CN110072110A - 影视水印嵌入、影视水印提取与识别方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种影视水印嵌入、影视水印提取与识别方法及装置，涉及影视水印领域。该方法包括：获取待隐藏的信息，经过预处理将待隐藏的信息转换为字符串文本；获取字符串文本，并将字符串文本经过图像化转换为字符水印图像；将字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，获取嵌入后的帧图像。相对于现有技术，避免了逐比特嵌入，而是以图片的形式整体嵌入，解决了无法同时免除仿射变换与投影变换的几何同步和时域同步，导致后期检测效率低下，同时检测误差较大的问题。

Description

影视水印嵌入、影视水印提取与识别方法及装置

技术领域

本申请涉及影视水印领域，具体而言，涉及一种影视水印嵌入、影视水印提取与识别方法及装置。

背景技术

院线电影的高清摄像机录制(俗称“翻拍”或“枪版”电影)，以及在线点播影视的录屏与翻拍成为了当前对影视作品的主要盗用方式，严重影响着影视行业的健康发展。为了治理影视盗版问题，各国在调整著作权规则、改善主权的著作权执法环境以及提高对盗版的打击力度等方面，采取了积极行动，取得了一定的效果。

作为对数字产品的知识产权保护，数字水印技术是一种有效途径。以往鲁棒性水印机制可概括为：将待隐藏的信息(水印)转换成二进制，然后在载体的空域或变换域各分块数据中，或在影视的时域中独立地隐藏比特信息，最后根据隐藏算法的反向操作独立地提取各比特信息。

但是现有的鲁棒性水印机制中，无法同时免除仿射变换与投影变换的几何同步和时域同步，导致检测效率低下，同时检测误差较大。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种的影视水印嵌入、影视水印提取与识别方法及装置，以解决现有技术中无法同时免除仿射变换与投影变换的几何同步和时域同步，导致检测效率低下，同时检测误差较大的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种影视水印嵌入方法，包括：

获取待隐藏的信息，经过预处理将所述待隐藏的信息转换为字符串文本；

获取所述字符串文本，并将所述字符串文本经过图像化转换为字符水印图像；

将所述字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，获取嵌入后的帧图像。

进一步地，所述待隐藏的信息包括下述一项或多项：图片信息、时间信息、位置信息。

进一步地，所述将所述字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，获取嵌入后的帧图像，包括：

根据权重因子，将所述字符水印图像通过局部透明化融合的方式嵌入至所述目标帧的局部区域中，其中，所述权重因子用于决定所述字符水印图像的融合程度。

第二方面，本申请提供了一种影视水印提取与识别方法，包括：

获取目标帧中字符水印图像的位置信息；

根据所述字符水印图像的位置信息，提取所述字符水印图像；

采用预设算法，将所述字符水印图像转换为字符串文本；

解码所述字符串文本，获取所述目标帧中的隐藏信息。

进一步地，所述获取目标帧中字符水印图像的位置信息，包括：

获取待检测的解码帧序列；

在所述解码帧序列获取包含字符水印图像的帧作为目标帧；

获取所述目标帧中字符水印图像的位置信息。

进一步地，所述根据所述字符水印图像的位置信息，提取所述字符水印图像，包括：

根据所述字符水印图像的位置信息，确定所述目标帧中包含所述字符水印图像的边界；

根据所述字符水印图像，截取所述目标帧中包含所述字符水印图像的帧局部图像；

在所述局部图像中，提取所述字符水印图像。

进一步地，所述在所述局部图像中，提取所述字符水印图像，包括：

采用透明化逆处理，分离并提取所述局部图像中的所述字符水印图像。

进一步地，所述采用预设算法，将所述字符水印图像转换为字符串文本，包括：

对所述字符水印图像中的字符逐一识别，输出所述字符水印图像对应的所述字符串文本。

第三方面，本申请提供了一种影视水印嵌入装置，包括：第一转换模块、第二转换模块和嵌入模块，其中：

所述第一转换模块，用于获取待隐藏的信息，经过预处理将所述待隐藏的信息通过预处理转换为字符串文本；

所述第二转换模块，用于获取所述字符串文本，并将所述字符串文本经过图像化转换为字符水印图像；

所述嵌入模块，用于将所述字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，获取嵌入后的帧图像。

第四方面，本申请提供了一种影视水印提取与识别装置，包括：获取模块、提取模块、第三转换模块、解码模块，其中：

所述获取模块，用于获取目标帧中字符水印图像的位置信息；

所述提取模块，用于根据所述字符水印图像的位置信息，提取字符水印图像；

所述第三转换模块，用于采用预设算法，将字符水印图像转换为字符串文本；

所述解码模块，用于解码字符串文本，获取目标帧中的隐藏信息。

第五方面，本申请提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行上述第一方面任一项所述方法的步骤。

第六方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述第一方面任一所述方法的步骤。

本申请的有益效果是：通过将待隐藏的信息转换为字符串文本，进一步将字符串文本转换为字符水印图像，将字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，相对于现有技术，避免了逐比特嵌入，而是以图片的形式整体嵌入，解决了无法同时免除仿射变换与投影变换的几何同步和时域同步，导致后期检测效率低下，同时检测误差较大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例提供的影视水印嵌入方法的流程示意图；

图2为本申请一实施例提供的水印提取与识别方法的流程示意图；

图3为本申请另一实施例提供的影视水印提取与识别方法的流程示意图；

图4为本申请另一实施例提供的影视水印提取与识别方法的流程示意图；

图5为本申请一实施例提供的影视水印嵌入装置的结构示意图；

图6为本申请一实施例提供的影视水印提取与识别装置的结构示意图；

图7为本申请另一实施例提供的影视水印提取与识别装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

本申请提供一种影视水印嵌入方法，避免无法同时免除仿射变换与投影变换的几何同步和时域同步，导致后期检测效率低下，同时检测误差较大的问题。该方法的执行主体可以是各种终端设备，例如手机、平板电脑、穿戴设备等，本申请在此不做任何限制。

图1为本申请一实施例提供的一种影视水印嵌入方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

S101：获取待隐藏的信息，经过预处理将待隐藏的信息转换为字符串文本。

需要说明的是，待隐藏的信息可以包括下述一项或多项：图片信息、时间信息、位置信息等，需要将这些信息隐藏在影视资源中，以便后续追踪证据。但具体待隐藏的信息的选择并不限于此，可以根据需要灵活设计，在此并不做任何限制。

S102：获取字符串文本，并将字符串文本经过图像化转换为字符水印图像。

需要说明的是，相对于传统的逐比特嵌入，本申请将字符串经过图像化转换为字符水印图像，这样字符串文本就转化成了一个完整的水印图像，方便后续的整体提取和整体识别。

S103：将字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，获取嵌入后的帧图像。

可选地，一个目标帧中可以只嵌入一张字符水印图像，也可以嵌入多张字符水印图像，其中，字符水印图像在目标帧中的嵌入位置本申请也不做任何限制，具体嵌入水印图像的位置以及水印图像的数量根据用户需要设置。

采用本申请提供的影视水印嵌入方法，通过将待隐藏的信息转换为字符串文本，进一步将字符串文本转换为字符水印图像，将字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，相对于现有技术，避免了逐比特嵌入，而是以图片的形式整体嵌入，解决了无法同时免除仿射变换与投影变换的几何同步和时域同步，导致后期检测效率低下，同时检测误差较大的问题。

进一步地，步骤S103可以包括：根据权重因子，将字符水印图像通过局部透明化融合的方式嵌入至目标帧的局部区域中，其中，权重因子用于决定字符水印图像的融合程度。

需要说明的是，字符水印图像与目标帧是通过在空域叠加的方式紧密融合在一起的，其融合程度由权重因子来确定；可在连续的多个目标帧上重复嵌入同一字符水印图像，这样通过冗余，可增强后期水印提取的鲁棒性，同时防止由帧率下调攻击而导致的水印帧丢失。其中，权重因子可以是根据需要预先配置的，在此不作具体限制。

另外，影视水印嵌入方法的应用载体不限于数字影视，其思想还可借鉴到数字多通道音频、多波段遥感影像等具有极大信息冗余性的载体中。

本实施例中，通过将待隐藏的信息转换为字符串文本，进一步将字符串文本转换为字符水印图像，将字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，相对于现有技术，避免了逐比特嵌入，而是以图片的形式整体嵌入，解决了无法同时免除仿射变换与投影变换的几何同步和时域同步，导致后期检测效率低下，同时检测误差较大的问题。

图2为本申请一实施例提供的影视水印提取与识别方法的流程示意图。在追踪影视作品的过程中，还需要把之前嵌入的水印图像提取并识别出来，以获取嵌入的隐藏信息。如图2所示，该方法包括：

S201：获取目标帧中字符水印图像的位置信息。

定位字符水印图像在目标帧中的位置信息，通过设计基于特征的目标帧中水印图像的定位方法可以免除时域攻击(帧率下调与上变)产生的同步。

S202：根据字符水印图像的位置信息，提取字符水印图像。

需要说明的是，跟据字符水印图像的位置信息，利用水印嵌入步骤S103中的反向操作，及透明化的逆向处理，将字符水印图像从目标帧的帧局部图像中分离出来。

这样只需针对目标帧中的局部区域设计适当的图像处理方法，即可消除仿射变换与投影变换带来的影响。举例说明：由于待检测的影视数据可能经历了空域几何攻击(放射变换、投影变换)，及图像常规信号处理，字符水印图像中可能出现噪声干扰，字符(模式)水平、垂直或投影变形，因而在应用时可设计一些图像处理方法来消除噪声、纠正几何变形，消除周围多余边缘，得出待机器识别的字符水印图像。

S203：采用预设算法，将字符水印图像转换为字符串文本。

需要说明的是，通过机器识别将字符水印图像转换为字符串文本，并输出转换成功的字符串文本，其中，机器识别方法包括但不限于传统的模式识别法，基于神经网络模式识别等，具体的识别方法根据用户需要设计，在此并不做任何限制。

S204：解码字符串文本，获取目标帧中的隐藏信息。

需要说明的是，通过水印嵌入阶段预处理的反向处理，即反预处理方法，将字符串文本解译为隐藏信息。

图3为本申请另一实施例提供的影视水印提取与识别方法的流程示意图，如图3所示，步骤S201包括：

S205：获取待检测的解码帧序列。

S206：在解码帧序列获取包含字符水印图像的帧作为目标帧。

需要说明的是，帧序列是把视频用一帧一帧的图像文件来表示，一段影像可拆分为多个帧，即一段影像对应一个帧序列，待解码的影像对应的帧序列即为待解码帧序列。

从待解码的解码帧序列中逐一定位含水印的帧，由于连续的帧序列数据在时间轴上有极大的相关性，而包含字符水印图像的帧与前后相邻的不包含字符水印图像的帧在局部区域上存在较大的特征差异，因而利用这些特点，即可在解码帧序列中定位包含字符水印图像的帧作为目标帧。

S207：获取目标帧中字符水印图像的位置信息。

图4为本申请另一实施例提供的影视水印提取与识别方法的流程示意图，如图4所示，步骤S202可以包括：

S208：根据字符水印图像的位置信息，确定目标帧中包含字符水印图像的边界。

S209：根据字符水印图像，截取目标帧中包含字符水印图像的帧局部图像。

需要说明的是，对包含字符水印图像的帧，根据该帧与相邻的不包含字符水印图像在字符水印区域的差异性和非水印区域的相关性，设计相应的方法确定水印帧中水印区域的外接矩形，通过截取获得包含字符水印图像的局部区域。

S210：在帧局部图像中，提取字符水印图像。

进一步地，步骤S210包括：采用透明化逆处理，分离并提取帧局部图像中的字符水印图像。

需要说明的是，对包含字符水印图像的帧中包含水印的图像的帧局部图像，以及相邻帧中同位置的局部图像，利用透明化逆向处理，将水印嵌入时初始的字符水印图像从包含水印图像的帧局部图像中分离出来。由于待检测的影视数据可能经历了空域几何攻击(放射变换、投影变换)，及图像常规信号处理，初始的字符水印图像中可能出现噪声干扰，字符水平、垂直或投影变形，因而在应用时可设计一些图像处理方法来消除噪声、纠正几何变形，消除周围多余边缘，得出待机器识别的字符水印图像。

进一步地，步骤S203包括：对字符水印图像中的字符逐一识别，输出字符水印图像对应的字符串文本。

通过机器识别的途径，对字符水印图像中的字符逐一识别，输出字符串文本，其中机器识别方法包括传统的模式识别法，基于神经网络模式识别等，具体的识别方法根据实际需要可灵活设计。

需要说明的是，影视水印提取与识别方法的应用载体不限于数字影视，其思想还可借鉴到数字多通道音频、多波段遥感影像等具有极大信息冗余性的载体中。

本实施例中，通过获取并定位目标帧中字符水印图像的位置，整体提取字符水印图像，并通过预设算法将字符水印图像转换为字符串文本，进而通过字符串文本解码获得目标帧中的隐藏信息，相对于现有技术，解决了因为水印比特独立嵌入，所以在水印提取时是逐比特解码，从而导致提取出的各比特信息无法建立关联，导致鲁棒性提升有限的问题。

图5为本申请一实施例提供的影视水印嵌入装置的结构示意图，如图5所示，该装置包括：第一转换模块301、第二转换模块302和嵌入模块303，其中：

第一转换模块301，用于获取待隐藏的信息，经过预处理将待隐藏的信息通过预处理转换为字符串文本。

第二转换模块302，用于获取字符串文本，并将字符串文本经过图像化转换为字符水印图像。

嵌入模块303，用于将字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，获取嵌入后的帧图像。

待隐藏的信息包括下述一项或多项：图片信息、时间信息、位置信息。

进一步地，嵌入模块303，具体用于根据权重因子，将字符水印图像通过局部透明化融合的方式嵌入至目标帧的局部区域中，其中，权重因子用于决定字符水印图像的融合程度。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

图6为本申请一实施例提供的影视水印提取与识别装置的结构示意图，如图6所示，该装置包括：获取模块401、提取模块402、第三转换模块403、解码模块404，其中：

获取模块401，用于获取目标帧中字符水印图像的位置信息。

提取模块402，用于根据字符水印图像的位置信息，提取字符水印图像。

第三转换模块403，用于采用预设算法，将字符水印图像转换为字符串文本。

解码模块404，用于解码字符串文本，获取目标帧中的隐藏信息。

进一步地，获取模块401具体用于，获取待检测的解码帧序列；在解码帧序列获取包含字符水印图像的帧作为目标帧；获取目标帧中字符水印图像的位置信息。

进一步地，提取模块402，具体用于根据字符水印图像的位置信息，确定目标帧中包含字符水印图像的边界；根据字符水印图像，截取目标帧中包含字符水印图像的帧局部图像；在局部图像中，提取字符水印图像。

进一步地，提取模块402，具体用于采用透明化逆处理，分离并提取局部图像中的字符水印图像。

进一步地，第三转换模块403，具体用于对字符水印图像中的字符逐一识别，输出字符水印图像对应的字符串文本。

上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digitalsingnal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

图7为本申请另一实施例提供的影视水印提取与识别装置的结构示意图，该装置可以集成于终端设备或者终端设备的芯片，该终端可以是具备图像处理功能的计算设备。

该装置包括：存储器501、处理器502。

存储器501用于存储程序，处理器502调用存储器501存储的程序，以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。

可选地，本申请还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种影视水印嵌入方法，其特征在于，包括：

获取待隐藏的信息，经过预处理将所述待隐藏的信息转换为字符串文本；

获取所述字符串文本，并将所述字符串文本经过图像化转换为字符水印图像；

将所述字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，获取嵌入后的帧图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待隐藏的信息包括下述一项或多项：图片信息、时间信息、位置信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，获取嵌入后的帧图像，包括：

根据权重因子，将所述字符水印图像通过局部透明化融合的方式嵌入至所述目标帧的局部区域中，其中，所述权重因子用于决定所述字符水印图像的融合程度。

4.一种影视水印提取与识别方法，其特征在于，包括：

获取目标帧中字符水印图像的位置信息；

根据所述字符水印图像的位置信息，提取所述字符水印图像；

采用预设算法，将所述字符水印图像转换为字符串文本；

解码所述字符串文本，获取所述目标帧中的隐藏信息。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取目标帧中字符水印图像的位置信息，包括：

获取待检测的解码帧序列；

在所述解码帧序列获取包含字符水印图像的帧作为目标帧；

获取所述目标帧中字符水印图像的位置信息。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述根据所述字符水印图像的位置信息，提取所述字符水印图像，包括：

根据所述字符水印图像的位置信息，确定所述目标帧中包含所述字符水印图像的边界；

根据所述字符水印图像，截取所述目标帧中包含所述字符水印图像的帧局部图像；

在所述局部图像中，提取所述字符水印图像。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述局部图像中，提取所述字符水印图像，包括：

采用透明化逆处理，分离并提取所述局部图像中的所述字符水印图像。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述采用预设算法，将所述字符水印图像转换为字符串文本，包括：

对所述字符水印图像中的字符逐一识别，输出所述字符水印图像对应的所述字符串文本。

9.一种影视水印嵌入装置，其特征在于，包括：第一转换模块、第二转换模块和嵌入模块，其中：

所述第一转换模块，用于获取待隐藏的信息，经过预处理将所述待隐藏的信息通过预处理转换为字符串文本；

所述第二转换模块，用于获取所述字符串文本，并将所述字符串文本经过图像化转换为字符水印图像；

所述嵌入模块，用于将所述字符水印图像嵌入至目标帧的局部区域中，获取嵌入后的帧图像。

10.一种影视水印提取与识别装置，其特征在于，包括：获取模块、提取模块、第三转换模块、解码模块，其中：

所述获取模块，用于获取目标帧中字符水印图像的位置信息；

所述提取模块，用于根据所述字符水印图像的位置信息，提取字符水印图像；

所述第三转换模块，用于采用预设算法，将字符水印图像转换为字符串文本；

所述解码模块，用于解码字符串文本，获取目标帧中的隐藏信息。