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《江南大学》 2011年
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视频流水印技术研究

张彩虹  
【摘要】:数字水印技术是国际学术界一个新兴的科学研究领域,是信息安全的一个重要分支,并且与信息隐藏等技术有着密切的联系。水印技术是指在数字产品(如图像、音频、视频)嵌入版权信息来确定版权的归属或跟踪侵权行为。当前的数字产品被复制后仍然可以保持相当高的保真度,因此盗版产品大幅度增长,知识产权也遭受到严重侵害,而视频流水印技术作为一种视频版权保护的方法正在逐步受到重视,所以,目前视频流水印技术具有较高的学术研究价值和广泛的实用价值。本文着重从以下几方面进行了深入研究和探讨。 (1)通过对H.264/AVC视频编码格式的新特性分析,提出了在DCT交流系数中嵌入的视频流水印算法。采用了二维Arnold图像置乱方法对欲嵌入的水印图像进行预处理,得到了不规则的嵌入图像,使攻击者获得原始水印图像时有了一定的难度,增加了水印的鲁棒性。在水印嵌入时,分析了视频帧亮度和纹理特性,将生成的水印信息嵌入到量化后的交流系数中,提高了水印的不可感知性,并且水印的提取和检测也不再需要原始视频流。实验仿真结果验证了该算法可以有效的抵抗旋转等基本几何攻击,安全性能比较好,并且对于噪声以及有损压缩等具有很好的鲁棒性。 (2)针对3G视频编码标准的特性视频流水印技术的实时性问题,提出了一种基于色度块DC系数的视频流水印的鲁棒性算法。该方法首先利用Arnold变换对水印图像进行预处理,通过计算视频序列I帧的亮度确定欲嵌入帧,然后计算色度块的均值和方差,把置乱后的水印信息嵌入到色度块的量化DC系数中,该水印算法具有盲检测性。由于根据人眼视觉特性考虑亮度因素,因此水印具有很好的不可见性。水印的预处理和嵌入位置的选择在一定程度上都增强了水印的鲁棒性,水印在嵌入过程中,不需要在对视频进行解码和再编码,因此满足实时性的要求。 (3)视频流媒体的出现进一步扩大了视频流水印技术的应用范围,但是水印技术在流媒体中的应用受到带宽等因素的影响。因此针对适用于网络传输的视频流提出了一种水印技术,将水印信息分别嵌入到基本层和增强层码流中。在带宽较低的情况下,可以从基本层提取出水印信息确认视频流内容的完整性,而在带宽充足的情况下,则可以从增强层提取水印信息,因此当视频流一层遭到破坏时可以从另一层将水印信息提取出来,对版权进行保护。文中采用了位平面编码技术,通过线性扫描的方法从位平面块的最高位平面到最低有效位平面进行编码,编码过程中选择嵌入水印的目标位平面块,然后通过修改特定系数把水印信息嵌入到8×8位平面块中,这种算法不仅具有很好的不可见性和鲁棒性,并且实现简单,可满足实时性要求,而且在嵌入水印后还可以减小嵌入水印信息后视频流的大小。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP309.7

【参考文献】
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