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数字水印技术(Digital Watermarking)是在不影响原始数据正常使用的情况下嵌入版权信息,并且该信息不易被除去,只有专用的水印提取算法才能检测其中的信息。因此,数字水印技术作为数字产品版权保护的有效手段,成为多媒体信息安全研究的重点。
本文重点研究数字视频水印处理算法与理论,系统地综述了数字视频水印处理技术的特征、分类以及国内外研究现状,并深入分析了数字视频水印处理系统中的关键技术,主要包括水印嵌入策略和水印面临的攻击等内容。并结合图像矩理论的发展历程,详细分析矩理论在数字水印技术领域的应用。
本文的主要贡献概括如下:
1.针对现有视频水印算法很少考虑视频帧中确定的目标区域这一问题,提出一种基于Krawtchouk矩的视频水印算法KVW(A Krawtchouk Momet Based VideoWatermarking Scheme)。该算法利用Krawtchouk矩出色的目标区域提取能力,选取视频I帧中较为重要的信息区域作为水印的嵌入域。结合Krawtchouk低阶矩对剪切攻击的鲁棒性以及视频帧间相似度较高的特点,选择I帧和相邻P帧中相对稳定的低阶Krawtchouk矩作为最优矩集合。根据随机水印比特自适应地修改集合中的矩,并对差矢量进行Krawtchouk矩重构,通过将差值图像在空域迭加到I帧嵌入水印。水印检测时,首先计算受攻击I帧的Krawtchouk矩,以最优矩集合作为密钥,用相邻P帧Krawtchouk矩替代原始I帧数据提取水印,改善算法对原始数据的依赖性。实验结果表明,KVW算法在保证获得很好图像质量的同时,能够很好地抵抗帧剪切攻击以及常规的信号处理。
2.针对几何攻击容易使常规水印算法检测失败的问题,利用Tchebichef矩出色的重构性能,结合图像归一化,提出一种基于Tchebichef矩的抗几何攻击视频水印算法GWTM(Geometrically Robust Video Watermarking Based on TchebichefMoments)。该算法在水印嵌入和提取之前对视频I帧进行几何失真的归一化,根据。Tchebichef矩系数的特点,进行矩幅度修改量测试,筛选出最优矩集合。根据水印比特自适应地修改集合中的矩,并对修改后的矩进行Tchebichef重构,实现水印的嵌入。水印提取时,以最优矩集合为密钥,通过与原始I帧的Tchebichef矩幅度比较提取水印。实验证明,GWTM算法能够抵抗任意角度的旋转攻击、缩放攻击及常规的信号处理攻击。