数字图像水印专利技术综述

许哲

前言

数字水印是解决多媒体信息的版权保护难题的一种技术，它是指利用数字作品中普遍存在的冗余数据和随机性，把版权信息等内容的数据嵌入到数字作品中，通过从加了水印的数字作品中检测或提取水印，从而起到保护数字作品版权的一种技术。1993年，Caronni首次提出了“数字水印”的概念，并用于图像保护。数字水印技术与加密技术的不同在于水印与宿主数据是紧密结合并隐藏在其中的，水印是宿主数据不可分离的组成部分。

1.技术原理及发展概述

1.1 数字图像水印的原理

图像水印技术是指用信号处理的方法在图像数据中嵌入隐含的标记。水印分为可感知的（perceptible）和不易感知的（inperceptible）两种。通用的数字图像水印技术包含两个方面：水印的嵌入和水印的提取，如图1。

1.2 数字图像水印技术的主要分支

1.2.1空间域算法

空间域算法将水印信息直接叠加到图像的空间域上的算法叫空间域算法。水印在空间域算法中，考虑到人類视觉特性，在载体图像变化较平稳处不隐藏或少隐藏水印信号，而在图像较复杂处隐藏水印信号;它的优点在于对载体影响很小，计算速度较快，隐藏的信息较多，且适合多种媒体。

1.2.2变换域算法

变换域算法CoX 等借鉴扩频通信技术，把水印扩展到很多频率段上，每个频率段上的水印信息都小到不可检测的程度，检测时，可以把这些水印信息集中起来，得到一个较高能量的输出，水印信息应嵌入到载体数据中对人的感觉最重要的部分，水印信号应由具有高斯分布的随机实数序列组成，在变换域内实现扩频相对容易，而且容易利用人类视觉特性，实现自适应嵌入。

1.2.3其他数字水印算法

JPEG，MPEG 标准的压缩域算法水印的检测与提取直接在压缩域数据中进行，对于输入的MPEG-2数据流而言，它可分为数据头信息，运动向量和DCT编码信号块三部分，在Hartung方案中，只有MPEG - 2数据流最后一部分数据流被改变。

2数字图像水印技术的发展趋势及现状

2. 1专利申请趋势

在全球范围内，按照年份，统计数字图像水印的专利申请量，趋势图如图2所示。专利申请始于上个世纪九十年代，从只有几件一直稳步逐年递增，直到2002年的300多件，显露出数字图像水印技术这一领域的研发热度不减，而且专利意识逐年增强。而后，每年专利申请量都在200件左右，呈现一平稳态势，近几年，专利申请量下滑，可见数字图像水印技术的发展已趋于成熟。

2.2 主要申请人分布

在全球申请涉及数字图像水印专利的申请量排名前10的申请人如图3所示。

申请量排名前十的全球申请人既有公司也有个人，但是没有中国的公司与个人，这说明中国数字图像水印将研究成果专利化的道路任重而道远。美国的数字标识公司（DIGIMARC CORPORATION）申请量最多，代表了美国数字图像水印行业一直以来不俗的实力。

3 总结

本文通过对数字图像水印专利文献进行阅读分析和整理，对申请态势和重要申请人进行了统计和分析，完整地了解数字图像水印的发展过程以及当前的发展情况，增加了本领域技术人员的知识储备。