mpeg-2压缩域快速视频水印算法的优化与dsp实现

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1、第1章绪论期项目工程。基于该平台可对有线数字电视广播进行有效的监控：包括对电视内容、插播、广告等进行监控，实现安全的有线数字电视广播，有着非常重要的现实意义和应用价值。本论文是该项目工程的研究课题之一。1．2本论文的主要工作基于MPEG-2标准的视频水印，其技术上的挑战性在于需要同时满足包括不可见性、稳健性、安全性和数据容量在内的相互对立的要求。通过对现有算法的分析和实验，并考虑到算法实现的效率等因素，提出本文的改进算法以进一步提高水印的性能，并对算法在DSP上的实现作一定的优化。1)由于本文是研究基于MPEG-2视频的水印算法，因此首先对MPEG-2视频编码标准进行了研究，深

2、入分析其编码语法，主要认真分析了对I帧数据的提取流程，亮度块系数的压缩编码以及解码，为下一步工作奠定基础；2)提出一种基于MPEG-2压缩域的快速视频水印的设计方法。由DimitriosSimitopoulos等人提出的基于MPEG1／2压缩域的视频水印算法，对DCT分块先进行块分类，再对8×8块里除直流系数外的每个系数都进行水印的嵌入。该算法需要处理较多的数据，并不高效，且在对一些纹理较简单的分块进行水印嵌入后，效果不理想。而文献㈣提出的基于DCT的数字视频水印算法，是利用视觉系统(HVS)的纹理掩蔽特性，只在纹理复杂的8×8图像块中嵌入水印。该算法效率较高，但在保证视频质量

3、的前提下，允许嵌入的水印信息很少。本论文在此基础上，借鉴由DimitriosSimitopoulos等人提出的对于每个AC系数嵌入强度的计算方法，而仅对纹理较复杂的8x8图像块的7个连续非零系数(按Zig-Zag方式扫描)作水印嵌入。此算法运行效率较高，在嵌入36比特的水印信息时，视频图像峰值信噪比可达40dB以上。3)水印算法的DSP实现以及优化。由于计算系数的嵌入强度时需要用到像S(m，盯)=IC(i,j，．i})P舯屯O，^七)1‘州训这样的计算式子，为实现实时性的要求，需要做浮点运算定点化的处理，编写出高效的代码。中山大学硕士学位论文1．3论文的结构安排在文章的结构组织

4、上，具体如下：第一章绪论对视频数字水印的研究背景以及重要性进行了描述，并介绍了本研究课题的重要性及其意义；同时，对本文的内容和结构安排进行了概括。第二章MPEG．2视频压缩标准概述了MPEG标准，并重点介绍了MPEG．2视频压缩编码标准，并给出其编解码的具体过程。第三章数字视频水印对视频数字水印技术进行较为全面的介绍，包括视频数字水印的要求、框架模型、嵌入策略，并概述了视频数字水印技术的应用。第四章MPEG．2压缩域快速视频水印算法的研究分析了现有两种视频水印技术的优缺点，描述了所提出的水印算法的嵌入和提取思路及方案。第五章MPEG．2压缩域水印算法的优化和DSP实现给出了该算

5、法在基于DSP的仿真平台DM642上实现的优化策略，给出了实验结果，并对该结果进行了分析。第六章结论对全文进行总结，指出进一步的工作方向。1．4本章小结数字视频水印技术是多媒体信息安全的一个新的研究热点，随着广播电视数字化的发展，水印技术在数字广播电视中的应用已成为人们关注的焦点，这正是本文的研究内容之一。本章中，主要叙述了本文的选题背景和研究意义，并简单概括了本文的主要工作及章节内容安排。4第2章MPEG-2视频压缩标准为了节约数据存储空间和便于传输，视频的主要存在模式是压缩格式的，因此视频水印在很大程度上是与压缩编码标准紧紧联系在一起的。迄今为止，我们制定了许多成功的视频图

6、像编码标准。其中，以JPEG和JPEG2000在静止图像编码中的应用最为广泛。视频编码方面，主要有以MPEG。l和MPEG．2为代表的中高码率多媒体数据编码标准；以H．261和H．263等为代表的低码率、甚低码率运动图像压缩标准；以及覆盖范围更宽的面向对象应用的MPEG一4标准。MPEG．2是MPEG的重要组成部分，且本论文的视频水印技术研究都是建立在MPEG．2视频编码的基础之上的，所以这一章将重点介绍MPEG．2标准。2．1MPEG简介2．1．1MPEG组织MPEG(MovingPictureExpertGroup)是动态图象专家组的英文缩写，它是在1988年由国际标准化组

7、织ISO(IntemationalStandardOrganization)与国际电工委员会IEC(InternationalElectronicCommittee)联合成立的专家组，专门负责开发电视图像数据和声音数据的编码、解码和它们的同步等标准。这个专家组开发的标准称为MPEG标准，到目前为止，已经开发和正在开发的MPEG标准有【8】【9i：MPEG．1：制定于1992年，压缩输出速率定义在1．5Mbit／s以下。主要是针对当时具有这种数据传输率的CD．ROM和网络而开发的。MPEG．2