[发明专利]数字视频信息中元数据的可逆嵌入与提取方法及装置

权利要求书

1.数字视频信息中元数据的可逆嵌入方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、对视频码流的I帧进行元数据嵌入，输出嵌入元数据的I帧码流；

S2、利用I帧重构P帧，对重构后的P帧进行失真补偿，输出经过失真补偿的P帧码流；

S3、利用P帧重构B帧，输出B帧码流。

2.根据权利要求1所述的数字视频信息中元数据的可逆嵌入方法，其特征在于：所述步骤S1中对视频码流的I帧进行元数据嵌入，输出嵌入元数据的I帧码流，包括以下步骤：

S11、对视频码流的I帧进行DCT变换；

S12、对经过DCT变换的I帧进行量化，得到I帧DCT量化系数；

S13、把I帧DCT量化系数重构原始的参考帧存R_{orig_I}；

S14、对I帧DCT量化系数进行元数据嵌入，得到I帧水印DCT量化系数，并输出嵌入元数据的I帧码流。

3.根据权利要求2所述的数字视频信息中元数据的可逆嵌入方法，其特征在于：所述步骤S2中利用I帧重构P帧，对重构后的P帧进行失真补偿，输出经过失真补偿的P帧码流，包括以下步骤：

S21、把I帧水印DCT量化系数重构带有元数据的参考帧存R_{wm_I}；

S22、利用参考帧存R_{orig_I}对P帧进行运动估计和运动补偿，得到P帧像素残差数据；

S23、对结合P帧像素残差数据的P帧进行DCT变换和量化，得到P帧DCT量化系数；

S24、把P帧DCT量化系数重构原始的参考帧存R_{orig_P}；

S25、对P帧DCT量化系数进行失真补偿，输出经过失真补偿的P帧码流。

4.根据权利要求3所述的数字视频信息中元数据的可逆嵌入方法，其特征在于：所述步骤S3中利用P帧重构B帧，输出B帧码流，包括以下步骤：

S31、利用参考帧存R_{orig_P}对B帧进行运动估计和运动补偿，得到B帧像素残差数据；

S32、对结合B帧像素残差数据的B帧进行DCT变换和量化，输出B帧码流。

5.根据权利要求3所述的数字视频信息中元数据的可逆嵌入方法，其特征在于：所述步骤S25中对P帧DCT量化系数进行失真补偿，包括以下步骤：

S251、根据运动估计获得的运动向量，在参考帧存R_{orig_I}和参考帧存R_{wm_I}中分别找出参考宏块的像素值MB_{orig_I}和MB_{wm_I}；

S252、利用公式Pxl_Diff＝MB_{wm_I}－MB_{orig_I}计算出两种参考宏块的像素差值，得到I帧水印DCT量化系数与I帧DCT量化系数之间的失真差值Pxl_Diff；

S253、将失真差值Pxl_Diff分为8×8块，并进行DCT变换和量化，得到失真补偿数据的DCT量化系数块；

S254、将P帧DCT量化系数减去失真补偿数据的DCT量化系数块，得到经过失真补偿后的P帧补偿DCT量化系数，用于输出P帧码流。

6.根据权利要求5所述的数字视频信息中元数据的可逆嵌入方法，其特征在于：对于I帧后的第一个P帧，利用由I帧重构的参考帧存R_{orig_I}和参考帧存R_{wm_I}进行失真补偿；对于第一个P帧后的后续P帧，首先利用经过失真补偿后的P帧补偿DCT量化系数重构失真补偿后的参考帧存R_{c_P}，再利用由前一个P帧重构的参考帧存R_{orig_P}和参考帧存R_{c_P}对后面的P帧进行失真补偿。