[发明专利]一种可逆视频水印无损漂移补偿方法

权利要求书

1.一种可逆视频水印无损漂移补偿方法，其特征在于：包括无损漂移补偿及对应的无损漂移补偿去除过程，两者均以图像组(Group of pictures，GOP)为单位，并只对其中的P帧进行补偿，其中无损漂移补偿的过程为：

(1)图像组中的第一个视频帧，即I帧，独立编码不参考其它帧，它在DCT变换和量化后嵌入水印，得到嵌有水印的I帧DCT系数，并经过熵编码作为嵌有水印的压缩视频流输出；

(2)嵌有水印的I帧DCT系数同时也经过逆量化和逆DCT变换后得到嵌有水印的I帧像素值，存于第一水印帧存中，它与原始帧存中的原始像素值求差，差值经过DCT变换和量化后形成漂移补偿量，并输出到漂移补偿单元以备对下一视频帧进行漂移补偿；

(3)图像组中的第二个视频帧，即图像组中的第一个P帧，参考I帧进行编码，P帧在经过运动估计和运动补偿后经过DCT变换和量化得到运动残差的DCT系数，它在漂移补偿单元按上一帧求得的漂移补偿量进行补偿，然后经过熵编码形成嵌有水印的压缩视频流；

(4)同时，经过漂移补偿的P帧运动残差的DCT系数再经过逆量化、逆DCT变换和运动补偿形成完整的嵌有水印的P帧像素值，存于第一水印帧存中，它与原始帧存中的原始像素值求差，差值又经过DCT变换和量化后形成漂移补偿量，漂移补偿量再输出到漂移补偿单元以备对下一个视频帧进行漂移补偿，如此反复直到所有的P帧处理完毕；

无损漂移补偿去除是相应的逆操作，其过程如下：

(1)图像组中的第一个视频帧，即I帧，在熵解码后先通过逆量化和逆DCT变换得到嵌有水印的像素值存于第二水印帧存中，并且，熵解码后的I帧经过提取水印得到还原的I帧DCT系数，还原的I帧DCT系数再经过熵编码就能得到还原后的I帧视频流；

(2)还原的I帧DCT系数同时也经过逆量化和逆DCT变换得到还原的I帧像素值存于还原帧存中，它与第二水印帧存中的像素值求差，差值再经过DCT变换和量化得到漂移补偿量；

(3)图像组中的第二个视频帧，即图像组中的第一个P帧，参考I帧进行解码，P帧经过熵解码后在去除漂移补偿单元按上一步求得的漂移补偿量进行补偿去除，得到还原的P帧DCT系数，还原的P帧DCT系数一方面经过熵编码得到还原后的P帧视频流，另一方面再经过逆量化、逆DCT变换和运动补偿后得到完整的原始P帧像素值存于还原帧存中；

(4)同时，经过熵解码的P帧DCT系数在经过逆量化、逆DCT变换和运动补偿后得到嵌有水印的P帧像素值存于第二水印帧存中，它与还原帧存中的P帧像素值求差，差值经过DCT变换和量化得到下一个视频帧的漂移补偿量，它再输出到去除漂移补偿单元以备对下一个视频帧进行漂移补偿去除，如此反复直到所有的P帧处理完毕。

2.根据权利要求1所述的一种可逆视频水印无损漂移补偿方法，其特征在于：所述的补偿中若除了I帧以外，水印也要同时在P帧中嵌入，则应先对P帧进行漂移补偿后再嵌入水印，与此对应，漂移补偿去除过程在P帧中的水印提取之后再进行。

3.根据权利要求1所述的一种可逆视频水印无损漂移补偿方法，其特征在于：对视频帧的失真补偿也以宏块为单位进行，如果P帧中的宏块经过补偿会变为全0，则不对该宏块进行补偿，以消除二义性。

4.根据权利要求1所述的一种可逆视频水印无损漂移补偿方法，其特征在于：视频中的P帧设为F_n+1，称作参考帧，前一时刻的I帧或P帧设为F_n，称作被参考帧，F_n含水印的像素宏块为PMB_i’，F_n不含水印的像素宏块为PMB_i，其差值DPMB_i＝PMB_i’-PMB_i为嵌入水印引入的像素失真，DPMB_i经过DCT变换和量化得到补偿量DMB_i，漂移补偿过程是从F_n+1的DCT量化系数中减去DMB_i，去除漂移补偿过程则是在F_n+1的DCT量化系数中加上DMB_i。