[发明专利]基于非负矩阵分解的AVS视频数字水印方法

摘要

本发明公开了一种基于非负矩阵分解的AVS视频水印方法，主要解决当前AVS视频水印方法透明性低和对帧删除、帧重组攻击抵抗性差的问题。本发明在水印嵌入过程中，利用视频I帧的亮度特征生成基于内容的水印，利用非负矩阵分解提取出视频信号的运动特征，并结合视频的纹理和亮度特征，自适应的调整水印的嵌入强度和位置，将水印嵌入在I帧亮度块预测残差的中频DCT系数中。在水印验证过程中，只需解码I帧，通过比较提取的水印和验证水印的误码率，判断视频产品是否被嵌入水印。具有透明性和鲁棒性高的优点，可用于AVS标准的视频产品，为AVS视频产品的提供可靠的版权保护。

主权项

1.一种基于非负矩阵分解的AVS视频数字水印嵌入方法，包括如下过程：(1)对原始视频序列依次进行分组、降维处理和非负矩阵分解处理，并根据非负矩阵分解的结果提取出I帧每个8×8亮度子块的运动特征；；(2)从原始视频序列提取I帧每个8×8亮度子块的亮度特征Lum(k)，并根据提取的亮度特征生成基于内容的水印W(k)；(3)根据AVS帧内预测的平均编码代价，提取出I帧每个8×8亮度子块的纹理特征；(4)根据提取的运动特征、亮度特征和纹理特征，计算第k个子块的混合视觉掩蔽系数：$M\left(k\right)=\mathrm{round}(\mathrm{\α}\·(1+\frac{\mathrm{Lum}\left(k\right)-90}{165})+\mathrm{\β}\·\frac{\mathrm{Mov}\left(k\right)}{\mathrm{Lum}\left(k\right)}+\mathrm{\η}\·\mathrm{TextMask}\left(k\right))$式中，α为视觉亮度特征掩蔽加权因子，β为视觉运动特征掩蔽加权因子，η为视觉纹理特征掩蔽加权因子，Mov(k)为第k个子块提取的运动特征，Lum(k)为第k个子块提取的亮度特征，TextMask(k)为第k个子块提取的纹理特征，round表示取整函数；(5)将水印W(k)嵌入在I帧第k个8×8亮度子块帧内预测残差的中频DCT系数中，并利用混合视觉掩蔽系数M(k)调整水印的嵌入强度。(6)参照AVS视频编码标准对嵌入水印的DCT系数进行熵编码，输出含水印的AVS视频码流。