數字視頻水印嵌入和抽取算法研究.pdf

1、數字水印技術是通過一定的算法將一些版權標志性信息直接嵌入到多媒體數據當中，但不影響數字多媒體的效果和使用價值，并且不能被人的知覺系統(tǒng)覺察或者注意到，只有通過專用的檢測器才能抽取。數字水印最初研究的重點是數字圖像水印，已經取得了不少的研究成果，而基于視頻水印的技術和應用研究還相對較少，數字視頻產品的版權保護亟需解決。
　　視頻水印算法大致可分為時空域、變換域和壓縮域算法。傳統(tǒng)的時空域算法在不可見性和安全性方面表現差，抗時間同步攻擊能

2、力差；傳統(tǒng)的變換域算法意圖將視頻幀基于一組標準基進行分解，對幀圖像來講，這種分解不是幀圖像的最佳表示；而壓縮域算法在實時性和大容量上較難統(tǒng)一，本文針對上述問題提出了相應的算法。矢量量化技術是目前廣為流行的多媒體數據的有損壓縮技術，它已經被應用于圖像壓縮很多年了，本文率先將矢量量化應用于視頻壓縮編碼，并針對編碼方案設計了多功能水印算法。本文的主要內容和創(chuàng)造性研究成果如下：
　　1．基于塊分類圖像水印算法，引入運動塊的概念，提出了基于

3、塊分類的數字視頻魯棒水印算法。算法根據數字視頻序列幀間運動信息和幀內細節(jié)信息對圖像塊進行分類，選擇既屬細節(jié)塊又屬運動塊的圖像塊嵌水印，嵌入過程采用位平面替換的思想。最后通過實驗證明了算法的有效性。
　　2．在分析了DCT和SVD圖像水印算法的基礎上，提出了基于DCT域奇異值分解的數字視頻魯棒水印算法。算法首先將視頻幀的Y分量分塊進行 DCT，選取直流和低頻 DCT系數進行奇異值分解，對奇異值系數量化嵌水印，并對所提算法進行了攻擊實

4、驗。
　　3．在分析了基于運動矢量視頻水印算法的基礎上，本文提出通過調整半像素精度運動矢量與整數精度運動矢量之間的夾角，在壓縮過程中嵌水印的視頻水印算法。另外，本文在分析可變長碼域視頻水印算法的基礎上，通過調整相鄰可變長碼中DCT交流量化系數之間的關系嵌入水印，為了增加嵌入容量，對視頻幀的色差分量也嵌入水印，仿真結果表明算法在滿足實時性、大容量的同時對視頻質量沒有影響。
　　4．基于矢量量化圖像水印算法，提出基于矢量量化的多

5、功能視頻水印算法。本文結合矢量量化技術和H.263壓縮標準，首先設計了基于空域矢量量化和變換域矢量量化的視頻壓縮方案。針對空域矢量量化視頻壓縮方案，算法利用 I幀 DCT直流系數的極性嵌入魯棒水印，利用碼字擴展技術在 P幀預測差值矢量的量化索引中嵌入脆弱水印。針對變換域矢量量化視頻壓縮方案，利用碼字索引標記技術分別將數字指紋和魯棒水印嵌入 I幀低頻和中頻 DCT系數矢量索引中，利用索引受限技術將低頻和中頻矢量索引的信息嵌在高頻矢量索引中