基于非負矩陣分解的視頻水印方法研究.pdf

1、視頻水印作為一種能夠有效保護視頻產(chǎn)品版權和防止視頻產(chǎn)品被惡意篡改的方法已受到越來越多的關注，目前大多數(shù)視頻水印可以抵抗各種常規(guī)信號處理，但對幾何攻擊魯棒性差，特別是強剪切攻擊，嵌入的水印信息直接被大量裁剪，如何在殘余視頻中恢復提取完整水印，一直是困擾水印研究者的難題。同時，研究及實驗分析表明，現(xiàn)有的半脆弱水印方法在保證脆弱性的同時魯棒性不足，本文在對非負矩陣分解(Non-Negative Matrix Factorization，NMF

2、)深入分析和研究的基礎上，提出了以下基于非負矩陣分解的視頻水印方法。
　　 (一)一種基于NMFSCPBM(Non-Negative Matrix Factorization with SparsenessConstraints on Parts of the Basis Matrix)的抵抗強剪切攻擊視頻水印方法。將加密水印嵌入在宿主視頻NMFSCPBM分解的基矩陣大系數(shù)中，同時用NMFSCPBM方法提取視頻運動特征，利用該特

3、征系數(shù)大小自適應控制水印嵌入強度。水印檢測端，只要殘余視頻中包含有視頻最小剩余子塊數(shù)，就可以通過對殘余視頻最小剩余子塊的非負矩陣進行NMFSCPBM分解，以恢復出完整基矩陣，進而提取出完整水印。實驗表明，本方法抵抗各種規(guī)則剪切強度平均值達到95.97％，各種不規(guī)則剪切強度平均值達到94.25％，各種情況下的水印正確提取比特數(shù)均可達到100％，提取水印不受剪切位置和類型限制，與同類方法相比，抵抗強剪切攻擊能力獲得了較大程度提升。
　

4、　 (二)一種基于NMFCMN(Non-Negative Matrix Factorization with CoefficientMatrix Normalization)的視頻水印構(gòu)架，能夠同時實現(xiàn)版權管理和內(nèi)容完整性認證的雙重功能。首先對宿主視頻進行NMFCMN分解，提取幀間能量差分系數(shù)，構(gòu)造零水??；其次將構(gòu)造的零水印嵌入在系數(shù)矩陣最低有效位中，形成脆弱水印。實驗結(jié)果表明，所構(gòu)造零水印不但能夠抵抗加噪、濾波等常規(guī)視頻處理攻擊，對