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数字水印技术作为一种数字多媒体保护技术,近些年来发展迅速,被公认是解决多媒体信息安全的一种有效手段。数字水印技术首先在图像领域得到了广泛的研究,但是今天越来越多的水印方案致力于保护新的数字多媒体数据:音频、视频、文本及3D网格等。
目前,无线通信网络的宽带化为无线网络多媒体服务提供了物质基础,使移动多媒体变得越来越普及。困扰我国移动多媒体业务的一个核心问题就是知识产权问题。对于多媒体产业领域的核心关键技术—视频编解码技术,被外国公司持有绝大部分专利的MPEG系列和ITU-T系列国际标准所垄断。为了在多媒体产业领域拥有更多的自主知识产权,从2002年初开始,我国开始制定《信息技术先进音视频编码》系列标准,简称AVS标准。目前已经完成了面向高清数字电视广播和光盘存储的AVS1.0标准,而面向新一代移动通信的AVS-M标准也已经完成了基本档次的草案。
本文所做的工作就是为推广AVS-M标准而进行的。尝试将视频水印算法与AVS-M标准结合,为AVS-M视频流提供版权保护。本论文主要完成了以下方面的工作:
1. 介绍了数字水印技术的发展背景、典型框架结构、特性以及国内外研究现状。对视频水印技术的应用、特点以及对视频水印的攻击做了具体阐述。
2. 总结了当前国际视频压缩编码标准,包括MPEG系列和H.26x系列。在介绍了它们的技术特点后,分析了使用这些标准面临的知识产权问题。
3. 总结了AVS-M标准的发展,分析了AVS-M标准中所使用的各项关键技术,对AVS-M中采用的帧内预测、帧间预测、量化及熵编码等技术进行了分析阐述。同时对AVS-M与H.264的性能进行了比较分析。
4. 针对AVS-M编码特点,设计了一个复合的半脆弱水印算法。首先对水印图像进行置乱处理,得到水印数据;然后对不同的编码帧采用不同的水印嵌入方法,在I帧中将鲁棒水印嵌入到帧内预测的残差中,将脆弱水印嵌入到P的运动向量预测差值中;最后给出了实验结果。