基于数字水印加密的裸眼3D视频加密方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字水印加密的裸眼3D视频加密方法及系统，包括步骤：步骤1，将随机数随机排列组合成原始数字水印，并将原始数字水印随机分为m个子数字水印；步骤2，子数字水印分别嵌入2D帧图像的各视点图像，从而获得水印加密的2D帧图像；步骤3，循环步骤1~2直至2D帧图像均进行水印加密，将水印加密的2D帧图像转化为裸眼3D视频；步骤4，提取裸眼3D视频帧图像所包含的视点图像的子数字水印，获得原始数字水印。本发明专利技术具有良好的鲁棒性和不可见性，可快速便捷地对裸眼3D视频进行加密，从而进一步实现裸眼3D视频的版权保护；而且不会破坏视频播放显示效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于裸眼3D视频加密
，尤其涉及一种基于数字水印加密的裸眼 3D视频加密方法及系统。
技术介绍
裸眼3D视频是一种无需佩戴辅助设备（如红蓝、偏振等）的可直接观看的3D视 频，它在各个领域有着广泛的应用背景。 通常，为了获得更好的立体效果，往往采用多幅视差图像进行合成，观看者在不同 角度只需看到其中两幅图像即可产生视差并看到立体效果。针对这种合成，便需要一种极 其便捷快速的算法，来大量合成多幅视差图像，形成裸眼3D视频片源。 国内外学者和研究机构对图像水印的研究已经趋于完善，但对视频数字水印的研 究还相对滞后，尚未建立统一的评价标准，仍有待成熟。 随着裸眼3D视频市场的扩大，如何保护片源著作权等版权问题已逐渐被人们所 关注。针对这个问题，市场上急需一种可以快速对裸眼3D视频进行加密的方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种基于数字水印加密的裸眼3D视频 加密方法及系统，该方法可快速便捷的实现视频加密，从而可进一步实现裸眼3D视频的版 权保护。 为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案： -、基于数字水印加密的裸眼3D视频加密方法，包括步骤： 步骤1，将随机数随机排列组合成原始数字水印，并将原始数字水印随机分为m个 子数字水印，m表示2D帧图像所包含的视点图像数； 步骤2,子数字水印分别嵌入2D帧图像的各视点图像，从而获得水印加密的2D帧 图像；其中，子数字水印嵌入视点图像具体为： 视点图像分块为子图像块，对子图像块进行离散余弦变换得到子图像的DCT域系 数矩阵，即子图像块的水印系数，采用水印系数将子数字水印嵌入子图像块，组合嵌入了子 数字水印的子图像块，得到水印加密的视点图像； 步骤3,循环步骤1~2直至2D帧图像均进行水印加密，将水印加密的2D帧图像 转化为裸眼3D视频； 步骤4,提取裸眼3D视频帧图像所包含的视点图像的子数字水印，获得原始数字 水印。 上述原始数字水印由a ? m个随机数随机排列构成，a为6~8范围内的正整数； 所述的子数字水印由a个随机数组成。 步骤2中所述的子数字水印嵌入视点图像，进一步包括子步骤： 2. 1使用Arnold变换对子数字水印图像W置乱，得到置乱后的子数字水印图像 r； 2. 2将视点图像I分为大小为NXN的子图像块，对各子图像块分别进行离散余弦 变换，得到各子图像块的DCT域系数矩阵，N为经验值； 2. 3设定嵌入强度alpha，随机生成长度均为N的伪随机数列h、k2; 2. 4基于嵌入强度alpha和伪随机数列kp匕将子数字水印嵌入子图像块； 2. 5组合嵌入了子数字水印的各子图像块，获得嵌入了子数字水印的视点图像。 子步骤2. 4进一步包括： (1)确定参数k : 当W'（i，j) = 1 时，令k⑴=h⑴，当W'（i，j) = 0 时，令k⑴=k2⑴；k⑴、 h⑴、k2⑴分别表示数列k、kpk2中第i个数字，i= 1，2, 3, ? ? ?N，W，（i，j)表示子数字 水印图像W'中（i，j)位置的像素值； (2)修改子图像块DCT域系数矩阵的中频分量： 采用公式UhN-n+l)= M^O^N-n+D+alpha^kOi)修改子图像块DCT域系数矩 阵的中频分量，MuO^N-n+l)表示子图像L的DCT域系数矩阵中第n行第（N-n+1)列的元 素； (3)对修改后的DCT域系数矩阵进行逆离散余弦变换，得到嵌入了子数字水印的 子图像块。 步骤3中，将嵌入了数字水印的2D帧图像转化为裸眼3D视频。 步骤4中采用盲水印法提取视点图像的子数字水印。 所述的采用盲水印法提取视点图像的子数字水印进一步包括：4. 1将视点图像I'分为大小为NXN的子图像块，对各子图像块分别进行离散余弦 变换，得到各子图像块的DCT域系数矩阵； 4. 3提取子图像块中数字水印序列p，p (n) = MJ (n, N-n+1)，p (n)表示数字水印 序列P的第n个元素，n = 1，2,3，...N，MJ (n，N-n+l)表示DCT域系数矩阵中第n行第 (N-n+1)列的元素； 4. 4分别求出数字水印序列p与伪随机数列kp k2的自相关系数cl、c2 ; 4. 5若cl彡c2,则水印信息E(i, j) = 1 ;反之，则水印信息E(i, j) = 0 ; 4. 6重复子步骤4. 3~4. 5,获得水印信息E，对水印信息E进行Arnold反置乱，即 原始数字水印。 二、基于数字水印加密的裸眼3D视频加密系统，包括： 数字水印生成模块，用来将随机数随机排列组合成原始数字水印，并将原始数字 水印随机分为m个子数字水印，m表示2D帧图像所包含的视点图像数； 2D帧图像水印加密模块，用来将子数字水印分别嵌入2D帧图像的各视点图像，从 而获得水印加密的2D帧图像；其中，子数字水印嵌入视点图像具体为： 视点图像分块为子图像块，对子图像块进行离散余弦变换得到子图像的DCT域系 数矩阵，即子图像块的水印系数，采用水印系数将子数字水印嵌入子图像块，组合嵌入了子 数字水印的子图像块，得到水印加密的视点图像； 2D帧图像转3D视频模块，用来将水印加密的2D帧图像转化为裸眼3D视频； 数字水印提取模块，用来提取裸眼3D视频帧图像所包含的视点图像的子数字水 印，获得原始数字水印。 和现有技术相比，本专利技术的技术效果如下： 本专利技术基于数字水印技术，将水印信息散落在裸眼3D视频各帧图像的9视点图像 中，从而对裸眼3D视频逐帧进行加密。本专利技术具有良好的鲁棒性和不可见性，可快速便捷 地对裸眼3D视频进行加密，从而进一步实现裸眼3D视频的版权保护；而且不会破坏视频播 放显示效果。【附图说明】 图1为帧图像的9视点图像； 图2为九视点式的2D图像转3D视频的流程示意图； 图3为九视点式的2D图像转3D视频的原理示意图。【具体实施方式】 下面将结合【具体实施方式】进一步说明本专利技术技术方案。 本专利技术方法的处理对象是2D帧图像，即采用本专利技术方法对2D帧图像进行逐帧处 理，具体步骤如下： 步骤1，选取随机数字序列。 该随机数字序列即原始数字水印，用于嵌入2D帧图像进行加密。随机数字序列由 a ? m个随机数随机排列构成，m表示一帧图像中视点图像数，裸眼3D视频中帧图像所包含 的视点图像数一般为4、8或9等；a为正整数，优选为6~8范围内的正整数。 本具体实施中，待处理的帧图像由9视点图像构成，选取了 63个随机数随机排列 组成原始数字水印。 步骤2,将原始数字水印随机分为m个子数字水印，各子数字水印由a个随机数组 成，子水印将用于嵌入到裸眼3D视频的一帧图像。 本具体实施中，将原始数字水印随机分为9个子数字水印，各子数字水印由7个随 机数组成。图1为2D帧图像的9视点图像，9个子数字水印将分别嵌入帧图像的9视点图 像中，从而可实现裸眼3D视频的初步加密。 步骤3,子数字水印分别嵌入2D帧图像的各视点图像。 对当前2D帧图像的各视点图像分别进行如下处理： 视点图像分块获得子图像块，对各子图像块分别进行DCT变换（离散余弦变换） 得到各子图像块的DCT域系数矩阵，通过修改DCT域系数将子数字水印嵌入各子图像块，得 到含子数字水印的子图像块，将各子图像块进行组合得到含子数字水印本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于数字水印加密的裸眼3D视频加密方法，其特征在于，包括步骤：步骤1，将随机数随机排列组合成原始数字水印，并将原始数字水印随机分为m个子数字水印，m表示2D帧图像所包含的视点图像数；步骤2，子数字水印分别嵌入2D帧图像的各视点图像，从而获得水印加密的2D帧图像；其中，子数字水印嵌入视点图像具体为：视点图像分块为子图像块，对子图像块进行离散余弦变换得到子图像的DCT域系数矩阵，即子图像块的水印系数，采用水印系数将子数字水印嵌入子图像块，组合嵌入了子数字水印的子图像块，得到水印加密的视点图像；步骤3，循环步骤1～2直至2D帧图像均进行水印加密，将水印加密的2D帧图像转化为裸眼3D视频；步骤4，提取裸眼3D视频帧图像所包含的视点图像的子数字水印，获得原始数字水印。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱俊，马桃林，廖宇，唐少飞，刘雪瑞，柯柳依，何家兴，孙皓雪，乐浩，叶景延，铁关平，杨烜文，于洋，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42