基于Watson和纹理亮度模型的能量调制水印算法研究与应用

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在信息化社会的今天,交换数字媒体已成为广泛的现象,然而数字作品极易被非法拷贝和复制,使得网络信息的安全保护问题日益突出。保护数字作品的知识产权,仅靠注册其所有权已无法有效保护作者的合法权益。所以,数字媒体的版权保护和来源认证成为在开放的网络环境下迫切需要解决的问题之一。数字水印技术作为加密技术的补充,是保护数字作品版权的一种重要手段,近年来已成为学术界研究的一个热点。作为一门多学科交叉的新兴学科,它涉及了不同科学领域的思想和理论。近几年来在理论和应用中取得了很大的发展,但是到目前还没有形成一个完整的理论体系,仍有许多尚未解决的问题,可以说数字水印技术是一个充满活力而有待开拓的研究领域。   本文首先介绍了数字视频水印技术的基本概况,包括视频水印技术的研究现状,基本定义,系统的基本框架,技术要求和度量标准,系统阐述了数字水印技术的几种经典的视频水印算法。然后引入人类视觉模型(HVS:Human Visual System)和刚辨差(JND:Just Noticeable Difference)的概念,仿真了Watson视觉模型和基于纹理和亮度遮蔽的视觉模型,并对Watson视觉模型进行改进,得到一个隐蔽性更好的JND计算方法。最后提出了DCT域的能量调制水印算法,在感知范围内修改DCT块的中低频系数来调制块能量,实现了本论文的算法。其中,水印信息的生成过程是水印序列号的BCH(6,31)编码和版权标志的Arnold置乱相结合。   试验结果表明,改进了的Watson视觉模型应用在自适应视频水印中,使水印算法具有良好的隐蔽性和较大的水印容量。区域能量调制算法,实现了视频水印的盲提取,对一些常见的攻(如高斯噪声、低通滤波、剪切等)具有较好的鲁棒性。最后,利用本文算法开发一个版权检测软件,利用本文算法使其应用到实际的版权保护中,实现其算法的使用价值。
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