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《宁波大学》 2013年
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基于感知的立体图像数字水印技术研究

白春华  
【摘要】:立体视频由于可以带给观众更真实的视觉感受,而成为未来的发展方向。立体视频在网络中传输,容易遇到版权保护、内容认证等问题。如何保证立体视频安全地在网络中传输成为亟待解决的问题。数字水印是一种嵌入多媒体而不被人眼察觉,在受到攻击之后可以提取嵌入信息的技术。数字水印技术可以解决多媒体的版权保护、内容认证等问题,进一步促进立体视频的商业化。 由于视频是由连续播放的图像组成。本论文从如何解决立体图像在网络中传输的安全问题出发,提出了一系列用于立体图像版权保护的数字水印算法。由于对于立体图像的数字水印算法处于研究的起步阶段,针对立体图像的数字水印算法的文章较少。本文的主要工作有三个方面: 首先,针对以往的感知模型无法较好地用于立体图像嵌入数字水印这一问题,通过添加深度和视差的信息,提出适用于本文立体图像数字水印嵌入的感知模型。在这一部分中,首先分析了平面图像像素域和频域的感知模型。第二,以立体图像的像素域和平面图像的频域感知模型为基础,结合视差匹配,提出了适用于本文算法的立体图像频域的感知模型。 第二,针对现有的用于版权保护的立体图像数字水印算法没有充分利用立体感知模型的问题,根据立体图像的特点,分别提出了三种立体图像的数字水印算法: 1)根据立体图像存在相似区域的特点,提出一种基于视差的立体图像数字水印算法。第一,利用全局视差曲线这一概念分析了立体图像的特征,将全局视差保存为密钥。通过实验证明了立体图像的特征。第二,通过全局视差确定嵌入的相似区域。在相似区域,结合关系嵌入水印,并通过Watson模型确定嵌入的强度。由于两个视点的相似区域在受到相同攻击的情况下,变化趋势相同。正是利用了这一点,本算法提取水印的比特相同率在0.85左右,是一种有效的数字水印算法。 2)根据立体图像的两个视点必须同时存在的特点,提出一种基于关系的立体图像数字水印算法。立体图像与平面图像的最大不同在于立体图像总是两幅图像同时存在。在水印的嵌入过程中,不仅在左视点单独嵌入水印,而且通过量化两者对应块系数的差值在右视点嵌入水印。由于量化步长是调节人眼感知质量与水印强度的关键,所以本算法通过大量的实验,确定了最终的量化步长。实验结果证明该算法对抵抗一般的攻击表现了较强的鲁棒性,比特相同率都高于0.85,比之前的算法更加鲁棒。 3)根据立体图像匹配块的系数较相似的特点,提出一种基于块匹配的立体图像数字水印算法。利用立体图像的感知模型,指导水印的嵌入强度,进一步提高了水印的鲁棒性。实验结果证明,嵌入水印图像具有良好的不可见性,而且鲁棒性比之前算法有提高。 第三,针对同时保护图像的内容和版权信息的问题,提出基于感知的立体图像多功能数字水印算法。为解决同一区域嵌入不同功能的水印会造成水印之间彼此干扰的问题,本算法在人眼感兴趣区域嵌入半脆弱水印,检测该区域是否受到恶意攻击。在非感兴趣区域嵌入鲁棒水印,保护图像的版权。实验结果证明,感兴趣区域的半脆弱水印可以有效地区分不同JPEG压缩因子的攻击,将低于75的压缩攻击判定为恶意攻击。非感兴趣区域提取的水印表现出了较好的鲁棒性。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP309.7

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