Китайские ученые разработали технику нанесения оптических «водяных знаков» методом одиночной птихографии (SPE). Результаты исследования опубликованы в журнале Optics Express.

Сейчас для защиты цифровых изображений от нелегального копирования применяются «водяные знаки». Они наносятся в графических редакторах и являются видимыми, что позволяет удалять их и обходить защиту. Поэтому ученые разрабатывают альтернативные способы маркирования произведений. К таким относятся, например, голограммы, побочные изображения и другие. Но эти методы основаны на алгоритме двойного случайного кодирования фазы (DRPE) и из-за высокой чувствительности масок трудно осуществимы на практике.

Чтобы упростить нанесение оптических «водяных знаков», ученые из Китайской академии наук разработали технику SPE. Метод заключается в следующем. Луч лазера с длиной волны 473 нанометра пропускается через фильтр и рассеивается в виде 16 пучков, которые фокусируются первой линзой на кодируемом изображении. После этого луч рассеивается вновь, проходит через вторую линзу и, поступив в дифрактометр, преобразуется в дифрактограмму. Затем с помощью скремблирования вотермарка наносится на нужный снимок.

Кодирование и декодирование вотермарки. / © WenHui Xu et al., Optics Express, 2016

По словам авторов, в отличие от DRPE, новая методика не использует фазосдвигающие маски, а кодирование осуществляется при однократном воздействии, что упрощает процесс и повышает его эффективность. При этом SPE не предполагает сканирования изображения, которое выполняется в традиционной птихографии. Декодирование оптических «водяных знаков», нанесенных новым методом, возможно только с помощью ключа и PIE-алгоритма. Система успешно прошла испытания на изображениях с разрешением до 1120 на 1120 пикселей.

Следующим шагом станет адаптация технологии к динамическим кодирующим изображениям (в тестах использовались статические). Например, в качестве вотермарки может служить фотография, на которой запечатлены процессы, происходящие внутри живой клетки. Вместе с тем ученые рассматривают возможность параллельного нанесения нескольких или трехмерных «водяных знаков» на один снимок. Предложенная методика со статическими кодирующими изображениями также будет совершенствоваться.