[發明專利]一種基于連續矢量圖形的數字水印系統及實現方法

有效

• 申請號: 201210100787.X
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN102663668A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 王濤
• 申請（專利權）人: 王濤
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明屬于一種應用于在計算機信息安全、網絡通信鑒別與認證、數字版權保護和管理的實現數字水印的系統和方法，特別是涉及一種在連續矢量圖形中實現數字水印的系統和方法。

背景技術

數字水印(Digital?Watermarking)技術是將一些標識信息(即數字水印)直接嵌入數字載體當中(包括多媒體、文檔、軟件等)或是數據的間接表示(修改特定區域的結構)，且不影響原載體的使用價值，也不容易被探知和再次修改，但可以被水印生產方(或與生產方合作的其它方)識別和辨認。通過這些隱藏在載體中的信息，可以達到確認內容創建者、購買者、傳送隱秘信息或者判斷載體是否被篡改等目的。數字水印是信息隱藏技術的一個重要研究方向。數字水印是實現來源鑒別和版權保護的有效辦法，是信息隱藏技術研究領域的重要分支。

在一個完整的數字水印系統中：有一個或以上的數字水印生成端，負責在原數據或稱載體數據中秘密地或公開地添加數據水印數據；有一個或以上的數字水印驗證端，在接收了含有數字水印數據的載體數據后，將數字水印數據從載體數據中提取/分離出來，并對數字水印數據正確性、合法性和來源進行鑒別，實現數字水印的作用。

數字水印技術基本上具有下面幾個方面的特點：

1、安全性：數字水印的信息應是安全的，難以篡改和偽造，同時，應當有較低的誤檢測率，當原內容發生變化時，數字水印應當發生變化，從而可以檢測原始數據的變更。

2、水印可見性/隱蔽性：根據應用需要，數字水印可以是可見的、明顯的，也可以是不可知覺的。對不可見水印，應不影響被保護數據的正常使用；不會嚴重影響載體的質量和使用。

3、魯棒性(也稱健壯性)：是指在經歷無意或有意的信號處理過程后，數字水印仍能保持信息完整性并能被準確鑒別。但魯棒性不是數字水印的必須要求。

4、水印容量：是指載體在不發生形變的前提下可嵌入的水印信息量。

目前的數字水印主要是添加在點陣圖像中(如添加到圖片、視頻中的數字水印和數字印章)。近年來對矢量圖中添加數字水印也逐漸進行了研究。

矢量圖(vector?graphics)是指以特定圖形類型(如點、線、圓、圓錐體等)及繪圖參數(如坐標、線寬、色彩值等)描述一個圖形或圖形圖像區域的可視特性的圖形數據形式，或多個單一矢量圖形組成的復合矢量圖形—如矢量字形。例如，一個二維環形，只需要描述其圓心、外環半徑、內環半徑、顏色、邊緣線型、線寬及邊緣顏色，就可以將其繪制出來；一個三維球體，只需要描述其球心坐標、球半徑、球顏色、球面反光度/透明度。

一個矢量圖中會包含多個圖形元素(primitive)，圖形元素即是點、線、圓、圓錐體等二維或三維的、具有單一繪圖規則或算法的繪圖單元。多個圖形元素共同組成復合圖形。例如，一個中國國旗的矢量圖，就由一個紅底矩形和5個不同位置和大小的黃色正五角星形組成。

矢量圖形(包括矢量字形)目前廣泛應用在工程制圖、三維立體模型和相關的數字媒體藝術作品、網絡矢量圖(如SVG格式的網絡矢量圖)、地理信息系統/空間信息系統、數字地圖，未來還將在計算機遠程屏幕輸出和展現方面有進一步應用。

隨著矢量圖形在計算機和通信領域的廣泛應用，在矢量圖形中加入數字水印就有了需求和技術實現方案。但由于描述矢量圖形所需的數據量極小，這個優點反而帶來的兩個缺點：難以在極少量的矢量圖形數據中添加數字水印而不被發現(數字水印的隱蔽性是其常用特點)；無法提供足夠的數據冗余量來保護數字水印數據不會被篡改和偽造。

因此，近年來出現的給矢量圖形添加數字水印的技術方案，都是基于較大的矢量圖形數據量才能實現數字水印的嵌入(如現有矢量圖水印方案都是針對矢量地圖、矢量工程圖等有大量矢量圖形元素的矢量圖)。

目前的文獻和專利中，都沒有很好的解決在極少量的矢量圖形數據中添加數字水印而不被發現的這個技術問題：

美國專利(US?Patent?7644281)公開了一種對文本或矢量圖文檔加水印的方法和裝置。它的原理是對字符或矢量圖形的灰度或顏色進行調整，所公開的方法可適用于對安全文檔、合同、技術或商業文檔進行保護，可以用在任何物理支持件、紙張或塑料上；它可以用在拷貝保護、鑒別和時戳證明；最后它可以用在其它非安全相關的應用中，例如文檔追蹤，或文檔中嵌入警告或其它基于數字水印的自動處理。但該方案是針對靜態矢量圖形，且無法對極簡的矢量圖(例如只有一個矢量圖形元素，如一個圓或一個矩形)添加數字水印。