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随着数码设备的普及与数字视频技术的迅猛发展,数字视频的采集、存储和传播变得越来越便捷。这导致数字视频的非法获取、盗版和信息篡改变得非常容易,使得数字视频的版权保护面临着严峻的挑战。为了对数字视频的版权进行有效的保护,视频水印技术应运而生并逐渐成为研究的热点。视频水印技术能够利用数字视频在时间和空间上具有冗余的特点,在不影响视频质量的前提下向数字视频载体中添加版权信息。因此,视频水印技术能够为数字视频的版权保护提供技术上的支持。本文在对视频水印技术进行研究的基础上,对现有的视频水印算法进行了分析和总结,然后提出了以下针对数字视频版权保护的视频水印算法。1.针对MPEG2视频格式,在分析和改进Watson人眼视觉模型的基础上,提出了一种基于DCT域的自适应视频水印算法。首先,算法选择视频I帧的亮度通道并以宏块为单位进行水印的嵌入。然后,根据Watson人眼视觉模型选择宏块中最合适的DCT系数矩阵来进行水印的嵌入。最后,通过对被选中的DCT系数矩阵的低频系数进行奇异值分解,并对分解得到的最大奇异值进行奇偶量化来实现水印的嵌入。量化所使用的量化步长是通过本文改进后的Watson人眼视觉模型计算得到的自适应值。实验结果表明,该水印算法具有良好的透明性,并且对视频压缩编码和视频转码攻击具有较好的鲁棒性。此外,针对视频重编码过程中改变视频帧组结构(GOP)时,已嵌入水印的I帧变为P帧或B帧,而导致无法准确提取水印的现象。算法将QR码的位置探测器作为标识信息加入待嵌水印图像中,并对其判定方法进行改进。水印提取时,只有在判断所提取的标识信息为QR码位置探测器的前提下,再进行完整的水印提取。改进后的算法保证了即使在嵌入水印的I帧变为P帧或B帧的情况下也能准确的提取水印图像。2.针对H.264/SVC空间域分层视频编码的特点和需求,提出了一种适用于H.264/SVC空间域分层编码的DCT域视频水印算法。首先,在视频编码之前提取空间增强层视频序列各视频帧的亮度通道,并构造亮度通道中宏块的均值矩阵。然后,将水印信息嵌入到所构造的均值矩阵的DCT系数当中,并进行宏块的恢复。之后,按照H.264/SVC空间域分层编码的流程对已嵌入水印的空间增强层视频序列进行下采样,形成空间基本层视频序列。最后,利用H.264/SVC编码器,对两个视频序列进行编码即可得到含水印视频。水印提取时,能分别从解码得到空间增强层视频序列和空间基本层视频序列提取所嵌入的水印信息,符合分层水印需要在每个空间层都能提取要求。3.针对屏幕录制软件的攻击特点,提出一种基于SURF特征点的抗屏幕录制攻击的视频水印算法。首先,根据屏幕录制软件的工作流程,分析了屏幕录制各环节当中所引入的视频水印攻击,确定了水印算法需要基于特征点或特征区域。然后,通过分析和比较已有的特征检测算法,有针对性的选择了稳定性和效率较好的SURF特征点。水印嵌入的时候,先将视频帧的亮度分量进行二级小波分解,再对小波低频分量进行SURF特征点检测,之后选取以特征点为中心的区域进行水印的嵌入。为了提高水印算法的鲁棒性,水印嵌入的时候采用了奇异值分解技术和重复嵌入策略。实验结果表明,该水印算法对屏幕录制过程中产生的针对视频帧的缩放,裁剪以及视频压缩编码具有较好的鲁棒性。