Image distribution

EVA’99-Москва
Ф. Бартолини ~ Р. Калделли ~ В. Каппеллини ~ А. Де Роза ~ А. Пива ~ М. Вада
Использование двоичных водяных знаков для защиты прав
на изображения произведений искусства
Ф. Бартолини
Р. Калделли
В. Каппеллини
А. Де Роза
А. Пива
М. Вада
Отдел электронной инженерии, Флорентийский Университет
Adress:Dipartimento di Ingegneria Elettronica
Universite di Firenze
Via Santa Marta 3
50139 - Firenze - ITALY
Ph: +39 055 4796279
Fax: +39 055 461701
Email: [email protected]
В связи с тем, что мультимедиа контент становится все более доступным, а сети
телекоммуникаций развиваются очень быстро, архивы изображений приобретают все
большее значение и начинают распространять контент новым, необычным способом.
Возможность использования интерактивного доступа к произведениям искусства привела к
созданию в сети Интернет виртуальных музеев и галерей, более того, владельцы баз данных
изображений и менеджеры культурного наследия глубоко заинтересованы в
распространении изображений огромному числу пользователей по всему миру.
В то же время, появляется связанная с этими процессами потребность в защите прав на
изображение. Фактически требуется защитить изображения, размещенные в сети, от
несанкционированного копирования и определить владельца прав на изображение. Для
разрешения этой проблемы были использованы алгоритмы нанесения двоичных водяных
знаков, которые позволяют включить в электронное изображение невидимый код без потери
качества изображения.
В соответствии со сценарием был выполнен ряд требований, предъявляемых к водяным
знакам. Для примера рассмотрим простой сценарий, связанный с защитой культурного
наследия с помощью водяных знаков. Предположим, для привлечения новых посетителей
галерея решила разработать ВЕБ-сайт, содержащий набор электронных изображений. Такой
сценарий накладывает ряд требований на метод нанесения водяных знаков: во-первых,
алгоритм должен быть индивидуальным, так как галерея заинтересована в том, чтобы
обнаружить наличие водяного знака на изображении, которое использовано
несанкционированно, при этом никто другой не должен иметь возможность извлечь
встроенный код; водяной знак должен быть незаметен, чтобы пользователь Интернет или
поисковая машина могли легко найти электронные изображения в сети, не обращаясь к
оригиналам. Водяной знак должен быть обнаруживаемым, так как необходимо определять
наличие или отсутствие двоичного кода, идентифицирующего музей. Наконец, водяной знак
должен быть устойчивым, т.е. должен выдерживать возможные попытки его удаления
несанкционированными пользователями.
Была разработана система водяных знаков, удовлетворяющая этим требованиям.
Результаты эксперимента показали, что водяные знаки устойчивы к некоторым методикам
обработки сигналов, включая JPEG компрессию, наложение фильтров: "низкий проход" и
"медиана", изменения гистограммы, искажение, добавление шума, изменение размера и
дополнительное нанесение водяных знаков.
10 ~ 5 ~ 1
EVA’99-Москва
Ф. Бартолини ~ Р. Калделли ~ В. Каппеллини ~ А. Де Роза ~ А. Пива ~ М. Вада
Алгоритм кодирует обе цепочки, из которых состоит водяной знак; этот водяной знак
используется затем для модификации полных коэффициентов DCT изображения, на которое
наносится водяной знак. После того, как водяной знак нанесен, измененные коэффициенты
DTC вставляются на свое место и добавляются инверсные DTC; таким образом получается
изображение с предварительно нанесенным водяным знаком. Не делая водяной знак
видимым и учитывая характеристики человеческого глаза, для достижения устойчивости
водяного знака оригинальное изображение совмещается с изображением, на которое
предварительно нанесен водяной знак, помещенный на пространственную маску – таким
образом получается результирующее изображение с водяным знаком.
Для того чтобы определить, присутствует ли на изображении водяной знак, с
тестируемого изображения снимаются DTC-коэффициенты, которые сравниваются с таким
же набором DTC коэффициентов, полученным на стадии нанесения водяного знака.
Корреляция между этими коэффициентами вычисляется и сравнивается с некоторым
порогом: если корреляция выше заданного порога, то считается, что на тестируемое
изображение нанесен водяной знак; иначе считается, что водяной знак отсутствует.
Для демонстрации практического применения этой методики водяные знаки были
нанесены на изображения, включенные в Виртуальную Художественную Галерею области
Тоскана, Италия и области Гифу, Япония (совместная разработка DIE, Флоренция и
ManART, Toki-shi). Пользователь, просматривающий эту галерею в сети Интернет, может
проверить наличие соответствующего водяного знака на каждом изображении, просто
проставляя в соответствующем поле правильные коды, необходимые для работы детектора
водяных знаков. Если введен неправильный код или детектору водяных знаков предъявлено
изображение, не входящее в эту Художественную Галерею, ответ будет отрицательный.
Этот тип архивов преследует две цели: охрана прав на изображение, а также
возможность безопасного распространения изображений произведений искусства в
открытом информационном пространстве посредством телекоммуникационных сетей (также
организованных в базы данных различных типов).
Перевод Надежды Браккер
10 ~ 5 ~ 2