基于H.264标准的自适应视频水印算法研究

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随着网络技术和多媒体技术的发展,数字视频在互联网上的应用越来越广泛。但视频作品被恶意破坏和盗用的问题也愈演愈烈。视频水印的出现,为解决这一难题提供了方法。数字水印的基本原理可以归结为在冗余数据中嵌入水印信息。而视频压缩编码的目的是尽可能的减少冗余。因此好的视频水印算法应与视频编解码标准紧密结合。而H.264作为一种新的编码标准,迫切需要与之配合的视频水印算法。H.264视频水印的研究,是目前视频水印研究的一个热点。本文首先介绍了数字水印的背景和发展情况,从数字水印的设计要求、评估标准和实现原理上,分析了视频数字水印和图像数字水印的区别。其次从亮度帧内编码模式、整数DCT变换、量化方法等几个方面对H.264编码标准进行分析。最后总结了现阶段基于H.264标准的视频数字水印算法。在此基础上本文提出了一种基于H.264标准的自适应视频水印算法。与传统DCT残差块中嵌入水印的算法相比,本文算法抛弃了固定嵌入位置嵌入水印信息的方法,通过比较AC系数平均能量,自适应选择待嵌入的4×4亮度残差块,在选定嵌入4×4块之后,根据非零系数特征,自适应选择某一位中高频系数进行嵌入。通过修改量化之后系数的符号,达到嵌入水印的目的。由仿真实验数据结果可知,本算法在不可见性和鲁棒性方面都能达到视频水印的设计要求,尤其是对重量化攻击有较好的抵抗效果。
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