[发明专利]一种基于时间轴扩频的抗几何攻击鲁棒视频水印方法

摘要

一种基于时间轴扩频的抗几何攻击的鲁棒视频水印方法，水印嵌入过程为视频帧图像以RGB颜色空间表示，嵌入的二值图片信息以0‑1矩阵表示，将水印信息矩阵与视频帧图像B分量颜色矩阵建立位置对应，然后在时间轴以盲扩频水印方式嵌入对应位置处的水印信息，为了能够抵抗针对视频帧序列的攻击，通过改变视频帧图像R颜色分量和G颜色分量在三层DWT变换后的高频系数对比差值保存进行扩频嵌入时所使用的伪随机信息。水印提取过程首先通过对比视频帧图像R颜色分量和G颜色分量在三层DWT变换后的高频系数提取伪随机信息，然后再提取时间轴上的水印信息。本发明提高了视频水印对几何攻击的鲁棒性，对压缩和针对视频帧序列的攻击也具有一定的鲁棒性。

主权项

一种基于时间轴扩频的抗几何攻击鲁棒视频水印方法，其特征在于：包括水印嵌入和水印提取两部分，嵌入的水印信息为二值图片，利用视频帧图像的时间轴数据通过扩频水印技术保存水印信息，利用视频帧图像不同颜色分量之间的小波变换系数值对比保存嵌入和提取水印所需的伪随机信息；所述水印嵌入过程为：(1.1)将二值图片调整为视频帧大小，用二值图片矩阵w表示；(1.2)对第i帧图像的Blue通道分量，遍历该帧图片像素，按下式进行水印嵌入：p'i(x,y)＝pi(x,y)+α*ri*(2*w(x,y)‑1)；其中，(x,y)为坐标，pi为原始像素值，p'i为嵌入水印后的像素值，α为取值大于0的放大系数，ri为伪随机序列，ri∈{‑1,1}，i∈N，N为自然数，w为二值图片矩阵，其中0代表黑色，1代表白色；(1.3)对第i帧图像的Red分量和Green分量，分别对其进行3层2维DWT变换，得到第3层变换后的Red分量的横向高频分量chRed、纵向高频分量cvRed和Green分量的横向高频分量chGreen、纵向高频分量cvGreen，每个分量都可看作相同大小的二维矩阵，设定门限值T，T取正值，如果ri为1，则调整矩阵chRed和矩阵chGreen的相同位置的参数值的差值绝对值大于T，如果ri为‑1，则调整矩阵chRed和矩阵chGreen的相同位置的参数值的差值绝对值小于T，矩阵cvRed和cvGreen同样处理；(1.4)保存视频帧；所述水印提取过程为：(2.1)定义一个与帧图像同样大小的矩阵m，初始化其各值为0；(2.2)对第i帧图像的Red分量和Green分量，分别对其进行3层2维DWT变换，得到第3层变换后的Red分量的横向高频分量chRed、纵向高频分量cvRed和Green分量的横向高频分量chGreen、纵向高频分量cvGreen，每个分量都可看作相同大小的二维矩阵，判断矩阵chRed和矩阵chGreen、矩阵cvRed和矩阵cvGreen的相同位置的参数值的差值的绝对值是否大于T，如果大于T的参数居多，则ri为1，如果小于T的参数居多，则ri为‑1；(2.3)针对Blue分量，遍历图片像素，按下式操作：m(x,y)＝m(x,y)+p′i(x,y)*ri其中(x,y)为坐标，p'i为像素值，m为步骤2.1中所设矩阵；(2.4)读取所有视频帧后，遍历矩阵m，设定水印信息为矩阵w，w与m同样大小，w按下式赋值：w(x,y)=0,m(x,y)<01,m(x,y)≥0]]>w即为提取的水印信息，也就是原始嵌入的二值图片矩阵。