圖像認(rèn)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(hào)處理技術(shù)的快速發(fā)展，多媒體數(shù)據(jù)的內(nèi)容保護(hù)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(duì)象的內(nèi)容，在一定范圍內(nèi)起到了保護(hù)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(duì)被保護(hù)對(duì)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(hù)技術(shù)——數(shù)字水印技術(shù)的興起，有可能填補(bǔ)傳統(tǒng)密碼學(xué)保護(hù)手段的安全漏洞。 數(shù)字水印技術(shù)通過向被保護(hù)的多媒體數(shù)據(jù)中加入透明的秘密信息，來達(dá)到標(biāo)識(shí)、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(rèn)證和版權(quán)保護(hù)應(yīng)用扮演了兩個(gè)最主要的驅(qū)動(dòng)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(shí)時(shí)視頻點(diǎn)播應(yīng)用），對(duì)圖像認(rèn)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(jì)出性能更優(yōu)越的新的或改進(jìn)的數(shù)字水印算法和方案。 論文的創(chuàng)新點(diǎn)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(rèn)證算法 研究了圖像認(rèn)證水印

3、技術(shù)，隨后提出了一種多特征無損認(rèn)證水印算法。該算法首先采用圖像的多個(gè)域的內(nèi)容特征作為認(rèn)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(shí)驗(yàn)表明，多特征的提取能減少認(rèn)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(jì)了一種基于視頻語義內(nèi)容的雙重認(rèn)證視頻水印方案 該方案首先在圖像邊緣認(rèn)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(yùn)動(dòng)對(duì)象的局部認(rèn)證思想。其

4、次，提出了一種以圖像組為單位的自認(rèn)證和帶自恢復(fù)功能的水印算法。實(shí)驗(yàn)證明，該方案完全滿足視頻語義認(rèn)證的需要。 3提出了兩種改進(jìn)的基于運(yùn)動(dòng)矢量的視頻水印算法 首先，提出了一種基于CDMA擴(kuò)頻技術(shù)的運(yùn)動(dòng)矢量水印算法。該算法在壓縮視頻的大量運(yùn)動(dòng)信息中嵌入CDMA形式的水印。相比傳統(tǒng)的基于運(yùn)動(dòng)信息的視頻水印算法，這種CDMA形式的算法對(duì)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(yùn)動(dòng)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(yùn)用了一種次優(yōu)匹配的思想，旨在改善水印改動(dòng)后的視頻視覺質(zhì)量。在不影響實(shí)時(shí)性的基礎(chǔ)之上，算法的穩(wěn)健性相比傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)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(jìn)方案 該方案運(yùn)用了一種基于MPEG-2編碼結(jié)構(gòu)的視頻塊時(shí)空分類器。這種分類器用于選擇合適的紋理塊和運(yùn)動(dòng)塊，作為添加水印的對(duì)象。實(shí)驗(yàn)表明，相比在視頻像素域上的分類計(jì)算方