[發(fā)明專利]一種控制比特率增加的抗重壓縮視頻水印方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210110932.6
• 申請日: 2022-01-29
• 公開（公告）號: CN114598887A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設計）人: 劉勇;徐達文;楊璘;何松翰
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波工程學院
• 主分類號: H04N19/467
• 分類號: H04N19/467;H04N19/114;H04N21/2389;H04N21/8358
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 周玨

1.一種控制比特率增加的抗重壓縮視頻水印方法，包括水印嵌入和水印提取兩部分，其特征在于所述的水印嵌入的具體過程為：

步驟1_1：設定原始HEVC視頻中的GOP的大小為4且GOP的組成結(jié)構(gòu)為IPPP；然后提取出原始HEVC視頻中的每個GOP中的每幀P幀所采用的幀內(nèi)預測模式、每幀P幀所屬的GOP在原始HEVC視頻中的位置索引、每幀P幀中的每個編碼塊的塊劃分深度、每幀P幀中的每個編碼塊對應的預測單元的劃分模式、每幀P幀中的每個編碼單元在幀中的位置索引、每幀P幀中的每個編碼單元中的每個像素點的QDST系數(shù)、每幀P幀中包含的編碼單元的個數(shù)；其中，原始HEVC視頻中的GOP的位置索引從0開始編號，P幀中的編碼單元的位置索引從0開始編號；

步驟1_2：針對原始HEVC視頻中的每個GOP中的每幀P幀中的每個編碼塊，判定該編碼塊是否為4×4塊，判定方式為：若該編碼塊的塊劃分深度為3且該編碼塊對應的預測單元的劃分模式的數(shù)字標識為3，那么判定該編碼塊為4×4塊；

步驟1_3：計算原始HEVC視頻中的每個GOP中的每幀P幀中的每個4×4塊的紋理復雜度，對于任一個4×4塊，將其紋理復雜度記為Texture，Texture＝NNC+Eng+NNC×Eng；其中，NNC表示該4×4塊中的所有像素點的QDST系數(shù)中的非零系數(shù)的個數(shù)，Eng表示該4×4塊的信息熵，Eng的值為該4×4塊中的所有像素點的QDST系數(shù)的絕對值之和；

步驟1_4：按紋理復雜度從大到小的順序排序原始HEVC視頻中的所有4×4塊；然后從排序結(jié)果中選擇前N個4×4塊作為水印載體，并存儲每個水印載體的位置索引；其中，100≤N≤3000；

步驟1_5：按水印載體的位置索引的先后順序依次遍歷每個水印載體，在每個水印載體中的第1個像素點的QDST系數(shù)和第2個像素點的QDST系數(shù)中嵌入1位水印信息，嵌入規(guī)則如下：當待嵌入的1位水印信息為“1”時，如果當前遍歷的水印載體中的第1個像素點的QDST系數(shù)大于第2個像素點的QDST系數(shù)，則保持第1個像素點的QDST系數(shù)的符號和第2個像素點的QDST系數(shù)的符號不變，實現(xiàn)水印信息的嵌入；如果當前遍歷的水印載體中的第1個像素點的QDST系數(shù)小于第2個像素點的QDST系數(shù)，且第1個像素點的QDST系數(shù)大于或等于0，則保持第1個像素點的QDST系數(shù)的符號不變，改變第2個像素點的QDST系數(shù)的符號，實現(xiàn)水印信息的嵌入；如果當前遍歷的水印載體中的第1個像素點的QDST系數(shù)小于第2個像素點的QDST系數(shù)，且第1個像素點的QDST系數(shù)和第2個像素點的QDST系數(shù)均小于0，則改變第1個像素點的QDST系數(shù)的符號和第2個像素點的QDST系數(shù)的符號，實現(xiàn)水印信息的嵌入；在除上述情況外的其他情況下，改變第1個像素點的QDST系數(shù)的符號，保持第2個像素點的QDST系數(shù)的符號不變，實現(xiàn)水印信息的嵌入；

當待嵌入的1位水印信息為“0”時，如果當前遍歷的水印載體中的第1個像素點的QDST系數(shù)小于第2個像素點的QDST系數(shù)，則保持第1個像素點的QDST系數(shù)的符號和第2個像素點的QDST系數(shù)的符號不變，實現(xiàn)水印信息的嵌入；如果當前遍歷的水印載體中的第1個像素點的QDST系數(shù)大于第2個像素點的QDST系數(shù)，且第1個像素點的QDST系數(shù)和第2個像素點的QDST系數(shù)均大于或等于0，則改變第1個像素點的QDST系數(shù)的符號，保持第2個像素點的QDST系數(shù)的符號不變，實現(xiàn)水印信息的嵌入；如果當前遍歷的水印載體中的第1個像素點的QDST系數(shù)大于第2個像素點的QDST系數(shù)，且第1個像素點的QDST系數(shù)大于或等于0，第2個像素點的QDST系數(shù)小于0，則改變第1個像素點的QDST系數(shù)的符號和第2個像素點的QDST系數(shù)的符號，實現(xiàn)水印信息的嵌入；在除上述情況外的其他情況下，保持第1個像素點的QDST系數(shù)的符號不變，改變第2個像素點的QDST系數(shù)的符號，實現(xiàn)水印信息的嵌入；

步驟1_6：在步驟1_5執(zhí)行完畢后得到每個水印載體對應的含水印4×4塊；然后根據(jù)步驟1_1中提取出的所有信息及所有含水印4×4塊，對原始HEVC視頻進行重新編碼，得到含水印HEVC視頻；

所述的水印提取的具體過程為：

步驟2_1：按水印嵌入過程中所有水印載體的位置索引，從含水印HEVC視頻中提取出對應位置的4×4塊；

步驟2_2：按水印嵌入過程中水印載體的位置索引的先后順序依次遍歷從含水印HEVC視頻中提取出的對應位置的4×4塊，在每個4×4塊中的第1個像素點的QDST系數(shù)和第2個像素點的QDST系數(shù)中提取出1位水印信息，提取規(guī)則如下：如果當前遍歷的4×4塊中的第1個像素點的QDST系數(shù)大于第2個像素點的QDST系數(shù)，則提取出的1位水印信息為“1”；如果當前遍歷的4×4塊中的第1個像素點的QDST系數(shù)小于第2個像素點的QDST系數(shù)，則提取出的1位水印信息為“0”。