1. 研究目的与意义
随着互联网的发展慢慢融入每一个人的生活，数字产品也越来越多地应用和服务于每一个互联网的用户，互联网的优点之一即互联网对知识的广泛传播给每一个人带来了平等的学习机会，但是随之而来产生的问题是数字产品在互联网中极易被复制和传播，有些数字产品的传播和复制未得到其生产者的同意，这就造成了盗版问题。而数字水印技术的出现为这个问题提出了一种潜在的解决方案[1-3]。
其中，图像水印刚开始研究的是嵌入式水印技术，即通过将水印图片嵌入到原图中。但是，无论怎么嵌入，都会导致原图因水印的嵌入而带来的信息丢失。同时，水印技术的两个重要特性即鲁棒性和不可见性在嵌入式水印技术下难以达到平衡，二者具有相互矛盾性。因此，为使图像很好地平衡不可见性和鲁棒性，同时有效地解决传统水印因嵌入导致图像信息缺失的问题，零水印技术被研究学者提出[4]，它保证了图像的完整性。零水印技术不需要对原图嵌入水印，而是通过提取原图本来的特征，通过特征和水印图像的结合，得出零水印[2,4-7]。
图像零水印技术本质上是通过一个水印图像来标识原始图像，当通过原始图像生成零水印之后，将零水印送到版权保护机构。原始图像传播出去之后，当引起版权纠纷时，原图拥有者就可以通过传播的那张图像来结合版权保护机构的零水印，通过相应密钥提取出水印图片，从而证明其图像的版权拥有者，达到保护版权的目的[2,4-7]。随着零水印算法不断地优化，零水印技术为整个互联网的图像数字产品版权提供了良好地保护，这其中能够产生的价值不可估量，所以是非常有发展潜力和前途的技术。
2. 研究内容和预期目标
2.1 研究内容
本论文的研究内容是零水印面向版权的鉴定，即对零水印的常见生成算法进行实验研究，找出其中不同算法中的优点进行组合，使零水印算法对图像的常见攻击如压缩，剪切，噪声等表现出强鲁棒性，同时平衡不可见性。除此之外，还要保证算法的安全性和算法的实用性即保证生成零水印时间短，速度快，易检测等等特性。
3. 国内外研究现状
数字水印技术的发展时间不长，但是发展的技术算法却多种多样。其中零水印是在原有嵌入式水印的基础之上为解决原有算法关于鲁棒性和不可见性不可平衡的问题，由温泉等人提出的[4]。该概念及事例算法即由DCT和高阶累积量构造的零水印引起了该领域研究者的广泛关注。之后零水印技术的发展经过理论论证和具体算法评价体系的建立，发展路径更加完善，为后续各种具体实现算法的提出而打下了良好的基础。在嵌入式水印中，相关算法有奇异值分解[8-9]，Schur分解[10-12]等。零水印在基于这些算法有了很好的应用[7,13-15]。同时，结合零水印的特点，这些算法在零水印上有了更好的发展前景。例如Schur分解由于分解图像，生成特征矩阵快速和虚警率低的原因，在零水印上应用非常广泛[5,16]。
零水印的发展不仅限于灰度图像，同时对彩色图像的研究也非常多。因为日常生活中彩色图像的使用更加常见，所以对彩色图像的零水印版权保护更能贴合实际。其中曲长波[6]等人通过对RGB三通道颜色分离，分别通过特征矩阵和水印异或得到三个零水印，再将三者结合，得到彩色零水印。但是因为对彩色图像的全部信息进行处理，会在进制之间多次转换，在时间长度和空间广度上具有一定劣势，但是算法具有良好的安全性和鲁棒性。刘万军[5]等人利用Schur分解和对图像在YCbCr上的处理和相应安全置乱算法，分解出Y分量，对Y分量单独处理，得出零水印，在时间上具有算法快速，同时虽然处理的是彩色图像，但是数据量小，还有相应置乱算法来保证安全性。整体体现出良好的鲁棒性。但对大强度的旋转等攻击，还需要进一步的探索空间。朱春伟[16]等人利用Schur和YCbCr空间在Contourlet域上的应用，实现图片的颜色空间转换，同时算法运算速度快具有较强的鲁棒性，在对待几何攻击如剪切，旋转等方面具有良好效果。
零水印算法的分类依据不同的分类方法有不同的分类。在零水印算法中，提取原始图像的特征是重点，针对特征的提取，研究学者们提出了各种各样的算法。有空间域算法，变换域算法，基于图像的全局，局部特征算法，基于像素值，能量值的算法等等[17]。同时，各种算法提出的图像版权虽然能够验证，但并不是完全能够在所有攻击下依然具有良好的鲁棒性，因为攻击种类的繁杂，导致算法的鲁棒性在繁杂的攻击下并不能完全保障图像版权，所以还需进一步开发更好的算法[18]。但是零水印算法给出的方向也是多种多样，由此可见，零水印的发展前景更多的是百花齐放，相互之间不断影响和发展前进。
4. 计划与进度安排
(1) 2022年1月，完成论文初步算法设计；
(2) 2022年2月，完成论文数据实验收集；
(3) 2022年3月，完成论文初稿和中期检查；
5. 参考文献
[1] 黄继武,Yunq.shi,程卫东.DCT域图像水印:嵌入对策和算法[J]. 电子学报, 2000(04): 57-60.
[2] 曾文权,熊祥光. 基于整数小波变换的鲁棒零水印算法[J]. 微电子学与计算机, 2016, 33(4): 97-101, 107.
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