数字水印基本原理
(完整word版)数字水印

摘要随着计算机通信技术的迅速发展,传播数字多媒体信息也越来越方便快捷,迅速兴起的互联网以电子印刷出版、电子广告、数字仓库和数字图书馆、网络视频和音频、电子商务等新的服务和运作方式为商业、科研、娱乐等带来了许多机会。
然而,随之而来的盗版和侵权行为也越来越猖獗,对数字产品的保护和信息安全的迫切需求使得数字水印技术成为多媒体信息安全研究领域的一个热点问题.数字水印可以标识作者、所有者、发行者、使用者等并携带有版权保护信息和认证信息,保护数字产品的合法拷贝和传播.数字水印技术近年来得到了较大的发展,基于变换域的水印技术是目前研究的热点。
数字水印是利用数字作品中普遍存在的冗余数据和随机性,把标识版权的水印信息嵌入到数字作品中,从而可以起到保护数字作品的版权或其完整性的一种技术.本文首先介绍了数字水印的背景、意义以及目前国内外的研究现状等基本问题,接着介绍了数字水印的基本特征、原理,随后介绍了数字水印的基本框架和数字水印的分类,为数字水印算法的提出、实现及测试提供了理论依据。
介绍了一种基于DCT的数字水印嵌入算法以及一种基于小波变换的数字水印嵌入算法,使用MATLAB设计了实验方案。
关键字:数字水印Matlab DCT 小波变换AbstractWith the rapid development of computer communication technology, the spreadof digital multimedia information more and more convenient, rapid rise of Internet publishing electronic printing,electronic advertising, digital storage and digital libraries, online video and audio, e-commerce and other new servicesmany opportunities for commercial,research,entertainment,and mode of operation。
区块链在版权保护中的数字水印技术

区块链在版权保护中的数字水印技术区块链技术在版权保护中的数字水印应用随着数字化时代的到来,各种形式的知识产权侵权行为日益严重。
特别是对于音乐、图片、视频等数字作品的盗版和非法复制问题,已经成为全球范围内的一个重大挑战。
因此,如何有效地保护创作者的权益,维护健康的创作环境,成为了当前社会亟待解决的问题。
而区块链技术与数字水印技术的结合,为解决这个问题提供了一种新的可能。
一、区块链技术的基本概念区块链是一种分布式数据库技术,它将数据以区块的形式存储,并通过密码学算法将这些区块链接在一起,形成一种不可篡改的数据链。
每个区块都包含了一定数量的交易记录,这些记录是公开透明的,任何人都可以查看。
然而,一旦数据被写入到区块链中,就无法被修改或删除,这使得区块链成为了一个非常适合用于版权保护的技术。
二、数字水印技术的基本原理数字水印是一种将特定的信息(如作者名称、创建日期等)嵌入到数字作品中的技术。
这些信息通常是肉眼不可见的,但可以通过专门的软件进行检测。
数字水印的主要作用是证明作品的所有权,防止他人非法使用或篡改作品。
三、区块链与数字水印的结合区块链技术与数字水印技术的结合,可以使数字作品的版权保护更加有效。
首先,利用区块链的不可篡改性,可以确保数字水印信息的真实性和完整性。
当数字作品被上传到区块链上时,其数字水印信息也会被同时存储。
由于区块链上的数据不能被修改,这就保证了数字水印信息的可靠性。
其次,利用区块链的公开透明性,可以实现对数字作品的全程追踪。
任何人都可以在区块链上查看到数字作品的数字水印信息,从而验证作品的真伪和来源。
这样,即使作品被盗用或篡改,也能通过对比区块链上的信息,找出真正的版权所有者。
四、实际应用案例目前,已经有一些公司开始尝试将区块链技术与数字水印技术结合起来,应用于版权保护。
例如,一家名为Binded的公司开发了一款基于区块链的摄影版权管理系统。
摄影师可以将自己的作品上传到这个系统中,系统会自动为作品添加数字水印,并将其存储在区块链上。
数字水印技术工作原理

数字水印技术工作原理
数字水印技术是一种将数字信息嵌入到数字媒体中并对其进行保护的技术。
其工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 嵌入水印:选择一个合适的算法,将数字信息以特定的方式嵌入到原始的数字媒体中。
嵌入过程通常是通过修改数字媒体的像素值或频域系数来实现的。
2. 隐蔽性:嵌入的水印信息尽可能地与原始媒体混合,使其在一般观察下难以察觉。
水印的嵌入应该对原始媒体的感知质量影响较小,以保证媒体的可视品质。
3. 鲁棒性:在保证水印隐蔽性的同时,数字水印需要具有一定的抗攻击能力。
这意味着即使经过一些通常的信号处理、修改或攻击行为,数字水印依然能够被提取出来。
4. 提取水印:在需要对数字媒体进行验证或提取水印信息时,使用相应的算法对数字媒体进行处理,将嵌入的水印信息提取出来。
提取过程通常是通过检测和解码数字媒体中的特定模式或密钥来实现的。
5. 验证和认证:提取出的水印信息可以被用来进行验证和认证。
通过与预先存储的原始水印信息进行比对,可以确定数字媒体的真实性和完整性,从而进行溯源或防伪等操作。
数字水印技术广泛应用于版权保护、防伪溯源、信息认证等领
域。
它能够在不改变原始媒体内容的情况下嵌入和提取数字信息,为数字媒体的保护提供了一种有效的手段。
数字水印技术:原理、算法与应用研究

数字水印技术:原理、算法与应用研究第一章引言1.1 研究背景数字水印技术是一种将特定信息嵌入到数字媒体中的技术,它可以用于版权保护、内容认证、数据追踪等方面。
随着数字媒体的广泛应用,数字水印技术也得到了越来越多的关注和研究。
1.2 研究目的本文旨在介绍数字水印技术的原理、算法和应用研究,帮助读者了解数字水印技术的基本概念和工作原理,并探讨数字水印技术在各个领域中的应用。
第二章数字水印技术的原理2.1 数字水印的定义数字水印是指将特定信息嵌入到数字媒体中,并且这种嵌入是不可察觉的。
数字水印可以分为可见水印和不可见水印两种类型。
2.2 数字水印的分类根据嵌入的信息类型,数字水印可以分为同步水印和异步水印。
同步水印是将特定信息嵌入到数字媒体的某个特定位置,而异步水印是通过算法将特定信息嵌入到数字媒体中。
2.3 数字水印的嵌入与提取过程数字水印的嵌入过程包括特定信息的选择、特定信息的嵌入和嵌入位置的选择等步骤。
数字水印的提取过程包括水印的检测和水印的提取两个步骤。
第三章数字水印技术的算法3.1 空域水印算法空域水印算法是将数字水印直接嵌入到像素值中的算法。
常用的空域水印算法有LSB算法、块迭代算法等。
3.2 变换域水印算法变换域水印算法是在数字媒体的变换域中嵌入水印的算法。
常用的变换域水印算法有DCT算法、小波变换算法等。
3.3 混合域水印算法混合域水印算法是将空域水印和变换域水印结合起来的算法。
常用的混合域水印算法有伪随机数算法、混合素数算法等。
第四章数字水印技术的应用研究4.1 版权保护数字水印技术可以用于版权保护,可以嵌入版权信息到数字媒体中,以防止盗版和非法传播。
4.2 内容认证数字水印技术可以用于内容认证,可以验证数字媒体的完整性和真实性,以防止内容被篡改和伪造。
4.3 数据追踪数字水印技术可以用于数据追踪,可以追踪数字媒体的传播路径和使用情况,以提供数据分析和监控。
第五章数字水印技术的挑战与展望5.1 水印容量和可靠性数字水印技术在提高水印容量的同时,也需要保证水印的可靠性,即水印在传输过程中不受损失和篡改。
BIM模型版权保护数字水印算法

BIM模型版权保护数字水印算法BIM模型版权保护数字水印算法随着信息技术的不断发展,建筑信息模型(BIM)已成为现代建筑设计和建设领域的重要工具。
然而,随之而来的问题是如何保护BIM模型的版权,防止盗用和侵权行为。
为了解决这一问题,数字水印算法被广泛运用于BIM模型的版权保护,其通过向BIM模型中嵌入不可见的数字标识符来识别和验证BIM模型的版权信息。
本文将介绍BIM模型版权保护数字水印算法的基本原理和应用。
数字水印算法基本原理数字水印算法是将信息以一种不可见或难以察觉的形式嵌入到数字媒体中,并能够在需要时进行提取和验证的技术。
它通过将水印嵌入到媒体的特定部分中,实现对媒体内容的标识和保护。
BIM模型数字水印算法的基本原理是在BIM模型中嵌入不可见的数字标识符。
这些数字标识符可以是特定的编码序列,也可以是对BIM模型进行变换或扰动后得到的结果。
数字标识符被嵌入到BIM模型中的特定位置,如节点、边、面、体素等。
嵌入数字标识符时要考虑到BIM模型的结构和几何特征,以保证其对模型的影响最小化。
数字水印算法应用于BIM模型的版权保护中可以分为两个阶段:嵌入和提取。
嵌入阶段将数字标识符嵌入到BIM模型中,使其成为一个带有版权信息的数字资源;提取阶段通过数字水印算法从BIM模型中提取出嵌入的数字标识符,用于验证模型的版权信息。
BIM模型版权保护数字水印算法的具体实现BIM模型版权保护数字水印算法的具体实现包括以下几个步骤:1. 版权信息编码:将BIM模型的版权信息编码为数字标识符,并确定嵌入的位置。
数字标识符可以采用不同的编码方法,如哈希函数、加密算法等。
2. 数字标识符嵌入:将数字标识符嵌入到BIM模型的特定位置中。
嵌入位置的选择应考虑到BIM模型的结构和几何特征,以保证数字标识符的鲁棒性和安全性。
3. 模型保存和分发:保存带有数字水印的BIM模型,并在需要分发时进行相应的保护和加密操作。
这样可以防止未经授权的用户对BIM模型进行盗用或篡改。
图像信息隐藏技术基本原理及模型构建论文

图像信息隐藏技术基本原理及模型构建论文Information Hiding,也就是信息隐藏,将在未来网络中保护信息不受破坏方面起到重要作用,信息隐藏是把机密信息隐藏在大量信息中不让对手发觉的一种方法。
信息隐藏的方法主要有隐写术、数字水印技术、可视密码、潜信道、隐匿协议等。
以下是店铺今天为大家精心准备的:图像信息隐藏技术基本原理及模型构建相关论文。
内容仅供阅读与参考!图像信息隐藏技术基本原理及模型构建全文如下:一、数字水印基本原理1、水印嵌入过程给定一N×N的图像,其亮度为x[n]=x[n,n],0≤n用一具有密钥K的伪随机序列发生器产生伪随机信号s[k]。
把b[k]与s[k]按逐个像素的方式相乘,扩频后的信号再与一知觉掩蔽信号[k]相乘,其基本目的是为了在保持对图像修改的不可见性的前提下,使水印能量尽可能大。
基于考虑到人类视觉系统(HVS)的频率掩蔽特性的知觉模型,通过对原始图像的知觉分析得到[k]。
把水印信号W[k]加入原始图像X[k],就得到嵌入水印的图像Y[k]=X[k]+W[k],整个嵌入过程见图1-1。
2、水印验证过程水印验证包括水印检测和水印提取两部分,如图1-2所示。
给定图像z[n],对其作每个像素块大小为8×8的DCT变换得到Z[k]。
首先用一个水印检测器判定Z[k]中是否含有水印;如果有的话,再用水印解码器估计消息M。
对每个过程,由Z[k]计算一组充分统计。
在验证过程不利用原始图像,我们把原始图像看作加性噪声。
事实上,我们是利用普通图像的DCT系数的统计模型解析得到合适的充分性统计。
这些模型的参数值事先给定或由Z[k]自适应估计。
为了能计算充分统计,还必须知道水印嵌入过程所使用的伪随机信号s[k]和知觉掩蔽信号α[k]。
由于没有原始图像可利用,在验证过程是无法精确知道知觉掩蔽信号的,但如果水印引入的知觉失真足够低,那么仍可采用与水印嵌入过程完全相同的知觉分析从Z[k]得到知觉掩蔽信号的好的估计。
数字水印基本原理

数字水印基本原理介绍了数字水印技术的基本原理随着信息技术和计算机网络的飞速发展,人们不但可以通过互联网和CD-ROM方便快捷地获得多媒体信息,还可以得到与原始数据完全相同的复制品,由此引发的盗版问题和版权纷争已成为日益严重的社会问题。
因此,数字多媒体产品的水印处理技术已经成为近年来研究的热点领域之一。
虽然数字水印技术近几年得到长足发展,但方向主要集中于静止图像。
由于包括时间域掩蔽效应等特性在内的更为精确的人眼视觉模型尚未完全建立,视频水印技术的发展滞后于静止图像水印技术。
另一方面,由于针对视频水印的特殊攻击形式的出现,为视频水印提出了一些区别于静止图像水印的独特要求。
本文分析了MPEG—4视频结构的特点,提出了一种基于扩展频谱的视频数字水印改进方案,并给出了应用实例。
1视频数字水印技术简介1.1数字水印技术介绍数字水印技术通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中,但不影响原内容的价值和使用,并且不能被人的感知系统觉察或注意到。
与传统的加密技术不同,数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生,但可以判别对象是否受到保护,监视被保护数据的传播,鉴别真伪,解决版权纠纷并为法庭提供认证证据。
为了给攻击者增加去除水印的难度,目前大多数水印制作方案都采用密码学中的加密体系来加强,在水印嵌入、提取时采用一种密钥,甚至几种密钥联合使用。
水印嵌入和提取的一般方法如图1所示。
1.2视频数字水印设计应考虑的几个方面水印容量:嵌入的水印信息必须足以标识多媒体内容的购买者或所有者。
不可察觉性:嵌入在视频数据中的数字水印应该不可见或不可察觉。
鲁棒性?押在不明显降低视频质量的条件下,水印很难除去。
盲检测:水印检测时不需要原始视频,因为保存所有的原始视频几乎是不可能的。
篡改提示:当多媒体内容发生改变时,通过水印提取算法,能够敏感地检测到原始数据是否被篡改。
1.3视频数字水印方案选择通过分析现有的数字视频编解码系统,可以将目前MPEG-4视频水印的嵌入与提取方案分为以下几类,如图2所示。
数字水印基本原理

介绍了数字水印技术的基本原理随着信息技术和计算机网络的飞速发展,人们不但可以通过互联网和CD-ROM方便快捷地获得多媒体信息,还可以得到与原始数据完全相同的复制品,由此引发的盗版问题和版权纷争已成为日益严重的社会问题。
因此,数字多媒体产品的水印处理技术已经成为近年来研究的热点领域之一。
虽然数字水印技术近几年得到长足发展,但方向主要集中于静止图像。
由于包括时间域掩蔽效应等特性在内的更为精确的人眼视觉模型尚未完全建立,视频水印技术的发展滞后于静止图像水印技术。
另一方面,由于针对视频水印的特殊攻击形式的出现,为视频水印提出了一些区别于静止图像水印的独特要求。
本文分析了MPEG-4视频结构的特点,提出了一种基于扩展频谱的视频数字水印改进方案,并给出了应用实例。
1视频数字水印技术简介1.1数字水印技术介绍数字水印技术通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中,但不影响原内容的价值和使用,并且不能被人的感知系统觉察或注意到。
与传统的加密技术不同,数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生,但可以判别对象是否受到保护,监视被保护数据的传播,鉴别真伪,解决版权纠纷并为法庭提供认证证据。
为了给攻击者增加去除水印的难度,目前大多数水印制作方案都采用密码学中的加密体系来加强,在水印嵌入、提取时采用一种密钥,甚至几种密钥联合使用。
水印嵌入和提取的一般方法如图1所示。
1.2视频数字水印设计应考虑的几个方面·水印容量:嵌入的水印信息必须足以标识多媒体内容的购买者或所有者。
·不可察觉性:嵌入在视频数据中的数字水印应该不可见或不可察觉。
·鲁棒性?押在不明显降低视频质量的条件下,水印很难除去。
·盲检测:水印检测时不需要原始视频,因为保存所有的原始视频几乎是不可能的。
·篡改提示:当多媒体内容发生改变时,通过水印提取算法,能够敏感地检测到原始数据是否被篡改。
1.3视频数字水印方案选择通过分析现有的数字视频编解码系统,可以将目前MPEG-4视频水印的嵌入与提取方案分为以下几类,如图2所示。
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介绍了数字水印技术的基本原理随着信息技术和计算机网络的飞速发展,人们不但可以通过互联网和CD-ROM方便快捷地获得多媒体信息,还可以得到与原始数据完全相同的复制品,由此引发的盗版问题和版权纷争已成为日益严重的社会问题。
因此,数字多媒体产品的水印处理技术已经成为近年来研究的热点领域之一。
虽然数字水印技术近几年得到长足发展,但方向主要集中于静止图像。
由于包括时间域掩蔽效应等特性在内的更为精确的人眼视觉模型尚未完全建立,视频水印技术的发展滞后于静止图像水印技术。
另一方面,由于针对视频水印的特殊攻击形式的出现,为视频水印提出了一些区别于静止图像水印的独特要求。
本文分析了MPEG—4视频结构的特点,提出了一种基于扩展频谱的视频数字水印改进方案,并给出了应用实例。
1视频数字水印技术简介1.1数字水印技术介绍数字水印技术通过一定的算法将一些标志性信息直接嵌入到多媒体内容当中,但不影响原内容的价值和使用,并且不能被人的感知系统觉察或注意到。
与传统的加密技术不同,数字水印技术并不能阻止盗版活动的发生,但可以判别对象是否受到保护,监视被保护数据的传播,鉴别真伪,解决版权纠纷并为法庭提供认证证据。
为了给攻击者增加去除水印的难度,目前大多数水印制作方案都采用密码学中的加密体系来加强,在水印嵌入、提取时采用一种密钥,甚至几种密钥联合使用。
水印嵌入和提取的一般方法如图1所示。
1.2视频数字水印设计应考虑的几个方面水印容量:嵌入的水印信息必须足以标识多媒体内容的购买者或所有者。
不可察觉性:嵌入在视频数据中的数字水印应该不可见或不可察觉。
鲁棒性押在不明显降低视频质量的条件下,水印很难除去。
盲检测:水印检测时不需要原始视频,因为保存所有的原始视频几乎是不可能的。
篡改提示:当多媒体内容发生改变时,通过水印提取算法,能够敏感地检测到原始数据是否被篡改。
1.3视频数字水印方案选择通过分析现有的数字视频编解码系统,可以将目前MPEG—4视频水印的嵌入与提取方案分为以下几类,如图2所示(1)视频水印嵌入方案一:水印直接嵌入在原始视频流中。
此类方案的优点是:水印嵌入的方法较多,原则上数字图像水印方案均可应用于此。
缺点是:会增加视频码流的数据比特率;经MPEG—4有损压缩后会丢失水印;会降低视频质量;对于已压缩的视频,需先进行解码,然后嵌入水印,再重新编码。
(2)视频水印嵌入方案二:水印嵌入在编码阶段的离散余弦变换(DCT)的直流系数(DC)中(量化后、预测前)。
此类方案的优点是:水印仅嵌入在DCT系数中,不会增加视频流的数据比特率;易设计出抗多种攻击的水印;可通过自适应机制依据人的视觉特性进行调制,在得到较好的主观视觉质量的同时得到较强的抗攻击能力。
缺点是对于已压缩的视频,有一个部分解码、嵌入、再编码的过程。
(3 )视频水印嵌入方案三:水印直接嵌入在MPEG—4压缩比特流中。
优点是不需完全解码和再编码的过程,对整体视频信号的影响较小。
缺点是:视频系统对视频压缩码率的约束将限制水印的嵌入量;水印的嵌入可能造成对视频解码系统中运动补偿环路的不良影响;该类算法设计具有一定的复杂度。
2 MPEG-4视频水印的实现基于上述的各种方案,本文在方案二的基础上提出了一种针对MPEG-4视频编码系统的扩展频谱数字水印技术改进方案,将扩频调制后的水印信息嵌入到视频流IVOP (Intra Video Ob J ect Plane )中色度DCT直流系数的最低位。
本方案不需要完全解码,大大减少了运算的复杂度,提高了实时性。
同时由于水印嵌入在直流系数中,在保证视频效果不失真的前提下,水印具有很强的鲁棒性。
2.1 MPEG-4视频的特点MPEG-4视频编解码基于VOP (Video Object P lane )。
从时间上看,VOP分为内部VOP (IVOP )、前向因果预测VOP (PVOP )、双向非因果预测VOP(BVOP)、全景的灵影VO P(SVOP)oIVOP只用本身的信息进行编码;PVOP利用过去的参考VOP进行运动补偿的预测编码;BVOP利用过去和将来的参考VOP进行双向运动补偿的预测编码;SVOP 一系列运动图像中的静止背景。
因此IVOP的图像信息较独立熏最适合嵌入水印信息。
从空间上看,它由若干个大小为16 X16的宏块(Macro Biock )组成,每个宏块包括大小为8 X8的6个子块。
其中4个亮度子块Y,1个色差子块U,1个色差子块VoIVOP编码基本流程如图3所示。
为了不受量化过程的影响,本方案将水印嵌入在量化后的DCT系数中,从而提高了水印生存的稳定性。
在MPEG—4压缩算法中,D CT系数的量化是关键,它直接影响视频的质量和码流控制算法。
为此,MPEG—4提供了一个供参考的标准量化表。
该表根据人类视觉模型(HVS )建立。
考虑到人眼对咼频信息损失的敏感度较低频损失小很多,因此通常把水印嵌入到中低频信息中,提高了水印信息的鲁棒性。
另外, 根据人眼对亮度信息的变化比色度信息较敏感这一特性,为最大限度地保持视频质量,本方案将水印嵌入到色度?穴口子块?雪DCT系数中。
由于DCT是目前多媒体视频压缩中被广泛采用的技术基础,因此基于DCT的视频水印方案具有显著的优势。
将水印信息嵌入到IVOP色度量化后的DCT直流系数中,不但无需引入额外的变换以获取视频的频谱分布,且水印信息不受DCT系数量化带来的影响。
2.2视频数字水印算法与实现在MPEG—4视频中,由于IVOP中色度子块的DCT直流系数是一个在视频流中始终存在且很鲁棒的参数,本方案将水印信息经m 序列(最长线性反馈移存器序列)调制后嵌入到IVOP的色度子块DCT的直流系数中。
这样水印信息在不影响视频效果的情况下难以去除,所以鲁棒性足够强。
本方案采用扩频的方法,以方便有效地检测水印,抵抗各种攻击和干扰,保密性好。
关键问题是色度DCT的直流系统是一个对视觉系统很敏感的参数,本方案在色度DCT的直流系数上加水印相当于对其加入微量干扰,必须使这种干扰低于一定的门限值,使人眼的视觉系统对视频中色度的微小变化感觉不到。
经过试验将水印嵌入到IVOP的色度DCT的直流系数的最低位能满足要求。
2.2.1视频数字水印的嵌入伪随机的扩展序列长度为2 5 5 (2 8 —1 ),每一水印信息位通过伪随机扩展序列的调制嵌入到相应的IVOP色度对应的DCT直流系数(量化后、预测前)的最低位,这样水印信息在不影响视频效果的情况下一般难以去除。
同时,嵌入在直流系数的最低位,带来的误差非常小。
伪随机的扩展序列产生代码如下:#define M LEN 255#define M_SERIES 8for ( i=0 ;i<M_SERIES ;i+ + )m [ i ] =1 ;for ( i=M_SERIES ;i<M_LEN ;i+ + ){m [ i ] = m [ i — 1 ] + m [ i—5 ] + m [ i—6 ] + m [ i—7 ];m [ i ] = m [ i ] %2 ;}水印信息位扩展调制方式为:水印信息位为0,伪随机的扩展序列不变;水印信息位为1,伪随机的扩展序列取反。
这个过程可以用异或运算实现。
代码如下:WMij = Wi 人m [ j ];/?觹每一水印信息位扩展调制成255位的扩展调制位*/这里Wi表示水印信息码流(WMij表示水印信息扩展调制码流。
设UDCij表示视频IVOP色度DCT的直流系数)量化后、DC预测计算之前雪序列,为了方便,用一个字节表示一位二进制码流信息。
水印嵌入过程如下:if (WMij ) UDCij |=1 ;/*根据扩展调制后的码流嵌入水印信息* /else UDCij & = OxFFFE ;2.2.2视频数字水印的提取水印信息提取是水印信息嵌入的逆过程,代码如下:if ( inv—UDCij & 1 ) inv_WMij = 1 ;else inv —WMij =0 ;这里inv—UDCij表示带有水印信息的视频IVOP色度DCT的直流系数(反量化前、DC预测计算之后)序列;inv—W Mij表示检测到的水印信息扩展调制码流。
每个IVOP色度子块在解码时得到一位扩展调制的信号位,每连续2 5 5个扩展调制的信号位可解调得到1位水印信息,具体分析如下:用与原始伪随机序列结构相同且完全同步的序列与得到的连续255个扩展调制的信号接收序列进行异或运算,统计运算后1的个数记为O neCount。
由于m序列的自相关函数只有两种取值(1和—1/ (2n-l )),属于双值自相关序列。
因此,如果数据未受到任何攻击和干扰,O neCount只有两种结果:2 5 5或0。
当O neCount = 255时,得到的水印信息位为1;当O neCo unt = 0时,得到的水印信息位为0。
如果数据受到攻击或干扰,OneCount有多种结果。
根据统计分析,当O neCount >12 7时,得到的水印信息位为1,并且这2 5 5个IVOP色度子块中有(255 —OneCount )个子块受到攻击或干扰;当O neCountV127时,得到的水印信息位为0,并且这2 5 5 个IVOP色度子块中有O neCount个子块受到攻击或干扰。
这样既可以统计总共有多少视频IVOP色度子块受到攻击或干扰同时又能极强地恢复出原始水印信息。
3试验结果分析试验结果表明,m序列的长度越长,检测效果越好,但能够嵌入的水印信息量也相应地减少。
本方案中水印只嵌入在视频的IVOP中,不修改PVOP 和EVOP,对帧跳跃与帧删除攻击稳健,因为IV OP不可以被跳跃或删除。
同时,由于水印信息嵌入在DCT的直流系数中,而直流系数的变化对视频效果会有较大的影响, 所以采取将水印信息嵌入到色度子块DCT直流系数的最低位。
这样不仅使水印嵌入计算的复杂度大为降低,为MPEG—4编解码节省了时间,还可取得良好的视频效果, 达到了不可觉察性。
从统计角度看也不会增加视频码流。
另外,水印提取时无需原始视频。
若水印信息未受到攻击,则本方案可准确地提取到原始视频的完全水印;若水印信息受到攻击,根据扩频解调性质,本方案可以最大限度地恢复出原始水印信息,并统计出有多少个IVOP色度子块受到攻击。
由于DCT是目前多媒体视频压缩几大标准(H.261、H.26 3、MPEG—4等)共同采用的技术基础。
因此基于DCT的水印方案在视频压缩中具有非常重要的研究意义和应用前景。
本文在此基础上提出了一个基于扩展频谱的MPEG—4视频数字水印方案。
实践证明,在不需要原始视频的情况下,本方案能敏感地检测到数据是否被篡改或破坏,并具有良好的稳定性和鲁棒性,从而提供了知识产权的保护,防止非法获取。