基于AVS标准的自适应鲁棒视频水印方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102238388A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102238388A(43)申请公布日2011.11.09(21)申请号201110180241.5(22)申请日2011.06.29(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人同鸣朱凯栾英姿姬红兵(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人王品华朱红星(51)Int.Cl.H04N7/26(2006.01)H04N7/50(2006.01)G06T1/00(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称基于AVS标准的自适应鲁棒视频水印方法(57)摘要本发明公开了一种基于AVS标准的自适应鲁棒视频水印方法，主要解决目前方法与AVS标准相分离、复杂度高、非盲等问题。嵌入水印时，先根据Watson模型计算视频I帧各子块对应的离散余弦变换低频系数视觉掩蔽值，然后对各子块能量由大到小排序，选择大能量子块作为水印嵌入位置，密钥保存。利用低频系数视觉掩蔽值自适应控制水印嵌入强度，嵌入水印。水印提取时，先根据密钥找到嵌入水印子块，然后通过比较子块离散余弦变换低频系数与阈值的关系提取水印。本发明水印嵌入、提取算法简单，嵌入位置与强度自适应，具有良好的透明性、鲁棒性和实时性，属于原创性的基础研究工作，可满足AVS大规模推广商用后海量视频产品的版权保护需求，具有广阔的市场应用前景。CN10238ACCNN110223838802238395A权利要求书1/3页1.一种基于AVS的自适应鲁棒视频水印方法，包括：(1)嵌入步骤：(1a)将水印图像二值化处理，生成长度为n的二进制水印序列w，其中，n取4096；(1b)将原始视频v，根据AVS编码标准，每隔9帧选取第一个视频帧作为I帧，再将I帧分成一系列互不重叠的8×8子块，对每个8×8子块分别进行离散余弦变换，即DCT变换；(1c)根据各个子块DCT变换后的系数值，利用Watson模型计算出I帧内所有子块的掩蔽值α；(1d)根据每个子块DCT变换后的交流系数，计算每个子块的DCT变换后交流系数的平方和作为该子块的能量值；(1e)根据子块能量由大到小排序，选择大能量子块作为水印嵌入位置loc，并将该水印嵌入位置loc作为密钥保存；(1f)在对原始视频v进行AVS编码的过程中，根据水印的嵌入位置loc和各个子块的掩蔽值α，对量化后的低频系数嵌入二值水印序列w，得到含水印的AVS视频流；(2)提取步骤：(2a)在对含水印的AVS视频流进行AVS解码时读入密钥，即水印嵌入位置loc；(2b)根据密钥loc找到嵌入水印的子块，通过比较子块离散余弦变换低频系数与阈值T的关系，提取二值水印序列w′；(2c)将二值水印序列w′转换成图像水印。2.根据权利要求1所述的自适应鲁棒视频水印方法，其中，步骤(1c)所述的根据各个子块DCT变换后的系数值，利用Watson模型计算I帧内所有子块的掩蔽值α，按如下步骤进行：(1c.1)根据Watson模型中的频率敏感度表和对I帧各个子块进行DCT变换得到的DCT直流系数，并依据如下公式计算子块相应位置的亮度掩蔽值：γt(i，j，k)＝u(i，j)·[C(0，0，k)/C0，0]其中，i，j＝0，1，Λ，7，k＝1，2，Λ，l，l为视频I帧子块的总数，t(i，j，k)为得到的第k个子块第i行第j列处的亮度掩蔽值，u(i，j)为频率敏感度表中第i行第j列处的DCT频率敏感值，C(0，0，k)为I帧第k个子块的DCT变换后的直流系数，C0，0为一个I帧中的所有子块直流系数的平均值，γ为常数，取0.649。(1c.2)根据(1c.1)中得到的亮度掩蔽值，利用如下公式计算对比度掩蔽值：s(i，j，k)＝max{t(i，j，k)，|C(i，j，k)|w(i，j)t(i，j，k)1-w(i，j)}其中，i，j＝0，1，Λ，7，k＝1，2，Λ，l，l为视频I帧子块的总数，s(i，j，k)为DCT域的第k个子块第i行第j列处的对比度掩蔽值，max{}为取最大值函数，即取输入变量的最大值作为输出，t(i，j，k)为得到的第k个子块第i行第j列处的亮度掩蔽值，C(i，j，k)为DCT变换得到的第k个子块第i行第j列处的系数值，w(i，j)为一个介于0和1之间的常数，在Watson模型中对所有的i和j都取w(i，j)为0.7。(1c.3)按下式将对比度掩蔽值进行调整，得到最终的掩蔽值α：α(i，j，k)＝β(i，j)·s(i，j，k)其中，i，j＝0，1，Λ，7，k＝1，2，Λ，l，l为视频I帧子块的总数，s(i，j，k)为DCT域的第k个子块第i行第j列处的对比度掩蔽值，α(i，j，k)为DCT域的第k个子块第i行2CCNN1