[发明专利]手写特征与数字文件浮水印融合方法

说明书

技术领域

本发明属于数字水印领域，尤其涉及一种手写特征与数字文件浮水印融合方法。

背景技术

1954年，出现了第一个与“数字水印”方法类似的技术实例。当时，美国Muzac公司的email hem Brooke申请了一项名为“Identification of Sound and Video Singles”的专利。该专利描述了一种将标识码不可感知的嵌入到音乐中而证明所有权的方法。这是迄今为止所知道的最早的电子水印技术。1994年trike等人在一次国际重要学术会议上发表了题目为“A Digital Watermark”的第一篇有关数字水印的文章，提出了数字水印的概念及可能的应用，并针对灰度图像提出了两种向图像最低有效位中嵌入水印的算法。1996年在英国剑桥牛顿研究所召开了第一届国际信息隐藏学术研讨会，标志着信息隐藏学的诞生，而作为信息隐藏学主要分支之一的数字水印技术的研究也得到了迅速的发展。到1999年第三届国际信息隐藏学术研讨会，数字水印成为主旋律。

数字水印是指将特定的信息嵌入数字信号中，数字信号可能是音频、图片或是影片等。若要拷贝有数字水印的信号，所嵌入的信息也会一并被拷贝。数字水印可分为浮现式和隐藏式两种，可被看见的水印（Visible watermarking），其所包含的信息可在观看图片或影片时同时被看见。按水印的特性可以将数字水印分为鲁棒数字水印和易损数字水印两类。鲁棒水印(Robust Watermarking)主要用于在数字作品中标识著作权信息，利用这种水印技术在多媒体内容的数据中嵌入创建者、所有者的标示信息，或者嵌入购买者的标示（即序列号）。在发生版权纠纷时，创建者或所有者的信息用于标示数据的版权所有者，而序列号用于追踪违反协议而为盗版提供多媒体数据的用户。用于版权保护的数字水印要求有很强的鲁棒性和安全性，除了要求在一般图像处理（如：滤波、加噪声、替换、压缩等）中生存外，还需能抵抗一些恶意攻击。易损水印（Fragile Watermarking），与鲁棒水印的要求相反，易损数字水印主要用于完整性保护，这种水印同样是在内容数据中嵌入不可见的信息。当内容发生改变时，这些水印信息会发生相应的改变，从而可以鉴定原始数据是否被篡改。易损水印应对一般图像处理（如：滤波、加噪声、替换、压缩等）有较强的免疫能力（鲁棒性），同时又要求有较强的敏感性，即：既允许一定程度的失真，又要能将失真情况探测出来。必须对信号的改动很敏感，人们根据易损水印的状态就可以判断数据是否被篡改过。

信息技术的发展，使得很多传统的文件档案都变得无纸化，电子化。然而，由于电子文档比起纸质文档来更易被修改，很多重要的文档仍然使用传统的纸质保存方案。人们觉得在纸上签名认证过的文档可以受到相应的重视和保护。可是这与日趋成熟的电子信息化产生了一些矛盾。在此，也略为介绍数字水印技术的特点：

鲁棒性——指数字水印不会因为数字文件的某种“改动”(包括传输过程中的信道噪声、滤波操作、D／A或A／D转换等)而导致隐藏信息丢失的能力。

透明性——指向作品中嵌入水印不应引起被保护作品明显的降质现象。

不可检测性——指隐蔽载体与原始载体具有一致的特性，使非法拦截者无法判断隐蔽载体是否载有数字水印。

可证明性——水印算法能识别被嵌入到被保护对象中的所有者的有关信息，如注册的用户号码、产品标志或有意义的文字等，并能在需要的时候将其提取出来，从而判别对象是否受到保护，并能够监视被保护数据的传播、真伪以及非法拷贝控制等。

安全性——指它必须能够承受一定程度的人为攻击，而使隐藏信息不会被破坏。

可调整性与共存性——指在许多具体应用中插入水印后仍能调整它，同时允许多个水印共存于一个隐藏对象中。

自恢复性——指信息隐藏系统能够只从被操作变换后遭到破坏的片段数据中来恢复隐藏信号，且不需要宿主信号的性能。

在图像水印方面，我们进行了相关内容的调查研究，基础的图像水印技术算法分类如图2所示，在分类树的后面，我们对现有的图像水印技术算法进行介绍。

典型的水印添加算法分为两个大类。一种是时/空域算法，如最低有效位（LSB）算法，Patchwork算法。另一大类是变换域水印算法，经典之作为离散余弦变换（DCT），此外还有小波变换（DWT）而这两种变换主要是基于傅里叶变换（DFT）。除了时/空域变换算法和频域变换算法之外，其他的还有诸如压缩与算法、NEC算法、生理模型算法等各种添加算法。

<1>空间域算法