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《华中科技大学》 2007年
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鲁棒视频水印技术研究

袁武钢  
【摘要】: 视频水印处理技术潜在的应用领域非常广,如数字视频点播系统、DVD版权保护和卫星数字视频传输等等。但目前视频水印技术尚未得到充分的研究,还有很多技术问题没有得到很好的解决,这给研究工作带来了机遇和挑战。 对许多视频水印算法来说,一旦失去了含水印视频序列空间上的同步关系,就很难提取水印信息。视频序列作为一系列静止图像的集合,会遭受一些特定种类的攻击(如帧平均、帧去除、帧插入、帧重组、帧速率转换等),另外在保证视频水印算法实时性的同时,如何抵抗几何失真问题,提出一个鲁棒的视频水印是一个急需要解决的重大难题;如果在压缩视频码流中嵌入水印,很显然应该与视频的压缩编码标准相结合,现有的标准视频编码格式层出不穷,和新兴的视频标准结合的视频水印技术的急需被引入;另外,视频水印算法在应用中经常有实时或接近实时的需求,实时的、鲁棒的、大容量的视频水印将是研究的重点。 针对抗几何攻击的数字水印方面,基于特征的局部水印方法,利用ScaleSal检测出的显著区域来同步水印,提出了一种抗几何攻击的局部数字水印算法。此外,还提出了一种抗几何攻击的基于图像内容的水印方案。水印重复嵌入到了基于鲁棒特征点的多个圆形区域,这样就可以抗裁减攻击。每个圆形区域都进行一次PM和二维DFT变换,以此获得RST不变的幅度谱。采用EMW算法修改DFT幅度谱来嵌入每一个水印位。根据所提供的试验结果,可以说该方案在水印的视觉质量影响方面有非常优异的效果。它可以同时抵抗图像裁减和RST攻击。另外,其计算开销相对FMW而言减少较多,从而可以应用于视频水印应用中。 在与新兴标准结合,提出与之相结合的视频水印的方面,提出一种基于AVS的数字水印算法(AVS-BW)。通过将两个区域间再嵌入一个水印比特位,实现了两个区域嵌入三个水印比特位,使得水印容量扩大了50%,并且提出了具有自适应性的级差截断索引,增强了水印的鲁棒性。还提出了在AVS中,无需要重新对视频编码,移除高频系数的方法。在文章的最后,给出算法在水印容量、视觉失真和鲁棒性等方面的实验结果。根据这些实验结果,可以得出改进算法在水印容量、视觉失真和鲁棒性三方面上都比DNW算法好。 通过对数幅度调制方式,实现了一种具有低复杂性、高鲁棒性及安全性的水印算法。算法通过对系数的幅度值进行对数缩放,使得水印算法的鲁棒性由所有被选系数决定,而不是只受具有较大值的系数的影响,从而提高水印算法的鲁棒性和安全性。在水印容量方面,实现在512×512图像或视频帧中嵌入512个比特,基本能满足视频水印应用在水印容量方面的需求。实时性方面,水印嵌入用时为视频正常播放用时的1/6,水印检测用时为正常播放用时的1/12,完全满足视频水印的实时性需求。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP309.7

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