一种基于帧间预测误差直方图修改的可逆视频水印方法

摘要

一种基于帧间预测误差直方图修改的可逆视频水印方法，包括水印嵌入和水印检测，水印嵌入过程按照视频逆序进行，首先利用前一帧进行运动估计得到帧间预测误差，然后对帧间预测误差进行直方图修改以嵌入水印。提取过程按照视频顺序方式进行，同样利用前一帧进行运动估计得到预测误差，然后从预测误差中提取水印并修改直方图进行帧图像还原。本发明采用逆序嵌入顺序提取的方式，嵌入后的视频帧能够在提取水印后进行还原，实现了视频水印的可逆性；根据相邻帧间的内容关系使用运动估计进行预测，使预测误差直方图具有高度的集中性，实现了较大的嵌入容量；在嵌入过程中使用直方图修改使得对帧图像影响很小，嵌水印视频具有良好的视觉质量。

主权项

一种基于帧间预测误差直方图修改的可逆视频水印方法，包括水印嵌入和水印提取两大部分，其特征在于：所述水印嵌入过程采用逆序嵌入的方式，即如果视频帧是第一帧则使用帧内预测方式嵌入，如果不是，则使用帧间预测水印嵌入方式嵌入；所述帧间预测水印嵌入方式包括使用运动估计得到帧间预测误差、利用直方图修改方式嵌入水印和头信息的生成；所述水印提取过程采用顺序提取的方式，如果视频帧是第一帧则使用帧内预测方式提取水印并还原，如果不是，则采用帧间预测方式提取水印并还原；视频水印嵌入的过程如下：(1)按照逆序从最后一帧向前进行水印嵌入；(2)判断是否为第一帧，如果是第一帧，则采用静态图像可逆水印方法，即帧内预测及直方图修改以嵌入水印，并结束水印嵌入操作；如果不是第一帧，则继续后面的步骤；(3)读取当前帧Fi，读取其前一帧为Fi‑1，Fi‑1作为参考帧，利用块匹配运动估计算法得到预测误差和相应的运动向量并保存当前帧头信息Hi；(4)对预测误差进行直方图修改以嵌入数据，其中嵌入数据由后一帧的头信息Hi+1和水印组成；(5)将预测直方图所选峰值和零值对、运动向量、边界表长度和边界表四个部分组合为当前帧的头信息Hi，其中边界表长度和边界表记录了所有原始的边界像素和由于嵌入水印而产生的边界像素；(6)重复步骤(2)至(6)直到全部水印嵌入完成；视频水印的提取过程如下：(1)按照顺序从第一帧向后进行水印提取；(2)判断是否为第一帧，如果是第一帧，则采用静态图像可逆水印方法，即帧内预测与直方图修改提取水印，转至步骤(4)；(3)如果不是第一帧，则读取当前帧Fi以及其前一帧Fi‑1，结合Fi‑1和前一帧Fi‑1提取过程得到当前帧头信息Hi中的运动向量，得到当前帧对应的预测误差；(4)利用Hi中记录的原始直方图峰值和零值对，使用预测误差直方图修改的方法提取水印和下一帧的头信息Hi+1，并还原当前帧；(5)重复过程(2)至(5)直到全部水印提取完成。