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随着多媒体技术和计算机网络的快速发展,多媒体产品的制作和传播变得更加的便捷,人们可以容易的获得多媒体作品,还可以随意的编辑、修改、拷贝和发布多媒体作品,这就带来了数字产品的版权保护问题。数字水印作为版权保护的有效手段,近年来是多媒体信息安全的热点。数字水印技术在不损害多媒体的前提下,将版权保护信息嵌入到多媒体产品中,通过对水印信息的提取来鉴别非法的数字产品。
H.264/AVC是新一代视频压缩标准,由于其较高的压缩效率和良好的网络适应性,应用前景广阔;矢量量化(Vector Quantization,VQ)技术作为一种有效的有损压缩技术,具有压缩比大、解码算法简单的特点,是图像编码的重要技术之一。因此,基于H.264/AVC和基于VQ的压缩域数字水印技术具有重要的研究价值。
本文分析了当前H.264/AVC数字水印和基于VQ的数字图像水印的典型算法,对压缩域数字水印算法和编解码器的结合进行了深入的研究,在此基础上,提出新的H.264/AVc数字水印算法和VQ数字水印算法。
本文的主要工作和特色如下:
1.在H.264/AVC水印技术中,选择合适的图像块进行水印的嵌入可以降低含水印码流比特率的增加、增强水印鲁棒性和提高含水印视频的质量;同时,预先获得适合进行水印嵌入的图像块的数目有利于制定水印模板,增强版权保护的作用。基于此,本文提出一种基于冗余信息优先级别预测的H.264/AVC数字水印算法,通过对各图像块冗余信息的预测,选择优先级别较高的图像块进行水印的嵌入。实验结果表明,所提算法在编码比特率、水印透明性和鲁棒性方面具有较好的表现。
2.抗信道误差是矢量量化数字水印算法的一项重要要求,码书结构对VQ数字水印有着重要作用。本文提出了一种新的矢量量化数字图像水印算法,该算法所采用的矢量量化器基于关联双码书结构,双码书分别是传统的基本码书和带标记位的新型扩展码书。对于信道误差引起的含水印索引丢失,本文算法具有良好的鲁棒性;在嵌入以小像素值屠多的非二值水印时,本文算法可以减少对媒体图像块的需求,从而减少额外失真。
3.在分类VQ数字图像水印算法中,选择合适的图像块类别进行水印的嵌入可以提高含水印图像的质量和增强水印的鲁棒性;同时,在DCT域中设计VQ数字水印算法便于在频域中观察各种不同攻击对图像块各个频段的不同影响。因此,本文对DCT域矢量量化水印算法进行了深入的研究,提出一种DCT域分类VQ码字标记的水印算法,在第二类载体图像块中嵌入水印。实验结果表明,所提算法在透明性和鲁棒性方面具有良好的表现。