H264AVC视频流的信息隐藏技术研究

湖南大学硕士学位论文H.264/AVC视频流的信息隐藏技术研究姓名：刘争艳申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：杨高波20090428H.264/AVC视频流的信息隐藏技术研究作者：刘争艳学位授予单位：湖南大学相似文献(10条)1.学位论文罗宗兵基于运动矢量相角抖动调制视频水印算法研究2006信息隐藏技术是信息安全领域的后起之秀，它可以弥补信息加密技术的不足。如果先把重要信息加密，再将其隐藏，将是保证信息安全的更有效的方法。数字视频水印技术在保护视频产品版权方面起着越来越重要的作用，但是它还存在很多没有解决好的技术问题，还有必要对视频水印技术进行研究。运动矢量是视频预测编码的重要信息，它可以作为视频水印的嵌入位置。基于运动矢量的视频水印具有水印容量有限、嵌入水印后视频质量高、算法简单的特点。在基于运动矢量的视频水印技术中，通常采用内置式、后置式嵌入策略和相对应的内置式、前置式提取策略。依据水印嵌入位置和嵌入规则的不同，基于运动矢量的视频水印算法可分为六类。抖动调制是一种基于量化的鲁棒水印嵌入方法，对视频信息中运动矢量的相角进行抖动调制，可以嵌入鲁棒数字视频水印。调制运动矢量相角时，先将【0，2π)角度区间划分为两个不同的角度区间集，这两个角度区间集分别表示信息“O”和“1”，任何一个运动矢量的相角必然属于这两个角度区间集中的某个子区间。依据抖动调制的思想和水印位信息，对运动矢量的相角进行适当抖动调制，使得运动矢量相角所属集合表示的信息与水印位信息一致，从而在运动矢量中嵌入水印信息。对运动矢量的相角进行抖动调制时，使用最佳匹配点搜索策略以降低对视频质量的影响。实验证明基于运动矢量相角抖动调制嵌入视频水印的算法是有效的，算法对帧删除、帧插入、剪裁、旋转等水印攻击具有鲁棒性。2.学位论文沈旭视频压缩数字水印技术研究2006近年来，随着计算机网络技术和数字多媒体技术的飞速发展，信息的获取与传输变得日益简单、方便。但随之而来的是数字产品由于其易于拷贝而成为非法侵权、盗版的对象。这给数字产品保护技术带来了新的发展机遇，同时也带来了挑战。与之应运而生的信息隐藏技术也已经很快发展起来，作为新一代的信息安全技术，已经在当代保密通信领域里起着越来越重要的作用，应用领域也日益广泛。数字水印是信息隐藏技术的最重要的一个分支，也是目前国际学术界研究的一个前沿热门领域。它是近年来伴随着多媒体数宇产品的出现及其知识产权遭到严重侵犯而出现的。视频水印技术是当前数字水印研究中的一个热点，2006年国家自然基金重点支持研究的方向。主要原因是随着大量数字视频产品如VCD、DVD的出现，以及网络视频服务的迅速发展，对视频数字产品版权保护的需求日益迫切。视频水印嵌入策略有三种不同的方案。第一种是将水印信息直接嵌入到编码压缩之前的原始视频图像序列中，然后再对含有水印信息的视频图像进行编码压缩。这种方案可以移植静态图像的水印嵌入算法，实现起来简单、方法较多，原则上适用于静态图像的所有算法都可以利用，但是存在一些不足之处，如嵌入水印的过程往往非常复杂，而且在随后的编码压缩中水印信息容易被破坏。第二种方案是在编码压缩时嵌入水印，这种方案的水印嵌入过程比较简单，但水印的嵌入和检测算法需要修改编码器和解码器，增加了算法的复杂度。第三种方案是在视频压缩码流当中嵌入水印，就是将视频水印信息嵌入到编码压缩后的视频码流上，该方案的最大优点是不需要完全解码和再编码过程，算法速度较快。本文首先介绍了信息隐藏技术，包括信息隐藏技术的要求、分类及其应用；讲述了信息隐藏与数字水印和视频水印的关系：介绍了数字水印的研究背景和研究历史、主要应用领域及其分类，数字水印的要求、嵌入与检测方法。然后介绍了视频水印的研究现状，详细讲解了基于视频压缩格式的水印方案。其次讲解了本文实现视频捕捉和视频压缩的方法与过程。然后，本文在研究前人提出的视频水印理论基础上，结合MPEG编解码方案和人眼视觉特性，提出了一种在宏块的运动速度图中，以十字方式嵌入水印的新方法。其优点是，水印的嵌入不会影响I帧的图像质量。另外，由于每个图像组中B帧和P帧图像数量远远多于I帧的图像数量，因而运动矢量资源丰富，水印的嵌入量大。详细讲解了本文实现视频压缩水印嵌入和检测算法的具体过程，实验表明，本方法不但提高了水印的不可见性，而且增强了水印的稳健性。最后，总结了全文，介绍了本文的进一步设想，展望了视频水印的发展前景。3.学位论文贾萌抗几何攻击的视频水印算法研究2009随着数字水印技术的发展，数字视频水印技术已经成为一种保护多媒体视频产品版权归属的有效手段。然而，在实际应用中，水印技术的鲁棒性已经不能仅仅局限于抵抗常见视频水印攻击，而且对一类特殊的攻击方法——几何攻击，也必须具有抵抗力。本文主要研究了数字视频水印几何攻击，并探讨了抗几何攻击的视频水印版权保护和信息隐藏技术。首先，将几何不变区域的方法引入视频水印算法中，结合小波变换提出一种抗几何攻击的视频水印算法。为了得到更好的鲁棒性，该算法在时间轴上进行小波变换，从低通帧中提取几何不变区域，并基于内容选择合适的参数，利用量化的方法将混沌置乱后的二值水印信息重复嵌入。水印信息可实现盲提取。实验结果验证所提出视频水印算法的有效性。其次，在分析了正弦信号峰值响应特性的基础上，结合三维复小波变换(3D-CWT)提出了一种新的抵抗几何攻击的视频水印算法。对于待保护的宿主视频进行基于阈值的镜头划分，将构造的正弦信号模式水印嵌入到视频镜头的三维复小波域。考虑到算法的鲁棒性，选择三维复小波域的虚部小波系数子带进行水印嵌入；考虑到算法的不可见性，利用虚部低通子带得到视觉掩模板以调整嵌入强度。水印检测时，充分利用水印信号峰值响应的频域特性，对所受几何攻击进行估计和矫正。该算法可实现水印信息的盲检测。针对算法的性能，对所提出的视频水印算法均进行了充分的测试实验，实验结果表明本文提出的数字视频水印算法不仅具有很好的不可见性，而且能够抵抗包括几何攻击在内的多种视频水印攻击。最后，总结全文并给出进一步的研究方向。4.学位论文武文权隐蔽通信中视频水印算法的研究2009近年来，作为新一代信息安全技术的信息隐藏技术已经很快发展起来，并在当代保密通信领域里起着越来越重要的作用，应用领域也日益广泛。数字水印是信息隐藏的最重要的一个分支，而视频水印是数字水印的重要组成部分。它可为计算机网络上的多媒体数据（产品）的版权保护、隐蔽通信等问题提供一个潜在的有效解决方法。本文主要在视频水印秘密通信和视频水印抗攻击领域作了一些特色性的研究，所做主要工作如下：1．在基于帧的视频水印方案中，提出了视频水印改进算法，即LSB算法与DCT算法，将水印信息由1bit图片信息改变成比特流的形式。实验表明，LSB改进算法具有最大限度的信息容量，但鲁棒性较差，而DCT改进算法具有很好的鲁棒性和较小的信息容量；2．在MPEG镜头中，选取非压缩视频流中的关键帧来实现视频水印算法抗MPEG帧间压缩和剪切的目的，并通过均方误差法、峰值信噪比法、信息熵法来提取关键帧。实验结果表明，信息熵法的准确性最高，而均方误差法的实时性最强。3．使用视频水印改进算法将水印信息嵌入关键帧中，对视频进行MPEG压缩，再对其还原，检测关键帧中水印信息是否丢失，以此检验视频水印算法是否具有抗MPEG帧间压缩与剪切的功能。经过大量实验，结果显示三种关键帧提取方法与视频水印算法的结合可以使视频水印算法较好的抵抗MPEG-2帧内压缩、抗剪切攻击。5.学位论文李英鲁棒数字视频水印空时算法研究2004伴随着IT产业的飞速发展和信息商品化意识的深入人心,多媒体产品很容易通过网络获取、篡改以及传播,因而,如何保护多媒体信息的安全成为国际上研究的热门课题.该文主要研究了鲁棒数字视频水印算法,并探讨了基于鲁棒数字水印的视频版权保护和信息隐藏技术.该文提出了两种基于视频流的场景分割和视频序列的三维小波变换的空时多分辨数字水印算法,即非盲水印算法和盲水印算法.对于待保护的宿主视频,提出一种基于模糊聚类的视频场景分割算法,将视频流切分成不同的场景镜头,然后,通过在某些关键镜头嵌入水印来实现视频的版权保护;对选中的关键视频镜头,提出了基于三维小波变换的视频水印空时嵌入策略,把水印信息多分辨的、多层次地嵌入到视频序列的静止成分以及各级动态成分中.在水印的嵌入过程中,巧妙地利用了水印的扩频技术,将水印图像信息扩展成水印图像序列,从而为视频水印的检测重构提供了信息冗余.针对现有视频水印的多种特殊攻击,该文对所提出的视频水印算法都进行了充分的测试实验,实验结果表明了该文提出的数字视频水印算法的鲁棒性.6.学位论文霍菲菲基于小波变换的数字水印算法研究2006随着IT技术的飞速发展，电子商务及大量商用多媒体业务的涌现使得各种多媒体数据的版权保护显得尤为重要。因此，如何防止数字产品被侵权、盗版和篡改已经成为世界各国亟待解决的热门课题。本文重点研究了小波域的数字水印算法，并探讨了基于鲁棒数字水印的版权保护和信息隐藏技术。首先，在分析了现有的数字水印算法的基础上，提出了一种在三维小波变换域内基于二值运算的数字视频水印嵌入算法。为实现水印的获取，提出了一种相应的水印盲检测算法。水印的嵌入与提取算法每次只对四帧图像进行小波分解，不仅充分利用了小波变换良好的空时多分辨特性，而且占用内存空间少、时延低，适合视频流的在线水印嵌入与提取，并易于硬件的实时实现。实验结果表明，本文所提出的视频水印算法对高斯噪声、MPEG编码、帧平均、帧抽取和帧置乱具有良好的鲁棒性，具有较高的实用价值。其次，通过分析小波域内相同尺度不同方向子带系数间存在的相关性，提出了一种新颖的小波系数三元组关系，并根据这种关系将水印嵌入到图像经二维小波变换后得到的最粗糙的三个细节子带中。这种基于小波系数间关系的嵌入方式，可实现水印的盲检测。该算法只需要对少量的小波系数进行修改，便可实现水印的嵌入，引入误差小，计算简便，理论分析和实验结果均证明其有效性。最后，总结全文并给出一系列进一步研究的方向。7.期刊论文马志英.王修运.MAZhi-ying.WANGXiu-yun基于帧间小波变换的视频水印研究-计算机工程与科学2010,32(5)针对数字视频版权保护及信息隐藏技术的需要,本文提出了一种基于帧间小波变换的视频水印算法.该算法首先对视频序列进行等长分组,然后对各组中的视频序列进行最大级数的帧间一维小波变换,从而可以得到一帧低频图像和多帧高频图像,其中低频图像聚集了视频序列的大部分能量,而高频图像的能量相对较小.本文对低频图像进行奇异值分解,然后将水印图像嵌入到低频图像的奇异值变换域上.在水印的嵌入与提取过程中只对4帧视频图像进行小波变换,所需内存较小,并易于硬件实现.实验结果表明,本文提出的视频水印算法具有较好的隐蔽性和鲁棒性.8.学位论文张仁昌数字水印鲁棒性研究及其在数字博物馆中的应用2006数字水印技术作为信息隐藏技术的一种重要应用，已经成为当前数字信息安全领域的一个热点问题。针对数字博物馆中的多媒体信息版权保护和安全问题需求，在二维图像水印和视频水印的鲁棒性方面的研究工作有：1.提出了一种基于离散傅立叶变换(DFT)的数字水印同步方案，采用图像傅立叶变换后的极大值点作为模板，跟踪图像所经历的几何变换，使用极大值点背离率(MPDR)和DFT的性质来估计图像缩放因子和旋转角度。然后通过逆操作得到带有水印信息的二维图像。2.利用图像代数矩阵奇异值对几何失真的稳健性和小波变换对一般攻击的稳健性，提出了一种基于奇异值分解和小波变换的方法来盲提取受到几何攻击后的图像中的水印。3.提出一种基于DCT的I帧数字水印算法。该算法将水印信息嵌入到视频I帧的色度中频系数上。加强了水印的鲁棒性，降低了算法的时间复杂度。4.利用二维图像水印和视频水印健壮性评估的几个衡量标准，测评了所提出的鲁棒性数字水印算法的适用范围和效能。5.根据本文提出的算法，实现了一个适用于数字博物馆的多媒体数字水印系统。该系统实现多种数字水印算法，分别适用于二维、三维和视频媒体。该系统功能完备，验