隨著數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字化信息的傳播和獲取變得空前快捷和方便，促進(jìn)了多媒體信息交流的發(fā)展。但是由于數(shù)字媒體易于存儲(chǔ)、復(fù)制和傳播的特點(diǎn)，使大量數(shù)字媒體在以合法形式進(jìn)行傳播的同時(shí)，經(jīng)常遭遇非法復(fù)制與傳播。而一些傳統(tǒng)加密技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸中又不能有效地防止偽造及侵權(quán)行為在這種形勢(shì)下，作為傳統(tǒng)加密技術(shù)的有效補(bǔ)充，數(shù)字水印技術(shù)(DigitalWatermarking)應(yīng)運(yùn)而生。
在數(shù)字媒體應(yīng)用日益廣泛的同時(shí)，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，大部分的圖文信息還將以印刷方式存在和傳播。但是日益猖獗的假冒偽劣行為卻給印刷品的防偽帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)在這種情況下將具有高技術(shù)含量且制作成本低的數(shù)字水印技術(shù)用于印刷品的防偽是目前一個(gè)新的課題和方向。
數(shù)字水印是一種新的數(shù)字媒體保護(hù)技術(shù)，它是將特定的信息(如版權(quán)信息、序列號(hào)、公司標(biāo)志、有意義的文本等)嵌入到圖像、語(yǔ)音、視頻等各種數(shù)字媒體中，以達(dá)到版權(quán)保護(hù)等目的。同時(shí)，這種信息的嵌入不影響主媒體的使用價(jià)值，不容易被人的知覺(jué)系統(tǒng)覺(jué)察且通過(guò)特定的恢復(fù)方法，可提取出來(lái)原來(lái)嵌入的信息。通過(guò)提取這些隱藏的信息可以確認(rèn)內(nèi)容的創(chuàng)建者和購(gòu)買者，檢測(cè)其真實(shí)性、完整性。常見(jiàn)的在圖像中嵌入數(shù)字水印可以視為在強(qiáng)背景(即原始圖像)下疊加一個(gè)視覺(jué)上看不到的弱信號(hào)(水印)。由于人的視覺(jué)系統(tǒng)(HumanVisualSystem， HVS)分辨率受到一定的限制只要疊加信號(hào)的幅度低于HVS的對(duì)比度門(mén)限，HVS就無(wú)法感覺(jué)到信號(hào)的存在。因此在HVS的對(duì)比度門(mén)限范圍內(nèi)，對(duì)原始圖像做一定的改動(dòng)(加入水印)，就可達(dá)到在不改變視覺(jué)效果的情況下嵌入一些隱藏的信息。一般對(duì)數(shù)字水印有幾個(gè)基本要求：①不可感知性；②可證明性：③魯棒性：④ 安全性。
通用的數(shù)字水印模型包含兩個(gè)階段：水印的嵌入和水印的提取或檢測(cè)。嵌入階段的設(shè)計(jì)主要解決兩個(gè)問(wèn)題：①數(shù)字水印的生成?？梢允且淮畟坞S機(jī)數(shù)、數(shù)字標(biāo)識(shí)、文本以及圖像等，也可以是與作者有關(guān)的字符串、圖標(biāo)等信息經(jīng)過(guò)加密產(chǎn)生：②嵌入算法。嵌入方案的目標(biāo)是使數(shù)字水印在不可感知性和魯棒性之間找到一個(gè)較好的折中。
檢測(cè)階段主要是設(shè)計(jì)一個(gè)相應(yīng)于嵌入過(guò)程的檢測(cè)算法。檢測(cè)的結(jié)果是原水印(如字符串或圖標(biāo)等)或是基于統(tǒng)計(jì)原理的檢驗(yàn)結(jié)果以判斷水印存在與否，檢測(cè)方案的目標(biāo)是使錯(cuò)判與漏判的概率盡量小。為了增加去除水印的不可預(yù)測(cè)的難度，目前大多數(shù)水印制作方案都在加入、提取時(shí)采用了密鑰只有掌握密鑰的人才能讀出水印。
數(shù)字水印技術(shù)有多種方法，根據(jù)數(shù)字水印加載方法的不同，可將數(shù)字水印分為空間域數(shù)字水印和變換域數(shù)字水印兩大類。根據(jù)檢測(cè)水印是否需要原始圖像可將數(shù)字水印技術(shù)分為私有水印技術(shù)、半私有水印技術(shù)和公開(kāi)水印技術(shù)三類。
1，特殊要求
由于在印刷中必須對(duì)連續(xù)調(diào)圖像進(jìn)行加網(wǎng)以得到離散的半色調(diào)圖像用改變印版上單位面積內(nèi)著墨量多少即網(wǎng)點(diǎn)數(shù)目來(lái)表示連續(xù)調(diào)圖像的層次和顏色的變化所以將數(shù)字水印技術(shù)應(yīng)用于印刷品的防偽就必須考慮印刷中加網(wǎng)這一環(huán)節(jié)，即用于印刷品防偽的數(shù)字水印技術(shù)是基于半色調(diào)技術(shù)之上的。
除此之外，與在數(shù)字媒體中的應(yīng)用相比，應(yīng)用于印刷品防偽的數(shù)字水印除了以上提到的幾個(gè)基本要求外，還要滿足一些特殊的要求：
①視覺(jué)不可見(jiàn)性和機(jī)讀性。表現(xiàn)在采用打印或印刷設(shè)備時(shí)，在各種分辨率下加入的水印，不能因分辨率的高低而使水印顯現(xiàn)，同時(shí)它不影響原有印刷品的質(zhì)量只有通過(guò)特定的檢測(cè)設(shè)備和計(jì)算機(jī)軟件才可識(shí)別。
②抵抗色彩變換、文件格式變換在A／D和D／A轉(zhuǎn)化過(guò)程中，數(shù)字水印算法需抵抗伽瑪矯正和色彩失真另外，圖像在流通過(guò)程中，由于印刷品的老化也會(huì)產(chǎn)生色彩失真。同時(shí)也要能抵抗經(jīng)常遇到圖像文件格式(如BMP、TIFF、JPEG 等)之間轉(zhuǎn)換及常見(jiàn)的操作(旋轉(zhuǎn)、剪切，縮放等)。
③對(duì)印刷設(shè)備沒(méi)有特殊要求，不改變印刷工藝流程，不增加印刷成本。
2，原理及算法
用于印刷品防偽的數(shù)字水印技術(shù)的原理與用于多媒體的數(shù)字水印技術(shù)的原理大致相同，只不過(guò)在水印的嵌入過(guò)程要考慮到加網(wǎng)，在水印的提取及檢測(cè)過(guò)程要對(duì)印刷品圖文信息進(jìn)行掃描，在這個(gè)過(guò)程有一個(gè)模／數(shù)(A／D)轉(zhuǎn)換過(guò)程。這就要求基于半色調(diào)的數(shù)字水印技術(shù)的算法在相應(yīng)的嵌入和檢測(cè)過(guò)程中必須考慮這些因素。其嵌入和檢測(cè)過(guò)程如圖1、2所示。
縱觀以往數(shù)字水印在印刷品防偽方面的研究工作，可查閱資料并不多?，F(xiàn)有的基于半色調(diào)圖像的數(shù)字水印技術(shù)大致有以下幾種：
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