一种通用的视频数字水印方法

摘要

本发明的通用的视频数字水印方法，主要包括系统设计方案分析、嵌入和提取过程。系统设计方案分析包括确定系统功能、待嵌入水印算法Ai、各算法嵌入比例以及最小提取帧数Fmin；水印嵌入过程包括视频文件分帧、水印信息预处理、水印算法嵌入和形成含水印的视频文件，其中水印算法嵌入包括计算嵌入帧数、选择嵌入帧和嵌入水印；水印提取过程包括视频文件分帧、待检测视频帧选取、水印信息提取以及计算相似度。本发明的水印方法，采用多种水印算法同时嵌入，并可选择嵌入比例，使系统抗攻击特性明显增强；水印嵌入采用非逐帧嵌入，保证了视频文件的观赏性及嵌入速度；在水印提取过程中，检测帧数量少，提高了检测效率；此外，还强化了抗帧剪辑攻击的能力。

主权项

1.一种通用的视频数字水印方法，包括系统设计方案分析、嵌入和提取过程，其特征在于：所述的系统设计方案分析包括以下步骤：(1)确定系统功能：根据实际应用环境，确定系统应具备的特性，重点体现在抗攻击方面，具体分析系统应该需要抵抗哪种攻击；(2)确定系统参数：包括选择水印算法A_i、确定各算法嵌入比例k_i及最小提取帧数F_min；●针对需要抵抗的每一种攻击，从众多的可用算法中选择能抵抗的最佳算法A_i，(i＝1，2，…，m)，设定共选择m种算法，m≥2；●根据各算法在系统中的重要性确定各自的嵌入比例k_i，k_i为相应算法的嵌入帧数占总帧数的比值；●根据以下公式，可以由各算法的嵌入比例得到检测水印时所需的最少提取帧数F_i，则系统检测水印需要的最少提取帧数应该取各算法对应的最少提取帧数F_i的最大值，即F_min＝max(F_i)，才可以保证对于每种算法都能找到至少1帧嵌入帧；所述的嵌入过程包括以下步骤：(1)视频文件分帧：首先把待加入水印的原始视频文件进行分帧，获得视频总帧数N；(2)水印信息预处理：为了使水印信息利用所选各种算法A_i均能完整嵌入，需要将水印信息进行预处理，包括尺寸调整、降维或二值化；(3)按照以下方法利用各个算法依次进行水印嵌入，设定当前嵌入算法为A_i，具体步骤如下：●计算当前算法的嵌入帧数：根据之前确定的嵌入比例k_i计算其嵌入帧数N×k_i；●随机选择嵌入帧：从视频文件的总视频帧中无重复地随机选取数量为N×k_i的视频帧作为水印嵌入帧；●嵌入水印信息：对于每一个嵌入帧按照算法A_i进行水印嵌入；(4)将水印嵌入帧与其余未嵌水印的视频帧按照原来的顺序合并，形成含水印的视频文件；所述的提取过程包括以下步骤：(1)视频文件分帧：首先把待检测视频文件进行分帧，并获得视频总帧数N；(2)随机选择待检测视频帧：从视频帧中无重复地随机选取F_min个待检测视频帧；(3)提取水印信息：在知道嵌入算法的情况下，利用嵌入算法对应的检测算法分别在待检测视频帧中提取信息；在不知道嵌入算法的情况下，利用所有可能的嵌入算法对应的检测算法分别在待检测视频帧中提取信息；直至所有待检测视频帧信息提取完毕；(4)水印信息比较：分别计算各提取信息与原始水印的相似度，根据相似度判断是否含水印信息或版权归属。