CN113489982A - 一种基于avs3编码框架下的数字水印版权保护方法 - Google Patents

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Abstract

基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法，包括步骤：S1：输入原始图像，读取数字水印图像大小，在原始图像上某坐标下做同数字水印图像大小抠图，定义为抠图图像；S2：将数字水印图像嵌入到原始图像中；S3：对抠图图像进行AVS3编码，然后先进行RSA加密，把加密后密文填充生成数字水印扩展数据区；S4：对嵌入水印后的图像进行编码，生成一段嵌入水印图像码流；S5:把S3中的数字水印扩展数据区内容填充到S4的嵌入水印图像码流定义的扩展数据区中，完成一段带数字水印的码流；S6：编码完毕后，进行后续音频嵌入、格式封装操作；以及S7：跳到步骤S1，重新进行下一帧的数字水印嵌入工作。本发明方法填补了我国AVS3编码标准里对数字水印技术定义的空白。

Description

一种基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法
技术领域
本发明属于视频压缩编码和数字水印领域，提供了一种基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法。
背景技术
随着生活水平提高，人们对视觉体验呈现出越来越高的需求，当前对超高清视频(4K/8K分辨率图像)的编码技术不面临巨大挑战，一方面编码压缩率带来带宽和存储挑战，另一方面，用户对图像具有更多需求，如全景、8K\16K图像等。第三代音视频标准(AVS3)作为国内自主知识产权的第三代音视频编码技术，对超高清视频编码具有很大的推动作用，我国在2021年初已经在电视广播上开通了8K超高清视频直播频道，这对加速8K超高清技术的产业化具有重大推动作用，同时一些企业也在利用AVS3编码技术生产高质量的AVS3视频流，随着超高清视频不断增多，各企业对数字版本保护渐渐重视起来了。
数字水印技术，目前有鲁棒水印，易损水印和标注水印三种；鲁棒水印通常用于数字化图像、视频、音频或电子文档的版权保护。将代表版权人身份的特定信息，如一段文字、标识、序列号等按某种方式嵌入在数字产品中，在发生版权纠纷时，通过相应的算法提取出数字水印，从而验证版权的归属，确保著作权人的合法利益，避免非法盗版的威胁，该方法正是基于鲁棒水印进行的一种数字版本保护方法。
发明内容
本发明提供了一种基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法，在AVS3编码框架能够结合数字水印进行数字产权保护，填补了我国AVS3编码标准里对数字水印技术定义的空白。一方面，可对我国AVS3标准进行推动作用，促进和完善AVS3标准。另一方面对超高清产业链企业在集成数字版本保护时，提供了一种有力、方便、快捷手段。
本发明的技术方案如下：
本发明的基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法，包括以下步骤：S1：输入一帧原始图像，并且读取数字水印图像大小，在原始图像上截取一张与数字水印图像大小一致的图像，定义为抠图图像；S2：将数字水印图像嵌入到原始图像中，形成一张带有水印图像的待编码图像；S3：对抠图图像进行AVS3编码，对编码后生成的AVS3图像先进行RSA加密，生成一段加密后密文，把加密后密文按数据结构填充生成数字水印扩展数据区；S4：对嵌入水印后的图像进行编码，生成一段嵌入水印图像码流；S5:把S3中的数字水印扩展数据区内容填充到S4的嵌入水印图像码流定义的扩展数据区中，最终完成一段带数字水印的码流；S6：编码完毕后，进行后续音频嵌入、格式封装操作；以及S7：跳到步骤S1，重新进行下一帧的数字水印嵌入工作。
优选的，在上述基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法中，在步骤S1中，在原始图像上某坐标下做同数字水印图像大小抠图，需要4字节对齐，从而保证数据完整性。
优选的，在上述基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法中，在步骤S2中，数字水印扩展数据区包括图像内容、图像格式、图像宽高、图像还原坐标、图像帧率。
优选的，在上述基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法中，在步骤S4中，将嵌入水印后的图像送入AVS3编码引擎进行编码，生成一段嵌入水印图像码流。
根据本发明的技术方案，产生的有益效果是:
本发明方法利用一种原始图像的某坐标下的与水印图像同等大小进行了交叉替换，并且分开进行编码，抠图图像需要进行RSA加密处理，防止被人篡改，同时在AVS3编码框架下，增加一种定义为加密数字水印图像的扩展数据结构。在AVS3编码框架能够结合数字水印进行数字产权保护，填补了我国AVS3编码标准里对数字水印技术定义的空白。
为了更好地理解和说明本发明的构思、工作原理和发明效果，下面结合附图，通过具体实施例，对本发明进行详细说明如下：
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明的基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方法及优点更加清晰，下面结合附图及具体实例，对本发明做进一步的详细说明。这些实例仅仅是说明性的，而并非对本发明的限制。
本发明方法利用一种原始图像的某坐标下的与水印图像同等大小进行了交叉替换，并且分开进行编码，抠图图像需要进行RSA(Rivest-Shamir-Adleman)加密处理，防止被人篡改，同时在AVS3编码框架下，增加一种定义为加密数字水印图像的扩展数据结构。
图1是一本发明的基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法的流程图；本发明方法包括以下步骤：
S1：输入一帧原始图像，原始图像为Ycbcr(图像色彩空间：Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，而Cr指红色色度分量)图像并且读取数字水印图像大小，在此原始图像上截取一张与数字水印图像大小一致的图像(即，图1中的截取水印大小图像)，定义为抠图图像。
具体地，在AVS3编码之前，原始图像是一张Ycbcr数据图像，在原始图像上某坐标下做同数字水印图像大小抠图，需要4字节对齐，从而保证数据完整性。
S2：将数字水印图像嵌入到原始图像中，形成一张带有水印图像的待编码图像(对应图1中的嵌入水印图像)。
S3：对抠图图像进行AVS3编码，编码后生成的AVS3图像，先进行RSA加密，即利用RSA非对称进行加密,生成一段加密后密文，并进行水印数据扩展数据填充，即把加密后的密文按数据结构填充生成数字水印扩展数据区，该数字水印扩展数据区包括图像内容、图像格式、图像宽高、图像还原坐标、图像帧率等。
S4：对嵌入水印后的图像进行编码，生成AVS3图像。具体地，将嵌入水印后的图像送入AVS3编码引擎进行编码，生成一段嵌入水印图像码流。
S5:把S3中的数字水印扩展数据区内容填充到S4嵌入水印图像码流定义的扩展数据区中(对应于图1中的“水印扩展数据填充”)，最终完成一段带数字水印的码流。
S6：编码完毕后，可进行后续音频嵌入、格式封装等操作。
S7：跳到步骤S1，重新进行下一帧的数字水印嵌入工作。
跳到第一步，重复进行后面的编码。
本发明方法在AVS3编码框架能够结合数字水印进行数字产权保护，填补了我国AVS3编码标准里对数字水印技术定义的空白。一方面，可对我国AVS3标准进行推动作用，促进和完善AVS3标准。另一方面对超高清产业链企业在集成数字版本保护时，提供了一种有力、方便、快捷手段。
以上说明是依据发明的构思和工作原理的最佳实施例。上述实施例不应理解为对本权利要求保护范围的限制，依照本发明构思的其他实施方式和实现方式的组合均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：输入一帧原始图像，并且读取数字水印图像大小，在所述原始图像上截取一张与所述数字水印图像大小一致的图像，定义为抠图图像；
S2：将所述数字水印图像嵌入到所述原始图像中，形成一张带有水印图像的待编码图像；
S3：对所述抠图图像进行AVS3编码，对编码后生成的AVS3图像先进行RSA加密，生成一段加密后密文，把所述加密后密文按数据结构填充生成数字水印扩展数据区；
S4：对嵌入水印后的图像进行编码，生成一段嵌入水印图像码流；
S5:把S3中的所述数字水印扩展数据区内容填充到S4的所述嵌入水印图像码流定义的扩展数据区中，最终完成一段带数字水印的码流；
S6：编码完毕后，进行后续音频嵌入、格式封装操作；以及
S7：跳到步骤S1，重新进行下一帧的数字水印嵌入工作。
2.根据权利要求1所述的基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法，其特征在于，在步骤S1中，在所述原始图像上某坐标下做同数字水印图像大小抠图，需要4字节对齐，从而保证数据完整性。
3.根据权利要求1所述的基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法，其特征在于，在步骤S2中，所述数字水印扩展数据区包括图像内容、图像格式、图像宽高、图像还原坐标、图像帧率。
4.根据权利要求1所述的基于AVS3编码框架下的数字水印版权保护方法，其特征在于，在步骤S4中，将所述嵌入水印后的图像送入AVS3编码引擎进行编码，生成一段嵌入水印图像码流。
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