[发明专利]一种基于泽尔尼克矩的快速视频鲁棒水印方法

说明书

本发明涉及一种基于泽尔尼克矩的快速视频鲁棒水印方法，方法包括添加水印和提取水印，其中，添加水印包括以下步骤：S1、获取未加水印的视频序列，对该视频序列进行预处理；S2、将水印数据嵌入泽尔尼克矩中，得到嵌入水印后的视频序列；提取水印包括以下步骤：S3、对视频序列进行预处理，得到嵌入水印的泽尔尼克矩；S4、对S3的嵌入水印的泽尔尼克矩提取水印。与现有技术相比，本发明具有鲁棒性好等优点。

技术领域

本发明涉及用于视频版权保护和追踪溯源的鲁棒水印技术领域，尤其是涉及一种基于泽尔尼克矩的快速视频鲁棒水印方法。

背景技术

视频的全面普及丰富了人们的生产和生活，但由于移动互联网技术的发展和多媒体数据的易复制性，视频常被非法获取、篡改、传播，从而引发版权纠纷等问题。侵权的盗版视频常在网络中肆意流通，严重影响了视频作品产销环境。因此，视频数据的版权保护已成为了重要且刻不容缓的工作。为保护视频作品的版权，有专家和学者提出了数字水印技术，在证明版权归属的同时，保证数据的完整性。与加密技术相比，数字水印技术中水印以不可感知形式隐藏到视频内容中，不会影响数字产品的使用。它利用视频自身的信息冗余，将版权信息嵌入视频载体。在发生版权纠纷吋，可以通过提取视频中的版权信息证明版权归属。此外，在视频被非法传播时，为追踪盗版责任者，可在分发视频前对同一视频的不同复制产品嵌入不同的水印，在提取水印时通过对应水印标识以确定责任者。视频水印技术作为保护视频信息安全的一种有效方法，已应用于电影、影视剧版权保护等场景，对维护版权所有者的合法权益具有重要的意义。

现有研究有基于不同嵌入域提出视频鲁棒水印算法。其中一些工作采用了频域方法，如基于小波变换的水印算法和基于离散余弦变换的水印算法。也有一些基于空间域方法的研究工作，如基于可变分块的水印算法，基于边缘检测的水印算法等。这些方法都有各自的特点，可以根据实际应用场景的需要进行选择。其次，也有一些研究工作侧重于水印的感知，如基于色域嵌入水印的算法，以最小化嵌入的水印对视频质量的影响，提高水印的不可感知性。但这些方法对高强度的旋转攻击尚有欠缺，在高强度的旋转攻击下，如30、180、镜像翻转等攻击，容易造成水印提取失败，而如果采用泽尔尼克矩，对于高清视频，其分辨率较高，提取水印时消耗时间和计算负载很大，提取的效率较低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种基于泽尔尼克矩的快速视频鲁棒水印方法，使用泽尔尼克矩，作为水印嵌入载体，在提取水印时，面对高强度的旋转攻击可以达到较好的提取效果，鲁棒性好，效率高。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于泽尔尼克矩的快速视频鲁棒水印方法，方法包括添加水印和提取水印，其中，添加水印包括以下步骤：

S1、获取未加水印的视频序列，对该视频序列进行预处理，得到用于嵌入水印的泽尔尼克矩，其中，S1的预处理的具体步骤包括：

S1-1、提取视频序列的色度分量，对视频序列的视频帧进行分组，每个分组内包含相同数量的帧；

S1-2、对于每个分组，确定每对相邻帧之间的差值，选择差值最小的一组相邻帧，以构成一组帧对，并将前一帧覆盖至后一帧，将覆盖后的后一帧作为关键帧；

S1-3、使用自适应分块法，将关键帧分为对应的互不相交的块；

S1-4、对S1-3得到的每个块执行奇异值分解，提取关键帧对应的每个块的奇异值的最大值，将每个块奇异值的最大值组合成为对应的关键帧的特征矩阵；

S1-5、计算特征矩阵的泽尔尼克矩；

S1-6、删除一部分泽尔尼克矩；

S1-7、按下标将S1-6中剩余的泽尔尼克矩按下标进行升序排序，并进行筛选，得到用于嵌入水印的泽尔尼克矩；

S2、将水印数据嵌入S1-7得到的泽尔尼克矩中，得到嵌入水印后的视频序列；