视频水印技术的研究与实现——基于视觉掩蔽特性的自适应视频水印算法研究

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数字水印技术是数字产品版权保护的主要方法之一,也是信息隐藏技术的一个重要研究方向。数字水印技术最初的主要研究内容是图像水印技术,取得了众多研究成果,在视频水印技术研究方面发展相对滞后。随着视频产品的增多,其版权保护问题亟需解决,越来越多的国内外学者逐渐投入到视频水印技术的研究当中。本文主要研究基于未压缩域的视频水印算法及其应用,涉及到的方法有Arnold变换、小波变换、混沌系统等。   提出了基于视觉掩蔽特性的自适应小波域非压缩视频盲水印检测算法。算法的基本思想是:先根据人眼视觉掩蔽特性和小波变换系数反映出来的特征建立视觉模型;然后根据Arnold变换对原始水印信息进行预处理;接着通过量化中心极限定理将经过预处理的水印信息分别嵌入到不同的视频帧中;再运用混沌系统和零水印思想来生成载体视频帧的同步信息;最后根据简化的系数调整算子对小波逆变换后的系数进行调整,得到嵌入了水印信息的载体视频。   建立的视觉模型符合人眼的视觉特性;水印的嵌入基于整个视频,不需要对视频进行场景分割;提出了新的同步信息生成方法,在保证水印信息提取的空间同步性的同时,对同步信息进行了加密;使用量化中心极限定理对小波低频系数进行量化,使得嵌入的水印信息的改变量在鲁棒区域内变化时,提取出的水印信息保持不变;提出了简化的小波逆变换系数调整算子,在减小算法复杂度的同时,使得调整后的系数和量化嵌入调整后的系数一致;根据现有文献中水印信息相关性检测方法的不足,提出了一种新的水印信息相关性检测方法;水印检测不需要原始视频,实现了盲水印检测。   实验表明,上述视频水印算法在减小算法复杂度的同时,取得了良好的透明性和鲁棒性。该算法对共谋攻击、噪声、MPEG压缩等攻击的鲁棒性明显增强,在实验评价参数上优于一般算法。
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