CN113766242B - 水印嵌入方法、水印提取方法及装置 - Google Patents

水印嵌入方法、水印提取方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113766242B
CN113766242B CN202010484364.7A CN202010484364A CN113766242B CN 113766242 B CN113766242 B CN 113766242B CN 202010484364 A CN202010484364 A CN 202010484364A CN 113766242 B CN113766242 B CN 113766242B
Authority
CN
China
Prior art keywords
video
watermark
pixel
frame
original
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010484364.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113766242A (zh
Inventor
高静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Mobile Communications Group Co Ltd
China Mobile Communications Ltd Research Institute
Original Assignee
China Mobile Communications Group Co Ltd
China Mobile Communications Ltd Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Mobile Communications Group Co Ltd, China Mobile Communications Ltd Research Institute filed Critical China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority to CN202010484364.7A priority Critical patent/CN113766242B/zh
Publication of CN113766242A publication Critical patent/CN113766242A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113766242B publication Critical patent/CN113766242B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/46—Embedding additional information in the video signal during the compression process
    • H04N19/467—Embedding additional information in the video signal during the compression process characterised by the embedded information being invisible, e.g. watermarking
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/80—Generation or processing of content or additional data by content creator independently of the distribution process; Content per se
    • H04N21/83—Generation or processing of protective or descriptive data associated with content; Content structuring
    • H04N21/835—Generation of protective data, e.g. certificates
    • H04N21/8358—Generation of protective data, e.g. certificates involving watermark

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

本发明提供了一种水印嵌入方法、水印提取方法及装置，属于数字图像处理和信息安全技术领域。其中，水印嵌入方法包括：获取原始水印图像和原始视频；利用所述原始水印图像获取视频水印；在所述原始视频的视频帧中通过修改像素值的方法逐帧嵌入所述视频水印，并将嵌入所述视频水印后的视频帧转换为水印视频。本发明的技术方案能够实现视频隐形水印嵌入。

Description

水印嵌入方法、水印提取方法及装置
技术领域
本发明涉及数字图像处理和信息安全技术领域，特别是指一种水印嵌入方法、水印提取方法及装置。
背景技术
数字水印技术是在不影响载体感知度的情况下,将水印信息嵌入到文档、图像、音频、视频等载体中,不易被发现或篡改。水印信息的嵌入者可以利用设定的算法秘钥提取水印，通过相应的评估标准评价提取到的水印信息与原始水印信息的差异，进而判定含有水印信息的数据是否已被攻击或者篡改。
视频水印技术作为数字水印技术的一种，是视频版权保护、内容认证、广播监控、拷贝控制等视频产品保护的一种重要手段。
近几年视频水印技术不断发展，视频水印方案主要是基于对视频做出修改的方案。如基于原始视频的水印算法，就是对未压缩的视频进行处理，将水印嵌入到未压缩的视频上。再者就是基于压缩视频的水印算法。
基于原始视频的水印算法主要有空域视频水印和频域视频水印算法。空域视频水印是指直接将水印信息嵌入到原始视频的亮度分量或色度分量上，构成含水印的视频。最低有效位法(Least Significant Bit，LSB)是典型的空域水印算法，是修改色度分量的最低位完成水印的嵌入，这个算法实现简单，但鲁棒性较差，还可能会影响到视频质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水印嵌入方法、水印提取方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种水印嵌入方法，包括：
获取原始水印图像和原始视频；
利用所述原始水印图像获取视频水印；
在所述原始视频的视频帧中通过修改像素值的方法逐帧嵌入所述视频水印，并将嵌入所述视频水印后的视频帧转换为水印视频。
一些实施例中，所述利用所述原始水印图像获取视频水印包括：
将所述原始水印图像转换为长度为n的位序列l，n为正整数；
生成一个长度为n的伪随机位序列s；
将序列l和序列s进行逐位的逻辑异或运算，将运算结果与伪随机数相乘得到水印序列作为所述视频水印。
一些实施例中，所述生成一个长度为n的伪随机位序列s包括：
使用RC4算法生成伪随机位序列s。
一些实施例中，所述在所述原始视频的视频帧中通过修改像素值的方法逐帧嵌入所述视频水印，并将嵌入所述视频水印后的视频帧转换为水印视频包括：
将所述原始视频的视频帧分解成n×n个视频块，n为正整数，取决于所述视频帧和所述视频水印的维数；
对于每一视频块，计算所述视频块中像素的平均值Vmean，最大值Vmax和最小值Vmin；确定所述视频块中像素值高于所述平均值的第一像素和像素值低于所述平均值的第二像素；计算所述第一像素的像素值的平均值mhigh和所述第二像素的像素值的平均值mlow；根据Vmean、Vmax、Vmin、mhigh和mlow计算所述视频块中每一像素的新的像素值V’；根据每一像素的新的像素值V’生成带水印的视频块；
根据带水印的视频块生成带水印的视频帧，并根据带水印的视频帧生成所述水印视频。
一些实施例中，n的值如下：
Figure GDA0003959185030000031
其中M，N和X，Y分别表示所述视频帧和所述视频水印的维数。
一些实施例中，计算所述视频块中每一像素的新的像素值V’包括：
如果提取的位为0：
若像素的初始像素值V小于mlow，则V’＝Vmin；若Vmean<V<mhigh，则V’＝Vmean；否则V’＝V–1；
如果提取的位大于0：
若V＞mhigh，则V’＝Vmax；若mlow<V<Vmean，则V’＝Vmean；否则V’＝V+1。
本发明的实施例还提供了一种水印提取方法，包括：
获取原始视频和水印视频，所述水印视频为采用如上所述的水印嵌入方法生成；
将所述原始视频的视频帧分解成n乘n个第一视频块，n为正整数；
将所述水印视频的视频帧分解成n乘n个第二视频块；
根据分解后的第一视频块和第二视频块提取视频水印。
一些实施例中，所述根据分解后的第一视频块和第二视频块提取视频水印包括：
对于每一第一视频块，计算所述第一视频块的像素值之和，以及与所述第一视频块对应的第二视频块的像素值之和，如果第一视频块的像素值之和大于对应的第二视频块的像素值之和，则提取位为0，否则提取位为1；
重复上一步骤，得到n乘n的序列；
生成一个长度为n的伪随机位序列s；
利用伪随机位序列s对n乘n的序列进行逐位的逻辑异或运算，得到所述视频水印。
本发明的实施例还提供了一种水印嵌入装置，包括：
第一获取模块，用于获取原始水印图像和原始视频；
第二获取模块，用于利用所述原始水印图像获取视频水印；
转换模块，用于在所述原始视频的视频帧中通过修改像素值的方法逐帧嵌入所述视频水印，并将嵌入所述视频水印后的视频帧转换为水印视频。
一些实施例中，所述第二获取模块具体用于将所述原始水印图像转换为长度为n的位序列l，n为正整数；生成一个长度为n的伪随机位序列s；将序列l和序列s进行逐位的逻辑异或运算，将运算结果与伪随机数相乘得到水印序列作为所述视频水印。
一些实施例中，所述第二获取模块具体用于使用RC4算法生成伪随机位序列s。
一些实施例中，所述转换模块具体用于将所述原始视频的视频帧分解成n×n个视频块，n为正整数，取决于所述视频帧和所述视频水印的维数；对于每一视频块，计算所述视频块中像素的平均值Vmean，最大值Vmax和最小值Vmin；确定所述视频块中像素值高于所述平均值的第一像素和像素值低于所述平均值的第二像素；计算所述第一像素的像素值的平均值mhigh和所述第二像素的像素值的平均值mlow；根据Vmean、Vmax、Vmin、mhigh和mlow计算所述视频块中每一像素的新的像素值V’；根据每一像素的新的像素值V’生成带水印的视频块；根据带水印的视频块生成带水印的视频帧，并根据带水印的视频帧生成所述水印视频。
一些实施例中，n的值如下：
Figure GDA0003959185030000041
其中M，N和X，Y分别表示所述视频帧和所述视频水印的维数。
一些实施例中，所述转换模块具体用于执行以下步骤：
如果提取的位为0：
若像素的初始像素值V小于mlow，则V’＝Vmin；若Vmean<V<mhigh，则V’＝Vmean；否则V’＝V–1；
如果提取的位大于0：
若V＞mhigh，则V’＝Vmax；若mlow<V<Vmean，则V’＝Vmean；否则V’＝V+1。
本发明的实施例还提供了一种水印提取装置，包括：
第三获取模块，用于获取原始视频和水印视频，所述水印视频为采用如上所述的水印嵌入方法生成；
第一分解模块，用于将所述原始视频的视频帧分解成n乘n个第一视频块，n为正整数；
第二分解模块，用于将所述水印视频的视频帧分解成n乘n个第二视频块；
提取模块，用于根据分解后的第一视频块和第二视频块提取视频水印。
一些实施例中，所述提取模块具体用于对于每一第一视频块，计算所述第一视频块的像素值之和，以及与所述第一视频块对应的第二视频块的像素值之和，如果第一视频块的像素值之和大于对应的第二视频块的像素值之和，则提取位为0，否则提取位为1；重复上一步骤，得到n乘n的序列；生成一个长度为n的伪随机位序列s；利用伪随机位序列s对n乘n的序列进行逐位的逻辑异或运算，得到所述视频水印。
本发明的实施例还提供了一种水印嵌入装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的水印嵌入方法。
本发明的实施例还提供了一种水印提取装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的水印提取方法。
本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的水印嵌入方法中的步骤或实现如上所述的水印提取方法中的步骤。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，通过直接修改视频的像素值来嵌入水印，算法简单但具有很好的抗攻击能力。
附图说明
图1为本发明实施例水印嵌入方法的流程示意图；
图2为本发明实施例水印提取方法的流程示意图；
图3为本发明实施例调制视频水印的示意图；
图4为本发明实施例视频水印嵌入的实现示意图；
图5为视频裁剪前的图像；
图6为视频裁剪后的图像；
图7为原始水印的图像；
图8为视频裁剪后提取的水印的图像；
图9为水印视频帧裁剪前的峰值信噪比PSNR和归一化相关系数NC；
图10为水印视频帧裁剪后的PSNR和NC；
图11为本发明实施例水印嵌入装置的结构示意图；
图12为本发明实施例水印提取装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
嵌入水印可以视为在强背景(原始图像)下迭加一个弱信号(水印)，由于人类视觉系统HVS(Human Visual System)的分辨率受到一定限制，只要迭加信号的幅度低于HVS的对比度门限，HVS就无法感觉到信号的存在，因此通过对原始图像做一定的调整，可以在不改变视觉效果的情况下嵌入一些水印信息。
基于上述分析，本发明实施例提供一种水印嵌入方法，如图1所示，包括：
步骤101：获取原始水印图像和原始视频；
步骤102：利用所述原始水印图像获取视频水印；
步骤103：在所述原始视频的视频帧中通过修改像素值的方法逐帧嵌入所述视频水印，并将嵌入所述视频水印后的视频帧转换为水印视频。
本实施例中，通过直接修改视频的像素值来嵌入水印，算法简单但具有很好的抗攻击能力。
一些实施例中，所述利用所述原始水印图像获取视频水印包括：
将所述原始水印图像转换为长度为n的位序列l，n为正整数；
生成一个长度为n的伪随机位序列s；
将序列l和序列s进行逐位的逻辑异或运算，将运算结果与伪随机数相乘得到水印序列作为所述视频水印。
一些实施例中，所述生成一个长度为n的伪随机位序列s包括：
使用RC4算法生成伪随机位序列s。
一些实施例中，所述在所述原始视频的视频帧中通过修改像素值的方法逐帧嵌入所述视频水印，并将嵌入所述视频水印后的视频帧转换为水印视频包括：
将所述原始视频的视频帧分解成n×n个视频块，n为正整数，取决于所述视频帧和所述视频水印的维数；
对于每一视频块，计算所述视频块中像素的平均值Vmean，最大值Vmax和最小值Vmin；确定所述视频块中像素值高于所述平均值的第一像素和像素值低于所述平均值的第二像素；计算所述第一像素的像素值的平均值mhigh和所述第二像素的像素值的平均值mlow；根据Vmean、Vmax、Vmin、mhigh和mlow计算所述视频块中每一像素的新的像素值V’；根据每一像素的新的像素值V’生成带水印的视频块；
根据带水印的视频块生成带水印的视频帧，并根据带水印的视频帧生成所述水印视频。
一些实施例中，n的值如下：
Figure GDA0003959185030000081
其中M，N和X，Y分别表示所述视频帧和所述视频水印的维数。
一些实施例中，计算所述视频块中每一像素的新的像素值V’包括：
如果提取的位为0：
若像素的初始像素值V小于mlow，则V’＝Vmin；若Vmean<V<mhigh，则V’＝Vmean；否则V’＝V–1；
如果提取的位大于0：
若V＞mhigh，则V’＝Vmax；若mlow<V<Vmean，则V’＝Vmean；否则V’＝V+1。
本发明的实施例还提供了一种水印提取方法，如图2所示，包括：
步骤201：获取原始视频和水印视频，所述水印视频为采用如上所述的水印嵌入方法生成；
步骤202：将所述原始视频的视频帧分解成n乘n个第一视频块，n为正整数；
步骤203：将所述水印视频的视频帧分解成n乘n个第二视频块；
步骤204：根据分解后的第一视频块和第二视频块提取视频水印。
一些实施例中，所述根据分解后的第一视频块和第二视频块提取视频水印包括：
对于每一第一视频块，计算所述第一视频块的像素值之和，以及与所述第一视频块对应的第二视频块的像素值之和，如果第一视频块的像素值之和大于对应的第二视频块的像素值之和，则提取位为0，否则提取位为1；
重复上一步骤，得到n乘n的序列；
生成一个长度为n的伪随机位序列s；
利用伪随机位序列s对n乘n的序列进行逐位的逻辑异或运算，得到所述视频水印。
下面结合附图以及具体的实施例对本发明的水印嵌入及提取方法进行进一步介绍，本发明的技术方案包括以下步骤：
S1、给定要用作水印图像的标志或二进制图像(即原始水印图像)，调制视频水印；
依据图像系统理论，对图像而言，不同的成像手段得到不同的图像系统。数字图像系统是一个混合系统，输入的是空间位置连续信号，因此可看作是一个长度为n的位序列，即原始水印图像可以转换为长度为n的序列l：
l＝[l1,l2,…,ln],li∈{0,1}；
使用RC4算法生成一个长度为n的伪随机位序列s＝[s1,s2,…,sn],si∈{0,1}，将序列l和序列s通过一个逐位的逻辑异或运算进行水印的调制，将得到的结果与使用MATLAB随机数生成器生成的伪随机数(0,1)相乘得到最终的被调制的水印序列w＝[w1,w2,…,wn]，作为视频水印，实现过程如图3所示。
S2、逐帧嵌入已完成调制的视频水印后，将原始视频转换为水印视频；
在水印嵌入之前，将视频帧分解成n×n个块，n的值如下，
Figure GDA0003959185030000091
其中M，N和X，Y分别表示原始视频帧和视频水印的维数。
水印嵌入每个视频块的过程如下：
步骤S21，计算每个视频块的像素的平均值Vmean，最大值Vmax和最小值Vmin，其中，像素值可以为像素的灰阶值；
步骤S22，查找该视频块中高于和低于平均值的像素的像素值；
步骤S23，计算低于该视频块平均值的像素的平均值mlow和高于该视频块平均值的像素的平均值mhigh；
步骤S24，根据以下方法计算每一像素新的像素值V’:
如果提取的位为0：
若像素的初始像素值V小于mlow，则V’＝Vmin；若Vmean<V<mhigh，则V’＝Vmean；否则V’＝V–1；
如果提取的位大于0(比如为1)：
若V＞mhigh，则V’＝Vmax；若mlow<V<Vmean，则V’＝Vmean；否则V’＝V+1。
步骤S25，用生成的带水印的视频帧替换原始视频的视频帧。
如图4所示，总体上视频水印嵌入的实现主要包括5个步骤：选择原始视频和水印图像、将原始视频转换为多个视频帧、调制水印图像、应用水印嵌入算法将调制出的水印嵌入至每一个视频帧中、最后将嵌入水印的视频帧转换为视频文件。
S3、比较原始视频与水印视频的相关性，提取视频水印。
所述步骤S3，将原始视频转换为视频帧，并将每一视频帧分成n*n的视频块；将水印视频转换为视频帧，并将每一视频帧分成n*n的视频块，n值同水印嵌入时的n值。比较原始视频帧与水印视频帧的相关性，提取水印。
视频帧的相关性比较可以按照下列步骤进行：
S31，计算每对相应视频块的像素之和，如果原始视频的视频块像素之和大于对应的水印视频的视频块的像素之和，则认为提取的位为0，否则认为为1；其中，原始视频的视频块在视频帧中的位置与对应的水印视频的视频块在视频帧中的位置相同；
S32，对提取出来的数据进行XOR处理，采用嵌入水印时相同的伪随机序列，得到提取出来的视频水印。
本实施例的技术方案提供了一种基于空间域的视频隐形水印嵌入和提取方法，将直接修改全视频帧像素值与视频水印嵌入提取相结合。相比较于频域、编码域、压缩域视频水印嵌入算法，本发明的基于空间域修改全视频帧像素值的算法实现简单，在水印嵌入同步性上有很好的效果。另外，本发明的算法实现的是隐形水印，视频信号的改变幅度很小，视觉系统很难察觉，避免了对视频视觉质量的改变。同时对水印的鲁棒性指标和水印不可见性指标进行计算，可以判断算法具有很好的抗攻击性。
视频裁剪前后的水印鲁棒性可以参见图5-图10，图5所示为视频裁剪前的图像，图6所示为视频裁剪后的图像，图7所示为原始水印的图像，图8所示为视频裁剪后提取的水印的图像，图9所示为水印视频帧裁剪前的峰值信噪比PSNR和归一化相关系数NC，图10为水印视频帧裁剪后的PSNR和NC，PSNR大于48说明图像质量极好，NC值越大表示两张图相关性越好；NC值大于0.6，说明提取的水印有效。
本发明的实施例还提供了一种水印嵌入装置，如图11所示，包括：
第一获取模块11，用于获取原始水印图像和原始视频；
第二获取模块12，用于利用所述原始水印图像获取视频水印；
转换模块13，用于在所述原始视频的视频帧中通过修改像素值的方法逐帧嵌入所述视频水印，并将嵌入所述视频水印后的视频帧转换为水印视频。
本实施例中，通过直接修改视频的像素值来嵌入水印，算法简单但具有很好的抗攻击能力。
一些实施例中，所述第二获取模块具体用于将所述原始水印图像转换为长度为n的位序列l，n为正整数；生成一个长度为n的伪随机位序列s；将序列l和序列s进行逐位的逻辑异或运算，将运算结果与伪随机数相乘得到水印序列作为所述视频水印。
一些实施例中，所述第二获取模块具体用于使用RC4算法生成伪随机位序列s。
一些实施例中，所述转换模块具体用于将所述原始视频的视频帧分解成n×n个视频块，n为正整数，取决于所述视频帧和所述视频水印的维数；对于每一视频块，计算所述视频块中像素的平均值Vmean，最大值Vmax和最小值Vmin；确定所述视频块中像素值高于所述平均值的第一像素和像素值低于所述平均值的第二像素；计算所述第一像素的像素值的平均值mhigh和所述第二像素的像素值的平均值mlow；根据Vmean、Vmax、Vmin、mhigh和mlow计算所述视频块中每一像素的新的像素值V’；根据每一像素的新的像素值V’生成带水印的视频块；根据带水印的视频块生成带水印的视频帧，并根据带水印的视频帧生成所述水印视频。
一些实施例中，n的值如下：
Figure GDA0003959185030000121
其中M，N和X，Y分别表示所述视频帧和所述视频水印的维数。
一些实施例中，所述转换模块具体用于执行以下步骤：
如果提取的位为0：
若像素的初始像素值V小于mlow，则V’＝Vmin；若Vmean<V<mhigh，则V’＝Vmean；否则V’＝V–1；
如果提取的位大于0：
若V＞mhigh，则V’＝Vmax；若mlow<V<Vmean，则V’＝Vmean；否则V’＝V+1。
本发明的实施例还提供了一种水印提取装置，如图12所示，包括：
第三获取模块21，用于获取原始视频和水印视频，所述水印视频为采用如上所述的水印嵌入方法生成；
第一分解模块22，用于将所述原始视频的视频帧分解成n乘n个第一视频块，n为正整数；
第二分解模块23，用于将所述水印视频的视频帧分解成n乘n个第二视频块；
提取模块24，用于根据分解后的第一视频块和第二视频块提取视频水印。
一些实施例中，所述提取模块具体用于对于每一第一视频块，计算所述第一视频块的像素值之和，以及与所述第一视频块对应的第二视频块的像素值之和，如果第一视频块的像素值之和大于对应的第二视频块的像素值之和，则提取位为0，否则提取位为1；重复上一步骤，得到n乘n的序列；生成一个长度为n的伪随机位序列s；利用伪随机位序列s对n乘n的序列进行逐位的逻辑异或运算，得到所述视频水印。
本发明的实施例还提供了一种水印嵌入装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的水印嵌入方法。
本发明的实施例还提供了一种水印提取装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的水印提取方法。
本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的水印嵌入方法中的步骤或实现如上所述的水印提取方法中的步骤。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水印嵌入方法，其特征在于，包括：
获取原始水印图像和原始视频；
利用所述原始水印图像获取视频水印；
在所述原始视频的视频帧中通过修改像素值的方法逐帧嵌入所述视频水印，并将嵌入所述视频水印后的视频帧转换为水印视频；
所述利用所述原始水印图像获取视频水印包括：
将所述原始水印图像转换为长度为n的位序列l，n为正整数；
生成一个长度为n的伪随机位序列s；
将序列l和序列s进行逐位的逻辑异或运算，将运算结果与伪随机数相乘得到水印序列作为所述视频水印；
在所述原始视频的视频帧中通过修改像素值的方法逐帧嵌入所述视频水印，并将嵌入所述视频水印后的视频帧转换为水印视频包括：
将所述原始视频的视频帧分解成n×n个视频块，n为正整数，取决于所述视频帧和所述视频水印的维数；
对于每一视频块，计算所述视频块中像素的平均值Vmean，最大值Vmax和最小值Vmin；确定所述视频块中像素值高于所述平均值的第一像素和像素值低于所述平均值的第二像素；计算所述第一像素的像素值的平均值mhigh和所述第二像素的像素值的平均值mlow；根据Vmean、Vmax、Vmin、mhigh和mlow计算所述视频块中每一像素的新的像素值V’；根据每一像素的新的像素值V’生成带水印的视频块；
根据带水印的视频块生成带水印的视频帧，并根据带水印的视频帧生成所述水印视频；
所述计算所述视频块中每一像素的新的像素值V’包括：
如果提取的位为0：
若像素的初始像素值V小于mlow，则V’＝Vmin；若Vmean<V<mhigh，则V’＝Vmean；否则V’＝V–1；
如果提取的位大于0：
若V＞mhigh，则V’＝Vmax；若mlow<V<Vmean，则V’＝Vmean；否则V’＝V+1。
2.根据权利要求1所述的水印嵌入方法，其特征在于，所述生成一个长度为n的伪随机位序列s包括：
使用RC4算法生成伪随机位序列s。
3.根据权利要求1所述的水印嵌入方法，其特征在于，n的值如下：
Figure FDA0003959185020000021
其中M，N和X，Y分别表示所述视频帧和所述视频水印的维数。
4.一种水印提取方法，其特征在于，包括：
获取原始视频和水印视频，所述水印视频为采用如权利要求1-3中任一项所述的水印嵌入方法生成；
将所述原始视频的视频帧分解成n乘n个第一视频块，n为正整数；
将所述水印视频的视频帧分解成n乘n个第二视频块；
根据分解后的第一视频块和第二视频块提取视频水印。
5.根据权利要求4所述的水印提取方法，其特征在于，所述根据分解后的第一视频块和第二视频块提取视频水印包括：
对于每一第一视频块，计算所述第一视频块的像素值之和，以及与所述第一视频块对应的第二视频块的像素值之和，如果第一视频块的像素值之和大于对应的第二视频块的像素值之和，则提取位为0，否则提取位为1；
重复上一步骤，得到n乘n的序列；
生成一个长度为n的伪随机位序列s；
利用伪随机位序列s对n乘n的序列进行逐位的逻辑异或运算，得到所述视频水印。
6.一种水印嵌入装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取原始水印图像和原始视频；
第二获取模块，用于利用所述原始水印图像获取视频水印；
转换模块，用于在所述原始视频的视频帧中通过修改像素值的方法逐帧嵌入所述视频水印，并将嵌入所述视频水印后的视频帧转换为水印视频；
所述第二获取模块具体用于：
将所述原始水印图像转换为长度为n的位序列l，n为正整数；
生成一个长度为n的伪随机位序列s；
将序列l和序列s进行逐位的逻辑异或运算，将运算结果与伪随机数相乘得到水印序列作为所述视频水印；
所述转换模块具体用于：
将所述原始视频的视频帧分解成n×n个视频块，n为正整数，取决于所述视频帧和所述视频水印的维数；
对于每一视频块，计算所述视频块中像素的平均值Vmean，最大值Vmax和最小值Vmin；确定所述视频块中像素值高于所述平均值的第一像素和像素值低于所述平均值的第二像素；计算所述第一像素的像素值的平均值mhigh和所述第二像素的像素值的平均值mlow；根据Vmean、Vmax、Vmin、mhigh和mlow计算所述视频块中每一像素的新的像素值V’；根据每一像素的新的像素值V’生成带水印的视频块；
根据带水印的视频块生成带水印的视频帧，并根据带水印的视频帧生成所述水印视频；
所述计算所述视频块中每一像素的新的像素值V’包括：
如果提取的位为0：
若像素的初始像素值V小于mlow，则V’＝Vmin；若Vmean<V<mhigh，则V’＝Vmean；否则V’＝V–1；
如果提取的位大于0：
若V＞mhigh，则V’＝Vmax；若mlow<V<Vmean，则V’＝Vmean；否则V’＝V+1。
7.一种水印提取装置，其特征在于，包括：
第三获取模块，用于获取原始视频和水印视频，所述水印视频为采用如权利要求1-3中任一项所述的水印嵌入方法生成；
第一分解模块，用于将所述原始视频的视频帧分解成n乘n个第一视频块，n为正整数；
第二分解模块，用于将所述水印视频的视频帧分解成n乘n个第二视频块；
提取模块，用于根据分解后的第一视频块和第二视频块提取视频水印。
8.一种水印嵌入装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-3中任一项所述的水印嵌入方法。
9.一种水印提取装置，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求4或5所述的水印提取方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的水印嵌入方法中的步骤或实现如权利要求4或5所述的水印提取方法中的步骤。
CN202010484364.7A 2020-06-01 2020-06-01 水印嵌入方法、水印提取方法及装置 Active CN113766242B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010484364.7A CN113766242B (zh) 2020-06-01 2020-06-01 水印嵌入方法、水印提取方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010484364.7A CN113766242B (zh) 2020-06-01 2020-06-01 水印嵌入方法、水印提取方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113766242A CN113766242A (zh) 2021-12-07
CN113766242B true CN113766242B (zh) 2023-05-05

Family

ID=78782485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010484364.7A Active CN113766242B (zh) 2020-06-01 2020-06-01 水印嵌入方法、水印提取方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113766242B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117376664B (zh) * 2023-12-07 2024-03-15 北京奕之宣科技有限公司 一种视频水印信息处理方法、装置及设备

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102156955B (zh) * 2011-04-11 2012-08-08 西安电子科技大学 基于直方图邻域的鲁棒可逆水印嵌入与提取方法
JP5974463B2 (ja) * 2011-11-29 2016-08-23 富士通株式会社 電子透かし埋め込み装置、電子透かし埋め込み方法、電子透かし検出装置及び電子透かし検出方法
JP6035459B2 (ja) * 2012-04-02 2016-11-30 株式会社クリプト・ベーシック 暗号化装置、復号化装置、及びプログラム
CN103426141B (zh) * 2013-08-09 2016-08-10 深圳大学 一种图像内容认证方法与系统
US10354355B2 (en) * 2014-07-29 2019-07-16 Tata Consultancy Services Limited Digital watermarking
CN105992072A (zh) * 2015-07-24 2016-10-05 乐视云计算有限公司 水印处理、提取方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113766242A (zh) 2021-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Reference sharing mechanism for watermark self-embedding
Swanson et al. Multiresolution scene-based video watermarking using perceptual models
US20080226124A1 (en) Method For Inserting and Extracting Multi-Bit Fingerprint Based on Wavelet
Alavianmehr et al. A lossless data hiding scheme on video raw data robust against H. 264/AVC compression
Chakraborty et al. Reversible color image watermarking using trigonometric functions
CN106454367B (zh) 一种多媒体文件的标识方法及系统
Rakhmawati Image fragile watermarking with two authentication components for tamper detection and recovery
Sikder et al. A semi-fragile watermarking method using slant transform and LU decomposition for image authentication
CN113766242B (zh) 水印嵌入方法、水印提取方法及装置
GB2383219A (en) Marking material using a two part watermark
Gopalakrishnan et al. Semi fragile watermarking using Gaussian mixture model for malicious image attacks
Wang et al. LBP and DWT based fragile watermarking for image authentication
Shi et al. Secure variable-capacity self-recovery watermarking scheme
Pan et al. A lossless watermarking scheme for halftone image authentication
Chaturvedi Various digital image watermarking techniques and wavelet transforms
Singh et al. A novel technique for digital image watermarking in frequency domain
Mohammed et al. Digital image watermarking, analysis of current methods
CN110047495B (zh) 基于2级奇异值分解的大容量音频水印算法
WO2010062290A1 (en) Multiphase watermark patterns
Manimegalai et al. The image steganography and steganalysis based on peak-shaped technique for Mp3 audio and video
JP2004254276A (ja) データ処理装置及び方法
Channapragada et al. Study of contemporary digital watermarking techniques
Goswami et al. Coloured and Gray Scale Image Steganography using Block Level DWT DCT Transformation
Liang et al. Ridgelet-based robust and perceptual watermarking for images
Gupta et al. Hiding text data in image through image watermarking using DCT & DWT: A research paper

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant