图像水印

Abstract

图像水印是在不影响载体图像原本使用价值的前提下,将水印标识直接嵌入到载体的技术,满足了数字图像产品的 产权保护篡改检测 等技术需求。

水印分类

性能要求

在不同的水印应用中,对水印的性能要求也不尽相同,故需要具体问题具体分析,下列出水印的几个常见性能维度:

  1. 不可见性:对原始载体图像造成较小的影响,使得攻击者无法从视觉上发现秘密信息的存在
    • 峰值信噪比 PSNR
    • 结构相似性 SSIM
    • 视觉信息保真度 VIF
  2. 鲁棒性:水印抵抗 压缩、缩放 等图像处理操作,以及 恶意攻击 的能力
  3. 容量:嵌入水印信息多少和载体图像大小的比例
    • 每个像素的嵌入比特数 bpp
    • 每个系数的嵌入比特数 bpc
  4. 实时性:图像水印算法的计算复杂度
  5. 盲检测:是否不需要原始载体图像,特别是在版权保护和内容认证的应用需求下
  6. 篡改检测 / 篡改定位 / 篡改恢复
    • 误检率 PEDR

水印应用

版权保护

主要是 鲁棒图像水印技术,在图像作品中嵌入版权标识等秘密信息的技术。这些版权标志在作品传输的过程中需要能抵抗各种攻击,使得接收方能够在被攻击的作品中提取到版权信息以保护作品所有者的版权。

内容认证

主要是 脆弱水印水印算法,在图像中隐藏脆弱水印,这些脆弱水印无法抵抗任何图像处理操作,接收方可以通过脆弱水印判断接收到图像是否为原始作品。

篡改提示

主要是 半脆弱图像水印算法,在图像作品的各个区域隐藏半脆弱水印,使得接收方能够通过水印确定图像是否遭受篡改,并且可以通过水印定位到篡改区域。(应是在没有原始载体信息的前提下)

秘密传输

此功能和 图像隐写 类似,在添加的水印中,秘密传输有效信息。

面临挑战

恶意攻击挑战

恶意攻击一般分为图像处理和几何攻击,是 鲁棒图像水印 面临的首要问题。

篡改定位挑战

非法用户通过修改图像内容伪造虚假图像用于非法目的,对篡改内容进行定位,及其精度问题,是 半脆弱图像水印 技术的重大挑战。

容量挑战

容量是图像水印的重要指标,它表示图像能够容纳水印的多少。为达到鲁棒性、不可见性和容量之间的平衡。通常数字图像水印谁算的容量不会太高。