數位浮水印的類型

數位浮水印就視覺辨識的角度來看，可分為「可視」（Visible）與「不可視」

（Invisible）二種，即嵌入後的浮水印，若能為人類肉眼所輕易辨識出來者，稱 為可視浮水印，若無法輕易被辨識者（即以上述資訊偽裝方式嵌入），稱為不可 視浮水印。可視浮水印的優點在於處理快速，但會有明顯的畫質影響。

由於可視浮水印對於畫面品質影甚大，因此多數的研究都集中於不可視浮水 印，但這不代表不可視浮水印不會破壞掩護媒體，要視嵌入位置與嵌入強度而 定，設計不良，往往會帶來比可視浮水印更多的失真。

而就破壞忍受程度來看，數位浮水印可分為「強韌型」（Robutness）與「易 碎型」（Fragile）。強健型浮水印多半應用於版權保護，將數位資料嵌入浮水印，

若它日遭到不法使用時，可將浮水印擷取出來，聲明版權。由於掩護媒體只要受 到輕微的破壞，易碎型浮水印就能夠反應出來，因此易碎型浮水印常應用於竄改 測偵。

就嵌入與偵測的方式來看，浮水印的嵌入、偵測若是採用直接更改圖片亮度 或灰階值，通稱為「空間域機制」（Spatial Domain Mechanism）；而更改以數學 轉換過的係數，則稱為「轉換域機制」（Transform Domain Mechanism），或是稱 之為「頻率域機制」（Frequency Domain Mechanism）。

所謂空間域（Spatial Domain）的技術是以直接改變或調整圖片的像素值來 達成嵌入的目的。最典型的代表技術就是 LSB（Last Significant Bit）嵌入。以一 張灰階圖片為例，圖片中的每個像素值佔 1 個 Byte（8 個 Bit）。每 1 個 Byte 當 中最右邊的 Bit 稱為 LSB。此做法為直接修改像素值的較不重要的部份，更換為 我們的浮水印數列，以達到藏入數位浮水印之目的，方法快速，同時因為修改的 是位元組中最後面的幾個位元，對整個位元組的影響不大，因此對於畫質的影響

也很小。

頻率域技術不是直接修改像素值以藏入數位浮水印，而是先將圖片以「離散 餘弦轉換」（Discrete Cosine Transform, DCT）或「離散小波轉換」（Discrete Wavelet Transform, DWT），解析出低頻、中頻與高頻訊號後，再行嵌入浮水印。在頻率 域嵌入浮水印的優點是能選擇合適的頻率來嵌入浮水印。一般而言，頻率域浮水 印相較於空間域浮水印，更能夠忍受雜訊、壓縮等影像處理的攻擊。

由圖 2-2 可看出，一張圖片如果我們用 DCT 或 DWT 轉換後，其頻率域圖形 會所有差異。

原始圖片 經 DCT 後之頻率域 經４階 DWT 後之頻率域

圖 2- 2 DCT 與 DWT 頻率域圖形差異圖

如圖 2-3 所示，一個圖片中，若某個區域的內容較平滑，則該區域為低頻；

反之，區域中的像素彼此間差異甚大時，該區域為高頻，因此如果我們能夠只在 高頻區嵌入浮水印，肉眼就無法輕易的察覺出來。

圖 2- 3 高低頻區示意圖

圖 2-4 為一般浮水印系統的架構圖，首先，我們將浮水印數列（w）以可視 或不可視的方式嵌入到掩護媒體（CM）當中，使掩護媒體藏有浮水印訊息

（CMw）。接著，掩護媒體在傳輸或散佈過程中，可能會受到有意或無意的破壞 或攻擊，使浮水印數列產生變化（CMw’），最後可經由人眼或浮水印擷取演算法，

聲明出浮水印數列的存在。

圖 2- 4 一般嵌入與擷取模型[5]

低頻 高頻

2.1.4 數位浮水印的應用