摘 要：本文提出了一种基于DCT的虚拟数字水印算法。它是将水印作为定义在图像某些特征信息上的一组数据信息嵌入到载体图像中，从而加强和改善数字水印技术的不可见性和稳健性。
关键词：虚拟水印；DCT；版权保护
1引言
随着数字技术的发展和网络的普及，数字媒体的复制和通过网络传播对媒体的原始拥有者的权益造成了直接的或潜在的威胁。在多媒体中加入数字水印可以确立版权所有者、认证多媒体来源的真实性、识别购买者、确认所有权认证和跟踪侵权行为。本文介绍了一种新型的数字水印技术——虚拟水印技术并加以实现。
2虚拟水印的介绍
虚拟水印是将有较少量或很少量的关键信息根据传统的水印嵌入方法被嵌入到载体数据中，但这些很少量的关键信息可被数据扩展技术进行扩展形成完整水印，并可被编码技术进行完整性和安全性保护。可以有效回避现在几乎所有水印技术必须要解决的水印不可见性和稳健性之间的矛盾问题，而且虚拟水印还不存在传统水印在嵌入信息量上的限制，可以根据需要不断扩展其水印信息量。
3虚拟水印的嵌入算法
（1）合法用户在调用任意的数据信息时，会由系统自动使用该用户的私钥对某些少量的标志信息进行加密，生成数字水印；由于用户的私钥信息被隐含在水印信息中，使得用户和数字水印信息有一对一的对应性，用户无法否认或抵赖；
（2）采用纠错码编码技术对生成的水印信息进行编码，利用增加的冗余信息增强数字水印的稳健性，得到关键数字水印；此外，根据编码的方式不同可以形成一级索引，这里形成的索引是目标多级索引中的一部分，而多级索引的引入则是为了提高和加强数字水印的跟踪性能和效率；
（3）利用伪随机序列生成系统或线性反馈生成器对编码后的数字水印进行数据序列扩展，再将一个有意义的数据序列与扩展后数字水印进行对合运算，得到有意义的扩展数字水印；这里可根据有意义的数据信息内容上的差别生成二级索引；
（4）采用Arnold置乱和混沌加密系统对有意义的扩展数字水印分别进行置乱和加密，使数字水印的安全性得到加强，然后将最终得到的序列作为密钥序列存储入主服务器中；同时，可根据加密密钥的不同生成三级索引；
（5）选取稳健数字水印的嵌入算法，利用载体数据的DCT 域，在低频系数中将少量的关键数字水印进行嵌入
水印嵌入遵循以下三个基本步骤：
1)子块选择。子块的选择依据一种特征值的计算过程：首先计算子块B的像素中值P;然后计算矩阵B-P。这样，子块的选择可以根据水印码进行匹配实现，即:若码位为0，选择特征函数值为-1的子块;否则，选择特征函数值为1的子块。
2)变换与嵌入。依次扫描加密编码后的水印码位值，据此扫描序列中与其匹配的第一个未标识子块，并给该子块做标识;对该块做离散余弦变换，将水印按下式嵌入到比较大的AC系数上。
AC′=AC +w×α(7)
其中，AC表示某比较大的系数值，w为水印码相应位值，α为放大系数。一般选择α∈ 冯茂岩,冯波,沈春林; 基于分块 DCT变换和 Arnold置乱的自适应图像水印算法; 计算机应用, Computer Applications,2008(1).
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