[發明專利]一種基于運動估計的視頻自恢復水印方法

無效

• 申請號: 200910081527.0
• 申請日: 2009-04-10
• 公開（公告）號: CN101527850A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 曾驍;陳真勇;劉驍;陳明;熊璋
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/50;G06T1/00
• 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

技術領域

本發明涉及一種多媒體數字水印嵌入和檢測方法，特別涉及一種基于運動估計的視頻自恢復水印方法。

背景技術

現代數字多媒體技術的發展使人們可以輕易地實現多媒體數據的“無縫”修改；而互聯網的發達又使得人們可以方便地傳播和獲取各類多媒體數據，使數字產品的侵權和內容篡改行為變得難以防范。因此，多媒體數據處理和網絡通信技術在給人們帶來好處和方便的同時，也在一定程度上降低了人們對媒體數據本身的信賴程度。所以，如何對信息進行有效認證和完整性保護是一個迫切需要解決的技術問題。

為了確保多媒體數據的可信度，一種通過驗證數據信息的完整性、數據來源的可靠性以及數據的真實性來保護多媒體數據的技術——多媒體認證技術應運而生。雖然多媒體認證技術根源于密碼學領域的文本信息認證技術，但是近年來卻發展成了一個獨立的新領域。數字水印是用來進行多媒體內容認證的主要方法之一。在使用數字水印方法的多媒體認證技術中，按照認證的程度可以分為篡改檢測、篡改定位和篡改自恢復等幾個層次類別。

篡改自恢復則是更有效的認證類型，在進行有效的篡改定位后，它能在不借助其它外界信息的前提下盡可能地對被篡改的宿主內容進行恢復，近似地重現其被篡改前的狀態，有利于獲得較為徹底的認證結果，甚至可能使被篡改的宿主媒體重新獲得其使用價值。因此，近年來有許多研究對自恢復水印進行了探討。為了恢復目標媒體，需要把目標媒體的內容通過一定的編碼方法轉換成水印信號，并嵌入到該宿主媒體中。在極端情況下，如果能從嵌入的水印中獲取整個媒體的精確信息，則能完全恢復該媒體。一般來說，由于自恢復水印需要包含目標媒體的內容信息，所需的容量都比較大，嵌入水印后的宿主媒體視覺質量容易引入較大的失真；而減小自恢復水印數據量又容易使恢復媒體的質量達不到要求。所以必須在壓縮目標媒體的內容以減小自恢復水印的數據量和保持足夠的媒體恢復質量之間取得平衡。

目前對于靜態圖像自恢復水印已經有了一些技術。在靜態圖像領域中，產生自恢復水印的通常做法是將整個或部分圖像壓縮，把壓縮后的信息作為水印信號嵌入到圖像自身。通過減小自恢復水印的數據量，還能夠更加靈活地分配其嵌入的位置，降低目標圖像與相應的自恢復水印同時遭受篡改的概率，從而提高水印的安全性。如Fridrich等(參見Fridrich?J，GoljanM.Images?with?self?correcting?capabilities.Proceedings?of?InternationalConference?on?Image?Processing.Koke，Japan，1999：25228.)提出中低頻DCT系數包含了圖像塊的主要內容信息，因此可以通過僅保留中低頻DCT系數來限制自恢復水印的數據量。Lin等(參見Lin?C?Y，Chang?S?F.Semi-Fragile?Watermarking?for?AuthenticationJPEG?Visual?Content.Proceedings?of?the?SPIE?International?Conference?on?Securityand?Watermarking?of?Multimedia?Contents?II，USA，January?2000，vol.3971.)提出先縮減圖像的分辨率，再分塊進行DCT變換和量化，以形成自恢復信息，該方法主要以損失恢復圖像的分辨率來換取合適的水印數據量，所獲得的恢復圖像質量較低。Mohaddam等(參見Moghaddam?B，Biermann?H，Margaritis?D.Defining?Image?Content?with?MultipleRegions-of-Interest.In：proceeding?of?IEEE?Workshop?on?Content-Based?Access?ofImage?and?Video?Libraries，June?1999.pp.89-93.)認為用戶往往只對感興趣區域(RegionOf?Interest，ROI)的篡改要求定位和恢復，感興趣區域是指圖像中最能引起用戶關注，最能表現圖像主要內容的主要區域。據此任娟等(參見任娟，王蘊紅，譚鐵牛.基于感興趣區域的圖像認證與自恢復算法.自動化學報，2004，Vol.30(6)，pp.833-843.)等提出自恢復算法應該只關注目標圖像的感興趣區域，并把ROI水印嵌入到背景中，這樣能較好的滿足水印容量的限制。