[發明專利]一種基于幀間預測誤差直方圖修改的可逆視頻水印方法

無效

• 申請號: 200910092910.6
• 申請日: 2009-09-10
• 公開（公告）號: CN101651837A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 劉驍;陳真勇;曾驍;范圍;羅立新;熊璋
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04N7/32
• 分類號: H04N7/32;H04N7/16
• 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，特別涉及一種基于幀間預測誤差直方圖修改的可逆視頻水印方法。

背景技術

數字信息革命給人類的社會和生活帶來了深刻的變化，同時也帶來了新的挑戰和創新機遇。由于數字多媒體作品容易被復制或者修改，數字版權保護及內容完整性驗證等安全問題成為迫切需要解決的問題。數字水印技術是一種保護數字多媒體安全的有效手段，它將一些信息隱藏在數字圖像、視頻或者音頻信號中，用于聲明版權或驗證內容的完整性。在現有的大多數數字水印方法中，由于水印信號的引入，宿主媒體會被永久的改變并無法還原到嵌入水印前的狀態。雖然水印引入的失真通常很小并不容易被人的感知系統所察覺，但在一些對數據保真度要求極高的特殊領域中，如醫學診斷、衛星遙感或者法律證據等，媒體中任何微小的失真都是不被允許的。因此數字水印技術在這些領域的應用受到了很大的限制。為了解決該問題，人們提出了可逆數字水印的概念，這種水印方案可以保證在提取端將宿主媒體精確還原到其未被嵌入水印時的原始狀態。

最早的可逆水印方法是由Barton在1997年提出(參見Barton，J.，Method?and?apparatusfor?embedding?authentication?information?within?digital?data?U.S.Patent?5?646?997，1997.)，該方法除具有對載體數據進行認證的能力之外，還能從載體中移除水印并還原原始的載體數據。近年來學者們提出大量的可逆水印算法，并可大致分為如下三類(參見Jen-bang?Feng，I.-c.L.，Chwei-shyong?Tsai，Yen-ping?Chu，Reversible?watermarking：current?statusand?key?issues.International?Journal?of?Network?Security?2006.2(3)：p.161-170.)：使用數據壓縮的水印方法、基于直方圖修改的水印方法和基于差值擴展(DifferenceExpansion，DE)的水印方法。在這幾類方法中，第一類方法具有較高的算法復雜度，而其容量十分有限。而其它兩類方法在這些方面都有所改進。

直方圖修改是一種實現可逆水印的有效策略。Vleeschouwer等人(參見C.DeVleeschouwer，J.F.Delaigle，and?B.Macq，″Circular?interpretation?of?bijectivetransformations?in?lossless?watermarking?for?media?asset?management，″Multimedia，IEEE?Transactions?on，vol.5，pp.97-105，2003.)通過將直方圖隨機劃分成兩個部分，并根據這兩個部分具有統計上的相似特性，將水印嵌入到其中一個部分中。在提取時可根據未嵌水印部分的直方圖分布來對水印信號進行識別。Ni等人提出使用直方圖中的峰值和零值對進行嵌入的可逆水印方法(參見N.Zhicheng，S.Yun-Qing，N.Ansari，and?S.Wei，″Reversible?data?hiding，″Circuits?and?Systems?for?Video?Technology，IEEETransactions?on，vol.16，pp.354-362，2006.)。該方法在水印嵌入時，將峰值附近的像素向零值方向移動一個像素，并以修改或保持峰值像素值的方式嵌入水印比特位。之后，Lin和Hsueh使用Ni等人提出的方法對三像素塊中的差值進行擴展(參見C.-C.Lin?and?N.-L.Hsueh，″A?lossless?data?hiding?scheme?based?on?three-pixel?block?differences，″Pattern?Recognition，vol.41，pp.1415-1425，2008.)，實現了更大的嵌入容量及更小的失真。