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隐蔽通信中视频水印算法的研究

作　者: 武文权
导　师: 丁晓明
学　校: 北京交通大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 视频水印 LSB DCT MPEG 关键帧均方误差峰值信噪比信息熵
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 109次
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内容摘要

近年来,作为新一代信息安全技术的信息隐藏技术已经很快发展起来,并在当代保密通信领域里起着越来越重要的作用,应用领域也日益广泛。数字水印是信息隐藏的最重要的一个分支,而视频水印是数字水印的重要组成部分。它可为计算机网络上的多媒体数据(产品)的版权保护、隐蔽通信等问题提供一个潜在的有效解决方法。本文主要在视频水印秘密通信和视频水印抗攻击领域作了一些特色性的研究,所做主要工作如下:1.在基于帧的视频水印方案中,提出了视频水印改进算法,即LSB算法与DCT算法,将水印信息由1bit图片信息改变成比特流的形式。实验表明,LSB改进算法具有最大限度的信息容量,但鲁棒性较差,而DCT改进算法具有很好的鲁棒性和较小的信息容量;2.在MPEG镜头中,选取非压缩视频流中的关键帧来实现视频水印算法抗MPEG帧间压缩和剪切的目的,并通过均方误差法、峰值信噪比法、信息熵法来提取关键帧。实验结果表明,信息熵法的准确性最高,而均方误差法的实时性最强。3.使用视频水印改进算法将水印信息嵌入关键帧中,对视频进行MPEG压缩,再对其还原,检测关键帧中水印信息是否丢失,以此检验视频水印算法是否具有抗MPEG帧间压缩与剪切的功能。经过大量实验,结果显示三种关键帧提取方法与视频水印算法的结合可以使视频水印算法较好的抵抗MPEG-2帧内压缩、抗剪切攻击。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-18
  1.1 隐蔽通信  10-11
    1.1.1 隐蔽通信技术的基本要求  10-11
    1.1.2 隐蔽通信的应用  11
  1.2 视频水印在隐蔽通信领域的应用  11-15
    1.2.1 视频水印的特殊要求  12
    1.2.2 视频水印的技术分类  12-13
    1.2.3 视频水印的算法  13-15
    1.2.4 视频水印的应用  15
  1.3 视频水印与隐蔽通信面临的主要困难  15
  1.4 本文的主要工作与创新点  15-16
  1.5 论文的组织结构  16-18
2 视频水印与隐蔽通信的结合  18-33
  2.1 视频水印的研究现状  18-21
    2.1.1 基于帧(MPEG-2)的视频水印  18-20
    2.1.2 基于对象的视频水印  20-21
  2.2 视频水印算法的改进  21-31
    2.2.1 两种常见的数字视频水印算法  21-22
    2.2.2 LSB算法改进方案  22-26
    2.2.3 算法实现过程与结果验证分析  26-27
    2.2.4 DCT算法改进方案  27-29
    2.2.5 算法实现过程与结果验证分析  29-31
  2.3 结论  31-33
3 抗 MPEG帧间压缩与剪切的视频水印算法的研究与实现  33-65
  3.1 MPEG标准  33-34
  3.2 MPEG的基本视频压缩算法  34-36
  3.3 MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4标准中视频压缩技术的比较  36-37
  3.4 MPEG视频抗压缩的几种方式  37-38
  3.5 镜头边界检测  38-43
    3.5.1 镜头分割  38-39
    3.5.2 传统镜头检测方法  39-40
    3.5.3 镜头差分检测算法  40-41
    3.5.4 实验方案  41
    3.5.5 实验结果  41-42
    3.5.6 结论  42-43
  3.6 关键帧提取与视频水印算法抗帧间压缩、剪切功能的实现  43-62
    3.6.1 关键帧选取目的与原则  43
    3.6.2 典型关键帧提取算法  43-45
    3.6.3 均方误差(MSE)法  45
    3.6.4 提取关键帧的实验结果  45-48
    3.6.5 峰值信噪比(PSNR)法  48-49
    3.6.6 提取关键帧的实验结果  49-51
    3.6.7 信息熵(entropy)法  51-52
    3.6.8 提取关键帧的实验结果  52-55
    3.6.9 视频水印算法抗帧间压缩与剪切的验证分析  55-62
  3.7 结论  62-65
4 总结与展望  65-67
参考文献  67-69
作者简历  69-71
学位论文数据集  71

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