数字视频处理 第8章 数字视频水印.ppt

第8章 数字视频水印 8.1 信息隐藏概述 8.1.1 信息隐藏定义 所谓信息隐藏，就是指在一些载体信息中将需要必威体育官网网址传递的信息隐藏进去，而载体本身并没有太大的变化，不会引起怀疑，由此就可以达到信息隐藏的目的。 8.1.2 信息隐藏原理 8.1.3 信息隐藏系统组成 8.1.4 信息隐藏分类 无密钥信息隐藏 私钥信息隐藏 公钥信息隐藏 8.1.5 信息隐藏系统特性 （1）透明性或不可感知性 （2）稳健性 （3）安全性 （4）不可检测性 （5）自恢复性 （6）嵌入强度（隐藏容量） 8.2 数字水印原理 8.2.1 研究背景 数字水印与纸张水印的基本思想相似，即数字作品中的数字水印可以起到标识和防伪的作用。 8.2.2 数字水印与信息隐藏 信息隐藏和数字水印的基本思想都是将秘密信息隐藏在载体对象中。但信息隐藏的目的是必威体育官网网址通信，其主体是要隐藏的信息。而数字水印隐藏的信息是具有特殊意义的标记（水印） 。 8.2.3 数字水印系统组成 8.2.4 数字水印系统特性 有效性（effectiveness） 逼真度（fidelity） 信息容量（payload） 盲检测和明检测 虚警概率 稳健性 安全性 8.2.5 数字水印技术分类 1．按水印特性划分 2．按水印载体划分 3．按水印检测过程划分 4．按水印加载方法划分 5．按水印用途划分 8.2.6 水印信号的生成 1．无意义水印信号生成 2．有意义水印信号生成 8.3 视频水印概述 8.3.1 什么是视频水印 视频水印就是加载在数字视频上的数字水印，它利用视频数据中存在的冗余信息，把表征版权的水印信息嵌入到数字视频内容中，以此作为版权保护的依据和凭证，从而既不影响视频质量，又能达到版权保护的目的。 8.3.2 视频水印特点 视频数据通常以压缩的格式存储； 视频水印具有更大的隐藏信息容量； 视频易受一些特有的攻击 视频水印系统对实时性的要求高，算法的实现更为复杂，计算量大； 通常视频流的码率是恒定的，这要求加载水印后不能增加视频比特流的速率。 8.3.3 视频水印模型 8.3.4 视频水印分类 根据嵌入水印的可见性，视频水印可分为可见水印和不可见水印 根据嵌入的数据域不同，视频水印可分为时空域水印和变换域水印 根据被嵌入视频载体是否压缩，视频水印可分为压缩域水印和非压缩域水印 根据水印是否与内容相关，可分为基于内容的水印和与内容无关的水印 根据视频水印嵌入算法，可分为基于扩频的视频水印和基于参数替换的视频水印。 8.3.5 视频水印的主要应用领域 （1）广播监视 （2）拷贝控制 （3）内容认证 （4）版权保护 （5）数字指纹 （6）安全隐蔽通信 8.4 视频水印关键技术 8.4.1 视频水印生成 1．视频水印生成模型 8.4.2 视频水印嵌入 视频水印嵌入就是将水印信号W ={ w(k) } 加载到原始视频数据 X ={ x(k) } 中，通常采用如下嵌入准则： (乘法准则) (加法准则) 8.4.3 视频水印检测与提取 1. 视频水印检测 视频水印的检测一般可以分成两类：一类是需要原始视频数据的非盲检测，另一类是不需要原始视频数据的盲检测。 （1）相关检测法 相关检测器计算接收到的含水印的视频数据XW和水印信号W之间的线性相关值（检验统计量），即 （2）虚警概率与漏检概率 常见的错误包括： ①虚警错误 ②漏检错误 2. 视频水印提取 水印提取是指利用密钥和水印提取算法从含水印的数字视频作品中提取出水印。 水印提取算法通常采用加权综合和“多数”判决，将加权综合后的结果转换为二值信息，并利用水印嵌入过程中所使用的密钥来恢复水印信息。 8.4.4 视频水印攻击 （1）有意水印攻击 （2）无意的攻击 8.5 视频水印算法 8.5.1 概述 视频水印嵌入位置（时机）的选择很重要，不同的嵌入位置对应着不同的嵌入算法，其性能和应用范围也是不同的。 按水印嵌入位置的不同，视频水印分为三类：原始视频水印、编码域视频水印和压缩域视频水印（也称为前置式视频水印、内置式视频水印和后置式视频水印）。 8.5.2 原始视频水印 原始视频水印是直接对未压缩的视频数据进行处理，与视频编码格式无关，原始视频水印的算法大多是基于空间域或变换域的。 1．空间域水印 空间域水印是指直接在原始视频数据中嵌入水印，嵌入的水印信号既可以加载在亮度分量上，也可以加载在颜色分量上（或全部加入到颜色分量上）。 1．空间域水印 1）HG算法 水印生成与嵌入 水印检测提取 2）JAWS算法 水印嵌入 水印检测提取 2．变换域水印 1）变换域水印特点 2）DCT域水印 8.5.3 压缩域视频水印 1.差分能量水印（DEW）算法 1）水印嵌入原理 基本思想