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数字媒体内容版权保护关键技术研究
其他题名Research on Key Techniques of Digital Media Content Copyright Protection
唐小军
学位类型工学博士
导师张树武 ; 杜清秀
2010-12-04
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点中国科学院自动化研究所
学位专业计算机应用技术
关键词数字水印 数字版权管理 数字媒体 几何攻击 仿射变换 混淆攻击 扩频水印 加权系数 加解密 白盒aes算法 Digital Watermark Digital Copyrights Management Digital Media Geometric Attacks Affine Transformation Attacks Ambiguity Attacks Spread Spectrum Watermark Weighting Factors Encryption And Decryption White-box Aes Implementation
摘要数字媒体是指以文本、图片、音频、视频及其组合为表现形式的数字化作品或素材。随着计算机、互联网技术的快速发展,人们使用数字媒体的习惯与购买倾向开始发生巨大变化,网络发布、在线购买和在线播放逐渐成为数字媒体主要的销售和传播方式。新的销售传播方式不仅为用户使用数字媒体带来方便,而且降低了数字媒体内容服务运营成本,对数字媒体产业的繁荣起到了重要的推动作用。然而数字化的媒体资源在传输中很容易被截获,发送给用户后,也很容易被用户复制和非法扩散,因此有必要对网络发布的数字媒体进行版权保护,对用户的使用权限进行控制,防止用户复制扩散数字媒体内容资源。 本文正是基于上述应用需求对数字水印技术和数字媒体加密保护技术进行了深入的研究和探讨,本论文的创新点及主要成果如下: (1) 提出了一种扩频数字水印最优检测加权系数计算方法 针对大容量的扩频数字水印算法,提出了采用最优检测加权系数提高数字水印不可见性和鲁棒性的方法,并给出了最优检测加权系数计算公式。实验证明最优检测加权系数能够有效地提高扩频数字水印的不可见性和鲁棒性。此外,最优检测加权系数的思路方法还可以应用到其他基于扩频技术的数字水印算法中,提高扩频数字水印算法的综合性能。 (2) 提出了两种抵抗仿射变换攻击的数字水印算法 针对数字水印的仿射变换攻击,提出了两种抗攻击的算法。算法一是利用原始图片,采用规范化互相关系数作为判决函数,对仿射变换参数进行估计,然后利用逆变换对仿射形变进行自动恢复,从而实现对仿射变换的鲁棒性。实验结果表明该仿射变换参数估计算法不仅准确度高,而且具有很高的鲁棒性,能够应用于非盲数字水印算法,对仿射变换进行恢复。算法二不需要使用原始图片,而是采用Trace变换的方法对图片进行规范化,并将水印嵌入到规范化的图片中,由于规范化图片对仿射变换具有不变性,因此嵌入的水印也对仿射变换具有鲁棒性。实验表明基于Trace变换的水印算法对仿射变换攻击具有较好的鲁棒性。 (3) 提出了一种不可逆的自适应数字水印算法 在数字水印抵抗混淆攻击[1, 2]方面,对不可逆数字水印技术与自适应水印技术相互结合进行研究分析,发现自适应系数对数字水印不可逆性质有危害的问题:攻击者可以利用自适应系数进行混淆攻击,大幅度提高混淆攻击的成功率。针对该问题,提出了对自适应系数进行限制的方法,有效地确保自适应水印算法的不可逆性,并给出一种小波域不可逆的自适应数字水印算法,实现了自适应水印技术与不可逆水印技术的有效结合。实验表明,通过对自适应系数进行限制,自适应系数对水印算法的不可逆性影响不大,并且能够有效提高水印算法的不可见性。 (4) 设计并实现了一个数字媒体版权管理系统 设计并开发了一个数字媒体版权管理系统。制定数字媒体加密封装方案、权利描述规则,实现了数字媒体内容的加密保护和使用权利控制;采用数字水印技术将版权标识和用户标识嵌入到发布的数字媒体资源中,用于证明数字媒体内容的版权,并实现对用户的标记;采用扰乱汇编代码技术和白盒加密算法实...
其他摘要Digital media, manifested in text, image, audio, video, and combinations thereof, is a kind of digital works or material. Owing to the rapid development of the Computer Science and Internet Technology, web publishing, online purchasing and online playing have become the major forms of selling and transmitting digital media. These new forms of sale and communication are easy to use and cost-effective, and will play an important role in the prosperity of the digital media industry. However, digital media resources can be easily intercepted in the transmission, and illegally copied and spread by the users, so the digital media copyright should be protected, and user’s ability of accessing the digital media should be controlled. Based on the above application requirements, this paper studies and explores the digital watermarking technology and the digital media encryption technology. The innovations of this paper are as follows: (1) Proposed an optimal detection weighted coefficient method for spread spectrum watermarking schemes. An optimal detection weighting coefficients method is proposed to improve the imperceptibility and robustness of a high-capacity Spread Spectrum watermarking algorithm, and the corresponding calculating functions are also provided. Experimental results show that this method can effectively improve the imperceptibility and robustness of the Spread Spectrum watermarking algorithm. In addition, the method can also be applied to other Spread Spectrum watermarking algorithms, and improve their overall performances. (2) Proposed two digital watermarking algorithms, which are resistant to affine transformations. For affine transformation attacks, this paper proposed two affine transformation robust algorithms. The first one uses the original host image, estimates the affine transformation parameters by normalized correlation coefficients, and then uses the parameters to inverse transform the image. Experimental results show that the affine transformation parameter estimation algorithm is highly robust, and can be used in non-blind digital watermarking schemes to recover affine transformations. Instead of using the original image, the second one uses a Trace transform algorithm to normalize the image and embeds the watermark in the normalized image. Because the normalized image is invariant to affine transformations, the embedded watermark is invariant to affine transformations too. Experimental results show that the Trace t...
馆藏号XWLW1520
其他标识符200718014629091
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ia.ac.cn/handle/173211/6315
专题毕业生_博士学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
唐小军. 数字媒体内容版权保护关键技术研究[D]. 中国科学院自动化研究所. 中国科学院研究生院,2010.
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