Войти
Изображение с водяными знаками (Автор фото...) A Цифровой водяной знак - это своего рода маркер, скрытый в шуме -толерантный сигнал , такой как данные аудио, видео или изображения. Обычно он используется для идентификации владельца авторских прав на такой сигнал. «Водяной знак» - это процесс сокрытия цифровой информации в сигнале несущей ; скрытая информация должна, но не обязательно, содержать отношение к несущему сигналу. Цифровые водяные знаки могут использоваться для проверки подлинности или целостности сигнала несущей или для идентификации его владельцев. Он широко используется для отслеживания нарушений авторских прав и для аутентификации банкноты.
Пример наложения водяного знака на изображение; логотип Википедии можно увидеть в центре, чтобы обозначить владельца. Как и традиционные физические водяные знаки, цифровые водяные знаки часто становятся заметными только при определенных условиях, например после использования некоторого алгоритма. Если цифровой водяной знак искажает несущий сигнал таким образом, что он становится легко воспринимаемым, он может считаться менее эффективным в зависимости от его назначения. Традиционные водяные знаки могут применяться к видимым носителям (например, изображениям или видео), тогда как в цифровых водяных знаках сигналом может быть звук, изображения, видео, тексты или 3D-модели. Сигнал может содержать несколько разных водяных знаков одновременно. В отличие от метаданных , которые добавляются к сигналу несущей, цифровой водяной знак не изменяет размер сигнала несущей.
Необходимые свойства цифрового водяного знака зависят от варианта использования, в котором он применяется. Для маркировки мультимедийных файлов информацией об авторских правах цифровой водяной знак должен быть достаточно устойчивым к изменениям, которые могут быть применены к несущему сигналу. Вместо этого, если необходимо обеспечить целостность, будет нанесен хрупкий водяной знак.
И стеганография, и цифровые водяные знаки используют стеганографические методы для скрытого встраивания данных в зашумленные сигналы. В то время как стеганография нацелена на незаметность для человеческих чувств, цифровые водяные знаки пытаются контролировать надежность как главный приоритет.
Поскольку цифровая копия данных такая же, как и оригинал, использование цифровых водяных знаков является средством пассивной защиты. Он просто отмечает данные, но не ухудшает их качество и не контролирует доступ к данным.
Одним из применений цифровых водяных знаков является отслеживание источника. Водяной знак встраивается в цифровой сигнал в каждой точке распространения. Если копия произведения будет найдена позже, водяной знак может быть получен из копии, и источник распространения известен. Сообщается, что этот метод использовался для обнаружения источника незаконно скопированных фильмов.
Термин «Цифровой Водяной знак »был изобретен Эндрю Тиркелем и Чарльзом Осборном в декабре 1992 года. Первое успешное внедрение и извлечение стеганографического водяного знака с расширенным спектром было продемонстрировано в 1993 году Эндрю Тиркелем, Чарльзом Осборном и Джерардом Рэнкином.
Водяные знаки являются опознавательными знаками. производится в процессе изготовления бумаги. Первые водяные знаки появились в Италии в 13 веке, но их использование быстро распространилось по Европе. Они использовались как средство идентификации производителя бумаги или торговой гильдии, производившей бумагу. Следы часто создавались проволокой, пришитой к бумажной форме. Водяные знаки продолжают использоваться сегодня в качестве знаков производителя и для предотвращения подделки.
Цифровые водяные знаки могут использоваться для широкого спектра приложений, таких как:
Общие этапы жизненного цикла цифровых водяных знаков с функциями внедрения, атаки, обнаружения и поиска Информация, которая должна быть встроена в сигнал, называется цифровым водяным знаком, хотя в некоторых контекстах фраза цифровой водяной знак означает разницу между водяными знаками. сигнал и сигнал крышки. Сигнал, в который должен быть встроен водяной знак, называется хост-сигналом. Система водяных знаков обычно делится на три отдельных этапа: внедрение, атака и обнаружение. При внедрении алгоритм принимает хост и данные для встраивания и выдает сигнал с водяным знаком.
Затем цифровой сигнал с водяными знаками передается или сохраняется, обычно передается другому человеку. Если этот человек вносит изменения, это называется атакой. Хотя модификация не может быть злонамеренной, термин «атака» связан с приложением защиты авторских прав, когда третьи стороны могут попытаться удалить цифровой водяной знак путем модификации. Существует множество возможных модификаций, например, сжатие данных с потерями (при котором уменьшается разрешение), обрезка изображения или видео или намеренное добавление шума.
Обнаружение (часто называемое извлечением) - это алгоритм, который применяется к атакованному сигналу, чтобы попытаться извлечь из него водяной знак. Если сигнал не был изменен во время передачи, значит, водяной знак все еще присутствует, и его можно извлечь. В надежных приложениях для создания цифровых водяных знаков алгоритм извлечения должен иметь возможность правильно создавать водяные знаки, даже если модификации были сильными. При использовании хрупких цифровых водяных знаков алгоритм извлечения должен дать сбой, если в сигнал внесены какие-либо изменения.
Цифровой водяной знак называется устойчивым к преобразованиям, если встроенная информация может быть надежно обнаружена из помеченного сигнала, даже если она ухудшена любым количеством преобразований. Типичные ухудшения качества изображения - это сжатие JPEG, поворот, обрезка, аддитивный шум и квантование. Для видеоконтента к этому списку часто добавляются временные модификации и сжатие MPEG. Цифровой водяной знак называется незаметным, если содержимое с водяными знаками по восприятию эквивалентно исходному содержимому без водяных знаков. В общем, легко создать устойчивые водяные знаки - или - незаметные водяные знаки, но создание устойчивых - и - незаметных водяных знаков оказалось довольно сложной задачей. Надежные незаметные водяные знаки были предложены в качестве инструмента для защиты цифрового контента, например, в качестве встроенного флага запрета копирования в профессиональном видеоконтенте.
Методы создания цифровых водяных знаков можно классифицировать несколькими способами.
Цифровой водяной знак называется «хрупким», если он не может быть обнаружен после малейшей модификации. Хрупкие водяные знаки обычно используются для обнаружения несанкционированного доступа (проверка целостности). Модификации оригинальной работы, которые явно заметны, обычно не называются водяными знаками, а называются обобщенными штрих-кодами.
Цифровой водяной знак называется полухрупким, если он сопротивляется доброкачественным преобразованиям, но не может быть обнаружен после злокачественных преобразований. Полухрупкие водяные знаки обычно используются для обнаружения злокачественных превращений.
Цифровой водяной знак называется устойчивым, если он сопротивляется определенному классу преобразований. Надежные водяные знаки могут использоваться в приложениях защиты от копирования для передачи информации о копировании, но не для контроля доступа.
Цифровой водяной знак называется незаметным, если исходный сигнал покрытия и отмеченный сигнал неотличимы с точки зрения восприятия.
Цифровой водяной знак называется заметным, если его присутствие в отмеченном сигнале заметно (например, цифровая экранная графика, такая как сетевой логотип, ошибка содержимого, коды, непрозрачные изображения). На видео и изображениях некоторые из них сделаны прозрачными / полупрозрачными для удобства потребителей из-за того, что они блокируют часть просмотра; поэтому унижая его.
Это не следует путать с перцептивным, то есть водяным знаком, который использует ограничения человеческого восприятия, чтобы быть незаметным.
Длина встроенного сообщения определяет два различных основных класса схем цифровых водяных знаков:
, с 
или 
и модулируется водяным знаком. Такие схемы обычно называются схемами многобитовых водяных знаков или ненулевых водяных знаков.Метод цифровых водяных знаков упоминается как расширенный спектр если отмеченный сигнал получен аддитивной модификацией. Водяные знаки с расширенным спектром, как известно, являются умеренно устойчивыми, но также имеют низкую информационную емкость из-за помех от хоста .
. Метод цифрового водяного знака называется квантованным, если отмеченный сигнал получается посредством квантования. Водяные знаки квантования страдают низкой устойчивостью, но обладают высокой информационной емкостью из-за подавления помех хоста.
Метод цифровой маркировки водяных знаков называется амплитудной модуляцией, если отмеченный сигнал внедряется аддитивной модификацией, которая аналогична методу расширенного спектра, но, в частности, внедряется в пространственную область.
Оценка схем цифровых водяных знаков может предоставить подробную информацию для разработчика водяных знаков или для конечных пользователей, поэтому существуют разные стратегии оценки. Дизайнер водяных знаков часто использует оценку отдельных свойств, чтобы показать, например, улучшение. В большинстве случаев конечных пользователей не интересует подробная информация. Они хотят знать, можно ли использовать данный алгоритм цифровых водяных знаков для сценария их применения, и если да, то какие наборы параметров кажутся лучшими.
Epson и Kodak - это камеры с такими функциями безопасности, как Epson PhotoPC 3000Z и Kodak DC-290. Обе камеры добавляли несъемные элементы к изображениям, которые искажали исходное изображение, что делало их неприемлемыми для некоторых приложений, таких как судебно-медицинская экспертиза в суде. По словам Блайта и Фридриха, «любая камера может предоставить неоспоримое доказательство происхождения изображения или его автора». Безопасная цифровая камера (SDC) была предложена Сараджу Моханти и др. в 2003 г. и опубликовано в январе 2004 г. Это было не в первый раз. Блайт и Фридрих также работали над SDC в 2004 году для цифровой камеры , которая будет использовать водяные знаки без потерь для встраивания биометрического идентификатора вместе с криптографическим хешем.
Обратимое сокрытие данных - это метод, позволяющий аутентифицировать изображения и затем восстанавливать их исходную форму путем удаления цифрового водяного знака и замены данных изображения, которые были перезаписаны. Это сделает изображения приемлемыми для юридических целей. Армия США также заинтересована в этом методе аутентификации разведывательных изображений.
Появились цифровые водяные знаки для реляционных баз данных в качестве возможного решения для обеспечения защиты авторских прав, обнаружения взлома, отслеживания предателей и поддержания целостности реляционных данных. Для решения этих задач в литературе было предложено много методов нанесения водяных знаков. Обзор современного состояния и классификация различных методов в соответствии с их назначением, способом выражения водяного знака, типом обложки, уровнем детализации и проверяемостью были опубликованы в 2010 году Halder et al. в Journal of Universal Computer Science.
Цифровые водяные знаки широко используются при шифровании текста, изображений, аудио и видео. Ниже приведены некоторые методы, используемые для сокрытия текста, изображений, аудио и видео контента.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Цифровыми водяными знаками. |
