[發明專利]基于幀間DCT系數相關性的視頻水印嵌入和提取方法及系統

有效

• 申請號: 202110463286.7
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113179407B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 王成優;周楊銘;周曉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04N19/172
• 分類號: H04N19/172;H04N19/176;H04N19/467;H04N19/625
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.基于幀間DCT系數相關性的視頻水印嵌入和提取方法，其特征是，包括：

視頻水印嵌入方法，步驟為：

讀取原始宿主視頻，從原始宿主視頻中提取出原始宿主視頻的亮度分量；

將亮度分量的每一幀分為互不重疊的圖像塊，計算所有幀的運動塊比率，如果當前幀的運動塊比率同時小于上一幀的運動塊比率、下一幀的運動塊比率和預設的運動幀閾值，則當前幀為低運動幀，即嵌入幀，嵌入幀的下一幀為參考幀；

對當前嵌入幀及其參考幀的圖像塊進行DCT變換，計算嵌入幀和參考幀的同一位置DCT塊中嵌入塊和參考塊的系數差，通過修改嵌入塊的低頻位置，將系數差調制到指定的大小范圍，以在所有嵌入幀中嵌入水印圖像，得到含水印幀；

將所有含水印幀和其他不含水印的視頻幀拼接，得到含水印視頻；

視頻水印提取方法，步驟為：

讀取含水印視頻，從中提取出含水印亮度分量；

根據含水印幀的位置，提取出含水印幀和參考幀；

對含水印幀及其參考幀的圖像塊進行DCT變換，根據含水印幀和參考幀的同一位置DCT塊中嵌入塊和參考塊的系數差，得到水印圖像，使用投票策略得到最終的水印圖像。

2.如權利要求1所述的基于幀間DCT系數相關性的視頻水印嵌入和提取方法，其特征是，所述將亮度分量的每一幀分為互不重疊的圖像塊，計算所有幀的運動塊比率，具體為：

水平掃描當前幀和下一幀的每個圖像塊，計算當前幀圖像塊與下一幀同位置圖像塊的歐氏距離，通過歐氏距離信息，計算所有幀的運動塊比率。

3.如權利要求1所述的基于幀間DCT系數相關性的視頻水印嵌入和提取方法，其特征是，所述嵌入幀和參考幀的同一位置DCT塊中嵌入塊和參考塊的系數差為：

d＝C(u,v)-C′(u,v),1≤u,v≤H

其中，C為嵌入DCT塊，即實際根據待嵌入的水印比特是“0”或“1”而調制修改系數的DCT塊；C′為參考DCT塊，不修改，C(u,v)和C′(u,v)是相鄰兩幀的DCT塊C和C′的第u行、第v列的系數，H為塊的尺寸。

4.如權利要求3所述的基于幀間DCT系數相關性的視頻水印嵌入和提取方法，其特征是，所述通過修改嵌入塊的低頻位置，將系數差調制到指定的大小范圍，具體過程如下：

嵌入水印w＝1時：

若d2T+Ed≥3T/2，則循環賦值C(u,v)＝C(u,v)+p_m，直到d≥2T+E；若d3T/2dT-E，則循環賦值C(u,v)＝C(u,v)-p_m，直到d≤T-E；若dEd≥-T/2，則循環賦值C(u,v)＝C(u,v)+p_m，直到d≥E；若d-T/2d-T-E，則循環賦值C(u,v)＝C(u,v)-p_m，直到d≤-T-E；若d-2T+E，則循環賦值C(u,v)＝C(u,v)+p_m，直到d≥-2T+E；

嵌入水印w＝0時：

若d2T-E，則循環賦值C(u,v)＝C(u,v)-p_m，直到d≤2T-E；若dT+Ed≥T/2，則循環賦值C(u,v)＝C(u,v)+p_m，直到d≥T+E；若dT/2d-E，則循環賦值C(u,v)＝C(u,v)-p_m，直到d≤-E；若d-T+Ed≥-3T/2，則循環賦值C(u,v)＝C(u,v)+p_m，直到d≥-T+E；若d-3T/2d-2T-E，則循環賦值C(u,v)＝C(u,v)-p_m，直到d≤-2T-E；

嵌入過程中的p_m為循環過程中的修改參數：

其中，V為尺度變量，M_L為當前系數塊掃描的低頻交流系數絕對值的和，C_DC為當前塊的直流系數，F_MB為運動塊標志，T為判決閾值，E為嵌入因子。