分形壓縮在數字水印技術中的應用研究

陳 亮

(長春科技學院，長春 130600)

分形壓縮在數字水印技術中的應用研究

陳 亮

(長春科技學院，長春 130600)

從數字水印的發展情況看，數字水印技術中的信息隱藏技術是目前研究的重點內容。分形壓縮與數字水印技術中的隱藏方法基本類似，主要針對分形壓縮在數字水印技術中的應用進行系統分析，希望可以為數字水印技術的發展提供一定的參考。

分形壓縮；數字水??；應用

數字水印技術將版權信息合理地融入數字產品中，并在對數字產品進行版權認證時可以將其提取出來，進而保證了數字產品的版權分形壓縮。

1 數字水印技術特點

1.1 安全性

要保證數字水印信息是安全有效并且難以偽造和篡改的，此外，還要保證數字水印的誤檢測率控制在相應的標準內。如果數字水印信息的原內容出現變化的話，那么就要求數字水印也要發生相應的變化，只有這樣才能保證原始數據監測的準確性。此外，數字水印對重復性添加性質的抵抗性也是非常明顯的。

1.2 隱蔽性

數字水印的隱蔽性也是其最大特點，它可以在不知不覺中使用，最重要的是不會影響保護數據的正常使用，且數據傳輸的質量也不會受到影響，極大提升了數字水印的整體質量。

1.3 魯棒性

魯棒性主要是指數據信息在經過多重信號處理后，數字水印還能夠保持部分完整性并且不會影響信息鑒別。在信號處理的過程中有可能出現包括信道噪聲、位移及尺度等變化，當數據內容發生改變時，要求水印信息也要與之對應而發生改變，只有這樣才能鑒別出原始數據是否存在篡改現象。數字水印結構具體如圖1所示。

圖1 數字水印結構Fig.1 Digital watermarking structure

1.4 水印容量

數字水印容量主要是指載體在還沒有發生任何形變的情況下融入可嵌入水印信息，并要求嵌入的水印信息一定要表示多媒體內容所有者的相關信息，這樣對解決版權糾紛問題是非常有好處的，可以有效保護數字產權合法擁有者的相關利益，尤其是隱蔽通信領域的特殊性質對水印的容量需求是非常大的。

2 水印核心技術

2.1 抗衰減技術

對于數字水印技術的運用來說，從數字圖像到成品印刷品，需要技術人員操作的步驟非常多，從制版到印刷，這其中涵蓋了很多工序，數字水印的相關特征也會在各個工序上進行消耗，從而導致數字水印特征衰減。為了保證數字水印在最終印刷品上有足夠的信號強度，在數字水印嵌入軟件生產水印信息時就應充分考慮信號強度問題，這樣不管經過多少道工序，都不會影響信號的強弱，使其始終能夠被技術人員讀取，且具有較高穩定性和可靠性。

2.2 水印防復制技術

當仿冒者得到含有數字水印的印刷包裝后，為了謀求更大的經濟利益，會采用各種方法來復制數字水印，一般選擇的方法是用較高精度的數字掃描儀對其進行掃描，從而獲得數字水印信息。為防止數字水印信息被不法分子復制利用，技術人員在數字水印嵌入軟件隱藏水印信息時會運用色譜當量來給定算法，這種算法能夠保證仿冒者在調配工藝性原圖色彩時，無法更改和復制色譜當量，進而無法復制水印。

2.3 數字水印檢驗機

數字水印檢驗機可以從根本上消除因人為因素而產生的各種不利影響，進而達到提高檢驗速度的目的，且數字水印檢驗機還增強了隱蔽信息的安全性，它還可以與紫外、磁條等已經成熟的防偽檢驗設計組成多重的防偽系統，讓偽造人員無從下手，進而全面提升了數字水印的安全性和可靠性。

3 分形壓縮技術

這一技術手段主要運用分形圖像的自相似性，對原始圖像進行壓縮編碼和解碼的全過程。分形壓縮技術的特點主要體現在其解壓縮的過程是非常迅速的，速度優于一般的解壓方式。但是分形壓縮技術的缺點也非常明顯，分形壓縮技術在運用時，需要查找圖形內自相似部分，這一部分需要花費大量的時間，使得壓縮的時間過長，超出了預定的壓縮標準。技術人員習慣把這種壓縮算法叫作不對稱壓縮算法，之所以會有這種叫法，主要是因為這種技術方法的壓縮實踐過程導致分形壓縮沒有與實時壓縮相對應。但是對于某些領域而言，分形壓縮的用處還是非常明顯的，比如文件下載，視頻文件在下載時只需要解壓時間快的應用就可以，這時分形壓縮技術的重要性就充分地體現出來。一般的分形壓縮算法的壓縮比例是50∶1，這種基于小波變換的壓縮算法與JPEG的算法基本類似，但是高壓縮比的分形壓縮算法要比JPEG的解壓質量更好一些。

4 分形壓縮在數字水印中的應用

分形壓縮可以將一副大的圖像進行壓縮處理。例如，一個256*256像素的灰度圖像，需要65536B的存儲空間去存儲，而經過分形壓縮后，僅需要3939B的存儲空間就可以在數字圖像中嵌入水印信號，將原始水印信號進行分形壓縮，然后再將水印信號的分形碼引入數字圖像中。而原本就已經具備水印原始信號的，技術人員可以將水印信息以成倍的方式融入數字水印中，也就是說，數字圖像中只有一個水印信號，而現在又多了一個備份信號，即便局部的水印信號被惡意篡改了，技術人員還是可以通過其他的備份信息對其進行還原處理，使得整個數字水印的數據信息安全性得到了極大的提升。

5 結語

本文主要對數字水印技術及分形壓縮的特點進行了系統的闡述，并對分形壓縮在數字水印技術中的應用進行了系統的分析。分形壓縮在數字水印技術中的應用極大地提升了數字水印中數據信息的安全性，減少了數字水印信息被篡改的現象，有效提升了數字水印數據信息的穩定性和安全性，為我國數字水印技術的發展提供了有效的技術幫助和參考。

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Fractalcompressionindigitalwatermarkingtechnology

CHEN Liang

(Changchun Institute of Technology, Changchun 130600, China)

Fractal compression and digital watermarking techniques are basically similar to the hidden methods, and the application of fractal compression in digital watermarking technology was analyzed, hoping to provide a reference for its development.

Fractal compression; Digital watermarking; Application

TP309.7

A

1674-8646(2017)20-0050-02

2017-07-11

陳亮(1987-)，男，哈爾濱學院學士，延邊大學在讀碩士研究生，助教。