Innovativ teknik til at begrænse ulovlig kopiering af digitale medier

I dagens digitale verden kan det være udfordrende at forhindre fotos, videoer og bøger fra ulovligt kopieret og distribueret. En ny lysbaseret teknik gør det mere praktisk at skabe sikre, usynlige vandmærker, der kan bruges til at opdage og retsforfølge forfalskning.

"I vores forskning, vi bruger et komplekst lysmønster, eller diffraktionsmønster, som et unikt vandmærke, "sagde Yishi Shi, fra University of Chinese Academy of Sciences, Kina. "Det usynlige vandmærke er indlejret i det indhold, vi forsøger at beskytte. Umærkelighed er en af ​​de væsentligste fordele ved optisk vandmærkning."

I The Optical Society's journal Optik Express , Shi og kolleger rapporterer om en ny tilgang, der koder for det optiske vandmærke i et enkelt trin. Den nye teknik er hurtigere og bruger en mindre kompleks optisk opsætning end andre tidligere optiske vandmærketilgange. Den nye teknik kan også bruges til optisk kryptering af data eller til at skjule oplysninger i billeder.

Praktisk vandmærke

Den nye metode er baseret på en teknik kaldet single-shot ptychography encoding (SPE), der bruger flere delvist overlappende lysstråler til at generere et diffraktionsmønster fra et komplekst objekt. I modsætning til andre metoder, SPE kan kode det optiske vandmærke i en enkelt eksponering uden mekanisk scanning. SPE er også mindre tilbøjelige til fejl end andre metoder og bruger en enklere optisk opsætning.

Ud over at udføre numeriske simuleringer for at teste deres metode, forskerne gennemførte et optisk eksperiment, der viste nytten af ​​SPE. "De fleste metoder til optisk vandmærkning er kun blevet påvist med simuleringer, "sagde Shi." Vores eksperiment viser, at vores metode er velegnet til praktisk optisk vandmærkning. "

For det optiske eksperiment, forskerne brugte SPE til at oprette et komplekst vandmærke bestående af et diffraktionsmønster af flere små pletter. Inden vandmærket blev indlejret i et værtsbillede, de brugte computerbehandling til at fjerne gentagne data og til at kryptere diffraktionsmønsteret, gør det lettere at integrere vandmærket og yderligere forbedre dets sikkerhed. Pletstørrelsen kan reduceres til mindre end 10 mikron, hvilket hjælper med at forhindre nedbrydning af værtsbilledet.

Når et vandmærke er integreret i digitale medier, der er flere måder at opdage det på for at kontrollere ægtheden. Hvis nogen ved, at der findes et optisk vandmærke, det kan detekteres ved at trække værtsbilledet fra vandmærket og derefter bruge en særlig sikkerhedsnøgle og ekstraktionsalgoritme. I tilfælde, hvor tilstedeværelsen af ​​et vandmærke er ukendt, vandmærket kunne ekstraheres ved hjælp af eksisterende algoritme-baserede detektionsmetoder.

Hævning af kompleksiteten

Forskerne arbejder nu på at anvende SPE til dynamisk vandmærkning, som skaber vandmærker fra objekter, der ændrer sig hurtigt. For eksempel, de variationer, der forekommer i en biologisk celle, kunne registreres og bruges til at oprette et særligt vandmærke. De planlægger også at bruge SPE til vandmærker med flere billeder og endda 3D-vandmærker, samtidig med at der arbejdes yderligere på at forbedre billedkvaliteten af ​​single-shot ptychography.