[發明專利]一種在數字媒體上水印嵌入的方法和裝置

有效

• 申請號: 201310314627.X
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號: CN103440610A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 程明智;杜艷平;齊英群;張勇斌;陳紅斌
• 申請（專利權）人: 北京印刷學院
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06F21/10
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李弘;楊紅梅

技術領域

本發明涉及多媒體信號處理領域，特別是指一種在數字媒體上水印嵌入的方法和裝置。

背景技術

隨著多媒體信息的獲取、表示、存儲和傳播日趨數字化，數字視頻技術的應用得到了極大的發展。數字視頻雖然有其明顯的先進性，但由于其使得視頻信息更快速地復制和傳播，因而引發了許多新的問題。最常見的問題就是，原始的視頻信息，會被非法地分發給未經授權的用戶，即信息的非法傳播。作為一種預防信息非法傳播的新方法，近來，數字水印技術被越來越多地用于版權保護領域。版權保護的需求方，可以將版權識別信息嵌入到需要保護的視頻中。與數據加密的方式相比，嵌入水印后的視頻可以直接使用和分發，不需解密后使用。

數字媒體上水印算法的性能標準主要有：透明性、水印容量、魯棒性、安全性等。其中，透明性和魯棒性是最重要的兩個性能標準。在許多的應用場景中，水印算法嵌入的信息不能影響信息的載體數據的質量。如果人們無法區分嵌入水印前后的載體，那么水印嵌入過程就可以稱作是不可感知的或透明的。其魯棒性是指數字水印圖像在遭受到多種惡意或者無意的攻擊后產生一定程度失真的情況下，提取出來的數字水印仍能保持一定的完整性并能被準確鑒別。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種在數字媒體上水印嵌入的方法和裝置，能夠有效地對數字媒體進行保護。

基于上述目的本發明提供的一種在數字媒體上水印嵌入的方法，包括步驟：

第一步：對數字圖像或視頻分塊并對每個圖像塊或視頻塊進行二維DCT變換，得到每個圖像塊或視頻塊相對應的DCT系數矩陣；

第二步：根據要嵌入的水印信息生成待嵌入的水印信號；

第三步：將水印信號嵌入到每個系數矩陣中；

第四步：對嵌入后的每個系數矩陣進行二維DCT逆變換，得到嵌入后的圖像塊或視頻塊，所有嵌入后的圖像塊或視頻塊組成嵌入后的圖像或視頻。

可選地，在進行所述第一步的過程中是將大小為M*N的原始圖像或視頻I分成大小為P^*P的圖像塊或視頻塊,得到個小塊，記為D_i(x,y)，x,y=1,2,3,...,P，i=1,2,3...,L；然后對每個圖像塊或視頻塊D_i(x,y)進行二維DCT變換，得到每個圖像塊或視頻塊相對應的DCT系數矩陣C_i(u,v)，u,v=1,2,3,...,P，i=1,2,3...,L。

可選地，所述第二步是將水印信息轉換為二進制字符串，其比特流為W；然后，對二進制字符串進行糾錯編碼得到待嵌入的水印信號。

進一步地，所述的第三步包括以下步驟：

在每個系數矩陣中分別選擇三個中低頻系數，并對每個系數矩陣中選中的三個中低頻系數進行排序；

每個系數矩陣C_i在保持三個中低頻系數間的相對大小關系不變的情況下，調整排序后的系數兩兩之間的距離，最后得到調整后的系數矩陣C_i'；

對調整后的每個系數矩陣C_i'嵌入水印信號。

進一步地，在每個系數矩陣中分別選擇三個中低頻系數，從小到大排序后得到Coef_left≤Coef_mid≤Coef_right。

進一步地，所述調整排序后的系數兩兩之間的距離是計算Coef_right和Coef_left之間的距離D_total=Coef_right-Coef_left，設置一個閾值Threshold，表示Coef_left和Coef_right的最小距離；

若D_total<Threshold，則調整Coef_left和Coef_right的值，將它們之間的距離增加到Threshold，即：