專利名稱：一種基于光流法與數(shù)字全息的視頻水印的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水印技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于光流法與數(shù)字全息的視頻水印方法。
背景技術(shù)：
隨著信息社會的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)提供了海量的圖像、視頻和音頻等各種形式的數(shù)字媒體信息數(shù)據(jù)?；ヂ?lián)網(wǎng)在提供方便服務(wù)的同時，一些未獲得相應(yīng)媒體認證的用戶通過互聯(lián)網(wǎng)輕易的獲得數(shù)字媒體，稍加修改后就給自己使用，如何來維護原創(chuàng)者的版權(quán)問題？如何來定位原的信息是否被篡改？數(shù)字水印技術(shù)是將一些標(biāo)識信息(即數(shù)字水印)直接嵌入數(shù)字載體當(dāng)中，但不影響原載體的使用價值，也不容易被人的知覺系統(tǒng)(如視覺或聽覺系統(tǒng)) 覺察或注意到。數(shù)字水印技術(shù)是實現(xiàn)版權(quán)保護和安全認證的有效方法，涉及到信號處理， 圖像處理，機器視覺，信息安全等學(xué)科。近年來，信息光學(xué)理論被應(yīng)用到數(shù)字水印領(lǐng)域，顯示出其獨特的魅力，全息概念應(yīng)用到數(shù)字水印中則使水印具有良好的抗剪切性。當(dāng)前的視頻水印技術(shù)主要分兩類，一類是將水印信息直接嵌入到原始視頻圖像序列進行視頻水印的嵌入，第二類則是把水印信息嵌入到視頻壓縮碼流中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于光流法與數(shù)字全息的視頻水印方法，在提取水印的過程無須原來的視頻，能有效提高水印的安全性和實用性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)一種基于光流法與數(shù)字全息的視頻水印方法，包括步驟
水印嵌入時的處理步驟
步驟11 印白餅言息白 ^窗、圖H大小為mxn；
步驟12 計算選取沒有經(jīng)過MPEG壓縮的宿主視頻序列中的每一幀F(xiàn)rame (Mx N)的光流運動量，并依照Wolf法提取關(guān)鍵幀；
步驟13 對于關(guān)鍵幀的亮度通道進行g(shù)x8分塊，并對每個分塊進行離散余弦變換； 步驟14 根據(jù)文視頻序列的人類視覺屏蔽特性，在每一塊DCT中頻分量中根據(jù)一第一
密鑰選擇roimcK^^)個系數(shù)應(yīng)用如下加法公式把水印嵌入進去，同時原系數(shù)據(jù)組成一
個新塊《SLJ乍為邊信息保留，并把其作為第二密鑰，這樣水印序列就能嵌入到細節(jié)子帶中；
B(a,h) = B(a,h) + a-H(i, f) 其中，《.耶,力么飯0;參數(shù)&，b分別表示圖像點的橫縱坐標(biāo)，i，j表示全息圖的橫縱坐
標(biāo)；
步驟15 對水印信息嵌入后的圖像塊進行離散余弦反變換，就得到添加水印后的視頻幀的亮度分量。水印提取時的處理步驟
步驟21 計算選取沒有經(jīng)過MPEG壓縮的宿主視頻序列中的每一幀F(xiàn)rame (MxN)的光流運動量，并依照Wolf法提取關(guān)鍵幀；步驟22 將待檢測視頻序列關(guān)鍵幀的亮度通道進行8 xg分塊.并對每個分塊進行離散余弦變換。步驟23 根據(jù)第一密鑰檢測每一個水印嵌入的秘密位置，并把相應(yīng)系數(shù)之間的組成一個新塊Iu1 ；
步驟M 與原來的第二密鑰邊信息作按照如下公式提取全息圖
權(quán)利要求
1.一種基于光流法與數(shù)字全息的視頻水印方法，包括步驟 水印嵌入時的處理步驟步驟11 印的信息白馓字全息圖Ii大小為mxn ；步驟12 計算選取沒有經(jīng)過MPEG壓縮的宿主視頻序列中的每一幀F(xiàn)rame (Mx N)的光流運動量，并依照Wolf法提取關(guān)鍵幀；步驟13 對于關(guān)鍵幀的亮度通道進行g(shù)x8分塊，并對每個分塊進行離散余弦變換； 步驟14 根據(jù)文視頻序列的人類視覺屏蔽特性，在每一塊DCT中頻分量中根據(jù)一第一密鑰選擇roimcK^^)個系數(shù)應(yīng)用如下加法公式把水印嵌入進去，同時原系數(shù)據(jù)組成一個新塊I.作為邊信息保留，并把其作為第二密鑰，這樣水印序列就能嵌入到細節(jié)子帶中；B(a,b) = B(a,b) +a- H(i, J)其中，；步驟15 對水印信息嵌入后的圖像塊進行離散余弦反變換，就得到添加水印后的視頻幀的亮度分量；水印提取時的處理步驟步驟21 計算選取沒有經(jīng)過MPEG壓縮的宿主視頻序列中的每一幀F(xiàn)rame (M54 N)的光流運動量，并依照Wolf法提取關(guān)鍵幀；步驟22 將待檢測視頻序列關(guān)鍵幀的亮度通道進行g(shù)x8分塊.并對每個分塊進行離散余弦變換；步驟23 根據(jù)第一密鑰檢測每一個水印嵌入的秘密位置，并把相應(yīng)系數(shù)之間的組成一個新塊；步驟M 與原來的第二密鑰邊信息I.作按照如下公式提取全息圖 對得到的數(shù)字全息圖重建恢復(fù)出水印信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光流法與數(shù)字全息的視頻水印方法，其特征在于，所述步驟12的實現(xiàn)方法是首先利用Horn計算光流的基本方法來計算出各點的χ方向光流速度；若設(shè)幀圖像平面上的點( /)在t時刻的亮度為3M(x,f,t) ^ f A , mW) ^ 7. ^ , dS(Xj,f) ~Jx~ (人+ ~^~ Oy (hj,t) + ~-~ = O如果在當(dāng)前像素點的一個足夠小的鄰域內(nèi)，各像素點擁有相差甚微的速度，當(dāng)前即假設(shè)其相差為0，將當(dāng)前像素點所確定的上式與鄰域內(nèi)各點兩兩聯(lián)立求得八組光流速度；選擇其中速度居中、大小接近的3個鄰接點與當(dāng)前點組成4個置信點，用最小二乘法求解由各置信點對應(yīng)的光流約束方程組成的超定方程組求出χ方向光流速度qaj』)和y方向的光流速度.這樣計算出該幀圖片的總光流運動量然后如果我們將視頻中的每一幀圖片的運動量M(t)連成一條曲線，從中可以看出極小運動量所在幀；計算出相鄰幀之間運動量之差，一旦大于閾值的話會設(shè)定標(biāo)記，兩個相鄰標(biāo)記中光流運動量最小的幀即為關(guān)鍵幀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于全息圖和光流技術(shù)的新的視頻水印技術(shù)。首先在視頻序列時間軸上利用局部光流信息檢測一個關(guān)鍵幀，然后利用全息技術(shù)得到原始水印圖像全息圖，之后將其嵌入宿主視頻關(guān)鍵幀的離散余弦變換域的中頻系數(shù)，并將水印添加位置和原來關(guān)鍵幀中的邊信息作為恢復(fù)水印信息的密鑰，提取水印的過程無須原來的視頻，因此該方法具有較好的安全性。對本發(fā)明的測試結(jié)果也表明，該方法對幀剪切、加噪聲、幀交換，MPEG壓縮和格式轉(zhuǎn)換等常見的視頻處理操作具有較高的穩(wěn)健性。
文檔編號H04N7/30GK102413381SQ20111037333
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者姚志強, 孔祥增, 陳麗萍, 陳利聰 申請人:福建師范大學(xué)