[发明专利]一种数字水印的嵌入、检测和提取方法

摘要

本发明公开了一种数字水印的嵌入、检测和提取方法，它包括数字水印嵌入步骤、数字水印检测步骤和数字水印提取步骤，数字水印嵌入步骤包括图像分割、小波变换、水印信息比特序列的嵌入和小波逆变换等子步骤，数字水印检测步骤包括图像分割、小波变换和相关系数计算等子步骤，数字水印提取步骤包括水印信息比特序列的检测、比特序列比特位的判断和比特序列比特位的统计等子步骤。本发明能够实现视频数据的数字水印的嵌入、检测和提取，可以用来为视频版权拥有者提供版权保护。

主权项

一种数字水印的嵌入、检测和提取方法，其特征在于：它包括数字水印嵌入步骤、数字水印检测步骤和数字水印提取步骤；(1)所述的数字水印嵌入步骤包括以下子步骤：S101.将视频的每帧图像分为长宽都能够被四整除的N个图像区域；S102.依次对步骤S101中得到的第i个图像区域进行离散HAAR小波变换，i∈[1，N]，得到变换后的四个小波系数数据块：数据块Ai、数据块Hi、数据块Vi和数据块Di；S103.对利用步骤S102中得到的数据块Ai的数据所构成的图像进行离散HAAR小波变换，得到四个系数数据块：数据块Aai、数据块Ahi、数据块Avi和数据块Adi；S104.将步骤S103中得到的系数数据块Ahi和系数数据块Avi的数据各自展开为一个序列，得到序列Ahi和序列Avi，然后将序列Ahi和序列Avi合并为一个序列Ahvi；S105.将需要嵌入的水印信息表示为一个比特序列，用随机序列X和随机序列Y分别代表比特0和比特1；S106.将步骤S104中得到的序列Ahvi的数据与水印信息的比特序列的第i位对应的随机序列乘以一个权值w得到的加权序列相加，得到一个新的序列Ahvwi；S107.按照合并Ahi和Avi的顺序，从序列Ahvwi中分离出序列Ahwi和序列Avwi，序列Ahvwi的前半部分为序列Ahwi，后半部分为序列Avwi；S108.对步骤S103中得到的数据块Aai和数据块Adi及步骤S107中得到的序列Ahwi和序列Avwi进行离散HAAR小波反变换，得到嵌入了水印信息的数据矩阵Awi；S109.对步骤S108中得到的数据矩阵Awi及步骤S102中得到的数据块Hi、数据块Vi和数据块Di进行离散HAAR小波反变换，得到嵌入水印后的第i个图像区域；S110.将各个嵌入水印后的图像区域按原始顺序拼接，得到嵌入了水印信息的完整视频帧图像；S111.在连续的多帧视频中按照步骤S101～S110反复嵌入同样的水印信息的比特序列，每帧图像相同位置的图像区域嵌入相同的比特值；(2)所述的数字水印检测步骤包括以下子步骤：S21.将带水印信息的视频的每帧图像分为长宽都能够被四整除的M个图像区域；S22.对步骤S21中得到的第m个图像区域进行离散HAAR小波变换，得到四个系数数据块：数据块Am、数据块Hm、数据块Vm和数据块Dm；S23.对利用步骤S22中得到的数据块Am的数据所构成的图像进行离散HAAR小波变换，得到四个系数数据块：数据块Aam、数据块Ahm、数据块Avm和数据块Adm；S24.将步骤S23中得到的数据块Ahm和数据块Avm的数据按列展开为一个序列，得到序列Ahm和序列Avm，然后将序列Ahm和序列Avm合并为一个序列Ahvm；S25.将步骤S24中得到的序列Ahvm的数据与代表比特0和比特1的两个等长随机序列做相关系数计算，得到两个相关系数:相关系数r0和相关系数r1；S26.取相关系数大的那个随机序列对应的比特为嵌入的比特信息，如果步骤S25中得到的相关系数r0大于相关系数r1,则认为在第m个图像区域中嵌入的比特信息是比特0，否则嵌入的是比特1；(3)所述的数字水印提取步骤包括以下子步骤：S31：按照数字水印检测步骤依次检测嵌入了同样水印信息的连续图像帧序列中的各个图像区域对应的比特序列；S32：对每个比特位的检测出的比特序列进行统计，如果比特序列中比特0的数量大于比特1，则确定水印信息中该比特位嵌入的比特信息为比特0，否则为比特1；S33：检测并统计完所有比特位后，得到嵌入的比特序列，该比特序列即为嵌入的数字水印信息。