水印嵌入及提取方法、装置和设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种水印嵌入及提取方法、装置和设备。该方法包括：获取待添加预设水印信息的目标图像帧；将目标图像帧划分为多个图像块；获取每个图像块对应的直流系数；根据预设水印信息以及每个图像块对应的直流系数，对目标图像帧添加预设水印信息。本发明专利技术实施例的方法，在确保图像质量的前提下，提高了抵抗重压缩攻击的能力。

Watermark embedding and extraction method, device and equipment

【技术实现步骤摘要】
水印嵌入及提取方法、装置和设备
本专利技术实施例涉及数字版权
，尤其涉及一种水印嵌入及提取方法、装置和设备。
技术介绍
数字化信息时代的到来，为人们的生活带来了极大的便利，与此同时，与其相关的问题也逐渐暴露出来，例如盗版行为不仅会造成经济损失，而且会严重地打击创作者的积极性，对市场的健康发展造成了负面影响，因此如何有效的保护数字化产品的版权是一个亟需解决的问题。为了对视频信息的版权进行保护，视频水印技术应运而生。视频水印技术是利用载体数据的空间以及时间冗余，将版权信息嵌入到视频序列中，并且保证操作的隐蔽性和不可见性。随着视频压缩技术的发展，日常生活中使用的数字视频绝大多数都是经过压缩编码处理的。现有视频水印在经过视频编解码处理后，会造成部分水印信息的丢失，即现有视频水印技术无法抵抗视频压缩技术的重压缩攻击，无法有效保护视频信息的版权。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种水印嵌入及提取方法、装置和设备，用以解决现有水印嵌入方法无法抵抗重压缩攻击的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种水印嵌入方法，包括：获取待添加预设水印信息的目标图像帧；将目标图像帧划分为多个图像块；获取每个图像块对应的直流(DirectCurrent，DC)系数；根据预设水印信息以及每个图像块对应的直流系数，对目标图像帧添加预设水印信息。在一种可能的实现方式中，根据预设水印信息以及每个图像块对应的直流系数，对目标图像帧添加预设水印信息，包括：对预设水印信息进行置乱加密处理；根据置乱加密处理后的预设水印信息以及每个图像块对应的直流系数，对目标图像帧添加置乱加密处理后的预设水印信息。在一种可能的实现方式中，对预设水印信息进行置乱加密处理包括：对预设水印信息进行阿诺德变换。在一种可能的实现方式中，获取待添加预设水印信息的目标图像帧，包括：获取待添加预设水印信息的目标图像帧的Y分量；将目标图像帧划分为多个图像块，包括：将目标图像帧的Y分量划分为多个图像块。在一种可能的实现方式中，将目标图像帧划分为多个图像块包括：根据目标图像帧的大小以及预设水印信息的大小，将目标图像帧划分为大小为N×N的多个图像块；根据公式1，确定N的大小，其中，目标图像帧的大小为W×H，预设水印信息的大小为U×V。在一种可能的实现方式中，获取每个图像块对应的直流系数包括：根据公式2，对每个图像块进行全相位反离散正弦双正交变换APIDSBT，获取各个图像块的直流系数；Y＝CXCT公式2其中，C表示APIDSBT变换矩阵，CT表示APIDSBT变换矩阵的转置，X表示大小为N×N的图像块，Y表示图像块X的APIDSBT变换系数矩阵，Y(0,0)表示图像块X的直流系数；N阶APIDSBT变换矩阵C根据公式3确定，其中，C(i,j)表示矩阵C中第i行、第j列的元素，l表示求和变量。在一种可能的实现方式中，根据预设水印信息以及每个图像块对应的直流系数，对目标图像帧添加预设水印信息包括：对第一矩阵进行离散小波变换生成第二矩阵，第一矩阵由多个图像块对应的直流系数构成；对第二矩阵进行奇异值分解，获得第二矩阵对应的对角矩阵；根据第二矩阵对应的对角矩阵和水印信息对应的矩阵，确定第三矩阵；对第三矩阵进行奇异值分解，获得第三矩阵对应的对角矩阵；根据第三矩阵对应的对角矩阵，获取添加了预设水印信息的图像帧。在一种可能的实现方式中，根据第二矩阵对应的对角矩阵和水印信息对应的矩阵，确定第三矩阵，包括：根据公式4，确定第三矩阵：S′1＝S1+αW公式4其中，S1标识第二矩阵对应的对角矩阵，W表示水印信息对应的矩阵，α为比例放大系数，α∈[16,32]，S′1表示第三矩阵。第二方面，本专利技术实施例提供一种水印提取方法，包括：获取添加了水印信息的图像帧；将添加了水印信息的图像帧，划分为多个图像块；获取每个图像块对应的直流系数；根据每个图像块对应的直流系数，确定水印信息。在一种可能的实现方式中，根据每个图像块对应的直流系数，确定水印信息，包括：根据每个图像块对应的直流系数，确定置乱加密处理后的水印信息；对置乱加密处理后的水印信息，进行反置乱解密处理，确定水印信息。在一种可能的实现方式中，对置乱加密处理后的水印信息，进行反置乱解密处理包括：根据阿诺德变换的周期性，对置乱加密处理后的水印信息进行反置乱解密处理。在一种可能的实现方式中，获取每个图像块对应的直流系数包括：对每个图像块进行全相位反离散正弦双正交变换APIDSBT，获取每个图像块对应的直流系数。在一种可能的实现方式中，根据每个图像块对应的直流系数，确定水印信息包括：对第四矩阵进行离散小波变换生成第五矩阵，第四矩阵由多个图像块对应的直流系数构成；对第五矩阵进行奇异值分解，获得第五矩阵对应的对角矩阵；根据第五矩阵对应的对角矩阵以及水印嵌入的密钥，确定包含水印信息的系数矩阵；根据系数矩阵，确定水印信息。在一种可能的实现方式中，根据系数矩阵，确定水印信息包括：根据公式5，确定水印信息；其中，W表示水印信息对应的矩阵，W(i,j)为水印信息对应的矩阵中第i行第j列的元素，α表示比例放大系数，α∈[16,32]，U表示矩阵W的行数，V表示矩阵W的列数，sij表示系数矩阵中第i行第j列的元素。第三方面，本专利技术实施例提供一种水印嵌入装置，包括：第一获取模块，用于获取待添加预设水印信息的目标图像帧；划分模块，用于将目标图像帧划分为多个图像块；第二获取模块，用于获取每个图像块对应的直流系数；处理模块，用于根据预设水印信息以及每个图像块对应的直流系数，对目标图像帧添加预设水印信息。第四方面，本专利技术实施例提供一种水印提取装置，包括：第一获取模块，用于获取添加了水印信息的图像帧；划分模块，用于将添加了水印信息的图像帧，划分为多个图像块；第二获取模块，用于获取每个图像块对应的直流系数；确定模块，用于根据每个图像块对应的直流系数，确定水印信息。第五方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括：存储器；处理器；以及计算机程序；其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如第一方面任一项所述的水印嵌入方法，或者，如第二方面任一项所述的水印提取方法。第六方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如第一方面任一项所述的水印嵌入方法，或者，如第二方面任一项所述的水印提取方法。本专利技术实施例提供的水印嵌入及提取方法、装置和设备，通过获取待添加预设水印信息的目标图像帧，将目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水印嵌入方法，其特征在于，包括：/n获取待添加预设水印信息的目标图像帧；/n将所述目标图像帧划分为多个图像块；/n获取每个所述图像块对应的直流系数；/n根据所述预设水印信息以及所述每个所述图像块对应的直流系数，对所述目标图像帧添加所述预设水印信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种水印嵌入方法，其特征在于，包括：
获取待添加预设水印信息的目标图像帧；
将所述目标图像帧划分为多个图像块；
获取每个所述图像块对应的直流系数；
根据所述预设水印信息以及所述每个所述图像块对应的直流系数，对所述目标图像帧添加所述预设水印信息。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预设水印信息以及所述每个所述图像块对应的直流系数，对所述目标图像帧添加所述预设水印信息，包括：
对所述预设水印信息进行置乱加密处理；
根据置乱加密处理后的预设水印信息以及所述每个所述图像块对应的直流系数，对所述目标图像帧添加所述置乱加密处理后的预设水印信息。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述预设水印信息进行置乱加密处理包括：
对所述预设水印信息进行阿诺德变换。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待添加预设水印信息的目标图像帧，包括：
获取待添加预设水印信息的目标图像帧的Y分量；
所述将所述目标图像帧划分为多个图像块，包括：
将所述目标图像帧的Y分量划分为多个图像块。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标图像帧划分为多个图像块包括：
根据所述目标图像帧的大小以及所述预设水印信息的大小，将所述目标图像帧划分为大小为N×N的多个图像块；



根据公式1，确定N的大小，其中，所述目标图像帧的大小为W×H，所述预设水印信息的大小为U×V。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取每个所述图像块对应的直流系数包括：
根据公式2，对每个所述图像块进行全相位反离散正弦双正交变换APIDSBT，获取各个所述图像块的直流系数；
Y＝CXCT公式2
其中，C表示APIDSBT变换矩阵，CT表示APIDSBT变换矩阵的转置，X表示大小为N×N的图像块，Y表示图像块X的APIDSBT变换系数矩阵，Y(0,0)表示图像块X的直流系数；



N阶APIDSBT变换矩阵C根据公式3确定，其中，C(i,j)表示矩阵C中第i行、第j列的元素，l表示求和变量。


7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述预设水印信息以及所述每个所述图像块对应的直流系数，对所述目标图像帧添加所述预设水印信息包括：
对第一矩阵进行离散小波变换生成第二矩阵，所述第一矩阵由多个所述图像块对应的直流系数构成；
对所述第二矩阵进行奇异值分解，获得所述第二矩阵对应的对角矩阵；
根据所述第二矩阵对应的对角矩阵和所述水印信息对应的矩阵，确定第三矩阵；
对所述第三矩阵进行奇异值分解，获得所述第三矩阵对应的对角矩阵；
根据所述第三矩阵对应的对角矩阵，获取添加了所述预设水印信息的图像帧。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二矩阵对应的对角矩阵和所述水印信息对应的矩阵，确定第三矩阵，包括：
根据公式4，确定所述第三矩阵：
S′1＝S1+αW公式4
其中，S1标识所述第二矩阵对应的对角矩阵，W表示所述水印信息对应的矩阵，α为比例放大系数，α∈[16,32]，S′1表示所述第三矩阵。


9.一种水印提取方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：单荣杨，
申请(专利权)人：北京京东尚科信息技术有限公司，北京京东世纪贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11