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            基于视觉特性和DCT变换的空域视频水印算法的研究

            来源: www.zsalud.com 作者:代写毕业论文 发布时间:2012-07-12 论文字数:0字
            论文编号: 论文语言:-,中文,西班牙,日文,韩语,法文,德语,English 论文类型:
            MBA论文:基于视觉特性和DCT变换的空域视频水印算法的研究 由硕士毕业论文中心,硕士论文组整理提供,本文阐述了基于视觉特性和DCT变换的空域视频水印算法的研究

            MBA论文:基于视觉特性和DCT变换的空域视频水印算法的研究 由硕士毕业论文中心,硕士论文组整理提供,本文阐述了基于视觉特性和DCT变换的空域视频水印算法的研究

            视 频数字水印技术是通过向视频序列中隐藏版权信息来达到视频版权保护的目的。为了实现水印的版权保护功能,不但要求水印具有良好的鲁棒性,同时还要保证原始载体的视觉特性不受到破坏,这就要求水印信号的嵌入强度对原始载体具有良好的自适应能力。尽管近年以来视频水印算法已经得到了很大的发展,但是结合发展现状和应用情况来看,其真正实用还有待研究人员和工业界的进一步努力。到目前,空域的算法由于其丰富的嵌入空间、操作的简单性,以及能够避免压缩域的误差漂移而受到较广泛的关注。实际上,空域水印也是目前视频水印算法中鲁棒性能较好的一类算法。

              使用人类视觉模型完成信息的嵌入是数字水印领域的一个研究重点。Girod 提出相对于比较平缓的区域,边缘区域能够嵌入更多的信息。Watson随后提出了结合频率敏感系数、亮度调节系数和差异敏感系数的人类视觉感知模型。Watson 提出的感知模型极大地推动了自适应水印的发展。随后Wei 等又在此基础上引进了时域掩蔽特性,推动了自适应水印在视频领域的发展,本文也采用该JND 模型。在视频水印领域,经典的DCT 域算法是由Cox等4提出的一种基于DCT 变换的扩频水印技术,利用加法或者乘法准则完成水印的嵌入,虽然它没有区分对待在各DCT 系数上的嵌入强度,却是鲁棒性水印的奠基性算法,得到了非常广泛的应用。人类视觉特性模型(HVS)的出现,也进一步推动了扩频水印技术的应用。硕士论文网免费提供大量硕士论文格式。

              Tao 等5提出了一种自适应DCT 水印技术,通过利用HVS 的掩蔽效应,用不同的方法来确定噪声的灵敏度,从而实现一种嵌入强度自适应的水印算法。Podilchuk 等提出了可感知水印的算法。他们使用视觉模型导出的JND 来确定在图像的各个部分所能容忍的水印信号的最大强度,从而能很好地实现不可见性和鲁棒性的折中。Barni 等7提出了另一种利用HVS掩蔽特性的基于DCT 的水印算法,在Zig-Zag 扫描的基础上,对前L 个系数不做修改,而是对第L 个系数后面的M 个系数进行修改以嵌入水印。

              在DCT 域的水印算法中,人们通常认为直流(DC)系数反映的是块的平均亮度,不宜进行修改,但是黄继武等通过定量分析DCT 变换系数的振幅特性之后,提出了利用直流分量嵌入水印的观点。Chen 等则提出了基于DC 系数稳定性的空域水印算法,但并没有很好地利用HVS 模型,而是采取一种简单的策略进行处理。

              块DCT 变换后的直流系数集中了该块的大部分能量,代表的是该块的平均亮度值,具有很好的稳定性,嵌入其中的水印不易遭到破坏。本文将每帧中的所有块作为整体,结合JND 视觉模型,采用扩频方法使水印信号分布于整帧中,较好地提高了水印检测的正确率,避免了块效应的产生。 本文主要贡献在于将新近提出的视频域HVS 模型用于视频水印算法的设计,并对由HVS 模型计算出的序列进行DCT 变换来扩散其在水印嵌入前后可能存在的不匹配误差,同时验证了其在视频水印设计中的有效性以及进一步应用其到压缩域视频水印设计的可能性。

              1 基于视觉特性的水印算法由于绝大部分的视频压缩都采用DCT 变换来进行压缩编码,所以本文利用扩频思想在DCT 域内嵌入水印信息,同时结合DCT 域的JND 模型,计算出DC 系数允许被修改的最大值。若DC 系数的JND 值较小,说明该DC 系数容忍被改变的程度也就越小,如果以固定的嵌入强度来修改该DC 系数难免发生被过度修改的情况而导致这个块的失真非常明显。所以根据JND 值来动态调节水印嵌入的强度,可以防止固定嵌入强度所带来的弊端。

              1.1 水印的嵌入对于一个大小为M×N 的视频帧,将该帧的亮度分量分成大小为8×8 的块,然后对其进行二维DCT 变换。基于DC 系数的稳定性,将所有块内的DC 系数组成一个一维序列,然后将一维序列划分成长度更小的一维子序列,计算出该一维子序列的对应的JND 值,然后对每个子序列进行一维DCT 变换,对子序列的JND 组成的序列也进行同样的一维DCT 变换。JND 序列进行一维DCT 变换后形成的序列中,其直流系数代表的是对应的DC 系数子序列中平均可容忍被修改的范围,从而可以利用该直流系数作为对应DC 系数子序列中的水印嵌入强度,实现了水印强度的自适应调节。

             


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