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音视频匹配数字水印算法研究

刘晓欣

音视频匹配数字水印算法研究

刘晓欣1
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作者信息

  • 1. 山东科技大学
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摘要

随着大数据及网络共享时代的来临,多媒体的版权归属及篡改问题屡见不鲜。针对音视频被篡改问题的频繁出现,研究音视频匹配及防篡改具有重要意义。论文在现有的水印技术上进行研究,结合对音频段状态的判断,提取声音特征作为声音水印,给出了两种音视频匹配数字水印算法。论文主要工作如下: 1.针对现如今的数字水印算法通常是基于单一媒体及未考虑到音视频匹配的问题,为了解决鲁棒性及不可见性不可兼得的问题,设计了一种音视频匹配零水印算法。该算法首先对音视频流进行预处理,实现视频和音频的一一对应,对音频段进行状态判断,根据状态的不同采用不同的水印,无声段采用固定的版权水印,有声段将分段低频小波系数的数学特征与K-means编码结合生成声音水印。对视频关键帧YCoCg空间的Co分量进行NSCT变换,然后对低频分量进行分块DCT、SVD,采用奇异值最大值构造特征矩阵,最终视频特征矩阵与声音水印异或得到音视频匹配零水印。该算法本身采用非嵌入的方式,且不对视频载体进行修改。 2.同样基于目前的水印算法绝大部分都是针对单一媒体且未考虑音视频匹配及防篡改,采用真实嵌入的方式,给出了一种基于QR码的音视频数字水印算法。算法同样根据音频段的状态采用不同的水印,无声段的水印结合了QR码,提升水印容量及稳定性。有声段结合DCT、SVD生成声音水印。对视频关键帧的Y分量进行两次分块DCT变换,然后Schur分解,将水印嵌入到特征值矩阵中,算法的水印嵌入强度通过多组视频在不同攻击下的实验结果选取。 3.对给出的两种音视频匹配数字水印算法进行了多组实验和测试,并且与相关算法进行了对比实验。由实验结果得出,两种算法不仅实现了音视频匹配检验及防篡改的功能,同时还具有良好的鲁棒性,对常见的噪声、滤波、旋转、帧攻击、重压缩等攻击具有良好的抗攻击能力,在实验结果上优于对比算法。

关键词

数字水印/音视频匹配/K-means编码/QR码/离散余弦变换

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授予学位

硕士

学科专业

电子与通信工程

导师

范迪/吕雪岭

学位年度

2021

学位授予单位

山东科技大学

语种

中文

中图分类号

TP
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