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1、第五章第五章 数字视频水印数字视频水印第四章 内容回顾2024/7/252数字图像水印概述数字水印算法基于HVS的图像水印鲁棒数字图像水印脆弱数字图像水印第五章 主要内容2024/7/253数字视频水印基础鲁棒视频水印算法脆弱视频水印算法视频水印几个特殊问题与方法数字视频水印基础2024/7/254视频信号处理基础 Color space, sampling, raw video, compression coding, video compression standards.数字视频水印基础 性能要求与特征； 数字视频水印的分类。性能要求与特征2024/7/255 除了具有图像水印的一般特点
2、，还具有如下独特要求：视频信息量大，需要盲检测实时性要求需要与视频编码标准结合应能抵抗帧删除、帧插入、帧重组等视频编辑处理特有的利用多帧的统计攻击特有的失真漂移问题视频水印与图像水印关系2024/7/256视频水印的分类2024/7/257一般图像水印的分类方法 嵌入域，检测方式，密钥，鲁棒性，可见性，可逆性等等。按水印与视频编码系统结合方式的不同分类 基于原始视频的水印（前置式）； 基于压缩视频的水印：内置式，后置式。与视频编码结合的不同方式2024/7/258MPEG编码器MPEG解码器MPEG压缩码流原始视频序列重构视频序列前置嵌入内置嵌入后置嵌入原始视频水印嵌入压缩视频水印嵌入压缩视频
3、水印检测原始视频水印检测前置提取内置提取后置提取原始视频水印2024/7/259时空域水印算法频域水印算法缺点 1）经过视频编码处理后，会造成部分水印信息丢失； 2）对于已压缩的视频需要先解码，嵌入水印后，再重新编码； 3）水印信息的引入会导致整体码流信息的增加。压缩域视频水印2024/7/2510频域水印算法时域水印算法运动矢量水印算法视频对象水印算法（MPEG-4）缺点 1）必须与视频编解码标准结合； 2）存在失真漂移问题。第五章 主要内容2024/7/2511数字视频水印基础鲁棒视频水印算法脆弱视频水印算法视频水印几个特殊问题与方法鲁棒视频水印2024/7/2512可采用一般鲁棒图像水印
4、方法沿时间轴分布的抗几何攻击视频水印算法 1 Jaap Haitsma and Ton Kalker. A watermarking scheme for digital cinema. Proceedings of International Conference for Image Processing, 2001, 487-489. 2 Zhao Yao and Reginald L. Lagendijk. Video watermarking scheme resistant to geometric attacks. Proceedings of the international
5、conference on image processing, 2002, Vol.2, II145-II148Niu算法2024/7/2513 Niu Xiamu, Schmucker Martin and Busch Christoph. Video watermarking resisting to rotation, scaling and Translation. Proceeding of the SPIE Security and Watermarking of Multimedia Contents IV, Vol. 4675, 2002, 512-519. 基本思想：1）利用
6、模板来推断所经历的RST变换； 2）确定RST变换参数需要三个点坐标。时间模板2024/7/2514扩频调制2024/7/2515时间模板的嵌入与检测2024/7/2516时间模板模板嵌入模板检测实验结果2024/7/2517第五章 主要内容2024/7/2518数字视频水印基础鲁棒视频水印算法脆弱视频水印算法视频水印几个特殊问题与方法脆弱视频水印2024/7/2519Spacial tampering Similar with image fragile/semi-fragile watermarking; Jae Yeon Park, Jae Hyuck Lim, Gyung Soon K
7、im and Chee Sun Won. “Invertible Semi-Fragile Watermarking Algorithm Distinguishing MPEG-2 Compression From Malicious Manipulation”. International Conference on Consumer Electronics, 2002, 18-19.Temporal tampering Frame dropping, insertion, transposition.脆弱视频水印2024/7/2520Temporal tampering authentic
8、ation Rui Du, Jessica Fridrich. Lossless Authentication of MPEG-2 Video. Image Processing. 2002. vol.2, pp. 893-896.Two methods Method I: each frame contains its hash embedded losslessly; Method II: embedding a hash of a group of frames and index in B frame.脆弱视频水印2024/7/2521Method II All non-zero DC
9、T coefficients from a group of frames form the input for hash calculation. The authentication data is formed by the index of the group of frames and the hash. The extracted frame index is used to detect tampering with the temporal sequence of frames.用于内容认证的半脆弱视频水印算法2024/7/2522曾骁, 陈真勇, 范围, 陈辉, 熊璋. “用
10、于内容认证的半脆弱可逆视频水印算法”. 中国图象图形学报篡改定位视频水印2024/7/2523篡改定位视频水印2024/7/2524篡改定位与恢复视频水印2024/7/2525Xiao Zeng, Zhenyong Chen, Zhang Xiong. “Self-recovery algorithm based on motion estimation of I-frames for compressed video,” Journal of Internet Technology, 2009, 10(5): 591-600 (SCI 517DG)篡改恢复视频水印2024/7/2526篡改恢
11、复视频水印2024/7/2527第五章 主要内容2024/7/2528数字视频水印基础鲁棒视频水印算法脆弱视频水印算法视频水印几个特殊问题与方法视频水印的几个特殊问题2024/7/2529“时间”同步问题多帧合谋问题失真漂移问题时间同步问题2024/7/2530Temporal synchronization in video watermarking Eugene T. Lin and Edward J. Delp; Video and Image Processing Laboratory; Purdue University; Proceedings of the SPIE Intern
12、ational Conference on Security and Watermarking of Multimedia Contents IV, vol. 4675, San Jose, CA, pp.478-490, Jan. 2002; Temporal Synchronization in Video Watermarking - Further Studies, 2003.时间同步问题2024/7/2531Temporal synchronization problem frame dropping, insertion, transposition, averaging; 1）i
13、ntentional attack; 2）network stream video. 导致： 1）密钥失去同步； 2）相关性检测失去同步。时间同步方法2024/7/2532Assumptions 1）symmetric watermarking; 2）one frame one key, k(t).时间同步方法2024/7/2533Further studies2024/7/2534改进有关实验结果2024/7/2535有关实验结果2024/7/2536有关实验结果2024/7/2537Dvmultiwatermarks2024/7/2538多帧合谋问题2024/7/2539Multiple
14、frame collusion Karen Su, Deepa Kundur, Dimitrios Hatzinakos: Statistical invisibility for collusion-resistant digital video watermarking. IEEE Transactions on Multimedia,2005, 7(1): 43-51 Master thesis 2001: Digital Video Watermarking Principles for Resistance to Collusion and Interpolation Attacks
15、.Statistical visibility多帧合谋问题2024/7/2540Linear collusionType I collusion: a fixed watermarkType II collusion: independent watermark多帧合谋问题2024/7/2541多帧合谋问题解决办法2024/7/2542Solution of multiple frame collusion Make watermark statistical invisibility.失真漂移问题2024/7/2543Degradation spread and accumulate Fra
16、nk Hartung, Bernd Girod. Watermarking of uncompressed and compressed video, Signal Processing, 1998, 283-301失真漂移问题2024/7/2544失真漂移问题2024/7/2545失真漂移问题2024/7/2546可逆水印失真漂移与累积2024/7/2547Xiao Zeng, Zhenyong Chen, and Zhang Xiong. “Issues and Solution on Distortion Drift in Reversible Video Data Hiding,” Multimedia Tools and Applications, 2010 (Already published online in 09 Feb. 2010, indexed by SCI)问题2024/7/2548Embedding in I-frameEmbedding both in I-frame and P-frames可逆水印失真漂移补偿2024/7/2549MissAmCarPhone
