镭射防伪、激光防伪激光防伪标签防伪技术

责任编辑：新商业 2012-08-28 01:48:23

　　防伪标签讯镭射防伪、激光防伪激光防伪技术包括激光全息图像防伪标识、加密激光全息图象防伪标识和激光光刻防伪技术三方面。

　　全息防伪技术包括常规全息防伪技术,多通道全息防伪技术,隐形加密技术,360°计算机点阵全息技术,双层全息技术,荧光加密全息技术,动态编码防伪技术,电话电码防伪技术,核微孔防伪技术以及基因防伪技术,并具有图像清晰、色彩绚丽、立体感强、一次性使用的特点。多通道全息防伪在转动标识时,会看到在标识的同一位置上出现不同的图案。隐形加密技术将加密图案制作于标识的任一位置,在激光再现仪下方可看到加密图案。360°计算机点阵全息技术在图像360°的观察范围内会出现放射状、环状、螺旋状等光点的组合与变换,动感极强。双层全息技术能把全息标识揭开,还能看到印有图案和文字的第二防伪层,有双保险的防伪效果。荧光加密全息技术原理与人民币荧光加密原理一样。动态编码防伪是将商标置于眼前,缓慢地转动商标会出现连续动作的图案。电话电码防伪标识是由激光防伪技术和电话电码防伪技术相结合制作而成,通过查询统一的中心数据库可以核对真伪。核微孔防伪标识由激光防伪技术和核微孔防伪技术组成,仅用一只水笔便可分辨真伪。基因防伪是在标识背胶中加入基因因子,通过专用仪器进行检测。常用的是激光彩虹模压全息图文防伪技术,它是应用激光彩虹全息图制版技术和模压复制技术,在产品上制作的一种可视的图文信息。

　　彩虹全息图像是以普遍全息图像作为拍摄物体,经一系列程序处理后制成的彩虹全息照片。如用光致抗蚀刻剂的感光片代替普通照片拍摄的全息图,经曝光处理后,即得到一张浮雕型位相全息图,即制作彩虹全息图的母版。母版表面充满了凹凸不平的干涉条纹,其精细度可达每毫米千余条。这些浮雕状的条纹载录了被拍物体的光波强度与位相信息,实现了全息记录。然后用真空镀膜或化学电镀方法,在母版表面镀上一层很薄的金属膜,再电镀上适当厚度的镍或其他金属,做成一块机械性能良好的模压金属板。将此板装在压印机上,热压聚酯类塑料薄膜,把浮雕型全息图压印在薄膜上,最后在薄膜上再真空蒸镀一层铝膜,以提高膜的反射率。在铝膜上盖镀或涂布保护层后,便制成全息图片,即不透明的激光模压全息防伪图。这种全息图可用日光观察,日光中的每一种波长的光都会被图片上的干涉条纹所衍射,因有不同的衍射角,故在不同的角度观看时,有不同颜色的再现图像。

　　由于全息图中的色块组合是随机编码的,即使同一设备也很难制出完全相同的全息母版,故彩虹全息图像已广泛用于制作防伪标识。也可将全息图直接转印到纸品上,现已广泛应用于票证、商标及信用卡。模压全息防伪标识的颜色有单一彩虹,多种彩虹色、真彩色及黑白(消色) 4 种,其图像有二维、三维、多重与动态成像。

　　激光模压全息防伪标识全息图成像技术的不同,可将其分为经典、脉冲三维激光模压全息防伪标识以及合成模压、多重图像激光模压、动态模压、动态光栅模压、隐形全息模压、防伪油墨加密激光模压等全息防伪标识。

　　近年又有烫金全息图及透过式全息图问世,它们都是在普通彩虹全息图的基础上的革新。其中半透式全息图是将聚酯薄膜上的铝层做成网点状并控制网点密度,在再现光下使有金属的网点处有光反射,在非金属网点处形成光的透射,并调整透射与反射之比,使透过全息图的同时还能看到图下掩盖的图文,故也称之为透视全息图。

　　防伪技术的发展,彩色全息图、合成全息图、密码全息图(用一个激光笔可读出图中的信息) 等接踵而至。这些经激光全息技术处理后具有防伪功能的新型包装材料和更高技术层次的全息图像标识技术,具有更好的防伪功能。

　　利用全息印刷技术做出防伪标识,附于包装物表面是当前最为流行的防伪手段。全息图像由于综合了激光、精密机械和物理化学等学科的最新成果,技术含量高。对多数小批量伪造者而言,全套制造技术的掌握和制造设备的购置难以做到的,因此此种技术的效果是显著的。

　　全息防伪技术的广泛应用和其它防伪技术的出现,人们对全息防伪众说纷纭,顾虑重重。目前能生产此类标识的厂家有数百个,由于技术上、管理上存在的诸多问题,使得有些真的标识不易识别,一些仿真的标识又能以假乱真,极大地降低了激光全息防伪标识在人们心目中原有的地位。厂家过多、产品过剩、竞争过度可能是激光全息防伪陷入信任危机的首要原因。但从纯技术的角度上讲、图像来源简单,照像技术守旧和记录材料单一,同样也是诱发信任危机的根源。因此,如能加强管理,改进技术,生产高质量的三维全息图,同时在显示、照相技术和记录材料三方面不断地挖潜、完善和创新,把握全息与其它防伪技术相结合,全息与印刷相结合,全息与包装相结合的发展方向,把激光全息防伪作为技术发展的主要方向,这才是至关重要的。

　　下面给你介绍激光防伪技术的发展史：

　　第一代激光防伪技术是激光模压全息图像防伪标识。

　　全息照相是由美国科学家伯格(MJ•Buerger)在利用X射线拍摄晶体的原子结构照片时发现的，并与伽柏(D•Gaber)一起建立了全息照相理论：利用双光束干涉原理，令物光和另一个与物光相干的光束(参考光束)产生干涉图样即可把位相“合并”上去，从而用感光底片能同时记录下位相和振幅，就可以获得全息图像。但是，全息照相是根据干涉法原理拍摄的，须用高密度(分辨率)感光底片记录。由于普通光源单色性不好，相干性差，因而全息技术发展缓慢，很难拍出像样的全息图。直到60 年代初激光出现之后，其高亮度、高单色性和高相干度的特性，迅速推动了全息技术的发展，许多种类的全息图被制作出来，全息理论得到很好的验证，但由于拍摄和再现时的特殊要求，从诞生之日起，就几乎一直被局限在实验室里。

　　70年代末期，人们发现全息图片具有包括三维信息的表面结构(即纵横交错的干涉条纹)，这种结构是可以转移到高密度感光底片等材料上去的。1980年，美国科学家利用压印全息技术，将全息表面结构转移到聚酯薄膜上，从而成功地印制出世界上第一张模压全息图片，这种激光全息图片又称彩虹全息图片，它是通过激光制版，将影像制作在塑料薄膜上，产生五光十色的衍射效果，并使图片具有二维、三维空间感，在普通光线下，隐藏的图像、信息会重现。当光线从某一特定角度照射时，又会出现新的图像。这种模压全息图片可以像印刷一样大批量快速复制，成本较低，且可以与各类印刷品相结合使用。至此，全息摄影向社会应用迈出了决定性的一步。

　　由于当时这种模压全息图片的制作技术是非常先进的技术，只有少数人掌握，于是就被用作防伪标识。其防伪的原理是：

　　1.在激光全息图片拍摄的整个过程中，如果有一项条件不同(如拍摄彩虹全息的条件)，则全息标识的效果就会有差异。

　　2.这种全息图像的全息信息用普通照相无法拍摄，因而全息图案难以被复制。

　　第一个应用全息图片作为防伪标识的是JohnnyWalkeWhishy(一种威士忌)。它在泰国应用时，据说销售额增加了45% 左右。激光模压全息防伪技术传入我国是在80年代末90年代初，特别是1990年至1994年期间，全国各地引进生产线上百条，占当时世界生产厂家的一半多。在引进初期，这种防伪技术确实起到了一定的防伪作用，但是随着时间的推移，激光全息图像制作技术迅速扩散，如今早已被造假者从各个方面攻破，几乎完全失去了防伪的能力。

　　第二代改进型激光全息图像防伪技术第一代激光全息防伪技术的泛滥，促使人们不得不开始寻求改进现有技术。改进后的技术主要有三种：

　　一是应用计算机图像处理技术改进全息图像;二是透明激光全息图像防伪技术;三是反射激光全息图像防伪技术。

　　1.应用计算机图像处理技术改进全息图像计算机图像处理技术改进激光全息图像经历了两个发展形态，第一形态是计算机合成全息技术，这种技术是将系列普通二维图像经光学成像后，按照全息图像的成像原理进行处理后记录在一张全息记录材料上，从而形成计算机像素全息图像。观察这种像素全息图像时，可在不同的视角看到不同的三维图像，其图形和色彩都具有异常灵活多变的动态效应，并且不受再现光线方向的限制。第二形态是计算机控制直接曝光技术，与普通全息成像不同，这种技术不需要拍摄对象，所需图形完全由计算机生成，通过计算机控制两束相干光束以像素为单位逐点生成全部图案，对不同点可改变双光束之间的夹角，从而制成具有特殊效果的三维全息图。

　　2.透明激光全息图像防伪技术普通的激光全息图像一般是用镀铝的聚酯膜经过模压(也可以先用聚酯薄膜经过模压再镀铝)而成，镀铝的作用是增加反射光的强度使再现图像更加明亮。照明光和观察方向都在观察者这一侧，这样的激光彩虹模压全息图是不透明的。透明激光全息图像实际上就是取消了镀铝层，将全息图像直接模压在透明的聚酯薄膜上。1996年我国公安部将透明激光全息图像应用在居民身份证上，将身份证用透明膜整体覆盖，在光线下观察身份证正面时，不但能看清证件内容，还能看到透明膜上显现出来的二维、三维彩虹全息图像(“长城”及“中国”的中英文字样)。

　　3.反射激光全息图像防伪技术反射激光全息图像成像原理是将入射激光射到透明的全息乳胶介质上，一部分光作为参考光，另一部分透过介质照亮物体，再由物体散射回介质作为物光，物光和参考光相互干涉，在介质内部生成多层干涉条纹面，介质底片经处理后在介质内部生成多层半透明反射面(例如6微米厚的乳胶层里可以有20多个反射面)，用白光点光源照射全息图，介质内部生成的多层半透明反射面将光反射回来，迎着反射光可以看到原物的虚像，因而称为反射激光全息图。

　　第三代加密全息图像防伪技术

　　加密全息图像是指采用诸如激光阅读、光学微缩、低频光刻、随机干涉条纹、莫尔条纹等等光学图像编码加密技术，对防伪图像进行加密而得到的不可见或变成一些散斑的加密图像.

　　1.激光阅读利用光学共轭原理将文字或图像信息存贮在全息图像中。在普通环境下，这些信息不会显现，当用激光笔照射时，人们可借助硫酸纸或白纸看到所存贮的信息。所存贮的信息可以是文字、标识、灰度图像，甚至一篇文章，表现形式也有反射式和透射式两种.

　　2.光学微缩将文字信息用光学微缩的方式记录在全息图上，平常肉眼难以辨认，在10倍、甚至100倍放大镜下才可观察到具体内容，一般情况下，中文可缩至0.1mm,英文可缩至0.05mm

　　3.低频光刻在全息图上以非干涉方式将预先设计好的条纹花样以缩微的形式直接记录在全息图上，这些花样的条纹密度比普通干涉条纹低10倍在100线/mm左右，直观效果是在全息图上某些部位具有类似金属光泽的衍射花样，若条纹花样是用计算机产生的全息图，则可用激光再现其信息.

　　4.随机干涉条纹在制作全息图时引入随机机制，在全息图上记录随机干涉花样，这种花样具有明显的特征，且不可重复，即使同一个人使用同样的工艺在不同的时刻所产生的花样都不相同，因此是一种很好的防伪方式。除静态平面干涉条纹外，目前已发展到动态，立体干涉条纹，仿冒者根本无法复制.

　　5.莫尔干涉加密利用莫尔原理，即两套周期性结构的条纹重叠可产生第三套周期结构花样的原理，在其中一套条纹中改变其位相并编码一个图案，这种图案在平时是隐藏的不能分辨，当与另一套周期条纹重叠时图案显现出来. 加密全息图像因其不可见或只显现一片噪光，如没有密钥很难破译，所以具有一定的防伪功能。但是因为它在通常环境下无法分辨，因此不具备为普通大众所识别的能力.

　　第四代激光全息防伪技术

　　1.组合全息图

　　组合全息图是将几十甚至几百个不同的二维图像通过几十甚至几百次曝光所记录的全息图。其效果可以从两个方面体现，一是类似于平面动态设计，可以拍摄各种花样的平面动态变化图案，二是利用3D软件或借助数码相机，将三维目标的各个侧面及随时间的变化过程记录下来，制作四维全息图，即该全息图不仅能够记录和再现物体的三维空间(X，Y，Z)特性，还能记录和再现该三维物体随时间(T)的变化，这是一种防伪性能极高的全息图，与普通2D/3D或真三维全息相比较，具有以下特点：①信息量巨大，制作工艺复杂：普通全息防伪标贴往往通过几次曝光就可以完成，而制作四维全息图需要对几十甚至几百帧二维图像进行记录，从而曝光次数是普通全息的几十甚至几百倍，这需要专用的仪器设备及更加精巧的工艺过程才能实现。②拍摄对像没有限制，拓展了激光全息这一高科技手段的应用范围：普通全息记录三维模型需要1：1的模型实体进行拍摄，而四维全息则首先从各个角度采集物体的信息，然后对采集到的二维图像进行合成制作全息图，从而对拍摄的对象没有限制，可以是真人，真物体，甚至是电脑构制的虚幻物体。比例也无需1∶1。③真彩色四维显示，普通全息标识望尘莫及：传统全息标识只能实现平面层次感，三维全息图也只能表现1：1静物的三维立体特征，且不能还原物体的真色彩。四维全息则不同，在以真彩色反应三维空间物体的同时，还能附载该三维空间随时间的变化，这样的全息标识如同一幅内容丰富的小电视，设计者可在上面尽情挥洒.

　　2.真三维全息图

　　全息图的一个重要特征就是能够实现三维显示，真三维全息图就是利用真实三维雕刻模型制作全息图其防伪意义在于两个方面，一是三维模型全息图的拍摄难度比普通2D/3D高很多，尤其是将二者结合起来;二是即使仿冒者能够制作三维模型全息图，但三维雕刻及拍摄时物体的角度等也会有很大差异，很难成功。因此，这种是一种高防伪性的全息图。

　　目前的各类证券，银行或金融，保险，社会保障等部门有价单据，奖券，彩票，门票，车船票等相当繁多的有价证券，都包括在票据印刷防伪范畴，一般来说，新型防伪技术在票据印刷上的应用大致分为以下几类：防伪全息标识定位烫印技术。定位烫印的技术难度很高，它要求印刷厂家拥有精密定位烫印设备：在烫印标上可运用所有的通用全息防伪技术，比如像素全息、真彩色、合成加密、微刻、光化浮雕等技术，能起到极佳的防伪效果。缩微文字印制防伪技术。缩微文字印制防伪技术就是用缩微文字或字母来代替简单的轮廓或线条等。

　　例如：“民航机场管理建设费”收据的下部有一条浅灰色的粗线，在放大镜厂观察，可以看到缩微文字字样。在商业票据印刷中，缩微文字—般采用胶印印刷，并由商业票据印刷机的—组胶印印刷单元来完成。彩虹印刷防伪技术。采用彩虹印刷防伪技术，它是根据商业票据印刷要求，可以一次印刷多种色彩，并且中间色过渡柔和。彩虹印刷效果用多色叠印的方法是难以实现的，而且在商业票据上很难看出墨斗中各色隔板的准确位置，假冒者即使仿用彩虹印刷的方法也很难确定隔板间距，从而增加了假目的难度。如果在大面积的底纹上采用这种工艺，其防伪效果将更加明显。票据特种防伪印刷技术。具有防伪造、防伪填、易识别等特点。票据特种防伪印刷技术，实现了涂布与印刷工艺紧密结合，做到涂布中有印刷，印刷中有涂布，任何一种单项技术都无法完成。该技术适用于三联或三联以上的票据印刷。在印刷过程中进行变色涂布，又在涂布过程中实现印刷，使印刷出来的发票具有很严格的配联性，离开了任何一联都不会开出符合要求的票据，它能有效地遏制发票的虚开。数字水印(Digital Watermark)技术是将与多媒体内容相关或不相关的一些标示信息直接嵌入多媒体内容当中，但不影响原内容的使用价值，并不容易被人的知觉系统觉察或注意到。通过这些隐藏在多媒体内容中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者，或者是否真实完整。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。

　　作为数字水印技术基本上具有下面几个方面的特点： ----安全性：数字水印的信息应是安全的，难以篡改或伪造，同时，应当有较低的误检测率，当原内容发生变化时，数字水印应当发生变化，从而可以检测原始数据的变更;当然数字水印同样对重复添加有有强的抵抗性 ----隐蔽性：数字水印应是不可知觉的，而且应不影响被保护数据的正常使用;不会降质; ----鲁棒性：是指在经历多种无意或有意的信号处理过程后，数字水印仍能保持部分完整性并能被准确鉴别。可能的信号处理过程包括信道噪声、滤波、数/模与模/数转换、重采样、剪切、位移、尺度变化以及有损压缩编码等。主要用于版权保护的数字水印易损水印(Fragile Watermarking)，主要用于完整性保护，这种水印同样是在内容数据中嵌入不可见的信息。当内容发生改变时，这些水印信息会发生相应的改变，从而可以鉴定原始数据是否被篡改。 ----水印容量：嵌入的水印信息必须足以表示多媒体内容的创建者或所有者的标志信息，或购买者的序列号，这样有利于解决版权纠纷，保护数字产权合法拥有者的利益。尤其是隐蔽通信领域的特殊性，对水印的容量需求很大。数字水印的分类

　　----1.按特性划分 ----

　　按水印的特性可以将数字水印分为鲁棒数字水印和易损数字水印两类。鲁棒数字水印主要用于在数字作品中标识著作权信息，利用这种水印技术在多媒体内容的数据中嵌入创建者、所有者的标示信息，或者嵌入购买者的标示(即序列号)。在发生版权纠纷时，创建者或所有者的信息用于标示数据的版权所有者，而序列号用于追踪违反协议而为盗版提供多媒体数据的用户。用于版权保护的数字水印要求有很强的鲁棒性和安全性，除了要求在一般图象处理(如：滤波、加噪声、替换、压缩等)中生存外，还需能抵抗一些恶意攻击。 ----易损水印(Fragile Watermarking)，与鲁棒水印的要求相反，易损数字水印主要用于完整性保护，这种水印同样是在内容数据中嵌入不可见的信息。当内容发生改变时，这些水印信息会发生相应的改变，从而可以鉴定原始数据是否被篡改。易损水印应对一般图象处理(如：滤波、加噪声、替换、压缩等)有较强的免疫能力(鲁棒性)，同时又要求有较强的敏感性，即：既允许一定程度的失真，又要能将失真情况探测出来。必须对信号的改动很敏感，人们根据易损水印的状态就可以判断数据是否被篡改过。

　　----2.按水印所附载的媒体划分

　　----按水印所附载的媒体，我们可以将数字水印划分为图像水印、音频水印、视频水印、文本水印以及用于三维网格模型的网格水印等。随着数字技术的发展，会有更多种类的数字媒体出现，同时也会产生相应的水印技术。

　　----3.按检测过程划分

　　----按水印的检测过程可以将数字水印划分为明文水印和盲水印。明文水印在检测过程中需要原始数据，而盲水印的检测只需要密钥，不需要原始数据。一般来说，明文水印的鲁棒性比较强，但其应用受到存储成本的限制。目前学术界研究的数字水印大多数是盲水印。

　　----4.按内容划分

　　----按数字水印的内容可以将水印划分为有意义水印和无意义水印。有意义水印是指水印本身也是某个数字图像(如商标图像)或数字音频片段的编码;无意义水印则只对应于一个序列号。有意义水印的优势在于，如果由于受到攻击或其他原因致使解码后的水印破损，人们仍然可以通过视觉观察确认是否有水印。但对于无意义水印来说，如果解码后的水印序列有若干码元错误，则只能通过统计决策来确定信号中是否含有水印。

　　----5.按用途划分

　　----不同的应用需求造就了不同的水印技术。按水印的用途，我们可以将数字水印划分为票证防伪水印、版权保护水印、篡改提示水印和隐蔽标识水印。 ----票证防伪水印是一类比较特殊的水印，主要用于打印票据和电子票据、各种证件的防伪。一般来说，伪币的制造者不可能对票据图像进行过多的修改，所以，诸如尺度变换等信号编辑操作是不用考虑的。但另一方面，人们必须考虑票据破损、图案模糊等情形，而且考虑到快速检测的要求，用于票证防伪的数字水印算法不能太复杂。 ----版权标识水印是目前研究最多的一类数字水印。数字作品既是商品又是知识作品，这种双重性决定了版权标识水印主要强调隐蔽性和鲁棒性，而对数据量的要求相对较小。 ----篡改提示水印是一种脆弱水印，其目的是标识原文件信号的完整性和真实性。 ----隐蔽标识水印的目的是将保密数据的重要标注隐藏起来，限制非法用户对保密数据的使用。

　　----6.按水印隐藏的位置划分

　　----按数字水印的隐藏位置，我们可以将其划分为时(空)域数字水印、频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印。 ----时(空)域数字水印是直接在信号空间上叠加水印信息，而频域数字水印、时/频域数字水印和时间/尺度域数字水印则分别是在DCT变换域、时/ 频变换域和小波变换域上隐藏水印。

　　----随着数字水印技术的发展，各种水印算法层出不穷，水印的隐藏位置也不再局限于上述四种。应该说，只要构成一种信号变换，就有可能在其变换空间上隐藏水印。典型数字水印算法近年来，数字水印技术研究取得了很大的进步，下面对一些典型的算法进行了分析，除特别指明外，这些算法主要针对图象数据(某些算法也适合视频和音频数据)。

　　----空域算法该类算法中典型的水印算法是将信息嵌入到随机选择的图像点中最不重要的像素位 (LSB:least significant bits)上，这可保证嵌入的水印是不可见的。但是由于使用了图像不重要的像素位，算法的鲁棒性差，水印信息很容易为滤波、图像量化、几何变形的操作破坏。另外一个常用方法是利用像素的统计特征将信息嵌入像素的亮度值中。

　　----Patchwork算法方法是随机选择N对像素点 (ai，bi) ，然后将每个ai点的亮度值加 1 ，每个bi点的亮度值减 1，这样整个图像的平均亮度保持不变。适当地调整参数，Patchwork方法对JPEG压缩、FIR滤波以及图像裁剪有一定的抵抗力，但该方法嵌入的信息量有限。为了嵌入更多的水印信息，可以将图像分块，然后对每一个图像块进行嵌入操作。

　　----变换域算法该类算法中，大部分水印算法采用了扩展频谱通信 (spread spectrum communication)技术。算法实现过程为：先计算图像的离散余弦变换 (DCT)，然后将水印叠加到DCT域中幅值最大的前k系数上(不包括直流分量)，通常为图像的低频分量。若DCT系数的前k个最大分量表示为D={ di }，i=1 ，… ，k，水印是服从高斯分布的随机实数序列W ={ wi }，i=1 ，… ，k，那么水印的嵌入算法为di = di(1 + awi)，其中常数a为尺度因子，控制水印添加的强度。然后用新的系数做反变换得到水印图像I。解码函数则分别计算原始图像I和水印图像I*的离散余弦变换，并提取嵌入的水印W*，再做相关检验以确定水印的存在与否。该方法即使当水印图像经过一些通用的几何变形和信号处理操作而产生比较明显的变形后仍然能够提取出一个可信赖的水印拷贝。一个简单改进是不将水印嵌入到DCT域的低频分量上，而是嵌入到中频分量上以调节水印的顽健性与不可见性之间的矛盾。另外，还可以将数字图象的空间域数据通过离散傅里叶变换(DFT)或离散小波变换(DWT)转化为相应的频域系数;其次，根据待隐藏的信息类型，对其进行适当编码或变形;再次，根据隐藏信息量的大小和其相应的安全目标，选择某些类型的频域系数序列(如高频或中频或低频);再次，确定某种规则或算法，用待隐藏的信息的相应数据去修改前面选定的频域系数序列;最后，将数字图象的频域系数经相应的反变换转化为空间域数据。该类算法的隐藏和提取信息操作复杂，隐藏信息量不能很大，但抗攻击能力强，很适合于数字作品版权保护的数字水印技术中。

　　----压缩域算法基于JPEG、MPEG标准的压缩域数字水印系统不仅节省了大量的完全解码和重新编码过程，而且在数字电视广播及VOD(Video on Demand)中有很大的实用价值。相应地，水印检测与提取也可直接在压缩域数据中进行。下面介绍一种针对MPEG-2压缩视频数据流的数字水印方案。虽然MPEG-2数据流语法允许把用户数据加到数据流中，但是这种方案并不适合数字水印技术，因为用户数据可以简单地从数据流中去掉，同时，在MPEG-2编码视频数据流中增加用户数据会加大位率，使之不适于固定带宽的应用，所以关键是如何把水印信号加到数据信号中，即加入到表示视频帧的数据流中。对于输入的MPEG-2数据流而言，它可分为数据头信息、运动向量(用于运动补偿)和DCT编码信号块3部分，在方案中只有MPEG-2数据流最后一部分数据被改变，其原理是，首先对DCT编码数据块中每一输入的Huffman码进行解码和逆量化，以得到当前数据块的一个DCT系数;其次，把相应水印信号块的变换系数与之相加，从而得到水印叠加的DCT系数，再重新进行量化和Huffman编码，最后对新的Huffman码字的位数n1与原来的无水印系数的码字n0进行比较，只在n1不大于n0的时候，才能传输水印码字，否则传输原码字，这就保证了不增加视频数据流位率。该方法有一个问题值得考虑，即水印信号的引入是一种引起降质的误差信号，而基于运动补偿的编码方案会将一个误差扩散和累积起来，为解决此问题，该算法采取了漂移补偿的方案来抵消因水印信号的引入所引起的视觉变形。

　　----NEC算法该算法由NEC实验室的Cox等人提出，该算法在数字水印算法中占有重要地位，其实现方法是，首先以密钥为种子来产生伪随机序列，该序列具有高斯N(0，1)分布，密钥一般由作者的标识码和图象的哈希值组成，其次对图象做DCT变换，最后用伪随机高斯序列来调制(叠加)该图象除直流(DC)分量外的1000个最大的DCT系数。该算法具有较强的鲁棒性、安全性、透明性等。由于采用特殊的密钥，因此可防止IBM攻击，而且该算法还提出了增强水印鲁棒性和抗攻击算法的重要原则，即水印信号应该嵌入源数据中对人感觉最重要的部分，这种水印信号由独立同分布随机实数序列构成，且该实数序列应该具有高斯分布N(0，1)的特征。

　　----生理模型算法人的生理模型包括人类视HVS(HumanVisualSystem)和人类听觉系统HAS。该模型不仅被多媒体数据压缩系统利用，同样可以供数字水印系统利用。利用视觉模型的基本思想均是利用从视觉模型导出的JND(Just Noticeable Difference)描述来确定在图象的各个部分所能容忍的数字水印信号的最大强度，从而能避免破坏视觉质量。也就是说，利用视觉模型来确定与图象相关的调制掩模，然后再利用其来插入水印。这一方法同时具有好的透明性和强健性。数字水印应用领域随着数字水印技术的发展，数字水印的应用领域也得到了扩展，数字水印的基本应用领域是版权保护、隐藏标识、认证和安全不可见通信。当数字水印应用于版权保护时，潜在的应用市场在于电子商务、在线或离线地分发多媒体内容以及大规模的广播服务。数字水印用于隐藏标识时，可在医学、制图、数字成像、数字图像监控、多媒体索引和基于内容的检索等领域得到应用。数字水印的认证方面主要ID卡、信用卡、ATM卡等上面数字水印的安全不可见通信将在国防和情报部门得到广泛的应用。多媒体技术的飞速发展和Internet的普及带来了一系列政治、经济、军事和文化问题，产生了许多新的研究热点，以下几个引起普遍关注的问题构成了数字水印的研究背景。

　　----1.数字作品的知识产权保护

　　----数字作品(如电脑美术、扫描图像、数字音乐、视频、三维动画)的版权保护是当前的热点问题。由于数字作品的拷贝、修改非常容易，而且可以做到与原作完全相同，所以原创者不得不采用一些严重损害作品质量的办法来加上版权标志，而这种明显可见的标志很容易被篡改。

　　----“数字水印”利用数据隐藏原理使版权标志不可见或不可听，既不损害原作品，又达到了版权保护的目的。目前，用于版权保护的数字水印技术已经进入了初步实用化阶段，IBM公司在其“数字图书馆”软件中就提供了数字水印功能，Adobe公司也在其著名的Photoshop软件中集成了Digimarc公司的数字水印插件。然而实事求是地说，目前市场上的数字水印产品在技术上还不成熟，很容易被破坏或破解，距离真正的实用还有很长的路要走。

　　----2.商务交易中的票据防伪

　　----随着高质量图像输入输出设备的发展，特别是精度超过 1200dpi的彩色喷墨、激光打印机和高精度彩色复印机的出现，使得货币、支票以及其他票据的伪造变得更加容易。 ----另一方面，在从传统商务向电子商务转化的过程中，会出现大量过度性的电子文件，如各种纸质票据的扫描图像等。即使在网络安全技术成熟以后，各种电子票据也还需要一些非密码的认证方式。数字水印技术可以为各种票据提供不可见的认证标志，从而大大增加了伪造的难度。

　　----3.证件真伪鉴别

　　----信息隐藏技术可以应用的范围很广，作为证件来讲，每个人需要不只一个证件，证明个人身份的有：身份证、护照、驾驶证、出入证等;证明某种能力的有：各种学历证书、资格证书等。国内目前在证件防伪领域面临巨大的商机，由于缺少有效的措施，使得“造假”、“买假”、“用假”成风，已经严重地干扰了正常的经济秩序，对国家的形象也有不良影响。通过水印技术可以确认该证件的真伪，使得该证件无法仿制和复制。

　　----4.声像数据的隐藏标识和篡改提示

　　----数据的标识信息往往比数据本身更具有保密价值，如遥感图像的拍摄日期、经/纬度等。没有标识信息的数据有时甚至无法使用，但直接将这些重要信息标记在原始文件上又很危险。数字水印技术提供了一种隐藏标识的方法，标识信息在原始文件上是看不到的，只有通过特殊的阅读程序才可以读取。这种方法已经被国外一些公开的遥感图像数据库所采用。 ----此外，数据的篡改提示也是一项很重要的工作。现有的信号拼接和镶嵌技术可以做到“移花接木”而不为人知，因此，如何防范对图像、录音、录像数据的篡改攻击是重要的研究课题。基于数字水印的篡改提示是解决这一问题的理想技术途径，通过隐藏水印的状态可以判断声像信号是否被篡改。

　　----5.隐蔽通信及其对抗

　　----数字水印所依赖的信息隐藏技术不仅提供了非密码的安全途径，更引发了信息战尤其是网络情报战的革命，产生了一系列新颖的作战方式，引起了许多国家的重视。 ----网络情报战是信息战的重要组成部分，其核心内容是利用公用网络进行保密数据传送。迄今为止，学术界在这方面的研究思路一直未能突破“文件加密”的思维模式，然而，经过加密的文件往往是混乱无序的，容易引起攻击者的注意。网络多媒体技术的广泛应用使得利用公用网络进行保密通信有了新的思路，利用数字化声像信号相对于人的视觉、听觉冗余，可以进行各种时(空)域和变换域的信息隐藏，从而实现隐蔽通信。

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