[发明专利]基于运动矢量的视频水印嵌入和提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体数字水印嵌入和提取方法，特别涉及一种基于运动矢量的视频水印嵌入和提取方法。

背景技术

随着计算机多媒体技术以及网络技术的迅猛发展，数字图像、视频、音频等数字媒体的复制和传播变得越来越方便。但是，数字媒体的易于拷贝也使它面临着严重的安全问题。数字水印技术是近几年提出的一种版权保护手段，它通过在数字媒体中嵌入可见的或不可见的信息，可以标示数字媒体作品的归属权，还能控制数字媒体的非法传播。

目前视频数字水印的嵌入和提取方案主要有3种：(1)非压缩域的视频数字水印；(2)编码域的视频数字水印；(3)压缩域的视频数字水印。非压缩域的视频数字水印主要分为空域水印和变换域水印。这种方案可以利用数字图像水印的技术方案，水印嵌入方法比较多，但容易增加视频码流的比特率以及在进行编码是水印信息可能遭到破坏。编码域的视频数字水印一般通过修改DCT系数或运动矢量来进行嵌入。这种方案抗攻击能力比较强，但嵌入和提取水印时需部分修改编码器和解码器。压缩域的视频数字水印将水印直接嵌入到编码压缩后的视频码流中。该方案不需要解码和再编码，但水印的嵌入量比较少。

现有的通过修改运动矢量嵌入水印的方法，有的是通过修改运动矢量的横坐标和纵坐标中的一个或两个来嵌入一位水印，有的是通过修改运动矢量的横坐标和纵坐标来嵌入两位水印。后一种方法虽然可以通过修改一个运动矢量嵌入两位水印，但是需要修改运动矢量的横坐标和纵坐标，对原始视频的损伤较大。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有基于运动矢量的视频水印嵌入和提取方法中，对原始视频损伤较大的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供一种基于运动矢量的视频水印嵌入和提取方法，包括水印嵌入和水印提取两大步骤，

所述的水印嵌入步骤为：

步骤a，在编码时，获取编码端视频帧的第i个运动矢量(X_i，Y_i)，i∈{1，2，......，m}，X_i表示横坐标，Y_i表示纵坐标，m为视频帧中运动矢量的总数；

步骤b，根据所述编码端运动矢量(X_i，Y_i)横坐标X_i与纵坐标Y_i的小数部分的组合关系，获取所述编码端运动矢量(X_i，Y_i)的特征向量(V1_i，V2_i)；

步骤c，按照修改规则调整所述编码端运动矢量(X_i，Y_i)的横坐标X_i或纵坐标Y_i其中之一，使得所述编码端运动矢量的特征向量(V1_i，V2_i)的横坐标V1_i、纵坐标V2_i与将要嵌入的两位水印W_k，W_k+1相同；

所述的水印提取步骤为：

步骤d，在解码时，获取解码端视频帧的第i个运动矢量(X_i，Y_i)；

步骤e，根据所述解码端运动矢量(X_i，Y_i)横坐标X_i与纵坐标Y_i的小数部分的组合关系，获取所述解码端运动矢量(X_i，Y_i)的特征向量(V1_i，V2_i)；

步骤f，提取运动矢量(X_i，Y_i)中的水印信息，两位水印W_k，W_k+1分别为解码端运动矢量(X_i，Y_i)的特征向量(V1_i，V2_i)的横坐标V1_i，纵坐标V2_i。