论数字水印技术在电子阅读业务的应用.doc

论数字水印技术在电子阅读业务的应用摘 要:全业务时代到来,市场竞争日趋激烈。具有广阔前景的电子阅读业务可能成为运营商新的利润增长点。本文就数字水印技术在电子阅读内容版权保护方面的一些应用,做了初步的研究和探讨,并提出了一些建议。关键词:数字水印 ;电子阅读; 版权保护1前言自中国电信运营商重组以及3G牌照发放以来,国内的电信市场竞争日趋激烈。面对着市场竞争的压力,如何发挥自身优势取得竞争优势,成为各大运营商必须解决问题。在固话业务逐渐被移动通信取代,宽带市场已接近饱和,传统移动语音收入ARPU值在极大的竞争压力下也很难有很大的突破的严峻形式下,作为新兴业务电子阅读成为运营商潜在的收入增长点。电子阅读,是指在PC、笔记本、手机以及其他便携式电子终端上阅读小说、报刊、杂志以及图片等传统上印刷在纸质载体上的内容的阅读方式。与传统的阅读方式相比,电子阅读在获取方式、分销渠道、销售管理、支付手段以及环境保护等方面具备先天的优势。随着3G网络日趋完善以及手机终端大屏幕、智能化发展趋势,依托超过7亿的手机用户群,电子阅读具备了广阔的市场前景。电子阅读业务的核心内容都在于利用传统的通信方式提供内容丰富的多媒体资源。当前,我国的版权保护情况并不乐观,对文学等作品的侵权行为时有发生。电子阅读能否成功,很大程度上依赖于版权的管理。因此,为版权保护而生的数字水印技术在电子阅读业务中会起到相当积极的作用。2数字水印2.1什么是数字水印技术数字水印(Digital Watermark)技术是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。数字水印技术可以判别对象是否受到保护,监视被保护数据的传播、真伪鉴别和非法拷贝、解决版权纠纷,并为法庭提供证据。一般数字水印的通用模型包括嵌入和检测或提取两个阶段。嵌入阶段包含水印的预处理和水印嵌入两个阶段,嵌入方案的目标是使数字水印在不可见性和鲁棒性之间找到一个较好的折中。检测阶段主要是设计一个对应于嵌入过程的检测算法,检测的结果或是原水印(如字符串或图标等),或是基于统计原理的检验结果以判断水印存在与否。2.2版权保护对数字水印的要求(1) 可证明性:在版权保护中嵌入载体的数字水印的内容应该具有权威性,也就是说应该是能证明该载体文件的所有权是得到认可的。(2) 鲁棒性:指水印的抗攻击能力;(3) 容量:指能嵌入载体文件中的信息的数量。(4) 不可感知性:指嵌入水印信息的文件应该与原文件几乎相同或者不影响文件的正常使用,同时还要使用者不能感到水印的存在。3数字水印技术在电子阅读中的应用数字水印的一系列技术特性表明,在发展迅速的电子阅读业务中,数字水印将得到广泛的应用。3.1用于图像、视频的水印算法 离散余弦变换是数字水印技术中经常采用的一种基本变换。首先介绍离散余弦变换的定义:该算法的鲁棒性较好,可以抵抗包括比例缩放、JPEG压缩、抖动、剪切以及打印-复印-扫描在内的图像处理,并且再嵌入多水印后,还能够抵抗多用户攻击,是一种非常有效的水印算法。在电子阅读的实际应用中,可以将出版商、发行商以及实际购买电子阅读内容的消费者信息通过这项技术写入消费这所购买的产品(如彩信杂志、MTV视频等等)中。一旦发现疑似的侵权行为,如非法传播、无授权擅自使用等,即可提取出水印信息,不仅可以识别起来源以及拥有者,更可以作为版权所有者通过司法途径维护自身利益的证据。3.2文本数字水印 与图片或视频文件不同,文本文件没有太多的冗余信息空间,因此基于文本的水印技术也远远少于图像或视频。常用的文本水印主要是基于固定格式的文本水印。电子文本多以一种或几种固定格式的电子文档存在,如PDF,DOC,PS等。这些文档中除了含有文本内容之外,多有对固定的格式描述,比如行距、字间距以及字符属性等。因此,我们可以将水印信息藏入到这些描述版面布局的信息中,这样作不会影响文件的正常使用,而且只要对格式作人类视觉上不能分辨的微小改变,就可以隐藏大量的信息。常用的方法有:基于行间距的信息表示法、基于字间距的信息表示法和基于字符属性的信息表示法。基于行间距的信息表示法的原理是通过整体移动某一行文本,同时该行文本的上下两行并不移动。这样可以参考固定的上下两行来辨别该行所表示的信息(比如上移表示1,下移表示0)。大部分的格式文档都有一个固定的特点,就是行间距是一致的,起码在同一个文本块中是一致的,因此如果行移动的距离是人类视觉所感知不到的,这样的信息表示是不会被察觉的。基于字间距的信息表示方法原理与基于行间距的基本相同,只不过改变的是字间距。通过将某个位置的字或者词水平移动,而同时该字左右的字并不移动,从而根据该字与两边字的距离表示信息(比如左移表示1,右移表示0)。同样,需要字符的移动距离是人眼无法察觉到的。这种方法对软拷贝同样敏感。基于字符属性的信息表示方法原理是基于字符在计算机中的存储方式的。一般而言,电子文档中的字符都是按照一定的格式存储的,其中包括该字符的编码(对应着一个字典)、字体、大小和粗细等。其中字符的编码对应着字典中一个特殊的形状(对中文而言),一旦改变将会改变文字,所以不可以对字符的编码作修改。字体的改变也是人的眼睛可以觉察到的,因此只能用表示标志的脆弱性水印。字符的大小如果作细微的改变,人的肉眼是不容易察觉的。因此可以用作信息的表示。在实际使用中,可以上述三种信息隐藏方式综合起来使用。比如选取文本中的某一行或者某两个标志(如标点、特殊字符等)之间作为嵌入水印的位置,然后根据区间内字符的属性描述作某种运算,将运算的结果作为行偏移量或者字偏移量。基于固定格式的文本水印,其最大弱点就是对保留文本内容但改变文本格式的软拷贝比较敏感。为了解决这个问题,有人提出了基于文本语法语义的水印技术,但这种技术实现难度大且提取水印时需要提供源文件对照,可操作性并不强。在实际的电子阅读中,我们可以将分发的内容利用文档格式开发商提供的工具将内容设定为不可复制(word、pdf均有此功能),以避免非法使用者破坏水印信息。另外,也可以将文本扫描为图片格式,利用离散余弦变换技术嵌