Former Research Projects


Einbettung von digitalen Wasserzeichen in Multimediadokumente

R. Tzschoppe, J. Huber

Die digitale Darstellung von Audio-, Bild- und Videodokumenten hat sich in den vergangenen Jahren mehr und mehr durchgesetzt. Der Erfolg der digitalen Technologie ist vor allem auf die Möglichkeit zur effizienten Übertragung, Speicherung und Vervielfältigung ohne Qualitätseinbuße zurückzuführen. Allerdings bringt gerade die zuletzt genannte Eigenschaft schwerwiegende Probleme mit sich, da sich illegales Vervielfältigen von digitalen Dokumenten ebenso einfach gestaltet. Ein Ansatz diesem Problem zu begegnen besteht in einem Markieren der Dokumente, um Urheberrechte nachweisen zu können. Diese Markierung soll zwar für den Benutzer des Dokuments nicht unmittelbar störend, muss jedoch selbst nach Digital/Analog-Analog/Digital-Umsetzung noch nachweisbar sein.

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Viele Arten digitaler Dokumente können geringfügig verändert werden ohne merkliche Qualitäseinbuße für die menschliche Wahrnehmung. Solche Veränderungen können beispielsweise in den Abtastwerten von Audiosignalen oder der Helligkeitsinformation von Bild-/Videodaten vorgenommen werden. In Anlehnung an die Wasserzeichen in Banknoten wurde für das Einbringen dieser unmerklichen Veränderungen in digitale Dokumente der Begriff "Einbettung digitaler Wasserzeichen" geprägt.

Aktuelle Forschungsergebnisse des Projekts auf dem Gebiet der digitalen Wasserzeichen beziehen sich auf den Einfluss von Quantisierung auf eingebettete Wasserzeichen (Quantisierung wie sie in modernen Kompressionsverfahren wie JPEG und MPEG eingesetzt wird), sowie den Einfluss der spektralen Verteilung von Wasserzeichen auf deren Robustheit, speziell bezüglich Angriffen durch lineare Filterung und additive Rauschstörung.

Schwerpunkt der Forschung sind derzeit Verfahren zur Einbettung von Wasserzeichen, bei denen keine Interferenz mit dem Dokument/Trägersignal auftritt und sich somit, speziell bei schwachen Angriffen, wesentlich höhere Informationsmengen einbetten lassen. Aufgrund der Interferenzfreiheit mit dem Trägersignal ist die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens unabhängig vom Wissen des Decoders um das Trägersignal. Als weiterer Schwerpunkt wird in diesem Projekt mit den Mitteln der Kanalschätzung, wie sie beispielsweise in der digitalen Übertragung eingesetzt werden, an Methoden gearbeitet, Angriffen durch nichtlineare Verzerrung zu widerstehen. Untersuchungen aus dem Blickwinkel der Informationstheorie runden die Forschungsarbeit ab und zeigen die Grenzen für Wasserzeichen auf.

Dieses Projekt wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Schwerpunktprogramms "Verteilte Verarbeitung und Vermittlung digitaler Dokumente" (V3D3) gefördert.