数字视频水印技术在软件数字电视中的应用研究

论文摘要

人们日常生活中的电视正在从模拟电视向数字电视过渡。传统的和经典的数字电视都具有频分制、定时、单向广播等特点;尽管经典的数字电视相对于模拟电视有许多技术革新,但只是信号形式的改变,而没有触及媒体内容的传播方式。在此提出的软件数字电视也即IPTV是一种利用宽带有线电视网,集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体,向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。用户在家中可以有两种方式享受IPTV服务:（1）计算机,（2）网络机顶盒+普通电视机。它能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势,充分有效地利用网络资源。本论文目的是利用计算机来收看电视节目服务和对节目完整和防篡改安全的保护。为此本文探讨了软件数字电视的整体框架和其核心技术,并着重对其节目源的安全提出了一种解决办法即MPEG2 DCT视频水印技术。首先本文主张采用微软的BDA（Broadcast Driver Architecture）框架来设计软件数字电视系统,这有利于把各个关键技术划分为不同的组件,开发者可以很方便的选择是自己开发组件还是利用别人的劳动成果避免一些不必要的浪费,与其他开发者分工合作。然后着重讨论了利用MPEG2的视频数字水印技术。首先分析和提出了自主设计的脆弱性视频水印算法,而后介绍了视频水印组件的设计实现。在服务器端采用半解码的方法在DCT变换中把水印信息打入。在客户端用同样的方法逆向解析出水印信息,从而有效的对节目源进行了保护。最后在软件数字电视的核心技术上本文探讨了MPEG2系统层也即TS流技术。这是开发软件数字电视的核心和关键。在多媒体信号网络传输方面,本文提出用RTP/RTCP协议来承载TS流有利于软件数字电视在恶劣网络环境下的传输。RTP/RTCP结合IP网络能够在客户端和服务器端双向反馈网络带宽信息方便服务器端根据客户的网络状况及时作出调整。在本文基础上开发出了自主的软件数字电视客户端软件,服务器端开发出模拟的流媒体服务器软件,并在实验室运行测试达到了预期的效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 本文研究的主要内容及研究意义
• 1.3 软件数字电视技术可行性分析
• 2 实时传输协议RTP
• 2.1 多媒体传输协议简介
• 2.1.1 实时传输协议RTP
• 2.1.2 实时流协议RTSP
• 2.1.3 会话描述协议SDP
• 2.2 实时传输协议RTP/RTCP
• 2.2.1 RTP 数据传输协议分组头格式
• 2.2.2 实时传输控制协议RTCP 分组头格式
• 3 基于DirectShow 的软件数字电视架构设计
• 3.1 COM 技术简介
• 3.1.1 COM 概述
• 3.2 DirectShow 技术简介
• 3.2.1 DirectShow 的基本架构
• 3.2.2 微软的软件数字电视架构
• 3.3 软件数字电视架构设计
• 3.3.1 对微软软件数字电视架构的改进
• 3.3.2 软件数字电视服务器端架构的设计
• 3.3.3 软件数字电视服务器端架构的设计
• 4 基于MPEG2 DCT 变换的视频数字水印算法设计
• 4.1 数字水印简介
• 4.2 数字水印算法简介
• 4.2.1 空间域数字水印嵌入算法
• 4.2.2 变换域数字水印嵌入算法
• 4.3 视频水印
• 4.3.1 视频水印简介
• 4.3.2 视频水印的主要特征
• 4.3.3 视频水印所面临的攻击形式
• 4.3.4 视频水印技术的分类
• 4.3.5 视频水印的模型
• 4.4 基于MPEG2 DCT 的视频水印算法
• 4.4.1 变换分析
• 4.4.2 算法思想
• 4.5 MPEG2 视频水印算法设计
• 4.5.1 嵌入算法
• 4.5.2 检测算法
• 4.5.3 算法效果验证
• 4.5.4 嵌入水印模块简介
• 5 软件数字电视系统实现
• 5.1 软件数字电视服务器端设计
• 5.1.1 服务器端主要功能和设计方案
• 5.1.2 数字视频水印嵌入主要函数和流程设计
• 5.1.3 MPEG2 数字视频水印嵌入组件的设计
• 5.1.4 RTP 打包TS 流策略设计
• 5.2 软件数字电视客户端设计
• 5.2.1 客户端主要功能分类
• 5.2.2 播放控制子功能设计
• 5.2.3 RTP 接收数据流模块设计
• 5.2.4 数字电视频道搜索功能设计
• 5.2.5 客户端应用程序设计
• 5.3 实验结果
• 6 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 对后期工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录