[发明专利]基于帧间DCT系数相关性的视频水印嵌入和提取方法及系统

权利要求书

1.基于帧间DCT系数相关性的视频水印嵌入和提取方法，其特征是，包括：

视频水印嵌入方法，步骤为：

读取原始宿主视频，从原始宿主视频中提取出原始宿主视频的亮度分量；

将亮度分量的每一帧分为互不重叠的图像块，计算所有帧的运动块比率，如果当前帧的运动块比率同时小于上一帧的运动块比率、下一帧的运动块比率和预设的运动帧阈值，则当前帧为低运动帧，即嵌入帧，嵌入帧的下一帧为参考帧；

对当前嵌入帧及其参考帧的图像块进行DCT变换，计算嵌入帧和参考帧的同一位置DCT块中嵌入块和参考块的系数差，通过修改嵌入块的低频位置，将系数差调制到指定的大小范围，以在所有嵌入帧中嵌入水印图像，得到含水印帧；

将所有含水印帧和其他不含水印的视频帧拼接，得到含水印视频；

视频水印提取方法，步骤为：

读取含水印视频，从中提取出含水印亮度分量；

根据含水印帧的位置，提取出含水印帧和参考帧；

对含水印帧及其参考帧的图像块进行DCT变换，根据含水印帧和参考帧的同一位置DCT块中嵌入块和参考块的系数差，得到水印图像，使用投票策略得到最终的水印图像。

2.如权利要求1所述的基于帧间DCT系数相关性的视频水印嵌入和提取方法，其特征是，所述将亮度分量的每一帧分为互不重叠的图像块，计算所有帧的运动块比率，具体为：

水平扫描当前帧和下一帧的每个图像块，计算当前帧图像块与下一帧同位置图像块的欧氏距离，通过欧氏距离信息，计算所有帧的运动块比率。

3.如权利要求1所述的基于帧间DCT系数相关性的视频水印嵌入和提取方法，其特征是，所述嵌入帧和参考帧的同一位置DCT块中嵌入块和参考块的系数差为：

d＝C(u,v)-C′(u,v),1≤u,v≤H

其中，C为嵌入DCT块，即实际根据待嵌入的水印比特是“0”或“1”而调制修改系数的DCT块；C′为参考DCT块，不修改，C(u,v)和C′(u,v)是相邻两帧的DCT块C和C′的第u行、第v列的系数，H为块的尺寸。

4.如权利要求3所述的基于帧间DCT系数相关性的视频水印嵌入和提取方法，其特征是，所述通过修改嵌入块的低频位置，将系数差调制到指定的大小范围，具体过程如下：

嵌入水印w＝1时：

若d2T+Ed≥3T/2，则循环赋值C(u,v)＝C(u,v)+p_m，直到d≥2T+E；若d3T/2dT-E，则循环赋值C(u,v)＝C(u,v)-p_m，直到d≤T-E；若dEd≥-T/2，则循环赋值C(u,v)＝C(u,v)+p_m，直到d≥E；若d-T/2d-T-E，则循环赋值C(u,v)＝C(u,v)-p_m，直到d≤-T-E；若d-2T+E，则循环赋值C(u,v)＝C(u,v)+p_m，直到d≥-2T+E；

嵌入水印w＝0时：

若d2T-E，则循环赋值C(u,v)＝C(u,v)-p_m，直到d≤2T-E；若dT+Ed≥T/2，则循环赋值C(u,v)＝C(u,v)+p_m，直到d≥T+E；若dT/2d-E，则循环赋值C(u,v)＝C(u,v)-p_m，直到d≤-E；若d-T+Ed≥-3T/2，则循环赋值C(u,v)＝C(u,v)+p_m，直到d≥-T+E；若d-3T/2d-2T-E，则循环赋值C(u,v)＝C(u,v)-p_m，直到d≤-2T-E；

嵌入过程中的p_m为循环过程中的修改参数：

其中，V为尺度变量，M_L为当前系数块扫描的低频交流系数绝对值的和，C_DC为当前块的直流系数，F_MB为运动块标志，T为判决阈值，E为嵌入因子。