基于非負(fù)矩陣分解的視頻水印方法研究.pdf

1、視頻水印作為一種能夠有效保護(hù)視頻產(chǎn)品版權(quán)和防止視頻產(chǎn)品被惡意篡改的方法已受到越來(lái)越多的關(guān)注，目前大多數(shù)視頻水印可以抵抗各種常規(guī)信號(hào)處理，但對(duì)幾何攻擊魯棒性差，特別是強(qiáng)剪切攻擊，嵌入的水印信息直接被大量裁剪，如何在殘余視頻中恢復(fù)提取完整水印，一直是困擾水印研究者的難題。同時(shí)，研究及實(shí)驗(yàn)分析表明，現(xiàn)有的半脆弱水印方法在保證脆弱性的同時(shí)魯棒性不足，本文在對(duì)非負(fù)矩陣分解(Non-Negative Matrix Factorization，NMF

2、)深入分析和研究的基礎(chǔ)上，提出了以下基于非負(fù)矩陣分解的視頻水印方法。
　　 (一)一種基于NMFSCPBM(Non-Negative Matrix Factorization with SparsenessConstraints on Parts of the Basis Matrix)的抵抗強(qiáng)剪切攻擊視頻水印方法。將加密水印嵌入在宿主視頻NMFSCPBM分解的基矩陣大系數(shù)中，同時(shí)用NMFSCPBM方法提取視頻運(yùn)動(dòng)特征，利用該特

3、征系數(shù)大小自適應(yīng)控制水印嵌入強(qiáng)度。水印檢測(cè)端，只要?dú)堄嘁曨l中包含有視頻最小剩余子塊數(shù)，就可以通過(guò)對(duì)殘余視頻最小剩余子塊的非負(fù)矩陣進(jìn)行NMFSCPBM分解，以恢復(fù)出完整基矩陣，進(jìn)而提取出完整水印。實(shí)驗(yàn)表明，本方法抵抗各種規(guī)則剪切強(qiáng)度平均值達(dá)到95.97％，各種不規(guī)則剪切強(qiáng)度平均值達(dá)到94.25％，各種情況下的水印正確提取比特?cái)?shù)均可達(dá)到100％，提取水印不受剪切位置和類型限制，與同類方法相比，抵抗強(qiáng)剪切攻擊能力獲得了較大程度提升。
　

4、　 (二)一種基于NMFCMN(Non-Negative Matrix Factorization with CoefficientMatrix Normalization)的視頻水印構(gòu)架，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)版權(quán)管理和內(nèi)容完整性認(rèn)證的雙重功能。首先對(duì)宿主視頻進(jìn)行NMFCMN分解，提取幀間能量差分系數(shù)，構(gòu)造零水??；其次將構(gòu)造的零水印嵌入在系數(shù)矩陣最低有效位中，形成脆弱水印。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所構(gòu)造零水印不但能夠抵抗加噪、濾波等常規(guī)視頻處理攻擊，對(duì)