基于矢量量化的數(shù)字水印算法研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的普及為多媒體產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。人們可以從互聯(lián)網(wǎng)和CD-ROM中獲取大量多媒體信息，而且多媒體信息的制作、復(fù)制和銷售等環(huán)節(jié)也變得十分快捷和方便。和模擬多媒體作品不同，數(shù)字多媒體作品的拷貝過程不會(huì)損失作品的感官質(zhì)量。因此，多媒體作品在流通環(huán)節(jié)很可能會(huì)被非法拷貝或篡改，這不但會(huì)侵犯作品的版權(quán)而且還會(huì)降低作品的可信度。因此，多媒體產(chǎn)品的版權(quán)保護(hù)和內(nèi)容認(rèn)證問題近年來已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注。數(shù)字水印技術(shù)的提

2、出為解決多媒體信息版權(quán)保護(hù)和內(nèi)容認(rèn)證問題提供了新的途徑。數(shù)字水印技術(shù)通過在原始作品中嵌入秘密信息來實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)和內(nèi)容認(rèn)證。
　　由于多媒體數(shù)據(jù)含有大量冗余信息，因此需要在傳輸和存儲(chǔ)之前進(jìn)行有損壓縮。矢量量化是一種常用有損壓縮技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用于多媒體數(shù)據(jù)壓縮。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)矢量量化編碼多媒體數(shù)據(jù)的版權(quán)保護(hù)和內(nèi)容認(rèn)證，本文研究基于矢量量化的數(shù)字水印算法。主要研究工作如下：
　　系統(tǒng)地綜述了和本課題研究?jī)?nèi)容相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，包括數(shù)字水

3、印技術(shù)和矢量量化技術(shù)的基本概念和基本原理。總結(jié)了壓縮域數(shù)字水印算法和基于矢量量化技術(shù)的數(shù)字水印算法的研究現(xiàn)狀，并對(duì)幾種典型算法加以詳細(xì)介紹和深入分析。這些現(xiàn)有算法是本文研究工作的基礎(chǔ)，為本文的研究提供了基本思路。
　　針對(duì)視頻編碼中運(yùn)動(dòng)矢量的特點(diǎn)，本文提出一種基于運(yùn)動(dòng)矢量的信息隱藏算法。該算法通過調(diào)整整數(shù)精度運(yùn)動(dòng)矢量和半像素精度運(yùn)動(dòng)矢量之間的夾角嵌入隱藏信息。本文以H.263壓縮標(biāo)準(zhǔn)為框架對(duì)該信息隱藏算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

4、明該算法可以在保證視頻視覺質(zhì)量的前提下達(dá)到較大的嵌入容量。
　　根據(jù)人類視覺系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的敏感程度，本文提出一種基于空域矢量量化的視頻壓縮方案。由于人眼對(duì)快速運(yùn)動(dòng)物體不敏感，而矢量量化可以達(dá)到較大的壓縮比，因此本文提出的壓縮方案采用矢量量化技術(shù)對(duì)快速運(yùn)動(dòng)宏塊進(jìn)行編碼。本文還針對(duì)這種壓縮方案提出一種多功能視頻水印算法。該多功能水印算法利用直流DCT系數(shù)的極性嵌入魯棒水印，利用碼字?jǐn)U展技術(shù)在矢量量化索引中嵌入脆弱水印。仿真實(shí)驗(yàn)表明魯

5、棒水印可以抵御各種攻擊操作。脆弱水印對(duì)攻擊操作十分敏感，因此可以用于壓縮視頻的精確認(rèn)證。
　　本文提出一種基于變換域矢量量化的視頻壓縮方案，該壓縮方案采用DCT域矢量量化對(duì)I幀進(jìn)行編碼。仿真實(shí)驗(yàn)表明本文提出的DCT域矢量量化視頻壓縮方案可以獲得比H.263更好的壓縮性能。在此基礎(chǔ)上，本文提出一種在壓縮視頻中嵌入數(shù)字指紋、魯棒和脆弱水印的壓縮域多功能視頻水印算法。該算法利用碼字索引標(biāo)記技術(shù)分別將數(shù)字指紋和魯棒水印嵌入低頻和中頻DCT