一種視頻水印嵌入和提取的方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種視頻水印嵌入方法，該方法包括如下步驟：對視頻提取一個以上的視頻幀；對每一個提取出的視頻幀X進(jìn)行如下處理：進(jìn)行奇異值分解X＝UΣVT，得到奇異值矩陣Σ＝diag(σ1,σ2,...σn)，其中U和V是兩個酉矩陣；對奇異值矩陣中的奇異值σ1,σ2,...σn進(jìn)行分組；對分組后的奇異值進(jìn)行量化索引調(diào)制，得到嵌入水印的奇異值矩陣Σ'；對嵌入水印的奇異值矩陣Σ'做奇異值分解逆過程X'＝UΣ'VT，得到嵌入水印后的視頻幀X'；將所述一個以上視頻幀處理后得到的一個以上的視頻幀X'組合成嵌入水印的視頻。本發(fā)明的視頻水印嵌入方法使得嵌入水印后的視頻具有良好的視頻質(zhì)量。
【專利說明】一種視頻水印嵌入和提取的方法與系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種視頻水印嵌入和提取的方法與系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字視頻給人類的生活帶來了極大的方便，數(shù)字電視、高清電視、DVD和在線視頻等讓人們可以輕松獲取到感興趣的視頻內(nèi)容，與此同時，也帶來視頻版權(quán)內(nèi)容保護(hù)的問題，由于數(shù)字視頻的可復(fù)制性，盜版視頻變得十分容易，如何有效的對視頻內(nèi)容進(jìn)行版權(quán)保護(hù)成為了一個重要的問題。近年來新興的視頻水印技術(shù)，將水印信息嵌入在視頻中，可以實(shí)現(xiàn)視頻內(nèi)容的版權(quán)保護(hù)。例如，將版權(quán)信息隱藏在視頻中，當(dāng)視頻經(jīng)歷傳播、分發(fā)等操作后，仍然可以根據(jù)視頻提取到版權(quán)信息，用于版權(quán)內(nèi)容的標(biāo)示、取證等。
[0003]目前，往視頻里嵌入水印所使用的方法為基于分塊的視頻水印方法，即通過對視頻幀進(jìn)行分塊，例如8x8分塊，然后對每個分塊進(jìn)行水印的嵌入。
[0004]由于基于分塊的水印嵌入方式對各個塊進(jìn)行獨(dú)立操作，相鄰分塊的修改無約束關(guān)系，所以會導(dǎo)致不同塊在水印嵌入過程中的修改程度不同，導(dǎo)致有些變亮有些變暗，有些變平滑有些變的模糊，相鄰的塊之間的平滑過渡變成了明顯的分隔，因此容易產(chǎn)生塊效應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種視頻水印嵌入和提取的方法與系統(tǒng)，解決了嵌入水印后視頻質(zhì)量變差的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本 發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]一種視頻水印嵌入方法，該方法包括如下步驟:
[0008]對視頻提取一個以上的視頻幀；
[0009]對每一個提取出的視頻幀X進(jìn)行如下處理:
[0010]進(jìn)行奇異值分解X = υΣ Vt，得到奇異值矩陣Σ = diag(o 1； σ 2)...ση)，其中U和V是兩個酉矩陣；對奇異值矩陣中的奇異值σ ” σ 2，...σ ?進(jìn)行分組；對分組后的奇異值進(jìn)行量化索引調(diào)制，得到嵌入水印的奇異值矩陣Σ’ ；對嵌入水印的奇異值矩陣Σ’做奇異值分解逆過程X’ =UΣ’VT，得到嵌入水印后的視頻幀X’ ；
[0011]將所述一個以上視頻幀處理后得到的一個以上的視頻幀X’組合成嵌入水印的視頻。
[0012]其中，所述對奇異值矩陣中的奇異值σ P σ 2，...σ η進(jìn)行分組包括:
[0013]將奇異值σ η σ 2，...σ η按照每相鄰三個為一組的方式進(jìn)行分組。
[0014]其中，所述對分組后的奇異值進(jìn)行量化索引調(diào)制，得到嵌入水印的奇異值矩陣Σ’為:
[0015]首先動態(tài)估計(jì)每組奇異值(σ H, σ j, σ i+1)的量化步長:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種視頻水印嵌入方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 對視頻提取一個以上的視頻幀; 對每一個提取出的視頻幀X進(jìn)行如下處理: 進(jìn)行奇異值分解X = υΣ Vt，得到奇異值矩陣Σ = diag(o 1； O2,...ση)，其中U和V是兩個酉矩陣；對奇異值矩陣中的奇異值σ” σ2，...ση進(jìn)行分組；對分組后的奇異值進(jìn)行量化索引調(diào)制，得到嵌入水印的奇異值矩陣Σ’ ；對嵌入水印的奇異值矩陣Σ’做奇異值分解逆過程X’ =。1’匕得到嵌入水印后的視頻幀乂’ ； 將所述一個以上視頻幀處理后得到的一個以上的視頻幀X’組合成嵌入水印的視頻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對奇異值矩陣中的奇異值O I, O 2....σ η進(jìn)行分組包括: 將奇異值OpO2,...0n按照每相鄰三個為一組的方式進(jìn)行分組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對分組后的奇異值進(jìn)行量化索引調(diào)制，得到嵌入水印的奇異值矩陣Σ’為: 首先動態(tài)估計(jì)每組奇異值(σ H，σ i，σ i+1)的量化步長:
4.一種視頻水印提取方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 對嵌入水印后的視頻提取一個以上的視頻幀； 對每一個提取出的視頻幀X’進(jìn)行如下處理: 進(jìn)行奇異值分解X’ = υΣ，ν\得到嵌入水印的奇異值矩陣Σ’ =diag ( σ /，σ ’ 2，...ο ’ η)，其中U和V是兩個酉矩陣；對奇異值矩陣中的奇異值O1', O12,...σ’η進(jìn)行分組；對分組后的奇異值進(jìn)行量化索引調(diào)制逆過程，提視頻幀X’中的水印。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述對奇異值矩陣中的奇異值σ/，σ’2，...σ’η進(jìn)行分組包括: 將奇異值σ /，σ ’ 2，...σ ’ n按照每相鄰三個為一組的方式進(jìn)行分組。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述對分組后的奇異值進(jìn)行量化索引調(diào)制逆過程，提視頻幀X’中的水印為: 首先動態(tài)估計(jì)每組奇異值(σ ’…σ ’ ” σ ’ i+1)的量化步長:
7.一種視頻水印嵌入系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 提取視頻幀模塊，用于從視頻中提取一個以上的視頻幀； 奇異值分解模塊，用于對提取出的每一個視頻幀X進(jìn)行奇異值分解X = υΣντ，得到對應(yīng)的奇異值矩陣Σ = diag (O1, O2,...σ n)，其中U和V是兩個酉矩陣； 奇異值分組模塊，用于對每一個視頻幀X對應(yīng)的奇異值矩陣中的奇異值O I, O 2....σ η進(jìn)行分組； 水印嵌入模塊，用于針對每一個視頻幀X，將分組后的奇異值進(jìn)行量化索引調(diào)制，得到嵌入水印的奇異值矩陣Σ’ ; 奇異值分解逆過程模塊，用于針對每一個視頻幀X，對嵌入水印的奇異值矩陣Σ’做奇異值分解逆過程X’ =UΣ’VT，得到嵌入水印后的視頻幀X’ ； 視頻幀組合模塊，用于將所述一個以上視頻幀處理后得到的一個以上的視頻幀組合成嵌入水印的視頻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水印嵌入模塊包括: 動態(tài)估計(jì)量化步長子單元，用于對分組后的每組奇異值(Oi+ Oi, oi+1)動態(tài)估計(jì)量化步長:
9.一種視頻水印提取系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 提取視頻幀模塊，用于從嵌入水印的視頻中提取一個以上的視頻幀； 奇異值分解模塊，用于對提取出的每一個視頻幀X’進(jìn)行奇異值分解X’ =υΣ’ντ，得到對應(yīng)的嵌入水印的奇異值矩陣Σ’ = diag(o1), O12,...σ'η),其中U和V是兩個酉矩陣； 奇異值分組模塊，用于針對每一個視頻幀X’，對奇異值矩陣中的奇異值σ /，σ ’ 2，...σ ’ η 進(jìn)行分組； 水印提取模塊，用于針對每一個視頻幀X’，對分組后的奇異值進(jìn)行量化索引調(diào)制逆過程，提視頻幀X’中的水印。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水印提取模塊包括:動態(tài)估計(jì)量化步長子單元，用于對每組奇異值(σ’i-1，σ’2, σ 'n)動態(tài)估計(jì)量化步長:
【文檔編號】H04N5/913GK103634699SQ201310581949
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】王道順, 劉松, 羅向陽, 李順東 申請人:清華大學(xué)