面向多媒体内容版权保护的视频水印理论研究

随着多媒体技术的发展，数字视频产品越来越多，视频内容的版权保护需求愈发突出。水印技术作为数字内容侵权追踪的有效技术手段，受到学术界和产业界的重视，本课题针对视频内容侵权追踪产业上的大量需求，研究视频内容的版权保护和管理技术，主要包括：提出视频内容版权保护的总体框架结构；提出用于侵权追踪的视频水印需要满足的性能要求；针对视频内容格式和压缩标准，建立视频水印系统的合理模型；针对视频数字版权追踪的实际应用环境，设计实用可行的若干水印算法，主要侧重于研究压缩域和变换域视频水印算法；分析视频水印视觉质量、鲁棒性及水印容量之间的相关理论，建立视频水印算法的评价模型；结合视频压缩标准建立实用的视频数字水印系统；建立视频水印系统开发和验证平台。课题的研究为数字水印技术在版权保护、数据认证和完整性检验、实用控制、广播监控、用户跟踪等方面的研究发展有着非常重要的指导意义和理论价值。

本项目主要从非压缩和压缩域视频特性，分别研究了视频水印系统及版权保护管理。在压缩域视频水印方面，设计了一种基于H.264的压缩域视频水印系统，水印嵌入和提取过程中无需完全解码。同时在视频关键帧分析中，采用Weibull 模型模拟变换系数的脉冲型分布，解决了常规一般高斯分布（Gaussian）等无法对变换域系数的脉冲型分布（pulse distribution）准确建模的问题，在最大似然检测框架和各种常见攻击下，水印检测准确率平均提高10%。在非压缩域方面，视频水印研究从模拟人眼视觉注意过程出发，利用基于Itti视觉显著模型和关键帧图像深度信息等线索，建立了基于视觉注意机制和FFMPEG的跨编码的视频水印系统，具有良好的鲁棒性，适用于云端编解码和批量水印的处理。在数字版权保护管理方面，研究了一种基于全内容图像加密和水印的数字版权管理系统，严格设计使用控制机制适用于机密图像数据的滥用追踪.本课题研究期间共完成期刊论文3篇，EI国际会议论文6篇，授权专利3项，一等奖1项及专著1本。 上述研究成果为可广泛适用于媒体版权保护认证和完整性检验、实用控制、用户跟踪等提供了理论依据， 且具有较强的实用价值。