第三项技术是熵编码，在运动补偿和变换编码后，对得到的数据进 行哈夫曼编码。
12.2.1视频信息的编码标准
视频输入
预处理
编码器
参考帧
运动 估计
图像 预测器
IDC编码
输出视频
后处理
解码器
参考帧
图像 预测器
IDCT
图12.6 MPEG视频编码原理框图
逆量化
变长 解码
12.2.1视频信息的编码标准
版权保护（copyright protection） 视频指纹（fingerprinting） 拷贝保护（copy protection） 广播监测（broadcast monitoring） 数据认证（data authentication） 标题和注释（indexing） 安全的隐秘通信（covert communication）
第四步，对每个宏块的附加信息和量化系数进行编码。最后对量化 系数数据进行变长编码。最后得到的MPEG视频流分层语法表示如图 12.8所示。
MPEG-1和2都采用了基于离散余弦变换/运动补偿(DCT/MC)的混 合编码方案（图12.6）。这种编码方案使用到了三项基本技术。
第一项是运动补偿，这是因为视频中的动态图像的每一帧和它的前 帧都很多相似之处，可以近似地从前一帧来构造。
第二项技术是变换编码，它基于以下两个事实：一是人眼对高频可 视信息不敏感；二是变换编码能够把图像的能量相对集中，从而可 以用较少的数据位来表示图像。DCT的压缩技术可以减少空间域的冗 余度，它不仅用于帧内压缩，也用于帧间残差数据的压缩；
视频信息可分为原始视频数据和压缩视频数据两大类。 一般可以这样认为，原始视频相当于时间轴上的连续 图像序列(如图12.5)；压缩后的视频数据则是以特定的 压缩标准而存在的比特数据流。
为更好地研究视频水印算法，必须首先了解视频信息 的特点。这里主要介绍视频信息的编码标准和视频时 空掩蔽效应。
12.2 数字视频特点
图12.7 8X8像素块的编码过程
12.2.1视频信息的编码标准
图像内的编码单元是宏块，在每个图像内，宏块按顺序编码，从 左到右且从上到下。每个宏块由6个8x8大小的块组成：4个亮度 块，一个Cr色度块和一个Cb色度块。编码的过程如下：
第一步，为给定的宏块选择编码方式，这依赖于图像类型、局部区 域中运动补偿的有效性和块中的信号特性。
视频数据中，动态图像的每一帧有三种 基本编码类型：
I帧或称为帧内编码帧，这种图像不参考任 何其他图像进行编码（图12.7）；
P帧或称为前向预测编码帧，这种图像用到 了前面的I或P帧的运动补偿；
B帧或称为双向预测编码帧，这种图像编码 时用到了来自前面和后面的工或P帧的运动 补偿。
12.2.1视频信息的编码标准
12.2.1视频信息的编码标准
MPEG是活动图像专家组(Moving Picture Exports Group)的缩写， 成立于1988年。目前MPEG已颁布了多个活动图像及其伴音编码 的正式国际标准，MPEG-1和MPEG-2是其中的两个。
MPEG视频编码系统原理及关键技术概括地说，就是利用了图像 中的两种特性：空间相关性和时间相关性。
Smart card reader
Smart card
Digital recorder interface
Digital fingerprinted MPEg-2 data
图12.3 视频点播系统中具有加指纹功能的机顶盒方案
12.1 概论
Video Data WVaitdereomaDraktead
Copy Protection Scheme
Watermark N
Add
present?
Watermark
Store Video
Y
Discard Video Data
图12.4 数字视频录制设备的拷贝保护方案
12.2 数字视频特点
视频水印是数字水印技术中的热点和难点。由于视频 信息的复杂性，且在存储和传输过程中往往以压缩的 形式出现，所以视频水印算法的设计也要考虑到视频 信息的这些特点。
视频水印可以理解为以视频为载体对象，加入 可识别的数字信号或模式，且不影响视频数据 的视觉质量，又能达到用于视频数据对象的版 权和内容保护等目的技术手段。
视频水印发展的两个主要源动力来自视频的版 权保护问题和内容真实性和完整性保护问题。
12.1 概论
就目前所提出的应用情况来看，可包括以下范 围：
12.1 概论
图12.1 视频广播数字水印版权保护与追踪方案
12.1 概论
图12.2 视频指纹原理
12.1 概论
Digital encrypted MPEG-2 data
Analog fingerprintedvideo
Set-top box
Decrypt
Add Watermark
MPEGdecorder
第二步，根据编码方式的不同，使用过去的参考图像或将来参考图 像来估计运算运动补偿预测值，从当前宏块中的实际数据中减去这 个预测值得到帧间预测误差信号。
第三步，把误差信号分成8x8块，并对每个块完成离散余弦选变换 (DCT)，对经过DCT变换后的DCT系数进行量化，对两维块按“之” 形顺序进行扫描，以形成一维量化系数串。
图12.5原始视频序列信号
12.2.1视频信息的编码标准
数字视频信号，是指由运动信息连接在一起的 数字图像。由于原始数字视频信号数据量较大， 在传输和存储遇到困难，所以视频压缩技术一 直是多媒体技术工作者的研究对象。
压缩技术种类繁多，目前国际标准化组织的 MPEG工作组和ITU-T分别对视频压缩技术进行 了标准化，从而诞生了MPEG视频编码标准系 列以及H.261和H.263等系列标准。由于基本原 理一致，本文主要以MPEG编码标准为研究对 象。
视频水印
12.1 概论 12.2 数字视频特点 12.3 数字视频水印要求 12.4 视频水印的分类 12.5 国内外视频水印介绍
12.6 DEW视频水印算法实例 12.7 小结
12.1 概论
早期的数字水印研究主要面向静态的数字图像 对象。如今，作为互联网信息环境下的主要多 媒体对象——视频数据越来越多地被考虑以数 字水印技术手段来实现保护。