基于H.264的视频数字水印算法研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:shl405567051
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近年来随着数字视频在社会生活中的普及,视频作品遭到恶意攻击和非法侵权的问题也越来越严重。如何有效地对数字视频进行版权保护,成为多媒体技术发展中迫切而现实的问题。数字水印技术作为一种新的用来解决版权保护问题的有效途径,近年来已成为信息安全领域的研究热点。在各类数字水印技术中,数字视频水印技术由于其自身的研究价值和潜在的经济利益而倍受各国学者的关注。然而,与静态图像水印技术相比,视频水印技术由于视频序列本身的一些固有特点,如大量数据冗余、运动区域和非运动区域分布不平衡性、时间掩蔽效应在内的更为精确的人类视觉模型还没有完全建立,而发展较为滞后。本文在研究数字水印特别是视频数字水印相关理论与技术的基础上结合H.264视频压缩标准和技术,提出了两种基于H.264压缩标准的鲁棒视频水印算法。为使水印在不可见性和鲁棒性之间取得较好的折中,水印算法的设计充分考虑了水印的嵌入容量、嵌入位置和嵌入强度。算法一选择I帧中背景亮度高、纹理复杂的块作为水印嵌入块,将经过Arnold变换的二值水印图像降维分段后嵌入到该块的亮度DCT直流系数的最低有效位上,水印的提取算法简单快速,且为盲提取;算法二选择P帧运动矢量幅值较大的块作为水印嵌入块,定义了运动矢量特征值ρ_i,通过计算该块的远动矢量特征值并根据水印信息位改变运动矢量水平分量和垂直分量的奇偶相关性达到嵌入水印的目的,水印的提取算法简单快速,也为盲提取。这两种算法将Arnold置乱技术运用到视频水印中,既提高了水印的不可见性和鲁棒性,又提高了水印的安全性,达到了版权保护的目的。本文对水印算法进行了仿真,并给出了详细的实验结果及分析比较。对算法的不可见性、鲁棒性、实时性、安全性方面进行了验证,实验结果表明这两个算法均能较好的抵抗视频水印攻击如:重压缩、帧重组、帧删除,算法复杂度低,能满足视频水印的实时性要求且都为盲提取。
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