基于H.264的数字视频水印算法研究

论文摘要

数字视频水印是对视频内容进行版权保护和安全认证的有力工具,可以通过把信息嵌入到视频载体中去,实现版权保护、完整性认证、广告监控等功能。H.264作为新一代视频编解码标准,具有压缩性能高、应用范围广的优点,特别适合于低比特率下高质量视频服务。因此,基于H.264标准的视频水印认证方案的研究具有重要意义。本文对当前基于H.264编码标准的视频水印方案进行了研究,分析其存在的缺陷。然后从视频内容认证的特点出发,结合H.264的视频编解码系统,对基于能量差的视频特征提取和嵌入的方法进行改进,设计了一种基于H.264的内容认证方案,该方案在达到对视频内容认证要求的同时,实现了对篡改区域的检测和定位。通过对H.264帧内编码的DCT系数特性的深入研究,设计一种新的适用于低比特率视频基于压缩域的认证水印方案。在H.264视频编码时,根据I帧DCT低频量化系数关系生成特征码,以水印形式嵌入到I帧的DCT高频量化系数中。初步的实验表明,两种算法均有较小视频失真,计算复杂度低,较好的满足了视频水印的不可感知性、盲检测和实时性等要求,具有有较高的应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 数字水印技术发展及研究现状
• 1.3 数字水印技术基础
• 1.3.1 数字水印的基本模型
• 1.3.2 数字水印技术的特性
• 1.3.3 数字水印技术的应用领域
• 1.4 本文的主要工作及论文安排
• 1.4.1 主要研究工作
• 1.4.2 论文结构安排
• 第二章 视频水印技术综述
• 2.1 视频水印的特殊性
• 2.1.1 影响数字水印的视频特性
• 2.1.2 视频水印的特殊要求
• 2.1.3 视频水印与图像水印的差异
• 2.2 数字视频水印的框架模型
• 2.3 数字视频水印的技术分类
• 2.4 视频水印算法
• 2.4.1 图像水印扩展的视频水印算法
• 2.4.2 结合视频编码标准的视频水印算法
• 2.4.3 满足特别要求的视频水印算法
• 2.5 H.264 视频编解码标准
• 2.5.1 H.264 的数据结构
• 2.5.2 H.264 的编解码流程
• 2.5.3 帧内预测
• 2.5.4 变换和量化
• 2.5.5 基于H.264 标准的视频水印
• 2.6 小结
• 第三章 实现篡改区域定位的视频内容认证算法
• 3.1 视频认证水印技术
• 3.1.1 视频完整性认证与内容认证
• 3.1.2 数字签名与数字水印
• 3.1.3 视频认证水印算法的一般框架
• 3.2 视频内容认证算法分析
• 3.3 视频水印算法设计
• 3.3.1 视频水印总体设计
• 3.3.2 视频特征提取算法
• 3.3.3 视频水印嵌入算法
• 3.3.4 视频水印提取算法
• 3.4 实验结果与分析
• 3.4.1 含水印视频质量分析
• 3.4.2 视频被篡改后的认证结果分析
• 3.4.3 实时性的分析
• 3.4.4 水印容量的分析
• 3.5 小结
• 第四章 一种基于压缩域的内容认证算法
• 4.1 H.264 视频帧内编码的DCT 系数的分布特征
• 4.2 视频认证水印方案
• 4.2.1 视频特征提取算法
• 4.2.2 视频水印嵌入算法
• 4.2.3 视频水印提取与检测算法
• 4.3 实验结果与分析
• 4.3.1 含水印视频质量分析
• 4.3.2 水印嵌入前后视频码率变化
• 4.3.3 认证实验
• 4.3.4 实时性比较
• 4.3.5 水印容量比较
• 4.4 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 全文工作小结
• 5.2 进一步的工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文