5年度高等学校科学研究优秀成果奖（自然科学），特进行公示。公示期：2015年8月6日至 2015年8月12日，公示期内如对公示内容有异议，请您向北京大学科研部反映。
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附:公示内容
项目名称：视觉媒体内容保护的理论与方法
完成人：赵耀、潘正祥、李晓龙、倪蓉蓉、韦世奎、郭宗明
完成单位：北京交通大学、北京大学
成果简介：
随着计算机科学和网络技术的飞速发展，图像、视频等视觉媒体的应用越来越广泛，其自身价值和社会效应也随之凸显。然而，视觉媒体所具有的拷贝无失真、修改容易等特点极易带来版权纠纷和内容篡改等问题，不仅严重制约数字内容产业的发展，更关乎国家的安全与社会稳定。视觉媒体内容保护成为信息领域的研究热点。
本项目面向以图像、视频为代表的视觉媒体，重点研究其内容保护关键技术，包括可逆水印技术、鲁棒水印技术和数字取证技术。
可逆水印是指在提取完数字水印并完成水印功能后还能够无失真地恢复原始载体的一类水印技术。课题组针对容量-失真最大化（即在一定的图像失真度下，实现水印嵌入容量的最大化）问题开展研究，充分挖掘和利用图像内部的相关性，提出了基于高维直方图、像素对和值不变性和与差值调节、广义整数变换等可逆水印嵌入与提取算法方法。
在鲁棒水印方面，本项目重点针对如何抵抗几何失真的攻击等难点问题开展深入研究。首先提出局部不变特征变换LDFT，将图像像素点映射到多维不变特征子空间后嵌入水印，既能够有效抵抗全局几何变换攻击，又能抵抗局部几何变换攻击。提出了基于遗传算法的鲁棒水印方案，充分利用遗传算法的优化性能，不仅获得了更好的视觉质量，而且达到了更高的鲁棒性。提出基于矢量量化的水印算法等。
在数字取证方面，本项目重点对图像处理操作准确地鉴别，对视频的编辑操作进行取证和定位。开拓性地研究了Unsharp Masking Sharpening（USM）锐化取证问题，分析了USM响应特性，并提出有效的检测算法。提出基于帧融合的视频拷贝检测算法，首次将拷贝检测中的帧融合问题转化HMM解码问题，并提出了一种Viterbi-Like算法来实现参考帧的在线融合，从而克服了传统融合方法不能有效检测连续查询视频流中拷贝的问题。
10篇代表性论文发表在IEEE TIP、IEEE TCSVT、IEEE TIFS、IEEE Trans. on Cybernetics等国际著名期刊上。10篇代表作的谷歌学术引用次数达948次。得到IEEE TIFS前主编N.D.Memon教授（IEEE Fellow）、IEEE TIFS 现任主编M. Barni （IEEE Fellow）、IEEE Signal Processing Society主席Ray Liu（IEEE Fellow）、IEEE TIFS编委Hyoung Joong Kim（IEEE Fellow）、本领域最著名的教授之一 D. Coltuc（IEEE Fellow）、香港著名学者IEEE TIP编委Oscar C. Au（IEEE Fellow）、中国工程院院士高文教授、IEEE TIFS副主编张新鹏（杰青）等人的正面评价和肯定。相关博士学位论文获得北京市优秀博士学位论文奖。项目第一完成人获得教育部长江学者特聘教授和国家杰出青年基金，部分成果应用于国家安全部门。
代表性论文：
1. Bo Ou, Xiaolong Li, Yao Zhao, Rongrong Ni, Yun-Qing Shi, “Pairwise prediction-error expansion for efficient reversible data hiding”, IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 22, No. 12, Dec. 2013, pp.5010-5021.
2. Shaowei Weng, Yao Zhao, Jeng-Shyang Pan, and Rongrong Ni, “Reversible watermarking based on invariability and adjustment on pixel pairs”, IEEE Signal Processing Letters, vol.15, 2008, pp.721-724.
3. Xiaolong Li, Bin Yang, Tieyong Zeng, “Efficient Reversible Watermarking Based on Adaptive Prediction-Error Expansion and Pixel Selection”, IEEE Transactions on Image Processing, vol.20, no.12, 2011, pp.3524-3533.
4. Xiang Wang, Xiaolong Li, Bin Yang, Zongming Guo, “Efficient Generalized Integer Transform for Reversible Watermarking”, IEEE Signal Process. Lett., vol.17, no.6, 2010, pp.567-570
5. Xiaolong Li, Bin Yang, Daofang Cheng, Tieyong Zeng, “A Generalization of LSB Matching”, IEEE Signal Process. Lett., vol.16, no.2, 2009, pp.69-72.
6. Huawei Tian, Yao Zhao, Rongrong Ni, Lunming Qin,and Xuelong Li, “LDFT-based Watermarking Resilient to Local Desynchronization Attacks”, IEEE Trans. on Cybernetics, Vol. 43, No. 6, Dec. 2013, pp.2190-2201.
7. Chin-Shiuh Shieh, Hsiang-Cheh Huang, Feng-Hsing Wang, Jeng-Shyang Pan, “Genetic watermarking based on transform-domain techniques”, Pattern Recognition, vol.37, no.3, 2004, pp.555-565.
8. Zhe-ming Lu, Jeng-shyang Pan, Sheng-he Sun, “VQ-based digital image watermarking method”, Electronics Letters, vol. 36, no. 14, 2000, pp. 1201-1202.
9. Gang Cao, Yao Zhao, Rongrong Ni, Alex C. Kot, “Unsharp Masking Sharpening Detection via Overshoot Artifacts Analysis”, IEEE Signal Processing Letters, vol. 18, no. 10, 2011, pp.603-606.
10. Shikui Wei, Yao Zhao, Ce Zhu, Changsheng Xu, Zhenfeng Zhu, “Frame Fusion for Video Copy Detection”, IEEE Trans. on Circuits and Systems for Video Technology, vol.21, no.1, 2011, pp.15-28.
专利成果列表：
序号
作者
名称
专利号
1
倪蓉蓉、阮秋琦
基于反馈混沌系统和邻域辅助的图像认证方法
ZL200710119599.0
2
倪蓉蓉、王艳霞、阮秋琦
基于交织水印和生物特征的文件认证方法
ZL200710176419.2
3
倪蓉蓉、杨柳、赵耀、阮秋琦
利用不规则区域分割的数字图像认证与恢复方法及系统
ZL201010589111.2
4
赵耀、翁韶伟、潘正祥、倪蓉蓉
一种基于预测和压扩技术的高容量可逆水印方法
ZL200710119335.5
5
赵耀、田华伟、倪蓉蓉、秦伦明
一种抗多种几何攻击的鲁棒水印方法
ZL201010238722.2
6
赵耀、田华伟、倪蓉蓉
一种基于稳定圆形区域的抗几何攻击鲁棒水印方法
ZL200810102068.5
7
杨列森; 郭宗明
用于数字视频信号的水印方法和设备
ZL200610113607.6
8
亓文法; 李晓龙; 张 华
一种数字水印嵌入与提取方法及装置
ZL200610114048.0
9
亓文法; 李晓龙
一种用于数字图像的数字水印方法及装置
ZL200710063389.4
10
李晓龙; 亓文法; 程道放
基于数字图像变换域系数统计模型的水印嵌入及提取方法
ZL200710063043.4
11
李晓龙; 亓文法; 杨 斌; 张 华; 程道放
二值图像中数字水印的嵌入、提取方法和装置
ZL200710121642.7
12
李晓龙; 亓文法; 程道放; 杨 斌
一种数字图像的水印嵌入、提取方法及装置
ZL200710121700.6
13
李晓龙; 杨 斌; 程道放; 亓文法
一种在数字图像中嵌入和提取水印的方法与装置
ZL200710304442.5
14
李晓龙; 亓文法; 程道放; 杨 斌
二值文本图像中数字水印的嵌入和提取的方法及装置
ZL200810055770.0
15
王 祥; 郭宗明
基于图像特征区域的水印嵌入、检测方法及其装置
ZL200910092496.9
16
王 祥; 郭宗明; 李晓龙; 杨 斌
一种数字水印嵌入和提取方法及装置
ZL200910236058.5
17
王高阳; 亓文法; 李晓龙; 杨 斌
一种数字图像中水印嵌入和检测的方法及装置
ZL200910217512.2
18
郭宗明; 王 祥; 李晓龙; 杨 斌
可逆水印嵌入、提取方法及装置和图像恢复方法及装置
ZL201010126034.7
19
王 超; 李晓龙; 亓文法; 杨 斌
一种数字图像中可逆水印的嵌入方法及其提取方法
ZL201010159959.1
20
李晓龙; 王 超; 亓文法; 杨 斌
一种数字图像中的水印嵌入和提取方法
ZL201010215767.8
21
王 祥; 郭宗明
一种嵌入可逆水印的方法、提取方法以及装置和系统
ZL201110079866.2
22
王 祥; 郭宗明
一种可逆水印嵌入方法、提取方法以及装置和系统
ZL201110079881.7
北京大学科学研究部
2015.8.6
