2.3 數(shù)字水印生成技術(shù)

數(shù)字水印生成是數(shù)字水印處理過(guò)程的第一個(gè)關(guān)鍵步驟，構(gòu)成水印的序列通常應(yīng)該具有不可預(yù)測(cè)的隨機(jī)性。由于人類視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)亮度具有極高的敏感性，甚至超過(guò)對(duì)紋理所具有的敏感性，故水印不應(yīng)該是高亮度的，亦不應(yīng)該含有紋理，應(yīng)該具有與噪聲相同的特性。

通常意義上說(shuō)，數(shù)字水印生成過(guò)程就是在密鑰K的控制下，由原始身份信息、版權(quán)信息、認(rèn)證信息、保密信息或其他有關(guān)信息m生成適合于嵌入載體x中的待嵌入水印信號(hào)w的過(guò)程，如圖2-1所示。

圖2-1 數(shù)字水印生成算法框圖

人們通常把利用原始載體信息x生成水印的方法稱為自適應(yīng)生成方法。這類方法的好處是，水印的魯棒性和透明性能達(dá)到較好的折中，有時(shí)便于原始載體的自恢復(fù)。無(wú)原始載體信息x參與生成水印的方法稱為非自適應(yīng)生成方法。從各輸入項(xiàng)的參與情況看，數(shù)字水印生成方式可分為四類：

（1）原始水印信息m參與的自適應(yīng)水印生成方式，水印生成過(guò)程可能需要密鑰K，也可能不需要，故有w=G（m，x，K）或w=G（m，x）；

（2）無(wú)原始水印信息參與的自適應(yīng)水印生成方式，水印生成過(guò)程可能需要密鑰K，也可能不需要，故有w=G（x，K）或w=G（x）；

（3）原始水印信息參與的非自適應(yīng)水印生成方式，水印生成過(guò)程可能需要密鑰K，也可能不需要，故有w=G（m，K）或w=G（m）；

（4）無(wú)原始水印信息參與的非自適應(yīng)水印生成方式，水印生成過(guò)程需要密鑰K的控制，故有w=G（K）。

在數(shù)字水印生成算法中，原始水印信息往往不直接作為待嵌入水印嵌入原始載體x中，而是要進(jìn)行一些預(yù)處理。這個(gè)問(wèn)題主要基于如下考慮：如果給定的原始水印信息是有特定意義的文本、圖像或者音頻數(shù)據(jù)，相鄰的像素或采樣間具有很強(qiáng)的相關(guān)性，則抗攻擊的魯棒性就會(huì)較差；并且一旦提取算法被竊取了，攻擊者很容易得到水印信息，那樣就不再具有任何安全保護(hù)性了。因此，必須采用一定的措施，使水印信息能量分散，消除信息中相鄰像素的空間相關(guān)性，這樣既能提高其安全性，又能提高其抗剪切等幾何攻擊的魯棒性。所以，在原始水印信息嵌入載體圖像前可根據(jù)需要進(jìn)行偽隨機(jī)化、置亂、擴(kuò)頻、差錯(cuò)控制編碼、位分解、變換或幾種方法相結(jié)合的預(yù)處理操作等。