數(shù)字視頻水印嵌入和抽取算法研究.pdf

1、數(shù)字水印技術(shù)是通過一定的算法將一些版權(quán)標志性信息直接嵌入到多媒體數(shù)據(jù)當中，但不影響數(shù)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(shù)字水印最初研究的重點是數(shù)字圖像水印，已經(jīng)取得了不少的研究成果，而基于視頻水印的技術(shù)和應(yīng)用研究還相對較少，數(shù)字視頻產(chǎn)品的版權(quán)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(xiàn)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(yīng)的算法。矢量量化技術(shù)是目前廣為流行的多媒體數(shù)據(jù)的有損壓縮技術(shù)，它已經(jīng)被應(yīng)用于圖像壓縮很多年了，本文率先將矢量量化應(yīng)用于視頻壓縮編碼，并針對編碼方案設(shè)計了多功能水印算法。本文的主要內(nèi)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(shù)字視頻魯棒水印算法。算法根據(jù)數(shù)字視頻序列幀間運動信息和幀內(nèi)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(chǔ)上，提出了基于DCT域奇異值分解的數(shù)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(shù)進行奇異值分解，對奇異值系數(shù)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(chǔ)上，本文提出通過調(diào)整半像素精度運動矢量與整數(shù)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(chǔ)上，通過調(diào)整相鄰可變長碼中DCT交流量化系數(shù)之間的關(guān)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(jié)果表明算法在滿足實時性、大容量的同時對視頻質(zhì)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(jié)合矢量量化技術(shù)和H.263壓縮標準，首先設(shè)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(shù)的極性嵌入魯棒水印，利用碼字擴展技術(shù)在 P幀預(yù)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(shù)分別將數(shù)字指紋和魯棒水印嵌入 I幀低頻和中頻 DCT系數(shù)矢量索引中，利用索引受限技術(shù)將低頻和中頻矢量索引的信息嵌在高頻矢量索引中