[发明专利]基于视觉特征的视频水印方法

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体数字水印技术领域，尤其涉及一种基于视觉特征的视频水印方法。

背景技术

MPEG是目前视频编码主流格式，随着互联网的进一步普及以及3G时代的到来，网络视频将得到广泛的流行。因此，对MPEG视频文件进行水印保护具有广泛的应用价值。视频片段通常包含丰富的视觉特征，要实现面向互联网的海量数据版权保护，必须有效利用视频本身的视觉特征。由于数据规模非常庞大，这要求水印算法应具有一定的统计特征，从而能应用于大部分的视频片段。

目前已有的包括MPEG在内的视频水印方案大都采用将水印能量扩展到帧中所有像素这一思想。这类方案有计算复杂度低的优点，但它是以对嵌入位置的局部控制以及限制水印嵌入的强度为代价的，从本质上说，这类方案不依赖于视觉特性，无法根据视频视觉特征变化来自适应嵌入适当强度的水印；另一类方案提出将水印能量在空间上有选择的分配，但是这类方案通常更多考虑的是MPEG-2编码结构，而不是视觉特性。

目前已有的视频水印算法，在依赖于视频特征与人的视觉感知系统相一致的水印技术方面还存在一定的不足，具有统计特征的可在互联网上广泛适用的视频水印方法则更加少。基于此，本发明提出了基于视频纹理、亮度、运动特征以及视觉敏感特性，针对DCT变换域，带有统计特征的视频水印方法。通过采用与视频视觉特征相适应的视频水印嵌入模型，使得水印嵌入更加鲁棒，通过对视觉特征的进一步统计收敛，使得水印嵌入获取更高的透明性，从而提高了视频水印方法的使用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可广泛使用的基于视觉特征的视频水印方法。

基于视觉特征的视频水印方法包括如下步骤：

1)对视频流进行部分解码，对视频帧进行离散余弦变换，把离散余弦变换获得的子块划分成DC、低频、边、高频四个部分，通过子块归类算法把子块归类成边缘子块、纹理子块和平坦子块三类，计算子块对应的纹理伪装掩模系数；

2)采用韦伯定律线性模型，计算子块的亮度伪装掩模系数；

3)通过相临帧对应的离散余弦变换子块之间的DC系数变动，计算子块的运动伪装掩模系数，引入一个基于视频纹理、边缘、亮度以及运动等特征的混合视觉特征模型，并提取子块掩模系数；

4)采用样本训练的方法，构造一个特征统计收敛模型，对视频水印的嵌入能量进一步收敛，生成与人的视觉感知模型相一致的自适应视频水印嵌入模型；

5)根据自适应视频水印嵌入模型，采用盲水印嵌入方法，对视频流进行水印嵌入和提取，完成对视频的水印嵌入。

所述的对视频流进行部分解码，对视频帧进行离散余弦变换，把离散余弦变换获得的子块划分成DC、低频、边、高频四个部分，通过子块归类算法把子块归类成边缘子块、纹理子块和平坦子块三类，计算子块对应的纹理伪装掩模系数：对视频流进行部分解码，提取8×8的DCT子块，把子块划分成DC、低频、边以及高频四个区域，四个区域的能量系数绝对值和分别用DC、L、E、H表示，比例因子(L+E)/H和L/E的大小代表图像边缘能量，E+H代表了纹理能量，根据子块归类算法，把子块划分成纹理子块，边缘子块和平坦子块，针对不同类型的子块分三种情况计算其子块纹理掩模伪装系数：

①针对纹理子块，E+H基本代表了子块的纹理能量，纹理掩模伪装系数公式为：

TextMask ( k ) = ( F MaxT - 1 ) × TexE ( k ) - Min Max - Min + 1 ]]>

其中TexE(k)为第K个子块的局部纹理能量，Max，Min分别为纹理子块的最大和最小能量，F_MaxT为能量调节系数，用来模型优化，