基于MPEG-4的同步视频水印算法研究

摘要

随着计算机网络和计算机技术的迅速发展，人类进入了以数字信息为特征的信息社会。信息时代在给多媒体创作和传播提供诸多方便的同时，也带来了一个严峻的问题--版权和纂改。数字水印技术作为多媒体版权保护的重要手段得到了越来越广泛的研究和应用。同步攻击是水印盲检测的一大挑战，如果嵌入水印的视频帧同步性被破坏，就会导致水印提取失败.本文主要结合MPEG-4视频压缩标准对视频水印同步技术进行了研究。 本文首先结合国内外研究问题的背景，指出数字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；然后综述了与视频水印和MPEG-4技术相关的一些基础理论知识，针对视频水印技术进行了深入系统地研究。 本文针对MPEG-4视频技术给出三种水印算法： 1.基于运动矢量统计的MPEG-4视频水印算法。该算法基于运动矢量离散分布的特点，将B-VOP中的运动矢量按幅值范围划分区域，并将水印按位重复嵌入到相应的区域。由于水印信息重复，离散的嵌入到视频流当中，所以部分视频帧的改变不会影响到水印的正确提取。 2.基于Watson视觉模型的MPEG-4视频水印算法。该算法将水印嵌入在到视觉敏感性最强的I-VOP中的DCT亮度分量中，并应用扩频技术对水印进行域编码；应用Watson视觉模型对水印嵌入量进行控制，以保证在视觉不失真的情况下，最大强度的嵌入水印信息。 3.基于DCT和运动矢量相结合的视频水印算法。对第三章给出的算法进行了改进，为提高水印的嵌入量，将水印分组嵌入到不同的视频分组的运动矢量当中，并为各组水印设置同步码信息并将其嵌入到相应视频组的I-VOP祯的DCT系数中。此外，为提高水印的纠错编码能力，对水印信息预先进行了Golay编码。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本文的主要工作与结构安排

第2章 MPEG-4压缩标准及视频水印技术

2.1 MPEG-4视频压缩标准

2.1.1 视频编解码系统结构

2.1.2 基于MPEG-4视频水印的嵌入和提取

2.2 视频水印基础

2.2.1 视频水印的基本特征

2.2.2 视频水印技术分类

2.2.3 水印信号的设计与产生

2.3 视频水印的常见攻击

2.4 本章小结

第3章 基于运动矢量统计的MPEG-4视频水印算法

3.1 运动补偿原理

3.2 基于运动矢量统计的视频水印算法

3.2.1 水印嵌入原理

3.2.2 水印信息预处理

3.2.3 水印嵌入

3.2.4 水印提取

3.3 实验结果与分析

3.3.1 不可见性

3.3.2 鲁棒性

3.3.3 算法性能分析

3.4 本章小结

第4章 基于Watson视觉模型的鲁棒水印算法

4.1 Watson视觉模型

4.1.1 Watson模型中结合视觉特性计算临界值

4.1.2 基于DCT变换的临界值

4.2 水印预处理

4.2.1 扩频技术

4.2.2 水印预处理

4.3 水印的嵌入与提取

4.3.1 水印嵌入

4.3.2 水印提取

4.4 实验结果与分析

4.4.1 不可见性分析

4.4.2 鲁棒性分析

4.4.3 性能对比

4.5 本章小结

第5章 基于DCT和运动矢量相结合的视频水印算法

5.1 Golay码纠错编码技术

5.2 基于DCT和运动矢量相结合的视频水印算法

5.2.1 水印预处理

5.2.2 水印嵌入

5.2.3 水印提取

5.3 实验结果与分析

5.3.1 水印嵌入的不可见性

5.3.2 鲁棒性分析

5.3.3 性能对比

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