基于hevc的视频水印算法研究

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1、学校代码：10385分类号：研究生学号：1300211007密级：基于HEVC的视频水印算法研究AVideoWatermarkingAlgorithmResearchbasedonHEVC作者姓名：张明辉指导教师：冯桂教授学科：信息与通信工程研究方向：数字视频水印所在学院：信息科学与工程学院论文提交日期：二零一六年三月三十日学位论文独创性声明本人声明妾呈交黄学位论文是本人在导师指导下完成的研究成果。论文写作？不色含其化人己经发表或撰写过的研究内容，如参考他人或集俸南各声妄累１＾明确的方式说明。本人依法享，均在论文中有和承担由北论文黃

2、产生的权利和责任。论文作者签名：郑签名日期：学位论文版权使用授权声明本人同意曼巧华巧大学有权保留并向国家机关或机构送交学位论文的复印件和吾子嚴，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权华侨大学可Ｌ乂将本学色论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｌ乂采Ｓ影巧、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签違：：碟指导教师签名度、签名Ｓ寫：ｈ备：签名日期Ｉ摘要互联网时代，数字视频技术发展十分迅速，数字视频已深入到了人们生活的各个角落。然而，数字视频技术在发展的同时，版权保护问题一直困扰着版权所有者。鲁棒

3、视频水印技术是一种简单、高效的保护版权方案。此外，可逆视频水印技术拥有能够无失真恢复宿主信息的特性，这在一些对于失真非常敏感的领域如医疗和军事等能发挥重要作用。2013年，新一代视频编码标准——高效视频编码（HighEfficiencyVideoCoding，HEVC）正式提出，其编码效率相比于之前的编码标准高出近一倍，必定会成为未来主流编码标准。因此，对基于HEVC平台的视频水印算法进行研究具有很重要的现实意义。基于此，本文提出了一种基于纹理方向的HEVC鲁棒视频水印算法以及一种用于消除帧内误差传播的HEVC可逆视频水印算法，主要工作与创新如下：

4、（1）针对现有基于HEVC的视频水印算法鲁棒性不足的问题，提出一种基于纹理方向的鲁棒视频水印算法。算法将帧内角度预测模式分为水平方向和垂直方向两组，并与水印值建立映射关系。计算帧内压缩编码过程中N×N分割时每个预测单元的纹理方向。当纹理方向与水印值所表示的方向一致时，将当前预测单元的33种角度预测模式截断为水平方向或者垂直方向的预测模式，随后根据率失真代价函数决策出最优的预测模式，并判断水印是否嵌入。记录最终水印嵌入位置作为密钥，用于解码端提取。所提算法具有较小的视频失真同时维持较低的码率增长，能够有效抵抗高斯噪声、高斯滤波以及重编码等攻击。（2）

5、为了解决在I帧嵌入水印后的误差传播以及含水印视频提取水印后不能无失真还原视频内容的问题，提出一种用于消除帧内误差传播的可逆视频水印算法。该算法充分考虑了帧内预测编码过程以及帧内嵌入水印后的误差传播情况，分析出了在帧内4×4预测单元中嵌入水印后不会引起误差传播的一些条件。根据所提出的条件，对编码过程中的每一个4×4预测单元，判断其是否全部满足。对于满足条件的预测单元，将其量化离散正弦变换系数作为水印载体，结合HEVC特有的符号数据隐藏以及系数扫描特性，采用“和不变”方法将水印自适应地嵌入系数中。出于减小码率增长的考虑，全0系数块不嵌入水印。该算法能够

6、有效地消除帧内由嵌入水印引起的误差传播，从而减小视觉失真，I同时对码率的影响也较小。在解码端提取水印后能够无失真的恢复原始视频。关键词：视频水印HEVC离散正弦变换纹理方向误差传播IIAbstractIntheInternetera,digitalvideotechnologydevelopedveryrapidly,digitalvideohaspenetratedintoeverycornerofpeople'slives.However,thecopyrightownerhasbeenplaguedbycopyrightprotectiond

7、uringthedevelopmentofdigitalvideotechnology.Forthis,therobustvideowatermarkingtechnologyisaneasyandefficientsolutiontoprotectcopyright.Inaddition,thereversiblewatermarkingduetoitscharacteristicofrecoveringhostinformationwithoutdistortionwillplayanimportantroleinsomefieldssucha

8、smedicaltreatmentandmilitarywhichareverysensitivetodistortion