[發明專利]一種面向視頻數據的數字水印嵌入、提取方法和系統

有效

• 申請號: 201711394201.4
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108156408B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 任偉;李揚帆
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: H04N5/913
• 分類號: H04N5/913
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 馮必發

本發明涉及的是一種面向視頻數據的數字水印嵌入、提取方法和系統,嵌入方法包括步驟：獲取原始視頻，水印信息預處理，自適應分割場景，利用邊緣檢測選取原始視頻特征塊，復制并進行高斯模糊處理，嵌入水印；提取方法包括將嵌入水印的視頻自適應分割場景，邊緣檢測，比較特征塊相似度進行水印提取。本發明添加的水印根據原視頻中已經存在的內容，動態添加，加大嵌入強度，也不會影響觀看體驗，保證水印透明性的前提下，極大的提高了水印的魯棒性，在受到重新錄制、格式轉換等攻擊之后，仍然可以提取完整水印，可應用于影院盜錄視頻追究責任。

技術領域

本發明涉及視頻處理技術，尤其涉及一種面向視頻數據的數字水印嵌入、提取方法。

背景技術

隨著我國Internet和視頻處理技術的飛速發展，移動終端的普及，數字視頻技術的發展，不計其數的視頻作品不斷發布并廣泛傳播，網絡視頻用戶逐年增加，數字視頻的傳播存儲變的越發便捷。非法獲取、篡改、傳播視頻也變得更加簡單。為了保護視頻作品的版權和內容完整性，以及視頻數據安全保護問題，視頻水印技術應運而生并成為信息安全領域的研究熱點。

視頻作為數字水印的載體，基本原理是在視頻中嵌入一段可以證明版權身份的信息。傳統水印算法分為空間域水印和變換域水印?？臻g域經典的LSB算法，算法簡單，透明性強，但是穩健性比較差，常見攻擊即可去掉水印。變換域水印雖然魯棒性有所提高，但是受到重新錄制這類的強攻擊之后，也不能提取出完整水印。由于透明性的要求，水印嵌入強度一般較低，大大制約視頻水印魯棒性的發展。魯棒性與透明性相互制約，二者不能同時滿足要求。傳統視頻水印技術，為了保證嵌入水印后的視頻的觀看體驗，降低了嵌入水印強度，當視頻經過重新錄制后，不能提取水印信息。在實際應用中達不到版權保護的要求。

本發明通過解析視頻幀，識別圖像內容，然后根據識別的內容添加不影響視頻觀看的內容，該方法直接修改圖像內容，魯棒性強，在外部拍攝后仍然可識別提取完整水印信息?？煞乐挂曨l屏幕拍攝等硬拷貝物理攻擊以及影院盜錄視頻追究責任。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，當視頻經過重新錄制后，不能提取水印信息。在實際應用中達不到版權保護的要求。為了防止視頻屏幕拍攝等硬拷貝物理攻擊，提出了一種面向視頻數據的數字水印嵌入、提取方法。

本發明為解決其技術問題，提供了一種面向視頻數據的數字水印嵌入、提取方法，該方法包含下述步驟：

S1、獲取原始視頻數據和水印信息；

S2、對所述的水印信息預處理，轉換水印信息為二進制序列，存入數組W[i]，數組W[i]的預設長度為N；

S3、將S2中預處理完的水印信息動態添加嵌入到S1中的原始視頻，完成水印嵌入過程。

在本發明的一種面向視頻數據的數字水印嵌入方法中，所述步驟S3中的水印嵌入過程通過下述步驟實現：

S31、對原始視頻進行自適應場景分割，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、依次讀取水印數組W的每一位；

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

S34、循環上述操作，使原始水印數組嵌入到原始視頻的每一個場景中。

在本發明的一種面向視頻數據的數字水印嵌入方法，步驟S31中的自適應場景分割通過下述步驟獲取：

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；