[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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210110932.6
• 申請(qǐng)日: 2022-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114598887A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉勇;徐達(dá)文;楊璘;何松翰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波工程學(xué)院
• 主分類號(hào): H04N19/467
• 分類號(hào): 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

本發(fā)明公開(kāi)了一種控制比特率增加的抗重壓縮視頻水印方法，其對(duì)原始HEVC視頻進(jìn)行部分熵解碼得到每幀P幀中的每個(gè)編碼單元中的每個(gè)像素點(diǎn)的QDST系數(shù)；根據(jù)每幀P幀中的每個(gè)4×4塊中的所有像素點(diǎn)的QDST系數(shù)中的非零系數(shù)的個(gè)數(shù)和每個(gè)4×4塊的信息熵計(jì)算每個(gè)4×4塊的紋理復(fù)雜度；根據(jù)原始HEVC視頻中的所有4×4塊的紋理復(fù)雜度選擇“穩(wěn)定”的4×4塊作為水印載體；利用修改規(guī)則調(diào)制每個(gè)水印載體中的第1個(gè)像素點(diǎn)的QDST系數(shù)和第2個(gè)像素點(diǎn)的QDST系數(shù)的符號(hào)，實(shí)現(xiàn)水印的嵌入；同時(shí)水印嵌入的位置索引作為輔助信息傳給解碼端，在水印提取過(guò)程中使用；優(yōu)點(diǎn)是其在視頻嵌入水印后不會(huì)使得視頻比特率增加，且具有很好的抗重壓縮攻擊的魯棒性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種視頻水印方法，尤其是涉及一種控制比特率增加的抗重壓縮視頻水印方法。

背景技術(shù)

隨著數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，圖像、音頻、視頻等形式的多媒體數(shù)字作品紛紛在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布，其版權(quán)保護(hù)與信息完整性保證已成為迫切需要解決的重要問(wèn)題。當(dāng)多媒體數(shù)據(jù)通過(guò)不安全網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，多媒體數(shù)據(jù)必須得到保護(hù)，以避免通過(guò)網(wǎng)絡(luò)侵入多媒體數(shù)據(jù)并被未經(jīng)授權(quán)的第三方使用。數(shù)字水印技術(shù)作為信息水印技術(shù)研究領(lǐng)域的重要分支，其是實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)字作品版權(quán)保護(hù)與信息完整性保證的有效方法，也是當(dāng)前信息領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

對(duì)于數(shù)字水印技術(shù)而言，水印用于將數(shù)字代碼嵌入到宿主多媒體內(nèi)容中，該數(shù)字代碼顯示了該多媒體內(nèi)容的所有權(quán)，以防止未經(jīng)授權(quán)或非法復(fù)制。在實(shí)際應(yīng)用中，用戶對(duì)視頻文件存儲(chǔ)大小的需求不同，視頻編碼時(shí)，量化參數(shù)(QP)越小，視頻文件占有的存儲(chǔ)空間越大，反之越小。而現(xiàn)有的壓縮域水印方案在量化參數(shù)QP改變時(shí)，它們對(duì)于重壓縮攻擊是脆弱的，無(wú)法保證視頻文件的版權(quán)問(wèn)題。如何保證在進(jìn)行視頻重壓縮的過(guò)程中改變量化參數(shù)QP的大小時(shí)，嵌入的水印不受到影響，已經(jīng)成為了目前比較有意義的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種控制比特率增加的抗重壓縮視頻水印方法，其在視頻嵌入水印后不會(huì)使得視頻比特率增加，且具有很好的抗重壓縮攻擊的魯棒性。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：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(guò)程為：

步驟1_1：設(shè)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(gè)GOP中的每幀P幀所采用的幀內(nèi)預(yù)測(cè)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(gè)編碼塊的塊劃分深度、每幀P幀中的每個(gè)編碼塊對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)單元的劃分模式、每幀P幀中的每個(gè)編碼單元在幀中的位置索引、每幀P幀中的每個(gè)編碼單元中的每個(gè)像素點(diǎn)的QDST系數(shù)、每幀P幀中包含的編碼單元的個(gè)數(shù)；其中，原始HEVC視頻中的GOP的位置索引從0開(kāi)始編號(hào)，P幀中的編碼單元的位置索引從0開(kāi)始編號(hào)；

步驟1_2：針對(duì)原始HEVC視頻中的每個(gè)GOP中的每幀P幀中的每個(gè)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(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)單元的劃分模式的數(shù)字標(biāo)識(shí)為3，那么判定該編碼塊為4×4塊；

步驟1_3：計(jì)算原始HEVC視頻中的每個(gè)GOP中的每幀P幀中的每個(gè)4×4塊的紋理復(fù)雜度，對(duì)于任一個(gè)4×4塊，將其紋理復(fù)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(diǎn)的QDST系數(shù)中的非零系數(shù)的個(gè)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(diǎn)的QDST系數(shù)的絕對(duì)值之和；

步驟1_4：按紋理復(fù)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(gè)4×4塊作為水印載體，并存儲(chǔ)每個(gè)水印載體的位置索引；其中，100≤N≤3000；