CN101442671B

CN101442671B - 一种数字信息嵌入和提取的方法及装置

Info

Publication number: CN101442671B
Application number: CN2007101871616A
Authority: CN
Inventors: 高山; 徐端全; 张江山; 周建同; 林四新; 傅佳莉; 熊联欢
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2027-11-21
Also published as: CN101442671A

Abstract

本发明实施例公开了一种数字信息嵌入的方法，包括：确定每个单元的数据集合，所述数据集合中包括至少一个单元的至少一个编码参数和/或像素值；通过所述编码参数和/或所述像素值，计算所述每个单元的标识值；根据计算的所述标识值中至少一个单元的标识值生成预处理单元对应的密钥，并且所述密钥仅用于部分预处理单元；根据所述密钥对预处理单元进行数字信息嵌入处理，从而可以有效的进行数字内容的检测，提高数字内容检测的正确率。本发明实施例同时公开了一种数字信息嵌入的装置、一种数字信息提取的方法及装置。

Description

一种数字信息嵌入和提取的方法及装置

技术领域

本发明涉及视频处理技术，特别涉及一种数字信息嵌入和提取的方法及装置。

背景技术

在监控系统中，视频录像是具有法律证据意义的重要数据，需要确保不能被篡改或伪造，所以视频录像数据的完整性检查在监控系统中有很重要的意义。完整性检查需要对录像是否被篡改进行检测和定位，包括对帧内容的修改、帧顺序的扰乱、帧删除、帧插入、视频剪切操作等。

实现对视频录像数据得检测和定位需要在视频中隐藏一定量的信息，这些信息与视频内容密切相关，视频内容的变动会改变水印信息，根据这些信息的变化可以对视频内容的完整性进行判断，同时可据此对内容变动的位置进行定位。易碎水印是实现视频完整性检查的一种重要方法。

现有的易碎水印系统是根据密钥将水印信息通过水印嵌入算法嵌入到视频载体数据中，在检测时，通过密钥提取出水印信息，从而判断视频内容是否被篡改。

目前生成水印信息的方式有两种：如图1A所示，现有技术易碎水印系统的视频水印嵌入过程示意图一中，水印信息采用随机序列、ID号、二值图象等；

如图1B所示，现有技术易碎水印系统的视频水印嵌入过程示意图二中，根据密钥生成水印，能够保证了特定的密钥和特定的水印生成特定的水印信息。

对于随机序列、ID号、二值图象等预先定义好的水印，为保证水印系统的安全性在水印嵌入前需要做置乱等预处理，采用特定的密钥和特定的预处理方法得到特定的处理后水印，从而保证每帧的水印信息都不相同。

但是由于视频处理中，每帧的密钥都是固定的，所以水印信息总是嵌入在各帧的相同位置，所以攻击者可以通过统计分析得到估计水印或原始视频帧信息的位置，从而篡改水印或伪造水印。

不仅是视频内容，对于音频内容和其他数据内容在进行检测时，若采用固定的密钥处理检测用的数字信息，使得所述数字信息嵌入在相同的位置或者通过所述密钥获得的都是相同的数字信息，造成在使用所述数字信息进行数字内容检测时，即使数字内容被篡改，也很难发现。

综上所述，现有技术在检测数字内容是否被篡改时，由于采用固定密钥，所以数字信息总是嵌入在相同的位置或者产生相同的水印信息，从而降低了数字内容检测的正确率。

发明内容

本发明实施例提供一种数字信息嵌入和提取的方法及装置，以有效的进行数字内容的检测，提高数字内容检测的正确率。

本发明实施例提供的一种数字信息嵌入的方法包括：

确定每个单元的数据集合，所述数据集合中包括至少一个单元的至少一个编码参数和/或像素值；

通过所述编码参数和/或所述像素值，计算所述每个单元的标识值；

根据计算的所述标识值中至少一个单元的标识值生成预处理单元对应的密钥，并且所述密钥仅用于部分预处理单元；

根据所述密钥对预处理单元进行数字信息嵌入处理；

其中，每个单元是传输数据能够区分的结构单元。

本发明实施例提供的一种数字信息提取的方法包括：

根据码流中提取出的数据集合确定每个单元的数据集合，所述数据集合中包括至少一个单元的至少一个编码参数和/或像素值，所述单元是传输数据能够区分的结构单元；

根据所述密钥对预处理单元进行数字信息提取处理，并且每个密钥仅用于部分预处理单元。

本发明实施例提供的一种数字信息嵌入的装置包括：

数据集合确定模块，确定每个单元的数据集合，所述数据集合中包括至少一个单元至少一个编码参数和/或像素值，所述单元是传输数据能够区分的结构单元；

标识值生成模块，用于通过所述编码参数和/或所述像素值，计算所述每个单元的标识值；

密钥生成模块，用于根据计算的所述标识值中至少一个单元的标识值生成预处理单元对应的密钥，并且所述密钥仅用于部分预处理单元；

嵌入模块，用于根据所述密钥对预处理单元进行数字信息嵌入处理。

本发明实施例提供的一种数字信息提取的装置包括：

数据集合确定模块，用于根据码流中提取出的数据集合确定每个单元的数据集合，所述数据集合中包括至少一个单元的至少一个编码参数和/或像素值，所述单元是传输数据能够区分的结构单元；

提取模块，用于根据所述密钥对预处理单元进行数字信息提取处理。

本发明实施例确定每个单元的数据集合，所述数据集合中包括至少一个编码参数和/或像素值；通过所述编码参数和/或所述像素值，计算每个单元的标识值；根据确定的至少一个单元的所述标识值生成预处理单元对应的密钥，并且所述密钥仅用于部分预处理单元，确保数字信息在每个单元中的位置都不相同，从而提高了数字内容检测的正确率。

附图说明

图1A为现有技术易碎水印系统的视频水印嵌入过程示意图一；

图1B为现有技术易碎水印系统的视频水印嵌入过程示意图二；

图2A为本发明实施例数字信息嵌入装置的结构示意图；

图2B为本发明实施例数字信息嵌入装置的方法流程示意图；

图3A为本发明实施例数字信息提取装置的结构示意图；

图3B为本发明实施例数字信息提取装置的方法流程示意图；

图4为数字视频编码器原理示意图；

图5为本发明实施例在视频编码过程中嵌入水印信息的示意图；

图6为本发明实施例在视频编码流中嵌入水印信息的示意图；

图7为本发明实施例第一种视频内容检测的方法流程示意图；

图8为本发明实施例第二种视频内容检测的方法流程示意图。

具体实施方式

在本发明实施例中，能够为每个单元或多个单元生成一个不同的密钥，从而确保数字信息在每个单元中的位置都不相同，从而增强了防篡改数字内容的可靠性，提高了数字内容检测的正确率，不会影响单元中的数字内容，提高了用户体验。

其中，每个单元可以为传输数据可区分的结构单元，如对于视频数据，一个单元可以是一个视频帧单元，对于音频数据，一个单元可以是一个音频帧单元、当然一个单元还可以是一个像素单元等等，对应的数字信息可以是视频水印信息、音频水印信息、签名信息等等。

下面结合具体附图，对本发明实施例进行详细说明。

如图2A所示，本发明实施例数字信息嵌入的装置包括：数据集合确定模块20、标识值生成模块21、密钥生成模块22和嵌入模块23。

数据集合确定模块20，用于确定数据集合，该数据集合中包括至少一个单元的至少一个编码参数和/或像素值。

每个单元都有多种编码参数，比如：运动矢量、VLC码字、变换域系数等，可以根据预先的设置选择至少一个编码参数，当然，也可以随机选择至少一个编码参数。

标识值生成模块21，用于根据数据集合确定模块20确定的数据集合中的编码参数和/或像素值，通过预先设定的算法计算每个单元的标识值。

进一步的，计算单元的标识值的方法包括但不限于下列方法中的一种：

通过哈希(Hash)算法，计算数据集合的哈希值，将哈希值作为数据集合所对应的单元的标识值；将数据集合中至少两个数据进行异或计算，将异或值相加的到异或校验和，将该异或校验和作为数据集合所对应的单元的标识值等等。

在具体实施过程中，可以根据预先的设定或者嵌入算法决定采用编码参数还是像素值，或者编码参数和像素值。

密钥生成模块22，用于根据标识值生成模块21确定的至少一个单元的标识值生成预处理单元对应的密钥，并且该密钥仅用于部分预处理单元。

在本实施例中，预处理单元对应的密钥可以根据任意一个单元或多个单元的标识值生成，每个预处理单元对应的密钥可以不同，也可以部分相同，但必须保证所有预处理单元对应的密钥中至少有两个不同的密钥。

其中，密钥生成模块22可以包括：确定模块220。

确定模块220，用于根据标识值生成模块21生成的标识值，将预处理单元的标识值或，预处理单元之前或之后的一个单元的标识值，作为预处理单元的密钥。

密钥生成模块22可以包括：计算模块221。

计算模块221，用于根据标识值生成模块21生成的标识值，将预处理单元的标识值与预处理单元之前和/或之后的至少一个单元的标识值进行计算，得到的数值作为预处理单元的密钥。

这里有多种计算方式，比如：将预处理单元的标识值与初始密钥进行计算，或者将预处理单元之前的至少一个单元的标识值与初始密钥进行计算，或者将预处理单元的标识值、预处理单元之前的至少一个单元的标识值和初始密钥一起进行计算。

进一步的，还可以采用加、减、乘、除、异或等等，也就是说只要能够保证每个单元或一部分单元有不同的标识值即可。

在实施过程中，可以根据需要选择由确定模块220或计算模块221确定标识值。

进一步的，预处理单元之前和/或之后的至少一个单元可以是与预处理单元相邻的一个单元或几个单元，还可以不与预处理单元相邻，具体需要多少个单元可以根据预先的设定或者随机决定。

其中，密钥生成模块22可以包括：处理模块222。

处理模块222，用于将预处理单元的标识值和/或，预处理单元之前和/或之后的至少一个单元的标识值与保存的初始密钥进行计算，将得到的数值作为预处理单元的密钥。

这里的计算方式同样可以采用上面提到的计算方式。

嵌入模块23，用于根据密钥生成模块22生成的密钥对预处理单元进行数字信息嵌入处理。

其中，数字信息嵌入的装置还可以进一步包括：置乱处理模块24。

置乱处理模块24，用于在嵌入模块23根据密钥对预处理单元进行数字信息嵌入处理之前，根据密钥生成模块22生成的密钥对数字信息进行置乱处理。

数字信息为预处理单元的时间码、预处理单元的机位标识、下一数字信息嵌入的位置中的至少一个元素。

在具体实施中，数字信息还可以是预先设置的信息，比如：随机序列、ID号等。

其中，生成一个标识值的方法，除了上面提到的利用单元的编码参数的方法外，还可以设置一个加密的随机种子，也就是说有一组没有规律的数，每个数作为一个单元的标识值，提取端对加密的随机种子进行解密，从而确定每个单元的标识值，进而确定每个单元的密钥，并对每个单元进行检查。

生成一个标识值的方法有很多种，不可能将每种情况一一列举，只要能够满足下列要求的标识值都适用本发明实施例：

能够让每个单元都有对应的不同的标识值，或者部分单元对应不同的标识值。

如图2B所示，本发明实施例数字信息嵌入装置的方法包括下列步骤：

步骤200、确定每个单元的数据集合，数据集合中包括至少一个编码参数和/或像素值。

在具体实施过程中，可以为每个单元生成对应的数据集合，而数据集合中的编码参数和/或像素值可以是该单元的编码参数和/或像素值，也可以是其他单元的编码参数和/或像素值。

可以根据预先的设定或者嵌入算法决定采用编码参数还是像素值，或者编码参数和像素值。

步骤201、通过编码参数和/或像素值，计算每个单元的标识值。

进一步的，计算数据集合所对应的单元的标识值的方法包括但不限于下列方法中的一种：

通过哈希算法，计算数据集合的哈希值，将哈希值作为数据集合所对应的单元的标识值；将数据集合中至少两个数据进行异或计算，将异或值相加的到异或校验和，将该异或校验和作为数据集合所对应的单元的标识值等等。

步骤202、根据确定的至少一个单元的所述标识值生成预处理单元对应的密钥，并且该密钥仅用于部分预处理单元。

其中，步骤202还可以包括：

将预处理单元的标识值或，预处理单元之前或之后的一个单元的标识值，作为预处理单元的密钥；或

将预处理单元的标识值与预处理单元之前和/或之后的至少一个单元的标识值进行计算，将得到的数值作为预处理单元的密钥。

因为相临单元的密钥具有继承性，如果发生单元剪切、单元删除、单元插入、单元替换等操作时，由于操作点的这种继承关系被破坏，无法正确提取数字信息，所以选择与预处理单元相邻的单元，可以更准确地对操作点进行判断和定位。

如果预先设置初始密钥，则步骤202还可以包括：

将预处理单元的标识值和/或，预处理单元之前和/或之后的至少一个单元的标识值与初始密钥进行计算，将得到的数值作为预处理单元的密钥。

进一步的，这里有多种计算方式，比如：将预处理单元的标识值与初始密钥进行计算，或者将预处理单元之前和/或之后的至少一个单元的标识值与初始密钥进行计算，或者将预处理单元的标识值、预处理单元之前和/或之后的至少一个单元的标识值和初始密钥一起进行计算。

进行计算的方法包括但不限于下列方法中的一种或几种：

加、减、乘、除、异或等等，也就是说只要能够保证每个单元或一部分单元有不同的标识值即可。

步骤203、根据密钥对预处理单元进行数字信息嵌入处理。

数字信息嵌入处理所采用的嵌入算法的方式有很多种，下面以水印信息为例进行说明。

比如：根据嵌入算法所支持的参数类型，选择至少一个参数承载水印信息信息。其中，水印信息可以根据水印位是“1”或“0”对直流系数进行调制。如果水印位是“1”，则直流系数的二进制最低位也为“1”；如果水印位是“0”，则直流系数的二进制最低位也为“0”；

还可以选择某个色差作为水印嵌入载体，在该色差中随机选择与水印信息一一对应的图象块，每个块嵌入一位水印信息，当水印位为“1”时，如果对应色差块的变长码个数为偶数则不做任何改动，如果变长码个数为奇数，则在最后添加或删除一个码字，选择不同的码字对视频的码流和视觉质量影响不同，如果水印位为“0”，则按类似的方法把色差块的变长码个数调整为奇数。

其中，数字信息为预处理单元的时间码、预处理单元的机位标识、下一数字信息嵌入的位置中的至少一个元素。

完整的时间码包括年、月、日、时、分、秒、单元序号，其中单元序号是一秒内的单元编号。

机位的标识可以是ID号，也可以是英文或中文等字符信息。字符信息用编码表示，如ASC II码、汉字内码等。

为了便于提取数字信息，还可以在生成的数字信息中增加下一数字信息嵌入的位置，具体的表示方法根据单元的不同而不同，比如：可以采用视频帧、音频帧、宏块、图象群等等。

单元信息可以是一个数值序列，一般用二进制表示，根据需要还可以用其他进制表示，其中各个数据段的意义可以预先定义，如年份段、月份段、小时段、分段、秒段、秒内的单元序号段、机位标识段、下一数字信息嵌入的位置等，如下表所示，表中只是示例，实际应用中，不一定包含所有的数据段，也不一定采用表中的排列顺序。

年份段

月份段

小时段

分钟段

秒段

秒内帧序号段

摄像机标识段

下一数字信息嵌入的位置段

各个数据段的二进制位数可以根据实际要求进行调整，下面以视频帧为例进行说明：

年：12位。16进制最大值为0xFFF，即最多可以标识到4095年

月：4位。最多标识16个月，实际每年12个月

日：5位。最多标识32天，实际每月最多31天

时：5位。最多标识32小时，实际每天24小时

分：6位。最多标识64分钟，实际每小时60分钟

秒：6位。最多标识64秒，实际每分钟60秒

秒内的帧编码：5位。即每秒最多可以对32帧进行编号，实际逐行倒相(Phase Alteration Line，PAL)视频每秒最多有25帧，美国国家电视系统委员会(National Television System Committee，NTSC)视频每秒最多有30帧。

机位标识：64位，可标识4个汉字或8个英文字符。

其中帧的时间码编号为43位，机位标识为64位，合计信息量为107位，即该数字系统为107位的二进制数序列。在一定范围内，如某个监控系统中，所有摄像点生成的录像中的每帧都有唯一的数字信息，即帧的编号。

其中，步骤203之前还可以包括：

根据确定的密钥对数字信息进行置乱处理。

进一步的，如果步骤203之前没有生成数字信息，则进行置乱处理的数字信息为预先设置的数字信息，比如：随机序列、ID号等；

如果步骤203之前生成数字信息，则进行置乱处理的数字信息为步骤202生成的数字信息，按照确定的密钥对整个数字二进制序列进行置乱处理，即打乱所有二进制位的排列顺序。

生成一个标识值的方法有很多种，不可能将每种情况一一列举，只要能够满足下列要求的标识值都是用本发明实施例：

如图3A所示，本发明实施例数字信息提取装置包括：数据集合确定模块30、标识值生成模块31、密钥生成模块32和提取模块33。

数据集合确定模块30、用于根据码流中提取出的数据集合确定每个单元的数据集合，该数据集合中包括至少一个编码参数和/或像素值。

其中标识值生成模块31和密钥生成模块32与图2A中的标识值生成模块21和密钥生成模块22功能相同，不再赘述。

提取模块33，用于根据密钥生成模块32生成的密钥对预处理单元进行数字信息提取处理。

其中，如果嵌入数字信息时对数字信息进行了置乱处理，则数字信息提取装置还可以包括：逆置乱处理模块34。

逆置乱处理模块34，用于在提取模块33根据密钥对预处理单元进行数字信息提取处理之后，对提取出的数字信息进行逆置乱处理。

其中，数字信息提取装置还可以包括：比较模块35。

比较模块35，用于对提取模块33提取出的数字信息和嵌入的数字信息进行比较，若提取出的数字信息与所嵌入的数字信息相同，则确定预处理单元内容完整。

进一步的，如果数字信息提取装置中没有逆置乱处理模块34，则比较模块35将提取模块33提取出的数字信息和嵌入的数字信息进行比较；

如果数字信息提取装置中有逆置乱处理模块34，则比较模块35将逆置乱处理模块34处理后的数字信息和嵌入的数字信息进行比较。

如图3B所示，本发明实施例数字信息提取装置的方法包括下列步骤：

步骤300、根据码流中提取出的数据集合确定每个单元的数据集合，该数据集合中包括至少一个编码参数和/或像素值。

其中，步骤301～302与图2B中的步骤201～202相同，不再赘述。

步骤303、根据确定的密钥对预处理单元进行数字信息提取处理。

其中，如果嵌入数字信息采用了置乱处理，则步骤302之后还包括：

对提取出的数字信息进行逆置乱处理。

其中，步骤303之后还包括：

对提取出的数字信息和嵌入的数字信息进行比较，若提取出的数字信息与嵌入数字信息相同，则确定该预处理单元内容完整。

进一步的，如果对提取出的数字信息进行逆置乱处理，则将进行逆置乱处理后的数字信息和嵌入的数字信息进行比较。

为了让本领域技术人员更好的理解本发明，下面以在视频帧中嵌入水印信息的方式对本发明进行说明。

如图4所示，数字视频编码器原理示意图中，根据嵌入算法支持的参数不同，可以在变换系数或运动矢量处应用本发明实施例的方法，即如果嵌入算法支持变换系数，则可以在变换系数处应用本发明实施例的方法；如果嵌入算法支持运动矢量，则可以在运动矢量处应用本发明实施例的方法。

如图5所示，本发明实施例在视频编码过程中嵌入水印信息的示意图中，

假设采用编码参数以及哈希算法生成标识值，将预处理帧作为当前帧，采用当前帧、当前帧的前一帧以及初始密钥的异或方式确定当前帧的密钥。

则具体的步骤包括：

通过视频编码器获得当前帧的参数，并缓存前一帧的参数；

分别确定当前帧以及前一帧的参数集合，根据确定的参数集合和哈希算法得到标识值。

这里还可以采用编码参数异或的方法生成标识值，则具体的步骤包括：

对每帧的参数集合中所有数据进行异或计算，并相加得到其异或校验和，用该值作为当前帧的标识值。

其中，如果参数集合中的元素不等长，可以通过补“0”、补“1”，或其它方法凑成等长数。

不论采用上面的哪种方法，都将当前帧的标识值记为K1，将前一帧的标识值记为K2。

将K1、K2以及初始密钥K0进行异或，得到当前帧的密钥K，根据当前帧的密钥K和密钥算法，确定水印信息的排列形式和水印信息的嵌入位置，对水印信息进行嵌入处理，根据进行嵌入处理后的帧以及该帧的其他参数构造输出码流，输出水印视频。

将K1、K2以及初始密钥K0进行异或有以下几种形式：

K＝K1。即用当前帧的标识值作为当前帧的密钥。

K＝K2。即用前一帧的标识值作为当前帧的密钥。

K＝K1

K2，即用当前帧和前一帧的标识值的异或值作为当前帧的密钥。

K＝K0

K1，即用系统的初始密钥和当前帧的标识值的异或值作为当前帧的密钥。

K＝K0

K2，即用系统的初始密钥和前一帧的标识值的异或值作为当前帧的密钥。

K＝K0

K1

K2，即用系统的初始密钥、当前帧的标识值和前一帧的标识值的异或值作为当前帧的密钥。

如果在变换系数或运动矢量上计算标识值或进行水印信息嵌入处理，则需要对码流做局部解码，即对码流的VLC进行解码，得到相关参数，水印嵌入完成后再对参数做VLC编码，得到最后的水印视频码流。

如图6所示，本发明实施例在视频编码流中嵌入水印信息的示意图中，具体的步骤与图5类似，不再赘述，区别在于由于是在视频编码流中嵌入水印信息，所以需要通过VLC解码器获得每帧的相关参数。

当然，如果计算标识值或进行水印信息嵌入处理在VLC码上进行，则不需要VLC解码部分。

如图7所示，本发明实施例第一种视频内容检测方法包括下列步骤：

步骤700、将时间码和机位标识作为水印信息。

步骤701、确定当前帧以及前一帧的编码参数，形成数据集合。

步骤702、通过哈希算法得到当前帧以及前一帧的标识值。

步骤703、将当前帧以及前一帧的标识值与初始密钥进行异或处理，得到当前帧的密钥。

步骤704、根据当前帧的密钥以及密钥算法，对水印信息中时间码和机位标识进行置乱处理，以及确定水印信息在当前帧的位置。

步骤705、对水印信息进行嵌入处理，构造出码流并输出。

水印信息嵌入处理可以根据水印位是“1”或“0”对直流系数进行调制。如果水印位是“1”，则直流系数的二进制最低位也为“1”；如果水印位是“0”，则直流系数的二进制最低位也为“0”。

步骤706、解码当前帧，根据码流中的数据集合确定当前帧以及前一帧的编码参数。

步骤707、通过哈希算法得到当前帧以及前一帧的标识值。

步骤708、将当前帧以及前一帧的标识值与初始密钥进行异或处理，得到当前帧的密钥。

步骤709、根据当前帧的密钥以及密钥算法，确定水印信息中时间码和机位标识的顺序，以及水印信息在当前帧的位置。

步骤710、对当前进行提取处理，提取出水印信息，并对该水印信息进行逆置乱处理。

步骤711、查看提取出的水印信息与当前帧的水印信息是否相同，从而判断当前帧是否被篡改。

如图8所示，本发明实施例第二种视频内容检测方法包括下列步骤：

步骤800、将时间码和机位标识作为水印信息。

步骤801、将每帧的亮度和色差块的运动矢量、变换系统作为编码参数，形成数据集合。

步骤802、通过异或检验和得到当前帧以及前一帧的标识值。

具体的，计算前先将所有数据集合中的编码参数转换成二进制，然后通过补0或补1的方法将当前帧的数据集合中的所有编码参数调整为等长元素，对数据集合中的所有编码参数进行异或，并将异或后的值相加得到异或校验和，将该异或校验和作为当前帧的标识值。

计算前一帧的标识值的方法与计算当前帧的标识值的方法类似，不再赘述。

步骤803、将当前帧以及前一帧的标识值与初始密钥进行异或处理，得到当前帧的密钥。

步骤804、根据当前帧的密钥以及密钥算法，对水印信息中时间码和机位标识进行置乱处理，以及确定水印信息在当前帧的位置。

步骤805、对水印信息进行嵌入处理，构造出码流并输出。

水印信息嵌入处理可以选择某个色差作为水印嵌入载体，在该色差中随机选择与水印信息一一对应的图象块，每个块嵌入一位水印信息，当水印位为“1”时，如果对应色差块的变长码个数为偶数则不做任何改动，如果变长码个数为奇数，则在最后添加或删除一个码字，选择不同的码字对视频的码流和视觉质量影响不同，如果水印位为“0”，则按类似的方法把色差块的变长码个数调整为奇数。

步骤806、解码当前帧，根据码流中的数据集合确定当前帧以及前一帧的编码参数。

步骤807、通过异或检验和得到当前帧以及前一帧的标识值。

步骤808、将当前帧以及前一帧的标识值与初始密钥进行异或处理，得到当前帧的密钥。

步骤809、根据当前帧的密钥以及密钥算法，确定水印信息中时间码和机位标识的顺序，以及水印信息在当前帧的位置。

步骤810、对当前进行提取处理，提取出水印信息，并对该水印信息进行逆置乱处理。

步骤811、查看提取出的水印信息与当前帧的水印信息是否相同，从而判断当前帧是否被篡改。

由于图7和图8是用当前帧与前一帧的标识值得到当前帧的密钥，所以根据提取出的当前帧的水印信息与前后两帧的水印信息进行比较，还能够判断出当前帧被如何篡改。

图7和图8的方法中采用了当前帧的前一帧的编码参数进行处理，在具体实施过程中，根据需要可以采用当前帧的前n帧(n为正整数)和/或当前帧的后n帧的编码参数和/或像素值进行处理。

上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。应该明白，这些具体实施中的变化对于本领域的技术人员来说是显而易见的，不脱离本发明的精神保护范围。

从上述实施例中可以看出：本发明实施例确定每个单元的数据集合，所述数据集合中包括至少一个编码参数和/或像素值；通过所述编码参数和/或所述像素值，计算每个单元的标识值；根据确定的至少一个单元的所述标识值生成预处理单元对应的密钥，并且所述密钥仅用于部分预处理单元，根据所述密钥对预处理单元进行数字信息嵌入处理，确保数字信息嵌入在每个单元中的位置都不相同，从而可以有效的进行数字内容的检测，提高了数字内容检测的正确率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种数字信息嵌入的方法，其特征在于，该方法包括：

根据所述密钥对预处理单元进行数字信息嵌入处理；

其中，每个单元是传输数据能够区分的结构单元。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据计算的所述标识值中至少一个单元的标识值生成预处理单元对应的密钥包括：

将所述预处理单元的标识值或，所述预处理单元之前或之后的一个单元的标识值，作为所述预处理单元的密钥；或

将所述预处理单元的标识值与所述预处理单元之前和/或之后的至少一个单元的标识值进行计算，将得到的数值作为所述预处理单元的密钥。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，设置初始密钥，所述根据计算的所述标识值中至少一个单元的标识值生成预处理单元对应的密钥包括：

将所述预处理单元的标识值和/或，所述预处理单元之前和/或之后的至少一个单元的标识值与所述初始密钥进行计算，将得到的数值作为所述预处理单元的密钥。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字信息为所述预处理单元的时间码、所述预处理单元的机位标识、下一数字信息嵌入的位置中的至少一个元素。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述密钥对预处理单元进行数字信息嵌入处理之前还包括：

根据所述密钥对所述数字信息进行置乱处理。

6.一种数字信息提取的方法，其特征在于，该方法包括：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据计算的所述标识值中至少一个单元的标识值生成预处理单元对应的密钥包括：

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，设置初始密钥，所述根据计算的所述标识值中至少一个单元的标识值生成预处理单元对应的密钥包括：

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述密钥对预处理单元进行数字信息提取处理之后还包括：

对提取出的嵌入数字信息时进行了置乱处理的数字信息进行逆置乱处理。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述密钥对预处理单元进行数字信息提取处理之后还包括：

对所述提取出的数字信息和嵌入的数字信息进行比较，若所述提取出的数字信息与所述嵌入的数字信息相同，则确定所述预处理单元内容完整。

11.一种数字信息嵌入的装置，其特征在于，该装置包括：

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述密钥生成模块包括：

确定模块，用于根据所述标识值生成模块生成的标识值，将预处理单元的标识值或，预处理单元之前或之后的一个单元的标识值，作为预处理单元的密钥；或

计算模块，用于根据所述标识值生成模块生成的标识值，将预处理单元的标识值与预处理单元之前和/或之后的至少一个单元的标识值进行计算，得到的数值作为预处理单元的密钥。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述密钥生成模块包括：

处理模块，用于将预处理单元的标识值和/或，预处理单元之前和/或之后的至少一个单元的标识值与保存的初始密钥进行计算，将得到的数值作为预处理单元的密钥。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述数字信息为所述预处理单元的时间码、所述预处理单元的机位标识、下一数字信息嵌入的位置中的至少一个元素。

15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

置乱处理模块，用于在所述嵌入模块根据所述密钥对预处理单元进行数字信息嵌入处理之前，根据所述密钥对所述数字信息进行置乱处理。

16.一种数字信息提取的装置，其特征在于，该装置包括：

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述密钥生成模块包括：

18.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述密钥生成模块还包括：

19.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

逆置乱处理模块，用于如果所述数字信息是进行置乱处理的数字信息，在所述提取模块根据所述密钥对预处理单元进行数字信息提取处理之后，对提取出的数字信息进行逆置乱处理。

20.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

比较模块，用于对所述提取出的数字信息和嵌入的数字信息进行比较，若所述提取出的数字信息与所述嵌入的数字信息相同，则确定所述预处理单元内容完整。