一種數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取方法，它包括數(shù)字水印嵌入步驟、數(shù)字水印檢測步驟和數(shù)字水印提取步驟，數(shù)字水印嵌入步驟包括圖像分割、小波變換、水印信息比特序列的嵌入和小波逆變換等子步驟，數(shù)字水印檢測步驟包括圖像分割、小波變換和相關(guān)系數(shù)計算等子步驟，數(shù)字水印提取步驟包括水印信息比特序列的檢測、比特序列比特位的判斷和比特序列比特位的統(tǒng)計等子步驟。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取，可以用來為視頻版權(quán)擁有者提供版權(quán)保護。
【專利說明】-種數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 當今互聯(lián)網(wǎng)和電視領(lǐng)域，存在大量視頻節(jié)目被非法盜版盜播的情況，版權(quán)擁有者 苦于無法有效檢測和舉證盜版和未授權(quán)的視頻發(fā)布和使用行為。本發(fā)明可W為版權(quán)擁有者 提供一種將特定的版權(quán)信息作為水印信息嵌入到視頻中的技術(shù)，可W借此來識別內(nèi)容發(fā)布 者是否擁有該視頻的發(fā)布授權(quán)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取 方法，能夠?qū)崿F(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取，可W用來為視頻版權(quán)擁有者提供 版權(quán)保護。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案來實現(xiàn)的；一種數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取 方法，它包括數(shù)字水印嵌入步驟、數(shù)字水印檢測步驟和數(shù)字水印提取步驟；
[0005] (1)所述的數(shù)字水印嵌入步驟包括W下子步驟：
[0006] S101.將視頻的每峽圖像分為長寬都能夠被四整除的N個圖像區(qū)域；
[0007] S102.依次對步驟S101中得到的第i個圖像區(qū)域進行離散HAAR小波變換，i G [1， 閑，得到變換后的四個小波系數(shù)數(shù)據(jù)塊；數(shù)據(jù)塊Ai、數(shù)據(jù)塊化、數(shù)據(jù)塊Vi和數(shù)據(jù)塊Di ;
[000引 S103.對利用步驟S102中得到的數(shù)據(jù)塊Ai的數(shù)據(jù)所構(gòu)成的圖像進行離散HAAR小 波變換，得到四個系數(shù)數(shù)據(jù)塊；數(shù)據(jù)塊Aai、數(shù)據(jù)塊Ahi、數(shù)據(jù)塊Avi和數(shù)據(jù)塊Adi ;
[0009] S104.將步驟S103中得到的系數(shù)數(shù)據(jù)塊Ahi和系數(shù)數(shù)據(jù)塊Avi的數(shù)據(jù)各自展開為 一個序列，得到序列Ahi和序列Avi,然后將序列Ahi和序列Avi合并為一個序列Ahvi ;
[0010] S105.將需要嵌入的水印信息表示為一個比特序列，用隨機序列X和隨機序列Y分 別代表比特0和比特1 ;
[0011] S106.將步驟S104中得到的序列Ahvi的數(shù)據(jù)與水印信息的比特序列的第i位對 應的隨機序列乘W-個權(quán)值W得到的加權(quán)序列相加，得到一個新的序列Ahvwi ;
[0012] S107.按照合并Ahi和Avi的順序，從序列Ahvwi中分離出序列Ahwi和序列Avwi， 序列Ahvwi的前半部分為序列Ahwi，后半部分為序列Avwi ;
[0013] S108.對步驟S103中得到的數(shù)據(jù)塊Aai和數(shù)據(jù)塊Adi及步驟S107中得到的序列 Ahwi和序列Avwi進行離散HAAR小波反變換，得到嵌入了水印信息的數(shù)據(jù)矩陣Awi ;
[0014] S109.對步驟S108中得到的數(shù)據(jù)矩陣Awi及步驟S102中得到的數(shù)據(jù)塊Hi、數(shù)據(jù) 塊Vi和數(shù)據(jù)塊Di進行離散HAAR小波反變換，得到嵌入水印后的第i個圖像區(qū)域；
[0015] S110.將各個嵌入水印后的圖像區(qū)域按原始順序拼接，得到嵌入了水印信息的完 整視頻峽圖像；
[0016] sill.在連續(xù)的多峽視頻中按照步驟S101?S110反復嵌入同樣的水印信息的比 特序列，每峽圖像相同位置的圖像區(qū)域嵌入相同的比特值。
[0017] (2)所述的數(shù)字水印檢測步驟包括W下子步驟：
[001引 S21.將帶水印信息的視頻的每峽圖像分為長寬都能夠被四整除的M個圖像區(qū)域； [001引 S22.對步驟S21中得到的第m個圖像區(qū)域進行離散HAAR小波變換，得到四個系數(shù) 數(shù)據(jù)塊：數(shù)據(jù)塊Am、數(shù)據(jù)塊血、數(shù)據(jù)塊Vm和數(shù)據(jù)塊Dm ;
[0020] S23.對利用步驟S22中得到的數(shù)據(jù)塊Am的數(shù)據(jù)所構(gòu)成的圖像進行離散HAAR小波 變換，得到四個系數(shù)數(shù)據(jù)塊：數(shù)據(jù)塊Aam、數(shù)據(jù)塊Ahm、數(shù)據(jù)塊Avm和數(shù)據(jù)塊Adm ;
[0021] S24.將步驟S23中得到的數(shù)據(jù)塊Ahm和數(shù)據(jù)塊Avm的數(shù)據(jù)按列展開為一個序列， 得到序列Ahm和序列Avm,然后將序列Ahm和序列Avm合并為一個序列Ah vm ;
[002引 S25.將步驟S24中得到的序列Ahvm的數(shù)據(jù)與代表比特0和比特1的兩個等長隨 機序列做相關(guān)系數(shù)計算，得到兩個相關(guān)系數(shù)：相關(guān)系數(shù)rO和相關(guān)系數(shù)rl ;
[0023] S26.取相關(guān)系數(shù)大的那個隨機序列對應的比特為嵌入的比特信息，如果步驟S25 中得到的相關(guān)系數(shù)rO大于相關(guān)系數(shù)rl，則認為在第m個圖像區(qū)域中嵌入的比特信息是比 特0,否則嵌入的是比特1。
[0024] (3)所述的數(shù)字水印提取步驟包括W下子步驟：
[00巧]S31 ;按照數(shù)字水印檢測步驟依次檢測嵌入了同樣水印信息的連續(xù)圖像峽序列中 的各個圖像區(qū)域?qū)谋忍匦蛄校?br> [002引 S32 ;對每個比特位的檢測出的比特序列進行統(tǒng)計，如果比特序列中比特0的數(shù)量 大于比特1，則確定水印信息中該比特位嵌入的比特信息為比特0,否則為比特1 ;
[0027] S33;檢測并統(tǒng)計完所有比特位后，得到嵌入的比特序列，該比特序列即為嵌入的 數(shù)字水印信息。
[002引步驟S15中所述的隨機序列X和隨機序列Y的相關(guān)系數(shù)小于千分之一。
[0029] 步驟S15中所述的隨機序列X和隨機序列Y的長度與序列Ahv的長度一致。
[0030] 所述的隨機序列X和隨機序列Y的相關(guān)系數(shù)通過下式得到：
[0031]

【權(quán)利要求】
1. 一種數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取方法，其特征在于：它包括數(shù)字水印嵌入步驟、數(shù) 字水印檢測步驟和數(shù)字水印提取步驟； (1) 所述的數(shù)字水印嵌入步驟包括以下子步驟： 5101. 將視頻的每幀圖像分為長寬都能夠被四整除的N個圖像區(qū)域； 5102. 依次對步驟S101中得到的第i個圖像區(qū)域進行離散HAAR小波變換，iG[1，N]， 得到變換后的四個小波系數(shù)數(shù)據(jù)塊：數(shù)據(jù)塊Ai、數(shù)據(jù)塊Hi、數(shù)據(jù)塊Vi和數(shù)據(jù)塊Di; 5103. 對利用步驟S102中得到的數(shù)據(jù)塊Ai的數(shù)據(jù)所構(gòu)成的圖像進行離散HAAR小波變 換，得到四個系數(shù)數(shù)據(jù)塊：數(shù)據(jù)塊Aai、數(shù)據(jù)塊Ahi、數(shù)據(jù)塊Avi和數(shù)據(jù)塊Adi; 5104. 將步驟S103中得到的系數(shù)數(shù)據(jù)塊Ahi和系數(shù)數(shù)據(jù)塊Avi的數(shù)據(jù)各自展開為一個 序列，得到序列Ahi和序列Avi，然后將序列Ahi和序列Avi合并為一個序列Ahvi; 5105. 將需要嵌入的水印信息表示為一個比特序列，用隨機序列X和隨機序列Y分別代 表比特0和比特1 ; 5106. 將步驟S104中得到的序列Ahvi的數(shù)據(jù)與水印信息的比特序列的第i位對應的 隨機序列乘以一個權(quán)值w得到的加權(quán)序列相加，得到一個新的序列Ahvwi; S107?按照合并Ahi和Avi的順序，從序列Ahwi中分離出序列Ahwi和序列Awi，序 列Ahvwi的前半部分為序列Ahwi，后半部分為序列Avwi; 5108. 對步驟S103中得到的數(shù)據(jù)塊Aai和數(shù)據(jù)塊Adi及步驟S107中得到的序列Ahwi 和序列Avwi進行離散HAAR小波反變換，得到嵌入了水印信息的數(shù)據(jù)矩陣Awi; 5109. 對步驟S108中得到的數(shù)據(jù)矩陣Awi及步驟S102中得到的數(shù)據(jù)塊Hi、數(shù)據(jù)塊Vi 和數(shù)據(jù)塊Di進行離散HAAR小波反變換，得到嵌入水印后的第i個圖像區(qū)域； 5110. 將各個嵌入水印后的圖像區(qū)域按原始順序拼接，得到嵌入了水印信息的完整視 頻幀圖像； 5111. 在連續(xù)的多幀視頻中按照步驟S101?S110反復嵌入同樣的水印信息的比特序 列，每幀圖像相同位置的圖像區(qū)域嵌入相同的比特值； (2) 所述的數(shù)字水印檢測步驟包括以下子步驟：
521. 將帶水印信息的視頻的每幀圖像分為長寬都能夠被四整除的M個圖像區(qū)域；
522. 對步驟S21中得到的第m個圖像區(qū)域進行離散HAAR小波變換，得到四個系數(shù)數(shù)據(jù) 塊：數(shù)據(jù)塊Am、數(shù)據(jù)塊Hm、數(shù)據(jù)塊Vm和數(shù)據(jù)塊Dm;
523. 對利用步驟S22中得到的數(shù)據(jù)塊Am的數(shù)據(jù)所構(gòu)成的圖像進行離散HAAR小波變 換，得到四個系數(shù)數(shù)據(jù)塊：數(shù)據(jù)塊Aam、數(shù)據(jù)塊Ahm、數(shù)據(jù)塊Avm和數(shù)據(jù)塊Adm;
524. 將步驟S23中得到的數(shù)據(jù)塊Ahm和數(shù)據(jù)塊Avm的數(shù)據(jù)按列展開為一個序列，得到 序列Ahm和序列Avm，然后將序列Ahm和序列Avm合并為一個序列Ahvm;
525. 將步驟S24中得到的序列Ahvm的數(shù)據(jù)與代表比特0和比特1的兩個等長隨機序 列做相關(guān)系數(shù)計算，得到兩個相關(guān)系數(shù)：相關(guān)系數(shù)rO和相關(guān)系數(shù)rl;
526. 取相關(guān)系數(shù)大的那個隨機序列對應的比特為嵌入的比特信息，如果步驟S25中得 到的相關(guān)系數(shù)rO大于相關(guān)系數(shù)rl，則認為在第m個圖像區(qū)域中嵌入的比特信息是比特0， 否則嵌入的是比特1 ; (3) 所述的數(shù)字水印提取步驟包括以下子步驟： S31 :按照數(shù)字水印檢測步驟依次檢測嵌入了同樣水印信息的連續(xù)圖像幀序列中的各 個圖像區(qū)域?qū)谋忍匦蛄校? 532 :對每個比特位的檢測出的比特序列進行統(tǒng)計，如果比特序列中比特0的數(shù)量大于 比特1，則確定水印信息中該比特位嵌入的比特信息為比特0,否則為比特1 ; 533 :檢測并統(tǒng)計完所有比特位后，得到嵌入的比特序列，該比特序列即為嵌入的數(shù)字 水印信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取方法，其特征在于：步驟 S15中所述的隨機序列X和隨機序列Y的相關(guān)系數(shù)小于千分之一。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取方法，其特征在于：步驟 S15中所述的隨機序列X和隨機序列Y的長度與序列Ahv的長度一致。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取方法，其特征在于：所述的 隨機序列X和隨機序列Y的相關(guān)系數(shù)通過下式得到：
式中：r-隨機序列X和隨機序列Y的相關(guān)系數(shù)； Xi_隨機序列X的各個分量； yr隨機序列Y的各個分量；
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字水印的嵌入、檢測和提取方法，其特征在于：步驟 S21中所述的圖像區(qū)域數(shù)量M等于步驟S101中所述的圖像區(qū)域數(shù)量N。
【文檔編號】H04N19/467GK104486627SQ201410814412
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】劉盾, 唐學怡 申請人:成都索貝數(shù)碼科技股份有限公司