视频可逆水印加密一体化理论与方法研究

The joint technique of video watermarking and encryption is the foreland in the field of the information security。This project focuses on the research on a novel video watermarking and encryption scheme, that is, reversible-watermarking and encryption integration, abreviated by reversible-watermarking encryption.The main research content is as follows:. 1) The secure model on the video reversible-watermarking encryption is designed and established, therefore, the foundation of security mechanism is laid;. 2) Single-image hybrid reversible-watermarking encryption scheme is studied, which solves the problem on the multi-function protection such as the content and copyright of the image and so on;. 3) Image-group reversible-watermarking encryption scheme based on compression sensing is researched, which improves the effeciency of the encryption and decryption of image group such as the continuous capture images and so on;. 4) Video reversible-watermarking encryption scheme based on motion vectors is proposed, which solves the real time and practicality problem of the video using the multi-function protection.. Therefore, through this project, the general secure theoretical model on the reversible-watermarking encryption can be obtained and the firm foudation for the application on the joint technique of video watermarking and encryption can be established.

视频水印和加密的结合技术是目前信息安全的前沿课题。本项目旨在提出一种新的视频水印和加密机制：可逆水印加密一体化，简称为可逆水印加密，并对此展开一系列的研究。主要研究内容为：1）设计并建立视频可逆水印加密安全理论模型，奠定可逆水印加密机制的基础；2）提出单一图像的混合可逆水印加密方案，解决图像的内容及版权同时保护，即多功能保护问题；3）提出基于压缩感知的图像组可逆水印加密方案，提高图像组，如连拍图像的加解密效率；4）提出基于运动矢量的视频可逆水印加密方案，解决运用多功能保护后视频的实时性及实用性问题。通过本项目的研究，不仅能从理论上建立通用的可逆水印加密安全模型，而且能为视频水印和加密结合技术的应用奠定坚实基础。

由于图像及视频在广播网络传输中缺乏多功能保护问题，因此本项目旨在研究针对图像及视频加密与可逆水印相结合的一系列问题，主要研究内容包括以下四个方面：1）研究了彩色图像的部分加密问题，提出了一类基于四元数离散余弦变换的加密方案，该方案能够依据质量因子控制加密效果，旨在解决在保密的情况下有效解决其它信息嵌入的问题，为视频的关键帧加密提供技术积累；2）研究了图像的鲁棒水印问题，提出了一系列混合规则嵌入的灰度图像鲁棒水印方案和基于四元数分数傅里叶变换的无能量损耗的彩色图像鲁棒水印方案，该类方案能够依据嵌入规则的混合程度来提高其鲁棒性，旨在解决传输过程中版权保护与非法追踪等多功能保护问题；3）研究了图像的可逆水印问题，提出了一类基于多维度的可逆水印方案，该类方案将像素值排序扩展到2维以增加其信息嵌入量，旨在解决广播网络的用户信息传输及画质无损传输等多功能保护问题；4）在此项研究的基础上拓展性研究了彩色图像的取证问题，首次提出了一类基于四元数变换的取证方案，该类方案利用四元数的极坐标属性提高了其取证精度，旨在解决对广播的非法追踪中存在的证据识别和获取等问题。上述四个方面的研究在性能上都获得了较大幅度的提高，具有较强的应用前景和价值，同时也为信息隐藏领域的发展进一步夯实了基础。