基于奇异值分解的视频水印算法研究

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随着互联网和数字技术的蓬勃发展,促进了数字媒体产品及技术的应用范围不断扩大,与此同时也出现了大量侵犯生产者和消费者合法权益的非法复制、传播和窜改等侵权行为。数字水印已经成为一种全新的提供版权保护、打击盗版行为的有力工具。其中,视频水印逐渐成为现代信息隐藏技术和版权保护领域的研究热点。  本文首先对视频水印技术的基础理论进行了介绍,深入研究了其主要特征、评价标准、分类方法以及常见的攻击类型等,并且着重探讨了小波变换理论和奇异值分解原理。  为了更好的对抗几何失真,本文改进了一种基于DWT-SVD的视频水印算法。算法充分考虑人类视觉系统特性,对选取的特定视频帧的亮度分量进行2级DWT变换得到视频帧的中高频系数,结合SVD具有较强的稳定特性,通过修改奇异值来嵌入水印。该算法对旋转、缩放、平移等几何攻击具有良好的鲁棒性。  由于低维混沌系统的安全性不够高,因此结合TD-ERCS混沌系统良好的安全特质和奇异值分解抗几何攻击的优点,本文设计了一种基于混沌置乱的SVD数字视频水印算法。算法首先利用TD-ERCS离散混沌系统产生的二维混沌序列对水印进行置乱,在视频帧的亮度分量上选择嵌入区域,然后对所选区域进行分块并作离散小波变化,对其低频部分进行奇异值分解,最后通过修改分块的最大奇异值嵌入水印信息。实验结果表明,该算法具有良好的性能,提取水印时不需要原始视频序列,具有盲检测性,而且对常见攻击具有较好的鲁棒性。  算法通过在 Matlab上仿真实现,并进行了攻击实验,验证了本文所设计的算法的可行性,并且算法明显在水印的不可见性和鲁棒性方面得到了提高。算法在水印抗攻击性方面的改善对于视频水印技术来说,具有一定的理论价值和实用价值。
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