数字水印技术及其在手机终端上的设计与应用(一)

2007/8/10 15:04:24

摘要文章简要介绍了数字水印技术的原理，详细阐述了利用数字水印技术在手机终端的多媒体短信（MMS）中进行信息隐藏的理论，同时简单分析了数字水印技术在未来手机终端上的应用潜力。关键词 MMS；信息隐藏；数字水印；JPEG压缩 1 引言随着移动通信技术的飞速发展，多媒体短信（MMS）作为新一代手机中的核心应用，比短消息具有更丰富的信息传输形式，逐渐成为一项不可或缺的移动通信业务。同时，多媒体短信作为一种传输于公用无线网络中的信息资源，其安全性和保密性也逐步受到人们的广泛关注。数字水印技术作为一种信息隐藏手段，较多地应用于计算机网络，以保证一些重要信息的安全性。然而作为一种嵌入式设备，手机终端是否也可以运用这种手段，同时利用多媒体短信自身的优势，将多媒体短信作为传输隐秘信息的载体，以此扩展隐秘信息的传输途径？本文就此问题进行了尝试，提出了理论方案并初步试验于CDMA手机终端的设计中。2 多媒体短信 MMS（Multimedia Messaging Service）称为多媒体短信。多媒体短信业务在GPRS网络或cdma2000 1X网络的支持下，以WAP无线应用协议为载体传送视频片段、图片、声音和文字。支持语音、因特网浏览、电子邮件、会议电视等多种高速数据业务，实现即时的手机端到端、手机终端到互联网或互联网到手机终端的多媒体信息传送。 MMS支持文本、图片、声音以及视频等多种格式的传输内容。目前在MMS中，可传输图片支持标准的JPEG和GIF格式，随着3G技术的发展与完善，JPEG格式的图片应用将更为广泛。 3 数字水印的基本原理数字水印（Digital Watermark）技术是信息隐藏技术的一种，它通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中，但不影响原内容的价值和使用，并且不能被人的知觉系统觉察或注意到，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。所以嵌入式水印的方法一般都包含一个水印嵌入系统和一个水印恢复系统（也称水印提取和水印解码系统）。图1给出了一个一般的水印嵌入过程。图1 水印的嵌入及检测过程框图4 koch-zhao的数字水印算法简介 koch-zhao的数字水印算法的中心思想是在一个图像块中调整两个（或多个）DCT系数的相对大小。在编码处理中，发送者将载体图像分为8*8的像素块，每一块只精确地编码一个秘密信息位。在通讯开始时，首先伪随机地选择一个图像块，用它对第i个消息比特进行编码。发送者和接收者必须对嵌入过程中使用的两个DCT系数达成一致，而且这两个系数应该相对于余弦变换的中低频，以确保嵌入信息不容易因压缩而完全丢失。嵌入和提取算法具体如下。嵌入算法：for i = 1,……., l (M) do choose one cover-block bi Bi = DCT(bi) if mi = 0 then if Bi (u1,v1) > Bi (u2,v2) then swap Bi (u1,v1) and Bi (u2,v2) end if else if Bi (u1,v1) < Bi (u2,v2) then swap Bi (u1,v1) and Bi ( u2,v2) end if end ifend for提取算法：for i = 1,….., l (M) doget cover-block bi associated with bit iBi = DCT(bi) If Bi (u1,v1) <Bi (u2,v2) then mi = 0 else mi = 1 end ifend for 此算法的最大缺点是，在某些图像块上，当DCT系数满足所需的关系时，可能会破坏图像数据。但从算法的效率和嵌入式系统可用资源紧张的现实情况来看，此算法具有在嵌入式系统中广泛使用的潜力。

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