數(shù)字水印生成算法、數(shù)字水印嵌入算法和數(shù)字水印提取算法。
2.1數(shù)字水印生成模型
數(shù)字水印可以是文本、圖像等，想把水印嵌入到數(shù)據(jù)庫中，必須要對水印進行預(yù)處理，把它轉(zhuǎn)換成二進制流。水印生成模型如圖1所示：
圖1 數(shù)字水印生成模型
2.2數(shù)字水印嵌入模型
數(shù)字水印的嵌入通常是把處理好的二進制水印通過數(shù)字水印嵌入算法隱藏到數(shù)據(jù)庫的某些數(shù)據(jù)中，而不影響數(shù)據(jù)庫的使用。水印嵌入模型如圖2所示：
圖2 數(shù)字水印嵌入模型
2.3數(shù)字水印提取模型
數(shù)字水印的提取通常是利用密鑰，通過水印提取算法從數(shù)據(jù)庫中提取出水印信號，解預(yù)處理后，再恢復(fù)為原有的數(shù)字水印信號。
圖3 數(shù)字水印提取模型
3.關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印算法
關(guān)系數(shù)據(jù)庫的行被稱為“元組”，列被稱為“字段”。元組是字段的集合，字段有不同的類型和取值，考慮到關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點和不破壞數(shù)據(jù)庫的使用價值，針對數(shù)值型字段值進行數(shù)字水印。在一個數(shù)據(jù)庫里，數(shù)值型字段有1個或多個，他們的有效位數(shù)是不同的，有的有效位數(shù)多，有的有效位數(shù)少，本文采取了對數(shù)值型字段的最低有效位進行數(shù)字水印的嵌入算法。
3.1算法描述
（1）水印預(yù)處理：將文本水印轉(zhuǎn)換為二進制并進行糾錯編碼處理；
（2）水印的嵌入：通過單向哈希函數(shù)HASH確定數(shù)字水印的嵌入位置，然后把二進制水印按順序嵌入到選定元組的數(shù)值型數(shù)據(jù)的最低有效位上；
（3）水印的提?。簩λ?shù)據(jù)庫庫中的數(shù)值型字段計算函數(shù)HASH值，然后順序提取各嵌入位0、1序列，最后再恢復(fù)成水印信息。
3.2數(shù)字水印預(yù)處理
本文采用的是文本水印W，可以由各種字符組成，按照ASCII碼表將每個字符用一個字節(jié)表示，然后順序排列，得到了二進制比特流，然后分成4組，不足的添0補齊。最后用海明碼對水印信息進行糾錯編碼。
有效的糾錯編碼方法有很多種，最簡單也是最早的方法之一是海明碼，它保證了任意兩個編碼信息至少有3個比特不同，并可以對單個比特錯誤進行修正。復(fù)雜一點的編碼有BCH和網(wǎng)格碼，可以糾正更多錯誤。這些編碼經(jīng)常根據(jù)符號糾錯的方法來描述，不同編碼適合不同的錯誤類型。例如，海明編碼處理隨機錯誤效果較好，而BCH編碼處理突發(fā)錯誤（連續(xù)符號群發(fā)錯誤）效果較好。
3.3數(shù)字水印嵌入位置
數(shù)據(jù)庫的容量是巨大的，而水印信號是有限的，要嵌入水印信號的元組數(shù)量遠遠小于數(shù)據(jù)庫包含的元組，因此要選擇一定數(shù)量的元組進行水印的嵌入，以減少工作量和避免對數(shù)據(jù)庫的大量修改。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)經(jīng)常變動，所以要在不同情況下找到嵌入水印的元組就要對數(shù)據(jù)庫中元組進行標(biāo)記．同時在提取水印時，使用一樣的標(biāo)記可以找到這個元組．
3.4數(shù)字水印嵌入算法
1 )將文本水印信息轉(zhuǎn)換為二進制形式；
2 )利用海明碼對二進制水印進行糾錯編碼；
3 )計算HASH值ID和控制因子C，確定數(shù)字水印的嵌入位置T；
4 )根據(jù)T的值，按照水印二進制流的順序，將0、1代碼依次嵌入各數(shù)值型字段的最低比特位。
3.5數(shù)字水印提取算法
1 )針對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)值型字段，計算HASH函數(shù)的值，再通過控制因子C找到嵌入水印的位置；
2 )根據(jù)水印嵌入的位置， 順序提取各嵌入位的0、1序列；
3 )根據(jù)0、1序列恢復(fù)成水印信息。
4.總結(jié)
數(shù)據(jù)庫水印技術(shù)是數(shù)據(jù)庫安全領(lǐng)域的新生事物，雖然數(shù)據(jù)庫水印技術(shù)困難很大，研究進展緩慢，但數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印技術(shù)的研究具有很重要的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。本文闡述了數(shù)據(jù)庫數(shù)字水印的基本原理和通用模型，并具體介紹了一種基于數(shù)值型字段的數(shù)字水印算法，該算法經(jīng)實驗證明具有較強的魯棒性和健壯性。
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中圖分類號:TP309 文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1007-9599 (2010) 10-0000-01
The Applications and Practice of Digital Watermark
in Streaming Media
Zhang Qiaorong
(Northwest Normal University,Lanzhou730070,China)
Abstract:In recent years,digital watermarking industry solved the contradictions have begun to appear,as the watermark capacity is relatively small,can not achieve the desired effect.This paper presents a digital watermarking algorithm food and for its small capacity,it presents an improved scheme.
Keywords:Digital copyright;Digital watermarking;Streaming media applications
隨著Internet的迅猛發(fā)展為流媒體行業(yè)的進步起了關(guān)鍵性的作用,可以說,為流媒體業(yè)務(wù)的增加提供了市場推動力。于此同時,也進一步豐富了流媒體的吸引力,使之更加強大。但擺在我們面前的難題就是,這種迅速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字產(chǎn)品的可復(fù)制性,使得侵權(quán)、篡改和惡意盜版,這些已經(jīng)極大危害了數(shù)字資源的版權(quán)機構(gòu)。
作為數(shù)字版權(quán)的保護的有效技術(shù)手段之一,數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)運而生。數(shù)字水印信息嵌入并隱藏在主文件中,這樣既能夠得到保護又不影響美觀性和可視性。在我國,數(shù)字水印的研究重點是在圖像水印,并取得了很驕人的碩果。在文中我們推出了一種新型的適用于非壓縮視頻的空間域水印方法。并且我們在對改算法分析的同時,對于這種方法容量比較小的現(xiàn)狀,列出了解決的方案。
一、非壓縮視頻的空間域水印算法
非壓縮視頻的空間域水印算法,指的是基于psycho-visual模型,也就是人眼對高紋理或者比較復(fù)雜紋理的區(qū)域失真不很敏感,而且分不清運動快速的物體的具體細節(jié)。實驗確定high-detail雜紋理在時間軸上的迅速改變的區(qū)域來進行水印嵌入。
找出這些區(qū)域是算法的意義所在。為了達到這個目標(biāo),本算法出示了2個選擇嵌人區(qū)域的規(guī)則:motion-detection和detail-detection。這兩個規(guī)則可以進行簡化,就是將其應(yīng)用到圖像分塊的DCT緩緩的系數(shù)的能量上。在這種思路上,一個變換塊的DC系數(shù)集中了塊的平均能量強度,描述了對應(yīng)塊的視頻內(nèi)容的基本屬性,所以,算法用相鄰幀的DC系數(shù)做為motion-detection規(guī)則;同時,算法用變換塊的AC系數(shù)做為detail―detection規(guī)則來確定塊中是否包含high-detail信息。整個塊選擇過程如下。
在視頻序列中抽取k幀的片斷,該幀的大小是m×n,Xi;是原始視頻中的第i幀,這里i=0,1,…,k一1。第一,當(dāng)前幀Xi;被分成8×8的互不重疊的塊,其中Xi,j表示第i幀的第j塊,j=0,1,…,(m/n)/64―1。對每個塊做DCT變換,得到變換塊Xi,j。不失一般性,DCT系數(shù)從低頻到高頻排列,例如,Xi,j,o。是DC系數(shù)。接著,這塊在2個層次上做如下劃分:在inter-frame層次上,根據(jù)AC系數(shù)能量把幀中塊劃分為2類:low-detail類和high-detail類。這里,變換塊Xi,j中的AC系數(shù)的能量用EAC (i,j)表示,即
如果EAC (i,j)表小于一個預(yù)先定義的閾值TD,那么塊Xi,j就被劃分到low-detail類,相反,它被劃分到high―detail類,該類用集合S1:{Xi,d1,Xi,d2,…}表示。在intra-frame層次上,當(dāng)前幀的變換塊Xi,j。需要和臨近幀中對應(yīng)的塊比較。在這里為了簡單起見,算法只考慮上前一幀,即第(i-1)幀。這里定義DDC(i,j)表示相鄰2塊DC系數(shù)差的絕對值,作為motion―detection規(guī)則,表示為:
DDC(i,j)=丨X’I,j,o-X’i-1+j+0丨
如果DDC(i,j)小于一個預(yù)先定義好的閾值TM,那么當(dāng)前幀的X“被劃分到slow―motion類中,相反,該塊被劃分到fast―motion類中,該類用集合表示為
S2:{Xi,m1,Xi,m2,…Xi,mp}
對于每一個幀,那些同時在集合S1和S2中的塊的集合表示為
S3:{Xi,e1,Xi,e2,…,Xi,en}
只有在集合S3中的塊才適合嵌入水印。對所有的幀都做如上選擇,就可以得到每個幀中適合嵌入水印的塊。這里,選擇合適的TD和TM達到視頻質(zhì)量和水印冗余度的一個折中。
二、測試結(jié)果及分析
測試中,Visual 2003環(huán)境下,實現(xiàn)上述算法,并在一段視頻中嵌入了“中國論文下載”字,是一個20×20的圖像,水印信息為400位,下面給出了圖1-圖2的實驗測試效果圖。
圖1與圖2對比可以看到,水印的嵌入并沒有影響源視頻質(zhì)量,從測試結(jié)果可以看到,效果是可以接受的,能夠分辨出嵌入的水印信息,達到了預(yù)期目的。
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中圖分類號：TP301文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2008)17-21511-03
1 引言
隨著數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種數(shù)字作品在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用越來越多，數(shù)字產(chǎn)品盜版和篡改問題也越來越嚴重。因此，數(shù)字作品版權(quán)保護也越來越得到人們的重視。數(shù)字水印作為數(shù)字作品版權(quán)保護的有效辦法，也受到越來越多的重視和應(yīng)用。所謂數(shù)字水印就是將某種識別信息嵌入到數(shù)字作品中，使得這種識別信息可以作為數(shù)字作品持有者對其所有權(quán)的一種憑證。到目前為止已經(jīng)出現(xiàn)了許許多多的水印算法，總體上可以分為時空域和頻域兩種?？臻g域方法是指通過直接改變像素的亮度或彩色光帶或在這兩者之上疊加一個調(diào)制信號的方式嵌入水印信號。變換域數(shù)字水印方法是指將水印嵌入到多媒體數(shù)據(jù)的變換域上。常見的變換域方法有DCT，DFT和DWT。
在圖象壓縮領(lǐng)域，人們通過研究小波系數(shù)跟HVS(人類視覺系統(tǒng))的關(guān)系來提高壓縮效果。近些年許多基于小波域的水印算法都采用了這種技術(shù)。Lewis和Knowles在文獻[3]中采用對小波系數(shù)進行量化的方法實現(xiàn)圖象的壓縮，其中的量化數(shù)組根據(jù)人眼對噪音的敏感度自適應(yīng)地得到，由此建立了小波系數(shù)的視覺模型。
Barin等在文獻[4]中對這種視覺模型進行了改進，并將其應(yīng)用到數(shù)字水印的嵌入過程。對原始圖象進行4級小波分解，然后根據(jù)視覺模型對每一級小波的中、高頻部分系數(shù)進行了修改來嵌入水印。通過對含水印的圖象分析，結(jié)果顯示水印隱藏在圖象的紋理比較多、亮度比較暗的地方，還有圖象的邊緣地區(qū)。Barni 視覺掩蔽模型是從亮度、紋理和小波特性等多方面對每個像素點計算視覺掩蔽強度，考慮因素比較全面，但計算量大，計算效率低。
黃達人、劉九芬和黃繼武在文獻[5]提出了另一種小波域水印算法。對原始圖象進行了3級小波分解后，將3級小波分解后的原始圖象的所有小波子帶分割成大小相等互不重疊的子塊且大小與水印的大小相同。將小波塊分為兩類:(1)具有較弱紋理(2)具有較強紋理。不同的類嵌入的強度不同。但水印的圖象JPEG壓縮后，失真比較明顯。
本文算法將水印分成兩半，分別嵌入到3級子帶和2級子帶中。將2、3級子帶分塊且大小和水印的大小相同。對小波子塊做更細的分類，不同的類嵌入強度不同。水印在嵌入前進行DCT變換。這樣做是為了更好的保證水印的不可見性
2 水印的嵌入和提取
2.1 水印的嵌入
Step1：宿主圖象O 做3次小波變換得到不同分辨率的細節(jié)子圖Chi、CVi、CDi（i=1,2,3）和一個逼近子圖CA3；
Step2：Chi、CVi、CDi（i=2，3 ）和CA3;劃分小波子塊且大小和水印相同；
Step3：計算每塊小波子塊的最合適的嵌入強度；
（1）考慮HVS特性對小波子塊的敏感性。
設(shè)任一小波子塊為Wk對Wk進行亮度劃分時，將Wk分成亮和暗兩類設(shè)整個圖像的小波系數(shù)均值為 mean ，Wk的小波系數(shù)均值為meanwk。meanwk≥ mean ，then Wk為亮子塊，else Wk為暗子塊。在對紋理劃分若滿足
max(Wk)-mean(Wk) ≤JND(Wk)
max(Wk)-mean(Wk) ≥JND(Wk) （1）
則我們就說Wk為均勻子塊,否則為非均勻子塊.其中JND(wk)=a*mean(Wk),mean(Wk)表示W(wǎng)k的平均數(shù)值,a為常數(shù).
最后，對非平滑塊進行劃分，方法見文獻[5]。至此,小波子塊按分為亮度分為暗和亮兩類,按紋理被劃分為綜上所述3類，可將所有的中.低頻小波子塊劃分為s1,s2,s3三類, 對不同類的小波子塊，設(shè)它對噪聲的掩蓋因子為ρsi
（2）考慮小波子帶對噪聲的敏感性。
對圖像進行小波變換后，人眼對不同方向不同層次的中高頻子圖像中的噪聲比較不敏感，特別是對45度方向高頻子圖像中的噪聲更不敏感（如CH子帶）。本文取文獻[4]的模型。設(shè)不同層l(l=2、3)小波子帶對噪聲的掩蓋因子記為Sl.o
Step4：對每塊小波子塊都按(6)式嵌入整個的水印信號Wd 。嵌入公式為:
Fkk(x,y)=Fk(x,y)+β.νWd(x,y)（4）
其中β為大小可變的比例因子, ν=ρsi*Sl.o自適應(yīng)系數(shù)
Step5：對嵌入水印后的小波子塊進行IDWT得到嵌入水印后的圖象Y
2.2 水印的提取
水印提取實際上是水印嵌入的逆過程, 需要用到原始圖像, 通過對原始圖像和嵌入水印后的圖像同時進行小波變換, 計算出3、2層每個小波子帶、小波子塊的嵌入數(shù)值, 逆運算求出嵌入的水印信號。把在每個小波子帶、小波子塊得到嵌入的水印信號進行平均,得到嵌入的置亂后的確認水印Wd1和Wd2最后,對Wd進行調(diào)解.對提取出的水印信號Wd進行反置亂.得到恢復(fù)的水印信號,記為Wd*。
3 實驗結(jié)果和分析
對水印的可感知性進行評估可以通過主觀測試或者質(zhì)量度量來衡量。主觀測試對最終的質(zhì)量評價有一定的使用價值，但研究和開況并不實用。
在這種情況下，量化失真的度量也就更加有效，并且也使不同的方法間的比較也趨向于合理，因為結(jié)果不依賴于主觀評定。一般采用的度量標(biāo)準是峰值信噪比(PSNR).
在常用的視頻序列和商用圖象的應(yīng)用中，取K=8，在一些文獻中，直接將αmax2=255代入到公式中。
水印信息的評價采用NC作為評價標(biāo)準。
實驗中使用Haar小波進行分解，選取"Lena","pep-pers","barb"3幅大小為512*512的經(jīng)典原始圖象作為原始圖象。64*64的二值圖象作為水印。
為了平衡不可見性和穩(wěn)定性，選取β=33作為調(diào)節(jié)因子，如圖1所示。圖1(a)為512*512的原始灰度圖象，圖1(b)為嵌入水印后的lena圖象(PSNR=46.73),圖1(c)為64*64的水印信息，圖2(d)為提取的水印信息(NC=0.998)。
由表1可以看出本算法與文獻[5]算法的比較結(jié)果。在選取不同的原始圖象時,本算法的PSNR值都要高出5db左右。
幾種攻擊測試和結(jié)果如下所示：
（1）JPEG壓縮。表2為兩種算法JPEG壓縮后的檢測結(jié)果比較，其中QF為壓縮因子，PSNR是根據(jù)原始圖象和JPEG壓縮后的圖象水印圖象求出的值。
當(dāng)QF小于30時水印可以準確地提取。當(dāng)QF=15時含水印圖象已經(jīng)有了非常嚴重的失真，但是根據(jù)提取的水印圖象仍
能辨認夠出 “花朵”。
（2）添加高斯噪音攻擊。表3中Density為密度因子范圍為1~100，實驗結(jié)果證明本算法對高斯攻擊具有較強的穩(wěn)定性。
（3）中值濾波。表4使用中值濾波進行了攻擊測試，提取水印圖象中的漢字能夠被明顯地辨認出來。
（4）剪切。提取水印圖象中的“花“漢字能夠被辨認出來。
4 結(jié)論
提出了一種基于人類視覺系統(tǒng)的小波域數(shù)字水印算法。從實驗結(jié)果可以看出。嵌入水印圖象具有更好的不可見性。這主要歸功于對小波塊的進一步分類和對水印進行DCT變換。攻擊檢測證明本算法對JPEG壓縮、添加高斯噪音、中值濾波、剪切等常見的水印攻擊上，具有較強的穩(wěn)健性。
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[8] 張洪,劉曉云.基于小波變換的自適應(yīng)公鑰數(shù)字水印[J].電子科技大學(xué)學(xué)報,2007(01).
中圖分類號：TP309.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2012）11-0129-02
1、音頻數(shù)字水印
作為解決數(shù)字產(chǎn)品版權(quán)保護問題的重要手段，數(shù)字水印技術(shù)非常值得我們關(guān)注。它利用人類的聽覺和視覺特性，在保證從感覺和統(tǒng)計上都是不可察覺的情況下，往視音頻媒體里嵌入與視音頻媒體無法分開的信息，從而跟蹤視音頻媒體的使用情況，并借助相關(guān)技術(shù)手段來保證視音頻得到合法使用。
音頻數(shù)字水印的基本思想是：利用人類的聽覺特性，在保證從感覺和統(tǒng)計上都是不可察覺的情況下，向數(shù)字音頻數(shù)字產(chǎn)品中嵌入水印信息（可以是版權(quán)標(biāo)志、用戶序列號或者是產(chǎn)品的相關(guān)信息），并使得該信息一直“粘”在音頻媒體上，無法分開[1]。這樣我們就可以一直跟蹤音頻媒體的使用情況，對其版權(quán)進行有效的保護。
2、離散小波變換概述
離散小波變換相當(dāng)于對信號進行具有低通和高通性質(zhì)的雙通道濾波處理，其低通濾波器輸出的信號是原始信號的近似信號，高通濾波器輸出的是原始信號的細節(jié)信號。經(jīng)一次DWT變換，把原信號的頻帶分為高頻和低頻相等的兩部分，第二次變換后，低頻部分頻帶又被等分為高頻和低頻部分。在實際應(yīng)用中，大多數(shù)信號低頻部分表示的是其原始信號的特征，高頻部分和擾動、噪音等聯(lián)系在一起[2]。如果除去高頻部分，原始信號的基本特征依然能夠保留。低頻部分表示的是其原始信號的輪廓、特征，而高頻部分往往是表示的細節(jié)。所以，我們選擇將水印嵌入到經(jīng)DWT處理后的低頻部分，來提高算法的穩(wěn)健性能。
3、水印圖像置亂
通過置亂的方法可以把要嵌入的水印圖像的像素在整體數(shù)量不變的原則下把順序打亂。通過水印圖像像素的錯亂分布來提高水印的魯棒性。其方法有很多種，比如有、Hilbert、Arnold、幻方、混沌、圖像仿射變換等等置亂技術(shù)有很多種，從容易實現(xiàn)及計算量小的方面考慮，本論文取用基于Arnold變換的置亂方法[3]。
4、水印算法流程圖
（1）嵌入水印算法流程圖如圖1所示。
（2）提取水印算法流程圖如圖2所示。
5、算法實現(xiàn)
（1）原始音頻分段處理：設(shè)A是原始音數(shù)據(jù)，根據(jù)音頻文件類型可以把其分為兩個部分AH和AL：A=AH+AL，AH是和文件屬性相關(guān)的部分，對其可以不做處理。AL為能夠嵌入水印的部分，長度為L，若a（I）為AL第I個數(shù)據(jù)幅值，可表示為：A={a（I），0I
（2）水印圖像處理：我們選取的水印為大小為64×64的二值圖像，可表示為：M={m（I，j），0≤I＜64，0≤j＜64}m（I，j）{0，1}。將原始水印圖像的二維數(shù)據(jù)變?yōu)橐痪S數(shù)據(jù)，則處理后的水印信號可以表示為：V={v（k）=m（I，j）， k=I×64+j，k=64×64}
（3）水印置亂：為了使水印有更好的魯棒性，對嵌入的水印進行置亂處理，在這里對圖像進行了Arnold進行置亂，置亂次數(shù)n，可以作為提取水印的密鑰（key）。
（4）原始音頻信號小波分解：選擇合適的小波基進行一維小波三級分解，如公式：DL=DWT（AL）=CA3+CD3+CD2+CD1。cA3、cD3是三級分解的近似分量和細節(jié)分量，cD2和cD1是二級和一級小波分解的細節(jié)分量。由于小波分解的近似分量是信號的低頻部分，往往是最重要的，水印嵌入在這部分可以增強水印的穩(wěn)健性。因此，提取這部分小波系數(shù)來進行下一步的變換。
（5）水印信號的嵌入：令CK=CA3這里通過修改系數(shù)來進行水印的嵌入，設(shè)為嵌入水印后的音頻信號，則利用乘性規(guī)則得到如公式（1）。
（0≤k≤K） （1）
公式（1）中的a是大于0的比例因子，通過調(diào)節(jié)它的大小，在具有聽覺不可見性的同時，又能保證所水印的信號強度，以便能準確的把嵌入的水印從音頻信號中提出，又不會影響其他系數(shù)值的大小。
（6）離散小波逆變換：以C*代替cA3，得到嵌入水印后的小波，變換可以描述為：A’L=C*+cD3+cD2+cD1，然后坐DWT變換，變換后就能得出時域中包含數(shù)字水印的音頻信號：A’L=IDWT（D’L）。將A’L替換AL就能得出最終包含水印信息的音頻：Aw=AH+A’L。
（7）水印的提?。和ㄟ^排序選擇長度滿足水印長度的Csk，進行水印提取，根據(jù)水印嵌入的位置和原始音頻信號的Ck，依據(jù)乘性規(guī)則逆向求解公式（2）可得到數(shù)據(jù)序列。
（2）
（8）逆置亂：將得到的序列{v’（k）}進行逆置亂，得到水印信號的一維序列{v（k）}。
（9）升維處理：對水印序列{v（k）}作升維處理見公式（3），將一維的序列變?yōu)槎S的圖像：Ws={ws（I，j）=vk，0≤i≤M1-1，0≤j≤M2-1，k=I×M1+j} （3）
6、結(jié)語
本文對變換域內(nèi)，對離散小波域的音頻水印算法的進行了研究與實現(xiàn)。利用離散小波變換和離散小波逆變換，將水印圖像經(jīng)過置亂處理后嵌入到音頻信號中并提取。筆者將該算法通過仿真軟件實現(xiàn)水印圖像的嵌入，音頻信號的小波變換，水印圖像的嵌入及提取。并且在各種攻擊下對水印的魯棒性進行了測試。從實驗結(jié)果分析出該水印算法有較好的魯棒性。
參考文獻
