CN108322692A - 视频中水印嵌入位置的确定方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种视频中水印嵌入位置的确定方法、系统、设备及存储介质，方法包括获取当前的水印嵌入区域的位置和当前的水印游走速度；获取当前图像中预设的规避区域的位置；计算水印所受到的来自于规避区域的驱逐力，根据驱逐力更新游走速度，并进一步更新水印嵌入区域的位置。本发明增强了随机游走的可见水印在视频会议中的可应用性，实现了让可见水印主动避让视频图像中实时划定的一些重要的用户兴趣区域的功能，使得这项技术可以更加友好地应用在视频会议中，以保障视频会议源的身份信息正确表达的安全。

Description

视频中水印嵌入位置的确定方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及水印技术领域，尤其涉及一种视频中水印嵌入位置的确定方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

现有技术中，在处理视频时，通过往数字视频中加入特殊的图案或者信息可以实现对视频来源进行标识的功能，在视频的后续分发过程中可以通过检查标识信息来确认视频的源头。这种用于追溯视频来源而有意加入到数字视频中的信息即数字水印。

近年来往数字视频中嵌入数字水印的技术在快速发展，尤其是在影视作品的数字版权保护领域内数字水印应用十分广泛，与此同时水印的分析和对抗技术也在同步发展。在视频会议领域中常常使用可见水印来对会议视频进行标记以获得可实时嵌入水印的性能，而位置固定的可见水印则极容易被软件实时分析并通过相应的视频过滤处理来对嵌入到视频中的可见水印进行实时破坏，这种破坏导致使用可见水印表达的关于视频源的身份信息被恶意篡改。为了对抗类似的水印分析行为，有新技术在会议视频中加入可见水印时使水印位置在视频中作随机游走或类似的位置随机的呈现，这些使水印位置难以预期的技术增加了水印分析行为的难度，但却存在可见水印污染了会议视频的感兴趣区域从而降低了其友好性。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种视频中水印嵌入位置的确定方法、系统、设备及存储介质，使可见水印在会议视频中游走过程中实时规避若干特定区域。

本发明实施例提供一种视频中水印嵌入位置的确定方法，用于确定视频中各个图像中水印嵌入区域的位置，所述方法包括如下步骤：

获取当前的水印嵌入区域的位置和当前的水印游走速度；

获取当前图像中预设的规避区域的位置；

计算水印所受到的来自于规避区域的驱逐力，对于同一规避区域，所述驱逐力随该规避区域与水印嵌入区域之间的距离增大而减小；

根据水印所受到的驱逐力计算更新后的水印游走速度；

根据当前的水印嵌入区域的位置、视频的帧率和更新后的水印游走速度，计算更新后的水印嵌入区域的位置；

将更新后的水印嵌入区域的位置作为当前图像的水印嵌入区域的位置。

可选地，所述计算水印所受到的来自于规避区域的驱逐力，包括如下步骤：

根据各个规避区域与水印嵌入区域的位置关系分别建立各个规避区域的驱逐力场函数G，将当前图像中所有规避区域的驱逐力场函数G求和得到总驱逐力场函数G_total；

根据如下公式，计算水印所受到的驱逐力值f：

f＝G_toaal

根据如下公式，得到水印所受到的驱逐力方向：

其中，P_x0表示当前的水印嵌入区域的中心点的横坐标，P_y0表示当前的水印嵌入区域的中心点的纵坐标。

可选地，所述驱逐力场函数G为I型驱逐力场函数、II型驱逐力场函数和III型驱逐力场函数中的一种，其中：

所述I型驱逐力场函数为：

所述II型驱逐力场函数为：

所述III型驱逐力场函数为：

其中，x₀为规避区域的中心点的横坐标，y₀为规避区域的中心点的纵坐标，h为规避区域的高度，w为规避区域的宽度，r为预设的圆角控制参数，0<r<1；中间参数ρ采用如下公式计算：

u＝h|P_x|

v＝w|P_y|。

可选地，还包括获取当前图像中各个规避区域的预设的重要度g的步骤；

所述建立各个规避区域的驱逐力场函数G，包括根据各个规避区域的重要度g选择对应的驱逐力场函数的步骤，其中：

一规避区域的重要度g<0.5时，根据所述I型驱逐力场函数建立该规避区域的驱逐力场函数；

一规避区域的重要度g>0.85时，根据所述II型驱逐力场函数建立该规避区域的驱逐力场函数；

一规避区域的重要度0.5≤g≤0.85时，根据所述III型驱逐力场函数建立该规避区域的驱逐力场函数。

可选地，所述计算更新后的水印游走速度，包括根据如下公式计算更新后的水印游走速度v(v_x,v_y)：

v_x＝v_x0+t_f*f*cosθ

v_y＝v_y0+t_f*f*cos

其中，t_f为驱逐力的控制权重，v_x0为当前的水印游走速度在横坐标轴的向量值，v_y0为当前的水印游走速度在纵坐标轴的向量值；

所述计算更新后的水印嵌入区域的位置，包括根据如下公式计算更新后的水印嵌入区域的中心点的坐标值P(P_x,P_y)：

P_x＝P_x0+t_v*v_x

P_y＝P_y0+t_v*v_y

其中，t_v为速度项的控制权重。

可选地，所述根据水印所受到的驱逐力计算更新后的水印游走速度，包括如下步骤：

模拟一个随机矢量j，使其矢量长度ρ_j服从以0为期望值、以σ_j为方差的正态分布，即：

而使随机矢量j的矢角服从从0到π的均匀分布，即：

根据如下公式计算水印游走的随机急动度j(j_X,j_y)：

根据如下公式计算更新后的水印游走加速度a(a_x,a_y)：

a_x＝a_x0+t_j*j_x

a_y＝a_y0+t_j*j_y

其中，t_j为急动度项的控制权重，a_x0为当前的水印游走加速度在横坐标轴的向量值，a_y0为当前的水印游走加速度在纵坐标轴的向量值；

根据如下公式计算更新后的水印游走速度v(v_x,v_y)：

v_x＝v_x0+t_a*a_x+t_f*f*cosθ

v_y＝v_y0+t_a*a_y+t_f*f*cosθ

其中，t_a为加速度项的控制权重，t_f为驱逐力的控制权重，v_x0为当前的水印游走速度在横坐标轴的向量值，v_y0为当前的水印游走速度在纵坐标轴的向量值；

所述计算更新后的水印嵌入区域的位置，包括根据如下公式计算更新后的水印嵌入区域的中心点的坐标值P(P_x,P_y)：

P_x＝P_x0+t_v*v_x

P_y＝P_y0+t_v*v_y

其中，t_v为速度项的控制权重。

可选地，所述根据水印所受到的驱逐力计算更新后的水印游走速度，还包括如下步骤：

根据如下公式对更新后的水印游走加速度a(a_x,a_y)进行约束得到a’(a_x’,a_y’)，其中：

a′＝Regular(ax,a_y,d_a)

根据如下公式计算更新后的水印游走速度v(v_x,v_y)：

v_x＝v_x0+t_a*a_x+t_f*f*cosθ

v_y＝v_y0+t_a*a_y′+t_f*f*cosθ

根据如下公式对游走加速度v(v_x,v_y)进行约束得到v’(v_x’,v_y’)，其中：

v′＝Regular(v_x,v_y,d_v)

根据如下公式计算更新后的水印嵌入区域的中心点的坐标值P(P_x,P_y)：

P_x＝P_x0+t_v*v_x′

P_y＝P_y0+t_v*v_y′。

可选地，所述获取当前图像中预设的规避区域的位置，包括如下步骤：

获取当前图像中预设的规避区域的左侧边与图像左侧边距离、该规避区域的右侧边与图像左侧边距离、该规避区域的上侧边与图像上侧边距离、该规避区域的下侧边与图像上侧边距离分别为x₂₀，x₁₀，y₂₀，y₁₀；

获取该规避区域的重要度g；

根据如下公式对x₂，x₁，y₂，y₁的值进行更新，得到更新后的规避区域的左侧边与图像左侧边距离、该规避区域的右侧边与图像左侧边距离、该规避区域的上侧边与图像上侧边距离、该规避区域的下侧边与图像上侧边距离x₂，x₁，y₂，y₁：

其中，h_m和w_m分别为水印嵌入区域的高度和宽度。

本发明实施例还提供一种视频中水印嵌入位置的确定系统，应用于所述的视频中水印嵌入位置的确定方法，所述系统包括：

数据接收模块，用于获取当前的水印嵌入区域的位置和当前的水印游走速度，以及用于获取当前图像中预设的规避区域的位置；

驱逐力计算模块，用于计算水印所受到的来自于规避区域的驱逐力；

游走模拟模块，用于根据水印所受到的驱逐力计算更新后的水印游走速度，以及用于根据当前的水印嵌入区域的位置、视频的帧率和更新后的水印游走速度，计算更新后的水印嵌入区域的位置；

数据输出模块，用于根据更新后的水印嵌入区域的位置输出当前图像的水印嵌入区域的位置信息。

本发明实施例还提供一种视频中水印嵌入位置的确定设备，包括：

处理器；

存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行所述的视频中水印嵌入位置的确定方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，所述程序被执行时实现所述的视频中水印嵌入位置的确定方法的步骤。

本发明所提供的视频中水印嵌入位置的确定方法、系统、设备及存储介质具有下列优点：

本发明提供了一种在会议视频中随机游走可见水印并使其规避若干重要区域以免对这些重要区域造成不良视觉污染的方案，因此，实现在视频会议中实时地计算出向视频中嵌入可见水印的随机位置的功能，也就是使可见水印在视频中实时作随机游走；通过可见水印在视频中的随机游走来对抗去水印软件的视频编辑操作，使其难以预测水印区域，从而使其篡改水印的视频编辑操作失效，在一定程度上保证了视频源的身份信息的明确表达的安全性；特别地，为了增强这种随机游走的可见水印在视频会议中的可应用性，还实现了让可见水印主动避让视频图像中实时划定的一些重要的用户兴趣区域的功能，使得这项技术可以更加友好地应用在视频会议中，以保障视频会议源的身份信息正确表达的安全；本发明的方案不仅可以应用于会议视频的处理，也可以应用于其他类型的视频处理。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1是本发明一实施例的视频中水印嵌入位置的确定方法的流程图；

图2是本发明一实施例的图像中建立坐标系的示意图；

图3是本发明一实施例的I型驱逐力场函数的二维曲面示意图；

图4是本发明一实施例的I型驱逐力场函数的驱逐力等力线示意图；

图5是本发明一实施例的I型驱逐力场函数的驱逐力矢量力场示意图；

图6是本发明一实施例的II型驱逐力场函数的二维曲面示意图；

图7是本发明一实施例的II型驱逐力场函数的驱逐力等力线示意图；

图8是本发明一实施例的II型驱逐力场函数的驱逐力矢量力场示意图；

图9是本发明一实施例的III型驱逐力场函数的二维曲面示意图；

图10是本发明一实施例的III型驱逐力场函数的驱逐力等力线示意图；

图11是本发明一实施例的III型驱逐力场函数的驱逐力矢量力场示意图；

图12是本发明一实施例的第一种映射函数的映射曲线示意图；

图13是本发明一实施例的第二种映射函数的映射曲线示意图；

图14是本发明一实施例的图像中出现两个重要度较小的规避区域对整幅图像范围内的各点所施加的驱逐力场分布示意图；

图15是图14的情况下，水印嵌入区域的中心点游走的随机路径的示意图；

图16是图14的情况下，水印图案的大量随机游走所表现出来的对规避区域进行避让的效果示意图；

图17是图14的情况下，规避区域的存在对平直空间的扭曲示意图；

图18是本发明一实施例的视频中水印嵌入位置的确定系统的结构示意图；

图19是本发明一实施例的驱逐力计算模块的结构示意图；

图20是本发明一实施例的游走模拟模块的结构示意图；

图21是本发明一实施例的规避映射模块的结构示意图；

图22是本发明一实施例的视频中水印嵌入位置的确定设备的结构示意图；

图23是本发明一实施例的计算机存储介质的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

本发明所述会议视频中的一枚可见水印是把一幅尺寸比会议视频小的图像等尺寸地叠加或者镶嵌在会议视频的每幅图像上得到的图案，镶嵌前的小尺寸图像为水印模板，镶嵌后落在会议视频的每幅图像上的图案为水印图案，水印图案在会议视频的每幅图像中的位置会随着时间发生移动，在具体的一幅视频图像中水印图案所在的区域为此幅视频图像的水印嵌入区域。

一般情况下，水印模板的尺寸远远小于会议视频的尺寸，水印模板的面积大约在会议视频单幅图像面积的5％左右。

一段会议视频中可能会含有一些比较重要的信息，这些重要信息落在具体的每幅视频图像中时会占据一块或者若干块范围明确的区域，在水印应用中希望在嵌入水印图案时尽量避免进入这些区域以免污染这些比较重要的信息，这些区域即为水印图案需要规避的区域。

当一幅视频图像中出现多个水印图案需要规避的区域时，为了指导水印区域计算算法对水印位置进行取舍，可以为每个规避区域设置不同的重要度，当在两个不同重要度的区域中进行衡量时水印嵌入区域更应该优先避开重要度较高的区域。

如图1所示，为了达到上述目的，本发明实施例公开了一种视频中水印嵌入位置的确定方法，用于确定视频中各个图像中水印嵌入区域的位置，使一枚可见水印在会议视频中游走并实时规避若干特定区域，所述方法包括如下步骤：

S100：获取当前的水印嵌入区域的位置和当前的水印游走速度；

S200：获取当前图像中预设的规避区域的位置；

S300：计算水印所受到的来自于规避区域的驱逐力，对于同一规避区域，所述驱逐力随该规避区域与水印嵌入区域之间的距离增大而减小；

S400：根据水印所受到的驱逐力计算更新后的水印游走速度；

S500：根据当前的水印嵌入区域的位置、视频的帧率和更新后的水印游走速度，计算更新后的水印嵌入区域的位置；

S600：将更新后的水印嵌入区域的位置作为当前图像的水印嵌入区域的位置。

输出当前图像中水印嵌入区域的位置后，如果还有后续待处理的图像，则获取下一图像，针对下一图像重复上述S100到S600的步骤。

本发明根据驱逐力来调整水印游走速度，驱逐力随规避区域和水印嵌入区域之间的距离增大而减小，即水印嵌入区域越靠近一个规避区域时，受到来自该规避区域的驱逐力越大。由此，可以避免水印嵌入区域距离规避区域过近，而对规避区域造成遮挡。

在该实施例中，将在会议视频中随时间移动的水印嵌入区域抽象成以其中心位置所代表的一个在会议视频中游走的质点，即水印嵌入区域的中心游走点。可以理解的是，此处选择水印嵌入区域的中心位置来代表水印嵌入区域的位置仅为一种可选的实施方式，在实际应用中，还可以采用其他计算方法，例如选择水印嵌入区域的四个角点位置或特征点位置来代表水印嵌入区域的位置等等，均属于本发明的保护范围之内。

如图2所示，水印嵌入区域中心游走点被限定在以会议视频图像的左上角为原点，沿宽向右的方向为x轴正方向，沿高向下的方向为y轴正方向，以单个像素为单位1的一个二维坐标平面上移动。在这个坐标平面上，当前水印嵌入区域中心点的坐标值表示为P₀(P_x0,P_y0)。该图中还示出了两个规避区域R1和R2。此处坐标系的设置方式仅为示例，实际应用中，采用其他坐标系也是可以，均属于本发明的保护范围之内。

一般水印嵌入区域的尺寸远远小于会议视频中各个图像的尺寸，水印嵌入区域的面积大约在会议视频单幅图像面积的5％左右，且水印嵌入区域的宽小于视频宽的1/3，水印嵌入区域的高小于视频高的1/3。

水印图案需要规避的区域也在上述坐标平面中来描述，一个规避区域以一个正好可以覆盖这个区域的矩形来表示，以(左，右，顶，底)的四元组来描述。

对于每个视频图像，可以不输入任何水印图案需要规避的区域，也可以输入一个或者多个，一般不超过15个需要规避的区域。每输入一个水印图案需要规避的区域时，需要使用(左，右，顶，底)四个整数来表示可以完整覆盖一个需要规避区域的最小矩形的位置，同时还需要一个[0,1]区间内的浮点数来表示这个区域的重要度，重要度的缺省值为0.5。一般地，当规避区域信息越重要，重要度越高，比如当在一个小区域内确定有人脸存在时，可以设置这个区域的重要度为1；又比如在当一片区域中有人物或者某类特殊物件存在时，可以设置这个区域的重要度为75％；又比如当在一片中央区域内可能有人物或者某类特殊物件存在时，可以设置这个区域的重要度为50％；又比如，只是单纯地希望视频的中央不被水印图案污染时，可以设置中央局部区域的重要度为30％。

当水印嵌入区域中心游走点在会议视频的宽w_v扣除水印模板的宽w_m，以及会议视频的高h_v扣除水印模板的高h_m，得到的一个矩形中移动时，对应的水印嵌入区域会被完整地包含在视频的图像当中，此矩形在上述坐标平面中以(左，右，顶，底)的四元组来描述，即为：

当前获取的规避区域的左侧边与图像左侧边距离、该规避区域的右侧边与图像左侧边距离、该规避区域的上侧边与图像上侧边距离、该规避区域的下侧边与图像上侧边距离分别为x₂₀，x₁₀，y₂₀，y₁₀。

根据规避区域的重要度g，可以对规避区域V₀(x₂₀，x₁₀，y₂₀，y₁₀)进一步进行转换，具体根据如下公式：

下面结合图3～11介绍步骤S300中，根据规避区域计算水印嵌入区域中心点所受驱逐力的方法：

对于在上述坐标平面上给定的一个规避区域V(x₂，x₁，y₂，y₁)以及其重要度g，构造一个描述任意点处驱逐力大小的驱逐力场函数G(x,y)，此函数是一个大于零的局部可微的二维实函数，此函数在规避区域附近具有一个孤立的凸峰状隆起，凸峰的位置和形状与规避区域的位置和大小有关，凸峰的高度与规避区域的重要度有关，而在规避区域之外则趋向平坦；

当有多个规避区域时，在整个视频图像的范围内，把关于每个规避区域的驱逐力场函数进行叠加，得到一个综合的区域驱逐力场函数G_total：

G_toal＝∑G

对当前水印嵌入区域中心游走点的当前位置P₀(P_x0,P_y0)，按上述综合的区域驱逐力场函数G(x,y)求得当前游走位置上的重要度作为驱逐力的力值f；求得当前游走位置P(P_x0,P_y0)上的综合的区域驱逐力场函数的梯度下降方向θ作为上述驱逐力f的方向。即：

f＝G_total

此处Arg(x)表示对一个复数x求幅角，表示偏微分计算。

在该实施例中，可以选作规避区域的驱逐力场函数至少有如下三种类型：I型函数、II型函数和III型函数。

规避区域的I型驱逐力场函数定义如下：

其中w是规避区域的宽，h是规避区域的高，x₀是规避区域的中心横坐标，y₀是规避区域的中心纵坐标。此处e为自然对数函数的底数，即约等于2.718281828459045。

规避区域的I型驱逐力场函数的二维曲面如图3所示，其对应的驱逐力等力线如图4所示，其对应的驱逐力矢量力场如图5所示。从图中可以看出，规避区域的I型驱逐力场函数是一种等力线为椭圆形的函数，对应的驱动力矢量力场从规避区域中央开始向四周快速衰减，在规避区域之外衰减到几乎为零。

规避区域的II型驱逐力场函数定义如下：

规避区域的II型驱逐力场函数的二维曲面如图6所示，其对应的驱逐力等力线如图7所示，其对应的驱逐力矢量力场如图8所示。从图中可以看出，规避区域的II型驱逐力场函数是一种等力线为矩形的函数，对应的驱动力矢量力场从规避区域中央开始向左、右、顶、底四个方向快速衰减，在规避区域之外衰减到几乎为零。在矩形等力线的四角附近，驱动力场的存在水平方向和垂直方向之间的跳变现象。因此，II型驱逐力场函数与I型驱逐力场函数相比，在一些位置处，驱逐力变化更加尖锐。

规避区域的III型驱逐力场函数定义如下：

其中的ρ计算方法如下：

u＝h|P_x|

v＝w|P_y|

其中，r是圆角控制参数。

规避区域的III型驱逐力场函数的二维曲面如图9所示，其对应的驱逐力等力线如图10所示，其对应的驱逐力矢量力场如图11所示。从图中可以看出，规避区域的III型驱逐力场函数是一种等力线为圆角矩形的函数，对应的驱动力矢量力场从规避区域中央开始向左、右、顶、底四个方向快速衰减，在规避区域之外衰减到几乎为零。与规避区域II型驱逐力场函数不同的是，III型函数的驱逐力场在圆角矩形等力线的四个圆角附近，驱动力场的水平和垂直之间的方向迁变因圆角的存在而变成了渐进式的方向迁变，不存在突兀的跳变。

规避区域的III型驱逐力场函数的圆角控制参数r，其取值范围为(0,1)，当r向0趋近时其驱逐力场分布将越来越接近I型驱逐力场函数，当r向1趋近时其驱逐力场分布将越来越接近II型驱逐力场函数。优选地，把r设置为黄金分割比或者0.618以得到比较适中的方案：

在该实施例中，可以按规避区域的重要度来选择规避区域的驱逐力场函数类型：当规避区域的重要度g<0.5时选择规避区域的I型驱逐力场函数；当g>0.85时选择规避区域的II型驱逐力场函数；当0.5≤g≤0.85时选用规避区域的III型驱逐力场函数。

需要注意的是，此处给出的三种驱逐力场函数仅为三种可选的实施方式。按照规避区域的重要程序来进行选择的方式也仅为一种可选的实施方式。在实际应用中，可以对于全部规避区域只采用一种驱逐力场函数，或者选择其中两种驱逐力场函数进行组合使用等等，均属于本发明的保护范围之内。

进一步地，在实际应用中，驱逐力的计算方式也不限于采用上述三种驱逐力场函数的方式，也可以采用其他与距离(水印嵌入区域中心与规避区域中心的距离，在该段中简称为距离)相关的计算方式。例如，由于驱逐力随距离增加而减小，为了减小计算量，也可以简单地设置为驱逐力值与距离成反比的关系，即驱逐力值＝(1/距离)*控制系数，控制系数可以根据需要进行选择，也可以根据规避区域的重要度g进行选择，例如重要度g高的规避区域所对应的控制系数大，而重要度g低的规避区域所对应的控制系数小。此外，通过构建驱逐力与距离的曲线函数，使得函数的输出值随输入值增大而减小的其他方式，均可以应用于本发明中，均属于本发明的保护范围之内。

接下来介绍步骤S400中结合驱逐力计算水印嵌入区域的中心点的游走速度的步骤，在该实施例中，使用随机急动度的游走模型结合驱逐力使水印嵌入区域中心点在会议视频中游走，具体包括如下步骤：

确定水印嵌入区域的宽高和水印模板一致；

水印嵌入区域的中心点被约束在可以保证完整地把水印模板叠加到视频图像上的范围内，视频图像的宽高为w_v和h_v，水印模板的宽高为w_m和h_m，水印嵌入区域的中心点的坐标值P_x和P_y满足：

水印嵌入区域中心点P(P_x,P_y)在上述区域内作一种平缓的随机游走运动，这种平缓的随机游走运动是通过用模拟的随机变量来控制水印区域中心点游走的急动度，然后通过急动度表达为加速度，再把加速度表达为速度，再把速度表达为当前位置的方式来实现的；

记录水印嵌入区域中心点游走的当前位置P₀(P_x0,P_y0)、当前速度v₀(v_x0,v_y0)、当前加速度a₀(a_x0,a_y0)、当前急动度j₀(j_x0,j_y0)以及一些表示权重的控制参数，通过逐幅图像迭代更新来获得新的状态。

步骤S500中，获取当前图像中水印嵌入区域的中心点的坐标值，是通过每遇到一幅新的视频图像，使用更新后的速度v(v_x,v_y)来更新当前位置P(P_X,P_y)，按下式计算：

P_x＝P_x0+t_v*v_x

P_y＝P_y0+t_v*v_y

其中，t_v是速度项的控制权重，即当速度为1时，每换一幅图像，水印嵌入区域中心游走点应该移动的像素距离，其取决于视频中相邻两幅图像之间的时间间隔，即视频的帧率。

如果更新后由P(P_x,P_y)决定的水印嵌入区域中心游走点位置不能满足上述范围约束，则需要对当前位置点进行纠正：

如果超出了水平边界一个距离，则沿水平方向折返相同的距离，同时对v(v_x,v_y)的水平分量反向，即当超出左边界时有：

当时,P_x′＝w_m-P_x，v_x′＝-v_x

而当超出右边界时有：

当时,P_x′＝2w_v-w_m-P_x，v_x′＝-v_x

如果超出了垂直边界一个距离，则沿垂直方向折返相同的距离，同时对v(v_x,v_y)的垂直分量反向，即当超出顶边界时有：

当时,P_y′＝h_m-P_y，v_y′＝-v_y

而当超出底边界时有：

当时,P_y′＝2h_v-h_m-P_y，v_y′＝-v_y

下面具体介绍使用随机急动度的游走模型计算水印嵌入区域中心点游走速度的方法：

每遇到一幅新的视频图像，需要使用更新后的加速度a(a_x,a_y)并结合上述驱逐力f作为一个附加的加速度项来对当前速度v₀(v_x0,v_y0)进行更新，得到更新后的速度v(v_x,v_y)，具体按下式计算：

v_x＝v_x0+t_a*a_x+t_f*f*cosθ

v_y＝v_y0+t_a*a_y+t_f*f*cosθ

其中的t_a是加速度项的控制权重，t_f是驱逐力项的控制权重。

为了使游走速度不致过大，需要使用一个大于零的最大游走速度d_v，并且使用Regular()函数应用约束限制，得到v’(v_x’,v_y’)，即：

v’＝Regular(vx,v_y,d_v)

其中的约束限制函数Regular()通过计算一个由两个分量v_X,v_y表示的矢量的长度，与最大限制值d_v相比较，如果矢量的长度比最大限制值大，则需要将其压缩到小于最大限制值的范围内，具体计算如下：

每遇到一幅新的视频图像，需要使用更新后的急动度j(j_x,j_y)来对当前加速度a₀(a_x0,a_y0)进行更新，得到更新后的加速度a(a_x,a_y)，按下式计算：

a_x＝a_x0+t_j*j_x

a_y＝a_y0+t_j*j_y

其中，t_j为急动度项的控制权重。

为了使水印嵌入区域中心游走点所感受到的加速度不致过大，同样需要使用一个大于零的最大游走加速度d_a，并且使用上述的Regular()函数应用约束限制，得到a’(a_x’,a_y’)，即：

a′＝Regular(ax,a_y,d_a)

当需要更新当前的急动度j₀(j_x0,j_y0)时，模拟一个随机矢量j来更新，使其矢量长度ρ_j服从以0为期望值、以σ_j为方差的正态分布，即：

而使其矢角服从从0到π的均匀分布，即：

进而求得模拟随机变量的急动度j(j_x,j_y)，即：

在该实施例中，通过使用随机分布的急动度j(j_x,j_y)，构建水印的随机急动度的游走模型，通过可见水印在视频中的随机游走来对抗去水印软件的视频编辑操作，使其难以预测水印区域，从而使其篡改水印的视频编辑操作失效，在一定程度上保证了视频源的身份信息的明确表达的安全性。

然而，在其他一些实施方式中，即使不采用随机急动度的游走模型，也可以采用本发明的避让规避区域的方法。即采用如下公式计算更新后的水印游走速度v(v_x，v_y)：

v_x＝v_x0+t_f*f*cosθ

v_y＝v_y0+t_f*f*cosθ

即仅采用计算得到的驱逐力f影响水印嵌入区域的移动速度和位置。

进一步地，在该实施例中，步骤S400和步骤S500之间，还包括应用规避映射模型对水印嵌入区域中心点的当前位置按规避区域进行规避映射的步骤。

规避映射模型是对规避区域所在的空间进行弯曲，把处在平直空间中的点映射到弯曲空间中，使得平直空间中的点避开弯曲空间中高曲率的区域，从而实现水印嵌入区域中心游走点对规避区域的规避。

对于游走在平直空间中的水印嵌入区域中心游走点P(P_x,P_y)，当出现一个规避区域(x₂,x₁,y₂,y₁)时，针对此区域构造一种距离模型用来计算水印嵌入区域中心游走点P到规避区域中心的距离d；

然后再构造出一条关于上述距离d的映射曲线H(d)，通过映射H(d)把d放大到一个新的距离d’；

根据上述距离模型，使用新距离d’逆向计算出水印嵌入区域中心游走点P在离开规避区域中央的同一方向上的新的位置P’，这就是规避映射后的新位置。

对于游走在平直空间中的水印嵌入区域中心游走点P(P_x,P_y)，当出现更多的规避区域时，按规避区域出现的先后次序逐个应用规避映射，当所有的区域都应用了规避映射操作后得到的最终位置P_n就是应用了所有任意多规避区域的规避映射后的新位置。

例如有三个规避区域，则对P应用第一个规避区域R1后得到新位置P₁，记作：

M(R1)：P→P₁

对P₁应用第二个规避区域R2后得到新位置P₂，记作：

M(R2)：P₁→P₂

对P₂应用第三个规避区域R3后得到新位置P₃，记作：

M(R3)：P₂→P₃

于是应用了所有三个规避区域的映射模型实际上是一个复合了三次的映射，即：

M³(R1,R2,R3)＝M(R1)*M(R2)*M(R3)：P→P₁→P₂→P₃

最终得到的P₃是应用了三个规避区域的水印图案嵌入区域的中央点P经三个规避区域作用后的最终规避映射位置P’。

对应于规避区域的三种类型的驱逐力场函数，相适应地也可以构造出三种类型的距离模型：I型距离模型、II型距离模型和III型距离模型。

当规避区域的驱逐力场函数选用I型力场函数时，与之相匹配地，应该选用规避映射的I型距离模型。

在规避映射的I型距离模型中，需要计算水印嵌入区域中心游走点P离开规避区域中心(x_o,y_o)对应的矢量的方向角可以按对以矢量的水平分量为实部而垂直分量为虚部构成的复数取辐角的方法得到

在规避映射的I型距离模型中，通过下式计算得到水印嵌入区域中心游走点P离开规避区域中心(x_o,y_o)的距离d：

其中的w为规避区域的宽，而h为规避区域的高。

规避映射的I型距离模型中从反算出水印嵌入区域的中心点的最终坐标值P”(P_x”,P_y”)的方法如下式计算：

当规避区域的驱逐力场函数选用II型力场函数时，与之相匹配地，应该选用规避映射的II型距离模型。

在规避映射的II型距离模型中，也需要计算当前水印嵌入区域中心游走点P离开规避区域中心(x_o,y_o)对应的矢量的方向角计算方法和I型距离模型相同，即：

在规避映射的II型距离模型中，当前水印嵌入区域中心游走点P离开规避区域中心(x_o,y_o)的距离d需要按下式分两种情况来计算：

规避映射的II型距离模型中从反算出水印嵌入区域的中心点的最终坐标值P”(P_x”,P_y”)的方法，按辐角的区间分四种情况来计算，如下式：

当时,

当时,

当时,

当时,

其中，表示角度的余切。表示的正切。

当规避区域的驱逐力场函数选用III型力场函数时，与之相匹配地，应该选用规避映射的III型距离模型。

在规避映射的III型距离模型中，也需要计算当前水印嵌入区域中心游走点P离开规避区域中心(x_o,y_o)对应的矢量的方向角计算方法和I型距离模型相同，即：

在规避映射的III型距离模型中，当前水印嵌入区域中心游走点P离开规避区域中心(x_o,y_o)的距离d需要按下式分三种情况来计算：

其中，r为当选用的规避区域的III型驱逐力场函数的圆角控制参数，ρ的计算方法与III型驱逐力场函数计算过程中的同名中间变量相一致，即：

u＝h|P_x|

v＝w|P_y|

规避映射的III型距离模型中从反算出水印嵌入区域的中心点的最终坐标值P”(P_x”,P_y”)的方法，按辐角的区间分五种情况来计算，如下式：

当时,

当时,

当时,

当时,

其他情况时

其中最后一种情况中的中间变量E的计算式如下：

式中的t按III型驱逐力场函数计算过程中的同名中间变量t的计算方法相一致，即按下式计算：

上式中的r为圆角控制参数，优选地，设置为黄金分割比或者0.618。

与驱逐力模型的选择类似地，按规避区域的重要度来选择规避映射的距离模型：当规避区域的重要度g<0.5时选择规避映射的I型距离模型；当g>0.85时选择规避映射的II型距离模型；当0.5≤g≤0.85时选择规避映射的III型距离模型。

可以与上述三种不同类型的距离模型中的任何一种都可以搭配使用的映射曲线H(d)可以有多种，这里列举两种：

第一种距离映射曲线，曲线图样如图12所示，其中横坐标变量x即为距离d，k为用来调节曲线陡峭程度的控制参数，此处为了与第二种映射距离曲线相区分，将k标记为k₁，其函数H₁(d,k₁)的计算表达式如下：

其中的A、B、C、D均为无理数常数，其中A的近似值为5.011591719218199，B的近似值为0.446241708168730，而C的近似值为1.765199774430883，D的近似值为0.561880539290740。

其中，erf表示错误函数，即如下公式所示：

其中tanh即为双曲正切函数，即如下公式所示：

其中d为待映射的水印嵌入区域中心游走点到规避区域中心的距离，当|d|＝π时表示在规避区域的边界线上。

其中k₁是用来调节曲线陡峭程度的控制参数。k₁取值区间为(0,1]，k取值越大则映射曲线越陡峭，规避效果越明显，当k₁＝1时达最大值。

计算得到的H₁(d,k₁)值作为变量d的值，代入到上述I型距离模型、II型距离模型或III型距离模型中的任一种距离模型中，即可以反算出水印嵌入区域的中心点的最终坐标值P”(P_x”,P_y”)。

当水印嵌入区域中心游走点在规避区域之内时，如图12所示的距离x(一般为正值)将小于π，通过距离映射曲线把π/3(区域中心附近的1/3)以内的距离快速放大，当到π/3时放大后将达到π(区域边界)即挤到了规避区域的边界附近，当远离π(区域边界)时又快速恢复到平直空间的状态。

第二种距离映射曲线，曲线图样如图13所示，其包括有d≥0的一支和d＜0的一支，其中横坐标变量x即为距离d，k为用来调节映射影响范围的控制参数，此处为了与第一种映射距离曲线相区分，将k标记为k₂，函数H₂(d,k₂)的计算表达式如下：

d≥0，H₂(d,k₂)＝d+erf(B k₂ d+C)-tanh(B k₂ d+C)

d＜0，H₂(d,k₂)＝d+erf(B k₂ d-C)-tanh(B k₂ d-C)

此处例举的第二种距离映射曲线是在第一种距离映射曲线的基础上发展出来的，其中的B和C与第一种距离映射中同名的无理数常数完全相同，其中B的近似值为0.446241708168730，而C的近似值为1.765199774430883。

其中d为待映射的水印嵌入区域中心游走点到规避区域中心的距离，当|d|＝π时表示在规避区域的边界线上。

其中k₂是用来调节映射影响范围的控制参数。k₂取值区间为(0,1]，k₂取值越大则映射的影响范围越小，但是规避区域边界附近的拥挤程度也越高，当k₂＝1时达最大值。

计算得到的H₂(d,k₂)值作为变量d的值，代入到上述I型距离模型、II型距离模型或III型距离模型中的任一种距离模型中，即可以反算出水印嵌入区域的中心点的最终坐标值P”(P_x”,P_y”)。

从图13类比图12可知，第二种距离映射曲线H₂(d,k₂)相比于第一种距离映射曲线H₁(d,k₁)具有映射后新位置均在规避区域之外的特点，但是第二种距离映射较第一种距离映射的缺点也很明显：第二种距离映射所影响的区域要比第一种距离映射所影响的更远，第一种距离映射能影响到区域外延伸一个区域半径的范围，而第二种距离映射则能影响到区域外延伸出两个区域半径甚至更远的距离。

从两种距离映射曲线的特性可以为不同重要度的规避区域选用不同的距离映射，当规避区域的重要度较高且区域范围较小时，优先选用第二种距离映射曲线来进行距离映射计算；而当规避区域的重要度较低或者规避区域的范围较大时，优先选用第一种距离映射曲线来进行距离映射计算。

优选地，按规避区域的重要度来选择规避映射的距离映射曲线：当规避区域的重要度g<0.5时选择第一种距离映射曲线；反之，即当g≥0.5选择第二种距离映射曲线。

图14～图16示出了采用该实施例的视频中水印嵌入位置的确定方法时，图像中出现两个重要度较小的规避区域所产生的驱逐力场以及水印嵌入区域游走的示意图。

图14所示的在某个视频的图像中出现了两个重要度较小的规避区域对整幅图像范围内的各点所施加的驱逐力场分布，当水印嵌入区域的中心点位于这个驱逐力场中时将感受到相应方向相应大小的驱逐力。从这个力场图中可以明显看到规避区域中部区域具有最强的驱逐力，而随着远离规避区域中央，驱逐力逐渐减弱。加入一个新的规避区域或减少一个规避区域均会影响驱逐力场的分布。

图15所示的是在固定地拥有上述两个规避区域的视频中，水印图案中心所游走过的一条随机路径，从中可以看出水印图案在视频中的随机游走特性。图16所示的是在固定地拥有上述两个规避区域的视频中，水印图案的大量随机游走所表现出来的对规避区域进行避让的效果。

图17所示的是在拥有上述两个规避区域的视频图像中，规避区域的存在对水印图案中心所处平直空间的扭曲导致水印图案中心被排挤出规避区域的效果。水印图案中心的游走轨迹分布于具有填充的部分。图中的无填充部分的水平直线和垂直直线表示未被扭曲时的平直空间的特征，而无填充部分的呈水平走势和呈垂直走势的曲线则表示被规避区域引入的空间扭曲所呈现出来的特征。在扭曲的空间中，水印图案的中央点被排挤在规避区域的外缘，而在远离规避区域的地方则呈现均匀的出现概率。对于图17来说，当水印的游走轨迹进一步增多时，在规避区域之外的区域会呈现云雾状的游走轨迹。

如图18所示，本发明实施例还提供一种视频中水印嵌入位置的确定系统，包括：

数据接收模块100，用于接收用于可见水印的区域游走计算和规避计算的必要数据，并配置计算模型和参数；进一步地，数据接收模块100还用于对接收的数据进行合规检查，包括视频中图像的宽、高均大于0，水印图案宽、高均大于0，水印图案的高不超过视频高的1/3，各水印规避区域均在视频图像范围内；

驱逐力计算模块200，用于针对每幅视频图像在视频范围内根据最新的规避区域数据来计算当前水印嵌入区域中心游走点所感受到的规避区域导致的驱逐力大小和方向；

游走模拟模块300，用于针对每幅视频图像使用随机急动度的游走模型计算水印嵌入区域中心游走点的当前位置以及相关游走状态的更新；

规避映射模块400，用于针对每幅视频图像使用规避映射模型对水印嵌入区域中心游走点的当前位置进行再映射来调节位置实现规避效果计算；

数据输出模块500，用于输出当前视频图像中的水印嵌入区域的位置数据。

如图19所示，进一步地，所述驱逐力计算模块200又可以包括如下子模块：

驱逐力场策略子模块，用于根据每个需要水印嵌入区域中心游走点规避的区域的重要度来判断应该使用的驱逐力场类型以及配置驱逐力场计算参数；

I型力场计算子模块201，用于使用规避区域的I型驱逐力场函数来计算一个规避区域对当前水印嵌入区域中心游走点的驱逐力大小和方向；

II型力场计算子模块202，用于使用规避区域的II型驱逐力场函数来计算一个规避区域对当前水印嵌入区域中心游走点的驱逐力大小和方向；

III型力场计算子模块203，用于使用规避区域的III型驱逐力场函数来计算一个规避区域对当前水印嵌入区域中心游走点的驱逐力大小和方向；

综合驱逐力计算子模块204，用于累加所有规避区域的驱逐力矢量，得到综合的规避区域驱逐力大小和方向。

如图20所示，进一步地，所述游走模拟模块300又可以包括如下子模块：

位置更新子模块301，用于按游走模拟模型根据水印嵌入区域中心游走点的当前位置及当前速度来计算新的当前位置，并保证其处在让整个水印图案都能嵌入到视频图像中的范围之内；

速度更新子模块302，用于按游走模拟模型根据水印嵌入区域中心游走点的当前速度、当前加速度和当前位置上所感受到的综合规避区域驱逐力来计算新的当前速度，并保证当前速度处在一个不太快速的范围之内；

加速度更新子模块303，用于按游走模拟模型根据水印嵌入区域中心游走点的当前加速度和当前急动度来计算新的当前加速度，并保证当前加速度处在一个不太剧烈的范围之内；

急动度模拟子模块304，用于按游走模拟模型对当前水印嵌入区域中心游走点的急动度进行随机模拟，用新的随机值来更新当前急动度。

如图21所示，进一步地，所述规避映射模块400又可以包括如下子模块：

距离模型策略子模块401，用于针对每一个水印嵌入区域中心游走点需要规避的区域选择一种恰当的距离模型并设置相关参数来进行相关的规避映射计算；

I型距离计算子模块402，用于使用I型距离模型把水印嵌入区域中心游走点在规避映射计算过程中的一个临时位置转换成距离和方向的表达方式；

I型距离映射子模块403，用于使用第一种距离映射曲线把402计算出来的距离映射到一个新的值；

I型距离逆计算子模块404，用于使用I型距离模型的逆向计算过程把403映射获得的新的距离结合402获得的方向进行逆向求解映射后的新位置，作为水印嵌入区域中心游走点在规避映射计算过程中的一个新的临时位置；

II型距离计算子模块405，用于使用II型距离模型把水印嵌入区域中心游走点在规避映射计算过程中的一个临时位置转换成距离和方向的表达方式；

II型距离映射子模块406，用于使用第二种距离映射曲线把405计算出来的距离映射到一个新的值；

II型距离逆计算子模块407，用于使用II型距离模型的逆向计算过程把406映射获得的新的距离结合405获得的方向进行逆向求解映射后的新位置，作为水印嵌入区域中心游走点在规避映射计算过程中的一个新的临时位置；

III型距离计算子模块408，用于使用II型距离模型把水印嵌入区域中心游走点在规避映射计算过程中的一个临时位置转换成距离和方向的表达方式；

III型距离映射子模块409，用于使用第二种距离映射曲线把408计算出来的距离映射到一个新的值；

III型距离逆计算子模块410，用于使用III型距离模型的逆向计算过程把409映射获得的新的距离结合408获得的方向进行逆向求解映射后的新位置，作为水印嵌入区域中心游走点在规避映射计算过程中的一个新的临时位置；

规避映射结束判断子模块411，用于判断是否对水印嵌入区域中心游走点按所有需要规避的区域都完成了一次规避映射计算，如果还有规避区域没有参与映射计算则把获得的最新临时位置以及未对应的规避区域一并交付给距离模型策略子模块启动相关规避映射计算，如果已经处理了所有规避区域的规避映射计算则把获得的最新临时位置作为水印嵌入区域中心游走点的规避映射后的位置。

本发明实施例还提供一种视频中水印嵌入位置的确定设备，包括处理器；存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行所述的视频中水印嵌入位置的确定方法的步骤。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

下面参照图22来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备600。图22显示的电子设备600仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图22所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同系统组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。

其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元610执行，使得所述处理单元610执行本说明书上述电子处方流转处理方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元610可以执行如图1中所示的步骤。

所述存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)6203。

所述存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口650进行。并且，电子设备600还可以通过网络适配器660与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器660可以通过总线630与电子设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，所述程序被执行时实现所述的视频中水印嵌入位置的确定方法的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述电子处方流转处理方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。

参考图23所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品800，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

综上所述，与现有技术相比，本发明提供了一种在会议视频中随机游走可见水印并使其规避若干重要区域以免对这些重要区域造成不良视觉污染的方案，因此，实现在视频会议中实时地计算出向视频中嵌入可见水印的随机位置的功能，也就是使可见水印在视频中实时作随机游走；通过可见水印在视频中的随机游走来对抗去水印软件的视频编辑操作，使其难以预测水印区域，从而使其篡改水印的视频编辑操作失效，在一定程度上保证了视频源的身份信息的明确表达的安全性；特别地，为了增强这种随机游走的可见水印在视频会议中的可应用性，还实现了让可见水印主动避让视频图像中实时划定的一些重要的用户兴趣区域的功能，使得这项技术可以更加友好地应用在视频会议中，以保障视频会议源的身份信息正确表达的安全；本发明的方案不仅可以应用于会议视频的处理，也可以应用于其他类型的视频处理。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种视频中水印嵌入位置的确定方法，其特征在于，用于确定视频中各个图像中水印嵌入区域的位置，所述方法包括如下步骤：

获取当前的水印嵌入区域的位置和当前的水印游走速度；

获取当前图像中预设的规避区域的位置；

计算水印所受到的来自于规避区域的驱逐力，对于同一规避区域，所述驱逐力随该规避区域与水印嵌入区域之间的距离增大而减小；

根据水印所受到的驱逐力计算更新后的水印游走速度；

根据当前的水印嵌入区域的位置、视频的帧率和更新后的水印游走速度，计算更新后的水印嵌入区域的位置；

将更新后的水印嵌入区域的位置作为当前图像的水印嵌入区域的位置。

2.根据权利要求1所述的视频中水印嵌入位置的确定方法，其特征在于，所述计算水印所受到的来自于规避区域的驱逐力，包括如下步骤：

根据各个规避区域与水印嵌入区域的位置关系分别建立各个规避区域的驱逐力场函数G，将当前图像中所有规避区域的驱逐力场函数G求和得到总驱逐力场函数G_total；

根据如下公式，计算水印所受到的驱逐力值f：

f＝G_total

根据如下公式，得到水印所受到的驱逐力方向θ：

其中，P_x0表示当前的水印嵌入区域的中心点的横坐标，P_y0表示当前的水印嵌入区域的中心点的纵坐标。

3.根据权利要求2所述的视频中水印嵌入位置的确定方法，其特征在于，所述驱逐力场函数G为I型驱逐力场函数、II型驱逐力场函数和III型驱逐力场函数中的一种，其中：

所述I型驱逐力场函数为：

所述II型驱逐力场函数为：

所述III型驱逐力场函数为：

其中，x₀为规避区域的中心点的横坐标，y₀为规避区域的中心点的纵坐标，h为规避区域的高度，w为规避区域的宽度，r为预设的圆角控制参数，0<r<1；中间参数ρ采用如下公式计算：

u＝h|P_x|

v＝w|P_y|。

4.根据权利要求3所述的视频中水印嵌入位置的确定方法，其特征在于，还包括获取当前图像中各个规避区域的预设的重要度g的步骤；

所述建立各个规避区域的驱逐力场函数G，包括根据各个规避区域的重要度g选择对应的驱逐力场函数的步骤，其中：

一规避区域的重要度g<0.5时，根据所述I型驱逐力场函数建立该规避区域的驱逐力场函数；

一规避区域的重要度g>0.85时，根据所述II型驱逐力场函数建立该规避区域的驱逐力场函数；

一规避区域的重要度0.5≤g≤0.85时，根据所述III型驱逐力场函数建立该规避区域的驱逐力场函数。

5.根据权利要求2所述的视频中水印嵌入位置的确定方法，其特征在于，所述计算更新后的水印游走速度，包括根据如下公式计算更新后的水印游走速度v(v_x,v_y)：

v_x＝v_x0t_f*f*cosθ

v_y＝v_y0+t_f*f*cosθ

其中，t_f为驱逐力的控制权重，v_x0为当前的水印游走速度在横坐标轴的向量值，v_y0为当前的水印游走速度在纵坐标轴的向量值；

所述计算更新后的水印嵌入区域的位置，包括根据如下公式计算更新后的水印嵌入区域的中心点的坐标值P(P_x,P_y)：

P_x＝P_x0+t_v*v_x

P_y＝P_y0+t_v*v_y

其中，t_v为速度项的控制权重。

6.根据权利要求2所述的视频中水印嵌入位置的确定方法，其特征在于，所述根据水印所受到的驱逐力计算更新后的水印游走速度，包括如下步骤：

模拟一个随机矢量j，使其矢量长度ρ_j服从以0为期望值、以σ_j为方差的正态分布，即：

而使随机矢量j的矢角服从从0到π的均匀分布，即：

根据如下公式计算水印游走的随机急动度j(j_x,j_y)：

根据如下公式计算更新后的水印游走加速度a(a_x,a_y)：

a_x＝a_x0+t_j*j_x

a_y＝a_y0+t_j*j_y

其中，t_j为急动度项的控制权重，a_x0为当前的水印游走加速度在横坐标轴的向量值，a_y0为当前的水印游走加速度在纵坐标轴的向量值；

根据如下公式计算更新后的水印游走速度v(v_x,v_y)：

v_x＝v_x0+t_a*a_x+t_f*f*cosθ

v_y＝v_y0+t_a*a_y+t_f*f*cosθ

其中，t_a为加速度项的控制权重，t_f为驱逐力的控制权重，v_x0为当前的水印游走速度在横坐标轴的向量值，v_y0为当前的水印游走速度在纵坐标轴的向量值；

所述计算更新后的水印嵌入区域的位置，包括根据如下公式计算更新后的水印嵌入区域的中心点的坐标值P(P_x,P_y)：

P_x＝P_x0+t_v*v_x

P_y＝P_y0+t_v*v_y

其中，t_v为速度项的控制权重。

7.根据权利要求6所述的视频中水印嵌入位置的确定方法，其特征在于，所述根据水印所受到的驱逐力计算更新后的水印游走速度，还包括如下步骤：

根据如下公式对更新后的水印游走加速度a(a_x,a_y)进行约束得到a’(a_x’,a_y’)，其中：

a′＝Regular(a_x,a_y,d_a)

根据如下公式计算更新后的水印游走速度v(v_x,v_y)：

v_x＝v_x0+t_a*a_x′+t_f*f*cosθ

v_y＝v_y0+t_a*a_y′+t_f*f*cosθ

根据如下公式对游走加速度v(v_x,v_y)进行约束得到v’(v_x’,v_y’)，其中：

v′＝Regular(v_x,v_y,d_v)

根据如下公式计算更新后的水印嵌入区域的中心点的坐标值P(P_x,P_y)：

P_x＝P_x0+t_v*vx′

P_y＝P_y0+t_v*v_y′。

8.根据权利要求1所述的视频中水印嵌入位置的确定方法，其特征在于，所述获取当前图像中预设的规避区域的位置，包括如下步骤：

获取当前图像中预设的规避区域的左侧边与图像左侧边距离、该规避区域的右侧边与图像左侧边距离、该规避区域的上侧边与图像上侧边距离、该规避区域的下侧边与图像上侧边距离分别为x₂₀，x₁₀，y₂₀，y₁₀；

获取该规避区域的重要度g；

根据如下公式对x₂，x₁，y₂，y₁的值进行更新，得到更新后的规避区域的左侧边与图像左侧边距离、该规避区域的右侧边与图像左侧边距离、该规避区域的上侧边与图像上侧边距离、该规避区域的下侧边与图像上侧边距离x₂，x₁，y₂，y₁：

其中，h_m和w_m分别为水印嵌入区域的高度和宽度。

9.一种视频中水印嵌入位置的确定系统，其特征在于，应用于权利要求1至8中任一项所述的视频中水印嵌入位置的确定方法，所述系统包括：

数据接收模块，用于获取当前的水印嵌入区域的位置和当前的水印游走速度，以及用于获取当前图像中预设的规避区域的位置；

驱逐力计算模块，用于计算水印所受到的来自于规避区域的驱逐力；

游走模拟模块，用于根据水印所受到的驱逐力计算更新后的水印游走速度，以及用于根据当前的水印嵌入区域的位置、视频的帧率和更新后的水印游走速度，计算更新后的水印嵌入区域的位置；

数据输出模块，用于根据更新后的水印嵌入区域的位置输出当前图像的水印嵌入区域的位置信息。

10.一种视频中水印嵌入位置的确定设备，其特征在于，包括：

处理器；

存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至8中任一项所述的视频中水印嵌入位置的确定方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被执行时实现权利要求1至8中任一项所述的视频中水印嵌入位置的确定方法的步骤。