运动矢量聚类的视频水印方法

基于运动矢量视频水印算法,结合人的视觉特性（HVS）,根据运动矢量值及运动矢量块区域聚类的特征,利用FCM算法实现运动矢量的分类,以运动矢量块为单位,将水印信息嵌入到运动矢量上。运动矢量不需要完全解码和再编码过程,所提出的水印算法简单、有效,从而实现了水印盲检。与嵌入水印前的原视频图像相比,嵌入水印后的视频图像信噪比损失很小,对帧删除、帧插入和噪声等攻击方式具有极强的鲁棒性。     

基于深度图的3D-HEVC鲁棒视频水印算法

针对多视点加深度格式的3D视频中深度图鲁棒性不足的问题,提出了一种基于深度图的3D鲁棒视频水印算法。首先,将深度图不重叠的划分为4×4大小的块,计算每一块像素域的均方差,并设置一个阈值来区分纹理块和平坦块;其次,对纹理块计算区域块的能量值,根据计算的能量值设置一个阈值来选择性嵌入水印比特位;最后,获取每个块变换量化后的DC系数,根据获取的DC系数值构造3×3的可逆矩阵,对可逆矩阵进行QR分解,将水印嵌入在分解后的Q矩阵中。所提算法保证了平均峰值信噪比不变,且不同量化参数（QP）值（25、30、35、40）的重编码攻击下的平均误码率为14.9%。从测试的结果来看,该算法具有较好鲁棒性和嵌入容量,同时对视频的质量影响很小。     

基于H.264/AVC的快速半脆弱水印算法实现*

提出了一种基于H.264/AVC低比特率视频流的快速半脆弱水印算法。该算法一方面将I帧DCT量化残差矩阵能量值E的大小作为嵌入鲁棒水印的判决条件,以增强水印的鲁棒性和透明性,降低对编码比特率的影响;另一方面通过限制P帧运动矢量的搜索范围和估计精度嵌入脆弱水印,以提高水印嵌入的实时性。鲁棒水印与脆弱水印相结合有效地实现视频版权保护和内容完整性认证。实验结果表明,该算法实时性高、复杂度低,具有较好的率失真特性。     

结合纹理复杂度和JND模型的图像水印算法

针对目前基于灰度共生矩阵相关水印算法存在容量较小的问题,提出一种将纹理复杂度和DCT域JND模型相结合的图像水印算法。首先将原图像分成子块,利用各子块灰度共生矩阵的四个纹理特性计算其纹理复杂度,并据此对子块进行排序以确定水印嵌入的子块位置后对原图像素矩阵进行DCT变换,结合新的分区方式计算各块JND值,根据JND值以及新的嵌入规则确定子块内水印嵌入方式。算法有效考虑了图像块的纹理特性和人眼视觉敏感性,加强了嵌入水印后的图像质量,提高了水印嵌入容量。实验结果表明,所提方法在嵌入相同容量的水印时,图像平均峰值信噪比（PSNR）较现有方法高出4.27%左右,在嵌入超过原方法容量上限一倍的水印时,图像平均PSNR仍有53.449 8 dB。     

VVC帧间编码CU快速划分算法

通用视频编码(VVC)使用的四叉树加多叉树的块划分结构使编码过程的运算复杂度极高,这给编码器的实际应用带来了困难.为了解决这一问题,提出了一种基于时空域信息的编码单元(coding unit,CU)快速划分算法.该算法分为两部分,第一部分根据当前编码CU的形状,使用三种不同的模型在参考帧对应区域提取运动矢量,根据模型中...     

基于纹理特征的HEVC帧内编码快速算法

为了降低高效视频编码（HEVC）帧内编码的复杂度,提出了一种基于编码块纹理特征的帧内编码快速算法.首先,对当前编码单元（CU）进行预处理,获取CU的纹理复杂程度和方向特性.其次,根据纹理复杂度决定部分CU是否划分,跳过率失真代价计算,减少不必要的划分与裁剪.然后,根据纹理方向减少帧内预测模式的数量,降低帧内预测过程的复杂度.实验结果表明,在全I帧模式下快速算法与HM10.0相比,码率（BR）上升0.649%,峰值信噪比（PSNR）降低0.059 dB,帧内编码时间平均减少56.18%.     

基于CU特征差异的VVC帧内快速划分算法

针对通用视频编码(versatile video coding, VVC)在编码单元(coding unit, CU)划分中引入了多类型树划分结构导致编码复杂度增加的问题,提出了一种基于CU子块方向特性与空间复杂度的快速划分算法。首先利用CU整体的纹理复杂度对当前CU进行分类,筛选出不划分CU;然后利用子块不同划分方向的特性差异提前决策CU划分方向;最后利用CU中间区域与边缘区域的复杂度差异特征判断是否跳过三叉树(ternary tree, TT)划分,进一步减少候选列表划分模式数量。实验结果表明,与官方测试平台VTM10.0相比,编码器在平均输出比特率增加1.12%的代价下,编码时间减少了40.25%,说明该算法在通用视频编码中能以较小的质量损失实现更短的编码时间。     

基于H.264压缩域的视频盲水印算法

为了解决H.264视频信息的版权保护问题,提出了一种基于即时解码刷新(IDR)帧离散余弦变换(DCT)域的盲水印算法。该算法首先分析IDR帧的纹理特征,利用滑动矩形窗根据图像的梯度特性提取出复杂纹理区域;然后,计算该区域内每个宏块的16个4×4子块能量,得到能量最高子块;最后,通过自适应修改子块的一个交流(AC)系数幅值以达到嵌入水印的目的。实验结果表明：对CIF分辨率视频测试序列嵌入水印后,视频图像的峰值信噪比(PSNR)平均下降0.15dB,码率平均增加了0.49%,水印检测准确率达到91%以上,并且该算法能够有效抵抗不同量化参数(QP)的重复编码攻击。     

基于自适应策略的盲视频水印算法

提出一种在MPEG-2视频流中嵌入水印的方法。将水印嵌入到所有B帧的运动矢量中,嵌入时对每帧中的运动矢量进行分组,每组嵌入1位水印信息,提高水印的鲁棒性。采用一种自适应策略,通过修改运动矢量幅值的奇偶性来嵌入水印,减少对运动矢量个数及其幅值大小的改变,提高水印在压缩视频中的不可见性。实验结果表明,该算法具有较好的抗多次编码及码率改变攻击的能力,能够满足水印的实时嵌入和提取。     

基于压缩传感的视频水印算法

针对压缩域视频流的完整性认证问题,提出了一种基于压缩传感（CS）的视频水印算法。以H.264压缩视频流为研究对象,通过对视频序列的I帧进行压缩传感随机投影,得到少量的测量值,经过量化和置换加密,最后以水印的方式嵌入到P帧具有最大运动矢量幅值的宏块中。认证时,从含水印视频序列的P帧提取水印,并对I帧进行相同的压缩传感随机投影,通过比较测量值的差异,实现对视频的完整性认证。仿真结果表明,该算法具有较好的视频质量,对码率的影响较小,对帧删除、帧插入、重压缩等攻击具有较强的鲁棒性。     

基于H.264运动矢量域的脆弱水印算法研究

针对H.264/AVC的编码特征,提出一种基于H.264/AVC低比特率视频流的脆弱水印算法。该算法在视频编码端的P帧经过运动矢量搜索和运动矢量预测之后,提取运动矢量残差,将水印嵌入在运动矢量残差中。在视频的解码端进行水印提取和检测,检测不需要原始视频的参与。该算法具有较小的码率变化、视频失真,以及较强的脆弱性。     

基于运动矢量和模式选择的视频水印方案

根据H.264编码的新标准,提出一种基于运动矢量和模式选择的视频水印方案。将水印嵌入到具有小分割模式的宏块中,通过在运动搜索中最小化拉格朗日函数选择嵌入水印后具有最佳率失真性能的运动矢量作为嵌入点。实验结果表明,该算法对视频的质量和码率影响较小,并且水印对视频的重量化编码和噪声攻击有一定的鲁棒性。     

基于背景帧的监控和会议视频帧间快速算法

为降低高性能视频编码（High Efficiency Video Coding,HEVC）中监控和会议视频的编码复杂度,减少编码时间,提出了一种基于虚拟背景帧的监控和会议视频帧间编码的快速编码单元（Coding Unit,CU）划分和预测单元（Prediction Unit,PU）模式选择算法。对原始视频序列进行像素统计分析生成虚拟背景帧,利用生成的虚拟背景帧对CU分类。通过分析不同类别的CU继续划分的比例和其纹理复杂度,快速决策当前CU的划分和PU的模式类型。这种利用虚拟背景帧做判决的算法通过减少CU深度和PU模式遍历而降低编码复杂度,达到快速帧间编码的效果。实验结果表明,与HM16.9相比,该算法在峰值信噪比（Peak Signal-to-Noise Ratio,PSNR）平均下降0.07 dB和码率平均增加1.93%的情况下,能平均减少33.31%的编码时间。     

基于3G视频的水印方法

针对3G视频编码标准的特性视频流水印技术的实时性问题,提出了一种基于色度块DC系数的视频流水印的鲁棒性算法。该方法利用Arnold变换对水印图像进行预处理,通过计算视频序列I帧的亮度确定欲嵌入帧,计算色度块的均值和方差,把置乱后的水印信息嵌入到色度块的量化DC系数中,该水印算法具有盲检测性。实验结果表明,该算法具有很好的不可见性,并且实现简单,可满足实时性要求,经过压缩等视频处理后,提取水印的NC值都在0.85以上,具有很好的鲁棒性,在嵌入位置的选择性给攻击者在确定攻击目标上增加了一定的难度,具有较好的安全性。     

Fast multiframe motion estimation algorithms by motion vector composition for the MPEG-4/AVC/H.264 standard

The MPEG-4/AVC/H.264 video coding standard adopts various coding schemes such as multiple reference frames and variable block sizes for motion estimation. Hence, MPEG-4/AVC/H.264 provides gains in compression efficiency of up to 50% over a wide range of bit rates and video resolutions compared to previous standards. However, these features result in a considerable increase in encoder complexity, mainly regarding to mode decision and motion estimation. The proposed algorithms use the stored motion vectors to compose the motion vector without performing the full search in each reference frame. Therefore, the proposed algorithms can obtain an average speed up ratio of four for encoding, thus benefiting from the prediction of the motion vector for the reference frames in advance and maintaining good performance. Any fast search algorithm can be utilized to further largely reduce the computational load.     

基于运动矢量细化的帧率上变换与HEVC结合的视频压缩算法

将帧率变换技术与新型视频压缩编码标准HEVC相结合有利于提升视频的压缩效率。针对直接利用HEVC码流信息中的低帧率视频的运动矢量进行帧率上变换时效果不理想的问题,文中提出了一种基于运动矢量细化的帧率上变换与HEVC结合的视频压缩算法。首先,在编码端对原始视频进行抽帧,降低视频帧率;其次,对低帧率视频进行HEVC编解码;然后,在解码端与从HEVC码流中提取出的运动矢量相结合,利用前向-后向联合运动估计对其进行进一步的细化,使细化后的运动矢量更加接近于对象的真实运动;最后,利用基于运动补偿的帧率上变换技术将视频序列恢复至原始帧率。实验结果表明,与HEVC标准相比,所提算法在同等视频质量下可节省一定的码率。同时,与其他算法相比,在节省码率相同的情况下,所提算法重建视频的PSNR值平均可提升0.5 dB。     

利用运动信息及率失真代价的HEVC帧间快速算法

针对高效视频编码（HEVC）帧间预测过程所引入较高的复杂度,分别提出提前决策skip模式,编码单元（CU）提前终止分割以及变换单元（TU）提前终止分割。首先,根据自然视频序列多采用skip模式,利用当前块和空间相邻块的已编码信息提前决定skip模式;其次,为了避免编码不必要的深度,利用先前已编码块的率失真代价（rdcost）决策[CU]提前终止分割;最后,利用当前预测残差块的纹理复杂度决策TU的提前终止分割。实验结果表明,提出的算法最终可以节省编码时间43.78%,同时造成bj?ntegaard delta bit rate（BDBR）的损失为1.675%。通过实验数据的比较,在对视频质量的影响忽略不计的情况下,能够很大程度上减少复杂度。     

基于图形信息的HEVC帧间预测快速算法

由于最新的视频编码标准HEVC（high efficiency video coding）应用四叉树的递归结构进行编码单元的划分,使得帧间预测的过程极为复杂,编码的时间效率比较低下。针对HEVC帧间预测过程,提出了一种基于纹理信息和稳定区域检测的快速算法,旨在检测出相对平坦的区域和随时间变化较稳定的区域,来提前终止四叉树的编码单元的划分。这些平坦或者稳定的区域用较大的编码预测单元就能进行比较准确的运动估计和预测,不需要再进行更小编码预测单元的划分,因此HEVC编码器的时间复杂度大幅度降低。实验结果表明,改进后的算法编码时间平均节省了34%左右,并且造成的视频质量损失非常低,有0.038 dB的PSNR下降和0.56%的码率增加。