一种基于非均匀离散傅立叶变换的鲁棒音频水印算法

基于离散傅立叶变换（DFT）的音频水印算法对常规信号处理操作具有较高的鲁棒性，然而，在DFT域的固定频率点嵌入水印信息易受频域攻击，导致此类水印算法存在安全隐患．为进一步说明这种安全隐患，本文描述了一种新颖的频域攻击方法，仿真结果表明采用该方法可以在不影响含水印音频信号听觉感知质量的条件下有效去除水印信息．针对上述问题，本文提出了一种基于非均匀离散傅立叶变换（NDFT）的鲁棒音频水印算法．该算法基于NDFT可以任意选择频率点的特性，利用混沌映射随机选取NDFT域的水印嵌入频率点，以实现水印嵌入位置的随机性．此外，引入另一个混沌映射置乱加密待嵌入的水印信息以提高算法抵抗拷贝攻击的能力．理论分析和实验结果表明该算法不仅具有抗常规信号处理操作高的鲁棒性，而且能够抵抗频域的恶意攻击，大的密钥空间保证了系统高安全性．     

基于CIF-to-QCIF变换的压缩域视频水印算法

现有视频水印算法的设计目标主要是对有损压缩、重量化编码等处理具有鲁棒性,但很少考虑视频帧格式变换因素,使水印对这类处理不具有鲁棒性。论文结合视频帧格式由CIF到QCIF的变换设计了一个压缩域的视频盲水印算法,水印被嵌入到CIF格式的视频流中,既可以从CIF视频中提取也可以从QCIF视频中提取,实验结果表明提出的算法对MPEG重编码以及CIF到QCIF的视频格式变换具有鲁棒性,而且整个嵌入提取过程都基于DCT域,具有较低的计算复杂度。     

一种适于多媒体流的鲁棒性水印方案

提出一种适用于多媒体流的鲁棒性水印算法,该方案将二值图像分段后经扩频调制作为水印信息分别嵌入视频帧的DCT域和音频的DCT域.实验结果表明:算法中嵌入的水印具有良好的不可觉察性,算法复杂度低,并且能够抵抗帧删除,帧插入和帧替换等攻击.对于针对音频信号的攻击,也具有良好的鲁棒性.此外,可以参照另一信号的相应信息,恢复被破坏的水印.     

结合SIFT校正的视频对象鲁棒水印

提出一种结合尺度不变特征变换(SIFT)特征点校正和时空域视频对象分割的视频对象水印算法。该算法采用时域和空域结合的方法分割出视频对象,将水印嵌入在视频对象的离散余弦变换域中。在嵌入前提取并注册视频对象的SIFT特征点,在水印检测时,通过与注册机构中特征点集的匹配和计算对视频对象进行几何校正,提取出水印信息。实验结果表明,该算法能够较好地保护视频对象,对几何攻击和常见信号处理攻击具有鲁棒性。     

人眼视觉特性与SIFT相结合的视频双水印算法

针对视频水印容易遭受几何攻击以及水印的鲁棒性与透明性的平衡问题,提出一种基于人眼视觉特性与尺度不变特征变换（SIFT）相结合的抗几何攻击视频双水印算法。首先获取视频序列中人眼视觉掩蔽阈值作为水印的最大嵌入强度。其次,将视频帧进行离散小波变换（DWT）,对中高频子带系数提出基于视频运动信息的自适应水印算法;针对低频子带,提出基于小波低频系数统计特性的抗几何攻击视频水印算法。最后,以SIFT作为触发器判断视频帧是否遭受几何攻击,对遭受几何攻击的视频帧利用SIFT的尺度与方向不变性进行校正,并对校正后的视频帧提取水印信号;针对非几何攻击的视频帧,直接利用中高频提取算法。所提算法与实时性视频水印算法——基于小波域直方图的视频水印（VW-HDWT）算法比较,峰值性噪比值（PSNR）提高了7.5%;与基于特征区域的水印算法相比,水印嵌入容量提高约10倍。实验结果表明,在保证水印透明度较好的情况下,所提算法对常规几何攻击具有较强的鲁棒性。     

提升方案小波和HVS下的自适应视频水印算法研究

提出一种基于小波域与HVS特性的自适应视频水印盲提取算法.算法首先将视频流分割成一个个镜头,并通过密钥从中选取嵌入水印信息的若干镜头,镜头中的视频帧图像与灰度水印图像均被变换到小波域中,并将水印图像的小波域系数按照小波树结构重新进行分块并按位平面重要次序形成水印序列;水印的嵌入是按照子带到子带的顺序进行的,水印序列被嵌入到视频帧图像相应子带的重要系数中;此外,水印的嵌入充分考虑了HVS对图像纹理区域、运动区域的掩蔽特性,使得水印的嵌入强度具有自适应性,从而保证了所嵌入水印在不可见性前提下的极大鲁棒性.试验结果表明,所给出的算法对于诸如Gaussian噪声、丢帧、帧平均和MPEG-4压缩等常见攻击具有很好的鲁棒性.     

一种基于傅利叶域的音频水印嵌入算法

提出了一种基于傅立叶域的音频水印嵌入算法。该算法充分利用人耳听觉系统特性,把水印信号嵌入到音频信号快速傅立叶变换后的相位系数上。实验证明,该算法易于实现,具有较好的不可觉察性及鲁棒性,是一种实用的音频水印算法。     

基于音频特征的多小波域水印算法

基于对音频特征的分析,提出了一种多小波域的水印算法.结合人类听觉系统的时频掩蔽特性,该算法分析音频帧的过零率及时域能量,确定用于嵌入水印的帧.利用音频的分抽样特征和多小波变换在信号处理中的优势,将每一个音频帧进行分抽样为两个子音频帧并分别将其变换到多小波域.利用两个子音频帧在多小波域的能量来估计所嵌入水印的容量,并根据它们的能量大小关系完成水印的嵌入.水印的提取过程转为一个使用支持向量机进行处理的二分类问题.实验结果验证了所提出的水印算法能根椐音频自身的特点寻找到适合用于嵌入水印的音频帧,且能动态调整水印的嵌入强度,在保证听觉质量的同时提高了水印的鲁棒性.     

一种改进的伪3D-DCT域的视频零水印算法

为进一步提高视频水印算法的鲁棒性,提出了一种改进的伪三维离散余弦变换(3D-DCT)的视频零水印算法。该算法首先采用帧间欧氏距离法选取关键帧,然后,利用三帧差分法得到关键帧的运动目标,并对关键帧的运动目标图像进行分块,同时对运动目标的几何形心坐标所在块进行伪3D-DCT变换。将变换后的AC系数用于构造视频的特征值序列,并将混沌映射加密的水印嵌入特征值序列中构造零水印。最后将零水印在数据库中进行注册。实验表明,该算法对噪声、滤波攻击,帧剪切、旋转、缩放等攻击具有很强的不可见性和鲁棒性。     

基于Contourlet变换的双重视频水印方案

提出一种基于Contourlet变换的双重视频水印方案。对MPEG系统中的I帧进行Contourlet变换,利用二维离散超混沌系统产生的超混沌序列对水印图像进行置乱和加密处理。在低频域重要系数嵌入破坏原始视频水印,使其失去应用价值,同时在高频域嵌入鲁棒水印,实现版权保护。实验结果表明,只有得到授权的用户才能获得高保真的视频信息,版权保护水印提取时不需要原始视频信号。     

基于三维整数小波变换的视频水印算法

随着计算机和网络技术的快速发展,数字水印技术正成为一种保护数字作品知识产权的有效方法.针对数字视频的版权保护,提出一种基于三维整数小波变换的视频水印算法.利用视频场景分割将视频信号切分成不同场景,然后随机选择一场景中视频序列进行三维整数小波变换.采用对小波系数进行均值量化的方法嵌入水印信息,水印提取过程中不需要原始视频信号.该算法实现简单,可满足实时性要求.实验结果表明,该水印方案对于帧丢失、帧插入等时间域去同步攻击以及MEPG有损压缩等具有很好的鲁棒性.     

A robust rotation resilient video watermarking scheme based on the SIFT

This paper proposes a blind and robust video watermarking algorithm for copyright protection of the video in the wavelet transform. The watermark bit is embedded by modifying two random high frequency coefficients in the first level discrete wavelet transform of the frames of the video. The watermark is encrypted before embedding by using the cat map for better security. During the watermark extraction phase, it is verified whether the video is attacked by rotation attack. Frame restoration against rotation attack is done based on matching at least two feature points each generated by the scale invariant feature transform in the original video frame and the watermarked one. The angle between the two lines formed by joining these feature points is used to restore the video frames to the original position. Experimental results show the imperceptibility and robustness of the proposed method against variety of attacks. It is especially robust against rotation attack in comparison with other popular watermarking methods. Normalized Correlation, Structural Similarity Index and Peak Signal-to-Noise-Ratio are nearly 100%, 1, above 48 dB respectively against the various attacks.     

一种抗几何攻击的视频水印算法

提出了一种基于视频序列时空不变信息的视频水印算法。在嵌入水印时生成同步帧,并确定同步帧时空不变特征点位置,检测时根据同步帧时空不变特征点的位置,实现对视频序列几何失真的矫正,对水印信息进行检测和提取。实验表明,该算法能有效地抵抗帧插入和帧丢失等时间轴同步攻击和高强度几何攻击。     

A motion location based video watermarking scheme using ICA to extract dynamic frames

In this paper, we propose a novel video watermarking scheme based on motion location. In the proposed scheme, independent component analysis is used to extract a dynamic frame from two successive frames of original video, and the motion is located by using the variance of 8 × 8 block in the extracted dynamic frame. Then according to the located motion, we choose a corresponding region in the former frame of the two successive frames, where watermark is embedded by using the quantization index modulation algorithm. The procedure above is repeated until each frame of the video (excluding the last one) is watermarked. The simulations show that the proposed scheme has a good performance to resist Gaussian noising, MPEG2 compression, frame dropping, frame cropping, etc. This work was originally presented in the Fifth International Symposium on Neural Networks.     

基于压缩感知的视频双水印算法研究

针对数字视频的内容保护与帧内、帧间篡改检测的难题,采用压缩感知理论提取视频的内容特征作为水印,提出一种双水印的视频保护和篡改检测算法。首先,利用压缩感知过程提取I帧宏块的内容特征,生成半脆弱的内容认证水印;然后,对帧序号进行二值运算,生成完整性水印;最后,利用压缩感知信号重构OMP(Orthogonal Matching Pursuit)算法把生成的双水印嵌入到I帧和P帧相应宏块的DCT高频系数的压缩测量值中,以此提高视频水印的抗攻击能力,并实现对视频篡改的检测。仿真实验表明,所提算法对视频帧内篡改具有精确定位到子块的检测能力;同时对帧插入、帧删除、帧交换等类型的视频帧间篡改具有很强的检测能力。     

基于三维小波低频域的彩色视频盲水印算法

视频水印技术是保护数字视频版权的一种有效方法。提出一种基于3D DWT的彩色视频水印算法,按场景以16帧划分视频,在各子段YCbCr颜色空间上对Y分量进行二级三维小波变换,利用三维小波低频帧间系数相近而不相同的特性进行水印嵌入,并实现了水印的盲提取。实验结果表明,该算法在保证含水印视频图像质量的同时具备良好的鲁棒性,对各种视频几何攻击及MPEG压缩均具有较强的抵抗能力。     

A new video watermarking algorithm based on shot segmentation and block classification

In this paper, we propose a new video watermarking algorithm based on shot segmentation and block classification to enhance the robustness, imperceptibility and real-time performance based on the H.264/AVC codec. A method of selecting host frames is proposed based on shot segmentation to avoid embedding watermark frame by frame, so as to improve the robustness and the real-time performance. The watermark signal is cropped into small watermarks according to the number of shots in the host video, and small watermarks are respectively embedded into different shots. The watermarking capacity and the perceptual quality are greatly improved by this way. A method of selecting host coefficients is proposed based on block classification in the Discrete Cosine Transformation (DCT) compressed domain. The texture characteristics of host blocks are considered in the classification and the places of host coefficients can change adaptively according to the content of the video. The imperceptibility of the watermarked video is greatly improved by this way. The simplified quantization index modulation (QIM) is applied to embed watermark. It brings fewer artifacts to the host signal than the current main watermarking method, such as spread spectrum (SS), differential energy watermarking (DEW) and so on. The experiment results show that the proposed scheme has a good performance in maintaining real-time performance and resisting Gaussian noising, frame swapping, MPEG compression, etc.     

基于光流场的鲁棒性视频水印算法

为改善视频水印抗H.264压缩的性能,提出一种基于光流场的视频水印算法。根据视频图像中各点的光流速度,计算其帧图片的总光流,再根据总光流的差值来选定视频关键帧,在这些关键帧中利用DCT分块变换来嵌入水印信息。实验结果表明,该算法能有效对抗H.264的3种压缩模式,满足了水印的鲁棒性和视频高压缩率的双重要求。     

一种实现视频水印嵌入的新方法

在研究前人提出的视频水印理论基础上,结合MPEG编解码方案和人眼视觉特性,采用在宏块的运动速度图中以十字方式嵌入水印的方法,该方法的优点是:水印的嵌入不会影响I帧的图像质量,水印的嵌入量大,不但提高了水印的不可见性,而且增强了水印的稳健性.