一种抗几何攻击的视频零水印生成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种抗几何攻击的视频零水印生成方法及装置，包括：通过像素帧平均法提取视频中的关键帧图像的步骤或单元；对关键帧图像进行处理，将处理后关键帧图像的低频子带进行奇异值分解，得到分解后的奇异值分解系数的步骤或单元；将水印图像经过加密后生成水印密文的步骤或单元；对水印密文和奇异值分解系数进行异或处理，形成零水印，将零水印注册到第三方数据库中的步骤或单元。本发明专利技术实现了不直接在视频中嵌入数字水印，将水印生成在数据库中，并在提高视频水印鲁棒性的同时，有效的抵挡住平移、旋转、缩放等几何攻击。能够平衡传统视频数字水印嵌入时出现的水印鲁棒性和视频清晰度之间的矛盾，不更改任何视频数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字图像处理
，尤其涉及一种抗几何攻击的视频零水印生成方法及装置。
技术介绍
随着科技的发展和人类生活的不断进步，多媒体技术得到了越来越广泛的应用，多媒体如视频、音频、图像、文本等信息在我们的日常生活中也扮演着越来越重要的角色。由此，视频的产权保护渐渐成为人们研究的焦点。数字水印技术是将一些标识信息即数字水印，直接嵌入数字载体当中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统觉察或注意到。通过这些隐藏在载体中的信息，可以达到确认内容创建者、购买者、传送隐秘信息或者判断载体是否被篡改等目的。数字水印是信息隐藏技术的一个重要研究方向。零水印作为一种不对原视频图像数据进行修改的新型数字水印技术得到了人们的广泛关注。零水印技术的原理为：首先把表征图像特征的信息通过算法提取出来，然后以规定的方式将作者的标识信息与该信息结合，形成一个注册的水印信息，最后将该水印信息注册到第三方的知识产权信息数据库中。由于零水印方案中的数字水印是注册到第三方的数字水印信息数据库中，而不是嵌入到数字媒体中，因此也就不存在数字媒体质量下降或水印量受限制等问题。当有数字载体作品需要作版权判定时，首先通过一定的算法方式提取待检测作品的特征量，然后将原作者的标识信息与提取出的作品特征量以原规定算法方式结合，得到一个新的水印信息，判断这个水印信息与第三方知识产权信息数据库中注册的水印信息的相似性，如果相似性极小，则认为待检测作品不是原注册过的作品，反之认为是原作者的作品。但是，零水印技术目前发展还不够成熟，视频作为一种复杂的传播媒体其变化性很大，攻击者即使只对目标多媒体做轻微的几乎不可察觉的几何攻击如旋转、平移、缩放、变换等；大多数水印检测器却不能正确提取水印信息。如何抵抗几何攻击仍然是这个领域所面临的最大困难，也是研究的热点之一。因此研究抗几何攻击的视频水印方法成为研究难点中的难点，也是视频水印研究中亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种抗几何攻击的视频零水印生成方法及装置，通过对关键帧图像的处理和奇异值分解可以更好的达到使视频零水印具有抗几何攻击的效果；实现了不直接在视频中嵌入数字水印，将水印生成在数据库中，并且能够完全不修改视频的信息。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种抗几何攻击的视频零水印生成方法，所述方法包括如下步骤：通过像素帧平均法提取视频中的关键帧图像；对所述关键帧图像进行处理，将处理后关键帧图像的低频子带进行奇异值分解，得到分解后的奇异值分解系数；将水印图像经过加密后生成水印密文；对水印密文和奇异值分解系数进行异或处理，形成零水印，将零水印注册到第三方数据库中。所述通过像素帧平均法提取视频中的关键帧图像的步骤包括：选取多幅关键帧图像时，以帧之间的相似度作为衡量依据，每次寻找关键帧图像都保证各关键帧图像之间具有最小相似度，以使关键帧图像带有最大信息量。所述对关键帧图像进行处理将处理后关键帧图像的低频子带进行奇异值分解得到分解后的奇异值分解系数的步骤包括：将视频关键帧图像进行归一化处理，所述归一化处理包括：分别进行坐标中心化、x-shearing归一化、缩放归一化和旋转归一化；进行contourlet变换；将低频子带进行8*8块的奇异值分解，得到每一块分解后的第一个奇异值分解系数。所述将水印图像经过加密后生成水印密文的步骤包括：将待嵌入的二值水印图像扫描为一维二值序列，再对此序列进行扩频处理；利用Logistic映射生成二值混沌序列；将混沌序列同水印扩频后的序列进行异或处理，得到水印密文。所述像素帧平均法是获取视频段中所有帧的预设位置上的像素值，根据像素值的平均值来作为比较的标准；其中，将所述视频段中所述的预设位置像素值最为接近平均值的帧，作为该视频段的关键帧。另一方面，本专利技术提供一种抗几何攻击的视频零水印生成装置，所述装置包括：获取单元，用于通过像素帧平均法提取视频中的关键帧图像；处理单元，用于对所述关键帧图像进行处理，将处理后关键帧图像的低频子带进行奇异值分解，得到分解后的奇异值分解系数；加密单元，用于将水印图像经过加密后生成水印密文；生成单元，用于对水印密文和奇异值分解系数进行异或处理，形成零水印，将零水印注册到第三方数据库中。所述获取单元包括：用于当选取多幅关键帧图像时，以帧之间的相似度作为衡量依据，每次寻找关键帧图像都保证各关键帧图像之间具有最小相似度，以使关键帧图像带有最大信息量的模块。所述处理单元包括：用于将视频关键帧图像进行归一化处理，所述归一化处理包括：分别进行坐标中心化、x-shearing归一化、缩放归一化和旋转归一化；进行contourlet变换；将低频子带进行8*8块的奇异值分解，得到每一块分解后的第一个奇异值分解系数的模块。所述加密单元包括：用于将待嵌入的二值水印图像扫描为一维二值序列，再对此序列进行扩频处理；利用Logistic映射生成二值混沌序列；将混沌序列同水印扩频后的序列进行异或处理，得到水印密文的模块。所述像素帧平均法是获取视频段中所有帧的预设位置上的像素值，根据像素值的平均值来作为比较的标准；其中，将所述视频段中所述的预设位置像素值最为接近平均值的帧，作为该视频段的关键帧。由上述技术方案可知，本专利技术提供的一种抗几何攻击的视频零水印生成方法及装置，通过对关键帧图像进行处理，将关键帧图像转换成唯一的标准形式来抵抗仿射变换并可以有效的抵挡住平移、旋转、缩放等几何变换的攻击；然后进行奇异值分解能够平衡传统视频数字水印嵌入时出现的水印鲁棒性和视频清晰度之间的矛盾，并在提高视频水印鲁棒性的同时，不更改任何视频数据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的一种抗几何攻击的视频零水印生成方法的流程示意图；图2是本专利技术提供的一种抗几何攻击的视频零水印生成装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。零水印作为一种不对原视频图像数据进行修改的新型数字水印技术得到了人们的广泛关注。由于零水印方案中的数字水印是注册到第三方的数字水印信息数据库中，而不是嵌入到数字媒体中，因此也就不存在数字媒体质量下降或水印量受限制等问题。但是，零水印技术目前发展还不够成熟，视频作为一种复杂的传播媒体其变化性很大，攻击者即使只对目标多媒体做轻微的几乎不可察觉的几何攻击如旋转、平移、缩放、变换等；大多数水印检测器却不能正确提取水印信息。如何抵抗几何攻击仍然是这个领域所面临的最大困难，因此研究抗几何攻击的视频水印方法成为研究难点中的难点，也是视频水印研究中亟待解决的问题。为解决上述问题，本专利技术下述实施例提出了一种抗几何攻击的视频零水印生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗几何攻击的视频零水印生成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：通过像素帧平均法提取视频中的关键帧图像；对所述关键帧图像进行处理，将处理后关键帧图像的低频子带进行奇异值分解，得到分解后的奇异值分解系数；将水印图像经过加密后生成水印密文；对水印密文和奇异值分解系数进行异或处理，形成零水印，将零水印注册到第三方数据库中。

【技术特征摘要】
1.一种抗几何攻击的视频零水印生成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：通过像素帧平均法提取视频中的关键帧图像；对所述关键帧图像进行处理，将处理后关键帧图像的低频子带进行奇异值分解，得到分解后的奇异值分解系数；将水印图像经过加密后生成水印密文；对水印密文和奇异值分解系数进行异或处理，形成零水印，将零水印注册到第三方数据库中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过像素帧平均法提取视频中的关键帧图像的步骤包括：选取多幅关键帧图像时，以帧之间的相似度作为衡量依据，每次寻找关键帧图像都保证各关键帧图像之间具有最小相似度，以使关键帧图像带有最大信息量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对关键帧图像进行处理将处理后关键帧图像的低频子带进行奇异值分解得到分解后的奇异值分解系数的步骤包括：将视频关键帧图像进行归一化处理，所述归一化处理包括：分别进行坐标中心化、x-shearing归一化、缩放归一化和旋转归一化；进行contourlet变换；将低频子带进行8*8块的奇异值分解，得到每一块分解后的第一个奇异值分解系数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将水印图像经过加密后生成水印密文的步骤包括：将待嵌入的二值水印图像扫描为一维二值序列，再对此序列进行扩频处理；利用Logistic映射生成二值混沌序列；将混沌序列同水印扩频后的序列进行异或处理，得到水印密文。5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述像素帧平均法是获取视频段中所有帧的预设位置上的像素值，根据像素值的平均值来作为比较的标准；其中，将所述视频段中所述的预设位置像素值最为接...

【专利技术属性】
技术研发人员：高万林，冯慧，宋越，刘云玲，张莉，李佳璇，于丽娜，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11