CN102903072B - 一种盲数字水印检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盲数字水印检测方法和系统，将标识文件和ID号绑定，生成数字水印文件，并将标识文件、标识文件的特征信息和ID号存储到数据库中；将ID号和标识文件嵌入到载体文件中，并将ID号及其对应的嵌入算法存储到数据库中；从载体文件中提取数字水印文件的ID号，并将提取出的ID号与数据库中的ID号匹配，根据数字水印文件的ID号，从数据库中获取对应的标识文件的特征信息和嵌入算法；根据获取的嵌入算法对应的标识文件提取算法以及特征信息，提取载体文件的数字水印文件的标识文件。采用了本发明的技术方案，能够针对大量的多媒体数据，进行快速、简单的检测和提取水印。

Description

一种盲数字水印检测方法和系统

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种盲数字水印检测方法和系统。

背景技术

数字水印技术是一项利用数字多媒体(水印载体)信息中的冗余成分嵌入版权标识信息(水印)的数字内容保护技术。主要应用于广播监控、版权保护、数字指纹、内容鉴别、控制拷贝等领域。水印可以是文字、图片、序列号等标识信息。水印嵌入载体文件后成为载体数据不可分离的一部分，并可以经历一些不破坏载体数据使用价值或商用价值的操作而存在。数字水印的处理流程一般分为以下三个过程：水印的生成、水印的嵌入、水印的提取。按水印的检测过程可以将数字水印划分为明文水印和盲水印。明文水印在检测过程中需要原始数据，盲水印的检测不需要原始载体文件的参与，考虑到载体数据的存储成本和传输成本，盲水印更具有实用性。

目前对于盲水印算法的方案的研究很多，但是目前考虑的盲水印算法只是针对“不需要原始载体文件的参与”这一定义而言，对于互联网上海量的多媒体信息，如果不知道一个水印载体里嵌入水印信息的特征信息，也是无法进行正确的水印检测和提取的。这里的特征信息包括：水印是文本形式，还是图片、音频？图片又是二值的，彩色的？等等。对于研究者而言，他们并不考虑这些信息，因为这些特征信息被认为是嵌入的时候就默认知道的。比如说某水印视频文件嵌入的水印信息是64x64大小的二值bmp图像，提取水印的时候也会默认水印信息是bmp图像，而且大小为64x64，二值等等，而不需要原始视频文件的参与。但是对于某个视频信息可能会因为多家制造商或电视台等相关部门所采用而嵌入不同特征的水印标识，因此对于一个类似的水印视频文件便无法获知相关嵌入水印信息的特征，从而无法正确提取水印信息。

发明内容

本发明的目的在于提出一种盲数字水印检测方法和系统，能够针对大量的多媒体数据，进行快速、简单的检测和提取水印。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种盲数字水印检测方法，包括以下步骤：

A、将标识文件和ID号绑定，生成数字水印文件，并将标识文件、标识文件的特征信息和ID号存储到数据库中；

B、将数字水印文件中的ID号嵌入到载体文件中，将数字水印文件中的标识文件嵌入到载体文件中，并将ID号及其对应的嵌入算法存储到数据库中；

C、从载体文件中提取数字水印文件的ID号，并将提取出的ID号与数据库中的ID号匹配，如果匹配，则转至步骤D，如果不匹配，则表示载体文件不包含数字水印文件或者不是本系统的数字水印文件；

D、根据数字水印文件的ID号，从数据库中获取对应的标识文件的特征信息和嵌入算法；

E、根据获取的嵌入算法对应的标识文件提取算法以及特征信息，提取载体文件的数字水印文件的标识文件。

还包括以下步骤：

F、将提取的标识文件与数据库中的标识文件进行比对。

数字水印文件的标识文件是文本文件、BMP图像文件或者文本图像相结合的文件，ID号包括四个字节，其中前两个字节表示标识文件的类型，后两个字节表示标识文件的编号。

当数字水印文件的标识文件是文本文件时，ID号的前两个字节是TT，标识文件后面添加ID号形成数字水印文件，标识文件的特征信息是长度。

当数字水印文件的标识文件是BMP图像文件时，ID号的前两个字节是TB，标识文件后面添加ID号形成数字水印文件，标识文件的特征信息是宽度、高度以及深度。

当数字水印文件的标识文件是文本图像相结合的文件时，ID号的前两个字节是TD，标识文件中先是图像，后是文本，在标识文件后面添加一个字节的文本长度和ID号形成数字水印文件，标识文件的特征信息是图像的宽度、高度和深度以及文本的长度。

采用重复嵌入方式将ID号嵌入到载体文件中，采用系数关系法或系数量化方法将标识文件嵌入到载体文件中。

步骤E进一步包括以下步骤：

如果检测到字符TT，根据提取的标识文件的编号，在数据库获得相应的标识文件的特征信息，即标识文件的长度，标识文件的长度作为输入参数进行提取，将提取出的标识文件保存为文本文件；

如果检测到字符TB，根据提取的标识文件的编号，在数据库获得相应的标识文件的特征信息，即标识文件的宽度、高度以及深度，标识文件的宽度、高度以及深度作为输入参数进行提取，将提取出的标识文件保存为BMP图像文件；

如果检测到字符TD，根据提取的标识文件的编号，在数据库获得相应的标识文件的特征信息，即图像的宽度、高度和深度以及文本的长度，图像的宽度、高度和深度以及文本的长度作为输入参数进行提取，将提取出的标识文件一部分保存为BMP图像文件，一部分保存为文本文件。

通过图像误码率、文字误码率和峰值信噪比对提取的标识文件与数据库中的标识文件进行比对。

一种盲数字水印检测系统，包括数字水印模板化处理单元、数字水印嵌入单元、数字水印检测单元、数据库、数字水印提取单元和数字水印比对单元，数字水印模板化处理单元、数字水印嵌入单元、数字水印检测单元、数字水印提取单元和数字水印比对单元依次连接，数字水印模板化处理单元、数字水印嵌入单元、数字水印检测单元、数字水印提取单元和数字水印比对单元分别与数据库连接，其中，

数字水印模板化处理单元用于将标识文件和ID号绑定，生成数字水印文件，并将标识文件、标识文件的特征信息和ID号存储到数据库中；

数字水印嵌入单元用于将数字水印文件中的ID号嵌入到载体文件中，将数字水印文件中的标识文件嵌入到载体文件中，并将ID号及其对应的嵌入算法存储到数据库中；

数字水印检测单元用于从载体文件中提取数字水印文件的ID号，并将提取出的ID号与数据库中的ID号匹配；

数字水印提取单元用于根据匹配成功的或者检测成功的数字水印文件的ID号，从数据库中获取对应的标识文件的特征信息和嵌入算法，并根据获取的嵌入算法对应的标识文件提取算法以及特征信息，提取载体文件的数字水印文件的标识文件；

数字水印比对单元用于将提取的标识文件与数据库中的标识文件进行比对；

数据库用于存储标识文件、标识文件的特征信息、ID号及其对应的嵌入算法和标识文件提取算法。

采用了本发明的技术方案，利用数字水印信息的ID号的引入和规格化的统一设计，使得水印信息的检测和提取只需要提取算法和连接数据库的情况下就可以进行，而不需要一些隐性的已知条件(水印特征信息等)参与，大大提高了水印系统的实用性，增强了水印技术应用的可行性。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中盲数字水印检测系统的结构示意图。

图2是本发明具体实施方式中盲数字水印检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明技术方案认为一个真正实用的盲水印方案应为：水印检测时不知道多媒体文件是否嵌入水印，如果有水印，也不知道嵌入了怎么样的水印信息，水印检测时没有原始多媒体数据参与。

首先数字水印的模板化处理是指给每一个标识文件指定一个ID(Identification)号，将标识文件本身和ID号一起绑定生成一个新的文件作为真正的数字水印文件，也就是说一般的文字或图片等标识信息在没有经过水印模板化处理的情况下是不可以作为水印文件进行水印的嵌入处理的。ID号的设计和嵌入方式将会表现的比较重要，比如说ID号的设计应该规格统一等。

其次水印的嵌入过程，先读出数字水印文件中的ID号，鉴于ID号的特殊性和重要性，可以采用特定且足够安全的嵌入算法进行信息的嵌入，然后对数字水印文件中的标识文件进行水印的嵌入。

水印提取时，鉴于多媒体数据量比较大，首先增加一个水印检测的环节，先对ID号进行提取，将ID号传回数据库中进行检测数据库规则处理，如果该ID号存在，表示载体文件中存在数字水印文件，可以把载体文件列为“疑似水印载体文件”，进而进行水印标识信息的提取。同时在相应数据表中查询相应标识文件的特征信息，如标识文件的形式(文本、图片、音频甚至是视频信息等)以及文件规格(文本长度、图片大小、格式等)，将标识文件特征信息传回，然后进行标识文件的提取。如果没有则表示载体文件中不含有数字水印文件，则停止数字水印文件的提取。

图1是本发明具体实施方式中盲数字水印检测系统的结构示意图。如图1所示，该盲数字水印检测系统包括数字水印模板化处理单元101、数字水印嵌入单元102、数字水印检测单元103、数据库104、数字水印提取单元105和数字水印比对单元106。

数字水印模板化处理单元、数字水印嵌入单元、数字水印检测单元、数字水印提取单元和数字水印比对单元依次连接，数字水印模板化处理单元、数字水印嵌入单元、数字水印检测单元、数字水印提取单元和数字水印比对单元分别与数据库连接，其中，数字水印模板化处理单元将标识文件和ID号绑定，生成数字水印文件，并将标识文件、标识文件的特征信息和ID号存储到数据库中；数字水印嵌入单元将数字水印文件中的ID号嵌入到载体文件中，将数字水印文件中的标识文件嵌入到载体文件中，并将ID号及其对应的嵌入算法存储到数据库中；数字水印检测单元从载体文件中提取数字水印文件的ID号，并将提取出的ID号与数据库中的ID号匹配；数字水印提取单元根据数字水印文件的ID号，从数据库中获取对应的标识文件的特征信息和嵌入算法，并根据获取的嵌入算法对应的数字水印文件提取算法以及特征信息，提取载体文件的数字水印文件的标识文件；数字水印比对单元将提取的标识文件与数据库中的标识文件进行比对；数据库存储标识文件、标识文件的特征信息、ID号及其对应的嵌入算法和标识文件提取算法。

图2是本发明具体实施方式中盲数字水印检测流程图。如图2所示，该盲数字水印检测流程包括以下步骤：

步骤201、将标识文件和ID号绑定，生成数字水印文件，并将标识文件、标识文件的特征信息和ID号存储到数据库中。其中数字水印文件的标识文件是文本文件、BMP图像文件或者文本图像相结合的文件，ID号包括四个字节，其中前两个字节表示标识文件的类型，后两个字节表示标识文件的编号。

数字水印模板化处理单元将要添加的数字水印文件进行统一的预处理，根据不同数字水印文件的格式在文件最后添加四个字节的ID号，完成数字水印文件的生成。数字水印文件中的标识文件(即水印)可分为文本文件、BMP图像文件或者文本图像相结合的文件三种类型。数字水印文件中的ID号的四个字节的前两个字节表示标识文件的类型，后两个字节为标识文件的编号(两个字节最多能表示65536个不同的数字，即标识文件的个数)。

文本类型的标识文件是指只含有文字信息的标识文件，该类型的标识文件在生成数字水印文件模板时，ID号的前两个字节添加标识字符TT，后两个字节添加该标识文件的编号。经过数字水印文件模板的生成，数字水印系统中由编辑框输入的文字版权信息将在添加上述四个字节之后生成txt文本文件来保存该文字类型的数字水印文件，并将标识文件的特征信息：文字长度存入数据库。

图像类型的标识文件是指单一的BMP图像素材作为标识文件，该类型的标识文件在生成数字水印文件模板时，ID号的前两个字节添加标识字符TB，后两个字节添加该标识文件的编号。将四个字节的信息添加到BMP图像文件的末尾部分，并将该标识文件的特征信息：标识文件的宽度、高度以及深度存入数据库，用作数字水印系统之后的检测提取之用。

图像文字类型的标识文件是指标识文件既有BMP图像又有文字，该类型的标识文件在生成数字水印文件模板时，ID号的前两个字节添加标识字符TD，后两个字节添加该水印的编号。该类型标识文件的具体过程是将文本信息添加到图像文件的后面，然后将文字的长度的一个字节(这里规定文字信息长度不得超过256个字符)以及上述要添加的四个字节信息顺序添加到文本信息后。图像水印的特征信息(BMP图像宽度、高度、深度)以及文字信息的特征信息(文本的长度)要存入到数据库。

表1 数字水印文件模板信息表

表1为数字水印文件模板信息表，是数字水印文件模块生成之后产生的。其中，WMID表示ID号，4字节长的信息。

WMTYPE表示标识文件的类型，与ID号中的前两个字节TT、TB、TD等相对应。

ImageLoc和CharacterInfo分别表示数字水印文件产生的源文件地址或内容。

Img_Height、Img_Width、Img_Depth、Txt_Length分别表示标识文件的特征信息。

CopyrighterID表示标识文件的归属版权，可以是公司、企业等。

步骤202、将数字水印文件中的ID号嵌入到载体文件中，将数字水印文件中的标识文件嵌入到载体文件中，并将ID号及其对应的嵌入算法存储到数据库中。

数字水印嵌入单元首先读出数字水印文件的最后4个字节信息，即ID号，对这4个字节的信息采用不同于标识文件的嵌入方式进行嵌入，因为这4个字节的信息很重要，其鲁棒性要求要远远强于其他水印信息。为了确保数字水印系统能够高效正确的检测到四字节的信息从而正确提取水印，所以在数字水印系统中数字水印嵌入单元对四字节的信息进行了重复嵌入，如嵌入5次等，嵌入算法固定，而且足够鲁棒和安全。标识文件的嵌入方式采用适合于盲提取的嵌入方式，如系数关系法或系数量化方法等。

表2 载体文件信息表

表2为载体文件信息表，是需要嵌入数字水印文件的载体文件。

其中，MediaID表示载体文件的标号，是对载体文件的唯一标识。

MediaLoc记录了载体文件的访问路径。

MediaName记录了载体文件的文件名。

MediaFormat记录了载体文件的格式，如图像、音频或视频等。

表3 加载数字水印文件后的载体文件信息表

表3为加载数字水印文件后的载体文件信息表，是数字水印文件嵌入载体文件之后产生的。

其中，MediaID表示媒体标号，是每个嵌入水印后的载体文件对应的唯一标识。

MediaLoc记录了加载数字水印文件后的载体文件的存放位置。

MediaName表示加载数字水印文件后的载体文件的文件名。

OrigMediaID表示加载数字水印文件之前的载体文件标识，与载体文件信息表中的MediaID相关联。

Similarity表示加载数字水印文件之前的载体文件与加载数字水印文件之后的载体文件之间的峰值信噪比，表示两个文件之间的相似程度。

WMID表示嵌入标识文件的标号，即ID号，与数字水印文件模板信息表中的WMID相关联。

AlgorithmID标明嵌入水印所采用的水印嵌入算法。如LSB、DCT、DWT等。可以自定义，水印算法ID可以根据载体类型的不同而不同，如图像水印算法、音/视频水印算法等。

步骤203、从载体文件中提取数字水印文件的ID号，并将提取出的ID号与数据库中的ID号匹配，如果匹配，则转至步骤204，如果不匹配，则表示载体文件不包含数字水印文件或者不是本系统的数字水印文件。

为了提高数字水印系统的提取效率，也为了减少提取标识文件时的误检率，数字水印检测单元在标识文件提取之前对待检数字水印文件进行快速检测，提取方法采用与嵌入ID号对应的固定水印提取算法，通过提取四个字节的ID号信息来确定待检载体文件是否嵌入过水印。若能正确检测到四字节的ID号信息，则认为待检载体文件是经过该数字水印系统注入过水印的，若不能正确检测到四字节的信息，则认为该待检文件没有注入水印成功或者未经过该数字水印系统完成过水印的注入过程。

步骤204、根据数字水印文件的ID号，从数据库中获取对应的标识文件的特征信息和嵌入算法。

检测出的四字节ID号通过加载数字水印文件后的载体文件信息表进行查询，对应于表中WMID数据字段，若该ID号存在，即通过WMID字段关联数字水印文件模板信息表中的WMID，在数字水印文件模板信息表中查询相关水印信息的特征信息和加载数字水印文件后的载体文件信息表中AlgorithmID字段，并返回进行水印信息的提取。

数字水印检测单元在提取该ID号时采用统计分析的方式，最大限度的提高了提取四字节信息的正确率，进一步提高了水印的提取效率。

步骤205、根据获取的嵌入算法对应的标识文件提取算法以及特征信息，提取载体文件的数字水印文件的标识文件。

本具体实施方式中，标识文件的提取要求实现盲检测，即在标识文件提取的时候不依赖于原始的标识文件。通过与ID号信息嵌入算法对应的水印检测算法进行ID号的提取，通过水印检测时的ID号信息从数据库中获取标识文件的特征信息，若ID号信息不存在，则表明待检测载体文件不存在水印，若ID号信息存在，则表明待检测水印文件存在水印，进而根据嵌入水印后的AlgorithmID字段选择相应的标识文件提取算法进行标识文件的提取。根据标识文件类型的不同，可分为三种返回情况。

如果检测到字符TT，则代表载体文件嵌入的标识文件为文本类型，根据提取的标识文件的编号，在数据库获得相应的标识文件的特征信息，即标识文件的长度，标识文件的长度作为输入参数进行提取，将提取出的标识文件保存为文本文件。

如果检测到字符TB，则代表载体文件嵌入的标识文件为BMP图像类型，根据提取的标识文件的编号，在数据库获得相应的标识文件的特征信息，即标识文件的宽度、高度以及深度，标识文件的宽度、高度以及深度作为输入参数进行提取，将提取出的标识文件保存为BMP图像文件，用户即可直观的观察到水印的提取效果。

如果检测到字符TD，则代表载体文件嵌入的标识文件为BMP图像加文本类型，根据提取的标识文件的编号，在数据库获得相应的标识文件的特征信息，即图像的宽度、高度和深度以及文本的长度，图像的宽度、高度和深度以及文本的长度作为输入参数进行提取，将提取出的标识文件一部分保存为BMP图像文件，一部分保存为文本文件，用户即可直观的观察到水印的提取效果。

表4 提取标识文件信息表

表4为提取标识文件信息表，是对标识文件提取的相关内容进行数据记录。

其中，MediaName表示提取标识文件的载体文件名称，和加载数字水印文件后的载体文件信息表中的Media相关联。

WMID是提取出的水印的标号，是对提取水印信息的唯一标识。

WMLoc记录嵌入的水印文件存储路径。是通过MediaName字段关联加载数字水印文件后的载体文件信息表中的MediaName字段，并查询WMID，关联提取标识文件信息表中的WMLoc字段而获得的。

WMName表示提取水印文件的文件名。

Ex_WMLoc表示提取水印的文件存储路径。

PSNR表示了嵌入的图像标识文件和提取的图像标识文件之间的峰值信噪比，表征两个图像标识文件之间的相似程度。

Error_rate表示嵌入图像标识文件和提取图像标识文件之间二进制码的误码率。该值越小，图像标识文件提取正确率越高。

Character_accuracy表示了嵌入标识文件的文本信息和提取标识文件的文本信息之间的文字正确率。

Character_Error_rate表示了嵌入标识文件的文本信息与提取标识文件的文本信息之间二进制码的误码率。该值越小，标识文件提取正确率越高。

IsMatched是对与提取标识文件与嵌入标识文件之间相似程度的一个判决结果。可以根据误码率决定。如误码率高于50％，可以认定提取标识文件与嵌入标识文件不同，进而判决该标识文件提取不成功或者载体文件中不存在水印信息等。反之可以认为标识文件提取成功。该值决定了数字水印方案的虚警率和漏检率的大小。

AlgorithmID标明提取标识文件时采用的与嵌入算法相对应的标识文件提取算法。

步骤206、通过图像误码率、文字误码率和峰值信噪比对提取的标识文件与数据库中的标识文件进行比对。

本具体实施方式中在完成标识文件的嵌入、检测、提取之后，所得到的结果都是通过用户的直观感觉得到，对于标识文件的提取效果需要客观的评价，因此设计了水印比对步骤。对比也是需要通过数据库查询相应的原始标识文件，进而评价提取标识文件和原始标识文件的相似程度。

数字水印比对单元设有图像误码率(Error_rate)、文字误码率(Character_Error_rate)和峰值信噪比(PSNR)三个参数来综合评价水印的提取效果。其中，图像误码率(Error_rate)：计算位图数据提取错误的概率，水印类型只有文字时该项为0。文字误码率(Character_Error_rate)：计算文字提取错误的概率，水印类型只有图片时该项为0。PSNR：计算提取水印的峰值信噪比，水印类型只有文字时该项置为0。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种盲数字水印检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将标识文件和ID号绑定，生成数字水印文件，并将标识文件、标识文件的特征信息和ID号存储到数据库中；

B、将数字水印文件中的ID号嵌入到载体文件中，将数字水印文件中的标识文件嵌入到载体文件中，并将ID号及其对应的嵌入算法存储到数据库中，其中数字水印文件的标识文件是文本文件、BMP图像文件或者文本图像相结合的文件，ID号包括四个字节，其中前两个字节表示标识文件的类型，后两个字节表示标识文件的编号，采用重复嵌入方式将ID号嵌入到载体文件中，采用系数关系法或系数量化方法将标识文件嵌入到载体文件中；

C、从载体文件中提取数字水印文件的ID号，并将提取出的ID号与数据库中的ID号匹配，如果匹配，则转至步骤D，如果不匹配，则表示载体文件不包含数字水印文件或者不是本系统的数字水印文件；

D、根据数字水印文件的ID号，从数据库中获取对应的标识文件的特征信息和嵌入算法；

E、根据获取的嵌入算法对应的标识文件提取算法以及特征信息，提取载体文件的数字水印文件的标识文件。

2.根据权利要求1所述的一种盲数字水印检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

F、将提取的标识文件与数据库中的标识文件进行比对。

3.根据权利要求1所述的一种盲数字水印检测方法，其特征在于，当数字水印文件的标识文件是文本文件时，ID号的前两个字节是TT，标识文件后面添加ID号形成数字水印文件，标识文件的特征信息是长度。

4.根据权利要求1所述的一种盲数字水印检测方法，其特征在于，当数字水印文件的标识文件是BMP图像文件时，ID号的前两个字节是TB，标识文件后面添加ID号形成数字水印文件，标识文件的特征信息是宽度、高度以及深度。

5.根据权利要求1所述的一种盲数字水印检测方法，其特征在于，当数字水印文件的标识文件是文本图像相结合的文件时，ID号的前两个字节是TD，标识文件中先是图像，后是文本，在标识文件后面添加一个字节的文本长度和ID号形成数字水印文件，标识文件的特征信息是图像的宽度、高度和深度以及文本的长度。

6.根据权利要求3、4或者5所述的一种盲数字水印检测方法，其特征在于，步骤E进一步包括以下步骤：

如果检测到字符TT，根据提取的标识文件的编号，在数据库获得相应的标识文件的特征信息，即标识文件的长度，标识文件的长度作为输入参数进行提取，将提取出的标识文件保存为文本文件；

如果检测到字符TB，根据提取的标识文件的编号，在数据库获得相应的标识文件的特征信息，即标识文件的宽度、高度以及深度，标识文件的宽度、高度以及深度作为输入参数进行提取，将提取出的标识文件保存为BMP图像文件；

如果检测到字符TD，根据提取的标识文件的编号，在数据库获得相应的标识文件的特征信息，即图像的宽度、高度和深度以及文本的长度，图像的宽度、高度和深度以及文本的长度作为输入参数进行提取，将提取出的标识文件一部分保存为BMP图像文件，一部分保存为文本文件。

7.根据权利要求2所述的一种盲数字水印检测方法，其特征在于，通过图像误码率、文字误码率和峰值信噪比对提取的标识文件与数据库中的标识文件进行比对。

8.一种盲数字水印检测系统，其特征在于，包括数字水印模板化处理单元、数字水印嵌入单元、数字水印检测单元、数据库、数字水印提取单元和数字水印比对单元，数字水印模板化处理单元、数字水印嵌入单元、数字水印检测单元、数字水印提取单元和数字水印比对单元依次连接，数字水印模板化处理单元、数字水印嵌入单元、数字水印检测单元、数字水印提取单元和数字水印比对单元分别与数据库连接，其中，

数字水印模板化处理单元用于将标识文件和ID号绑定，生成数字水印文件，并将标识文件、标识文件的特征信息和ID号存储到数据库中；

数字水印嵌入单元用于将数字水印文件中的ID号嵌入到载体文件中，将数字水印文件中的标识文件嵌入到载体文件中，并将ID号及其对应的嵌入算法存储到数据库中，其中数字水印文件的标识文件是文本文件、BMP图像文件或者文本图像相结合的文件，ID号包括四个字节，其中前两个字节表示标识文件的类型，后两个字节表示标识文件的编号，采用重复嵌入方式将ID号嵌入到载体文件中，采用系数关系法或系数量化方法将标识文件嵌入到载体文件中；

数字水印检测单元用于从载体文件中提取数字水印文件的ID号，并将提取出的ID号与数据库中的ID号匹配；

数字水印提取单元用于根据匹配成功的或者检测成功的数字水印文件的ID号，从数据库中获取对应的标识文件的特征信息和嵌入算法，并根据获取的嵌入算法对应的标识文件提取算法以及特征信息，提取载体文件的数字水印文件的标识文件；

数字水印比对单元用于将提取的标识文件与数据库中的标识文件进行比对；

数据库用于存储标识文件、标识文件的特征信息、ID号及其对应的嵌入算法和标识文件提取算法。