数字视频水印技术综述

数字水印是实现版权保护的有效技术,视频水印研究是目前水印技术领域的一个热点。该文综合国内外的视频水印技术的发展,对水印的特点、技术分类、嵌入提取算法和攻击技术进行了全面的介绍,指出了典型算法,并对视频水印技术的发展趋势进行了展望。     

数字视频水印技术综述

介绍了水印技术的定义及基本框架,并对其理论基础和评价标准进行了阐述,对数字水印的各种算法进行了分类研究与深入分析,并对不同视频水印嵌入和提取方案进行了比较,同时分析了人类视觉系统对水印可见性的影响,最后指出了数字水印的应用领域及今后的研究方向。     

MPEG-4码流中的数字水印

基于视频码流内嵌入数字水印典型系统H&G算法的基础,提出了在MPEG-4码流中嵌入数字水印的一种新算法。该算法在MPEG-4视频流中,根据局部图像特性调整水印嵌入的局部强度以达到水印鲁棒性的最大化和视频质量影响的最小化;同时构造了具有纠错功能的水印信息并且在水印信息提取过程中采用了信号合并技术得到了较高的正确率。计算机试验表明此算法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.并证明信号合并技术具有很好的提取水印能力。     

视频水印技术分析及其在电视版权保护中的应用

视频数字水印是视频版权保护的一种有效技术手段。首先根据视频水印的应用,叙述了视频水印具有的特征,然后分析了视频水印的嵌入和提取算法,最后提出一种适用于电视版权保护的压缩域水印算法。该算法具有健壮性、抗攻击性、安全性和实时性等特点。     

基于扩频技术的音频水印处理算法的研究

目前的数字水印算法,主要集中在针对图像和视频,对音频、语音数据产品的数字水印算法研究仍然较少,需要提出更多的有效的针对音频、语音数据的数字水印算法。该文以二值图像作为数字水印信息,以音频为嵌入对象,在离散傅立叶变换域的系数上嵌入水印。在离散余弦变换域,采用扩频技术通过对变换域系数进行量化来嵌入水印信息,在水印的提取过程中不需要原始音频信号的参与。     

位域实时视频水印算法

在目前数字水印算法中，图像水印的算法远多于视频水印，然而在现实生活中，视频产品保护更加重要．视频水印除了满足图像水印的一般特性之外，还必须满足实时特性．因此视频水印的嵌入和提取算法必须有较低的计算复杂性．本文提出一种用于视频产品完整性认证的位域实时视频水印的算法．实验表明，该算法有较高的视觉质量，同时能对修改进行准确定位．满足完整性认证水印要求．     

面向立体视频的自适应数字水印算法

鉴于立体视频是未来视频技术的一个重要发展方向,对其产品的知识产权进行保护需要提前解决,以避免盗版和侵权现象。为此,在前期数字水印和立体视频研究工作的基础上,通过详细分析立体视频的特点后,给出了一种面向立体视频的自适应数字水印新算法。新算法是将水印信息添加到增强层码流的视差矢量数据上,这种水印信息的嵌入不仅对基本码流没有影响,而且不会影响到基本码流重建后的视频图像质量。该水印算法采用自适应策略,使得嵌入水印后的图像质量损失达到最小。其水印的嵌入和提取操作均基于压缩域进行,无需视频码流的完全解码,而且水印的提取使用盲检法,无需视频原图像。整个算法简单、快速、高效。通过不同测试序列的仿真实验结果显示,水印的嵌入对原图像影响很小,使用自适应算法进行水印嵌入后图像的峰值信噪比下降值均小于非自适应算法。     

基于运动、内容和帧分类的自适应视频水印算法

本文提出了一种DCT域自适应视频水印算法,根据帧分类、运动分类和视频内容将视频数据分类,并根据分类的结果在不同的区域嵌入不同强度的水印,从而提高了视频数字水印的鲁棒性.实验结果表明嵌入水印后视频重建帧水印具有良好的透明性;算法对于MPEG2压缩、多重MPEG2压缩、帧提取、MPEG2压缩与加噪声、裁剪等混合攻击具有较好的鲁棒性.     

置换DCT域中频系数的盲水印嵌入算法研究

介绍了一种基于离散余弦变换域(DCT)中频系数置换的盲水印算法,用该算法对数字水印进行了自适应嵌入方法研究.该算法突破了数字水印的加性算法、乘性算法等传统的水印嵌入方法;解决了被提取水印中含有原始图像DCT系数从而影响水印检测准确性的问题.该算法使用人类视觉模型对水印图像进行自适应嵌入,使嵌入的数字水印从根本上不可逆.实验证明该算法对数字水印的滤波、剪切、噪声等攻击有很强的鲁棒性.     

基于矩阵置乱的自适应视频水印算法

视频数字水印技术是当前水印研究中的一个热点。为了更好的保证视频水印的鲁棒性,提出了一种基于MPEG-2运动分量的自适应数字水印算法。该算法首先利用矩阵置乱来确定水印片段的目标图像组,然后结合人眼视觉系统选择水印比特嵌入的运动分量。实验结果表明,该算法不仅对于针对视频水印的特殊攻击具有高鲁棒性,且水印嵌入前后图像的峰值信噪比仅有微弱差异。     

Digital Video Watermarking in P-Frames With Controlled Video Bit-Rate Increase

Most video watermarking algorithms embed the watermark in I-frames, but refrain from embedding in P- and B-frames, which are highly compressed by motion compensation. However, P-frames appear more frequently in the compressed video and their watermarking capacity should be exploited, despite the fact that embedding the watermark in P-frames can increase the video bit rate significantly. This paper gives a detailed overview of a common approach for embedding the watermark in I-frames. This common approach is adopted to use P-frames for video watermarking. We show that by limiting the watermark to nonzero-quantized ac residuals in P-frames, the video bit-rate increase can be held to reasonable values. Since the nonzero-quantized ac residuals in P-frames correspond to nonflat areas that are in motion, temporal and texture masking are exploited at the same time. We also propose embedding the watermark in nonzero quantized ac residuals with spatial masking capacity in I-frames. Since the locations of the nonzero-quantized ac residuals is lost after decoding, we develop a watermark detection algorithm that does not depend on this knowledge. Our video watermark detection algorithm has controllable performance. We demonstrate the robustness of our proposed algorithm to several different attacks.      

抗几何攻击的空间域图像数字水印算法

当前已有的水印算法多数无法抵抗几何攻击, 而现有抗几何攻击的水印算法大多数只能抵抗一定程度内的几何攻击. 本文提出了一个新的抗几何攻击的图像数字水印算法. 该算法在水印嵌入时, 先对原始图像进行分块, 然后对各个子块图像根据量化策略重复嵌入相应的 1bit 水印信息; 在水印提取时, 先将含水印图像进行分块, 然后对从各个子块图像中提取出的水印信息根据多数原则判定相应子块图像所含的 1bit 水印信息. 该算法简单、快速, 所能嵌入的水印信息量大, 并且在提取水印时无需原始图像. 实验结果表明, 该算法能够有效地抵抗很大程度的几何攻击及其组合攻击, 对常规的图像处理攻击也具有很强的稳健性.     

时空特征分析结合随机密钥的压缩域数字视频水印嵌入和提取方法

针对现有水印嵌入和提取算法对滤波、压缩和噪声条件较为敏感的问题,提出了一种鲁棒的基于时空特征的压缩域数字视频水印嵌入和提取方法。提出的框架由一个公共密钥和一个私有密钥组成,用于阻止自我共谋攻击。算法对视频进行时空分析,并从压缩视频的时空特征中提取公共密钥,在本质上具有鲁棒性。首先,利用一个随机密钥从事先选取的块集合中选取候选块,进而确保水印框架的安全;然后基于压缩视频的时空特征选取出适合嵌入水印的4×4子块;最后,利用非零量化系数嵌入水印位。该水印框架允许视频位速率有限增加,并且降低了计算的开销。实验结果显示,相比其他几种对比方法,提出的方法具有较强的鲁棒性和安全性。     

基于Harris-Laplace特征区域的遥感图像水印算法

针对现有遥感影像数字水印算法多为全局水印算法,抵抗旋转、行列剪切、水平镜像以及联合几何攻击能力较差,提出一种基于Harris-Laplace特征区域的局部化遥感影像水印算法。算法依据密钥生成一个随机序列,对其实施二值化,并选取一段作为待嵌入的数字水印;在宿主遥感影像中提取Harris-Laplace特征点,并依据其确定水印嵌入特征区域;最后,根据待嵌入的水印信息,将所选特征区域进行圆环划分,利用奇偶量化方法将水印嵌入其中。实验证明该算法对JEPG压缩、噪声及滤波等常规信号处理具有较好鲁棒性的同时,能够更好地抵抗旋转、缩放、平移及其联合等几何攻击。     

Perceptual Digital Watermarking for Image Authentication in Electronic Commerce

Digital watermarking has been presented to protect the copyright of electronic multimedia data. The previous proposed watermarking algorithms mostly embed sequences of random numbers or binary images as the watermarks. In this paper, an image accreditation technique by embedding digital gray-level image watermarks in images is proposed. In the proposed method, the host image and the watermark are decomposed into wavelet coefficients. The contextual energies of the host-image wavelet coefficients are computed to select embedding coefficients. The watermark wavelet coefficients are sorted and then embedded in the selected host coefficients. The experiments show that the proposed method provides extra robustness against JPEG-compression, image-processing, and even composite attacks compared to the traditional embedding methods. Moreover, the proposed method has no need of the original image to extract the embedded watermarks. The proposed method facilitates electronic commerce application developers to select adequate digital watermarking techniques for their development systems.     

面向网关版权保护的抗几何攻击视频水印方法

为了解决网关视频的版权保护问题,提出了一种网关视频水印快速嵌入和提取方法。该方法在视频帧内,首先以近线性时间检测和挑选仿射协变区域,然后采用基于最小生成树的区域选择算法消除重叠区域,最后以线性时间在离散小波变换域内嵌入水印;在视频帧间,利用视频场景的连续性基于场景边界仿射协变区域预测场景内部仿射协变区域以达到整体加速的目的。攻击实验表明：对测试序列嵌入水印后,针对几何攻击和格式变换压缩攻击,水印检测准确率分别达到93%和83%以上。仿真实验表明：在400在线主机局域网内,该方法能在10帧以内成功阻断网关水印视频的传输。     

基于CIF-to-QCIF变换的压缩域视频水印算法

现有视频水印算法的设计目标主要是对有损压缩、重量化编码等处理具有鲁棒性,但很少考虑视频帧格式变换因素,使水印对这类处理不具有鲁棒性。论文结合视频帧格式由CIF到QCIF的变换设计了一个压缩域的视频盲水印算法,水印被嵌入到CIF格式的视频流中,既可以从CIF视频中提取也可以从QCIF视频中提取,实验结果表明提出的算法对MPEG重编码以及CIF到QCIF的视频格式变换具有鲁棒性,而且整个嵌入提取过程都基于DCT域,具有较低的计算复杂度。     

常用数字图像水印攻击方法及基本对策

数字水印是近年来出现的数字产品版权保护技术，目的是保护数字产品的合法拷贝和传播．数字水印研究主要分为算法设计和攻击分析两个方面．较为系统地论述了当前关于数字图像水印的常用攻击方法以及主要的对抗策略，分析了它们的优缺点，讨论了数字水印技术未来可能出现的研究热点．     

数字视频水印技术

为防止越来越多的电子信息产品的盗版、恶意攻击和非法篡改问题,数字视频水印技术应运而生。它能够很好地解决电子信息产品的知识产权保护问题。文中综述了基于水印的数字视频版权保护技术。在简要介绍数字视频水印技术的应用背景和基本特点的基础上,分析了目前常用的水印嵌入算法和检测手段,并指出了实际应用中应注意的一些关键技术,如扩频、纠错编码、假设相关检测、视频水印的嵌入等技术,指出数字视频水印技术必将有一个广阔的发展前景。