[發明專利]一種基于方差分析的自適應視頻水印的嵌入和提取方法

有效

• 申請號: 201910474881.3
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110191343B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 常紅霞;嚴勤
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H04N19/467
• 分類號: H04N19/467;H04N19/625;H04N19/13
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于方差分析的自適應視頻水印的嵌入方法，其特征在于：包括以下步驟

S01對接收到的視頻關鍵幀計算對比度和熵，如果所述對比度和熵均低于預先設定閾值，拋棄此幀；如果符合要求轉到下一步；

S02提取關鍵幀的灰度分量；

S03對所提取灰度圖像進行基于H.264的4*4幀內預測，并計算預測殘差矩陣；

S04計算預測殘差矩陣的方差，并生成視頻幀的方差矩陣；

S05依據閾值th₁和th₂，將視頻幀的紋理復雜度劃分成三個區域S₀，S₁，S₂，分別為低紋理區域S₀，高紋理區域S₁和較高紋理區域S₂；

S06對高紋理區域內的4*4視頻幀塊進行DCT變換，并將水印信息嵌入在DCT的直流系數上；

視頻幀的方差矩陣的生成公式為：

其中，Height和Width分別對應視頻幀的高度和寬度，m＝1,2,…,Height/N,n＝1,2,…,Width/N，N的取值4，μ表示預測殘差塊的均值，表示第(m,n)個殘差塊的方差，VT是方差矩陣，i＝0,1,2,3，j＝0,1,2,3，分別代表矩陣的行標和列標，Z(i,j)表示預測殘差塊矩陣。

2.根據權利要求1所述的基于方差分析的自適應視頻水印的嵌入方法，其特征在于：所述閾值th₁和th₂確定方法為

利用Weibull模型，Laplace模型和Cauchy模型分別對所生成方差矩陣進行統計建模，以Cauchy曲線和Weibull曲線，Laplace曲線的交點作為尾部拖尾的開始，并將此交點看作方差閾值th₁，然后根據方差從小到大排列，取排在96-98％處的方差為閾值th₂。

3.根據權利要求1所述的基于方差分析的自適應視頻水印的嵌入方法，其特征在于：低紋理區域S₀，高紋理區域S₁和較高紋理區域S₂劃分依據為

4.根據權利要求1所述的基于方差分析的自適應視頻水印的嵌入方法，其特征在于：步驟S02為：將視頻幀解碼并轉換到YUV空間，提取Y通道得到灰度圖像。

5.一種提取權利要求1中嵌入水印的方法，其特征在于：包括以下步驟

S01計算所接收關鍵幀的對比度和熵，如果小于預設經驗閾值則被認為是低紋理幀，被排除，繼續計算下一幀；如果大于預設經驗閾值，則有嵌入水印轉入下一步；

S02根據接收到的水印地圖，定位水印的嵌入子塊；

S03對含有水印信息的4*4子塊進行DCT變換，提取直流系數所嵌入的水印信息；

S04對提取水印后的子塊進行DCT逆變換，恢復視頻。