2.2 数字水印的分类
数字水印有很多种分类方法,分类出发点不同导致了分类的不同,它们之间既有联系又有区别。常用的分类方法主要包括以下几种[10][11]。
1.按应用要求划分
根据水印的应用要求,可将其划分为鲁棒性水印和脆弱性水印。鲁棒性水印主要用于数字产品的版权保护,它必须保证对原始版权的准确无误的标识,保证在宿主信号可能发生的各种失真变换下,以及各种恶意攻击下都具备很高的抵抗能力。脆弱性水印主要用于数据的真伪鉴别和完整性认证。该水印技术在原始真实信号中嵌入某种标记信息,通过鉴别这些标记信息的改动,达到对原始数据完整性检验的目的。它应对各种攻击敏感,但是脆弱型水印的脆弱性并不是绝对的。对宿主信号的某些必要性操作,如滤波或压缩,脆弱型水印也应体现出一定的鲁棒性,从而将这些不影响主信号最终可信度的操作与那些蓄意破坏操作区分开来。
2.按水印所附载的媒体划分
按照数字水印所附载的载体数据,分成图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印等。随着数字技术的发展,会有更多种类的数字媒体出现,同时也会产生相应的水印技术。
3.按检测过程划分
根据水印检测过程是否需要载体,分成非盲水印和盲水印。非盲水印在检测过程中需要原始数据,而盲水印在检测过程中不需要原始数据。一般来说,非盲水印的鲁棒性比较强,但其应用受到存储成本的限制,也不利于工程上的应用。目前学术界研究的数字水印检测算法大多数是盲水印检测算法。
4.按水印位置划分
根据数字水印的隐藏位置,分成空间域水印和变换域水印。空间域数字水印是直接在信号空间上叠加水印信息,具有较大的信息嵌入量,但其鲁棒性较差。变换域数字水印则分别是在离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)、离散小波变换(discrete wavelet transform,DWT)、离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)等频域隐藏水印。变换域数字水印能较好地利用人类视觉、听觉系统的特性,具有较强的鲁棒性。
5.按用途划分
不同的应用需求造就了不同的水印技术。按水印的用途,可以将数字水印划分为证件防伪水印、版权标识水印、篡改提示水印等。
6.按内容划分
水印按内容分成有意义水印和无意义水印。有意义水印是指水印本身也是某个数字图像(如商标图像)或数字音频片段的编码;无意义水印则只对应于一个序列号。有意义水印的优势在于,如果由于受到攻击或其他原因致使解码后的水印破损,人们仍然可以通过视觉观察确认是否有水印。但对于无意义水印来说,如果解码后的水印序列有若干码元错误,则只能通过统计决策来确定信号中是否含有水印。
上述提到的各种分类方法并不是孤立的,它们经常相互交叉[12]。例如,一个鲁棒性水印算法可以采用盲检测也可以采用非盲检测;鲁棒性水印或者脆弱性水印也可以使用不同的载体[13][14]。