基于MPEG4视频水印算法

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1、基于MPEG-4的视频水印算法孙明瑞*（哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院，哈尔滨150080）5摘要：本文提出一种新的抵抗共谋攻击、MPEG-4压缩攻击和帧下降攻击的视频水印算法。此算法基于视频拼接技术，将其应用在视频水印中选择一个有意义的水印嵌入区域。它的基本思想是在相同的像素点，也就是相同的物理点，嵌入相同的水印。在屏幕背景中，对于已定位的点，使用拼接图像提供的信息进行检测。最后，实验仿真证明提出的水印算法具有不可感知性，对于一些视频攻击具有鲁棒性。10关键词：视频水印；拼接图像；共谋攻击；MPEG-4压缩；帧下降中图分类号：TP391.41V

2、ideoWatermarkingAlgorithmBasedonMPEG-4SUNMingrui15(HarbinUniversityofScienceandTechnology,DepartmentofComputerScienceandTechnology,Harbin150080)Abstract:Inthispaper,wepresentanewvideowatermarkingwhichresistscollusion,MPEG-4compressionandframedroppingattacks.Thisalgorithmisbased

3、onvideomosaic,inordertoillustratethecontributionofthistechniqueinvideowatermarking,allowstoselectaninteresting20areawherethemarkshouldbeembedded.Theideaistoinsertthesamemarkintothesamepixelswhichrepresentthesamephysicalpoint.Thisisexactlytheinformationwhichcanbeprovidedbyamosai

4、cimageatleastforthelocatedpointsinthescenebackground.Next,wepresentextensiveexperimentalsimulationswhichprovethewatermarkimperceptibilityandrobustnessagainstseveralvideoattacks.25Keywords:videowatermarking;mosaicimage;collusionattack;MPEG-4compression;framedropping0引言如今，随着网络技术的

5、发展，进入到数字多媒体世界变得简单容易了。然而，这却很容30易的进行未授权的拷贝和多媒体信息的非法传播，如图像、视频和音频。因此提出了一种数字水印技术，它是将一个不可见标志嵌入到数字媒体中，如版权信息，起到版权保护的目的。数字水印应具有不可感知性，对于恶意攻击具有鲁棒性。到目前为止，已经提出了很多的视频水印算法[1][2]，其中一些基于帧的水印技术，可以将视频序列看成是一段连续的图片。而此类技术的关键问题是对于新类型的攻击，特别是对35视频的共谋攻击或有损压缩不具备鲁棒性。1MPEG视频水印算法模型现有的视频水印算法主要利用扩频通信技术的基本思想，将

6、视频扩展，在宿主信号(宽带信道)中传送水印信息（窄带信号）。目前面向视频的数字水印技术大部分是基于MPEG视频压缩的，因此根据视频编解码的原理，将MPEG视频水印嵌入提取方案分为以下几种，40如图1所示[3]：方案一：水印的嵌入和提取在原始视频码流中进行，优点是水印嵌入方案多，算法性能好，可用于数字图像水印方案中，但是会提高视频码流的数据比特速率，压缩后的MPEG视量会降低，会丢失水印信息。方案二：在视频编码器中执行水印的嵌入和检测，没有增加视频流的数据比特率，较容45易设计出抵抗多种攻击的水印，但水印容量小；复杂度较高，会降低视频质量。方案三：水印

7、直接嵌入到压缩的比特流中，计算复杂度低，不会造成视频质量的下降，但水印的数量和嵌入强度小。图1MPEG视频水印嵌入/提取模型50Fig.1ModelofMPEGvideowatermarkingembeddingandextraction2基于MPEG-4的视频水印算法本文提出水印算法的基本框架是一种在空间域中基于扩频技术的附加水印算法。在提取水印的过程中，以半盲的方式进行提取，使用原始水印来检测水印的存在与否。此算法主要55由三个模块组成，如图2所示，包括水印嵌入模块，水印检测模块和适合区域选择模块。适合区域选择模块用于选定合适的水印嵌入和检测区域

8、，它在嵌入阶段和检测阶段是共享的。图2算法总体流程图60Fig.2Overallflowchartofalg