数字化唐卡图像版权保护初探

张春玉，俞莉娟

（西藏民族大学信息工程学院，咸阳712082；西藏光信息处理与可视化技术重点实验室，咸阳712082）

0 引言

唐卡是藏族文化中一种独具特色的绘画艺术形式，具有浓郁的宗教色彩和独特的艺术风格。其画面不仅表现出抽象的佛教理论，反映了藏传佛教的内容，更体现了西藏地区的历史、地理、传说、文化、科技等，是一部充满象征意义的浓缩了西藏地区文化的百科全书。自2006 年被列入我国首批非物质文化遗产后，唐卡的艺术价值和收藏价值越来越受到人们的重视[1]。

随着数字影像技术的发展，数字化技术使得长期以来深藏于寺庙、博物馆、库房的西藏历代唐卡精品以全新形式向世人展示、传播[2]。在网络高速发展的时代，加之唐卡产业化发展趋势，数字化唐卡图像成为促进西藏文化传播、经济发展的重要途径之一。

然而，与其他数字化资源一样，在享受信息时代网络化带来的便利之时，数字化唐卡图像同样面临着未经授权的复制、传播，甚至假冒和恶意篡改等问题，严重侵犯了版权所有者的合法权益。此类图像安全信任危机不予解决，将严重阻碍藏文化网络传播和唐卡产业化发展进程。目前，唐卡图像的研究工作主要集中在唐卡数字化保护、唐卡图像修复[3,4]、唐卡图像检索[5,6]等方面，针对唐卡图像数字化后的图像信息安全问题的研究尚属空白。本文试图在唐卡数字化图像版权保护和认证方面展开研究工作。

1 唐卡图像数字化后面临的信息安全问题

在走访调查的西藏多家经营唐卡销售业务的企业中，有借助于知名电子商务平台销售的微信网店、淘宝商家，也有自主开发销售网站的公司如拉萨岗地经贸有限公司，他们均反映唐卡线上销售中存在诸多版权问题。此外，在与唐卡艺术与文化协会、博物馆等单位的交流中，关于唐卡图像网上宣传展示，他们同样面临很多信息安全问题。共性问题主要归纳如下：

（1）未经授权的复制、传播。部分企业存在从其他销售网站直接复制唐卡图像并做为自己销售宣传所用的现象。

（2）假冒、以次充好。线上唐卡销售宣传中存在一般画师作品冒充知名画师作品的现象；还存在印刷唐卡假冒手绘唐卡的现象。

（3）恶意篡改。部分企业在盗用他人图像后在明知没有被授权的情况下，偷偷擦除或篡改企业Logo 或其他认证签名信息。由于存在的以上唐卡图像信息安全问题，不少唐卡销售商和展示单位不愿意或禁止将其珍贵的唐卡进行拍摄或扫描，对将唐卡数字化成图像作品并上传到网络进行销售宣传或展示的工作持观望或悲观反对态度。对以上存在的问题，其主因可以归纳为以下两个方面：

（1）知识产权法在西藏地区有待进一步普及，尤其是网络版权保护意识在广大网民心中仍然淡薄。部分小规模微商或淘宝店主文化程度较低，对知识产权法一无所知或知之甚少，网络版权保护意识淡漠，对自己的侵权行为不以为然，对被侵权现象也没有察觉。

（2）具备相关知识产权保护法律知识和能力的企业，当前能做到的只是尽最大努力减少被侵权带来的损失，而不具备主动出击并进行有效自我保护的能力。总之，以上图像安全问题严重阻碍了唐卡数字化发展进程、影响了唐卡线上销售的产业化进程、影响了西藏文化传播途径的健康良性发展。

2 解决数字化唐卡图像信息安全问题的对策

以上分析表明，有效地解决数字化唐卡图像版权保护问题势在必行。本文从法律、社会和技术角度，提出解决数字化唐卡图像信息安全问题的具体对策。

（1）继续推广普及知识产权法，提升网络版权保护意识。受历史原因影响，西藏地区民众整体受教育程度相对不高，民众对知识产权法所知甚少，知识产权保护意识非常淡漠。文献[7]中指出，西藏文化企业的知识产权理念不到位，知识产权自我保护工作滞后、意识薄弱。政府层面对于知识产权保护缺乏有效的管理方法。

（2）经济高速发展的同时，同步提升人民道德素质。伴随着我国经济高速发展，国民素质提升与之不匹配、不同步，在某些群体中甚至严重不匹配的问题已经成为人们的共识。西藏地区人们整体文化水平相对落后，但是网络化进程丝毫不落后与全国平均水平。2017年，西藏互联网用户总数甚至高出全国平均水平[8]。当互联网经济为藏区人民带来巨大实惠的时候，遵守法律法规的约束感、遵守经济秩序的道德感同金钱利益之间的矛盾冲突产生，网络版权保护问题凸显。对假冒、以次充好和恶意篡改等侵权行为在法律制裁、加强监管的同时，应该从根本上提升民众道德素质。

（3）从技术上解决数字化唐卡图像版权保护问题，使企业有能力变被动为主动，使合法版权所有者和使用者权益得到有效保护。针对未经授权的复制、传播行为，可以使用网络技术使未经授权的唐卡图像资源不被下载或无法复制，如限制保存图像或视频的目录的权限等操作。目前，该类技术方法无法完全杜绝非法复制和传播现象，然而，使用数字水印技术可以有效地保证侵权行为发生后的取证反击。针对假冒、恶意篡改等行为，数字水印技术更是当前技术条件下的最优选择方案。

3 数字水印技术在唐卡图像版权保护中的应用

3.1 数字水印技术

数字水印技术出现的比较晚，Van Schyndel 在ICIP’94 会议上发表了题为A Digital Watermarking 的论文标志这一领域的开始[9]。数字水印技术是信息隐藏技术的一个分支，因为信息隐藏技术的另一个分支隐写术发展较早，已经有很深的理论基础，数字水印技术大量借鉴隐写术方面的成果，近年来发展较为迅速。数字水印技术是指数字化的数据内容中嵌入不明显的记号。被嵌入的记号通常是不可见或不可察觉的，该记号可以是图像、文字、符号和数字等一切可以作为标识和标记的信息，常常把该记号简称为水印。

数字水印技术按不同的分类标准可以做多种划分[10]。

（1）按水印是否可见划分：分为可察觉水印和不可察觉水印。可察觉水印通用的例子就是文字、图像、视频等的半透明标识，用来明确表示版权。不可察觉水印通常是完全隐藏起来视觉系统不可见的，在追查盗版侵权时提取出来作为有力证据。

（2）按特性划分：分为脆弱水印和鲁棒水印。脆弱水印主要用于信息完整性保护，脆弱水印必须对信号的改动非常敏感，接收方根据其状态即可判断数据是否被篡改过。鲁棒水印主要用于信息独占性和防伪性的保护，经常用来在数字作品中标识作者、作品序号等版权信息，嵌入的水印需要较强的抗攻击能力。

（3）按水印载体划分：分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网络模型的网格水印等。

（4）按检测过程划分：按水印的检测是否需要原始数据把数字水印划分为明文水印和盲水印。需要的叫明文水印，也叫私有水印，不需要原始数据的叫盲水印也称为公有水印，其检测时只需要密钥。通常，明文水印鲁棒性较强但应用受限，因为其储成本较大，盲水印实用性更好，尤其是面对信息量巨大的数字视频，盲水印比明文水印更具有商业价值。

（5）按嵌入域划分：分为时/空域水印和变换域水印。时/空域水印是在时间/空间域嵌入水印，一般方法简单、运算速度快，但是鲁棒性较差。变换域水印通过对变换域系上施加操作完成嵌入水印的目的，变换域水印鲁棒性较好，但是原理复杂、不易实现、运算速度较慢。

3.2 数字水印在数字化唐卡图像版权保护方面的应用

（1）鲁棒水印用于唐卡图像的侵权追责

针对本文第1 节中归纳的数字化唐卡图像面临的未经授权的复制、传播和假冒、以次充好等问题，用鲁棒水印技术，将标识唐卡图像作品所有者的相关信息，如作者签名、企业Logo、图像序列码等作为水印，嵌入数字化唐卡图像中，将含水印的唐卡图像用于宣传展示。当该含水印图像被非法复制、传播或被假冒时，从侵权者非法复制或假冒的图像中能提取出合法拥有者的水印信息，就可以证明侵权者其侵权行为成立并可作为追责证据。

鲁棒水印算法有较多的研究成果，本文用基于小波变换的水印两次嵌入算法[11]进行实验。对如图1 所示的1200×933 的原始唐卡图像嵌入如图2 所示的154×447 的二值水印图像，含水印唐卡图像如图3 所示，从图3 中提取的水印如图4 所示。因为唐卡图像纹理复杂度高，嵌入水印信息后透明性很好，且鲁棒水印算法能抵抗常见的各种攻击，具有较好的抗攻击能力。

图1 原始唐卡图像

图2 水印图像

图3 含水印唐卡图像

图4 从图3 中提取的水印

（2）脆弱水印用于唐卡图像的恶意篡改

目前已经有很多脆弱水印算法可以实现信息完整性检测，这些算法都在一定程度上满足了安全性和篡改定位的要求。当唐卡图像受到恶意篡改，脆弱水印算法不仅能从篡改后的图像中提取出水印，而且能进行篡改位置的定位。

本文用图1 的唐卡图像和图2 的水印图像进行实验仿真。实验中对唐卡图像按水印图像大小分组，在每组中都嵌入水印图像，实验结果如图5 所示，其中图5（a）是含脆弱水印唐卡图像，图5（b）是将图5（a）左下、右下的小佛像分别复制到左上、右上位置后篡改的结果，图5（c）是从图5（b）中提取的水印并成功定位到了具体篡改位置在左上、右上。

图5 含脆弱水印的唐卡图像水印提取及篡改定位

4 结语

唐卡图像数字化是信息时代发展的必然趋势，数字化传播使唐卡文化宣传和唐卡产业销售中面临着诸多新的安全问题，主要归纳为：未经授权的复制和传播，假冒、以次充好，以及恶意篡改等。这些问题阻碍着唐卡文化传播和产业销售健康环境。本文针对以上问题从法律、社会、技术角度分别提出了解决对策，重点从技术角度提出解决方法，详细论述了数字水印技术及其在数字化唐卡图像版权保护方面的具体应用。实验分别将鲁棒水印和脆弱水印应用于唐卡图像侵权追责和恶意篡改定位方面，结果表明方法是有效的、可行的。