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基于图像/视频独立特征的盲水印方法

王春兴  
【摘要】: 随着计算机网络和通信技术的迅速发展,数字媒体包括数字图像、数字视频、数字音频等应用越来越广泛,人们对多媒体数据的获取也日渐容易。然而,一方面在方便了合法使用者的同时,另一方面,也为出于不同目的的盗版或侵犯消费者合法权益的非法存取、复制、篡改和传播等侵权行为提供了方便,因此,信息安全便成为亟待解决的问题。数字水印技术就在这样的背景下产生的,并已经成为当前进行数字产品版权保护的主要方法。数字水印技术就是通过一定的算法将信息嵌入到被保护的作品中,以此证明版权归属或侵权行为,它已经成为信号处理中的一个研究热点,也是信息安全技术领域的一门重要学科。 本文分析了独立分量分析和数字水印嵌入/提取的相通性,利用该特点,论文对图像/视频数字水印进行了较为全面研究,提出了一些方案,概括起来有以下几个方面: 1.数字签名能够很好地唯一表征图像,本文利用独立分量分析(ICA)提取图像的独立特征,得到图像的数字签名;在此基础上,提出了一种基于数字签名的水印方案。将数字签名作为数字水印,不仅可以验证图像是否被篡改或者水印是否被攻击,而且可以很好地抵御拷贝攻击。 2.提出了基于图像独立特征的图像水印方案。该方案引入水印置乱技术,进一步提高了不可觉察性。根据ICA模型中的信号混叠/分离与数字水印嵌入/提取过程之间的相通性,以线性叠加的方式将置乱水印嵌入到图像小波域的某些系数上,检测/提取时通过ICA技术提取水印。 3.提出基于连续帧视频独立特征的盲水印方案。根据视频及视频水印的特点,将图像水印的方案成功拓展到视频领域。方案一,利用ICA技术提取连续帧的静态分量和动态分量,在动态分量上嵌入置乱水印。方案二,由连续两帧求出残差,在残差分量上嵌入置乱水印。仿真结果显示,不可见性及鲁棒性较好。 4.提出基于H.264编解码标准的视频水印方案。论文分析总结了前人视频水印算法,在此基础上提出基于H.264编解码标准的视频水印较优方案。H.264编解码的特点使得子块的DCT系数更重要,因为它是与残差图像紧密联系的。论文提出通过选择合适的DCT系数,将选择系数替换来实现于H.264编码中嵌入盲水印的方案。仿真实验证明了算法的有效性。 数字水印技术作为一门新兴的技术,一个待完善的领域,数字水印目前仍然有很多亟待解决的问题以及未触及的研究课题,如数字水印系统理论的建立、水印技术标准及水印性能评价体系的建立、应用系统的研究等,因此,要形成一套完善的理论和应用体系,还需要从其它相关学科中不断汲取营养。 论文最后进行了总结并对该领域的发展趋势进行了展望。


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