视频水印技术的研究与应用

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  随着我国互联网技术的飞速发展,网络视频用户逐年递增,基于民用的视频数据安全保护问题、基于军用的隐蔽通信问题以及如何侦破不法分子运用公共网络传播隐藏信息等都亟待解决。AVS音视频系列标准为我国构建了“技术-专利-标准-芯片与软件-整机与系统制造-数字媒体运营”的产业链条,具有广阔的发展空间。AVS-P2视频标准在编码性能上可与国际二代信源标准MPEG-4、H.264/AVC相媲美,而且其专利授权简单,易于推广。因此,基于AVS的视频水印算法将成为研究的热点和重点。   在分析了现有压缩域视频水印算法优缺点的基础上,结合 AVS 编码标准的特性,在DC T域和运动矢量域共同实现了水印算法。基于 AVS 视频的混合水印算法,主要工作分为以下两个方面内容:   算法的第一部分:在DC T域嵌入有意义的图像水印信息,以达到视频版权保护的目的。该部分利用logistic混沌系统对水印图像进行预处理,增强了安全性。结合人类视觉系统模型,引入亮度块系数之和 ε 作为嵌入水印的条件,并设立阈值,选择其值大于零的 8×8 块嵌入水印。其次,利用亮度块扫描后的非零系数随机嵌入水印信息,克服了在某一固定位置嵌入水印信息的局限;由于第五个非零系数位于对角线位置的概率较大,通过修改此位置系数来嵌入水印,增强了算法抵抗几何攻击的能力,提高了鲁棒性。   算法的第二部分:为体现隐藏信息的多样性,结合AVS标准的运动估计过程,在P帧运动矢量中嵌入了文本水印信息。结合十字形快速搜索原理,通过修改P帧16×16、16×8、8×8 块中 1/4 像素精度的搜索范围,达到水印嵌入的目的。既提高了视频水印系统的实时性,又降低了因运动搜索范围缩小对码率造成的影响。   实验结果表明,该算法复杂度低,实现过程简单;满足视频视觉质量的要求,且实时性高,码率变化较小,满足视频传输的稳定性要求。
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