[发明专利]一种基于光流法与数字全息的视频水印

说明书

技术领域

本发明涉及水印技术领域，特别是一种基于光流法与数字全息的视频水印方法。

背景技术

随着信息社会的发展，互联网提供了海量的图像、视频和音频等各种形式的数字媒体信息数据。互联网在提供方便服务的同时，一些未获得相应媒体认证的用户通过互联网轻易的获得数字媒体，稍加修改后就给自己使用，如何来维护原创者的版权问题？如何来定位原的信息是否被篡改？数字水印技术是将一些标识信息(即数字水印)直接嵌入数字载体当中，但不影响原载体的使用价值，也不容易被人的知觉系统(如视觉或听觉系统)觉察或注意到。数字水印技术是实现版权保护和安全认证的有效方法，涉及到信号处理，图像处理，机器视觉，信息安全等学科。近年来，信息光学理论被应用到数字水印领域，显示出其独特的魅力，全息概念应用到数字水印中则使水印具有良好的抗剪切性。当前的视频水印技术主要分两类，一类是将水印信息直接嵌入到原始视频图像序列进行视频水印的嵌入，第二类则是把水印信息嵌入到视频压缩码流中。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光流法与数字全息的视频水印方法，在提取水印的过程无须原来的视频，能有效提高水印的安全性和实用性。

为实现上述目的，本发明采用以下方案实现：一种基于光流法与数字全息的视频水印方法，包括步骤：

水印嵌入时的处理步骤：

步骤11：生成水印的信息的数字全息图H,大小为m                                               n；

步骤12：计算选取没有经过MPEG压缩的宿主视频序列中的每一帧Frame(MN)的光流运动量，并依照Wolf法提取关键帧；

步骤13：对于关键帧的亮度通道进行分块，并对每个分块进行离散余弦变换；

步骤14：根据文视频序列的人类视觉屏蔽特性,在每一块DCT中频分量中根据一第一密钥选择round()个系数应用如下加法公式把水印嵌入进去，同时原系数据组成一个新块作为边信息保留，并把其作为第二密钥，这样水印序列就能嵌入到细节子带中；

其中，；参数a，b 分别表示图像点的横纵坐标，i，j 表示全息图的横纵坐标；

步骤15：对水印信息嵌入后的图像块进行离散余弦反变换，就得到添加水印后的视频帧的亮度分量。

水印提取时的处理步骤：

步骤21：计算选取没有经过MPEG压缩的宿主视频序列中的每一帧Frame(MN)的光流运动量，并依照Wolf法提取关键帧；

步骤22：将待检测视频序列关键帧的亮度通道进行分块.并对每个分块进行离散余弦变换。

步骤23：根据第一密钥检测每一个水印嵌入的秘密位置，并把相应系数之间的组成一个新块；

步骤24：与原来的第二密钥边信息作按照如下公式提取全息图：

对得到的数字全息图重建恢复出水印信息。

本发明的方法一方面在视频序列时间轴上利用局部光流信息检测关键帧，然后把水印全息图嵌入到视频的关键帧离散余弦变换域的中频系数，增加了水印的鲁棒性，而且由于数字全息图本身具有不可撕毁性，提高了水印的抗剪切能力，提取过程中充分利用边信息，使得提取过程不需原始宿主图像的参与，因此大大增强了水印的安全性和实用性。

附图说明

图1 是本发明实施例的水印嵌入与提取的流程图。

图2 是全息图的记录与再现示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1，详细叙述本发明的具体结构和实施方式。在MATLAB 7.0仿真实验平台下，从ITE(image information and television engineers)标准视频序列中选取2个标准视频序列BUS和MOBILE，每个视频序列的长度都是150帧，大小为704576，颜色的格式为YCbCr，水印的图像水印为(264264)的二值小图标。以下是本发明详细的叙述。

1．基于视频光流场的关键帧提取

光流反映了序列图像中的速度场。光流场方法善于在运动场景中捕捉运动对象的运动特性, 文中关键帧检测算法正是基于图像光流场进行计算。Wolf提出的运动极小值算法，利用光流场为每个镜头计算了一条运动曲线，把关键帧选取在这条曲线的极小点上。

首先利用Horn计算光流的基本方法来计算出各点的x方向光流速度。Horn在1981年提出了计算光流约束等式，若设帧图像平面上的点在t时刻的亮度为：