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摘要:近年来,国内数字水印行业亟待解决的矛盾已经开始显现,由于现在水印容量比较小,无法达到预期应有的效果。本文介绍了一种食品数字水印算法,并针对其容量小的特点,给出了一个改进的方案。
关键词:数字版权;数字水印;流媒体应用
中图分类号:TP309 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 10-0000-01
The Applications and Practice of Digital Watermark
in Streaming Media
Zhang Qiaorong
(Northwest Normal University,Lanzhou730070,China)
Abstract:In recent years,digital watermarking industry solved the contradictions have begun to appear,as the watermark capacity is relatively small,can not achieve the desired effect.This paper presents a digital watermarking algorithm food and for its small capacity,it presents an improved scheme.
Keywords:Digital copyright;Digital watermarking;Streaming media applications
随着Internet的迅猛发展为流媒体行业的进步起了关键性的作用,可以说,为流媒体业务的增加提供了市场推动力。于此同时,也进一步丰富了流媒体的吸引力,使之更加强大。但摆在我们面前的难题就是,这种迅速发展的网络和数字产品的可复制性,使得侵权、篡改和恶意盗版,这些已经极大危害了数字资源的版权机构。
作为数字版权的保护的有效技术手段之一,数字水印技术应运而生。数字水印信息嵌入并隐藏在主文件中,这样既能够得到保护又不影响美观性和可视性。在我国,数字水印的研究重点是在图像水印,并取得了很骄人的硕果。在文中我们推出了一种新型的适用于非压缩视频的空间域水印方法。并且我们在对改算法分析的同时,对于这种方法容量比较小的现状,列出了解决的方案。
一、非压缩视频的空间域水印算法
非压缩视频的空间域水印算法,指的是基于psycho-visual模型,也就是人眼对高纹理或者比较复杂纹理的区域失真不很敏感,而且分不清运动快速的物体的具体细节。实验确定high-detail杂纹理在时间轴上的迅速改变的区域来进行水印嵌入。
找出这些区域是算法的意义所在。为了达到这个目标,本算法出示了2个选择嵌人区域的规则:motion-detection和detail-detection。这两个规则可以进行简化,就是将其应用到图像分块的DCT缓缓的系数的能量上。在这种思路上,一个变换块的DC系数集中了块的平均能量强度,描述了对应块的视频内容的基本属性,所以,算法用相邻帧的DC系数做为motion-detection规则;同时,算法用变换块的AC系数做为detail—detection规则来确定块中是否包含high-detail信息。整个块选择过程如下。
在视频序列中抽取k帧的片断,该帧的大小是m×n,Xi;是原始视频中的第i帧,这里i=0,1,…,k一1。第一,当前帧Xi;被分成8×8的互不重叠的块,其中Xi,j表示第i帧的第j块,j=0,1,…,(m/n)/64—1。对每个块做DCT变换,得到变换块Xi,j。不失一般性,DCT系数从低频到高频排列,例如,Xi,j,o。是DC系数。接着,这块在2个层次上做如下划分:在inter-frame层次上,根据AC系数能量把帧中块划分为2类:low-detail类和high-detail类。这里,变换块Xi,j中的AC系数的能量用EAC (i,j)表示,即
如果EAC (i,j)表小于一个预先定义的阈值TD,那么块Xi,j就被划分到low-detail类,相反,它被划分到high—detail类,该类用集合S1:{Xi,d1,Xi,d2,…}表示。在intra-frame层次上,当前帧的变换块Xi,j。需要和临近帧中对应的块比较。在这里为了简单起见,算法只考虑上前一帧,即第(i-1)帧。这里定义DDC(i,j)表示相邻2块DC系数差的绝对值,作为motion—detection规则,表示为:
DDC(i,j)=丨X’I,j,o-X’i-1+j+0丨
如果DDC(i,j)小于一个预先定义好的阈值TM,那么当前帧的X“被划分到slow—motion类中,相反,该块被划分到fast—motion类中,该类用集合表示为
S2:{Xi,m1,Xi,m2,…Xi,mp}
对于每一个帧,那些同时在集合S1和S2中的块的集合表示为
S3:{Xi,e1,Xi,e2,…,Xi,en}
只有在集合S3中的块才适合嵌入水印。对所有的帧都做如上选择,就可以得到每个帧中适合嵌入水印的块。这里,选择合适的TD和TM达到视频质量和水印冗余度的一个折中。
二、测试结果及分析
测试中,Visual Studio.Net 2003环境下,实现上述算法,并在一段视频中嵌入了“中国论文下载”字,是一个20×20的图像,水印信息为400位,下面给出了图1-图2的实验测试效果图。
图1与图2对比可以看到,水印的嵌入并没有影响源视频质量,从测试结果可以看到,效果是可以接受的,能够分辨出嵌入的水印信息,达到了预期目的。
参考文献:
[1]郭培源.水印系统自动控制新技术[M].科学出版社,2001
[2]沈曙明.新一代地区数字水印SCADA/EMS/DMS/MIS自动化系统[J].电力自动化设备,2001,21,l
[3]钱宗钮,区惟煦,寿国础.流媒体入网技术及其应用[M].人民邮电出版社,1998
[4]陈志杰,齐建群.数字水印技术在上海的组网应用[J].电力系统通信,2004,5
作者简介:
姓名:张巧蓉(1978-),女,硕士,单位:西北师范大学。
关键词:数字版权;数字水印;流媒体应用
中图分类号:TP309 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 10-0000-01
The Applications and Practice of Digital Watermark
in Streaming Media
Zhang Qiaorong
(Northwest Normal University,Lanzhou730070,China)
Abstract:In recent years,digital watermarking industry solved the contradictions have begun to appear,as the watermark capacity is relatively small,can not achieve the desired effect.This paper presents a digital watermarking algorithm food and for its small capacity,it presents an improved scheme.
Keywords:Digital copyright;Digital watermarking;Streaming media applications
随着Internet的迅猛发展为流媒体行业的进步起了关键性的作用,可以说,为流媒体业务的增加提供了市场推动力。于此同时,也进一步丰富了流媒体的吸引力,使之更加强大。但摆在我们面前的难题就是,这种迅速发展的网络和数字产品的可复制性,使得侵权、篡改和恶意盗版,这些已经极大危害了数字资源的版权机构。
作为数字版权的保护的有效技术手段之一,数字水印技术应运而生。数字水印信息嵌入并隐藏在主文件中,这样既能够得到保护又不影响美观性和可视性。在我国,数字水印的研究重点是在图像水印,并取得了很骄人的硕果。在文中我们推出了一种新型的适用于非压缩视频的空间域水印方法。并且我们在对改算法分析的同时,对于这种方法容量比较小的现状,列出了解决的方案。
一、非压缩视频的空间域水印算法
非压缩视频的空间域水印算法,指的是基于psycho-visual模型,也就是人眼对高纹理或者比较复杂纹理的区域失真不很敏感,而且分不清运动快速的物体的具体细节。实验确定high-detail杂纹理在时间轴上的迅速改变的区域来进行水印嵌入。
找出这些区域是算法的意义所在。为了达到这个目标,本算法出示了2个选择嵌人区域的规则:motion-detection和detail-detection。这两个规则可以进行简化,就是将其应用到图像分块的DCT缓缓的系数的能量上。在这种思路上,一个变换块的DC系数集中了块的平均能量强度,描述了对应块的视频内容的基本属性,所以,算法用相邻帧的DC系数做为motion-detection规则;同时,算法用变换块的AC系数做为detail—detection规则来确定块中是否包含high-detail信息。整个块选择过程如下。
在视频序列中抽取k帧的片断,该帧的大小是m×n,Xi;是原始视频中的第i帧,这里i=0,1,…,k一1。第一,当前帧Xi;被分成8×8的互不重叠的块,其中Xi,j表示第i帧的第j块,j=0,1,…,(m/n)/64—1。对每个块做DCT变换,得到变换块Xi,j。不失一般性,DCT系数从低频到高频排列,例如,Xi,j,o。是DC系数。接着,这块在2个层次上做如下划分:在inter-frame层次上,根据AC系数能量把帧中块划分为2类:low-detail类和high-detail类。这里,变换块Xi,j中的AC系数的能量用EAC (i,j)表示,即
如果EAC (i,j)表小于一个预先定义的阈值TD,那么块Xi,j就被划分到low-detail类,相反,它被划分到high—detail类,该类用集合S1:{Xi,d1,Xi,d2,…}表示。在intra-frame层次上,当前帧的变换块Xi,j。需要和临近帧中对应的块比较。在这里为了简单起见,算法只考虑上前一帧,即第(i-1)帧。这里定义DDC(i,j)表示相邻2块DC系数差的绝对值,作为motion—detection规则,表示为:
DDC(i,j)=丨X’I,j,o-X’i-1+j+0丨
如果DDC(i,j)小于一个预先定义好的阈值TM,那么当前帧的X“被划分到slow—motion类中,相反,该块被划分到fast—motion类中,该类用集合表示为
S2:{Xi,m1,Xi,m2,…Xi,mp}
对于每一个帧,那些同时在集合S1和S2中的块的集合表示为
S3:{Xi,e1,Xi,e2,…,Xi,en}
只有在集合S3中的块才适合嵌入水印。对所有的帧都做如上选择,就可以得到每个帧中适合嵌入水印的块。这里,选择合适的TD和TM达到视频质量和水印冗余度的一个折中。
二、测试结果及分析
测试中,Visual Studio.Net 2003环境下,实现上述算法,并在一段视频中嵌入了“中国论文下载”字,是一个20×20的图像,水印信息为400位,下面给出了图1-图2的实验测试效果图。
图1与图2对比可以看到,水印的嵌入并没有影响源视频质量,从测试结果可以看到,效果是可以接受的,能够分辨出嵌入的水印信息,达到了预期目的。
参考文献:
[1]郭培源.水印系统自动控制新技术[M].科学出版社,2001
[2]沈曙明.新一代地区数字水印SCADA/EMS/DMS/MIS自动化系统[J].电力自动化设备,2001,21,l
[3]钱宗钮,区惟煦,寿国础.流媒体入网技术及其应用[M].人民邮电出版社,1998
[4]陈志杰,齐建群.数字水印技术在上海的组网应用[J].电力系统通信,2004,5
作者简介:
姓名:张巧蓉(1978-),女,硕士,单位:西北师范大学。