分形压缩在数字水印技术中的应用研究

陈 亮

(长春科技学院，长春 130600)

分形压缩在数字水印技术中的应用研究

陈 亮

(长春科技学院，长春 130600)

从数字水印的发展情况看，数字水印技术中的信息隐藏技术是目前研究的重点内容。分形压缩与数字水印技术中的隐藏方法基本类似，主要针对分形压缩在数字水印技术中的应用进行系统分析，希望可以为数字水印技术的发展提供一定的参考。

分形压缩；数字水印；应用

数字水印技术将版权信息合理地融入数字产品中，并在对数字产品进行版权认证时可以将其提取出来，进而保证了数字产品的版权分形压缩。

1 数字水印技术特点

1.1 安全性

要保证数字水印信息是安全有效并且难以伪造和篡改的，此外，还要保证数字水印的误检测率控制在相应的标准内。如果数字水印信息的原内容出现变化的话，那么就要求数字水印也要发生相应的变化，只有这样才能保证原始数据监测的准确性。此外，数字水印对重复性添加性质的抵抗性也是非常明显的。

1.2 隐蔽性

数字水印的隐蔽性也是其最大特点，它可以在不知不觉中使用，最重要的是不会影响保护数据的正常使用，且数据传输的质量也不会受到影响，极大提升了数字水印的整体质量。

1.3 鲁棒性

鲁棒性主要是指数据信息在经过多重信号处理后，数字水印还能够保持部分完整性并且不会影响信息鉴别。在信号处理的过程中有可能出现包括信道噪声、位移及尺度等变化，当数据内容发生改变时，要求水印信息也要与之对应而发生改变，只有这样才能鉴别出原始数据是否存在篡改现象。数字水印结构具体如图1所示。

图1 数字水印结构Fig.1 Digital watermarking structure

1.4 水印容量

数字水印容量主要是指载体在还没有发生任何形变的情况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体内容所有者的相关信息，这样对解决版权纠纷问题是非常有好处的，可以有效保护数字产权合法拥有者的相关利益，尤其是隐蔽通信领域的特殊性质对水印的容量需求是非常大的。

2 水印核心技术

2.1 抗衰减技术

对于数字水印技术的运用来说，从数字图像到成品印刷品，需要技术人员操作的步骤非常多，从制版到印刷，这其中涵盖了很多工序，数字水印的相关特征也会在各个工序上进行消耗，从而导致数字水印特征衰减。为了保证数字水印在最终印刷品上有足够的信号强度，在数字水印嵌入软件生产水印信息时就应充分考虑信号强度问题，这样不管经过多少道工序，都不会影响信号的强弱，使其始终能够被技术人员读取，且具有较高稳定性和可靠性。

2.2 水印防复制技术

当仿冒者得到含有数字水印的印刷包装后，为了谋求更大的经济利益，会采用各种方法来复制数字水印，一般选择的方法是用较高精度的数字扫描仪对其进行扫描，从而获得数字水印信息。为防止数字水印信息被不法分子复制利用，技术人员在数字水印嵌入软件隐藏水印信息时会运用色谱当量来给定算法，这种算法能够保证仿冒者在调配工艺性原图色彩时，无法更改和复制色谱当量，进而无法复制水印。

2.3 数字水印检验机

数字水印检验机可以从根本上消除因人为因素而产生的各种不利影响，进而达到提高检验速度的目的，且数字水印检验机还增强了隐蔽信息的安全性，它还可以与紫外、磁条等已经成熟的防伪检验设计组成多重的防伪系统，让伪造人员无从下手，进而全面提升了数字水印的安全性和可靠性。

3 分形压缩技术

这一技术手段主要运用分形图像的自相似性，对原始图像进行压缩编码和解码的全过程。分形压缩技术的特点主要体现在其解压缩的过程是非常迅速的，速度优于一般的解压方式。但是分形压缩技术的缺点也非常明显，分形压缩技术在运用时，需要查找图形内自相似部分，这一部分需要花费大量的时间，使得压缩的时间过长，超出了预定的压缩标准。技术人员习惯把这种压缩算法叫作不对称压缩算法，之所以会有这种叫法，主要是因为这种技术方法的压缩实践过程导致分形压缩没有与实时压缩相对应。但是对于某些领域而言，分形压缩的用处还是非常明显的，比如文件下载，视频文件在下载时只需要解压时间快的应用就可以，这时分形压缩技术的重要性就充分地体现出来。一般的分形压缩算法的压缩比例是50∶1，这种基于小波变换的压缩算法与JPEG的算法基本类似，但是高压缩比的分形压缩算法要比JPEG的解压质量更好一些。

4 分形压缩在数字水印中的应用

分形压缩可以将一副大的图像进行压缩处理。例如，一个256*256像素的灰度图像，需要65536B的存储空间去存储，而经过分形压缩后，仅需要3939B的存储空间就可以在数字图像中嵌入水印信号，将原始水印信号进行分形压缩，然后再将水印信号的分形码引入数字图像中。而原本就已经具备水印原始信号的，技术人员可以将水印信息以成倍的方式融入数字水印中，也就是说，数字图像中只有一个水印信号，而现在又多了一个备份信号，即便局部的水印信号被恶意篡改了，技术人员还是可以通过其他的备份信息对其进行还原处理，使得整个数字水印的数据信息安全性得到了极大的提升。

5 结语

本文主要对数字水印技术及分形压缩的特点进行了系统的阐述，并对分形压缩在数字水印技术中的应用进行了系统的分析。分形压缩在数字水印技术中的应用极大地提升了数字水印中数据信息的安全性，减少了数字水印信息被篡改的现象，有效提升了数字水印数据信息的稳定性和安全性，为我国数字水印技术的发展提供了有效的技术帮助和参考。

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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

陈亮(1987-)，男，哈尔滨学院学士，延边大学在读硕士研究生，助教。