CN102946541A - 基于数字水印的视频内容监管方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信息安全技术，具体的说是涉及一种基于数字水印的视频内容监管方法。本发明所述的方法的主要步骤为：对多媒体视频信息进行描述性标引，将描述性标引信息嵌入视频帧序列的I帧，将嵌入描述性标引信息的视频进行量化和熵编码后通过网络进行传输，用户终端接收到视频信息后提取出其中的描述性标引信息，根据描述性标引信息内容和本地监管规范对视频进行处理。本发明的有益效果为，实现视频内容描述性标引信息的安全传输和明确分类的目的，大大提高了视频信息的监管效果。本发明尤其适用于多媒体视频信息。

Description

基于数字水印的视频内容监管方法

技术领域

本发明涉及信息安全技术，具体的说是涉及一种基于数字水印的视频内容监管方法。

背景技术

随着电子集成技术、计算机网络技术、多媒体技术等多项技术的快速发展，多媒体信息（文本、图像、音频和数字视频等）尤其是可视化的数字视频在互联网中得到了广泛的传播和应用。多媒体视频信息的高速发展，使得越来越多的人在享受数字视频给人们带来便利的同时，也给受利益驱动的不法分子可乘之机，导致多媒体视频信息的质量良莠不齐。目前，多媒体视频的描述性文本信息的传输主要通过嵌入在视频文件的头信息中。该方法在复杂的网络环境传输过程中，很容易被替换和篡改，其数据传输的鲁棒性不强。并且现有视频的描述性文本信息分类不够明确，从而大大降低了监管的效果。

发明内容

本实发明所要解决的技术问题是，就是针对目前视频的描述性文本信息传输鲁棒性差，且描述性文本信息分类不明确，监管效果低下的缺点，提出一种基于数字水印的视频内容监管方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：基于数字水印的视频内容监管方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.对多媒体视频信息进行描述性标引；

b.将描述性标引信息嵌入视频帧序列的I帧，I帧又称为内部画面，I帧通常是每个GOP（MPEG所使用的一种视频压缩技术）的第一个帧，经过适度地压缩，做为随机访问的参考点，可以当成图象；

c.将嵌入描述性标引信息的视频进行量化和熵编码后通过网络进行传输；

d.用户终端接收到视频信息后提取出其中的描述性标引信息，根据描述性标引信息内容和本地监管规范对视频进行处理。

具体的，步骤b还包括以下步骤：

b1.将描述性标引信息转化为二值图像，并按列对二值图像进行扫描，将其映射为一维二值序列；

b2.对视频帧序列的I帧进行帧内预测，并对宏块中4×4亮度子块进行4x4整数DCT变换，DCT变换的全称是离散余弦变换(Discrete Cosine Transform)，是指将一组光强数据转换成频率数据，以便得知强度变化的情形；

b3.将4×4亮度子块的一系列频率域系数，按照Zig-zag扫描从低频到高频排列，Zig-zag扫描为量化系数的Z行排序，是为了保证低频分量先出现，高频分量后出现，以增加行程中连续“0”的个数；

b4.判断非零频率域系数的个数是否大于等于6，若是，则通过改变第4、5、6个频率域系数并使其奇偶性与嵌入水印的奇偶性相同，若否，则不作处理。

更具体的，步骤d还包括以下步骤：

d1.对接收到的视频信息流进行熵解码、反量化得到I帧每个4×4亮度子块的DCT系数；

d2.将各个4×4亮度子块的DCT系数通过Zig-zag扫描从低频到高频排列，选出非零系数大于6的子块，通过第4、5、6个频率域系数的奇偶性得到一维二值序列，并将其转化为描述性标引信息。

本发明的有益效果为，实现视频内容描述性标引信息的安全传输和明确分类的目的，大大提高了视频信息的监管效果。

附图说明

图1为实施例的方法流程图；

图2是Zig-zag扫描流程图。

具体实施方式

H.264为视频编解码技术标准之一，本发明所述的方法以采用H.264标准的多媒体视频文件为例。

下面结合附图和实施例对发明的方法做进一步的说明：

本发明提出基于数字水印的视频内容监管方法，主要包括以下步骤：首先对多媒体视频信息进行描述性标引，这里的描述性标引可通过视频的片名、关键字、摘要、创作者、出版者和发布时间等方面确定标引信息；然后将描述性标引信息嵌入视频帧序列的I帧，I帧又称为内部画面，I帧通常是每个GOP（MPEG所使用的一种视频压缩技术）的第一个帧，经过适度地压缩，做为随机访问的参考点，可以当成图象，同时I帧法是帧内压缩法，也称为“关键帧”压缩法，I帧法是基于离散余弦变换DCT（Discrete Cosine Transform）的压缩技术，这种算法与JPEG压缩算法类似，采用I帧压缩可达到1/6的压缩比而无明显的压缩痕迹；将嵌入描述性标引信息的视频进行量化和熵编码后通过网络进行传输；用户终端接收到视频信息后提取出其中的描述性标引信息，根据描述性标引信息内容和本地监管规范对视频进行处理，这里的本地监管规范可以通过如黑名单词库来实现，当描述性标引信息中包含了黑名单词库中的词语时，可判断视频为非法视频，可采取如删除等方式防止视频的非法传播。

一种具体的将描述性标引信息嵌入视频帧序列的I帧包括以下步骤：

首先将描述性标引信息转化为二值图像，并按列对二值图像进行扫描，将其映射为一维二值序列；然后对视频帧序列的I帧进行帧内预测，并对宏块中4×4亮度子块进行4x4整数DCT变换，DCT变换的全称是离散余弦变换(Discrete Cosine Transform)，是指将一组光强数据转换成频率数据，以便得知强度变化的情形；将4×4亮度子块的一系列频率域系数，按照Zig-zag扫描从低频到高频排列，Zig-zag扫描为量化系数的Z行排序，是为了保证低频分量先出现，高频分量后出现，以增加行程中连续“0”的个数；最后判断非零频率域系数的个数是否大于等于6，若是，则通过改变第4、5、6个频率域系数并使其奇偶性与嵌入水印的奇偶性相同，若否，则不作处理。

一种具体用户终端接收到视频信息后提取出其中的描述性标引信息包括以下步骤：

首先对接收到的视频信息流进行熵解码、反量化得到I帧每个4×4亮度子块的DCT系数；然后将各个4×4亮度子块的DCT系数通过Zig-zag扫描从低频到高频排列，选出非零系数大于6的子块，通过第4、5、6个频率域系数的奇偶性得到一维二值序列，并将其转化为描述性标引信息。

实施例：

如图1所示，本例的主要工作流程为：

首先在信息发送端，通过其片名、关键字、摘要、创作者、出版者、发布时间等方面对H.264视频信息进行内容描述性标引，将得到的信息利用MATLAB将其转化为二值图像，MATLAB为一种使用方便的数学软件，二值图像可以按列进行扫描，得到一维二值序列；在空间域对视频帧序列的I帧进行帧内预测，并对宏块中4×4亮度子块进行4x4整数DCT变换；将4×4亮度子块的一系列频率域系数，按照Zig-zag扫描从低频到高频排列，具体的Zig-zag扫描流程如图2所示；如果子块的频率域非零系数大于等于6，可以通过改变子块频率域的第4、5、6系数的奇偶性，以达到嵌入描述性标引信息的目的；将上述信息流进行量化、熵编码后得到H.264压缩编码信息后在网络中进行传输；在用户接受端对H.264压缩编码流进行熵解码、反量化得到I帧每个4×4亮度子块的DCT系数；将各个子块的DCT系数通过Zig-zag扫描从低频到高频排列，选出非零系数大于6的子块，并通过第4、5、6个频率域系数的奇偶性得到一维二值序列，通过二值序列可转换得到内容描述性标引信息；在本地建立内容监管规范词库，其中将含有危害国家统一、煽动民族仇恨、宣扬邪教、诱导未成年违法、破坏社会稳定等方面的词语，建立一个黑名单词库。如果视频的描述性信息包含在黑名单词库中，可将该视频信息自动删除，否则视该视频信息为绿名单视频。如果是绿名单视频，可以根据用户的兴趣模型将分为不同类别并且标出不同的优先级别，方便用户查找、观看。

其中，黑名单词库是视频监管的核心，该规范由国家相关部门制定，并且随时可对用户端词库进行更新，用户无权对该规范进行修改。同时在绿名单视频中，不仅可根据用户的兴趣、习惯，标出视频信息的优先级别；而且描述性信息给出了当前视频的片名、关键字、摘要、创作者、出版者、发布时间分类级别；级别分类有一级分类、二级分类，一级分类如国内新闻、国际新闻、财经、军事、体育、房产建筑、工业、能源、水利、IT、交通、教科文教等,二级分类如金融货币、投资融资、银行业、军事改革、防务领导体制、体育事业、体育市场、三网融合、邮政等；大大方便了本地视频信息的内容管理。

Claims (3)

1.基于数字水印的视频内容监管方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.对多媒体视频信息进行描述性标引；

b.将描述性标引信息嵌入视频帧序列的I帧；

c.将嵌入描述性标引信息的视频进行量化和熵编码后通过网络进行传输；

d.用户终端接收到视频信息后提取出其中的描述性标引信息，根据描述性标引信息内容和本地监管规范对视频进行处理。

2.根据权利要求1所述的基于数字水印的视频内容监管方法，其特征在于，步骤b还包括以下步骤：

b1.将描述性标引信息转化为二值图像，并按列对二值图像进行扫描，将其映射为一维二值序列；

b2.对视频帧序列的I帧进行帧内预测，并对宏块中4×4亮度子块进行4x4整数DCT变换；

b3.将4×4亮度子块的一系列频率域系数，按照Zig-zag扫描从低频到高频排列；

b4.判断非零频率域系数的个数是否大于等于6，若是，则通过改变第4、5、6个频率域系数并使其奇偶性与嵌入水印的奇偶性相同，若否，则不作处理。

3.根据权利要求2所述的基于数字水印的视频内容监管方法，其特征在于，步骤d还包括以下步骤：

d1.对接收到的视频信息流进行熵解码、反量化得到I帧每个4×4亮度子块的DCT系数；

d2.将各个4×4亮度子块的DCT系数通过Zig-zag扫描从低频到高频排列，选出非零系数大于6的子块，通过第4、5、6个频率域系数的奇偶性得到一维二值序列，并将其转化为描述性标引信息。

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