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研究生:林宜龍
研究生(外文):Yi-Long Lin
論文名稱:基於DCT子影像之高不可視性H.264抗壓縮浮水印
論文名稱(外文):High Invisible and Against Compression Losing Watermark on H.264 Based on Sub-image of DCT
指導教授:陳聰毅陳聰毅引用關係
指導教授(外文):Tsong-Yi Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:電子工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:H.264浮水印抗壓縮浮水印不可視性浮水印
外文關鍵詞:H.264Sub-imageWatermarkInvisible
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H.264是近年來所提出的一套視訊壓縮標準,提供更高的壓縮效能及壓縮品質,為新一代的視訊壓縮標準。其壓縮過程以及壓縮後的係數均較以往的壓縮標準有顯著的差異。目前,針對H.264的浮水印文章日漸增多,其中以將浮水印藏入AC係數之作法為最多。但是對於AC係數的修改確稍嫌粗略,甚少實際去探討AC係數的修改是否有其限制以及任意改變AC係數是否可能造成不好的後果?
本文之做法係將浮水印藏入Intra Frame (I-Frame)之中,而藏在Intra Frame之浮水印,在抗壓縮能力上所面臨的最大挑戰是Intra Prediction的變化。從實際的研究觀察中可以發現藏入浮水印後,面對再一次壓縮之中Intra Prediction的變化,不同的AC係數所受的影響程度並不相同。因此浮水印的藏入不能任意修改AC係數。必須考量H.264本身的壓縮程序與AC係數的關係,限定浮水印可藏入哪些AC係數之中,否則對畫質影響過大,且浮水印可能無法承受再一次的壓縮。
本文所提之方法,即是一種可以承受Intra Prediction變化的浮水印藏入機制。依實驗結果顯示,本方法之浮水印可以承受多重壓縮所造成的損失,且維持相當高的影像品質。
H.264 was a proposed compression standard that provides higher compression rate and better compression quality in recent years. There is conspicuous difference between H.264 and past compression standard at compresses course and the coefficients after compression. At present, there are more and more articles of watermark that based on H.264. In these articles, for the most part, proposed schemes that embedded watermark into AC coefficients. However, the effect of modifying AC coefficients has not been discussed indeed. Modifying AC coefficients arbitrarily might cause ill effects of the videos after embed watermark.
The proposed scheme of this paper is embedding watermark into Intra Frame (I-Frame). The most challenge of watermark that embedded into Intra Frame is the selection of Intra Prediction might be changed. In the research, different AC coefficient gets different effect when the selection of Intra Prediction was changed in another compression course. Therefore, it’s necessary that finding what AC coefficients can be embedded watermark to avoid the quality of video might be too much lower and the watermark might be lost in another compression course.
The proposed scheme provides a method that can endure the change of Intra Prediction. This scheme would against the losing of compression has be proved in accordance with the experiment results.
中文摘要 i
ABSTRACT ii
表 目 錄 viii
第一章、 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究方法 2
1.3 論文架構 4
第二章、 浮水印的基本條件與H.264壓縮標準介紹 5
2.1 浮水印的基本條件 5
2.2 H.264壓縮標準介紹 7
2.2.1 H.264架構介紹 7
2.2.2 視頻編碼層 8
2.2.2.1 空間性預測(Intra Prediction) 9
2.2.2.2 轉換(Transform) 12
2.2.2.3 量化(Quantization) 12
第三章、 相關文獻回顧 14
3.1 Li[2]的方法 14
3.1.1 Li[2]方法之浮水印藏入 14
3.1.2 Li[2]方法之浮水印取出 17
3.1.3 Li[2]方法之探討 19
3.2 Hsieh[6]的方法 20
3.2.1 Hsieh[6]方法之浮水印藏入 20
3.2.2 Hsieh[6]方法之浮水印取出 23
3.2.3 Hsieh[6]方法之探討 24
3.3 Lin[4]的方法 25
3.3.1 Lin[4]方法之浮水印藏入 25
3.3.2 Lin[4]方法之浮水印取出 29
3.3.3 Lin[4]方法之探討 30
第四章、 本研究之浮水印技術 31
4.1 浮水印藏入條件分析 31
4.1.1 Intra Frame與Inter Frame的差異 31
4.1.2 壓縮過程造成數值變動 33
4.1.3 浮水印呈現方式 34
4.1.3.1 以數值表示浮水印資訊 34
4.1.3.2 以係數所在區間表示浮水印 34
4.1.3.3 以係數間的關係表示浮水印資訊 35
4.1.4 浮水印藏入DC與AC係數的差異 36
4.1.5 Intra Prediction的影響 37
4.2 本文提出之浮水印藏入方式 38
4.2.1 本文作法之考量 38
4.2.2 浮水印藏入方式 40
4.3 浮水印取出方式 42
第五章、 實驗結果 43
5.1 多重壓縮實驗 43
5.2 不同QP值的實驗結果 48
5.3 誤判率分析 49
5.4 浮水印對影像處理攻擊之抵抗能力 50
5.4.1 Smooth filter 之影響 50
5.4.2 Shaping filter 之影響 51
5.4.3 Histogram Equalization 之影響 52
5.5 浮水印之不可視性分析 53
第六章、 結論與展望 54
6.1 本文之結論 54
6.2 未來展望 56
參考文獻 57
參考文獻

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