基于水印的图像/视频内容安全方法研究

摘要

本文从三个方面开展研究，主要成果有包括： 1．针对拷贝攻击的水印研究拷贝攻击是指将水印从一件合法作品获得水印并复制到另一件非法作品当中。本文结合数字水印和数字签名，提出了一种基于数字签名机制的水印方案。该水印方案由于引入了表征图像信息的数字签名，可以有效地抵抗拷贝攻击。仿真结果表明了该水印方案的鲁棒性，尤其是对拷贝攻击具备抵抗能力。 独立分量分析(Independent Component Analysis，ICA)技术源自著名的“鸡尾酒会”问题，它可以对由独立源信号混叠而成的观测信号进行有效盲分离。同时，该技术成功到地应用到图像特征的提取。本文提出基于ICA技术的数字签名算法，相对于现有算法能够更好地唯一表征图像，进而提高了水印方案的可靠性。 2．针对可见水印去除攻击的解决方案研究可见水印具备可以直观表示版权信息的特点，但由于其直观性更容易成为攻击的目标。去除攻击是可见水印面临的主要问题，受到去除攻击的作品无法确认版权，甚至为进一步实施水印的非授权嵌入提供可乘之机。 针对去除攻击，从不同角度出发，提出了三种利用不可见水印保护可见水印的方案，并对其优劣势进行了对比分析。该领域的研究工作为以后水印技术在此领域的研究打下一定的基础。 3.基于H.264标准的视频水印研究在分析总结了现有视频水印算法，特别是基于H.264标准的视频水印算法的基础上，对基于H.264的压缩域数字水印算法进行了改进。通过仿真，实现在H.264视频中嵌入水印和提取水印的过程，证明了算法的有效性，并为今后所在的实验组在H.264视频水印方面的研究打下一定基础。 数字水印的研究历史不过短短十几年，但仍有许多问题需要并值得继续进行探索和研究。最后对该领域的发展趋势进行了展望。

目录

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摘要

第一章绪论

1.1概述

1.2本论文研究内容和主要贡献

1.3小结

第二章数字水印技术

2.1数字水印系统的基本框架

2.2数字水印的基本特性

2.3数字水印的分类

2.4数字水印的攻击方法

2.5小结

第三章基于数字签名的水印方案

3.1引言

3.2独立分量分析

3.2.1 ICA的数学模型

3.2.2 ICA的约束条件和不确定性

3.2.3常用的ICA算法

3.2.4 ICA与数字水印

3.3数字签名基础

3.3.1数字签名概念

3.3.2数字签名与数字水印

3.4数字签名算法及性能分析

3.4.1数字签名算法

3.4.1数字签名算法性能分析

3.5基于数字签名的水印算法

3.5.1数字水印的嵌入

3.5.2数字水印的检测

3.6实验结果及分析比较

3.6.1实验过程

3.6.2性能分析

3.7小结

第四章抵抗去除攻击的水印方案

4.1引言

4.2可见水印基础

4.2.1可见水印的性质

4.2.2可见水印的应用

4.3可见水印攻击

4.4水印方案

4.4.1方案概述

4.4.2利用脆弱不可见水印保护可见水印

4.4.3利用基于ICA的鲁棒水印保护可见水印

4.4.4利用基于数字签名的不可见水印保护可见水印

4.5仿真实验

4.6小结

第五章基于H.264标准的视频水印方案

5.1视频水印基础

5.1.1视频水印特点

5.1.2视频水印分类

5.2 H.264视频编解码基础

5.2.1 H.264编解码器

5.2.2片和片组

5.2.3帧内预测

5.2.4帧间预测

5.3基于H.264标准的视频水印

5.3.1水印嵌入算法

5.3.2水印提取算法

5.4仿真实验

5.5小结

第六章结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文