基于MPEG的数字水印技术研究

【摘要】： 数字水印是近年来出现的数字产品版权保护技术，它可以标识作者等版权保护信息和认证信息。作为密码学的加密或置乱技术的补充，使用水印技术可以鉴别出非法复制和盗用的数字产品，保护数字产品的合法拷贝和传播，因此它一出现即成为热点问题。但是目前数字水印技术还是处于其发展初期阶段，尚缺乏有关数字水印的理论，可以说从理论到实际都有许多问题有待解决。 本文主要针对数字水印技术在MPEG视频版权保护中的应用，研究了现有的静态水印技术和MPEG视频水印技术的异同点，分析了将现有的静态水印技术加之于MPEG视频上的可能性以及可能出现的问题，并提出了一种实用的用于MPEG视频水印的算法，给出了分析和实际验证的结果。 在第一章中简要介绍了课题背景和当前的研究状况，在第二章中介绍了数字水印技术的基本原理和目前在静态图像上添加水印的常用算法。在第三章中介绍了与MPEG系统解码相关的一些概念，在第四章中分析了MPEG编解码算法。在第五章中，首先根据MPEG文件格式及其编解码算法的特点提出了在视频中嵌入水印的位置，比较了它和静态水印技术的异同点。给出了一种衡量MPEG视频水印技术的方法。然后我们研究了空域水印算法，将该算法应用于MPEG视频，给出了模拟实验结果，并对实验的结果进行了分析。在第五章中我们还主要研究了在DCT变换域添加水印的算法，以C++编程，实现了将这种算法应用于MPEG视频，给出了实验结果并分析了造成这种结果的原因。 在对以上算法进行分析的基础上，我们吸收了DCT变换类型算法中分块嵌入水印的思想，但是在对DCT变换后的系数进行调整时，采用了逐步调整的算法，避免了DCT变换类型算法中的整数舍入误差。同时考虑到P帧和B帧中运动向量计算的特点，将嵌入水印的块的位置进行了一定程度的偏移，这样就有利于P帧和B帧中水印信号的检测。经过实验证明了这种方法对于I帧的压缩仍然具有100％的检测能力，即使对于P帧和B帧的压缩也有不错的效果。