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淺論數字水印技術在電子閱讀業務的應用
摘 要:全業務時代到來,市場競爭日趨激烈。具有廣闊前景的電子閱讀業務可能成為運營商新的利潤增長點。本文就數字水印技術在電子閱讀內容版權保護方面的一些應用,做了初步的研究和探討,并提出了一些建議。
關鍵詞:數字水印 ;電子閱讀; 版權保護
1前言
自中國電信運營商重組以及3G牌照發放以來,國內的電信市場競爭日趨激烈。面對著市場競爭的壓力,如何發揮自身優勢取得競爭優勢,成為各大運營商必須解決問題。
在固話業務逐漸被移動通信取代,寬帶市場已接近飽和,傳統移動語音收入ARPU值在極大的競爭壓力下也很難有很大的突破的嚴峻形式下,作為新興業務電子閱讀成為運營商潛在的收入增長點。
電子閱讀,是指在PC、筆記本、手機以及其他便攜式電子終端上閱讀小說、報刊、雜志以及圖片等傳統上印刷在紙質載體上的內容的閱讀方式。與傳統的閱讀方式相比,電子閱讀在獲取方式、分銷渠道、銷售管理、支付手段以及環境保護等方面具備先天的優勢。隨著3G網絡日趨完善以及手機終端大屏幕、智能化發展趨勢,依托超過7億的手機用戶群,電子閱讀具備了廣闊的市場前景。
電子閱讀業務的核心內容都在于利用傳統的通信方式提供內容豐富的多媒體資源。當前,我國的版權保護情況并不樂觀,對文學等作品的侵權行為時有發生。電子閱讀能否成功,很大程度上依賴于版權的管理。因此,為版權保護而生的數字水印技術在電子閱讀業務中會起到相當積極的作用。
2數字水印
2.1什么是數字水印技術
數字水印(Digital Watermark)技術是通過一定的算法將一些標志性信息直接嵌入到多媒體內容當中,但不影響原內容的價值和使用,并且不能被人的知覺系統覺察或注意到,只有通過專用的檢測器或閱讀器才能提取。數字水印技術可以判別對象是否受到保護,監視被保護數據的傳播、真偽鑒別和非法拷貝、解決版權糾紛,并為法庭提供證據。
一般數字水印的通用模型包括嵌入和檢測或提取兩個階段。嵌入階段包含水印的預處理和水印嵌入兩個階段,嵌入方案的目標是使數字水印在不可見性和魯棒性之間找到一個較好的折中。檢測階段主要是設計一個對應于嵌入過程的檢測算法,檢測的結果或是原水印(如字符串或圖標等),或是基于統計原理的檢驗結果以判斷水印存在與否。
2.2版權保護對數字水印的要求
(1) 可證明性:在版權保護中嵌入載體的數字水印的內容應該具有權威性,也就是說應該是能證明該載體文件的所有權是得到認可的。
(2) 魯棒性:指水印的抗攻擊能力;
(3) 容量:指能嵌入載體文件中的信息的數量。
(4) 不可感知性:指嵌入水印信息的文件應該與原文件幾乎相同或者不影響文件的正常使用,同時還要使用者不能感到水印的存在。
3數字水印技術在電子閱讀中的應用
數字水印的一系列技術特性表明,在發展迅速的電子閱讀業務中,數字水印將得到廣泛的應用。
3.1用于圖像、視頻的水印算法
? 離散余弦變換是數字水印技術中經常采用的一種基本變換。首先介紹離散余弦變換的定義:
該算法的魯棒性較好,可以抵抗包括比例縮放、JPEG壓縮、抖動、剪切以及打印-復印-掃描在內的圖像處理,并且再嵌入多水印后,還能夠抵抗多用戶攻擊,是一種非常有效的水印算法。
在電子閱讀的實際應用中,可以將出版商、發行商以及實際購買電子閱讀內容的消費者信息通過這項技術寫入消費這所購買的產品(如彩信雜志、MTV視頻等等)中。一旦發現疑似的侵權行為,如非法傳播、無授權擅自使用等,即可提取出水印信息,不僅可以識別起來源以及擁有者,更可以作為版權所有者通過司法途徑維護自身利益的證據。
3.2文本數字水印 與圖片或視頻文件不同,文本文件沒有太多的冗余信息空間,因此基于文本的水印技術也遠遠少于圖像或視頻。常用的文本水印主要是基于固定格式的文本水印。
電子文本多以一種或幾種固定格式的電子文檔存在,如PDF,DOC,PS等。這些文檔中除了含有文本內容之外,多有對固定的格式描述,比如行距、字間距以及字符屬性等。因此,我們可以將水印信息藏入到這些描述版面布局的信息中,這樣作不會影響文件的正常使用,而且只要對格式作人類視覺上不能分辨的微小改變,就可以隱藏大量的信息。常用的方法有:基于行間距的信息表示法、基于字間距的信息表示法和基于字符屬性的信息表示法。
基于行間距的信息表示法的原理是通過整體移動某一行文本,同時該行文本的上下兩行并不移動。這樣可以參考固定的上下兩行來辨別該行所表示的信息(比如上移表示1,下移表示0)。大部分的格式文檔都有一個固定的特點,就是行間距是一致的,起碼在同一個文本塊中是一致的,因此如果行移動的距離是人類視覺所感知不到的,這樣的信息表示是不會被察覺的。
基于字間距的信息表示方法原理與基于行間距的基本相同,只不過改變的是字間距。通過將某個位置的字或者詞水平移動,而同時該字左右的字并不移動,從而根據該字與兩邊字的距離表示信息(比如左移表示1,右移表示0)。同樣,需要字符的移動距離是人眼無法察覺到的。這種方法對軟拷貝同樣敏感。
基于字符屬性的信息表示方法原理是基于字符在計算機中的存儲方式的。一般而言,電子文檔中的字符都是按照一定的格式存儲的,其中包括該字符的編碼(對應著一個字典)、字體、大小和粗細等。其中字符的編碼對應著字典中一個特殊的形狀(對中文而言),一旦改變將會改變文字,所以不可以對字符的編碼作修改。字體的改變也是人的眼睛可以覺察到的,因此只能用表示標志的脆弱性水印。字符的大小如果作細微的改變,人的肉眼是不容易察覺的。因此可以用作信息的表示。
在實際使用中,可以上述三種信息隱藏方式綜合起來使用。比如選取文本中的某一行或者某兩個標志(如標點、特殊字符等)之間作為嵌入水印的位置,然后根據區間內字符的屬性描述作某種運算,將運算的結果作為行偏移量或者字偏移量。
基于固定格式的文本水印,其最大弱點就是對保留文本內容但改變文本格式的軟拷貝比較敏感。為了解決這個問題,有人提出了基于文本語法語義的水印技術,但這種技術實現難度大且提取水印時需要提供源文件對照,可操作性并不強。在實際的電子閱讀中,我們可以將分發的內容利用文檔格式開發商提供的工具將內容設定為不可復制(word、pdf均有此功能),以避免非法使用者破壞水印信息。另外,也可以將文本掃描為圖片格式,利用離散余弦變換技術嵌入水印,然后提供給用戶。
4總結
在電子閱讀業務的應用中,數字水印技術主要著重于發生侵權后的鑒定,還不能預防和杜絕侵權的發生。而且數字水印算法的魯棒性還不能完全滿足需求。但隨著水印算法的進步,再與CA技術以及加密技術配合使用,數字水印技術在電子閱讀領域必將有更廣泛的應用。?
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