圖像和視頻水印嵌入新方法研究.pdf

1、多媒體信息的數(shù)字化極大地提高了信息表達的效率和準確性，網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，為傳播數(shù)字化產(chǎn)品提供了便捷廉價的途徑。由于數(shù)字信息產(chǎn)品的復制不會產(chǎn)生模擬產(chǎn)品復制時出現(xiàn)的質(zhì)量降低問題，任意復制傳播數(shù)字產(chǎn)品的行為變得越來越泛濫。同時，各種圖像、音視頻編輯軟件的應用也變得非常普及，一方面人們可以享受到其帶來的便利，但另一方面也使得對數(shù)字產(chǎn)品的內(nèi)容進行篡改變得很容易。 為了解決這個問題，數(shù)字水印技術通過將一種不可見的標記嵌入到多媒體信息產(chǎn)品中

2、，用以標識原創(chuàng)作者對作品的所有權或?qū)π畔⒌耐暾赃M行驗證。從本質(zhì)上說，數(shù)字水印技術是信源編碼在信息安全領域的應用，從信息處理的角度看，嵌入載體對象的水印信號可以看作是在強背景下疊加一個弱信號，只要疊加的水印信號強度低于人類視覺或聽覺的感知門限，就可以在不引起人類感知的情況下嵌入水印信息。 數(shù)字圖像是網(wǎng)絡上最常見到，也是最容易被隨意拷貝和修改的多媒體信息，在所有的數(shù)字水印技術中，數(shù)字圖像的水印技術是最受到關注和研究的。目前圖像水印

3、的基本實現(xiàn)方法是把載體當做信道，將待隱藏的水印信息用密鑰擾亂，用各種方法嵌入到載體中，要求載體的變化不被感知，隱藏的水印信息經(jīng)過傳輸和攻擊后仍然可以檢測提取出來，由此衍生出水印系統(tǒng)中的水印生成、嵌入、提取和攻擊四大部分技術，其中水印的嵌入方法對系統(tǒng)性能具有決定性的影響。 分形變換利用圖像的自相似性進行壓縮，可獲得較傳統(tǒng)算法高得多的壓縮比，在未來會得到廣泛應用。由于分形變換的實現(xiàn)機制非常特殊，傳統(tǒng)的基于DCT、DWT的水印嵌入算法

4、難以在分形變換中實現(xiàn)，因此必須根據(jù)分形變換的特點研究有針對性的水印嵌入方法?，F(xiàn)有的基于分形變換的水印嵌入技術利用值域子塊最佳匹配塊的位置不變性，根據(jù)最佳匹配塊所處的不同尋找區(qū)域來嵌入和提取水印，由于有些尋找區(qū)域的匹配塊并不是最佳的，這些非最佳匹配塊參與圖像的重構，使水印圖像質(zhì)量有較大的降低，一些改進的算法雖然提高了圖像質(zhì)量，但存在水印容量低、魯棒性不強的問題?；趯Ψ中巫儞Q有關參數(shù)的研究，實現(xiàn)一種利用分形變換過程中的對比度因子參數(shù)嵌入水

5、印的新方法，可以嵌入較大的水印容量，由于嵌入始終是基于最佳匹配塊進行的，重構的水印圖像質(zhì)量很好，同時給出了相應的提取算法，提高了水印提取的準確度。 水印檢測和提取時需要原始數(shù)據(jù)和密鑰的方案叫做私有水印方案或明水印方案，那些只需要密鑰但不需要原始數(shù)據(jù)的方案叫公有水印或盲水印方案。通常私有水印在經(jīng)過JPEG 壓縮和濾波等圖像處理后的魯棒性能比較好，然而私有水印方法在諸如DVD 播放的水印探測中是不可行的，因為此時原始數(shù)據(jù)無法得到，在

6、這種情況下，盲水印方案由于不需要原始數(shù)據(jù)就可以檢測到水印就成為可行的方法，盲水印的缺點是魯棒性較低，與私有水印相比有較高的虛警率，但它具有的實用性使其依然成為水印的研究熱點。對DCT、DWT 系數(shù)統(tǒng)計模型在水印檢測中的性能進行分析，找出對水印系統(tǒng)虛警性能具有決定影響的因素，在此基礎上實現(xiàn)兩個利用塊DCT 和DWT 變換的盲水印嵌入方法，通過對水印信號進行擴頻處理延長水印的長度，在嵌入的過程中引入人眼視覺模型實現(xiàn)自適應嵌入，保證了水印檢測

7、過程中的低虛警率。 算法簡單實用，實驗結(jié)果表明所提出的兩種盲水印算法具有很好的安全性和魯棒性。 以電影、電視劇為代表的影視工業(yè)已經(jīng)成為一個擁有巨大利潤空間的產(chǎn)業(yè)，它的數(shù)字化同樣帶來了版權保護的問題。視頻水印技術作為數(shù)字視聽產(chǎn)品版權保護系統(tǒng)的核心技術而備受電子廠商和研究者的關注。H.264 是一種新的視頻編碼方法，它具有的很多優(yōu)良特性使它將成為下一代可應用的視頻標準而獲得廣泛應用，它使用的幀內(nèi)預測、1/4 像素精度運動估計

8、使它可獲得比以前視頻標準高得多的壓縮比和視頻質(zhì)量，但它使用的這些新特性又不利于采用傳統(tǒng)視頻水印的方法來嵌入水印。在對幀內(nèi)預測編碼模型研究的基礎上，實現(xiàn)了一種在H.264 編碼過程中快速嵌入水印的算法，提取水印時實現(xiàn)了盲檢測，并且算法復雜度低可滿足視頻實時處理的需要。 DRM 數(shù)字版權管理系統(tǒng)是對有形和無形資產(chǎn)版權和版權所有者關系的定義、辨別、交易、保護、監(jiān)控和跟蹤的手段，它為數(shù)字媒體的商業(yè)運作提供了一套完整的實現(xiàn)手段。數(shù)字水印是