基于AVS标准的视频水印认证技术

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近年来,数字多媒体信息在人们生活中占据越来越重要的位置。同时,随着计算机存储容量和网络带宽的长足发展,数字视频正逐步取代模拟视频成为多媒体产品的主要形式,由此带来的安全问题也日益得到人们的重视。例如利用视频的冗余信息非常容易对内容进行编辑修改,而且用肉眼很难区分真伪。当视频内容涉及到政治、军事、法庭证据等信息时,其可信度(如监控录像、电视广播节目等是否被修改)必须得到确认。因此,视频认证技术成为信息安全领域一个重要的研究课题。 数字水印技术是多媒体认证的主要方法之一,但当前针对视频认证的研究相对较少,现有的算法也不太成熟,且视频水印算法必须考虑到压缩的问题。AVS标准是中国自主制订的第二代视频编码技术标准,基于AVS标准的视频安全方面的研究正处于起步阶段,目前还没有搜索到相关的文献发表,因此该领域具有巨大的研究空间和广阔的应用前景。本文主要研究基于AVS标准的视频水印认证技术,主要工作如下: 1.深入理解AVS标准及其编解码器。AVS标准与以往的MPEG-2、H.264等标准在某些方面有一定的相似,但又具有自身的特点,本文在深入阐述AVS标准原理的基础上,对AVS标准的编解码器也进行了深入的研究。 2.提出一种基于AVS标准的运动矢量水印嵌入策略。在对以往的运动矢量水印算法深入研究的基础上,针对AVS编解码器的特点,提出了一种先嵌入后补偿的水印嵌入策略。该策略先在运动矢量上嵌入水印,然后对运动矢量指向的亮度残差和色度残差重新进行补偿计算和编码,可以有效地提高水印的不可见性,同时针对AVS B帧双向模式的特殊性采用先进行宏块模式选择,后嵌入水印的方法,达到在P帧和B帧运动矢量嵌入水印的目的,具有实现简单,视频质量影响小等优点。 3.设计了一个基于AVS标准的视频水印认证系统。运用本文提出的水印嵌入策略,实现了AVS标准的视频水印认证系统。该系统通过在编码端对I帧提取特征信息,并以水印的形式嵌入到P帧和B帧运动矢量中,在解码端提取特征信息并与水印行进比较得到认证结果。实验表明该系统具有较全面的优越性。
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