基于H264的视频水印技术研究

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1、摘要摘要随着计算机的处理器运算速度、存储容量不断提高以及网络、多媒体技术的快速发展，使得文本、图像、视频、音频等数字产品日益丰富。数字产品的批量复制和易传播特性在给人们带来便利的同时，也给信息安全和数字产品的版权保护带来一些问题。其中大量的视频产品的出现，如DVD、高清数字电视、视频会议、VOD等，使得视频产品版权保护技术的研究与应用更为迫切。数字水印技术作为信息隐藏的一项重要分支，被公认是解决多媒体信息安全的一种有效手段。本文首先对视频水印技术及最新视频编码技术H．264原理和关键技术进行分析和研究，在此基础上根据视

2、频内容特征提出改进的差分能量水印算法：通过引入能量分布公式，分析视频图像的能量(即纹理)均匀程度自适应选择嵌入区域，提高了水印嵌入的有效性。最后结合改进的差分能量水印技术和扩频技术提出一种可用于内容完整性认证和版权保护的、半脆弱和鲁棒水印相结合的双重水印方案，该方案首先将二值水印图像扫描为序列，并扩频处理，然后在H．264帧内预测编码阶段根据一定的判定条件，将水印序列逐比特地嵌入到I帧每个宏块的4个8x8子块所选定的某个中、低频变换系数中，水印嵌入具有一定的自适应性，同时引入基于Lagrangian优化算法的编码控制模

3、型，以提高含水印视频码流的率失真性能。第二层水印为改进的差分能量水印。最后对算法的嵌入和提取过程进行了仿真实现。实验结果表明，双重水印嵌入流程与H．264／AVC标准相结合，提高了算法的可靠性，并能／a很z好地满足实时性的要求。关键词：数字水印，视频，H．264，差分能量，Lagrangian优化算法，扩频技术AbstractWiththerapidprogressofcomputingspeed,storagecapacity,Intemetandinformationtechnology,applicationso

4、fttext,images，video，audioandotherdigitalproductsareincreasinglyrich．Theadvantagesofdigitalproductincludeperfectcopyingandeasierandmoreefficienttransmissionoverinformationnetwork,makeUSconvenient,butincreasedemandofinformationsecurityprotectionandmultimediaauthen

5、ticationtechnologies．Nowadays，thestudyandapplicationofcopyrightprotectiontechnoiogyisingreatdemand，especiallyinthecaseofDVD(DigitalVideoDisk)，HDTV(HighDefinitionTelevision)，confidentialvideoconferencin岛VOD(videoondemand)，aswell硒variousdefenseapplications．Asamain

6、partofinformationhiding,digitalwatermarkingisregardedausaneffectivesolutiontosolvethesecurityproblemofmultimediaprotection．Inthispaper,wefirstdosomeanalysisandresearchofvideowatermarkingtechniqueandH．264standard,andonthisbasis，animprovedDifferentialEnergyWaterma

7、rkingalgorithmaccordingtovideocontentcharacterisproposed．ThenewalgorithmusestheFormulaofEnergyDistributionandconsultsthevalueofvideoimageenergy(texture)andcontentcharacter．TheadaptiveembeddingmethodensurestheWatermarkingrobustandefficient．ARerthiswork,anovelsche

8、meofwatermarkfordualauthenticationisproposed,whichcombineswiththeimprovedDEWandspreadspectrum(ss)andwithsemi-fragilewatermarkandrobustwatermarkusedforintegralityauthe