一种视频数字水印的嵌入、提取方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种视频数字水印的嵌入、提取方法和装置，涉及信息技术领域，能够在保证水印的透明性基础上，提高了水印算法的鲁棒性。其方法为：嵌入时，先获取原始水印信息的二进制序列，再将视频流划分宏块，并对每个宏块进行离散余弦变换，而后根据变换系数筛选出纹理块并对纹理块进行系数Z行排序得到纹理块的系数矩阵，最后根据二进制序列和纹理块的系数矩阵完成水印信息的嵌入；提取时，先对载密视频流划分宏块，并对每个宏块进行离散余弦变换，而后根据变换系数筛选出纹理块并对纹理块进行系数Z行排序得到纹理块的系数矩阵，再根据纹理块的系数矩阵得到原始水印的码流序列。本发明专利技术实施例用于在视频中的嵌入和提取数字水印。

【技术实现步骤摘要】
一种视频数字水印的嵌入、提取方法和装置
本专利技术涉及信息
，尤其涉及一种视频数字水印的嵌入、提取方法和装置。
技术介绍
数字水印技术是信息隐藏技术中的一个重要组成部分，与其他隐藏技术想比，数字水印可以将标志信息直接嵌入数字载体中，在不影响数字载体的使用价值和不被人感觉到的前提下，达到确认信息、判断文件原始性或传送隐秘消息的目的。现有的数字水印生成算法分为两种：压缩域水印算法和原始域水印算法。其中压缩域算法中主要有离散余弦变换系数隐写算法和运动矢量隐写算法，通过运动补偿和能量分析的方法对隐写效果进行补偿，有很高的执行效率，但由于针对每一种视频格式有对应的水印隐写算法，因此算法的通用性差；并且因为嵌入水印的时间在视频编码后，使得嵌入水印的空间少，造成水印的鲁棒性差。原始域水印算法主要有最不显著位水印算法、自适应离散余弦变换水印算法、DEW(DifferentialEnergyWatermarking，能量差分水印)算法和基于HVS(HumanVisualSystem，人眼视觉特性)特性的水印算法，但由于算法且算法的鲁棒性和视觉透明性取决于水印嵌入位置和隐写算法的设计逻辑，使得该算法的鲁棒性不能满足多终端用户的要求。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种视频数字水印的嵌入、提取方法和装置，能够在保证水印的透明性基础上，可以提高水印算法的鲁棒性。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：第一方面，提供一种视频数字水印的嵌入方法，所述方法包括：获取原始水印信息的二进制序列码流，并根据所述二进制序列码流获取所述原始水印信息的嵌入码流序列；将视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块，根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块，并对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵；根据所述原始水印信息的嵌入码流序列，以及每个纹理块的Z行排序系数矩阵进行水印信息嵌入。在第一种可能的实现方式中，结合第一方面，所述获取原始水印信息的二进制序列码流，并根据所述二进制序列码流获取所述原始水印信息的嵌入码流序列包括：对所述原始水印信息进行二值化处理以获取所述原始水印信息的二进制码流序列；对原始水印信息的二进制码流序列进行汉明码编码以获取所述原始水印信息的嵌入码流序列。在第二种可能的实现方式中，结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，将视频信号的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块，根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块，并对纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理包括：对视频流进行解码以获取所述视频信号的亮度分量，并将所述视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块；对每个宏块进行离散余弦变换，获取每个宏块的离散余弦变换系数；根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块；对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理，以获取量化系数Z行排序后每个纹理块的Z行排序系数矩阵。在第三种可能的实现方式中，结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，所述根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块包括：根据每个宏块的离散余弦变换系数的直流分量和交流分量选定在所有宏块中选定纹理块；其中，若宏块的离散余弦变换系数的直流分量和交流分量满足：(∑|AC|)2<α×DC2，则确定该宏块为非纹理块；若(∑|AC|)2≥α×DC2，则确定该宏块为纹理块，其中AC表示离散余弦变换系数交流分量，DC表示直流分量，α为判别系数。在第四种可能的实现方式中，结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第三种可能的实现方式，所述根据所述原始水印信息的嵌入码流序列，以及每个纹理块的Z行排序系数矩阵进行水印信息嵌入包括:选取量化系数Z行排序后每个纹理块的离散余弦变换系数矩阵中次对角线位置上的数值；依次根据所述原始水印信息的嵌入码流序列中每一位的数值，确定是否将所述系数矩阵中次对角线位置上的数值进行互换，得到水印信息嵌入后的载密视频流。第二方面，提供一种是视频数字水印的提取方法，所述方法包括；将载密视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块，所述载密视频流中嵌入有水印信息；根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块，并对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵；根据每个纹理块的Z行排序系数矩阵中的数值进行水印信息提取。在第一种可能的实现方式中，结合第二方面，所述将载密视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块，所述载密视频流中嵌入有水印信息；根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块，并对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵包括：对所述载密视频流进行解码以获取所述视频信号的亮度分量，并将所述载密视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块；对每个宏块进行离散余弦变换，获取每个宏块的离散余弦变换系数；根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块；对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理，并得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵。在第二种可能的实现方式中，结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，所述根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块包括：根据每个宏块的离散余弦变换系数的直流分量和交流分量选定在所有宏块中选定纹理块；其中，若宏块的离散余弦变换系数的直流分量和交流分量满足：(∑|AC|)2<α×DC2，则确定该宏块为非纹理块；若(∑|AC|)2≥α×DC2，则确定该宏块为纹理块，其中AC表示离散余弦变换系数交流分量，DC表示直流分量，α为判别系数。在第三种可能的实现方式中，结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，所述根据每个纹理块的Z行排序系数矩阵中的数值进行水印信息提取包括：选取量化系数Z行排序后每个纹理块的离散余弦变换系数矩阵中次对角线位置上的数值；根据所述离散余弦变换系数矩阵中次对角线位置上的数值还原出已嵌入水印的嵌入码流序列；将已嵌入水印的嵌入码流序列按照汉明码编码还原出原始水印信息。第三方面，提供一种水印嵌入装置，所述装置包括：码流获取单元，用于获取原始水印信息的二进制序列码流，并根据所述二进制序列码流获取所述原始水印信息的嵌入码流序列，并将所述原始水印信息的嵌入码流序列发送至水印嵌入单元；视频处理单元，用于将视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块，根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块，并对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵，并将所述Z行排序系数矩阵发送至水印嵌入单元；水印嵌入单元，用于从所述码流获取单元获取所述原始水印信息的嵌入码流序列，从所述视频处理单元获取所述Z行排序系数矩阵，并根据所述原始水印信息的嵌入码流序列，以及每个纹理块的Z行排序系数矩阵进行水印信息嵌入。在第一种可能的实现方式中，结合第三方面，所述码流获取单元包括：水印转码子单元，用于对所述原始水印信息进行二值化处理以获取所述原始水印信息的二进制码流序列，并将所述原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频数字水印的嵌入方法，其特征在于，所述方法包括：获取原始水印信息的二进制序列码流，并根据所述二进制序列码流获取所述原始水印信息的嵌入码流序列；将视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块，根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块，并对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵；根据所述原始水印信息的嵌入码流序列，以及每个纹理块的Z行排序系数矩阵进行水印信息嵌入。

【技术特征摘要】
1.一种视频数字水印的嵌入方法，其特征在于，所述方法包括：获取原始水印信息的二进制序列码流，并根据所述二进制序列码流获取所述原始水印信息的嵌入码流序列；将视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块，根据每个宏块的离散余弦变换系数的直流分量和交流分量在所有宏块中选定纹理块，并对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵；根据所述原始水印信息的嵌入码流序列，以及每个纹理块的Z行排序系数矩阵进行水印信息嵌入；其中，若宏块的离散余弦变换系数的直流分量和交流分量满足：则确定该宏块为非纹理块；若则确定该宏块为纹理块，其中AC表示离散余弦变换系数交流分量，DC表示直流分量，α为判别系数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取原始水印信息的二进制序列码流，并根据所述二进制序列码流获取所述原始水印信息的嵌入码流序列包括：对所述原始水印信息进行二值化处理以获取所述原始水印信息的二进制码流序列；对所述原始水印信息的二进制码流序列进行汉明码编码以获取所述原始水印信息的嵌入码流序列。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块，根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块，并对纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵包括：对视频流进行解码以获取所述视频信号的亮度分量，并将所述视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块；对每个宏块进行离散余弦变换，获取每个宏块的离散余弦变换系数；根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块；对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理，以获取量化系数Z行排序后每个纹理块的Z行排序系数矩阵。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述原始水印信息的嵌入码流序列，以及每个纹理块的Z行排序系数矩阵进行水印信息嵌入包括:选取量化系数Z行排序后每个纹理块的离散余弦变换系数矩阵中次对角线位置上的数值；依次根据所述原始水印信息的嵌入码流序列中每一位的数值，确定是否将所述系数矩阵中次对角线位置上的数值进行互换，得到水印信息嵌入后的载密视频流。5.一种视频数字水印的提取方法，其特征在于，所述方法包括：将载密视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块，所述载密视频流中嵌入有水印信息；根据每个宏块的离散余弦变换系数的直流分量和交流分量选定在所有宏块中选定纹理块，并对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵；根据每个纹理块的Z行排序系数矩阵中的数值进行水印信息提取；其中，若宏块的离散余弦变换系数的直流分量和交流分量满足：则确定该宏块为非纹理块；若则确定该宏块为纹理块，其中AC表示离散余弦变换系数交流分量，DC表示直流分量，α为判别系数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将载密视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块，所述载密视频流中嵌入有水印信息；根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块，并对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵包括：对所述载密视频流进行解码以获取所述视频信号的亮度分量，并将所述载密视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块；对每个宏块进行离散余弦变换，获取每个宏块的离散余弦变换系数；根据每个宏块的离散余弦变换系数在所有宏块中选定纹理块；对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理，并得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述根据每个纹理块的Z行排序系数矩阵中的数值进行水印信息提取包括：选取量化系数Z行排序后每个纹理块的离散余弦变换系数矩阵中次对角线位置上的数值；根据所述离散余弦变换系数矩阵中次对角线位置上的数值还原出已嵌入水印的嵌入码流序列；将已嵌入水印的嵌入码流序列按照汉明码编码还原出原始水印信息。8.一种水印的嵌入装置，其特征在于，所述装置包括：码流获取单元，用于获取原始水印信息的二进制序列码流，并根据所述二进制序列码流获取所述原始水印信息的嵌入码流序列，并将所述原始水印信息的嵌入码流序列发送至水印嵌入单元；视频处理单元，用于将视频流的亮度分量按照规定分辨率划分为多个宏块，根据每个宏块的离散余弦变换系数的直流分量和交流分量选定在所有宏块中选定纹理块，并对每个纹理块的离散余弦变换系数进行量化系数Z行排序处理得到每个纹理块的Z行排序系数矩阵，并将所述Z行排序系数矩阵发送至水印嵌入单元；水印嵌入单元，用于从所述码流获取单元获取所述原始水印信息的嵌入码流序列，从所述视频处理单元获取所述Z行排序系数矩阵，并根据所述原始水印信息的嵌入码流序列，以及每个纹理块的Z行排序系数矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：万华林，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44