27、水印损伤与基准测试：不同水印技术的性能分析

水印损伤与基准测试：不同水印技术的性能分析

1. 攻击类型与水印影响

在多媒体资产的水印处理中，不同类型的攻击对水印的影响差异显著。恶意攻击可分为有信息恶意操作和盲目恶意操作等。例如，几何操作虽不会严重破坏水印信号，但会使水印极难被发现；而有信息操作则旨在彻底去除水印，使资产中不留痕迹。

对于攻击影响的处理，我们关注能否反转攻击效果。若可以反转，原则上能设计水印系统，借助额外的引导信息估计攻击并进行反转，这常用于处理几何操作。若无法反转，则需寻找其他解决方案。

2. 衡量水印的显著性与攻击强度

为了比较基于不同嵌入和恢复规则、在不同宿主域中运行的水印系统，需要定义一组通用、客观的参数。
- 误检和漏检概率以及误码率 ：作为比较的基础。
- 数据与水印比率（DWR） ：用于衡量水印的显著性，即宿主特征功率与水印功率之比。其计算公式如下：
- 具体资产和水印的 DWR 定义为：$DWR = \frac{\sum_{i} f_i^2}{\sum_{i} w_i’^2}$
- 为得到算法显著性的全局度量，考虑资产特征和水印信号的平均功率：$DWR = \frac{E[\sum_{i} f_i^2]}{E[\sum_{i} w_i’^2]}$
- 若 f 和 w’ 为平稳序列，且宿主特征和水印均值为零，可简化为：$DWR = \frac{\sigma_f^2}{\sigma_{w’}^2}$
- 水印与噪声比率（WNR） ：衡量攻击强度，即水印功率与攻击引入噪声功率之比。设 $f_w’$ 为受攻