[發明專利]一種可逆視頻水印無損漂移補償方法

無效

• 申請號: 200910077437.4
• 申請日: 2009-02-11
• 公開（公告）號: CN101494756A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 曾驍;陳真勇;陳明;李濤;范圍;熊璋
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04N5/913
• 分類號: H04N5/913;H04N7/50
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 成金玉;盧 紀

1.一種可逆視頻水印無損漂移補償方法，其特征在于：包括無損漂移補償及對應的無損漂移補償去除過程，兩者均以圖像組(Group?of?pictures，GOP)為單位，并只對其中的P幀進行補償，其中無損漂移補償的過程為：

(1)圖像組中的第一個視頻幀，即I幀，獨立編碼不參考其它幀，它在DCT變換和量化后嵌入水印，得到嵌有水印的I幀DCT系數，并經過熵編碼作為嵌有水印的壓縮視頻流輸出；

(2)嵌有水印的I幀DCT系數同時也經過逆量化和逆DCT變換后得到嵌有水印的I幀像素值，存于第一水印幀存中，它與原始幀存中的原始像素值求差，差值經過DCT變換和量化后形成漂移補償量，并輸出到漂移補償單元以備對下一視頻幀進行漂移補償；

(3)圖像組中的第二個視頻幀，即圖像組中的第一個P幀，參考I幀進行編碼，P幀在經過運動估計和運動補償后經過DCT變換和量化得到運動殘差的DCT系數，它在漂移補償單元按上一幀求得的漂移補償量進行補償，然后經過熵編碼形成嵌有水印的壓縮視頻流；

(4)同時，經過漂移補償的P幀運動殘差的DCT系數再經過逆量化、逆DCT變換和運動補償形成完整的嵌有水印的P幀像素值，存于第一水印幀存中，它與原始幀存中的原始像素值求差，差值又經過DCT變換和量化后形成漂移補償量，漂移補償量再輸出到漂移補償單元以備對下一個視頻幀進行漂移補償，如此反復直到所有的P幀處理完畢；

無損漂移補償去除是相應的逆操作，其過程如下：

(1)圖像組中的第一個視頻幀，即I幀，在熵解碼后先通過逆量化和逆DCT變換得到嵌有水印的像素值存于第二水印幀存中，并且，熵解碼后的I幀經過提取水印得到還原的I幀DCT系數，還原的I幀DCT系數再經過熵編碼就能得到還原后的I幀視頻流；

(2)還原的I幀DCT系數同時也經過逆量化和逆DCT變換得到還原的I幀像素值存于還原幀存中，它與第二水印幀存中的像素值求差，差值再經過DCT變換和量化得到漂移補償量；

(3)圖像組中的第二個視頻幀，即圖像組中的第一個P幀，參考I幀進行解碼，P幀經過熵解碼后在去除漂移補償單元按上一步求得的漂移補償量進行補償去除，得到還原的P幀DCT系數，還原的P幀DCT系數一方面經過熵編碼得到還原后的P幀視頻流，另一方面再經過逆量化、逆DCT變換和運動補償后得到完整的原始P幀像素值存于還原幀存中；

(4)同時，經過熵解碼的P幀DCT系數在經過逆量化、逆DCT變換和運動補償后得到嵌有水印的P幀像素值存于第二水印幀存中，它與還原幀存中的P幀像素值求差，差值經過DCT變換和量化得到下一個視頻幀的漂移補償量，它再輸出到去除漂移補償單元以備對下一個視頻幀進行漂移補償去除，如此反復直到所有的P幀處理完畢。

2.根據權利要求1所述的一種可逆視頻水印無損漂移補償方法，其特征在于：所述的補償中若除了I幀以外，水印也要同時在P幀中嵌入，則應先對P幀進行漂移補償后再嵌入水印，與此對應，漂移補償去除過程在P幀中的水印提取之后再進行。

3.根據權利要求1所述的一種可逆視頻水印無損漂移補償方法，其特征在于：對視頻幀的失真補償也以宏塊為單位進行，如果P幀中的宏塊經過補償會變為全0，則不對該宏塊進行補償，以消除二義性。

4.根據權利要求1所述的一種可逆視頻水印無損漂移補償方法，其特征在于：視頻中的P幀設為F_n+1，稱作參考幀，前一時刻的I幀或P幀設為F_n，稱作被參考幀，F_n含水印的像素宏塊為PMB_i’，F_n不含水印的像素宏塊為PMB_i，其差值DPMB_i＝PMB_i’-PMB_i為嵌入水印引入的像素失真，DPMB_i經過DCT變換和量化得到補償量DMB_i，漂移補償過程是從F_n+1的DCT量化系數中減去DMB_i，去除漂移補償過程則是在F_n+1的DCT量化系數中加上DMB_i。