[发明专利]一种基于水印技术的视频溯源方法

权利要求书

1.一种基于水印技术的视频溯源方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，提取原始视频，获取设备信息和用户信息；

S2，采用离散余弦变换算法对原始视频进行变换，将原始视频由时域视频变换为频域视频；

采用水印生成算法和水印置乱算法生成待嵌入水印；

S3，采用水印嵌入算法在频域视频的变换域嵌入待嵌入水印，生成含水印的频域视频；

S4，采用离散余弦反变换算法对含水印的频域视频进行变换，将视频由含水印的频域视频变换为含水印的时域视频。

2.根据权利要求1所述的一种基于水印技术的视频溯源方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S5，采用水印提取算法提取步骤S4中的含水印时域视频中的水印信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于水印技术的视频溯源方法，其特征在于：步骤S1中提取原始视频是指从平安城市、政府机关、司法监狱、智慧园区应用领域的DVR/NVR视频存储设备获取原始视频。

4.根据权利要求1所述的一种基于水印技术的视频溯源方法，其特征在于，步骤S2中待嵌入水印的生成过程如下：将获取到的设备信息和用户信息组成原始信息，采用水印生成算法对原始信息进行处理，再采用水印加密置乱算法进行水印加密置乱操作，生成待嵌入水印。

5.根据权利要求1或4所述的一种基于水印技术的视频溯源方法，其特征在于：所述设备信息包括设备型号、MAC地址、发送人姓名、发送时间，所述用户信息包括接收人姓名。

6.根据权利要求5所述的一种基于水印技术的视频溯源方法，其特征在于，步骤S2中所述的离散余弦变换包括如下步骤：

S11，获得N*N时域图像的二维数据矩阵f(x,y)，其中，N*N时域图像表示高度和宽度均为N的图像，x，y表示像素点的坐标，f(x，y)是该像素点的值，x,y∈{0,1,2,…,N-1}；

S12，求离散余弦变换的系数矩阵[C]；

N表示图像的高度和宽度，也就是图像的像素；π表示圆周率。

S13，求系数矩阵对应的转置矩阵[C]^T；

S14，根据公式[F(u,v)]＝[C][f(x，y)][C]^T计算离散余弦变换。

u,v表示的是经过离散余弦变换后x,y对应的值，u,v∈{0,1,2,…,N-1}。

7.根据权利要求6所述的一种基于水印技术的视频溯源方法，其特征在于，步骤S3中采用水印嵌入算法生成含水印的频域视频包括如下步骤：

S21，对N*N视频图像进行RGB三色分离，将绿色G分量分割成互不重叠的(N/8)*(N/8)个8×8大小的子块G'，对置乱后的水印图像W'进行8×8分割，得到互不重叠的子块W”。

S22，并对每个子块G'进行离散余弦变换(DCT)，选取离散余弦变换域来嵌入水印信息，公式为G'(m，n)＝G(m，n)*(1+αW”)，m，n∈{0，1，2，…，N/8-1}，其中，α为基于边缘的嵌入强度因子,基于边缘的嵌入强度因子α按照下列公式取值：

pixel是分块中处于边缘的像素数量，pixel∈{0，1，2，…，N-1}。

S23，对所有(N/8)*(N/8)个子块G'进行分块离散余弦反变换(IDCT)，得到含水印的视频帧绿色分量G”，将其与未改动的红色分量R及蓝色分量B进行重构得到含水印的视频图像。

8.根据权利要求7所述的一种基于水印技术的视频溯源方法，其特征在于，步骤S4中离散余弦反变换算法包括如下步骤：

S31，获得频域视频矩阵F(u,v)；

u,v表示的是频域视频像素点的坐标，u，v∈{0，1，2，…，N-1}。

S32,求离散余弦变换的系数矩阵[C]；

N表示图像的高度和宽度，也就是图像的像素；π表示圆周率。

S33，求系数矩阵对应的转置矩阵[C]^T；

S34，根据公式[f(x,y)]＝[C]^T[F(u，v)][C]计算离散余弦变换。

x,y表示的是经过离散余弦反变换后u,v对应的值，x，y∈{0，1，2，…，N-1}。

9.根据权利要求8所述的一种基于水印技术的视频溯源方法，其特征在于，步骤S5中水印提取算法提取水印信息包括如下步骤：

S41，提取含水印图像的G分量，即对N*N视频图像进行RGB三色分离，将绿色G分量分割成互不重叠的(N/8)*(N/8)个8×8大小的子块G'，

S42，对嵌入水印后的G分量分别进行离散余弦反变换(IDCT)；

再利用：

在相应的频率系数中提取隐性水印图像W'。其中，α为基于边缘的嵌入强度因子,基于边缘的嵌入强度因子α按照下列公式取值:

pixel是分块中处于边缘的像素数量，pixel∈{0，1，2，…，N-1}。

S43，对隐性水印图像W'进行Arnold逆变换，得到原始水印图像W。

mod是一个取模函数，x,y表示原始水印图像W像素点的坐标，x',y'表示经过Arnold变换后水印图像W'像素点的坐标，x，y∈{0，1，2，…，N-1}。