基于H.264的视频水印算法研究及应用

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随着网络的繁荣和通信技术不断发展,多媒体日益成为一种重要的信息载体。由图像发展而来的视频技术与图像有相似之处但也有其独特的性质,现实生活中,多媒体在给人们带来方便的同时也在信息安全、版权所有等方面给人们带来了困扰。数字视频水印技术正是为解决这些难题应运而生,提供了有效的解决方案。本文结合最新编码标准H.264/AVC编码标准,对视频水印技术展开研究。本文的主要工作:首先,本文详细介绍了数字水印技术的相关基础知识,包括水印的分类、评价、攻击类型等。在此基础上进一步介绍了视频水印相关知识,重点介绍了最新编码技术H.264/AVC,对其编码原理和部分关键技术进行分析和研究,为下一步视频水印算法的提出做好准备工作。其次,本文依据人眼视觉特征,提出了一种视频水印实现方法。该方法根据视频帧奇偶性调制水印正负值,根据视频待嵌入区域像素值调整水印值,将水印嵌入到视频图像的空域像素中,使相邻两帧水印极性相反,从而达到在视频静止时水印清晰可见,在视频播放时水印不可见且不影响视频的主观质量的效果。视频经H.264/AVC压缩编码后,水印依然清晰可见。同时,本文在分析传统FZDH模型的基础上,提出了一种基于FZDH的自适应水印算法模型。在模型中引入了基于块的能量值和方差概念,在水印嵌入过程中,将普通水印嵌入块与能量较小或方差值较大的块进行区分操作,在提高水印的鲁棒性的同时兼顾了视频的主观质量和水印的不可见性。最后,本章提出了一种基于H.264/AVC编码的在DCT域中隐藏信息的视频水印算法。根据H.264/AVC编码标准,结合量化失真补偿概念在4×4DCT块中选取适合嵌入水印的系数,利用块中非零系数数量的奇偶性嵌入水印,在水印嵌入时考虑了系数修改的方向性。该方法尽可能降低了对块中系数的修改幅度,保证了视频质量,同时降低了视频码率的增加量。
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