[发明专利]水印嵌入方法及装置和水印认证方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体技术领域，尤其是一种抗压缩的水印嵌入方法及装置和 水印认证方法及装置。

背景技术

随着多媒体技术以及因特网的普及与发展，大量的视频、图像、音频等数 字媒体作品纷纷在网上传播，对其进行版权保护和内容认证已成为迫切需要解 决的问题，数字水印技术是解决该问题的一种有效方法；并且，由于视频图像 的信息量巨大，必须对其进行必要的压缩才能进行网络传输，所以，能够抗压 缩的数字水印技术就变得颇为重要。

现有抗压缩的数字水印技术主要采用能量差水印算法，该方法在压缩过程 中(即下文提到的一次压缩)将水印嵌入到视频图像中，具体步骤如下(以任 一帧视频图像为例进行说明)：首先对一帧图像的所有宏块进行DCT(Discrete  Cosine Transform：离散余弦变换)变换，得到n个DCT组块(通常n取8)， 从中提取组块A和组块B。

利用组块A和组块B构造水印信息。方法为：分别确定组块A和组块B的 低频部分能量E_A和E_B的差值，若E_A大于E_B，水印信息为1；若E_A小于E_B，水 印信息为0。

将水印信息嵌入到低频能量低的组块的高频部分。方法为：当嵌入的水印 信息为1时，组块B的低频部分能量低，高频系数置零；当嵌入的水印信息为0 时，组块A的低频部分能量低，将组块A的高频系数置零。

这样，对视频流中的每一帧视频图像进行相同的处理，水印信息就被嵌入 到压缩过的视频图像中。

在对该处理过的视频图像解压缩的过程中进行水印认证。水印认证的过程 包括三个步骤：重构的水印信息的步骤；提取水印信息的步骤；将重构的水印 信息与提取的水印信息进行比较认证的步骤；下面分别进行介绍。

重构的水印信息的步骤具体为：对视频图像的所有宏块进行DCT变换，从 中提取组块A和组块B，这时组块A和组块B的低频部分能量分别为E′_A和E′_B， 确定E′_A和E′_B的差值，用上述同样的方法重构水印信息1或0。

提取水印信息的步骤具体为：从组块A和组块B提取水印，水印提取方法 为：如果组块B的高频能量大于组块A的高频能量，则水印信息为0；如果组块 B的高频能量小于组块A的高频能量，则水印信息为1。将重构的水印信息与提 取的水印信息进行比较，如果两者一致，则认为图像内容是真实的，否则认为 该图像内容被篡改了。

综上所述，现有的数字水印技术就是将组块两两之间的低频能量差关系提 取出来，作为水印信息；并将该水印信息(能量差关系)嵌入在低频能量低的 一个组块的高频部分。认证时，将组块两两之间的水印信息(能量差关系)提 取出来，与重构的水印信息进行比较认证。

在实现上述抗压缩数字水印技术的过程中，发明人发现现有技术中至少存 在如下问题：现有的数字水印技术，通过将DCT组块的高频系数全部置零，实 现了水印信息的嵌入。造成解压缩后的视频图像失真度大，峰值信噪比(PSNR) 低，视频流的码率低。

在现有的一些视频压缩标准中，对视频图像进行压缩时，宏块编码模式并 不是采用一个固定的模式，而是根据率失真代价确定宏块的编码模式。采用现 有的数字水印技术，在一次压缩和解压缩的过程中，视频图像的宏块编码模式 不变，可以进行正常的水印提取，现有技术能够抵抗一次压缩。如果，将进行 一次压缩后嵌入有水印信息的视频图像用上述视频压缩标准再进行压缩(即二 次压缩)，由于嵌入的水印造成了图像的失真，改变了视频图像的率失真代价， 相应地，这时的宏块编码模式也发生了变化，从而无法根据宏块的低频能量差 关系正确重构水印信息，无法进行水印认证。

发明内容

本发明实施例目的在于提供一种水印嵌入、认证的方法及装置，能够抵抗 二次压缩同时又实现水印认证的目的。

一方面，本发明实施例提供一种水印嵌入方法。

本发明实施例水印嵌入方法，包括如下步骤：

从图像信息中提取两个水印宏块之间的能量关系作为水印信息；

对嵌入宏块进行频域变换，将所述水印信息嵌入到嵌入宏块的中高频系数， 或者将所述水印信息嵌入到嵌入宏块的像素值中；