[发明专利]一种视频中数字水印的生成与检测的方法及系统

权利要求书

1.一种视频中数字水印的生成与检测的方法，包括以下步骤：

(1)将数字水印嵌入到需要添加数字水印的待处理视频中，得到含水印的视频；在待处理视频的视频帧中嵌入数字水印的方式包括：

1.1)对于待处理视频的某一视频帧I，以视频帧I的中心为中心选取视频帧I的水印嵌入区域I_C，水印嵌入区域I_C的大小为N×N个像素，N为正整数；

1.2)生成数字水印，生成方式为：

①设置水印嵌入密钥Key，根据水印嵌入密钥Key生成设定长度为L的伪随机序列Q，L≤N²；

②生成大小为N×N的零矩阵W₀；

③将所述零矩阵W₀进行zigzag排序，将排序结果中的第s+1个至第s+L个元素以伪随机序列Q的L个元素逐个替代，根据替代后排序结果得到矩阵W₁，其中，s≥0；

④将所述矩阵W₁进行离散余弦逆变换生成数字水印矩阵W；

1.3)将所述数字水印矩阵W嵌入到水印嵌入区域I_C中，得到含水印的区域以含水印的区域代替视频帧的水印嵌入区域I_C，得到含水印的视频帧I^W；

(2)对于需要检测是否嵌入了数字水印的待检测视频，检测视频中是否嵌入了数字水印，包括：

2.1)确定待检测视频的桶形畸变的畸变强度系数k；

2.2)根据所述畸变强度系数k对待检测视频进行枕形变换，得到枕形校正后的恢复视频，

所述枕形变换的变换系数的计算公式为：

其中，t为常数，t的取值范围为0≤t≤3；

2.3)判断所述恢复视频中是否嵌入了数字水印，判断方式为：

a.对于所述恢复视频中的某一视频帧以视频帧的中心为中心选取大小为N×N的待检测区域待检测区域的N×N个像素所构成的矩阵记为矩阵

b.将所述矩阵进行离散余弦变换得到矩阵

c.将所述矩阵进行zigzag排序，取排序结果中的第s+1个至s+L个元素构成序列

d.根据水印嵌入密钥Key生成长度为L的伪随机序列Q'；

e.根据序列和伪随机序列Q'的相关性R判断视频帧中是否嵌入了数字水印，判断方式为：若所述相关性R大于或等于阈值T_R，则判定视频帧中含有数字水印；若所述相关性R小于阈值T_R，则判定视频帧中不含有数字水印，T_R≥0。

2.根据权利要求1所述的一种视频中数字水印的生成与检测的方法，其特征在于：步骤2.1)中，确定待检测视频的桶形畸变的畸变强度系数k的方式为：

2.1.1)选取与视频帧I大小相同的图像作为测试图像P；

2.1.2)确定若干个候选畸变强度系数，分别采用若干个畸变强度系数对测试图像P进行桶形变换，得到若干个桶形畸变图像P'；

2.1.3)分别计算若干个桶形畸变图像P'的外围轮廓与视频帧I的外围轮轮廓的相似度，将相似度最高的桶形畸变图像P'所对应的畸变强度系数确定为所述的畸变强度系数k。

3.根据权利要求1所述的一种视频中数字水印的生成与检测的方法，其特征在于：步骤1.2)中，伪随机序列Q＝{q₁,q₂,...,q_i,...,q_L}，q_i∈{-1,1}。

4.根据权利要求1所述的一种视频中数字水印的生成与检测的方法，其特征在于：步骤1.1)中，设视频帧I的大小为X×Y，N＝min(X,Y)。

5.根据权利要求1所述的一种视频中数字水印的生成与检测的方法，其特征在于：步骤1.2)中，N≤L≤N²/16，s＝N²/4。