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基于H.264码流的数字视频水印算法研究

作　者: 黄希晖
导　师: 冯桂
学　校: 华侨大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 视频水印 H.264标准码流部分解码补充增强信息
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
引　用: 0次
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内容摘要

网络的发展使得数字产品的应用越来越广泛，而数字产品有着极易被修改的特点，使得版权纠纷问题日益增多。数字水印技术作为版权保护的一个重要手段，现已成为研究的热点。而随着视频产品的大量推出，这就使得视频水印技术的研究将更加符合市场的需求。H.264作为新一代的视频压缩标准，其压缩性能得到了很大的提升，因此成为应用最为广泛的压缩标准。基于H.264的水印算法研究多集中于在编码端中嵌入水印，而在码流中嵌入水印的研究则相对较少。本文结合传统的码流水印算法和H.264标准的码流特性，研究了两种基于H.264码流的视频水印算法。基于部分解码的H.264码流的数字视频水印算法，根据经典算法H&G算法的部分解码的思想，通过纹理复杂度参数选择合适的4×4块，并根据DCT系数的特点，自适应的选择4×4块中的特定非零中频系数来嵌入水印。结合常用的内置式视频水印的嵌入方法，通过调制DCT系数的奇偶性关系，完成水印在I帧的嵌入。嵌入和提取算法简单，为盲提取。通过对标准视频序列的测试，结果表明该算法对视频质量的影响较小。基于补充增强信息的H.264码流的数字视频水印算法，通过对H.264压缩编码网络提取层的特点进行分析，利用补充增强信息来完成水印的嵌入。将水印信息写入到补充增强信息当中并加入到码流中，并不会影响解码器对码流正常解码和视频图像重建，为了增加安全性利用密钥对水印信息分组后进行乱序。提取时只需解码出补充增强信息的内容，并按密钥进行恢复，就能得到水印信息。算法简单，为盲提取。水印的嵌入并不影响视频内容，码流比特数增加较小，少量的补充增强信息丢失或错误仍能得到辨识度较高的图像水印信息。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-12
  1.1 课题研究背景及意义  8
  1.2 数字视频水印的分类  8-9
  1.3 数字视频水印的发展和研究现状  9-10
  1.4 论文研究工作  10-12
第2章数字视频水印技术  12-22
  2.1 数字视频水印的特点  12-13
  2.2 数字视频水印的应用  13-14
  2.3 数字视频水印系统模型  14-15
  2.4 数字视频水印的经典算法  15-19
    2.4.1 前置式视频水印算法  15-16
    2.4.2 内置式视频水印算法  16-18
    2.4.3 后置式视频水印算法  18-19
  2.5 数字视频水印的性能评估  19-21
  2.6 本章小结  21-22
第3章 H.264 压缩编码标准  22-36
  3.1 H.264 视频编解码器  22-24
    3.1.1 H.264 编码器  22-23
    3.1.2 H.264 解码器  23-24
  3.2 H.264 关键技术  24-35
    3.2.1 预测编码  24-27
    3.2.2 4×4 块整数 DCT 变换和量化  27-31
    3.2.3 熵编码  31-32
    3.2.4 编码控制与率失真优化  32-35
    3.2.5 分层设计  35
    3.2.6 参数集  35
  3.3 本章小结  35-36
第4章基于部分解码的 H.264 码流数字水印算法  36-49
  4.1 H&G 算法  36-37
  4.2 基于部分解码的 H.264 码流水印算法  37-43
    4.2.1 算法基本框架  38-39
    4.2.2 水印信息预处理  39
    4.2.3 水印嵌入过程  39-42
    4.2.4 水印提取过程  42-43
  4.3 实验结果和分析  43-48
    4.3.1 不可见性分析  43-47
    4.3.2 抗攻击能力分析  47-48
  4.4 本章小结  48-49
第5章基于 SEI 的 H.264 码流数字水印算法  49-58
  5.1 算法原理  49-52
    5.1.1 NAL 单元  49-50
    5.1.2 补充增强信息 SEI  50-52
  5.2 基于 SEI 的 H.264 码流水印算法  52-55
    5.2.1 水印嵌入过程  52-54
    5.2.2 水印提取过程  54-55
  5.3 实验结果与分析  55-57
    5.3.1 水印性能分析  55-56
    5.3.2 抗攻击能力分析  56-57
  5.4 本章小结  57-58
第6章总结和展望  58-61
  6.1 本文主要工作总结  58-59
  6.2 下一步研究计划  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果  66

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