圖像認證及視頻數(shù)字水印的若干算法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，多媒體數(shù)據(jù)的內(nèi)容保護和版權(quán)問題引起了人們的廣泛關(guān)注。密碼學(xué)方法加密了多媒體對象的內(nèi)容，在一定范圍內(nèi)起到了保護作用。然而，這仍然不能阻斷盜版者和惡意內(nèi)容篡改者的步伐。一旦多媒體數(shù)據(jù)被解密后，針對被保護對象的非法拷貝或篡改現(xiàn)象依然無法控制。另一種多媒體保護技術(shù)——數(shù)字水印技術(shù)的興起，有可能填補傳統(tǒng)密碼學(xué)保護手段的安全漏洞。 數(shù)字水印技術(shù)通過向被保護的多媒體數(shù)據(jù)中加入透明的秘密信息，來達到標識、鑒

2、別、控制或隱藏信息等作用。在數(shù)字水印技術(shù)快速發(fā)展的過程中，內(nèi)容認證和版權(quán)保護應(yīng)用扮演了兩個最主要的驅(qū)動力。本文研究目的是：根據(jù)不同的應(yīng)用背景（醫(yī)療和軍事等高保真圖像應(yīng)用、視頻監(jiān)控應(yīng)用以及實時視頻點播應(yīng)用），對圖像認證及視頻數(shù)字水印的現(xiàn)有算法深入研究，以期能設(shè)計出性能更優(yōu)越的新的或改進的數(shù)字水印算法和方案。 論文的創(chuàng)新點和主要研究成果如下： 1提出了一種基于多特征的JPEG圖像的無損水印認證算法 研究了圖像認證水印

3、技術(shù)，隨后提出了一種多特征無損認證水印算法。該算法首先采用圖像的多個域的內(nèi)容特征作為認證過程的特征參數(shù)，然后將特征參數(shù)作為水印以一種新的無損嵌入方法嵌入到JPEG圖像中。實驗表明，多特征的提取能減少認證方案的漏警概率，并且這種新的無損水印方法還能夠承受合適的壓縮處理。 2設(shè)計了一種基于視頻語義內(nèi)容的雙重認證視頻水印方案 該方案首先在圖像邊緣認證水印技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了結(jié)合MPEG－2的編碼原理的運動對象的局部認證思想。其

4、次，提出了一種以圖像組為單位的自認證和帶自恢復(fù)功能的水印算法。實驗證明，該方案完全滿足視頻語義認證的需要。 3提出了兩種改進的基于運動矢量的視頻水印算法 首先，提出了一種基于CDMA擴頻技術(shù)的運動矢量水印算法。該算法在壓縮視頻的大量運動信息中嵌入CDMA形式的水印。相比傳統(tǒng)的基于運動信息的視頻水印算法，這種CDMA形式的算法對抗幾種典型視頻水印攻擊的能力大為提高。 其次，提出了一種基于網(wǎng)格投影的運動矢量水印算法。

5、在MPEG-2視頻編碼的塊匹配原理中，引入網(wǎng)格結(jié)構(gòu)并闡述了網(wǎng)格嵌入的原理。該算法運用了一種次優(yōu)匹配的思想，旨在改善水印改動后的視頻視覺質(zhì)量。在不影響實時性的基礎(chǔ)之上，算法的穩(wěn)健性相比傳統(tǒng)運動矢量水印算法有一定程度的提高。 4提出了一種快速自適應(yīng)的視頻水印改進方案 該方案運用了一種基于MPEG-2編碼結(jié)構(gòu)的視頻塊時空分類器。這種分類器用于選擇合適的紋理塊和運動塊，作為添加水印的對象。實驗表明，相比在視頻像素域上的分類計算方