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1、中南民族大学 硕士学位论文 数字水印技术在视频认证中的应用和实现 姓名：史继伟 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：熊志勇 20090523 中南民族大学硕士学位论文 I 摘 要 随着计算机计算能力的迅速提高，计算机的普及以及 Internet 的迅速发展， 个人信息的安全性变得越来越脆弱，传统的数据加密技术可以部分地克服信息的 随意散布，但随着破译技术的迅速发展，几乎所有的数据加密技术都一样的处于 危机边缘。保护数字产品的知识产权和阻止盗版已经成为数字产品和网络应用面 临的严峻问题。 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，被公认为 是解决多媒体信息安全的一
2、种重要手段。数字水印技术可以用于版权保护，多媒 体认证等方面。相对于图像水印技术，视频水印技术的发展相对落后。本文重点 研究基于 MPEG-4 的视频认证技术，包括视频内容认证和视频完整性认证。并对 提出的算法进行了仿真试验。本文主要工作如下： 第一：首先对数字水印技术进行了比较全面的概括，介绍了数字水印技术的 现状，分类以及应用，接着介绍了数字视频水印技术的特性与视频认证技术，视 频认证技术以及视频认证技术的分类和实现方法。 第二：提出一种基于能量关系的视频内容认证改进算法，根据视频内容特征 自适应判别标准的数字水印改进算法，选择纹理比较均匀的区域进而提高了水印 的不可见性， 提高算法的鲁棒
3、性， 结合视频编解码标准实现数字水印嵌入和提取， 大大提高了算法的执行效率。 第三：受扩展频谱通信理论的启发，提出一种基于扩展频谱的数字水印方案。 针对传统水印嵌入技术受普通图像处理操作的影响，水印容易丧失这一难题，将 传统的水印扩散到一个广泛的频率范围，使得在任何频率单元上的能量都很弱， 几乎发现不了，巧妙地解决了如何维持水印不可见性的这一难题！ 关键词：数字水印， 版权保护， 视频水印，视频认证， 内容认证，扩展频谱 数字水印技术在视频认证中的应用和实现 II Absrtact With the rapid enhancement of the compute ability and th
4、e fast development of Internet,the security of personal message becomes dangerous more and more .Although the conventional data encryption techniques maybe partially prevent the work be unauthorized released .almost all the data encryption technologies are crisis with the rapid enchance of the edcip
5、hering technique .The protection of digital products to prevent pircay of intellectual property rights and become the application of digital products and networks are facing grave problems. As a method for digital multimedia protection ,digital watermarking has developed rapidly in recent years and
6、it has been regarded as effective solution to solve the security prolbem of multimedia .Digital watermarking is used for copyright protection,authentication of multimedia and so on.However,currently available video watermarking technique is far beyond mature yet compared with the still image waterma
7、rking.This thesis focused on video authentication watermarking algorithm including content authentication and complete authentication based on MPEG-4.Experiments are performed to test the effectiveness of proposed algorithms .The main research work and contributions of this thesis are summarized as
8、follows: First：First of all,digital watermarking technology to more comprehensive overview on the status of digital watermarking technology,classification and application,and introduced the watermarking technology for digital video features and 中南民族大学硕士学位论文 III video features and video authenticatio
9、n,video authentication technology,as well as the classification of video authentication technology and implementation. Second： A video based on the relationship between energy content authentication algorithm adaptive pattern characteristic of video content identification stadards to improve the wat
10、ermarking algorithm ,select the uniform texture of the region does not increase the visibility of the watermark to enhance the robustness of algorithms,combined with video codec standards realization of watermark embedding and extraction,greatly enhance the efficiency of algorithm implementation. Th
11、ird：by the Spread spectrum communication theory inspired,The impact of the traditional watermark embedding technology by the general image processing operation by the impact of this problem can easily be lost watermark, a digital watermarking scheme be made based Spread spectrum.The proliferation of
12、 traditional watermark to a wide frequency range,is the frequency unit in any of the energy are very weak and almost can not be found,cleverly solved the watermark is not how to the problem.of maintain visibility. Key Words： digital watermarking, copyrighe protection ,video watermarking, viedo authe
13、ntication, content authentication , Spread spectrum 中南民族大学中南民族大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并
14、向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权中南民族大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密，在_年解密后适用本授权书。 2、不保密。 （请在以上相应方框内打“” ） 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 中南民族大学硕士学位论文 1 第 1 章 绪 论 1.1 课题研究内容及背景 随着网络技术的飞速发展，在电子商务中数字产品占据了非常大的份额。在 日常生活中，人们可以方便快捷地借助网络获得图像，音频和视频等数字产品， 并且，人们
15、可以利用各种各样的多媒体处理软件，非法盗版者也可以对原始数字 作品进行拷贝，更有写人会对作品的内容进行修改，并且借助于网络进行任意的 发布，由此带来了一些列的社会问题：保护作者版权，控制盗版的数量；确认作 品完整性，内容真实有效性等方面。所以多媒体数字产品的安全问题成了我们迫 切需要解决的问题，并因此制约着世界数字话的进程，若这个问题一天得不到解 决。将慢慢会导致书籍，音乐，电影，软件等电子市场的不良发展。如何利用网 络来有效地保护数字产品的知识产权问题成了我们学要解决的迫切问题 密码学作为一种信息安全手段已经在通信领域得到了人们的认可。也由此受 到了人们的极大关注，可是在最近这些年来这样的情
16、况有了变化。因为这种方法 只能保护在普通传输中的内容，但是它并不能控制用户进行数据加密后的内容。 密码学我们的定义是“对信息进行保密的科学和技术” ，在版权保护这方面，密码 学在以前作为它的保护手段，是非常重要的一个方面。它的基本理论就是通过在 版权信息中加入密钥对数字作品的安全进行保护，并对它的访问的控制权限进行 了保护，它在将作品发送给合法的用户之前对内容进行了加密。但是这样的一种 方法只能对传输中的内容进行保护。它并不能控制用户处理加密后的一些内容， 针对多媒体信息而言，多媒体信息如果在加密后权限的密钥一旦被人知道，版权 的保护系统也就跟着崩溃。首先，当我们的多媒体信息如果在传播的过程中由于 它经过了加密处理，会使我们的多媒体信息的理解性丧失，这样的话对我们多媒 体信息的传播是非常不利的，由此网络在多媒体信息的传播方面的作用就不能得 到很好的发挥；另外
