图像滤镜技术与数字档案馆

彭柳

摘要：本文论述了数字水印技术在数字档案馆中的应用，重点探讨了一种被广泛应用的技术——图像滤镜的隐蔽性、鲁棒性、安全性、不可逆性、唯一性等特点，并对其嵌入数字水印组件和阅读数字水印组件如何保护数字档案进行深入研究，具体介绍了Photoshop软件中滤镜插件的应用方法，以及在具体使用过程中应该注意的事项。

关键词：数字档案 图像滤镜技术 Digimarc 数字水印

Abstract：This paper discusses the application of digital watermarking technology in digital archives， focuses on a widely used technique of image filter invisibility， robustness， security， irreversible characteristics and uniqueness. And in-depth study of how to protect the digital archives of digital watermarking and digital water reading component seal components， and introduces the application method of the Photoshop software filter plug-in， and should pay attention to in the concrete use in the process of.

Key Words：Digital archives； Image filter； Digimarc；Watermarking

中图分类号：TP317.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0248-02

1 数字水印技术在数字档案馆中的应用

数字档案馆所存储的档案全部由电子档案组成，与传统纸质档案的存储和提供利用方式差别巨大。要使电子档案具有与纸质档案同等法律效力，必须保证电子档案所承载的信息必须与纸质档案一样有真实性、完整性、可靠性、不易篡改，否则数字档案馆的数字化馆藏则失去了利用价值和存在的意义。

数字水印可以解决数字化档案的法律凭证问题。利用特殊技术将某一种不可见的数据标识，即数字水印，隐藏于电子图片文件中，嵌入的数字水印可以通过解码器提取其中的隐藏信息，不影响电子档案的正常利用，可以准确反应电子档案形成者的所有权证明，可保证电子档案的真实性。当攻击者试图删除水印或者篡改水印信息时，原文件也会受到损毁，当我们用解码器提取水印时就会报警提醒修复原文件，具有鲁棒性的水印和其他技术的结合还可能实现原文件的自动恢复。

下面介绍一种目前应用较为广泛的图像水印技术——图像滤镜，利用ADOBE公司的Photoshop软件Digimarc图像滤镜编辑电子档案图像。

2 Digimarc图像滤镜的特点

Photoshop软件集成了Digimarc公司开发的数字水印插件，即Digimarc滤镜。美国Digimarc公司是最早从事数字水印软件开发的企业之一，其专利技术产品提供将一些信息数据隐蔽地嵌入到多种媒体文件中，并提供数字水印认证服务。

Photoshop软件提供的Digimarc图像滤镜操作方便、灵活，嵌入的数字水印效果较好。该滤镜由嵌入数字水印组件（Embed Watermark）和阅读数字水印组件（Read Watermark）两个组成部分，分别对应着数字水印的嵌入功能和读取功能。它们的主要作用是为Photoshop格式的图像加入著作时间、图像标识号等数字图片作者的完整信息。具有以下特性：

（1）隐蔽性。嵌入的水印信息是用纹理形式加入到图像中的，普通肉眼看不见，只能用图像处理软件进行读取，因此图像滤镜的数字水印具有隐蔽性，不易被攻击者发现。

（2）鲁棒性。嵌入的数字水印可长期保存，并且不可与图片分离，即便对嵌入了数字水印的图像进行打印和再次扫描，水印中的信息仍然存在，对图像使用其他根据进行颜色修正、翻转等多种操作也不会对水印产生任何影响。

（3）安全性。嵌入水印后不会影响图像的品质，用任何其他的软件对图片进行复制、修图等多种操作都不会有阻碍。

（4）不可逆性。嵌入的数字水印只能一次嵌入，且不能更改也不能取消，即不能对同一图像嵌入不同内容的数字水印。这样可以保证图像中的水印无法被攻击者修改，只能如实反应改图像的版权信息。

（5）唯一性。每张图像只能允许嵌入一种版权信息，即不能多次对同一图像嵌入不同内容的数字水印，因为版权所有者一般都是唯一的，这也与实际的版权保护法律规定是一致的，为数字档案的可靠性提供证据。

3 Digimarc图像滤镜的使用方法

3.1 嵌入数字水印滤镜的方法

使用Embed Watermark滤镜能够在图像中加入著作权信息，当其他用户使用该图像时，会提醒用户，该图像已经使用Digimarc Picture Marc技术在图像中嵌入了数字水印，即著作权已受保护。Embed watermark嵌入数字水印之前，要先对数字图像进行处理。因图像滤镜只能用于RGB、Lab、CMYK或灰度图像，其他模式的图像需要转换才能嵌入水印。在图像中嵌入水印之前，需完成全部图像的编辑操作，然后再使用该滤镜。图像在压缩设置和色彩设置以及品质设置时都应尽量选择较高级别，才能让经过压缩后的数字水印更清晰、隐蔽性更好。

数字水印和电子签名一样，由国际上几大公司提供数字认证。Digimarc滤镜使用的数字认证理所当然由Digimarc公司提供。要在图像中嵌入数字水印，必须先到Digimarc公司注册，申请一个ID号，然后将这个ID号码随同所有者、制作时间等著作权信息一并插入到图像中。具体操作如下：

（1）申请用户ID号。打开Photoshop软件，单击菜单栏上的Filter选项，依次单击子菜单Digimarc和bed watermark选项， 即可打开Embed Watermark对话框申请新ID号。

（2）制作图像滤镜。在子菜单Digimarc中选择Copyright Information选项组中勾选上的Copyright Year（版权年度）、Image ID（图像号），在文本框中输入图像所有者的相关信息。

（3）设定图像滤镜属性。数字水印对著作权保护作用关键要对Image Attributes（图像属性）选项组中对图像的以下属性进行合理设定：Restricted Use（限制使用），Do Not Copy（禁止复制），Verify（校验）， Watermark Durability（耐久性）。

（4）以上步骤完成后，单击OK按钮，就可以嵌入数字水印。水印一旦嵌入，就不能对其进行更改了。如果需要更改设置必须在单击OK按钮之前，重复（2）或（3）中的操作。

3.2 读取数字水印滤镜的方法

Photoshop软件中的Read Watermark滤镜主要是用来读取图像中的数字水印内容。含有数字水印的图像窗口标题栏和状态柱上会显示出一个符号。具体操作只需单击Filter菜单，依次选择Digimarc和Read Watermark子菜单，Photoshop软件就会对图像内容进行分析，并弹出一个对话框显示创作者 ID、版权年份和图像的使用权限等信息。

若想或者版权所有者更详细的信息，可点击按“Web 查找”以获得有关图像所有者的更多信息。此选项将启动浏览器，并连接到Digimarc公司网站，该站点上显示了给定创作者 ID 的详细联系信息。拨打“水印信息”对话框中列出的电话号码，可得到以传真方式发回的信息。如果Photoshop软件找不到数字水印信息，或者数字水印遭到破坏，则会弹出消息框提示用户该数字图像无水印或水印已经损坏。

4 图像滤镜使用中的注意事项

（1）由于水印效果不能取消，在嵌入水印之前，需保留一套备份档案图片。

（2）滤镜只能应用于当前可视图层，且一次只能应用在一个图层上。如果要处理分层图像，则应该在添加滤镜之前拼合图层，否则水印信息只会被添加到当前编辑的图层中，其他图层中无法添加。

（3）滤镜不能应用于位图模式和48bit RGB模式的图像，只能应用于图层的有色区域，对完全透明的区域没有效果。

（4）有些滤镜在内存中处理运算，所以计算机的内存容量对滤镜的生成速度影响很大。

（5）前一次使用的滤镜将保留在Filter菜单的顶部，可以通过执行此命令对图像再次应用上次使用过的滤镜效果，可减免一些重复操作的步骤。

（6）如果在图像滤镜参数设置窗口中对自己调节的效果感觉不满意，希望恢复到调节前的参数，可以按住Alt键，这时取消按钮会变为复位按钮，单击此钮就可以将参数重置为调节前的状态。

（7）Digimarc增效工具需要32位的操作系统。它们在64位版本的Windows操作系统和Mac OS系统中不受支持。