易碎型浮水印（Fragile Watermarking）技術或稱版權浮水印（Authority Watermarking）技術在現今的資料完整性認證應用具有非常重要的地位，在不影響視覺上的情況下，提供接受者一個安全可靠的判斷工具，對於資料正確性與完整性提供一個完整的保護。隨著科技的進步，人們對於易碎型浮水印所能提供的資訊不再只像以往，單純的只希望知道是否正確，而是希望這一類的工具能提供更準確及更多的資訊卻又不希望傷害影像品質。本論文之目的為研究並提出一種新型浮水印技術，在不破壞影像品質的前提下，我們利用一些前人所提出的技術及嵌入影像的自身資訊，提供使用者準確的錯誤定位能力及提供在錯誤後的影像修補能力。

Recently, Authority Watermarking or Fragile Watermarking technology is the major technology for image integrity verification. This kind of method inserts checking code into the image invisibly; however, it provides a reliable way for manipulated detector. Nowadays, authority watermarking not only verifies image integrity but also provides other useful information such as error localization. In this thesis, we proposed a novel invisible fragile watermarking scheme referring public key watermarking algorithm and self embedding method. This scheme is capable of detecting any change made to an image including pixel values, image size, and Counterfeiting Attack. After detecting error, it is possible to recover portions of the error blocks from self-embedding information.

圖1.1. 國立故宮博物院數位典藏計劃 2
圖2.1. Wong的加密流程 5
圖2.2. Wong的解密流程 6
圖2.3. Wong的實驗結果 7
圖2.4. 仿造攻擊結果 8
圖2.5. K相等示意圖 9
圖2.6. 實際應用仿造攻擊於Wong浮水印影像 10
圖2.7. 加入鄰近區域的改良方法 11
圖2.8. Wong的改良方法 12
圖2.9. 基於更改標籤演算法 13
圖2.10. 階層式架構浮水印演算法 15
圖2.11. 基於離散餘弦轉換的浮水印演算法 16
圖2.12. 最低位元平面示意圖 18
圖3.1. MD5輸入資料格式 21
圖3.2. MD5演算法的虛擬碼 21
圖3.3. 嵌入浮水印之主要架構 23
圖3.4. 圖片資訊取出步驟 24
圖3.5. 計算區塊雜湊值流程示意圖 26
圖3.6. CRC運算示意圖 27
圖3.7. 區塊標籤生成示意圖 28
圖3.8. 嵌入標籤流程示意圖 29
圖3.9. 浮水印驗證流程 30
圖3.10. 取出區塊標籤流程示意圖 31
圖3.11. 循環冗餘檢查演算法範例 32
圖3.12. 區塊標籤格式驗證示意圖 33
圖3.13. 仿造攻擊實例 34
圖3.14. 區塊檢測結果示意圖 35
圖3.15. 區塊重建示意流程 36
表4.1. 實驗相關參數 37
圖4.1. 測試影像 38
圖4.2. （a）加入雜訊的版權影像，（b）正確的檢測結果 39
圖4.3. 各種易碎浮水印檢測結果 41
圖4.4. 階層式易碎浮水印檢測結果 41
圖4.5. 仿造攻擊測試影像 43
圖4.6. 各種浮水印檢測仿造攻擊的結果 45
表4.2. 重建品質一覽表 46
圖4.7. 重建影像結果 48