一种视频追溯系统及视频追溯方法技术方案

本发明专利技术公开了一种视频追溯系统和视频追溯方法，所述视频追溯方法包括用户注册：用户在使用摄像机前，在用户端APP上注册，将用户账户的用户名、密码、手机号、邮箱及摄像机ID发送到云平台服务器数据库中进行存储；用户登录：用户在所述APP上登录，云平台服务器验证用户身份，验证身份无误后，建立控制APP与摄像机之间的安全的网络连接；数字水印嵌入：在用户发出拍摄指令的同时，通过鲁棒盲水印嵌入方法，将摄像机ID作为水印嵌入到视频帧中；视频溯源：云平台服务器接收待溯源视频，从视频流中提取水印，在数据库中查询摄像机ID绑定的用户信息，实现视频溯源。该方法能在视频中嵌入摄像机ID作为透明水印，有效追溯视频来源。有效追溯视频来源。有效追溯视频来源。

【技术实现步骤摘要】
一种视频追溯系统及视频追溯方法


[0001]本专利技术涉及数字图像处理领域，特别是涉及一种视频追溯系统和视频追溯方法。

技术介绍

[0002]数字水印技术是当前用于对视频图像信息进行保护的最重要技术之一，而要实现视频溯源功能，需要数字水印具有以下两种特性，隐蔽性和鲁棒性。隐蔽性，即水印的存在不会影响作品的视觉效果，在视觉条件下是不可见的；鲁棒性，即水印必须能抵御一般的信号处理和各种几何变换的攻击，难以被移除、破坏和伪造。盲水印技术可以实现在不知晓原图图片的基础上解析提取出水印内容。
[0003]数字水印算法主要有两大类实现方法，时空域水印算法和变换域水印算法。相对于时空域水印算法，变换域水印算法隐匿性更强，抗攻击性更高。图像的频率就是图像灰度变化强烈的情况。变换域添加数字水印的方法，是指通过变换方式将图像变换到频率域，水印通过修改频域系数嵌入到图像中，再通过逆变换，将图像转换为空间域。
[0004]目前，在实时视频流中添加水印的方法是在已经编码的视频流中加水印，这种方法虽然复杂度较低，但对各种攻击的健壮性较差，不能抵抗各种格式的压缩以及常见的针对视频的攻击。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的问题，本专利技术的一个目的是提供一种视频追溯系统，能够在保证水印透明不影响视频观感的基础上，实现拍摄源追溯，并能抵抗各种格式的压缩以及常见的针对视频的攻击。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种利用上述系统进行视频追溯的方法。
[0007]为此，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种视频追溯系统，包括用户端、摄像机和云平台服务器，所述用户端上安装有APP，用于用户登陆注册、向所述摄像机发送开/关机、开启/关闭视频录像指令；完成摄像机视频流和告警信息接收，对所述视频流进行解码播放以及实时观看摄像机拍摄的视频内容；所述云平台服务器用于采集和存储用户端APP上的用户注册信息及摄像机信息、对用户身份进行认证、管理摄像机的使用记录、对视频进行解码、对视频中的水印进行分析和提取并根据提取的水印对摄像机ID进行溯源；所述摄像机用于接收用户端的APP发送的指令、进行视频拍摄、生成水印嵌入码流序列、处理视频流、将水印嵌入视频、完成嵌入水印后视频文件的存储与检索，并将嵌入水印后的视频发送给用户端的控制APP；所述摄像机包括控制模块、摄像头、转换模块、视频处理模块、存储模块和无线通信模块，其中，
[0009]所述控制模块用于接收用户端APP发送的操作指令，控制摄像机开关机和摄像头的拍摄，并在摄像头开始拍摄后，将摄像机ID发送到所述视频处理模块；所述摄像头用于接收所述控制模块的拍摄指令，并将采集的光信号发送到所述转换模块；所述转换模块用于将摄像头采集的光信号转换成电信号，并将电信号进一步转换为数字信号，发送到所述视
频处理模块；所述视频处理模块用于接收实时视频流和原始水印信息，对水印和视频流进行预处理和完成视频水印嵌入；所述存储模块用接收和存储所述视频处理模块发送的编码压缩后的视频，便于检索；所述无线通信模块用于从所述视频处理模块接收嵌入水印的视频流，并将其发送到用户端APP。
[0010]进一步的，所述视频处理模块包括水印生成单元、视频分析单元、水印嵌入单元和视频编码单元，其中：
[0011]所述水印生成单元用于从所述控制模块接收摄像机ID原始水印信息，对原始水印信息进行二进制转换，并对得到的二进制序列码流进行扩频操作，以获取水印信息的嵌入码流序列并将水印的嵌入码流序列发送到所述水印嵌入单元；
[0012]所述视频分析单元用于从视频获取接口获取摄像头实时拍摄的视频，获取视频流亮度分量，划分为8*8不重叠的宏块，逐行对每个宏块进行离散小波变换，选取每个宏块离散小波变换后的低频子带LL进行奇异值分解，得到奇异值矩阵并将奇异值矩阵发送至所述水印嵌入单元；
[0013]所述水印嵌入单元用于从所述水印生成单元获取水印的嵌入码流序列，从所述视频分析单元获取所述奇异值矩阵；将水印的嵌入码流信息嵌入奇异值矩阵中，将修改后的奇异值矩阵进行逆SVD变换和IWT变换，得到嵌入水印的视频流，并将所述嵌入水印的视频流发送到所述视频编码单元；
[0014]所述视频编码单元用于从所述水印嵌入单元获取嵌入水印后的视频流进行H.264编码，并将编码后视频分两路，一路发送到所述存储模块，一路发送到所述无线通信模块。
[0015]所述转换模块包括图像传感器和数模转换组件；所述存储模块包括相机内部的存取器ROM 和外部扩充存储器；所述无线通信模块还设置有一无线wifi装置。
[0016]本专利技术还提供一种利用上述视频追溯系统进行视频追溯的方法，包括以下步骤：
[0017]S1，用户注册：用户在使用摄像机前，在用户端APP上注册，将用户账户的用户名、密码、手机号、邮箱及摄像机ID发送到云平台服务器数据库中进行存储；
[0018]S2，用户登录：用户在所述APP上登录，云平台服务器验证用户身份，验证身份无误后，建立控制APP与摄像机之间的安全的网络连接；
[0019]S3，数字水印嵌入：在用户发出拍摄指令的同时，通过鲁棒盲水印嵌入方法，将摄像机 ID作为水印嵌入到视频帧中；
[0020]S4，视频溯源：云平台服务器接收待溯源视频，从视频流中提取水印，在数据库中查询摄像机ID绑定的用户信息，实现视频溯源，
[0021]其中，所述数字水印嵌入具体包括以下步骤：
[0022](1)开启摄像机：在用户端APP按下“开始摄像”按钮，将指令发送给摄像机，控制摄像头采集数据，并将摄像机ID信息发送到水印生成单元；
[0023](2)水印预处理：摄像机将摄像机ID作为原始水印信息，对原始水印信息进行二进制转换，并对得到的二进制序列码流进行扩频操作，以获取水印信息的嵌入码流序列；
[0024](3)视频预处理：摄像机获取摄像头实时拍摄的视频，获取视频流亮度分量，划分为8*8不重叠的宏块，逐行对每个宏块进行离散小波变换，选取每个宏块离散小波变换后的低频子带LL进行奇异值分解(SVD)，得到奇异值矩阵，并将该奇异值矩阵发送至水印嵌入单元；
[0025](4)水印嵌入：水印嵌入单元从所述水印生成单元获取所述水印的嵌入码流序列，从所述视频分析单元获取所述奇异值矩阵，依次将所述水印嵌入码流序列的每一位w
i
(i＝ 1,2,
…
,200)嵌入第i个(i＝1，2，...，200)奇异值矩阵最大奇异值λ1的最低位LSB(λ1)，将修改后的奇异值矩阵进行逆SVD变换和IWT变换，得到嵌入水印的视频流，并将所述嵌入水印的视频流发送到视频编码单元；
[0026](5)视频编码：摄像机对嵌入水印后的视频流进行H.264编码，编码后的视频流即可发送到用户端APP进行播放；
[0027]优选的是，步骤(3)中，所述摄像机的帧数设置在10帧-30帧每秒，从起始帧开始，每间隔5帧向视频嵌入一次水印信息。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视频追溯系统，其特征在于：包括用户端、摄像机和云平台服务器，所述用户端上安装有APP，用于用户登陆注册、向所述摄像机发送开/关机、开启/关闭视频录像指令；完成摄像机视频流和告警信息接收，对所述视频流进行解码播放以及实时观看摄像机拍摄的视频内容；所述云平台服务器用于采集和存储用户端APP上的用户注册信息及摄像机信息、对用户身份进行认证、管理摄像机的使用记录、对视频进行解码、对视频中的水印进行分析和提取并根据提取的水印对摄像机ID进行溯源；所述摄像机用于接收用户端的APP发送的指令、进行视频拍摄、生成水印嵌入码流序列、处理视频流、将水印嵌入视频、完成嵌入水印后视频文件的存储与检索，并将嵌入水印后的视频发送给用户端的控制APP；所述摄像机包括控制模块、摄像头、转换模块、视频处理模块、存储模块和无线通信模块，其中，所述控制模块用于接收用户端APP发送的操作指令，控制摄像机开关机和摄像头的拍摄，并在摄像头开始拍摄后，将摄像机ID发送到所述视频处理模块；所述摄像头用于接收所述控制模块的拍摄指令，并将采集的光信号发送到所述转换模块；所述转换模块用于将摄像头采集的光信号转换成电信号，并将电信号进一步转换为数字信号，发送到所述视频处理模块；所述视频处理模块用于接收实时视频流和原始水印信息，对水印和视频流进行预处理和完成视频水印嵌入；所述存储模块用接收和存储所述视频处理模块发送的编码压缩后的视频，便于检索；所述无线通信模块用于从所述视频处理模块接收嵌入水印的视频流，并将其发送到用户端APP。2.根据权利要求1所述的视频追溯系统，其特征在于：所述视频处理模块包括水印生成单元、视频分析单元、水印嵌入单元和视频编码单元，其中：所述水印生成单元用于从所述控制模块接收摄像机ID原始水印信息，对原始水印信息进行二进制转换，并对得到的二进制序列码流进行扩频操作，以获取水印信息的嵌入码流序列并将水印的嵌入码流序列发送到所述水印嵌入单元；所述视频分析单元用于从视频获取接口获取摄像头实时拍摄的视频，获取视频流亮度分量，划分为8*8不重叠的宏块，逐行对每个宏块进行离散小波变换，选取每个宏块离散小波变换后的低频子带LL进行奇异值分解，得到奇异值矩阵并将奇异值矩阵发送至所述水印嵌入单元；所述水印嵌入单元用于从所述水印生成单元获取水印的嵌入码流序列，从所述视频分析单元获取所述奇异值矩阵；将水印的嵌入码流信息嵌入奇异值矩阵中，将修改后的奇异值矩阵进行逆SVD变换和IWT变换，得到嵌入水印的视频流，并将所述嵌入水印的视频流发送到所述视频编码单元；所述视频编码单元用于从所述水印嵌入单元获取嵌入水印后的视频流进行H.264编码，并将编码后视频分两路，一路发送到所述存储模块，一路发送到所述无线通信模块。3.根据权利要求1所述的视频追溯系统，其特征在于：所述转换模块包括图像传感器和数模转换组件；所述存储模块包括相机内部的存取器ROM和外部扩充存储器；所述无线通信
模块还设置有一无线wifi装置。4.一种利用权利要求1-3中任一项所述视频追溯系统进行视频追溯的方法，包括以下步骤：S1，用户注册：用户在使用摄像机前，在用户端APP上注册，将用户账户的用户名、密码、手机号、邮箱及摄像机ID发送到云平台服务器数据库中进行存储；S2，用户登录：用户在所述APP上登录，云平台服务器验证用户身份，验证身份无误后，建立控制APP与摄像机之间的安全的网络连接；S3，数字水印嵌入：在用户发出拍摄指令的同时，通过鲁棒盲水印嵌入方法，将摄像机ID作为水印嵌入到视频帧中；S4，视频溯源：云平台服务器接收待溯源视频，从视频流中提取水印，在数据库中查询摄像机ID绑定的用户信息，实现视频溯源，其中，所述数字水印嵌入具体包括以下步骤：(1)开启摄像机：在用户端APP按下“开始摄像”按钮，将指令发送给摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琛馨，赵迪，程凯，范柏翔，常晓润，龚亚强，李梦桃，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：