基于MPEG版权认证的视频水印算法研究

论文摘要

数字水印技术作为一门新兴的学科交叉的应用技术,是信息隐藏的重要分支。它是将标识作者版权的保护信息和认证信息嵌入到图像、音频、视频或软件等各种数字产品中,以达到区分非法拷贝传播和保护知识产权的作用。数字水印作为当前多媒体信息安全领域的热点技术,已经受到国际学术界和企业界的高度重视。本文首先结合国内外研究问题的背景,指出图像和视频水印技术对于科研及工业生产的重要意义,并且对水印技术的研究现状及发展趋势进行了分析和总结;然后综述了与数字水印和MPEG-4技术相关的一些基础理论知识,针对图像和视频水印技术进行了深入系统地研究。本文针对图像和MPEG-4视频分别给出了三种水印算法:（1）基于双变换的图像数字水印算法。将离散小波变换同时运用到载体和水印信号中,采取折中办法嵌入水印。该算法具有很好的半脆弱性;（2）基于DWT和SVD的改进分块图像水印算法。兼具离散小波变换和奇异值分解的双重性能,同时结合自适应块分解量化法分别进行灰度、彩色载体的水印嵌入。算法达到了高嵌入、高鲁棒性和高精确提取能力的统一结合;（3）基于视频帧的彩色水印嵌入算法研究。选择I帧当作彩色水印嵌入帧,此方案综合考虑了DCT、DWT及SVD的特性,根据纹理特性将水印信号自适应的嵌入到8×8分块的DCT系数中。此方案很容易被应用到MPEG-4视频码流中。实验结果表明,该算法具有良好的不可见性;同时对噪声、剪切等攻击都具有较强的鲁棒性和水印提取能力。本文的MPEG-4视频数字水印主要是针对未压缩域中彩色水印的嵌入技术,对视频产品的版权认证具有十分重要的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究的背景及意义
• 1.3 国内外研究现状及分析
• 1.4 本文的主要工作与结构安排
• 第2章 数字水印技术
• 2.1 数字水印基础
• 2.2 图像水印
• 2.3 视频水印
• 2.4 数字水印的应用领域
• 2.5 数字水印的相关问题
• 2.5.1 对数字水印的攻击
• 2.5.2 性能评价指标
• 2.6 本章小结
• 第3章 基于双变换的图像数字水印算法
• 3.1 离散小波变换
• 3.2 算法设计
• 3.2.1 小波基函数的选取
• 3.2.2 水印预处理
• 3.2.3 水印的嵌入
• 3.2.4 水印的提取
• 3.3 实验结果及分析
• 3.3.1 不可见性检验
• 3.3.2 脆弱性检验
• 3.4 算法性能评价
• 3.4.1 离散平稳小波
• 3.4.2 实验结果比较
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于DWT 和SVD 相结合的改进分块算法
• 4.1 奇异值分解理论
• 4.2 灰度图像水印的改进分块算法
• 4.2.1 水印预处理
• 4.2.2 水印的嵌入
• 4.2.3 水印的提取
• 4.2.4 实验结果及分析
• 4.2.5 与单独块奇异值分解量化法的比较
• 4.3 彩色图像水印的改进分块算法
• 4.3.1 水印的嵌入
• 4.3.2 水印的提取
• 4.3.3 与单独块奇异值分解量化法的比较
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于视频帧的彩色水印算法研究
• 5.1 视频水印技术
• 5.1.1 视频编解码系统结构
• 5.1.2 离散余弦变换
• 5.2 算法设计
• 5.2.1 彩色水印预处理
• 5.2.2 水印的嵌入
• 5.2.3 水印的提取
• 5.3 仿真实验及算法评估
• 5.3.1 不可见性检验
• 5.3.2 鲁棒性检验
• 5.3.3 抗压缩检验
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢