一种基于特征尺度变换不变点和微场景检测的视频数字水印方法

摘要

本发明提出一种新的基于特征点和微场景检测的视频数字水印方法，该方法中提取视频帧图像中的特征尺度变换不变点，利用最小生成树聚类算法保证被选中用于水印嵌入的基准点均匀分布在视频帧图像中。算法以特征点的圆环邻域作为水印的嵌入区域，同时提出一种基于场景检测的水印嵌入机制，使嵌入的水印内容随场景变化改变，而对特别针对视频数字水印的攻击方式具有较好的鲁棒性。在实验测试中，分别对水印视频进行常规图像处理攻击、几何变换攻击、帧平均、帧插入和帧抽取等水印攻击，结果显示该算法具有良好的鲁棒性，能够较好地抵抗各种常见的攻击。

主权项

一种基于特征尺度变换不变点和微场景检测的视频数字水印方法，其特征在于:包括以下步骤：(1)利用需要嵌入的信息变换成二值图像，通过向量化生成二值数字序列，根据后面步骤的需要，对所得到的二值数字序列进行变换，生成若干带有相同数字水印信息的不同数字水印数字序列；(2)抽出视频流中的图像帧，对图像帧进行特征尺度变换，选出图像帧中具有特征信息的特征点的集合Ω₁；(3)选择具有中间尺度值的特征点构成候选特征点集合Ω₂，以此克服由于特征点的数量较多，同时尺度过高或者尺度过小的特征点在水印的提取过程中都会存在一定的丢失现象；(4)采用聚类算法，选取处于类中心的特征点使得选出的特征点均匀且互不影响地分布在整个图像帧上，至此选出最终的水印嵌入的基准点集合Ω₃，避免多个特征点之间在水印嵌入的过程中会互相影响；(5)在所选出的图像帧的基准点的领域选择合适大小的圆环域用于水印的嵌入；(6)对选出的区域领用基准点的特征信息进行角度矫正，得到新的水印嵌入区域；(7)计算当前水印嵌入区域与前一帧相同区域的像素灰度值发生变换与当前水印嵌入区域的方差的大小，即采用微场景检测机制以确定是嵌入相同的数字水印还是嵌入不同的数字水印；(8)对矫正后的区域进行离散傅立叶变换，得到水印嵌入区域的变换域；(9)根据事先确定好的数字水印的信息，修改变换域的中频系数，以达到嵌入数字水印的目的，至此，视频数字水印嵌入过程完结。