数字水印技术在视频认证中的应用和实现

数字水印技术在视频认证中的应用和实现

摘要数字水印技术在视频认证方面的研究刚刚开始,面对实际

操作中遇到的问题,现在使用的水印技术仍存在技术上的不足,因此,值得我们进行进一步的探索和研究,从而更大范围的推广数字

水印技术,提高它在视频认证等信息安全方面的应用水平。

关键词数字水印技术;视频认证;鲁棒性;监视系统

中图分类号tp392 文献标识码a 文章编号

1674-6708(2010)30-0239-01

数字化的多媒体信息的广泛应用,引发数字媒体的信息安全、版权认证等问题日益突出。基于数字水印技术在视频认证方面的应用已经得到广泛的推广。在这种方法下,任何对信息内容本身的复制、篡改和删减都会影响所嵌入的水印,因此在视频中嵌入水印的方法可以很好地解决视频认证的安全性问题。

1 数字水印技术的基本原理

数字水印(digital watermark)技术是指用信号处理的方法在数字化的多媒体数据中嵌入隐蔽的标记,这种标记通常是不可见的,

只有通过专用的检测器或阅读器才能提取。由于我们的感觉神经受时间、频率等外在因素的影响,因此在加入水印技术时对视频信号做出适当的调整,可以在不引起我们感觉器官感知的情况下完成水印嵌入、保护信息的目的。

数字水印技术处理分为两部分:水印的嵌入、水印的检测和提取。通常可以采用归一化相关系数(normalizedcross-correlation,简

称nc)来判定信号的相似性。nc的定义是:

其中,n是水印信息长度,w(i)是原始水印,是提取出来的水印。它通过在原始数据中嵌入秘密信息来证实数据的所有权。

在视频认证方面,数字水印技术的运用在保证一定视觉质量的前提下,针对视频载体的主观和客观的空间冗余和时间冗余加入信息。当怀疑视频内容时,我们可以提取水印来鉴别视频内容的真伪,并指出篡改位置,甚至攻击类型等。其作用是既不影响视频质量,又能很好地保护版权和维持内容完整性。

2 数字水印技术的基本特性

2.1 隐蔽性

隐蔽性是指数据在嵌入水印后与原始数据相比,我们在观察时在视觉或听觉上是感觉不到差别的。最理想的状态是水印与原始载体在视觉上没有差别,嵌入水印后能做到不影响视频的质量。这是视频认证要求水印算法应该达到的标准。

2.2 鲁棒性

鲁棒性是指水印在面对外界有意或无意的信号处理后,应该能够承受各种类型的失真,仍能保持技术和信息的完整性,依然可以被准确地鉴别。例如,在遭受滤波、再量化等行为后,稳健的水印算法依旧可以从水印载体中提取出嵌入的水印或证明水印的存在。

2.3 安全性

安全性是指水印中的信息必须是安全的,未经授权的用户无法检测、提取或移除视频中的水印。对于压缩视频,水印的设计必须与

视频编码标准相结合,能抵抗各种有意或无意的攻击,并能够监视

被保护数据的传播以及非法拷贝控制等。

3 数字水印技术在视频认证上应用

3.1 数字水印视频帧组认证上的应用

运用数字水印技术进行视频认证与图像认证的方法和原理基本

上是一样的。首先,要利用特有的水印算法提取视频序列的信息并转变为水印信号,通过特有的嵌入算法将水印信号嵌入宿主视频中,在接收端要求通过得到的可能被“攻击”的视频,以此来判断视频序列是否被攻击或被篡改。如右图1,在检测视频帧组认证时,为了检测帧序扰乱和帧丢失,首先从嵌入了水印信息的dct系数中提取出嵌入信息,然后无损地恢复dct系数,用恢复的非零dct系数计算提杂凑值与从提取出来的杂凑值进行比对。对于帧时序的篡改,可以用同时提取出的帧索的方法引来验证,从而实现对视频帧组的验证。

3.2 数字水印在视频监视系统上的应用

通常情况下,视频监视系统中主要有监控终端和客户端两个端口需要分别实现水印认证处理和认证检测。我们将认证信息转化为二值图像,在监控终端将这些二值图像作为水印信息并实时嵌入到监控视频之中。在这一过程中,我们可以对不同的终端采用不同的水印认证信息。在对客户端通过视频监控网络得到的视频版权进行认证时,我们仅仅需要采用水印检测算法进行盲检测就可以很容易地提取到相关的水印图像,然后根据其内容确定监控视频的来源以及

视频拍摄时的相关信息。

4 结论

数字水印技术与信息安全、信息隐藏和数据加密等密切相关。特别是在网络技术迅速发展的今天,数字水印技术的研究更具有现实意义。数字水印技术在视频认证方面的研究才刚开始,面对实际操作中遇到的问题,现在使用的的水印技术仍存在一些技术上的不足,因此,值得我们进行进一步的探索和研究,从而更大范围的推广数

字水印技术,提高它在视频认证等信息安全方面的应用水平。

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