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基于H.264的鲁棒数字视频水印的研究

作　者: 王龙
导　师: 方勇
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信息安全
关键词: 数字水印 视频水印 H.264HVS 鲁棒水印
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 27次
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内容摘要


随着互联网技术的飞速发展,视频多媒体在互联网上的传播,相对于传统的电视和电影院传播方式,变得非常简单和快捷。同时,视频编辑软件的普及使得人们可以随意的篡改然后分发视频,这给数字视频的版权保护带来了极大的挑战。视频水印技术作为一个非常有效的视频版权保护手段,通过一定的算法将版权保护信息嵌入到被保护的数字视频中来达到版权认证和保护的目的,已成为信息安全领域的一个研究热点。本文从视频水印的特点开始,将视频水印算法按照同编解码器结合前后分为了三种主要类型,深入的总结了三种类型的视频水印典型算法和其优缺点。然后,对H.264这一新型高效的视频编解码标准做了概述,包括它的编解码器结构和关键技术。结合了H.264视频压缩编码标准的特性,提出了一种编码中的鲁棒视频水印算法。该算法通过扩频和纠错编码对水印信息进行预处理,增加水印的鲁棒性和安全性,并且在每一帧的将要嵌入的水印信息前增加了帧同步信息,可以很好的抵抗帧攻击,然后选择视频编码过程中的残差的DCT系数加上预测块的DCT系数之和作为嵌入载体,同时结合了4*4DCT的HVS系统,自适应的控制水印嵌入的强度,使得水印算法对于视频视觉质量的改变降到最低,然后将水印信息嵌入在了DCT系数的中频区域。最后结合H.264的官方编解码JM8.6实现本文算法,仿真实验结果表明,该算法对各种分辨率的视频序列的视频质量影响都非常小,并且对视频分辨率攻击、码率攻击、帧率攻击和转码攻击都有很好的鲁棒性。同时测试了该算法在高清视频中的表现,结果表明算法对高清视频也非常有效,增加了该算法的实用性。本文算法同时实现了盲提取,和H.264编码器紧密结合,充分利用了编码器的中间变量,算法的复杂度低。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-13
  1.1 课题研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 研究内容及组织结构  11-13
第二章 数字视频水印概述  13-25
  2.1 数字水印概述  13-16
    2.1.1 数字水印的基本模型  13-15
    2.1.2 数字水印的特点  15-16
    2.1.3 数字水印系统的评估标准  16
  2.2 数字视频水印的基本概念  16-20
    2.2.1 数字视频水印的特点  17-18
    2.2.2 数字视频水印的分类  18-20
  2.3 现有视频数字水印典型算法分析  20-24
    2.3.1 视频编码前视频水印算法分析  20-22
    2.3.2 视频编码中视频水印典型算法分析  22-23
    2.3.3 视频编码后视频水印典型算法分析  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 H.264视频编解码标准概述  25-31
  3.1 H.264编解码器简介  25-27
    3.1.1 H.264编码器  25-26
    3.1.2 H.264解码器  26-27
  3.2 H.264视频编码标准中的关键技术  27-30
    3.2.1 预测  27-28
    3.2.2 变换编码与量化  28
    3.2.3 熵编码  28-30
  3.3 本章小结  30-31
第四章 基于H.264的鲁棒视频水印算法的分析和设计  31-39
  4.1 算法整体框架  31-32
  4.2 水印的预处理  32-34
  4.3 水印嵌入  34-38
  4.4 水印提取  38
  4.5 本章小结  38-39
第五章 基于H.264的鲁棒视频水印算法的实现和性能分析  39-56
  5.1 JM8.6编解码过程分析  39-41
    5.1.1 JM8.6编码流程  39-40
    5.1.2 JM8.6解码流程  40-41
  5.2 水印算法实现  41-45
  5.3 算法性能测试  45-55
    5.3.1 视频视觉质量测试  45-51
    5.3.2 视频误码率测试  51-52
    5.3.3 视频鲁棒性测试  52-55
  5.4 本章小结  55-56
第六章 总结与展望  56-58
  6.1 本文总结  56
  6.2 展望  56-58
参考文献  58-61
致谢  61-62
攻读硕士期间发表的论文  62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 安全保密 > 加密与解密
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