[发明专利]多媒体数字水印嵌入及分离方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字水印技术领域，尤其涉及一种多媒体数字水印嵌入及分离方法和装置。

背景技术

随着多媒体技术和社交网络的发展，越来越多的媒体文件被制作并分享在网络上，版权保护问题就成为了越来越被关注的问题，很多技术被开发用来做数字产品的版权保护，其中数字水印就是一种比较有效的保护方式。多媒体数字水印，是将版权标识信息嵌入数字载体中，既不影响原载体的正常使用，也不容易被篡改，从而达到版权保护的目的。数字生活中有很多常见的多媒体水印例子，如电视广播节目中的电视台台标就是一种水印形式；网络新闻报道的插图中嵌入新闻来源的标识；各大视频门户网站所播放的在线影视也会打上其相应的商业标识，以告知版权所有者身份。

目前，在多媒体文件中嵌入水印信息，主要是采用两种方式，一种是对原始数据进行处理，也就是在媒体制作的过程中把水印直接嵌入图像或者视频帧内部，嵌入过程采用加密手段，使得观看者可以直接观看打上水印的内容，或者在获取相应的解密手段后能将水印剥离而观赏到无水印效果干扰的内容；另一种方式是将水印直接加入数据的压缩比特流进行传输，但是这种方式受到压缩比特率的限制而不得不限定嵌入水印数据量的大小，无法容忍用户自定义的水印信息。本申请使用前者的方式，即在媒体文件的原始数据中嵌入数字水印。

媒体中嵌入类似商标的水印，可以向观看者申明当前内容的版权所有信息，由谁制作由谁发布等等，一般是制作方将原始图像或者视频帧与水印信息进行融合，使得水印的效果可以覆盖一定区域的原始数据，实现可见或隐藏，接收方通过融合的逆向方法从对应的区域中抽取出嵌入的水印信息并且恢复原始内容的使用效果。如果水印融合算法鲁帮性不够强，则容易被某些编辑手段进行模糊化处理甚至直接提取水印信息并篡改，从而可能导致版权侵犯行为。

水印呈现出的形式多种多样，从静止到运动，从清晰可见到隐藏至深。其中，制作视频水印的复杂度比静态图像水印要高，而且由于视频帧间连续性规律，使用帧间运算方法容易将基于原始数据处理的数字水印提取，使得版权保护手段失效。而且，相同的水印信息以不同清晰度融入原始数据以后，经过压缩编码、传输以及解码等过程，部分信息可能会丢失，导致版权效果减弱。

目前市面上大部分数字水印制作软件，仅提供较为单一的静态水印嵌入效果。即使有的软件能提供一些水印动态效果，却仅考虑水印嵌入的制作过程，不支持水印分离。

发明内容

本发明提出一种多媒体数字水印嵌入方法，能够根据用户需求来设置水印嵌入的特征，水印直接融入原始图像或视频帧数据中，鲁棒性强，不易被非法手段截取甚至篡改，嵌入后生成可以解析水印的唯一密文信息用于交互授权。

本发明还提出一种多媒体数字水印分离方法，能够实现多媒体数字水印的分离。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种多媒体数字水印嵌入方法，包括：预设阶段、水印处理阶段以及密文处理阶段；

所述预设阶段包括：导入水印嵌入需求；所述水印嵌入需求包括水印效果参数；所述水印效果参数包括视频动态水印、水印起始位置、动态轨迹、运动速率或者可见程度；

所述水印处理阶段包括计算水印融合信息与解密信息的步骤；所述计算水印融合信息与解密信息的步骤包括：

计算出关键帧水印嵌入区域，提取RGB三路观测分量；使用快速独立分量分析算法计算出对应RGB的三路分离矩阵；计算出对应RGB的三路信源阵列；找到每一路信源矩阵中的低频矢量索引；根据水印嵌入需求对可见程度的要求，生成融合矩阵；将水印信息RGB分量对应混合入关键帧每一路RGB低频矢量并计算出对应RGB的三路低频矢量与水印混合后的三路次要信息矢量；所述RGB的三路分离矩阵和低频矢量索引为解密信息，所述融合矩阵和次要信息矢量为水印融合信息；

所述密文处理阶段的密文包括：水印效果参数、水印关键帧索引、解密信息以及水印融合信息。

上述方法中，水印嵌入需求还可以包括：本地编解码方案、待嵌入水印的视频或图像、水印图片、以及密文加密口令。

上述方法中，所述的水印处理阶段中，计算水印融合信息与解密信息的步骤之前还可以包括：启动编解码流水线、检测关键帧；所述计算水印融合信息与解密信息的步骤之后还可以包括：启动水印嵌入流水线、生成嵌入水印的媒体文件。

上述方法中，所述编解码流水线可以为开启解码或编码工作序列；

所述解码工作序列可以为：解析媒体文件，读取数据并输出RGB模式的帧数据；

所述编码工作序列可以为：接收RGB模式的帧数据，写入对应生成的媒体文件中。