[發(fā)明專利]一種面向視頻數(shù)據(jù)的數(shù)字水印嵌入、提取方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711394201.4
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108156408B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任偉;李揚帆
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: H04N5/913
• 分類號: H04N5/913
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 馮必發(fā)

1.一種面向視頻數(shù)據(jù)的數(shù)字水印嵌入方法，其特征在于，包含下述步驟：

S1、獲取原始視頻數(shù)據(jù)和水印信息；

S2、對所述的水印信息預(yù)處理，轉(zhuǎn)換水印信息為二進(jìn)制序列，存入數(shù)組W[i]，數(shù)組W[i]的預(yù)設(shè)長度為N；

S3、將S2中預(yù)處理完的水印信息動態(tài)添加嵌入到S1中的原始視頻，完成水印嵌入過程；

所述步驟S3中的水印嵌入過程通過下述步驟實現(xiàn)：

S31、對原始視頻進(jìn)行自適應(yīng)場景分割，第i個場景記為scene[i]，scene[i]場景視頻段所有幀嵌入同一位置水印W[i]；

S32、依次讀取水印數(shù)組W的每一位；

S33、判斷是否需要修改原始視頻：當(dāng)讀取W[i]等于’1’，選取一塊原始視頻幀中內(nèi)容為特征塊，復(fù)制該特征塊到最鄰近的無邊緣區(qū)域，并對修改后的最鄰近的無邊緣區(qū)域進(jìn)行高斯模糊處理；當(dāng)讀取w[i]等于’0’，不修改視頻；

S34、循環(huán)上述操作，使原始水印數(shù)組分別嵌入到原始視頻的每一個場景中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向視頻數(shù)據(jù)的數(shù)字水印嵌入方法，其特征在于，所述步驟S31中的自適應(yīng)場景分割通過下述步驟獲?。?/p>

S311、解析原始視頻的視頻流獲取視頻幀；

S312、計算相鄰幀的相似度X；

S313、判斷場景是否需要分割；如果X小于某個閾值TH，則當(dāng)做為一個單獨的場景段；如果X大于或等于閾值TH，則當(dāng)做相同的場景段；

如果分割視頻得到的場景段個數(shù)N1小于水印數(shù)組W的長度N，增大初始閾值TH為TH+k％，直到分割場景段的數(shù)量大于原始水印數(shù)組W的長度，k％為每次增加的幅度，k0。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向視頻數(shù)據(jù)的數(shù)字水印嵌入方法，其特征在于，所述步驟S33中的選取原始視頻特征塊的方法通過下述步驟獲?。?/p>

S331、對原始視頻幀scene[i]中的每一幀視頻分別進(jìn)行邊緣檢測，按下式在檢測出的邊緣區(qū)域內(nèi)選取一塊閉合邊緣區(qū)域：SF[i]row*F[i]col/P；

P為預(yù)設(shè)的比例系數(shù)，S為選取區(qū)域包含像素點的個數(shù)，F(xiàn)[i]row為該視頻幀的行數(shù)，F(xiàn)[i]col為視頻幀的列數(shù)，即選取一塊面積小于原始視頻幀面積F[i]row*F[i]col的1/P的閉合區(qū)域，當(dāng)有多個特征塊時，選取特征塊的面積最接近1/P的那一塊，沒有滿足條件的特征塊時，跳過該視頻幀。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向視頻數(shù)據(jù)的數(shù)字水印嵌入方法，其特征在于，所述步驟S33中的高斯模糊處理通過下述步驟獲?。?/p>

S332、確定唯一特征塊并進(jìn)行復(fù)制，確定復(fù)制后的特征塊橫向最大值Xmax、最小值Xmin；

S333、確定縱向最大值Ymax、最小值Ymin；

S334、由x＝Xmin，x＝Xmax，y＝Y(jié)min，y＝Y(jié)max這四條線確定閉合的高斯模糊區(qū)域；

S335、利用以下權(quán)值公式對S334中選定的高斯模糊區(qū)域的每個像素點進(jìn)行計算，用計算的新值替代原始值進(jìn)行高斯模糊處理進(jìn)行高斯模糊處理；

Pix(i,j)＝pix(i-1,j)*0.0566406+Pix(i-1,j-1)*0.0453542+Pix(i,j-1)*0.0566406+Pix(i,j+1)*0.0566406+Pix(i-1,j+1)*0.0453542+Pix(i+1,j-1)*0.0453542+Pix(i+1,j)*0.0566406+Pix(i+1,j+1)*0.0453542+Pix(i,j)*0.0707355

其中，Pix(i,j)表示第i行，第j列處的像素值。

5.一種面向視頻數(shù)據(jù)的數(shù)字水印提取方法，用于對根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的數(shù)字水印嵌入方法嵌入的水印進(jìn)行提取，其特征在于，包含如下步驟：

S61、對含有水印的視頻按場景分段，視頻段為scene[i]，scene[i]場景視頻段提同一位置水印W[i]；

S62、對同一場景段scene[i]中的每一幀視頻分別進(jìn)行邊緣檢測；

S63、根據(jù)S62的檢測值，提取’1’,’0’的個數(shù)，根據(jù)’1’,’0’的個數(shù)多少投票生成最后W’[i]的值，獲得所有幀的水印值。