基于MPEG-7视频水印的研究与实现

论文摘要

随着多媒体技术和计算机技术的发展,使得人们创作、使用多媒体数字产品变得越来越容易,互联网技术的发展极大的推动了多媒体信息的广泛传播。然而,由于数字产品复制不会引起质量下降,非法用户可以容易的获取、复制、传播数字多媒体产品,这极大的损害了版权所有者的经济利益,多媒体信息的安全问题成为一个非常重要的现实问题。数字水印技术（Digital Watermarking）作为数字产品版权保护的有效手段,在不影响原始数据正常使用的情况下嵌入版权信息,并且该信息不易被除去,只能由专用的水印提取算法才能检测其中的信息。因此,它成为多媒体信息安全研究的重点,其中视频数字水印更是当前研究的热点。在各种数字水印技术中,视频数字水印技术由于其自身的研究价值和潜在的经济利益而倍受各国学者的关注。然而相对于静止图像水印技术,视频水印技术的发展相对滞后。而对于MPEG-7标准下的视频水印算法更是缺乏深入的研究。本文提出一种针对几何攻击具有鲁棒性的数字水印算法模型,利用小波变换,将原始图像进行分解,获得原始图像的低频域,并在该低频域上进行水印的嵌入和提取的操作。与传统的傅立叶梅林变换相比,本文的算法使用图像能量中心不变点作为对数极坐标中心点,使图像经过攻击以后中心点能保持相对一致性。同时,利用傅立叶变换的可叠加性,直接对图像经过对数极坐标后产生的区域进行二维傅立叶变换,并获得变换后的幅度域,其中具体水印序列的嵌入和提取在该域完成。在图像水印研究的基础上,又提出了一种基于MPEG-7形状轮廓编码的视频水印的算法模型,该水印算法模型充分和MPEG-7的标准相结合,利用MPEG-7基于形状轮廓编码,确定水印嵌入的区域,使得数字水印的系统不再单纯的独立于MPEG-7的标准编码之外,这是针对MPEG-7与数字水印技术的有机结合做出的一个比较大胆的尝试。实验结果表明,这样的尝试利用了编码器本身的特征提取的内容,对于保证水印的鲁棒性提供了很大的帮助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及选题意义
• 1.2 研究现状和存在问题
• 1.3 主要研究内容和特色
• 1.4 本文结构安排
• 第二章 视频数字水印技术
• 2.1 数字水印技术
• 2.2 视频数字水印技术
• 2.3 视频数字水印的分类及特性
• 2.3.1 视频数字水印基本特征
• 2.3.2 视频水印的分类
• 2.4 视频数字水印的典型算法
• 2.5 视频水印的主要攻击方法
• 2.6 小结
• 第三章 抗几何攻击的鲁棒性数字水印
• 3.1 引言
• 3.1.1 DWT小波分析
• 3.1.2 FMW傅立叶梅林变换
• 3.2 基于DWT与FMW的鲁棒性数字水印算法
• 3.2.1 水印嵌入算法
• 3.2.2 水印提取与检测
• 3.3 实验结果分析
• 3.3.1 各种攻击检测
• 3.3.2 与INW与Lin算法的比较
• 3.4 小结
• 第四章 基于 MPEG-7的视频水印
• 4.1 引言
• 4.1.1 MPEG-7标准
• 4.1.2 MPEG-7标准的组成
• 4.1.3 MPEG-7多媒体描述方案
• 4.2 MPEG-7形状轮廓描述符的应用
• 4.3 基于MPEG-7形状轮廓描述的视频水印算法
• 4.3.1 水印信号生成
• 4.3.2 视频水印嵌入算法设计
• 4.3.3 视频水印提取算法设计
• 4.3.4 算法复杂度分析
• 4.4 实验结果分析
• 4.4.1 各种攻击检测
• 4.4.2 与传统算法的对比
• 4.5 小结
• 第五章 WM水印系统实现
• 5.1 WM系统框架
• 5.2 开发环境介绍
• 5.3 WM系统功能介绍
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间科研成果
• 致谢