具有增强的几何失真鲁棒性的盲数字视频水印方案
鲁棒数字视频水印技术研究
鲁棒数字视频水印技术研究互联网的高速发展使得视频的传输和观看变得越来越方便,视频日益成为人们日常工作和生活中不可缺少的一部分。
同时,视频的盗版现象也日渐增多,这将损害视频创作者们的经济利益与创作热情,产生版权纠纷,因此如何确定视频的版权归属是一个重要的研究课题。
数字视频水印技术将版权相关信息嵌入到视频中或提取视频特征在第三方备案,通过技术手段可以从盗版视频中提取该信息,证明视频的版权归属,达到版权保护的目的。
数字视频水印是数字水印技术研究方向的难点,本文对鲁棒数字视频水印技术进行研究,首先介绍了数字视频水印的基本概念和技术分类,总结了各种视频水印的攻击形式,例如帧复制、帧删除、码率改变、几何攻击等以及视频水印的的技术要求,然后提出了相应的视频水印算法。
首先提出一个抗几何攻击的视频零水印算法,将视频分为固定长度的帧组,对每一组中的帧计算时域上的一维离散余弦变换,取变换后的第一个系数（低频分量）构建特征矩阵,统计特征矩阵中大于8的元素个数<sub>1</sub>n和小于-8的元素个数<sub>0</sub>n,把<sub>1</sub>n与<sub>0</sub>n的大小关系作为这一组帧的特征,整个视频的特征由每一组帧特征的连接构成。
实验结果表明该算法对旋转、裁剪、尺度缩放攻击具有很强的鲁棒性,也对加噪声和均值滤波攻击具有很好的鲁棒性。
提出一种基于分块DCT的视频水印算法。
将视频帧分为8?8的块,分别做DCT,根据水印信息比特控制一帧中所有的块做相同的变换,使得变换域中的系数满足由水印信息比特确定的大小关系。
为提高水印算法的鲁棒性,一个水印信息比特将被嵌入到长度为T时间内的视频中。
在水印提取阶段,统计视频帧内每一块中系数的大小关系,使用多数判断来得到该帧对应的信息比特,然后对得到的比特串进行译码,最后在译码结果中检测水印信息。
一种采用色度嵌入的鲁棒视频水印方案
分发。 • 由于数字视频记录设备的放置不当， • 数字电影的盗版副本可能会受到几何攻击，例如缩放（缩放），旋转和
裁剪。
一，引言
• 另外，此盗版副本的帧频和分辨率可能与便携式设备（例 如智能手机，PMP，PDA和平板电脑）不兼容。
一，引言
• 在文献中，已经提出了几种视频水印方法， • 其中将水印嵌入到亮度（Y）或色度通道中。 • 这些基于DCT的方法中的一些[4] – [10]的目的是针对几何攻击的鲁棒性。 • 在[6]，[7]中，通过考虑以下事实，将水印嵌入到Y通道的DCT域中： • 帧的空间域中的缩减与DCT域中高频带的消除近似相似。 • 文献[6]中的算法对于降低分辨率和小角度旋转具有鲁棒性， • 但无法在裁剪和缩小后结合使用。 • 另一方面，文献[7]中的方法对于缩小尺寸和帧速率变化具有鲁棒性， • 但对旋转和裁剪的鲁棒性却有限。
鲁棒性。 • 这种方法对于在任意分辨率，宽高比更改，压缩和摄录时减小尺寸也很有效。
一，引言
• 随着高速宽带接入和大量互联网流媒体站点的普及， • 数字电影的盗版复制品可以很容易地为全球观众所访问， • 以在影院上映后的几天内在线观看和下载。 • 当前，这种盗版内容的最大来源是可录制。 • 大约有百分之九十的新发行的盗版电影可以追溯到在电影院中使用数字
一，引言
• 在[10]中，通过调制低频DCT系数将水印嵌 入到Y通道的水印最小序列（WMS）中，
• 从而为几何攻击提供鲁棒性。 • 帧速率变化负责使整个视频序列掉落或插
入整个视频序列，这会使WMS失真， • 但至少需要一个WMS才能使用此算法检测
基于 DWT-DCT-SVD 的鲁棒盲视频水印算法
基于DWT-DCT-SVD 的鲁棒盲视频水印算法摘要：为更有效的保护多媒体数据，文中提出了一种基于 DWT、DCT 与 SVD 结合的盲视频水印算法。
利用视频帧内的 R、G 通道的颜色差值进行关键帧的快速选取，将关键帧的 B 分量进行多级离散小波变换，对变换后的子带进行 Arnold 置乱，将水印嵌入到置乱后的子带奇异值中。
当嵌入水印视频受到攻击时，利用彩色图像各颜色通道间像素差值很小和奇异值分解的稳定性，用嵌入水印视频关键帧的 G 分量代替原始视频关键帧的 B 分量，实现水印的盲提取。
试验结果表明，该算法对噪声、滤波、裁剪、帧置乱、帧平均、MPEG 压缩等攻击具有较好的鲁棒性。
关键词：视频水印；关键帧；蓝色通道；奇异值；盲提取由于互联网技术和数字多媒体技术的快速发展，现如今大量的多媒体数据都可以通过网络被人们轻松的访问、拷贝和传播。
因此，寻求有效的方法来解决多媒体数据的版权保护问题日益受到人们重视。
其中，数字水印技术成为一种非常有效的版权保护方法。
近年来，人们对数字图像水印技术的研究已日趋成熟，而视频水印正处于研究阶段。
文献[2]提出了三维 Gabor 变换的视频水印算法，将水印信息嵌入到三维 Gabor 变换的系数中，该算法计算复杂度较高，不满足水印的实时性要求。
文献[3]基于三维小波变换的空时多分辨率特性，将扩频水印自适应的嵌入到三维小波系数中，鲁棒性较好，但实时性较差且水印为非盲提取。
文献[4]中对每 4 帧图像进行三维小波变换，将水印自适应的嵌入到视频的低频与高频帧中，水印为盲提取且鲁棒性较好。
文献[5]、[6]中的算法对几何攻击都具有较强的鲁棒性，但对于帧置乱、帧丢失等时间同步攻击鲁棒性较弱。
文献[7]利用压缩传感和Arnold变换对水印进行加密，然后将视频关键帧的某一颜色分量进行SVD分解，将加密后的水印嵌入到相应的奇异值中，该算法使水印具有较好的保密性和鲁棒性。
文献[8]提出了一种盲视频水印算法，但该算法将视频中的每一帧图像都进行DWT变换与分解，计算量大且对噪声的鲁棒性较差。
一种抗几何变换攻击的MPEG-4视频对象水印方案
一种抗几何变换攻击的MPEG-4视频对象水印方案
黄文勇;唐龙
【期刊名称】《小型微型计算机系统》
【年(卷),期】2005(026)005
【摘要】基于对象的视频水印在几何变换的攻击下将丧失同步信息.采用图像规范化的方法,比较水印嵌入和检测时的规范化信息来达到同步检测,并进一步校正了由于插值误差产生的波动点.同时为了抵抗MPEG-4压缩,通过分析水印嵌入量、鲁棒性和视频质量三者的关系,使用编码阶段量化后的四个SA-DCT系数来嵌入一个水印分量.算法可方便地并入到MPEG-4基于对象的编码框架中.实验结果表明本方案具有失真小、鲁棒、简单易行及可操作性强等优点.
【总页数】4页(P803-806)
【作者】黄文勇;唐龙
【作者单位】清华大学,计算机科学与技术系,北京,100084;清华大学,计算机科学与技术系,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.一种抵抗几何变换攻击的数字图像水印方法 [J], 赵征;徐涛;席鹏程
2.一种抗几何变换攻击的矢量数据盲水印算法 [J], 王云飞;赵婧;王拓;崔伟宏
3.一种抗几何攻击的数字图像零水印方案 [J], 张伟东;端木春江;李均波
4.一种抗缩放攻击的盲检测数字水印方案 [J], 周拥军;尹忠海;高大化
5.一种抗几何变换攻击的盲图像水印 [J], 常敏;李道远;卢超;袁春风
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一种基于门限方案的鲁棒性视频水印算法
Ｈ．２６４等压缩 标 准 ，达 到嵌 入水 印 的 目 的 ，是 目前
研究 的热 点［１ｑ］。
２ （Ｔ，Ｎ）门限方 案
在视频水 印中追求两方面 的性 能 ：鲁棒性 和不可 感知性 ，而水印的嵌人 量直接影 响到水 印的鲁 棒性和 不可感 知Ｉｌ生。一般来说 ，水印嵌入量越大 ，水印的鲁棒
ＳＨＩ Ｇｕｏｃｈｕａｎ ＳＨＩ Ｂｉｎｈａｏ ＬＵ Ｌｅｉｊｉ Ｗ ＡＮＧ Ｈｕａｎ
（１＿Ａｒｍ ｙ Ｏｆｆｉｃｅｒ Ａｃａｄｅｍｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３００３１）（２． Ａｎｈｕｉ Ｍ ｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３０００８）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ Ｓｈａｍ ｉｒ（Ｔ ，Ｎ ）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｓｃｈｅｍｅ，ａ ｒｏｂｕｓｔ ｖｉｄｅｏ ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｉｎ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ （Ｎ ，Ｎ）ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｓｃｈｅｍｅ，ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｗａｔｅｒ ｍ ａｒｋｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉ
目前 ，视 频水 印嵌 入算法 主 要有 基 于原 始 视频 为＿８ｊ，将 压缩信息嵌入载 体 ，在嵌 入率 、鲁棒性和失真
和基 于压缩 视 频 的两 种算 法 。基 于原 始视 频 的算 上 ，可 以实 现最 佳 的折 中办 法 。本文 依 据 Ｓｈａｍｉｒ的
法就 是对 未经 编码 的视频 流数 据进 行处 理 ，在 原始 （Ｔ，Ｎ）门限方案 提出 了一种 鲁棒性视 频水 印算 法 ，对 视频 中嵌 入 水 印 。基 于 压 缩 视 频 的 算 法 是 结 合 水 印信息先进行压缩然后进行嵌入 ［９￣１１］。
一种用于视频流的强鲁棒性数字水印方案
一种用于视频流的强鲁棒性数字水印方案丁瑶;于志强【期刊名称】《计算机仿真》【年(卷),期】2012(000)006【摘要】研究了视频流的水印嵌入和提取,为视频流提供版权保护.针对现阶段越来越多的视频流盗版现状,为了保护版权方的利益,提出了一种将版权方信息作为数字水印嵌入到视频流中的方法.通过该方法,在视频流中嵌入了不易破坏的版权方的信息,该信息可作为流媒体的追溯标记和证据.经实验证明:改进方案与其他数字水印方案相比,具有很强的鲁棒性,可抵抗视频的重复编码,抵抗分辨率缩放,抵抗一定程度的内容修改,支持水印的盲提取.%To provide copyright protection for video stream, the watermark embedding and extraction were studied. For more and more of stream piracies, in order to protect the interests of copyright side, the paper presented a digital watermark embedding method which puts copyright information into video stream. Using this method, the information embedded in the video stream is not easy to be damaged. And the information can be the retrospectively label and evidence for the streaming media. The experiment shows that: compared with other digital watermarking schemes, it has a strong robustness to resist the repeated video encoding, resolution scaling and a certain degree of content changes. It also supports watermark extraction.【总页数】4页(P128-131)【作者】丁瑶;于志强【作者单位】航天信息股份有限公司数字技术研究院,北京100195;航天信息股份有限公司数字技术研究院,北京100195【正文语种】中文【中图分类】TP317.4【相关文献】1.一种抵抗强剪切攻击的鲁棒性数字水印算法 [J], 同鸣;闫涛;姬红兵2.一种强鲁棒性的图像数字水印算法的设计 [J], 石红梅3.一种基于DWT-DCT变换强鲁棒性的数字水印算法 [J], 宁国强;刘媛媛;李凤堂;张建理4.一种强鲁棒性的新型彩色图像数字水印技术 [J], 姚绍华;陈青;陈祥5.一种强鲁棒性的彩色图像数字水印技术 [J], 魏代海;王晓红;刘玄玄因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种用于复杂小波访问控制的新型盲视频水印方案
IV。 结论
● 提出了一种用于访问控制的水印系统。 ● 嵌入的水印不可察觉（42.5 dB PSNR），以免降低电影院放映的电影的质量。 ● 水印对于缩放，裁剪，旋转和压缩的组合具有鲁棒性。 ● 检测过程是盲目的且易于实现的，因此不会增加DVD播放器的成本和复杂性。 ● 所有这些特性使其成为数字视频访问控制的可能解决方案。
三， 实验结果
● 我们使用了五个QCIF（176x144）视频序列（容器，HallMonitor，母女，新闻和Suzie）。 ● 水印被嵌入这些序列的亮度分量中。 ● 我们对每个序列执行了10次测试，每次都使用不同的密钥K。 ● 阈值x设置为8，Rd设置为9，并使用128组18 = 32帧确定水印的强度。 ● 带水印的序列的平均PSNR为42.5 dB。 ● 我们通过同时 ● 旋转（30倍），缩放（10％），裁剪（返回176 x 144）和压缩（使用H.264 / AVC） ● 加水印的视频序列来模拟手持摄像机。
二。 建议的方法
● 最后，我们通过使用带水印的系数执行逆DT CWT来重建视频帧。 ● 如果丢帧（例如，在模拟记录过程中），则保持同步变得很困难。 ● 为了克服这个问题，我们每0.6帧更改一次重新排序密钥K。 ● 在解码器上，视频序列中水印R的强度是通过获取所选4级系数的大小与原始水印的内积来确定的。 ● 水印编码器和解码器的示意图如图1所示。
二 建议的方法
● 水印是一个长度为6的向量，其元素为I和-I（例如[1 -1 1 -1 1 -1]）。 ● 为了使攻击者难以检测到水印， ● 我们利用编码器和解码器仅知道的密钥K伪随机地重新排序其元素。 ● 我们称此重新排序的向量为w，这是将嵌入视频帧中的水印。 ● 对于每个帧，应用四级DT CWT来找到系数。 ● 然后，我们在所有六个方向上找到3级系数幅度的最小值，并构建一个2D数组。 ● 我们对该阵列应用低通滤波器，并在每个方向上以2的因数进行子采样， ● 以创建尺寸与4级子带相同的阵列p（U4，V4）。
一种强鲁棒性的视频水印方案
一种强鲁棒性的视频水印方案作者：邓华,张继夫,王光宇来源：《电脑知识与技术》2010年第13期摘要:根据MPEG-4视频压缩原理,提出一种基于DCT(discrete cosine transform离散余弦变换)域的视频水印嵌入方案。
该方案选取包含较多版权信息的灰度图像作为水印信息,根据纹理特征选择水印嵌入域,并将水印嵌入到部分解码视频I-VOP色度块的DC中。
实验数据表明,在保证视频效果不失真的前提下,该方案具有良好的鲁棒性。
关键词:水印;MPEG-4;鲁棒性;DCT中图分类号:TP309. 7文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)13-3445-02A Method of Robust Video Watermark TechnologyDENG Hua1, ZHANG Ji-fu2, WANG Guang-yu1(puter Office, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China;itary Simulation Technology Institute, Aviation University of Air Force, Changchun 1300222, China)Abstract: A method of video watermarking which was based on DCT domain was designed according to the MPEG-4 compressed video principle. The algorithm uses high-capacity gray image as the watermark information, and chooses the watermarking embedded domain according to the texture characters. The algorithm embeds the watermark information into DC component of I-VOP. The experimental results show that the watermark has good invisibility and robustness.Key words: watermarking; MPEG-4; robustness; DCT目前,MPEG-4视频水印技术已成为网络信息安全和数字媒体版权保护研究的热点。
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I.引言
● 本文提出了一种方案，其中将水印嵌入视频的U分量的每个帧中。 ● 这确保了由于人类视觉系统对色度变化的敏感性而导致的水印不可察觉性。 ● 这进一步有助于鲁棒的水印，因为当嵌入在色度中比嵌入在亮度分量中时， ● 可以使具有相同不可感知性的水印更强。 ● 我们的技术是在DT CWT域中开发的， ● 因为我们打算利用DT CWT固有的鲁棒性[9]来应对几何失真。 ● 本文的其余部分安排如下。 ● 第二节介绍了建议的方法。 ● 第三部分介绍了实验分析。 ● 第四节总结全文。
I.引言
● 未经授权就对受版权保护的视频进行重新分发是对制片厂和电影制片人的重大威胁。 ● 当前，最大的视频盗版来源是摄像机[1]，其中视频在剧院中被摄像机录制， ● 然后在没有任何版权保护的情况下大规模在线发行。 ● 数字水印是可以防止这种类型的数字盗窃的技术。 ● 数字视频水印系统最重要的要求是针对旨在去除水印的攻击的鲁棒性和不可感知性[2]。
具有增强的几何失真鲁棒性 的盲数字视频水印方案
ref：A Blind Digital Video Watermarking Scheme with Enhanced Robustness to Geometric Distortion-2012
摘要-
● 未经授权而重新分发电影是对数字媒体的常见威胁， ● 可以通过数字视频水印来防止。 ● 水印通常嵌入视频帧的亮度（Y）分量中。 ● 色度（U）分量比Y分量支持更多的失真，而不会被人眼察觉。 ● 因此，在我们提出的方法中， ● 使用双树复数小波变换（DT CWT）将水印嵌入视频序列每一帧的U分量中。 ● 这种方法旨在提供在视觉上看不见的高质量水印视频。 ● 在不使用原始视频内容的情况下执行水印检测，即水印提取是盲目的。 ● 所提出的方案对于诸如缩放，裁剪和旋转以及有损压缩的不同几何攻击是鲁棒的。
I.引言
● 在文献中，已经提出了许多具有针对不同几何攻击的鲁棒性的水印技术。 ● 在[3]中提供了一种盲注水印方法， ● 其中使用哈里斯检测方法将水印嵌入视频Y分量的DCT（离散余弦变换）域中。 ● 此方法在缩放和旋转方面很强大。 ● 但是，它在裁剪方面有局限性。 ● 在文献[4]中实现了一种基于混沌的静止图像小波域水印方法。 ● 在这种方法中，水印被嵌入到子图像的离散小波变换（DWT）系数中。 ● 从整个图像中提取出带水印的子图像后，对该子图像应用水印检测方法。 ● 该方法对裁剪很健壮，但对旋转的防御能力有限。
二。建议的方法
● B.创建感知蒙版 ● 将水印添加到DT CWT的最高级别系数中， ● 但是人的视觉系统非常容易受到低频变化的影响。 ● 因此，创建了感知蒙版。 ● 它定义水印的嵌入强度， ● 并更改视频帧的3级系数以使水印不可见。
二。建议的方法
● 但是，水印嵌入到帧的U分量中， ● 级别3中的掩码是根据Y分量的级别2系数创建的。 ● 水印仅嵌入到U分量的3级系数， ● 而水印帧的Y分量的2级系数在检测器处保持不变。 ● 因此，可以容易地根据Y分量的2级系数来重构检测器处的掩模。 ● 为了为级别3的六个子带中的每个子带创建掩码， ● 将低通滤波器应用于Y分量的级别2系数的每个子带的大小。 ● 所得阵列以ρ因子下采样，因此新阵列的尺寸等于3级子带。 ● 最后，将数组除以步长值δ，然后四显示视频时水印的不可见性。 ● 水印被认为是添加到原始主机视频信号的噪声， ● 它以某种方式降低了视觉质量。 ● 因此，我们的目标是在水印嵌入过程中考虑视觉系统所能感知到的最小失真。 ● 当视频从大屏幕剧院放映时，视频可能会受到有意或无意的几何失真， ● 例如缩放，旋转或裁剪。这些失真会导致视频信息丢失以及水印下降。 ● 因此，鲁棒性是一个非常重要的考虑因素，因为在这些失真之后，水印仍然必须是可检测的。 ● 因为在最实际的应用中，原始主机视频不可用于水印检测， ● 所以盲检测是数字视频水印技术的另一个重要要求。
二。建议的方法
● A.生成水印 ● 水印是使用密钥 ● K = K0 +Kβ（1） ● 创建的+1和-1的伪随机序列， ● 其中K0是恒定的正整数。 ● Kβ也是在每β个连续帧中变化的正整数。 ● 更改密钥K可以阻止将相同的水印嵌入大量帧中， ● 以提供针对时间平均攻击的鲁棒性。
二。建议的方法
● 如图1所示，水印被布置为2-D阵列， ● 并且在2D水印上执行1级DT CWT。 ● 在每个视频帧上执行3级DT CWT。 ● 然后，对于每个子带， ● 将水印阵列的高频系数嵌入到视频帧的对应的等级3高频系数中。 ● 在我们提出的方法中， ● 二维水印的1级系数的数量是视频帧3级系数的四分之一。 ● 因此，水印的大小是视频帧的大小的64倍， ● 即水印阵列的水平和垂直尺寸是视频帧尺寸的八分之一。
I.引言
● 在[8]中实现了基于DCT的盲水印方案。 ● 在这种方法中，将水印嵌入视频帧的U分量的低频DCT系数中。 ● 由于低频系数受几何失真的影响较小，因此这种方法对几何攻击具有鲁棒性， ● 但是人的视觉系统对低频变化非常敏感。 ● 在此，在水印嵌入区域中不考虑DC分量，这是因为DC分量的变化随着人眼的闪烁可见。 ● 但是，直流分量周围的系数通常具有较大的值， ● 对这些系数的任何修改也可以看作是轻微的闪烁。 ● 因此，该算法无法提供人类视觉系统无法察觉的水印。 ● 这种水印算法对缩放具有鲁棒性，但对旋转的鲁棒性却有限。
I.引言
● 在[5]中，基于DT CWT设计了一种水印方法。 ● 使用扩展频谱技术将水印嵌入到4级DT CWT的两个最高级别中。 ● 由于其水印提取技术不是盲目的， ● 因此该方法不适用于检测器中不存在原始视频内容的情况。 ● 在[6]中提出了另一种基于DT CWT的水印方法， ● 其中将水印添加到4级DT CWT的3级和4级高频亮度系数。 ● 这种方法对缩放，裁剪和旋转以及H.264压缩是盲目的且健壮的。 ● 但是，由于人眼对亮度的变化比对色度的变化更敏感[7]， ● 因此通过应用此方法进行水印不支持高强度水印。 ● 因此，在需要不可察觉的水印的情况下，该方法的鲁棒性降低。