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近十几年来,数字多媒体正逐渐渗透到人们的日常生活中。在各种多媒体信息中,数字视频占据着非常重要的位置。但随着图像处理技术的发展,对视频的编辑修改变得非常容易,而且用肉眼很难区分真伪。当视频内容涉及到政治、军事、法庭证据等信息时,其可信度(如监控录像、电视广播节目等是否被修改)必须得到确认。因此,视频认证技术成为信息安全领域一个重要的研究课题。
数字水印技术是多媒体认证的主要方法之一,但当前的研究大都集中在图像认证上,对视频认证的研究相对较少,且现有的算法也不太成熟,特别是缺乏能有效的将帧间认证和帧内认证相结合的算法。本文主要研究基于数字水印的视频认证技术,主要工作如下:1.验证了Zernike矩的幅值(ZMMs)在视频应用环境下的半脆弱特性。ZMMs已被证实是图像认证中一个性质优良的特征量,本文将其扩展到视频上,用大量实验证明了其对正常的视频处理的改变量明显小于对恶意篡改的改变量,在视频应用环境下同样具有半脆弱特性,可用作视频认证的特征量。
2.提出一种基于鲁棒水印的视频帧间认证算法。和图像认证相比较,视频认证最大的特点就是还需要提供帧间认证,即能够判别出丢帧、插帧、帧重排等时间轴上的攻击。本文提出在每个视频帧中嵌入一个唯一标识该帧在时间轴上位置的水印来实现帧间认证,并采用二维交织技术和纠错编码相结合的方法提高水印的鲁棒性。实验证明该算法能有效抵抗帧间攻击和帧内攻击。
3.提出一种基于混合水印的视频认证算法。在小波变换的不同子带,以不同的方式嵌入三种不同功能的水印,将帧间认证和帧内认证有机的结合起来。这三种水印分别是:用于帧间认证的鲁棒水印,基于Zernike矩的半脆弱性实现帧内认证的鲁棒水印,基于Zernike矩的结构化嵌入方法的篡改定位水印。实验结果证实该算法的性能较好,和现有的算法相比具有更全面的视频认证功能。