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基于运动矢量的视频水印方案

作　者: 郑振东
导　师: 王沛
学　校: 上海师范大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 视频水印数字水印技术信息隐藏运动矢量混合视频水印
分类号: TP309.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 118次
引　用: 1次
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内容摘要

随着计算机网络技术、数字多媒体技术的飞速发展,人们在享受信息共享带来便利的同时,也开始为数据信息安全、个人隐私、版权保护、媒体信息完整性等问题所困扰。从信息隐藏技术发展而来的数字水印技术为实现此类保护提供了十分有效的保障。数字水印是一门将秘密信息(即水印)以不可见形式嵌入到载体媒体中以证明版权归属或跟踪侵权行为的技术。数字水印技术在版权保护,内容完整性认证,数据跟踪和检测,商业视频广播等方面都有着广阔的应用前景。近年来,随着数字视频压缩技术的飞速发展,人们已经开始习惯于通过视频的方式来获取各类信息,从各大流媒体网站观看新闻到使用P2P下载工具下载自己喜欢看的电视节目,由此视频节目已经成为了目前最需要版权保护的内容之一,视频水印技术也成为了数字水印技术研究方向中的一个热点。本文在对基于运动矢量的视频水印方案做了广泛而深入的调查研究的基础上,提出了一些新的算法和实现方案,并努力从理论和实验两方面对其进行分析和评价,其主要工作和创新点如下:1.通过归纳、总结Jordan算法及其相应的改进方案,提出一种基于匹配块奇偶分区搜索的视频水印方案。该方案采用内置式水印算法,在进行宏块匹配时,通过限制块匹配的搜索区域达到水印嵌入的目的,并且从理论上保证了视频质量,同时由于减小了块匹配的搜索区域降低了搜索点数,从而降低了运动估计的复杂度。2.结合快速搜索算法和基于匹配块奇偶分区搜索的视频水印方案提出了一种视频水印与快速搜索算法相结合的方案,从而在水印嵌入的同时大大降低了运动估计的耗时。3.提出了一种基于运动矢量区域特性的视频水印,该方案对块匹配的区域限制作了重新划分,使得该方案在抵抗对运动矢量抗扰动攻击的能力有了很大的提高,同时保证了主、客观视频质量。4.结合H.264视频编码中的帧内、帧间预测,提出了一种基于运动矢量区域特征与模式选择的视频水印方案,该方案的最大特点在于保证视频质量的同时,有效控制了码率的增加。5.结合基于运动矢量的视频水印方案与基于DCT域的视频水印方案,提出一种混合视频水印方案,该方案通过在DCT域中嵌入鲁棒性水印、在运动矢量域中嵌入脆弱性水印,并通过嵌入在两处的水印达到两类水印方案优缺点互补,进一步提升视频水印的性能。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
绪论  12-15
第一章信息隐藏技术与数字视频水印  15-22
  1.1 背景知识  15-16
  1.2 相关领域发展现状与前景  16-21
    1.2.1 数字水印发展现状  16-17
    1.2.2 视频压缩标准的发展现状  17-20
    1.2.3 视频水印的发展现状  20-21
  1.3 数字视频水印技术面临的主要问题  21-22
第二章数字视频水印的理论研究  22-30
  2.1 引言  22
  2.2 视频水印的性能要求和特征  22-23
  2.3 数字视频水印的分类  23-24
  2.4 视频水印的主要应用领域  24-25
  2.5 视频水印的性能评价指标  25-27
    2.5.1 客观评价标准  25
    2.5.2 主观评价标准  25-26
    2.5.3 其他评价标准  26-27
  2.6 视频水印基本模型  27-29
    2.6.1 视频水印的嵌入方案框架  27-28
    2.6.2 视频水印嵌入点选择  28-29
  2.7 本章小结  29-30
第三章基于运动矢量的视频水印方案  30-51
  3.1 引言  30
  3.2 DPCM/DCT 视频编解码框架及运动矢量的概念  30-33
    3.2.1 DPCM/DCT 视频编解码框架  30-31
    3.2.2 运动矢量与运动估计  31-32
    3.2.3 常用块匹配算法  32-33
  3.3 基于运动矢量的视频水印方案及其发展  33-37
    3.3.1 基于运动矢量分量奇偶性的视频水印方案  33-34
    3.3.2 基于Jordan 算法嵌入点选择的改进方案  34-36
    3.3.3 基于Jordan 算法的其他改进方案介绍  36-37
  3.4 基于奇偶分区搜索的视频水印方案  37-42
    3.4.1 算法提出的目的及意义  37-38
    3.4.2 基于奇偶分区搜索的水印嵌入算法  38-40
    3.4.3 基于奇偶分区搜索的水印提取算法  40
    3.4.4 实验结果及分析  40-42
  3.5 基于快速运动搜索算法的视频水印方案  42-49
    3.5.1 算法提出的目的与意义  42-43
    3.5.2 非对称十字型多层次六边形格点搜索算法  43-46
    3.5.3 基于快速搜索算法的视频水印嵌入算法  46-47
    3.5.4 基于快速搜索算法的视频水印提取算法  47-48
    3.5.5 实验结果及分析  48-49
  3.6 水印算法性能分析  49-50
  3.7 本章小结  50-51
第四章基于运动矢量区域特征及模式选择的视频水印方案  51-69
  4.1 引言  51
  4.2 相关理论介绍  51-56
    4.2.1 帧内预测  51-53
    4.2.2 帧间预测  53-56
  4.3 基于运动矢量区域特征的视频水印方案  56-64
    4.3.1 算法简介  56-57
    4.3.2 水印嵌入算法  57-58
    4.3.3 水印提取算法  58
    4.3.4 实验结果与分析  58-63
    4.3.5 算法性能分析  63-64
  4.4 基于运动矢量区域特性及模式选择的视频水印方案  64-68
    4.4.1 算法简介  64
    4.4.2 水印嵌入算法  64-65
    4.4.3 水印提取算法  65
    4.4.4 实验结果与分析  65-68
    4.4.5 性能分析  68
  4.5 本章小结  68-69
第五章基于H.264的混合视频水印方案  69-80
  5.1 引言  69
  5.2 混合视频水印方案研究现状  69-71
  5.3 相关理论  71-74
    5.3.1 置乱技术  71-72
    5.3.2 直序扩频技术  72-73
    5.3.3 基于DCT 域的视频水印方案  73-74
  5.4 一种新的混合视频水印方案  74-79
    5.4.1 算法简介  74
    5.4.2 水印生成算法  74-75
    5.4.3 水印嵌入算法  75-76
    5.4.4 水印提取算法  76-77
    5.4.5 实验结果与仿真  77-79
  5.5 本章小结  79-80
第六章总结与展望  80-82
参考文献  82-85
致谢  85-86
攻读学位期间发表的学术论文  86-87
攻读学位期间参加的科研项目  87

基于运动矢量的视频水印方案

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