18、利用双二进制编码增强压缩域水印信道容量

利用双二进制编码增强压缩域水印信道容量

1. 引言

随着数字生产、处理技术和互联网的飞速发展，数字材料的无限分发和共享成为可能。数字水印技术应运而生，它不仅能解决版权问题，还在认证、广播监控和数据嵌入等方面有广泛应用。

在实时应用中，许多压缩域水印技术基于扩频范式，即将水印嵌入视频序列。Hartung和Girod提出将未压缩域的扩频水印技术扩展到压缩域。他们的方法是将由{-1, -1}组成的水印序列通过大码片速率因子扩展，用伪随机序列调制后组织成与视频帧大小相同的帧。将水印嵌入视频帧的DCT块时，对水印帧中相同相对位置的8x8块进行DCT变换并添加到该块。若对AC系数进行水印处理后得到的Huffman码比原始未加水印的系数长，则放弃该系数的水印处理以保持序列的比特率。这一技术对数字视频水印研究产生了重大影响，许多后续研究受其启发。

2. MPEG2在DCT域的水印技术

2.1 应用场景与需求

目标应用是专业环境中的数据嵌入和索引，水印需对典型视频编辑过程（如转码、插入logo、淡入淡出等）具有鲁棒性。同时，要兼顾高不可感知性和水印容量之间的平衡。通常，从水印视频段提取水印的最小持续时间限制在5秒，对于MPEG2标准的PAL序列，相当于8个I帧，这样在水印解码器处只需处理8帧，在有效负载和计算成本之间取得了合理的权衡。

2.2 水印方案原理

该水印方案基于流行的扩频范式，采用新颖的逐位水印位交织方案。具体步骤如下：
1. 将每个水印消息位重复64次，形成8x8块。
2. 这些块随机分布在8个水印帧中，然后用伪序列调制。
3. 这样每个水印位在纹理、边缘和平坦区域