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抵抗几何攻击的视频水印方法研究

作　者: 许婷
导　师: 同鸣
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 视频水印 几何攻击 Surfacelet变换 流形学习 AVS
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 65次
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内容摘要


海量数字视频产品的涌现,版权保护问题成为多媒体领域亟待解决的热点问题,视频水印是解决该问题的有效手段之一。目前大多数视频水印可以抵御各种噪声等常规信号处理,但对几何攻击鲁棒性差,几何攻击破坏了水印和视频之间的同步,极大地影响了水印的鲁棒性,是对视频水印构成致命威胁的攻击手段之一,如何抵抗几何攻击成为当前视频水印领域研究的难点,针对以上问题,本文提出了两种抵抗几何攻击的视频水印方法。(一)提出了一种基于Surfacelet变换的抵抗几何攻击视频水印方法,根据视频信号的时空三维特征,选择Surfacelet变换对宿主视频进行三级分解;为了增强水印的隐蔽性,考虑到Surfacelet方向子带变换系数的统计直方图服从高斯分布,将具有版权标识的二值水印加密调制为服从(0,1)高斯分布的伪随机噪声;将加密水印嵌入在Surfacelet变换域大能量方向子带系数中;根据水印嵌入位置系数的方差自适应调整水印嵌入强度。水印检测时,利用Surf算子提取视频帧特征点,通过匹配特征点来估计几何攻击参数,实施逆变换校正恢复受攻击视频,使得视频和水印重同步;利用水印嵌入位置系数与水印之间的相关性进行水印检测,通过Neyman-Pearson准则计算检测阈值。实验结果表明,该方法对旋转、平移、缩放、剪裁等几何攻击具有良好的鲁棒性。(二)提出了一种能够有效抵抗几何攻击的视频双水印方法,挖掘了一种几何形变不变量—视频低维流形,理论推导和实验验证了其几何不变性。首先根据不同视频镜头的低维流形实时生成零水印及动态水印;为了兼顾鲁棒性和透明性,将水印嵌入在大能量AVS(Audio and Video coding Standard of China)预测残差DCT中频系数上;深入研究了视频时空三维特性,利用低维流形有效量化表征了视频运动信息,建立了包含运动特征、亮度特征及纹理特征的视觉动态掩蔽模型,以自适应控制水印嵌入强度。实验结果表明,本方法可以有效抵抗中心剪裁、不规则剪裁、行剪裁、旋转、缩放、平移等大强度几何攻击及其联合攻击,如旋转加边角剪裁、中心剪裁加旋转等,对于常规信号处理及多种视频水印攻击也具有强鲁棒性。最后论文对本文研究内容进行了总结,提出了下一步研究工作的方向。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 研究背景和意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-11
  1.3 论文的研究内容与章节安排  11-12
第二章 抵抗几何攻击视频水印方法介绍  12-20
  2.1 引言  12
  2.2 视频水印基础  12-16
    2.2.1 定义及技术要求  12-13
    2.2.2 几何攻击方式  13-15
    2.2.3 性能评价  15-16
  2.3 常见的抵抗几何攻击视频水印方法  16-18
    2.3.1 穷举搜索法  17
    2.3.2 辅助信息法  17
    2.3.3 几何不变量法  17-18
  2.4 本章小结  18-20
第三章 基于Surfacelet 变换的抗几何攻击视频水印方法  20-34
  3.1 引言  20
  3.2 Surfacelet 变换及特点  20-22
  3.3 一种基于Surfacelet 变换的视频水印  22-29
    3.3.1 水印嵌入位置选择  22-23
    3.3.2 视频几何形变校正  23-26
    3.3.3 水印嵌入方法  26-28
    3.3.4 水印检测方法  28-29
  3.4 实验仿真与分析  29-32
    3.4.1 透明性测试  29-30
    3.4.2 鲁棒性测试  30-32
  3.5 本章小结  32-34
第四章 基于流形学习的抵抗几何攻击视频双水印方法  34-52
  4.1 引言  34
  4.2 AVS 音视频编解码标准基础  34-38
    4.2.1 产生的背景  34-35
    4.2.2 视频编解码流程  35-36
    4.2.3 关键技术分析  36-38
  4.3 流形学习算法基础  38-40
    4.3.1 基础概念及典型应用  38-39
    4.3.2 LLE 流形算法原理  39-40
  4.4 基于视频低维流形的抗几何攻击双水印方法  40-45
    4.4.1 低维流形的几何不变性证明  40-41
    4.4.2 视觉动态模型的建立  41-42
    4.4.3 水印嵌入方法  42-44
    4.4.4 水印提取方法  44-45
  4.5 仿真分析与结论  45-50
    4.5.1 透明性测试  45-46
    4.5.2 码率恒定性测试  46
    4.5.3 实时性测试  46
    4.5.4 鲁棒性测试  46-50
  4.6 本章小结  50-52
第五章 总结与展望  52-54
  5.1 全文总结  52-53
  5.2 未来研究展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-59
作者在读期间的研究成果  59-60

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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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