數(shù)字視頻水印的算法研究

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1、數(shù)字視頻水印的算法研究答辯人:劉雨指導教師:孔祥維副教授內(nèi)容?緒論?數(shù)字視頻水印概述?基于對象的MPEG-4視頻編碼標準?基于對象的數(shù)字視頻水印方案?基于幀的數(shù)字視頻水印方案?結(jié)束語與展望緒論?課題研究意義?課題研究背景?國外研究背景?國內(nèi)研究背景數(shù)字視頻水印概述?數(shù)字視頻水印特點?具有較大的水印容量?需要基于壓縮域的視頻水印算法?需要盲檢測的視頻水印算法?實時或近似實時的要求數(shù)字視頻水印概述?數(shù)字視頻水印基本原理未壓縮的MPEG壓縮后MPEG重構(gòu)的視頻序列編碼器的視頻流解碼器視頻序列水印嵌入水印嵌入

2、水印嵌入水印提取水印提取方案1方案2方案3方案2方案2圖1MPEG編碼系統(tǒng)的水印嵌入與檢測方案數(shù)字視頻水印概述?數(shù)字視頻水印綜述?基于對象的視頻水印算法綜述?Wu?Piva?基于幀的視頻水印算法綜述?Hartung?Jordan基于對象的MPEG-4視頻編碼標準?MPEG-4視頻編碼功能與特點VS0VS1......VideoSessionVideoObjectVO0VO1VideoObjectLayerVOL0VOL1VideoObjectPlaneIBBP......VOP0VOP1VOP2VOP

3、3圖2MPEG-4視頻層次化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基于對象的MPEG-4視頻編碼標準?基于VOP的視頻編碼圖3MPEG-4Video編碼器的算法框圖基于對象的數(shù)字視頻水印方案?形狀自適應離散小波變換(SA-DWT)內(nèi)節(jié)點外節(jié)點(a)(b)圖4二維SA-DWT分解.圖5(a)在SA-DWT中小波樹的父子關(guān)系(b)重組小波樹為小波塊?在樹中有兩種類型的節(jié)點:內(nèi)節(jié)點與外節(jié)點。?小波塊分為兩類:有內(nèi)節(jié)點的care塊和無內(nèi)節(jié)點的don'tcare塊。基于對象的數(shù)字視頻水印方案?基于對象的水印原理——水印嵌入N?1?小波塊的加

4、權(quán)均值定義為:I?(k)??i?1Pi?

5、Ii(k)

6、?水印通過下式嵌入小波塊的加權(quán)均值中:I?'(k)?I?(k)???T(k)?W(k)??T(k)定義為:T(k)?brightness(k)?texture(k)I(k)0??其中,brightness(k)?A?,texture(k)?VarI(k):i?1?N?1iB?為了更新加權(quán)均值I?(k),第k個小波塊中的每一個小波系數(shù)Ii(k)必須相應的更新.更新規(guī)則為:

7、I(k)

8、??iI'(k)?I(k)?P?signI(k)??where,??

9、??iiiiiiN?1?

10、I(k)

11、i?1i基于對象的數(shù)字視頻水印方案?基于對象的水印原理——水印檢測?水印檢測不需要原始的對象,通過對可能加水印的小波塊的加權(quán)均值和水印進行相關(guān),對相關(guān)值作出判決,判斷是否存在水印:?假設(shè)檢驗:?H:X(k)?I?(k)?N(k)未嵌入水印0???H1:X(k)?I?(k)???T(k)?W'(k)?N(k)嵌入了水印W'??H2:X(k)?I?(k)???T(k)?W(k)?N(k)嵌入了水印W?M?1?k?0Y(k)??M?相關(guān)檢測器輸出相關(guān)值c:c????M?M

12、?1M?12?Y(k)??Y(k)???k?02k?0其中,Y(k)?X(k)?W(k);??;??MM?1?將相關(guān)值c與閾值Tc比較,如果c>Tc,那么水印W被認為存在;如果c

13、頻水印方案?圖像對象水印方案——水印檢測方案圖像對象跳過Don't計算加權(quán)SA-DWT小波樹重組形狀信息Care小波塊均值小波類型相關(guān)器檢測結(jié)果User小波變換層數(shù)ID具有均勻分步的隨機序列q水印序列W(b)基于對象的數(shù)字視頻水印方案?實驗結(jié)果?水印嵌入前后圖像對象的視覺效果比較圖6(a)原始對象'Akiyo',(b)嵌入水印后的對象'Akiyo'(PSNR=43.52dB).基于對象的數(shù)字視頻水印方案?實驗結(jié)果?水印嵌入前后圖像對象的絕對差和水印檢測響應圖7原始對象與嵌入水印后的對象的絕對差圖8水印

14、檢測器對200個隨機產(chǎn)生的水印的響應基于對象的數(shù)字視頻水印方案?實驗結(jié)果?各種攻擊后的水印檢測器響應DetectorResponsesAkiyoBreamDetectorResponsesAkiyoBreamJPEGquality105.315.82Uniformnoise10%11.6924.15JPEGquality308.7815.12Uniformnoise20%8.9318.81JPEGquality6011.3520.97Uniformnoi

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