图像版权保护在数码相机中的应用

    1 引言

    近年来,随着数字多媒体的广泛应用与传播,数字图像、声音、视频作品的侵权现象越来越严重,数字作品的版权保护问题日益引起人们的关注,作为解决数字作品版权问题的一种新型技术,数字水印技术成为数字作品版权保护及信息安全领域的研究热点。

    而数码相机是拍摄数字影像的重要工具,它的诞生标志着摄影数字化开端。数码相机可以使绚烂多彩的世界呈现在各种不同形式的介质或载体上,如屏幕上、告示牌上、书报杂志上。由于它使图文信息数字化,并能通过网络实现图文的实时传递,从而大大提高了新闻的实效性和出版的超时空性。数码相机越来越广泛地被应用于新闻出版及工商广告等行业。因此,用数码相机拍摄的数字影像作为原稿的情况,正日益引起出版印刷界的重视。

    正因为数码相机是信息数字化的一种重要的工具之一,因此对数码相机拍摄的数字影像的版权保护已经引起了人们的日益重视。本文所倡导的是在数码相机拍摄数字影像的同时加入水印信息,以其保护所拍摄的数字作品的版权。

    这篇论文是按下列方式组织的:在第一节首先介绍了数码相机的构造及其成相原理;在第二节介绍了数字水印信息的嵌入算法,包括空域和频域的嵌入方法,并对嵌入算法进行了比较;第三、四节分别介绍了彩色图像JPEG的压缩算法和视频图像MPEG的压缩算法;文章的第五节详细介绍了在数码相机中加载嵌入数字水印功能模块,用以对数字影像的版权保护;最后一节介绍被嵌入水印信息的提取,也就是嵌入算法的逆过程。

    2 数码相机的构造与原理[1]

    数码相机由3部分构成: (1)影像记录系统,(2)电子控制系统,(3)光学成像系统。数码相机与传统相机的最大差别,在于影像记录系统。传统相机是用感光胶片记录影像,影像以连续调方式出现,称为模拟图像。数码相机则用光电传感器件CCD,以/00和/10方式记录影像。这种影像称为数字图像,可以直接输入彩色桌面系统,作为印刷制版用的新型原稿。

    记录影像的CCD为可充放电的电荷耦合器件,用金属氧化物半导体材料集成制造,由若干微小的光电单元组成。一个光电单元对应一个像素,每个光电单元大小仅几微米到十几微米。由数十万乃至上百万个光电单元组成CCD面阵,其面积大小决定着像素的数量。像素数量越多,记录的影像信息量越大,图像越精,层次越丰富。用数码相机拍摄时,景物通过光学镜头聚焦到CCD面阵上形成影像。CCD将得到的不同亮度的光信号转换成大小不同的电信号,是模拟量。相机内置的APD转换电路可将模拟信号转换成数字信号,此后数字影像便可以显示在相机的LCD显示屏上,也可存入相机的记忆存储器(又称记忆块或记忆棒)上。通过数码相机与计算机接口电路(如USB接口)还可以将数字影像格式(如JPEG)存入计算机的软盘、硬盘或磁光盘(MO)等记录介质上。