CN102868886B - 一种在图像上叠加数字水印的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明所属视频处理技术领域，尤其涉及一种在图像上叠加数字水印的方法及装置，其中方法包括读取高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流，经过解码后形成低分辨率的图像；将所述低分辨率的图像进行数字水印叠加；将叠加水印后的低分辨率图像再次进行解码，获得高分辨率的带有数字水印的图像；将所述高分辨率带有数字水印的图像在显示装置上进行显示。通过本发明实施例的方法和装置，能够使用较少的计算资源对高分辨率的视频码流进行水印的叠加，并且不需要额外的设备，实现成本较低。

Description

一种在图像上叠加数字水印的方法及装置

技术领域

本发明所属视频处理技术领域，尤其涉及一种在图像上叠加数字水印的方法及装置。

背景技术

数字视频水印（Digital Watermarking）技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字视频当中，且不影响视频的观看效果，不能够被人眼察觉，也不容易被探知和再次修改，但可以被生产方识别和辨认。美国好莱坞7大主要电影公司组成的美国数字电影倡导组织(Digital Cinema Initiatives,DCI)是一个专门起草、制定数字电影技术规范并进行相关测试、评价的机构。由于好莱坞在全球电影的重要地位,其制定的数字影院技术规范、符合性测试规范在全球数字影院发展中具有广泛的影响力。2007年4月DCI发布了数字影院系统规范1.1版本[1-2],对数字电影的相关技术制定了详细的规定。该DCI规范规定数字视频必须采用整幅图像的水印叠加，以最大限度的保护电影的版权，一旦发生盗版，可以追溯盗版发生的时间与地点。

如图1所示为现有技术中数字视频水印添加系统的结构图，编码码流输入进JPEG2K解码模块进行解码，得到的非压缩视频进入数字水印模块，加入水印的非压缩视频输入到显示装置上。通过上述技术方案，DCI规范要求数字电影播放服务器必须对视频进行水印叠加，叠加的水印信息包括服务器的序列号与时间信息。由于符合规范的数字电影解码单元的时间是不可篡改的，并且每台符合规范的服务器都是经过好莱坞授权和备案的，所以，一旦发生盗版事件，可以从截获的盗版视频中提取水印信息，从而追踪到盗版者。

本发明的发明人发现上述现有技术中至少包括以下技术问题，在进行高解析度，高帧率（例如4K及高帧率）视频的水印叠加时，由于现有硬件系统的能力的限制，在更高的数据量（更高的单帧数据量，更高的每秒钟帧数）上实现数字水印需要消耗的资源大大超过的系统的资源提供。

发明内容

为了解决现有技术中为高分辨率视频添加数字水印的计算代价过高，设备成本较高的问题提供一种在图像上叠加数字水印的方法及装置。

本发明实施例提供了一种在图像上叠加数字水印的方法，包括，

读取高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流，对低分辨率部分的码流解码后形成低分辨率的图像；

将所述低分辨率的图像进行数字水印叠加；

以叠加水印后的低分辨率图像为基础对高分辨率部分的码流进行解码，获得高分辨率的带有数字水印的图像。

根据本发明实施例所述方法的一个进一步的方面，所述的高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流包括JPEG2K码流；所述低分辨率的图像包括2K分辨率的图像。

根据本发明实施例所述方法的再一个进一步的方面，所述的高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流包括4K分辨率的JPEG2K码流，或者立体的4K分辨率的JPEG2K码流，或者更高分辨率的JPEG2K码流。

根据本发明实施例所述方法的另一个进一步的方面，以叠加水印后的低分辨率图像为基础对高分辨率部分的码流进行解码进一步包括，以叠加水印后的低分辨率图像为基础直接对高分辨率部分的码流进行解码，形成高分辨率带有数字水印的图像；或者以叠加水印后的低分辨率图像为基础经过多次对高分辨率部分的码流渐进式解码，形成高分辨率带有数字水印的图像。

根据本发明实施例所述方法的另一个进一步的方面，在读取高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流中还包括，将所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流进行解密的步骤。本发明中所述图像，可以是指支持渐进式解码的视频中的每一帧图像，连续的图像构成该视频。

本发明实施例还提供了一种在图像上叠加数字水印的装置，包括，

读取单元，解码单元，水印叠加单元；

所述读取单元，用于读取高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流；

所述解码单元，用于对低分辨率部分的码流，形成低分辨率的图像传送给所述水印叠加单元进行数字水印叠加处理，并以所述水印叠加单元输出的经过水印叠加的低分辨率图像为基础对高分辨率部分的码流进行解码，形成高分辨率的带有数字水印的图像。

根据本发明实施例所述装置的一个进一步的方面，所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流可以为JPEG2K码流。

根据本发明实施例所述装置的再一个进一步的方面，所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流包括4K分辨率的JPEG2K码流，或者立体的4K分辨率的JPEG2K码流，或者更高分辨率的JPEG2K码流。

根据本发明实施例所述装置的另一个进一步的方面，所述解码单元为JPEG2K解码芯片，以叠加水印后的低分辨率图像为基础直接对高分辨率部分的码流进行解码；或者以叠加水印后的低分辨率图像为基础经过多次对高分辨率部分的码流渐进式解码，形成高分辨率带有数字水印的图像。

根据本发明实施例所述装置的另一个进一步的方面，还包括解密单元，连接于所述读取单元和解码单元之间，用于将所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流进行解密。

通过本发明实施例的方法和装置，能够使用较少的计算资源对高分辨率的视频码流进行水印的叠加，并且不需要额外的设备，实现成本较低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1所示为现有技术中数字视频水印添加系统的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种在图像上叠加数字水印方法的流程图；

图3所示为本发明实施例一种在图像上叠加数字水印的装置结构示意图；

图4所示为本发明实施例一种在图像上叠加数字水印方法的数据流图；

图5所示为本发明实施例中4K分辨率的视频码流数据结构图；

图6所示为本发明实施例另一种在图像上叠加数字水印方法的数据流图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图2为本发明实施例提供的一种在图像上叠加数字水印方法的流程图。

步骤201，读取高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流，对低分辨率部分的码流解码后形成低分辨率的图像。

步骤202，将所述低分辨率的图像进行数字水印叠加。其中，所述数字水印的信息包括从服务器获取的时间、服务器的机器序列号等内容。

步骤203，以叠加水印后的低分辨率图像为基础对高分辨率部分的码流进行解码，获得高分辨率的带有数字水印的图像。

其中步骤201中所述的高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流可以为JPEG2K码流，或者还可以包括JPEG码流。在本发明中JPEG码流和JPEG2K码流均只是实施例中的一个例子，并不能理解为限定本发明方案只能应用在这两种码流中，只要支持解析度渐进解码方式的码流都应当在本发明的技术方案之内。

所述的高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流可以包括4K分辨率的JPEG2K码流，还可以包括立体的4K分辨率的JPEG2K码流，或者更高分辨率的JPEG2K码流，例如6K分辨率的JPEG2K码流。所述低分辨率的图像包括2K分辨率的图像。其中，2K分辨率的视频水平和垂直分辨率是2048*1080,4K分辨率的视频水平和垂直分辨率是4096*2160，渐进式解码是指，在第一次解码中可以获得该码流中的低分辨率部分的码流，再一次解码中可以获得在低分辨率码流的基础之上的高分辨率码流，其中再一次解码不限制为第二次。所述支持解析度渐进解码标准的码流是指，能够进行上述渐进式解码的码流。

在所述步骤203中，以叠加水印后的低分辨率图像为基础对高分辨率部分的码流进行解码进一步包括，以叠加水印后的低分辨率图像为基础直接对高分辨率部分的码流进行解码，形成高分辨率带有数字水印的图像；或者以叠加水印后的低分辨率图像为基础经过多次对高分辨率部分的码流渐进式解码，形成高分辨率带有数字水印的图像。

在所述步骤201中还包括将所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流进行解密的步骤。

在上述步骤203之后还包括将所述高分辨率带有数字水印的图像在显示装置上进行显示。

通过上述实施例，能够使用较少的计算资源对高分辨率的视频码流进行水印的叠加，并且不需要额外的设备，实现成本较低。

如图3所示为本发明实施例一种在图像上叠加数字水印的装置结构示意图。

包括读取单元301，解码单元302，水印叠加单元303。

所述读取单元301，用于读取高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流。

所述解码单元302，用于对低分辨率部分的码流，形成低分辨率的图像，并以所述水印叠加单元303输出的经过水印叠加的低分辨率图像为基础对高分辨率部分的码流进行解码，形成高分辨率的带有数字水印的图像。

还可以包括，显示设备，用于显示所述高分辨率带有数字水印的图像。

所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流可以为JPEG2K码流，或者还可以包括JPEG码流等支持渐进式解码标准的码流。

所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流可以包括4K分辨率的JPEG2K码流，还可以包括立体的4K分辨率的JPEG2K码流，或者更高分辨率的JPEG2K码流，例如6K分辨率的JPEG2K码流。

所述解码单元302可以为JPEG2K解码芯片，以叠加水印后的低分辨率图像为基础直接对高分辨率部分的码流进行解码形成高分辨率带有数字水印的图像；或者以叠加水印后的低分辨率图像为基础经过多次对高分辨率部分的码流渐进式解码，形成高分辨率带有数字水印的图像。

还可以包括解密单元，连接于所述读取单元301和解码单元302之间，用于将所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流进行解密。

通过上述实施例，能够使用较少的计算资源对高分辨率的视频码流进行水印的叠加，并且不需要额外的设备，实现成本较低。

如图4所示为本发明实施例一种在图像上叠加数字水印方法的数据流图。

如图所示，高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流401通过数据传输接口402发送给码流读取单元403，其中所述数据传输接口可以为PCI Express接口实现素材源到解码器的高速数据传输；经过码流读取单元403的读取，将4K分辨率的压缩视频码流发送给解密单元404进行解密处理，例如可以进行AES128位循环解密，将加密码流解密出原始未加密码流，以供解码器解码；然后将解密后的4K分辨率压缩视频码流405发送给JPEG2K解码单元406，所述JPEG2K解码单元406将4K分辨率的视频码流405进行解码，所述4K分辨率的视频码流数据结构可以如图5所示，其中2K_0、2K_1、2K_2为码流中2K分辨率的数据，4K_0、4K_1、4K_2为码流中4K分辨率的数据，Main Header为数据结构的主头，Tile-part Header为拼接表头，在该图5所示的数据结构中该4K分辨率的视频码流符合渐进式解码标准，即，可以通过一次解码获得输入码流的2K分辨率部分的视频码流，通过JPEG2K解码器406解码获得2K分辨率的非压缩的视频码流407；将该2K分辨率的非压缩的视频码流407发送给水印叠加单元408，进行数字水印的叠加，将从服务器获取的时间、机器序列号等信息作为数字水印内容叠加到2K分辨率的未压缩的视频码流407上，由于在本步骤中需要叠加水印的视频码流为2K分辨率，所以对于水印叠加单元408来说计算资源要求较低，而且可以在较短时间内完成对2K分辨率的视频码流407的水印叠加工作，该水印叠加单元408输出2K分辨率的叠加有数字水印的非压缩视频码流409返回到JPEG2K解码单元406，所述JPEG2K解码单元406以2K分辨率的叠加有数字水印的非压缩视频码流409为基础对4K分辨率的视频码流405中4K分辨率部分的码流进行渐进式解码，解码成为4K分辨率叠加有水印的非压缩视频码流410；将该4K分辨率叠加有水印的非压缩视频码流410输出给投影仪等显示设备411进行显示。其中，以叠加水印后的2K分辨率图像为基础对4K分辨率的视频码流405进行渐进式解码是指利用叠加有数字水印的2K分辨率图像叠加上4K分辨率视频码流中4K辨率部分的数据的解码结果，得到最终叠加有数字水印的4K分辨率非压缩视频码流。

在上述实施例中，JPEG2K解码器在其它的实施例中还可以为其它解码器，只要能够对支持渐进式解码的码流进行解码即可。

这样在2K分辨率的视频码流中叠加数字水印信息，然后再以叠加了数字水印的2K分辨率的视频码流为基础，对输入码流中4K分辨率部分的数据内容进行解码，从而可以以较低的数字水印叠加数据处理量获得整幅图像的数字水印叠加效果，当在追踪视频码流中的数字水印信息时，可以如现有技术中的一样还原得到数字水印信息，从而完成版权保护和追踪。

如图6所示为本发明实施例另一种在图像上叠加数字水印方法的数据流图。

如图所示，高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流601通过数据传输接口602发送给码流读取单元603，其中所述数据传输接口可以为PCI Express接口实现素材源到解码器的高速数据传输；经过码流读取单元603的读取，将6K分辨率的压缩视频码流发送给解密单元604进行解密处理，例如可以进行AES128位循环解密，将加密码流解密出原始未加密码流，以供解码器解码；然后将解密后的6K分辨率压缩视频码流605发送给JPEG2K解码单元606，所述JPEG2K解码单元606将6K分辨率的视频码流605进行解码，所述6K分辨率的视频码流符合渐进式解码标准，即，可以通过一次解码获得输入码流的2K分辨率部分的视频码流，通过JPEG2K解码器606解码获得2K分辨率的非压缩的视频码流607；将该2K分辨率的非压缩的视频码流607发送给水印叠加单元608，进行数字水印的叠加，将从服务器获取的时间、机器序列号等信息作为数字水印内容叠加到2K分辨率的非压缩的视频码流607上，由于在本步骤中需要叠加水印的视频码流为2K分辨率，所以对于水印叠加单元608来说计算资源要求较低，而且可以在较短时间内完成对2K分辨率的视频码流607的水印叠加工作，该水印叠加单元608输出2K分辨率的叠加有数字水印的非压缩视频码流609返回到JPEG2K解码单元606，所述JPEG2K解码单元606以2K分辨率的叠加有数字水印的非压缩视频码流609为基础，对6K分辨率压缩视频码流605中高分辨率部分的视频码流进行渐进式解码，将该码流数据结构中4K分辨率部分的数据和6K分辨率部分的数据解码，形成成为6K分辨率叠加有水印的非压缩视频码流610；将该6K分辨率叠加有水印的非压缩视频码流610输出给投影仪等显示设备611进行显示。

在上述实施例中，可以在JPEG2K解码器606中直接以2K分辨率的叠加有数字水印的非压缩视频码流609为基础，对6K分辨率压缩视频码流605进行解码，形成6K分辨率叠加有水印的非压缩视频码流610；或者JPEG2K解码器606采用几次渐进式解码方式以2K分辨率的叠加有数字水印的非压缩视频码流609为基础，将6K分辨率压缩视频码流605解码为6K分辨率叠加有水印的非压缩视频码流610，一次渐进式解码以2K分辨率的叠加有数字水印的非压缩视频码流为基础，解码出6K分辨率压缩视频码流605中4K分辨率部分的码流，形成4K分辨率的叠加有数字水印的非压缩视频码流，第二次渐进式解码以4K分辨率的叠加有数字水印的非压缩视频码流为基础，解码出6K分辨率压缩视频码流605中6K分辨率部分的码流，形成6K分辨率的叠加有数字水印的非压缩视频码流。

这样在2K分辨率的视频码流中叠加数字水印信息，然后对该码流中4K分辨率和6K分辨率的数据内容进行解码，从而可以以较低的数字水印叠加数据处理量获得整幅图像的数字水印叠加效果，当在追踪视频码流中的数字水印信息时，可以如现有技术中的一样还原得到数字水印信息，从而完成版权保护和追踪。

通过本发明实施例，能够使用较少的计算资源对高分辨率的视频码流进行水印的叠加，并且不需要额外的设备，实现成本较低。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种在图像上叠加数字水印的方法，其特征在于包括，

读取高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流，对低分辨率部分的码流解码后形成低分辨率的图像；

将所述低分辨率的图像进行数字水印叠加；

以叠加有数字水印后的低分辨率图像为基础对高分辨率部分的码流进行利用叠加有数字水印的低分辨率图像叠加上高分辨率视频码流中高分辨率部分的数据的解码结果的渐进式解码，获得高分辨率的带有数字水印的图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流包括JPEG2K码流；所述低分辨率的图像包括2K分辨率的图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流包括4K分辨率的JPEG2K码流，或者更高分辨率的JPEG2K码流。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在读取高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流中还包括，将所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流进行解密的步骤。

5.一种在图像上叠加数字水印的装置，其特征在于包括，

读取单元，解码单元，水印叠加单元；

所述读取单元，用于读取高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流；

所述解码单元，用于对低分辨率部分的码流，形成低分辨率的图像传送给所述水印叠加单元进行数字水印叠加处理，并以所述水印叠加单元输出的经过数字水印叠加的低分辨率图像为基础对高分辨率部分的码流进行利用叠加有数字水印的低分辨率图像叠加上高分辨率视频码流中高分辨率部分的数据的解码结果的渐进式解码，形成高分辨率的带有数字水印的图像。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流为JPEG2K码流。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流包括4K分辨率的JPEG2K码流，或者更高分辨率的JPEG2K码流。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述解码单元为JPEG2K解码芯片，以叠加水印后的低分辨率图像为基础以渐进式对高分辨率部分的码流进行解码。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括解密单元，连接于所述读取单元和解码单元之间，用于将所述高分辨率的支持解析度渐进解码标准的码流进行解密。