[發明專利]基于GPU的視頻隱形水印嵌入方法及系統

在審

• 申請號: 202210322703.0
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114598938A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 田輝;劉海飛;郭玉剛;張志翔
• 申請（專利權）人: 合肥高維數據技術有限公司
• 主分類號: H04N21/8358
• 分類號: H04N21/8358;H04N19/467
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明特別涉及一種基于GPU的視頻隱形水印嵌入方法，包括如下步驟：S100、根據GPU型號確定其處理數據的最佳格式；S200、將視頻數據使用GPU解碼成該最佳格式得到多幀視頻圖像；S300、將隱形水印數據轉換成該最佳格式并與每一幀視頻圖像進行疊加；S400、將添加水印后的多幀視頻圖像在GPU的編碼芯片中進行編碼得到含有隱形水印的視頻數據。通過在視頻的操作層面上進行水印的嵌入，在GPU中將視頻解碼得到NV12數據，再對NV12數據進行簡單的計算，最后對NV12數據編碼即可得到嵌有水印的視頻，整個嵌入過程非常的簡單，處理速度快，相對于傳統的水印嵌入方法快了很多。

技術領域

本發明涉及視頻水印嵌入技術領域，特別涉及一種基于GPU的視頻隱形水印嵌入方法及系統。

背景技術

目前市場的視頻水印主要分為明文水印和隱形水印。明文水印的嵌入方式主要是在視頻畫面中的固定坐標位置添加logo標識來表明原創視頻的所有者，其缺點是顯示在視頻畫面上的水印一方面容易被定位攻擊，另一方面影響了大眾客戶的觀看體驗。與明文水印不同的是，隱形水印一般是添加在整個頁面上的，并且隱形水印一般是可不見或很難看到的，這樣其就不容易被定位攻擊，且不會影響到用戶的觀看體驗。

目前，常見的隱形水印有以下幾種。第一種是將水印數據信息封裝到視頻的前綴或后綴存儲區域，這種方法的優點是隱形水印嵌入速度快，運算量小，因為它不會對視頻原始數據進行處理，缺點在于被盜用翻拍時若重新編碼存儲，則水印會丟失，所以這種隱形水印方案很少使用。第二種是通過修改視頻幀的像素值，如直接修改最低有效位的數據，即LSB（Least Significant Bit），這種修改方法對視頻的視覺影響很小，但該方式經過有損壓縮后，嵌入后的水印信息損失較大。第三種是通過對原始視頻數據進行頻域變換之后，再進行嵌入處理，也是現在主流的隱形水印算法，比如離散余弦變換(DCT)，離散小波變換(DWT)以及奇異值分解(SVD)；由于人眼對圖像中不同頻率的信號敏感程度不同，在頻率域加水印有助于控制水印的魯棒性以及圖像的失真度；但水印數據所屬的頻率范圍越低，魯棒性越高，與此同時圖像失真也越大，反之亦然；因此大部分實現會選擇在中頻范圍內添加水印。對于第二、三種方案而言，由于需要對視頻每一幀全局都進行處理，導致處理速度很慢，對于一定時長的視頻，往往需要更多的時間去完成水印嵌入。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種基于GPU的視頻隱形水印嵌入方法，能夠快速的實現視頻水印的嵌入。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為：一種基于GPU的視頻隱形水印嵌入方法，包括如下步驟：S100、根據GPU型號確定其處理數據的最佳格式；S200、將視頻數據使用GPU解碼成該最佳格式得到多幀視頻圖像；S300、將隱形水印數據轉換成該最佳格式并與每一幀視頻圖像進行疊加；S400、將添加水印后的多幀視頻圖像在GPU的編碼芯片中進行編碼得到含有隱形水印的視頻數據。

本發明的另一個目的在于提供一種基于GPU的視頻隱形水印嵌入系統，能夠快速的實現視頻水印的嵌入。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為：一種基于GPU的視頻隱形水印嵌入系統，包括圖片轉換單元、圖片存儲單元、視頻解碼單元、數據疊加單元以及視頻編碼單元；所述的圖片轉換單元用于在GPU顯存中將水印矩陣圖轉換成NV12格式，圖片存儲單元用于存儲轉換后的圖片數據，視頻解碼單元用于在GPU編解碼芯片中將原視頻解碼為NV12格式，數據疊加單元用于在GPU顯存中將水印和視頻的NV12數據進行疊加操作，視頻編碼單元用于對修改后NV12數據流在GPU編解碼芯片中編碼得到視頻信息并輸出。

與現有技術相比，本發明存在以下技術效果：通過在視頻的操作層面上進行水印的嵌入，在GPU中將視頻解碼得到NV12數據，再對NV12數據進行簡單的計算，最后對NV12數據編碼即可得到嵌有水印的視頻，整個嵌入過程非常的簡單，處理速度快，相對于傳統的水印嵌入方法快了很多。

附圖說明

圖1是本發明的流程示意圖；