[發明專利]T型視頻水印嵌入和提取方法

有效

• 申請號: 200910238179.3
• 申請日: 2009-11-17
• 公開（公告）號: CN102065287A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 郭寶安;張飚;俞能海;于志強;莊連生;葉松;徐甲甲;錢楊春
• 申請（專利權）人: 航天信息股份有限公司;中國科學技術大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;G06T1/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;朱世定

技術領域

本發明涉及多媒體數字水印嵌入和提取方法，特別涉及一種基于運動速度圖的T型視頻水印嵌入和提取方法。

背景技術

隨著網絡和多媒體信息技術迅速發展，視頻、電子書籍等傳播和獲取變得十分簡單，因而版權保護越來越必要。靜態數字水印作為版權保護的最重要的方式之一，已得到充分的發展，但視頻水印作為視頻版權保護的最主要技術的發展卻相對滯后。目前視頻水印技術從嵌入位置可分為三種：(1)在原始域中嵌入水印，這種算法可以直接從靜止數字圖像水印移植過來，因而簡單，但未利用人眼的視覺特性且未考慮后續壓縮對水印的影響，故魯棒性不強，嵌入的水印很脆弱；(2)在視頻編碼中嵌入水印，這中算法主要是修改DCT系數，其優點是不會增加視頻流的數據比特，但該類算法復雜，往往實時性不高；(3)在壓縮域中嵌入水印，該類算法實時性較高。若根據嵌入幀類型不同又可分為：無運動預測補償的I幀嵌入和有運動預測補償的P幀和B幀嵌入，因為在視頻序列中B或P幀的數量要遠大于I幀的數量，即使單個的I幀嵌入水印的量大于單個B或P幀，但就總體而言還是B或P幀所嵌入的水印容量大。

在視頻水印技術的研究中還有很多技術問題沒有得到較好的解決，比如，由于視頻的數據量極大，在視頻水印的處理中，如果運算處理較簡單，則不能充分利用人類視覺系統的空域和時域的掩蓋效應而實現一個魯棒的水印方案；反之，如果運算處理較復雜，則不能滿足實時處理的要求。

發明內容

本發明的目的在于，解決現有視頻水印技術中水印嵌入的運算處理較復雜，嵌入的水印數量少的技術問題。

為達到上述目的，本發明提供一種T型視頻水印嵌入和提取方法，包括水印嵌入和水印提取兩大步驟，所述的水印嵌入步驟為，

步驟a，在編碼時根據視頻幀的運動矢量求出編碼端運動速度圖；

步驟b，將所述的編碼端運動速度圖劃分為多個T型分割區，得到所述多個T型分割區的中心宏塊V[i][j]的位置；

步驟c，確定各個T型分割區的編碼端速度比較值J；

步驟d，依據水印的嵌入規則，通過修改V[i][j]嵌入水印；

所述提取水印的步驟為：

步驟e，在解碼時根據視頻幀的運動矢量求出解碼端運動速度圖；

步驟f，根據所述的解碼端運動速度圖，得到多個T型分割區的中心宏塊V[i][j]的位置；

步驟g，確定各個T型分割區的解碼端速度比較值J；

步驟h，在解碼端提取水印序列。

本發明的有益效果在于，提供一種容量大、魯棒性高的視頻水印的嵌入方案和一套簡單有效的嵌入規則。該方案在運動速度圖上，當宏塊運動速度較大的采取T型嵌入，保留了在運動速度嵌入水印能夠抵抗一些視頻格式的變換和數據比特率達變化帶來的攻擊放入特點，該方案不僅增大了水印的嵌入量，而且提高了嵌入水印后的視頻質量和算法的魯棒性。

附圖說明

圖1為應用本發明T型視頻水印嵌入和提取方法的視頻系統示意圖；

圖2為運動速度圖；

圖3a為倒T型分割區示意圖；

圖3b為正T型分割區示意圖；

圖4為將運動速度圖分割為多個重合的T型分割區的示意圖；

圖5為圖4所示多個T型分割區中心宏塊的位置示意圖；

圖6a為水印嵌入流程圖；

圖6b為水印提取流程圖；

圖7a至圖7c為football.Cif視頻序列經過H.264編碼后重建的視頻(第7幀)以及提取的水印圖像；

圖8a至圖8c為stefan_299.cif視頻序列經過H.264編碼后重建的視頻(第29幀)以及提取的水印圖像；

圖9a至圖9c為foreman.qcif視頻序列經過H.264編碼后重建的視頻(第95幀)以及提取的水印圖像。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所示，為應用本發明T型視頻水印嵌入和提取方法的視頻系統示意圖。所述視頻系統包括編碼端和解碼端。在編碼端，將水印圖像轉化為水印序列，送入視頻壓縮編碼器，視頻壓縮編碼器將水印序列嵌入視頻幀，形成視頻壓縮流。在解碼端，視頻壓縮解碼器提取嵌入的水印序列，恢復水印圖像和視頻幀。