基于内容的视频版权保护研究

摘要

多媒体技术的快速发展促使数字视频的生产水平大力提升，数字视频的创作、传播、存储的自由度也越来越高。数字视频给人们带来便捷的同时，多媒体视频版权合法性的问题也越来越突出，视频版权维护面临的问题也越来越复杂。不法分子利用各种先进的视频编辑处理软件，非常方便的篡改原始视频，严重损害了视频版权所有者的合法利益。面对复杂的网络视频，有效维护数字视频合法版权不仅是营造良好的互联网环境的重要基础，也是对互联网中每一个合法权益者的一种保护，更是进一步推动互联网环境公平、公正、和谐、美丽、有序发展的基础。
　　一般在数字视频版权保护中，系统性的数字版权保护模型，不但涉及到内容的验证，而且对视频的预处理有较高的要求。因此，基于视频版权保护关键技术的实现，是维护数字视频版权合法性的重中之重。本文针对视频版权保护关键技术中的视频镜头分割，关键帧的提取和视频数字水印的嵌入提取进行重点研究，主要的内容包括:
　　(1)针对镜头分割提出了一种改进后的基于自回归模型和互信息量的镜头分割方法，选用HSV直方图特征向量，在此基础上计算两帧的互信息量并转换成相似度值，然后通过计算的相似度值建立自回归模型求取出判异决策值，从而获得自适应阈值，最后结合产生的阈值和设定的帧时间窗口确定镜头边界，从而对视频镜头进行分割。实验验证表明该算法具有良好的检测效果，对镜头分割的整体性能有一定的提高。
　　(2)在关键帧提取中为了减轻运算的复杂度，采用基于互信息量的方法进行关键帧的提取，提出了一种改进后的基于互信息量均方差的关键帧提取算法，首先通过计算互信息量的均方差，然后将均方差值与给定的阈值进行比较，如果大于阈值，则按照镜头中帧数的比例进行关键帧的选取，如果小于阈值，则取镜头中的首、尾，中间帧作为关键帧，从而实现关键帧的提取。该算法易于实现，实验表明该算法具有良好的关键帧提取效果。
　　(3)为了能够比较好的应对攻击者对嵌入的水印信息破坏，提出了一种改进后的基于HVS的DCT域关键帧自适应数字水印算法，通过将水印信息进行置乱，并且在置乱过程中尽可能的减少了计算量和絮乱度，从而实现了水印信息的嵌入提取。实验表明该算法复杂度较低，水印检测结果准确，具有良好的水印保护效果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究的意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 论文组织结构

2 视频版权保护基础

2．1 视频数据的特点

2．2 视频的组织结构

2．3 视频版权保护原理

2．4 本章小结

3 自适应阈值镜头分割方法研究

3．1 视频镜头分割基础

3．1．1 视频镜头的切换类型

3．1．2 视频镜头分割的性能评价

3．2 镜头边界检测技术

3．2．1 突变镜头检测方法

3．2．2 渐变镜头检测方法

3．3 改进的基于互信息量和自回归模型的镜头分割方法

3．3．1 信息熵与互信息量

3．3．2 图像的互信息量

3．3．3 自回归模型

3．3．4 改进的基于互信息量和自回归模型的镜头分割方法

3．3．5 实验结果与分析

3．4 本章小结

4 关键帧提取方法研究

4．1 关键帧提取技术

4．1．1 关键帧选取原则

4．1．2 关键帧提取的典型方法

4．2 关键帧提取的评价指标

4．3 改进的基于互信息量均方差关键帧提取方法

4．3．1 算法基本思想

4．3．2 算法基本流程

4．3．3 实验结果与分析

4．4 本章小结

5 基于数字水印的视频版权保护研究

5．1 数字水印的基本概念

5．1．1 视频数字水印的特点

5．1．2 视频数字水印的分类

5．1．3 视频数字水印的评价与攻击

5．2 视频数字水印的生成

5．3 改进的基于HVS的DCT域关键帧自适应数字水印算法

5．3．1 视频数字水印的嵌入

5．3．2 视频数字水印的提取

5．3．3 实验结果与分析

5．4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果