第26卷第12期2010年12月赤峰学院学报（自然科学版）JournalofChifengUniversity（NaturalScienceEdition）Vol.26No.12Dec.2010水印技术在MPEG-4流媒体版权保护领域的应用研究钱庭霖（福州大学摘阳光学院计算机工程系，福建福州350015）要：Internet的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了广阔的市场和强大的动力.与其他数字产品一样，流媒体也同样面临着版权保护的问题.数字水印技术为数字版权的保护提供了一个有效的手段，本文深入地讨论了数字水印技术在MPEG流媒体版权保护上的应用研究.关键词：流媒体；版权保护；数字水印；MPEG-4中图分类号：ＴＰ３９１1引言文献标识码：A文章编号：1673-260X（201012-0043-02）视频图像水印是当前水印技术研究方向中的热点和难点．虽然数字水印技术发展很快，但其方向主要集中于静止图像上．而视频水印技术相对于图像水印技术发展滞后，再加上现有的标准视频编码格式造成了水印技术引入上的局限性．3流媒体技术与MPEG-4计算机技术及网络技术的飞速发展极大地推动了数字多媒体的创作、使用和传播．但在这同时，由于可以任意地获取、复制和传播数字多媒体作品，使得数字多媒体作品的版权保护面临着严重的威胁———利用网络的开放性和共享性，人们可以轻易地就对原创作品进行篡改、伪造、复制和非法发布，这严重地损害了作品创作者和使用者的利益．如何保护数字多媒体作品的版权，以及如何保证作品内容的真实性和完整性成为迫切需要解决的问题．解决视频作品的版权和完整性保护问题的通常途径有两种，一种是通过传统的加密方法，另一种则是利用数字水印技术（ＤｉｇｉｔａｌＷａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ，）相应的技术手段有加解密、数字签名、数字标签、数字指纹、信息隐藏等．2数字水印技术随着宽带网的兴起，流媒体技术诞生了．流媒体是多媒体和网络领域的交叉学科，它为多媒体信息提供了一条崭新的应用途径．流媒体技术将传统的多媒体应用改变为流式应用，将音频、视频等多媒体信息转化成“流”的形式，信息在传输的同时即可进行播放．流媒体的编码技术是建立在传统的多媒体编码技术基础之上的．其编码标准以ＩＳＯ／ＩＥＣ颁布的ＭＰＥＧ系列标准和ＩＴＵ颁布的Ｈ系列标准为代表．ＭＰＥＧ系列标准包括ＭＰＥＧ－１、ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ－４、ＭＰＥＧ－７，适用于不同带宽和数字影像质量的要求：ＭＰＥＧ－１广泛应用于ＶＣＤ，ＭＰＥＧ－２应用于广播电视盒ＤＶＤ，而ＭＰＥＧ－４更加注重多媒体系统的交互性和灵活性，ＭＰＥＧ－７则用于实现基于内容的有效检索．ＭＰＥＧ－４标准旨在为流媒体的传输、存储及其应用环境提供一个基于“对象”的编码方案，并在时域和空域具有灵活的扩展性，以利于动态码率的调整．ＭＰＥＧ－４作为一种新型的基于对象的压缩标准，在视频电话、视频电子邮件和电子新闻等方面有着广泛的应用前景．ＭＰＥＧ－４采用ＯｂｊｅｃｔＢａｓｅｄ方式解压缩，其压缩比指标远远优于其他标准．ＭＰＥＧ－４引入了ＡＶ对象，使得更多的交互操作成为可能．ＭＰＥＧ４使用“图层”（ｌａｙｅｒ）方式，能够智能化选择影像的不同之处，是可根据图像内容，将其中的对象（人物、物体、背景）分离出来分别进行压缩，这不仅仅大大提高了压缩比，也使图像探测的功能和准确性更充分的体现出来．4４．１水印技术在MPEG-4流媒体版权保护上的应用信息隐藏技术不同于传统的密码学技术，密码技术通过将机密信息进行特殊编码，形成不可识别的密文进行传递；而信息隐藏技术则是通过将某一机密信息秘密隐藏于另一公开的信息中，然后通过公开信息的传输来传递隐藏信息．信息隐藏技术研究的一个重要分支就是数字水印技术．数字水印技术是利用数字作品中普遍存在的冗余数据与随机性，将数字、序列号、文字、图像标志等版权信息嵌入到数字作品本身中，从而起到版权保护、秘密通信、数据文件的真伪鉴别和产品标识等作用［１］．水印技术是一种有效的数字产品版权保护和数据安全维护技术，通过将一些标志性信息（水印）直接嵌入到多媒体内容中，所嵌入的信息不会影响原内容的价值和使用，并且不能被人的知觉系统觉察或注意到，只有通过专用的检测器或阅读器才能提取．水印信息通常是作者的序列号、公司标志、有特殊意义的文本等，这些信息可以用来识别文件、图像或音乐制品的来源、版本、原作者、拥有者、发行人、合法使用人对数字产品的拥有权．与加密技术不同的是，数字水印技术并不能阻止盗版活动，但它可以判别对象是否受到保护，监视被保护数据的传播、真伪鉴别和非法拷贝、解决版权纠纷并为法庭提供证据［２］．与水印技术相关的ＭＰＥＧ－４关键技术通常情况下，视频的数字水印应该直接与视频编码和－４３－解码器相结