[發(fā)明專利]一種基于時間因子矩陣的視頻水印方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010680610.6
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN111787422B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張善卿;李輝;李黎;陸劍鋒;郭小云
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興聚量數(shù)據(jù)技術(shù)有限公司;杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04N21/8358
• 分類號: H04N21/8358
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種基于時間因子矩陣的視頻水印方法，其特征在于，具體步驟如下：

S1：對大小m×m的待嵌入二值水印B進(jìn)行t次Arnold置亂，得到置亂后的水印圖像為B′，并保存t作為密鑰用作水印提取過程；

S2：將目標(biāo)視頻根據(jù)場景相似性分割成多段，每段場景中的所有視頻幀屬于同一場景,從每段場景中提取4張連續(xù)的灰度視頻幀構(gòu)成三階視頻張量；

S3：對S2中每段場景下的視頻張量進(jìn)行Tucker分解，獲得核心張量以及三個因子矩陣核心張量以及三個因子矩陣和

其中：為4×4的時間因子矩陣W_i，其中的行信息表示視頻張量不同幀之間的相關(guān)性；

S4：計(jì)算每個場景下的視頻張量對應(yīng)的時間因子矩陣W_i是否滿足|p-q|≤T，若滿足則保留該場景作為水印嵌入場景，若不滿足則將該場景不作為水印嵌入場景；其中p為W_i的第一列中第一行和第二行兩個元素值之和，q為W_i的第一列中第三行和第四行兩個元素值之和，T為預(yù)設(shè)的閾值；順次提取m²個水印嵌入場景，構(gòu)成嵌入場景集合；

S5：將置亂后的水印圖像B′中的m²位水印信息對應(yīng)嵌入所述嵌入場景集合的m²個水印嵌入場景中，其中第i位水印信息b′通過修改第i個場景對應(yīng)的時間因子矩陣W_i的第一列的值來實(shí)現(xiàn)水印嵌入，1≤i≤m²，嵌入過程如S51～S52：

S51：根據(jù)下式計(jì)算預(yù)設(shè)中間量p′、q′的大小：

若b_i′＝0且p-q＜T,則

若b_i′＝1且p-q＞-T,則

其中：avg＝(p+q)/2；

S52：計(jì)算p和q的改變量分別為Δp＝p'-p和Δq＝q'-q，然后對時間因子矩陣W_i第一列的四個元素值進(jìn)行修改，使第一行和第二行兩個元素值的改變量之和為Δp但兩個元素值的改變量絕對值之和最小，第三行和第四行兩個元素值的改變量之和為Δq但兩個元素值的改變量絕對值之和最小，由此得到修改后的時間因子矩陣W_i′；

S6：利用修改后的時間因子矩陣W_i′重構(gòu)出嵌入水印后的視頻張量生成水印視頻：

2.如權(quán)利要求1所述的基于時間因子矩陣的視頻水印方法，其特征在于，還包括從嵌入水印后的視頻中提取原始水印B的方法，提取過程如下：

S7：將所述的水印視頻根據(jù)場景相似性分割成多段，每段場景中的所有視頻幀屬于同一場景,從每段場景中提取4張連續(xù)的灰度視頻幀構(gòu)成三階視頻張量

S8：將S7中每段場景下的水印視頻張量沿時間軸方向展開成矩陣并對矩陣進(jìn)行奇異值分解，得到的左奇異矩陣即為嵌入水印信息的時間因子矩陣W_i′；

S9：計(jì)算每個場景下的視頻張量對應(yīng)的時間因子矩陣W_i是否滿足|p′-q′|≤T，若滿足則保留該場景作為水印提取場景，若不滿足則將該場景不作為水印提取場景；其中p'為W_i′的第一列中第一行和第二行兩個元素值之和，q'為W_i′的第一列中第三行和第四行兩個元素值之和，T為預(yù)設(shè)的閾值；順次提取m²個水印提取場景，構(gòu)成提取場景集合；

S10：對于m²個水印提取場景對應(yīng)的每個時間因子矩陣W_i′，1≤i≤m²，根據(jù)W_i′對應(yīng)的p′和q′的大小來提取水印圖像B′中第i位水印信息b′_i：

S11：根據(jù)密鑰t，對水印圖像B′進(jìn)行t次Arnold逆變換反置亂，還原得到原始水印B。

3.如權(quán)利要求1或2所述的基于時間因子矩陣的視頻水印方法，其特征在于，所述S1中，Arnold置亂方法為：

其中(x,y)為原始水印像素的坐標(biāo)，(x′,y′)為(x,y)經(jīng)Arnold變換后的坐標(biāo)，m為水印圖像的高或?qū)挘琣、b、m均為正整數(shù)。

4.如權(quán)利要求3所述的基于時間因子矩陣的視頻水印方法，其特征在于，置亂次數(shù)t＝8，a、b均取值為1。