基于H.264与新一代视频编码标准的压缩域视频水印综述

数字水印技术为视频传输、视频共享以及一些扩展视频服务中存在的诸多问题提供了一种有效的解决途径,属于信息隐藏领域,它的基本思想是通过在数字媒体信号中嵌入一定量的附加信息,例如作品的所有权、使用权或者公司的标识等,实现信息管理或保护的目的。H.264是当前广泛使用的视频编码标准,它采用混合编码框架,包括帧内预测、帧间预测、变换、量化、自适应熵编码等模块。视频信号的数据量庞大、带宽高、冗余信息多,基本上都是以压缩的格式存储的特性,使得在视频中嵌入数字水印更为困难。这些特征使得视频水印在水印容量、水印复杂度以及结合压缩域处理操作等方面的要求比其他多媒体信号更高,因此,视频水印除了要满足数字水印的一般要求,如安全性、鲁棒性、隐藏性等特性之外,还有一些独特的技术要求。本文对压缩域视频水印相关技术进行了分析并对研究方法进行了讨论,提出了目前存在的问题及未来研究的方向。     

基于H.264编码的帧间预测块划分视频水印算法

研究一种针对H.264编码的帧间预测块划分视频水印算法,该算法先对水印图像进行二值处理并经Arnold置乱,然后在H.264帧间预测编码时,根据水印二值序列选择不同的区块划分将水印值嵌入进去。实验结果表明,该算法具有较好的实时性、鲁棒性。     

H.264视频编码的研究

H.264是由150/IEC和ITU-T两大标准化组织共同制定的新的视频编码标准。H.264图像质量更好,同时编码效率可以提高50%以上,并且具有更好的容错能力和网络适应性。为了降低复杂度,在这篇论文中我们对原有的算法进行了详细的研究和分析,提出了一种新的帧内预测的快速算法。     

基于模式特征的H.264/AVC可逆视频水印

目的 针对当前可逆视频水印隐蔽性和篡改定位能力不足问题,提出一种新颖的基于帧内预测模式的可逆视频水印算法。方法 首先,深入分析I帧亮度分量的预测模式对不同类型篡改的敏感性,提取每个帧内编码宏块的预测模式,通过预测模式生成特征码。然后,结合H.264/AVC编码特性和误差补偿算法,在每个亮度4×4残差块中筛选出误差最小系数。最后,运用差值扩展的方法将特征信息作为水印可逆的嵌入到所选系数。结果 在含水印视频未受到篡改时,解码端提取水印后可对原始视频进行无损恢复。当视频受到篡改时,算法能精确定位篡改区域并且篡改定位精度达到4×4子块级。由于水印嵌入在误差最小的系数中,能够有效地降低水印嵌入对于视频质量的影响,嵌入水印后图像的PSNR值比现有的基于H.264/AVC可逆水印方案平均提高10%,测试序列的码率增量平均降低了22%左右。结论 本文算法较现有算法具有更好的嵌入率、隐蔽性、篡改检测精度, 适用于医学、军事、卫星等领域。     

基于H.264的群集转码系统的设计

本文在深入研究最新的H.264编码技术的基础上设计并实现了一种面向插件式服务架构的群集自动批量转码系统。主要介绍了H.264的编码技术,提出了系统软硬件的架构、核心功能模块的设计思想并且简单分析了在IPTV领域的应用前景。系统立足于生产实践,适应从大规模转码工厂作业到小规模转码工作的不同级别的应用,具有很高的生产实用价值。     

基于H.264的低比特率视频水印算法分析

H.264标准是当前图像标准中压缩效率最高的,其码流结构对网络有很强的适应性,在此标准下进行水印技术的研究对于网络视频传输过程中的版权保护有着重要的意义。该文简要介绍了H.264与以往的编解码技术的不同,分析了在此编码中嵌入水印的难点,然后就目前基于H.264的视频水印算法进行分析比较,最后对未来低比特率视频水印技术发展的趋势进行了展望。     

基于H.264的视频水印技术

针对H.264/AVC编码标准的新特性,提出一种基于H.264低比特率视频流的视频内容认证和版权保护方案。在H.264视频编码时,在传统差分能量水印（DEW）算法基础上,通过在水印嵌入过程中引入能量分布公式,改进了传统的差分能量水印算法,增加了嵌入的有效性和水印的稳健性;视频解码阶段提取水印,不需要原视频作参考,为盲检测。实验结果表明该方案具有较小的码率变化和视频失真,证明了该算法的有效性。     

一种基于H.264的鲁棒视频水印算法

由于H.264标准视频的流行,对数字视频水的版权保护和认证的需求在不断增加。本文提出了一种基于H.264视频编解码标准的鲁棒视频水印算法。水印经过了增加帧同步信息,扩频编码和纠错编码的预处理后有着很强的鲁棒性。在嵌入过程中,选择了残差的DCT系数与参考块像素的DCT系数和作为嵌入载体,而不是通常的残差DCT系数,该处理可以很好的提高水印算法对视频攻击,如帧率攻击和码率攻击的鲁棒性,同时在嵌入的过程中,通过应用一个针对4*4的DCT的人类视觉系统来控制嵌入强度,使得水印算法对视频的视觉质量的影响降到最小。实验结果表明:本算法对多种攻击,如分辨率攻击、帧率攻击、码率攻击和重编码都有很好的鲁棒性,同时能保持很高的视觉质量。     

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DCT域和纹理复杂度的图像水印算法

水印的鲁棒性受背景、纹理、边缘等条件影响较大。为此,提出基于离散余弦变换(DCT)域和纹理复杂度的图像水印算法。对水印信息进行预处理,计算每个图像块的方差并将其按大小排序,对各子块进行离散余弦变换,计算变换后每个图像块的方差并将其按大小排序,根据中频系数将经过方差值排序的水印图像块嵌入载体图像中。测试结果表明,该算法比原始基于DCT的水印算法具有更好的鲁棒性和图像可见性。     

基于特征点密度的DCT域盲检测数字水印算法

针对数字水印图像遭受几何攻击问题,提出了一种融合图像不变特征和频域稳定特性的强鲁棒数字水印盲检测算法。通过构造自适应尺度不变特征变换(SIFT)算法和Harris角点补位法,利用在不同尺度空间获取的特征点的密度自适应地调整水印信息嵌入到离散余弦变换(DCT)域的强度;将图像子块的特征向量集进行Arnold置乱,生成密钥文件,与隐秘图像的特征向量做双向特征匹配,获得几何失真参数并进行图像恢复性校正,以盲检测的形式提取IDCT反变换域水印信息。从实验结果来看,该算法比使用离散小波变换(DWT)和离散傅里叶变换(DFT)的峰值信噪提高13%,水印相似度提高11%,说明该文算法在获得较好的不可见性的同时,对几何攻击和常规信号处理均具有良好的鲁棒性。     

DCT域音频水印透明健壮算法

提出一种新的基于离散余弦变换的数字音频水印算法。把音频信号划分为包含相同采样点的若干帧,每帧划分为若干节。对指定帧的第一节、第二两节实施DCT变换,将二者DCT中、高频系数的绝对值之和进行比较,结合水印序列为“0”或“1”,采取不改变、缩小及增加中、高频DCT系数的方法,在DCT系数中嵌入水印。实验证明,该算法具有较强的健壮性,较好的透明性,提取水印属盲水印提取,能经受重采样、重新量化、添加噪声、低通滤波、音频格式转换等常见信号处理及攻击。     

基于H.264的AAQIM水印算法*

针对网络视频传输过程中的版权保护问题,提出基于H.264的自适应活性量化索引调制(AAQIM)水印算法,以块的活性为载体信号,引入自适应机制,采用一个区域嵌入一位水印信息,使误差被块的几个系数分担。实验表明,水印具有良好的不可见性,对后续帧影响小,对重编码、加噪及滤波等攻击具有很强的鲁棒性;水印的提取不需要原始视频,算法简单、调制方便,能够满足实时要求,有较高的实用性。     

基于正负量化的DCT域数字图像盲水印算法研究

提出一种基于离散余弦变换（DCT）的灰度图像盲水印算法。首先对水印图像进行置乱加密。然后将载体图像进行8×8大小的分块,针对各分块进行DCT变换,采用正负量化规则进行水印的嵌入。水印的检测是根据正负量化规则进行的,不需要原始图像,是一种盲检测。最后通过水印相关系数（NC）和峰值信噪比（PSNR）来评价水印算法的性能。实验结果表明,该算法可以有效地抵抗JPEG压缩、噪声、剪切、滤波等攻击,鲁棒性较好。     

一种基于位平面的压缩域人脸识别算法

针对光照等干扰因素对人脸识别的不利影响,以及人脸图像的维度过高等问题,提出了一种新的基于位平面的压缩域人脸识别算法。该算法综合利用了图像丰富的位平面信息和压缩域内图像处理技术,提出新的人脸特征表达方法。实验结果表明,该方法不仅能够有效地降低图片维度,并且具有较好的鲁棒性。     

一种抵抗共谋攻击的数字视频水印算法

针对视频水印在共谋攻击中的鲁棒性,在离散余弦变换域,对视频内容特征进行了研究,提出了水印信息和水印位置信息同时关联于嵌入点内容的算法,并给出了水印算法鲁棒性检测实验,实验证明该算法对共谋攻击有良好的鲁棒性。     

基于单指令多数据技术的H.264编码优化

简要介绍了单指令多数据（Single-Istruction Multiple-Data，SIMD）指令系统，并用该技术对H.264中的整数离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）、量化、插值和运动估计等模块进行了优化，实验结果表明优化后程序的编码速率可达到30fps左右，比未优化时速度提高了6～8倍。     

基于偏斜度的视频水印算法

提出一种基于偏斜度的视频水印新算法。偏斜度是一个能表征图像是否对称分布的特征量。选择偏斜度很小的视频帧,对亮度空间分块后实施离散余弦变换,在中频系数中嵌入水印。实验证明,该算法对有损压缩有较强的健壮性,较好的透明性,能经受添加噪声、剪切、视频格式转换等常见视频信号处理及攻击。     

一种用于版权保护的数字图像双水印算法

提出了一类抗压缩的鲁棒加半脆弱双水印算法。利用图像的纹理特性将原始图像分块，根据不同的嵌入强度将可见水印图像嵌入原始图像的频域中以显示所有权，然后在每个图像块的高频部分加入自嵌入不可见水印以认证图像。实验表明，此双水印系统能够达到标识、认证图像所有权的目的。