淺析數字多媒體圖像處理技術

張兆軒

（東北石油大學,大慶,163318）

1 數字多媒體圖像處理技術現狀

數字多媒體技術在當今的信息化時代，已經取得了較快的發展，目前社會各個領域對以文本、音視頻為主的數字多媒體信息的應用也逐漸增加，并主要因其副本的簡單易制作特征得到了各界人士的廣泛認可，同時各種新的多媒體圖像處理技術在不斷的開發與應用，并努力尋找與之具備更高關聯度的圖像處理技術。

數字圖像處理技術包括三種保護數字圖像的形式，一是訪問控制，二是使用權的控制，三是基于標記的控制，最后一種屬于基于JPEG的方法標簽圖像的圖像保護，這種形式下的圖像處理技術具備了強大的不可見圖像標簽功能，從而十分有利于解決隱寫標簽問題。

關于圖像技術標記方法，可以使用數據壓縮、低通濾波合理設計標準，提升數字圖像處理技術水平，同時，這樣的標記是一個可靠的屬性識別工具。在具體運用過程中，首先需要根據JPEG壓縮標準，在圖像數據中嵌入標簽或代碼，再提交。系統基本功能要求包括以下幾點：

一是圖像數據方式，允許標記跟蹤其分布情況；

二是圖像中一定要有一個標簽或代碼；

三是圖像數據需要具備用戶代碼，從而讓用戶可以擁有數據代碼。

圖1 水印檢測算法

在圖像數據中標簽或代碼的設計過程中，應當注意的是部分屬性限制，這將會對圖像標志的可靠性形成較為重要的影響。當圖像數據出現變化情況時，所呈現出的圖像標簽就可能會出現不可讀情況，因此，一定要謹慎的考慮圖像基本性質，讓用戶能夠對數據標簽進行識別。很多數字多媒體環境中的影響都是能夠借助于低通濾波轉換到格式或顏色相異的空間，或用重新量化的方式實現圖像外觀的變化。

2 數字多媒體圖像中嵌入水印處理技術

水印嵌入和水印檢測是水印處理系統中最重要的兩個基本操作,如圖1所示：

2.1 水印生成

一般m序列或高斯噪聲信號等不相關信號，以及水印信號會出現在偽隨機數發生器或混沌系統條件。通常是在對水印信號W經過一定調整之后，才能夠更好的適應水印嵌入算法。本研究為能夠更加清晰的對其進行分析,現將算子G分解為兩部分，如下式所示：

第二部分T通過修改原始水印，獲得最后與產品密切相關的水印W.T應滿足：

式中中的X0代表的是原始產品，Xw代表的是加水印產品。

此處，我們要強調的是水印的生成可提前指定原始水印信號，密碼在水印嵌入時可以產生，而在嵌入水印前，不管是否執行指定水印信號的變換，并不會對水印產生形成較大影響。

2.2 水印嵌入

水印的嵌入過程如圖2所示。

圖2 水印嵌入框圖

水印嵌入就是在原始產品X0={x0(k)}中嵌入水印信號W={w(k)}，通常情況下，我們將水印嵌入規則表示為：

某種疊加操作，也會存在著相應合適截斷操作或量化操作，操作符可能包括合適的截斷操作和量化操作。稱為d維的水印嵌入掩碼，其中，聲音1維，圖像2維，視頻3維。最常用的嵌入加法與乘法準則為：

目前時域下的加法準則已經用在很多算法中，上式的參數α可能隨采樣的變化而發生一定的變化，變量x可以是某種變換的系數值(變換域)，也可以指采樣的幅值(時域)。變換域的水印處理算法已經用于水印處理算法中，并被證明是很有用的DFT的相位和幅值。對諸如旋轉和縮放這種基本的幾何變換，基于DFT幅值的水印嵌入具有較好的魯棒性。近些年來，基于離散小波變換(DWT)的水印嵌入算法已經開始出現并逐漸獲得了更廣泛的應用,這些對JPEG和JPEG2000的魯棒性都比較強。

2.3 水印的提取和檢測

圖3為水印提取框圖，圖4為水印檢測框圖。

圖3 水印提取框圖

圖4 水印檢測框圖

水印的提取和檢測可以應用于多種產品，在提取和檢測的過程中，原始產品是否出現基本上不會影響提取與檢測。但是，在進行產品網絡發布與傳播時，如果應用水印技術在檢測過程中，就最好不要應用原始產品。由此我們可以看出，原始產品基本上都不再出現于水印檢測算法中。

水印檢測能夠適用于各種產品X,但是，一些水印處理技術在檢測時使用了原始產品，我們需要注意在檢測過程中應盡量避免原始產品的參與，在檢測時使用原始產品存在著很多不足之處,特別是在產品的網絡發布與傳播過程中運用水印技術，所以，一般情況下是應當避免原始產品參與的。

在水印檢測過程中，第一步是通過算子G產生水印，第二步是算子D檢測，在這一步的檢測過程中，可能會出現兩種不準確檢測現象，一是檢測到水印，而實際產品中卻并不存在水印；二是并未檢測到水印，而實際產品中卻存在水印。以上兩種現象在遵循一定的虛警概率和拒絕概率，通常不正確的肯定檢測概率趨向0時,水印的否定檢測概率接近于。如果我們將肯定檢測的確定度設為,產品供應商檢測時的檢測確定度表示為，那么表示的是存在水印。

3 結語

綜上所述，本研究主要對數字多媒體圖像處理技術現狀及嵌入水印處理技術進行研究，并具體指出了水印的產生、嵌入、提取及檢測三個環節，望能夠為數字多媒體圖像處理技術的實際應用提供借鑒。