專利名稱：一種嵌入可逆水印的方法、提取方法以及裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可逆水印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種嵌入可逆水印的方法、提取方法以及裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為版權(quán)保護的新技術(shù)，作為一種應(yīng)用前景無限的技術(shù)，數(shù)字水印越來越引起人們的關(guān)注。但傳統(tǒng)的保護多媒體版權(quán)的魯棒水印屬于有損水印，即在提取圖像中嵌入數(shù)字水印后，嵌入數(shù)字水印后的圖像不能被完全恢復(fù)為原始圖像。對應(yīng)很多應(yīng)用場景下的圖像，例如軍事、司法和醫(yī)學(xué)用圖像，往往要求在加入水印后能夠被無損恢復(fù)，即能夠恢復(fù)為原始圖像?；诖祟悜?yīng)用場景下的圖像應(yīng)用需求，可逆水 印(Reversible Watermarking)正受到研究者的廣泛關(guān)注?？赡嫠∮址Q為無損水印或無失真水印，它是指含水印圖像在檢測端被確證為真實無誤后，嵌入的水印信息可被完全抹除而恢復(fù)出原始圖像。目前可逆水印技術(shù)主要應(yīng)用在靜止圖像中，還沒有將可逆水印技術(shù)應(yīng)用在視頻中的技術(shù)存在。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種嵌入可逆水印的方法、提取方法以及裝置和系統(tǒng)，采用該技術(shù)方案，能夠采用可逆水印技術(shù)對視頻進行水印處理。本發(fā)明實施例通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種嵌入可逆水印的方法，包括根據(jù)待嵌入的水印序列的比特數(shù)，確定用于嵌入可逆水印的色度塊的數(shù)目；根據(jù)與視頻接收端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定出所述數(shù)目的色度塊；根據(jù)與視頻接收端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)；分別在選定的殘差系數(shù)中嵌入所述水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明實施例的又一個方面，提供了一種提取可逆水印的方法，包括根據(jù)待提取的水印序列的比特數(shù)，確定嵌入有可逆水印的色度塊的數(shù)目；根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定所述數(shù)目的色度塊；根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)；分別從選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，并將所述被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明實施例的又一個方面，提供了一種嵌入可逆水印的裝置，包括
色度塊數(shù)目確定單元，用于根據(jù)待嵌入的水印序列的比特數(shù)，確定用于嵌入可逆水印的色度塊的數(shù)目；色度塊確定單元，用于根據(jù)與視頻接收端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定所述色度塊數(shù)目確定單元確定的數(shù)目的色度塊；殘差系數(shù)選定單元，用于根據(jù)與視頻接收端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從所述色度塊確定單元確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)；水印嵌入單元，用于分別在所述殘差系數(shù)選定單元選定的殘差系數(shù)中嵌入所述水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明實施例的又一個方面，提供了一種提取可逆水印的裝置，包括 色度塊數(shù)目確定單元，用于根據(jù)待提取的水印序列的比特數(shù)，確定嵌入有可逆水印的色度塊的數(shù)目；色度塊確定單元，用于根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定所述色度塊數(shù)目確定單元確定的數(shù)目的色度塊；殘差系數(shù)選定單元，用于根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從所述色度塊確定單元確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)；水印提取單元，用于分別從所述殘差系數(shù)選定單元選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，并將所述被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明實施例的又一個方面，提供了一種視頻系統(tǒng)，包括視頻發(fā)送終端以及視頻接收終端；其中所述視頻發(fā)送終端，用于根據(jù)待嵌入的水印序列的比特數(shù)，確定用于嵌入可逆水印的色度塊的數(shù)目；根據(jù)與視頻接收終端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定所述數(shù)目的色度塊；根據(jù)與視頻接收終端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)；分別在選定的殘差系數(shù)中嵌入所述水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)，并分別利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)替換嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)；所述視頻接收終端，用于根據(jù)待提取的水印序列的比特數(shù)，確定嵌入有可逆水印的色度塊的數(shù)目；根據(jù)與視頻發(fā)送終端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定所述數(shù)目的色度塊；根據(jù)與視頻發(fā)送終端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)；分別從選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，并將所述被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。通過本發(fā)明實施例提供的上述嵌入可逆水印的技術(shù)方案，能夠根據(jù)與視頻接收端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定與待嵌入水印序列的比特數(shù)數(shù)目相同個數(shù)的色度塊，并根據(jù)與視頻接收端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)，進而分別在選定的殘差系數(shù)中嵌入水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)。根據(jù)該技術(shù)方案，能夠采用可逆水印技術(shù)對視頻進行處理。
通過本發(fā)明實施例提供的上述提取可逆水印的技術(shù)方案，根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定與待提取水印序列的比特數(shù)數(shù)目相同個數(shù)的色度塊，并根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)，進而分別從選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，并將被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。根據(jù)該技術(shù)方案，能夠采用可逆水印技術(shù)對視頻進行處理。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。


附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中 圖I為本發(fā)明實施例一提供的嵌入可逆水印的方法流程圖；圖2為本發(fā)明實施例一提供的在選定的殘差系數(shù)中嵌入水印數(shù)據(jù)的流程圖；圖3為本發(fā)明實施例一提供的在一個GOP內(nèi)嵌入一個二值水印序列W的流程圖；圖4為本發(fā)明實施例二提供的提取可逆水印的方法流程圖；圖5為本發(fā)明實施例二提供的從選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的水印數(shù)據(jù)的流程圖；圖6為本發(fā)明實施例二提供的從一個GOP中獲取嵌入的二值水印序列W的流程圖；圖7為本發(fā)明實施例提供的實驗仿真示意圖；圖8為本發(fā)明實施例三提供的嵌入可逆水印的裝置示意圖；圖9為本發(fā)明實施例四提供的提取可逆水印的裝置示意圖；圖10為本發(fā)明實施例五提供的視頻系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式為了給出采用可逆水印技術(shù)對視頻進行處理的實現(xiàn)方案，本發(fā)明實施例提供了一種嵌入可逆水印的方法、提取方法以及裝置和系統(tǒng)，以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。并且在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。對于視頻而言，在視頻中添加水印需要考慮水印嵌入對于視頻碼率和質(zhì)量的影響。由于人眼對于色度信號的敏感度低，通過人眼一般不會察覺出色度信號的改變，因此，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案中，在視頻發(fā)送端，將水印嵌入到視頻色度分量中發(fā)送，在視頻接收端，在色度分量中提取水印。實際應(yīng)用中，在視頻發(fā)送端和視頻接收端需要約定好嵌入水印以及提取水印的規(guī)貝U，例如，用于嵌入水印的色度塊確定方式、從色度塊中選定殘差系數(shù)的方式等。實施例一根據(jù)本發(fā)明實施例一，提供了一種嵌入可逆水印的方法，如圖I所示，該方法主要包括如下步驟步驟101、根據(jù)待嵌入的水印序列的比特數(shù)，確定用于嵌入可逆水印的色度塊的數(shù)目。步驟102、根據(jù)與視頻接收端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定與該數(shù)目相同個數(shù)的色度塊。步驟103、根據(jù)與視頻接收端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)。步驟104、分別在選定的殘差系數(shù)中嵌入水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)。
至此，嵌入可逆水印的流程結(jié)束。通過本發(fā)明實施例一提供的上述流程，一方面實現(xiàn)了在視頻中采用可逆水印技術(shù)，為視頻接收端對視頻的驗證提供依據(jù)，另一方面通過在色度塊中嵌入水印數(shù)據(jù)，基本不會對用戶造成視覺上的影響。本發(fā)明實施例一還提供了上述流程包括的步驟102的優(yōu)選實施方式，即根據(jù)與視頻接收端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定與該數(shù)目相同個數(shù)的色度塊，具體包括如下步驟確定經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的每個色度塊在幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測過程中被參考的總次數(shù)；根據(jù)確定的每個色度塊被參考的總次數(shù)由小到大的順序，確定與該數(shù)目相同個數(shù)的色度塊。根據(jù)該優(yōu)選實施方式，選定在幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測過程中被參考的總次數(shù)較小的色度塊作為可逆水印的嵌入對象，能夠減少在色度塊中嵌入可逆水印對幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測造成的影響。本發(fā)明實施例一還提供了上述流程包括的步驟102的優(yōu)選實施方式，即根據(jù)與視頻接收端約定的殘差系數(shù)選定方式，從確定出的一個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)，可以通過如下任意一種方式方式一、從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)；方式二、從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)；方式三、從該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系。上述方式三中，對于殘差系數(shù)來說，對高頻系數(shù)進行修改帶來的失真要小于低頻系數(shù)，因此通過優(yōu)先選定在高頻系數(shù)中嵌入水印數(shù)據(jù)可以減少由于水印數(shù)據(jù)的潛入而對視頻圖像造成的失真。以上幾種方式中，具體采用哪種方式根據(jù)與視頻接收端約定的方式確定，以上所述僅為從確定出的一個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)的優(yōu)選實施例方式，實際應(yīng)用中，可以根據(jù)實際需要靈活確定。實際應(yīng)用中，由于在選定的殘差系數(shù)中嵌入水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)時，需要使用與該選定的該殘差系數(shù)的絕對值之差最小的一個殘差系數(shù)，因此，實際應(yīng)用中，在選定上述殘差系數(shù)(為方便區(qū)分，后續(xù)稱為第一殘差系數(shù))時，還需要選定一個滿足設(shè)定條件的殘差系數(shù)(為方便區(qū)分，后續(xù)稱為第二殘差系數(shù))，該殘差系數(shù)用于計算在第一殘差系數(shù)中嵌入水印后的像素值。具體地，第二殘差系數(shù)的選定方式如下若已經(jīng)選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)，則從該色度塊對應(yīng)的除第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)；具體指定位置由視頻接收端以及視頻發(fā)送端協(xié)商確定，且第一殘差系數(shù)與第二殘差系數(shù)的位置不同；若選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)，或該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)，則從該色度塊對應(yīng)的除第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定與該第一殘差系數(shù)的絕對 值具有最小差值的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)。本發(fā)明實施例一還提供了上述流程包括的步驟104的優(yōu)選實施方式，即在選定的殘差系數(shù)中嵌入水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)，如圖2所示，具體包括如下步驟步驟201、確定利用選定的第一殘差系數(shù)的絕對值減去該第一殘差系數(shù)對應(yīng)的色度塊中未被選定的第二殘差系數(shù)的絕對值得到的差值。步驟202、在該差值中嵌入水印序列中的一比特水印數(shù)據(jù)。步驟203、利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的差值加上該第二殘差系數(shù)的絕對值得到嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)，并利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)，替換嵌入水印數(shù)據(jù)前的該殘差系數(shù)。具體地，上述步驟202中，在該差值中嵌入水印序列中的一比特水印數(shù)據(jù)，包括對該差值進行二值化處理，在經(jīng)過二值化處理后的差值的與視頻接收端約定的指定位添加所述水印序列中的一比特水印數(shù)據(jù)。具體地，上述步驟203中，利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的差值加上該第二殘差系數(shù)的絕對值得到嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)，具體包括利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的差值加上該第二殘差系數(shù)的絕對值得到的值，與對第一殘差系數(shù)取整得到的值的乘積，得到嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)。為了更好地理解本發(fā)明實施例，以下根據(jù)本發(fā)明實施例一提供的上述技術(shù)方案實現(xiàn)的一個優(yōu)選實施方式進行詳細說明，該優(yōu)選實施方式中，選定的第一殘差系數(shù)以及第二殘差系數(shù)為色度塊中絕對值最大的兩個殘差系數(shù)假設(shè)位于第k幀(該幀可以為GOP中的P幀或B幀)內(nèi)的第η個色度塊為B (k，n)，并設(shè)其16個量化后的殘差系數(shù)為{b(k，n，i) i e [1，16]}。設(shè)b(k，n，I1)為根據(jù)與視頻接收到約定的色度塊確定方式確定出的色度塊，b(k，n, i2)為與b(k，n, I1)的絕對值的差值最小的殘差系數(shù)，且b (k, n, D彡b (k, n, i2),則可以通過下式(I)在b (k, n, D中嵌入一比特數(shù)據(jù)ω e {0,1}b(k,n,I1) = (I b(k,n,i2) | +2(| b(k,n,I1) | -1 b(k,n,i2) j) + ω)χ sign(b(k,n,I1))公式
(I)上述公式⑴中，sign( ·)函數(shù)返回一個整數(shù)的符號。根據(jù)上述公式(1)，利用較小的殘差系數(shù)b(k，n，i2)預(yù)測較大的殘差系數(shù)b(k，n，11)，并把水印嵌入到預(yù)測誤差中?？梢钥闯?，預(yù)測的誤差為|b(k，n，I1)|-|b(k,n, i2)|，通過 2(|b(k, n, I1) |_|b(k, n, i2) ) + ω 嵌入水印相當于把預(yù)測誤差 |b(k, n, I1) |-|b(k, η,
12)I 二值化之后，在末尾添加一位水印數(shù)據(jù)。然后在把含有水印的預(yù)測誤差與b(k，n, i2)相加，就可以獲得含有水印的系。與sign (b (k,n, I1))相乘是為了保證嵌入后系數(shù)的符號與嵌入前一致。上述公式⑴中，選定與該選定的該殘差系數(shù)b(k，n, I1)的絕對值之差最小的一個殘差系數(shù)b(k，n，i2)，是因為這兩個殘差系數(shù)的值最接近。根據(jù)上述公式(I)可以看出，通過公式(I)嵌入水印數(shù)據(jù)，殘差系數(shù)的失真根據(jù)IbG^nai) |-|b(k，n，i2) I確定，也就說如果|b(k, n, i2) I和|b(k, n, I1) |越接近,嵌入帶來的失真越小。假設(shè)要在一個GOP內(nèi)嵌入一個二值水印序列W，其嵌入過程如圖3所示，包括如下步驟步驟301、確定該GOP內(nèi)所有P，B幀中，每個塊被幀內(nèi) 預(yù)測和幀間參考的總次數(shù)，并按該總次數(shù)的升序排列得到排序之后的色度塊集合為S。該步驟301中，對于一個塊，如果別的色度塊幀內(nèi)預(yù)測或幀間預(yù)測時用到該色度塊，則將該色度塊被參考的次數(shù)加一，遍歷GOP內(nèi)所有的色度塊之后，就可以統(tǒng)計出每個色度塊被參考的次數(shù)?？梢愿鶕?jù)二值水印序列W的比特數(shù)，確定該S中包括的色度塊數(shù)目。對S中的色度塊，按照其在S中的位置順序依次嵌入水印序列。步驟302、對于一個色度塊中的高頻系數(shù)，選定其中絕對值最大的兩個b(k，n，I1)和 b (k, n, i2),且b (k, n, I1)彡 b (k, η, i2)。步驟303、判斷|b(k，n, I1) | > O是否成立，若是，執(zhí)行步驟304，若否，執(zhí)行步驟305。該步驟302中，若|b(k，n，I1) > O成立，則確定嵌入水印數(shù)據(jù)，否則不嵌入水印數(shù)據(jù)。步驟304、根據(jù)上述公式(I)在b(k，n, I1)中嵌入一比特數(shù)據(jù)，得到嵌入后的殘差系數(shù)。步驟305、判斷二值水印序列W是否嵌入完成，若否，返回步驟302，若是，結(jié)束流程。本發(fā)明上述流程中，不在值為O的殘差系數(shù)中嵌入水印，是因為如果對值為O的殘差系數(shù)進行修改，會降低連續(xù)O系數(shù)出現(xiàn)的頻率，從而降低熵編碼的效率。實施例二根據(jù)本發(fā)明實施例二，提供了一種提取可逆水印的方法，如圖4所示，該方法主要包括如下步驟步驟401、根據(jù)待提取的水印序列的比特數(shù)，確定嵌入有可逆水印的色度塊的數(shù)目。步驟402、根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定與所述數(shù)目相同個數(shù)的色度塊。步驟403、根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)。步驟404、分別從選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，并將該被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。
至此，從視頻中提取可逆水印的流程結(jié)束。通過本發(fā)明實施例二提供的上述流程，一方面實現(xiàn)了在視頻中采用可逆水印技術(shù)，為視頻接收端對視頻的驗證提供依據(jù)，另一方面通過在色度塊中嵌入水印數(shù)據(jù)，基本不會對用戶造成視覺上的影響。本發(fā)明實施例二還提供了上述流程包括的步驟402的優(yōu)選實施方式，即根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定與該數(shù)目相同個數(shù)的色度塊，具體包括如下步驟確定經(jīng)過視頻解碼處理得到的每個色度塊在幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測過程中被參考的總次數(shù)；根據(jù)確定的每個色度塊被參考的總次數(shù)由小到大的順序，確定與該數(shù)目相同個數(shù)的色度塊。 根據(jù)該優(yōu)選實施方式，在視頻發(fā)送端選定在幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測過程中被參考的總次數(shù)較小的色度塊作為可逆水印的嵌入對象，能夠減少在色度塊中嵌入可逆水印對幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測造成的影響。相應(yīng)地，在該視頻接收端，也需要選定相應(yīng)的色度塊進行水印數(shù)據(jù)的提取。本發(fā)明實施例二還提供了上述流程包括的步驟403的優(yōu)選實施方式，即根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的殘差系數(shù)選定方式，從確定出的一個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)，可以通過如下任意一種方式方式一、從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)；方式二、從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)；方式三、從該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)。以上幾種方式中，具體采用哪種方式根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的方式確定，以上所述僅為從確定出的一個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)的優(yōu)選實施例方式，實際應(yīng)用中，可以根據(jù)實際需要靈活確定。實際應(yīng)用中，由于在選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的水印數(shù)據(jù)時，需要使用與該選定的該殘差系數(shù)的絕對值之差最小的一個殘差系數(shù)，因此，實際應(yīng)用中，與水印嵌入過程相同，在選定上述被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)(為方便區(qū)分，后續(xù)稱為第一殘差系數(shù))時，還需要選定一個滿足設(shè)定條件的殘差系數(shù)(為方便區(qū)分，后續(xù)稱為第二殘差系數(shù))，該殘差系數(shù)用于計算在第一殘差系數(shù)中嵌入水印前的原始像素值。具體地，該第二殘差系數(shù)的選定方式與上述水印嵌入的實施例一中第二殘差系數(shù)的選定方式相同，此處不再贅述。本發(fā)明實施例二還提供了上述流程包括的步驟404的優(yōu)選實施方式，即從選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，如圖5所示，具體包括如下步驟步驟501、確定利用選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的第一殘差系數(shù)的絕對值減去該第一殘差系數(shù)對應(yīng)的色度塊中未被選定的第二殘差系數(shù)的絕對值得到的差值。
步驟502、從該差值中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)。至此，從選定的殘差系數(shù)中獲取嵌入的水印數(shù)據(jù)的流程結(jié)束。具體地，上述步驟502中，從該差值中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，包括從該差值的與視頻發(fā)送端約定的指定位讀取攜帶的一比特水印數(shù)據(jù)。本發(fā)明實施例二還提供了上述流程包括的步驟404的優(yōu)選實施方式，即將被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)，主要包括如下步驟利用該差值除以視頻發(fā)送端進行二值化處理時使用的系數(shù)，并將得到的商取整；利用取整后的商值加上第二殘差系數(shù)的絕對值得到嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。
為了更好地理解本發(fā)明實施例，以下根據(jù)本發(fā)明實施例二提供的上述技術(shù)方案實現(xiàn)的一個優(yōu)選實施方式進行詳細說明，該優(yōu)選實施方式中，選定的第一殘差系數(shù)以及第二殘差系數(shù)為色度塊中絕對值最大的兩個殘差系數(shù)假設(shè)位于第k幀(該幀可以為GOP中的P幀或B幀)內(nèi)的第η個色度塊為B(k，n)，并設(shè)其16個量化后的殘差系數(shù)為{b(k，n，i) i e [1，16]}。設(shè)AtM1)為根據(jù)與視頻接收到約定的色度塊確定方式確定出的色度塊，b(k，n，i2)為與Z1)的絕對值的差值最小的殘差系數(shù)，且>為通過上述公式⑴在中嵌入一
比特水印數(shù)據(jù)ω e {0,1}后得到的殘差系數(shù)，則可以通過下述公式(2)根據(jù)6(14)恢復(fù)出嵌入水印數(shù)據(jù)之前的殘差系數(shù)Mhmi1)
Λ.b(k,n,O = (Ibik^i2)I+ \Kk,nA)\-m,n,i2)\ )xsign{b{h M))公式(2)
LJ5上述公式(2)中，|_·」函數(shù)表示下取整操作。根據(jù)上述公式(I)可以看出，嵌入失真主要依賴于兩個系數(shù)之差b(k,n, I1)和b(k,n, i2)越接近,嵌入失真&^, ,纟)-6(^, ，/1)越小。上述公式(2)中，主要目的是從含有水印的殘差系數(shù)&A:，《彳)中恢復(fù)出原始的系
A
數(shù)b(k, n, I1)。其中，丨咐’”"丨)丨2丨厶(眾，”"2)丨的目的是去掉b(k, n, I1) | - |b(k, n, i2) | 二
值化后的最后一位，即該殘差系數(shù)的最低有效位LSB。根據(jù)公式(1)，可以確定，|b(k，n，I1) |_|b(k，n, i2) I 二值化后的最后一位就是嵌入的水印數(shù)據(jù)。所以，通過該公式(2)中的Λ.
\Kk,n^)\-\b{k,n,i2)\運算，就可以恢復(fù)出原始的|b(k，n，|_|b(k，n，g |值，然后再
與|b(k, n, i2) I相加就可以恢復(fù)出原始b (k, n, I1) 0最后,乘以sign( ·)函數(shù),就恢復(fù)出b(k，n, I1).假設(shè)要從一個GOP中獲取嵌入的二值水印序列W，其嵌入過程如圖6所示，包括如下步驟步驟601、確定該GOP內(nèi)所有P，B幀中，每個塊被幀內(nèi)預(yù)測和幀間參考的總次數(shù)，并按該總次數(shù)的升序排列得到排序之后的色度塊集合為S。該步驟601中，可以根據(jù)二值水印序列W的比特數(shù)，確定該S中包括的色度塊數(shù)目。對S中的色度塊，按照其在S中的位置順序一次獲取水印序列以及恢復(fù)。
步驟602、對應(yīng)一個色度塊中的殘差系數(shù)，確定其中絕對值最大的兩個系數(shù)
b (k, n, i2)。步驟603、判斷獲取的I KKnJl) |> O是否成立，若成立，執(zhí)行步驟604，若不成立，執(zhí)行步驟605。該步驟603中，若I知說明該色度塊被嵌入了一比特水印數(shù)據(jù)，否則未嵌入水印數(shù)據(jù)。步驟604、根據(jù)b(k,n, i2),采用公式⑵恢復(fù)出b (k,n, i),并通過讀取S(IM1)的LSB獲得嵌入的水印數(shù)據(jù)。 步驟605、判斷二值水印序列W是否提取完成，若否，返回步驟502，若是，結(jié)束流程。為了更好地說明根據(jù)本發(fā)明實施例所能達到的技術(shù)效果，使用JMCJoint Model,ISO和ITU共同組成的聯(lián)合專家組提供的H. 264編解碼器參考模型)對4段QCIF (Quartercommon intermediate format,四分之一標準化圖像格式),QCIF = 176 X 144 像素,250 中貞視頻進行可逆水印嵌入，具體使用JM中baseline配置文件。四段視頻對應(yīng)的測試序列分別為foreman、earphone、grandma 和 claire。定義 BPB(bits per block)作為嵌入量單位，BPB為每個色度塊中嵌入的水印比特數(shù)。實驗結(jié)果如圖7所示，由圖7可以看出，根據(jù)本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案，在嵌入量達到IBPB時，視頻質(zhì)量的下降不到0. 6dB。實施例三根據(jù)本發(fā)明實施例三，提供了一種嵌入可逆水印的裝置，如圖8所示，該裝置包括色度塊數(shù)目確定單元801、色度塊確定單元802、殘差系數(shù)選定單元803以及水印嵌入單元804 ；其中色度塊數(shù)目確定單元801，用于根據(jù)待嵌入的水印序列的比特數(shù)，確定用于嵌入可逆水印的色度塊的數(shù)目；色度塊確定單元802，用于根據(jù)與視頻接收端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定與色度塊數(shù)目確定單元801確定的數(shù)目相同個數(shù)的色度塊；殘差系數(shù)選定單元803，用于根據(jù)與視頻接收端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從色度塊確定單元801確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)；水印嵌入單元804，用于分別在殘差系數(shù)選定單元803選定的殘差系數(shù)中嵌入水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)。本發(fā)明實施例三提供的優(yōu)選實施方式中，圖8所示裝置包括的色度塊確定單元802，具體用于確定經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的每個色度塊在幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測過程中被參考的總次數(shù)；根據(jù)確定的每個色度塊被參考的總次數(shù)由小到大的順序，確定與數(shù)目相同個數(shù)的色度塊。
本發(fā)明實施例三提供的優(yōu)選實施方式中，圖8所示裝置包括的殘差系數(shù)選定單元803，具體用于從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)；或從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)；或從該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)。本發(fā)明實施例三提供的優(yōu)選實 施方式中，圖8所示裝置包括的水印嵌入單元804，具體用于確定利用選定的第一殘差系數(shù)的絕對值減去確定出的該第一殘差系數(shù)對應(yīng)的色度塊中未被選定的第二殘差系數(shù)的絕對值得到的差值；在差值中嵌入水印序列中的一比特水印數(shù)據(jù)后，利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的差值加上第二殘差系數(shù)的絕對值得到嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)；利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)，替換嵌入水印數(shù)據(jù)前的該殘差系數(shù)。本發(fā)明實施例三提供的優(yōu)選實施方式中，圖8所示裝置包括的水印嵌入單元804，具體用于對差值進行二值化處理，在經(jīng)過二值化處理后的差值的與視頻接收端約定的指定位添加水印序列中的一比特水印數(shù)據(jù)。本發(fā)明實施例三提供的優(yōu)選實施方式中，圖8所示裝置包括的水印嵌入單元804，具體用于利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的差值加上第二殘差系數(shù)的絕對值得到的值，與對第一殘差系數(shù)取整得到的值的乘積，得到嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)。本發(fā)明實施例三提供的優(yōu)選實施方式中，圖8所示裝置包括的水印嵌入單元804，具體用于在殘差系數(shù)選定單元選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)時，從該色度塊對應(yīng)的除第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)；在殘差系數(shù)選定單元選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)，或該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)時，從該色度塊對應(yīng)的除第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定與第一殘差系數(shù)的絕對值具有最小差值的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)。應(yīng)當理解，以上嵌入可逆水印的裝置包括的單元僅為根據(jù)該裝置實現(xiàn)的功能進行的邏輯劃分，實際應(yīng)用中，可以進行上述單元的疊加或拆分。并且該實施例提供的嵌入可逆水印的裝置所實現(xiàn)的功能與上述實施例一提供的嵌入可逆水印的方法流程一一對應(yīng)，對于該裝置所實現(xiàn)的更為詳細的處理流程，在上述方法實施例一中已做詳細描述，此處不再詳細描述。實施例四根據(jù)本發(fā)明實施例四，提供了一種提取可逆水印的裝置，如圖9所示，該裝置包括色度塊數(shù)目確定單元901、色度塊確定單元902、殘差系數(shù)選定單元903以及水印提取單元904 ；
其中色度塊數(shù)目確定單元901，用于根據(jù)待提取的水印序列的比特數(shù)，確定嵌入有可逆水印的色度塊的數(shù)目；色度塊確定單元902，用于根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定與色度塊數(shù)目確定單元902確定的數(shù)目相同個數(shù)的色度塊；殘差系數(shù)選定單元903，用于根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從 色度塊確定單元902確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)；水印提取單元904，用于分別從殘差系數(shù)選定單元903選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，并將被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。本發(fā)明實施例四提供的優(yōu)選實施方式中，圖9所示裝置包括的色度塊確定單元902，具體用于確定經(jīng)過視頻解碼處理得到的每個色度塊在幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測過程中被參考的總次數(shù)；根據(jù)確定的每個色度塊被參考的總次數(shù)由小到大的順序，確定與數(shù)目相同個數(shù)的色度塊。本發(fā)明實施例四提供的優(yōu)選實施方式中，圖9所示裝置包括的殘差系數(shù)選定單元903，具體用于從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)；或從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)；或從該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)。本發(fā)明實施例四提供的優(yōu)選實施方式中，圖9所示裝置包括的水印提取單元904，具體用于確定利用選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的第一殘差系數(shù)的絕對值減去確定出的該第一殘差系數(shù)對應(yīng)的色度塊中未被選定的第二殘差系數(shù)的絕對值得到的差值；從差值中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)。本發(fā)明實施例四提供的優(yōu)選實施方式中，圖9所示裝置包括的水印提取單元904，具體用于從差值的與視頻發(fā)送端約定的指定位讀取攜帶的一比特水印數(shù)據(jù)。本發(fā)明實施例四提供的優(yōu)選實施方式中，圖9所示裝置包括的水印提取單元904，具體用于利用差值除以視頻發(fā)送端進行二值化處理時使用的系數(shù)，并將得到的商取整；利用取整后的商值加上第二殘差系數(shù)的絕對值得到嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。本發(fā)明實施例四提供的優(yōu)選實施方式中，圖9所示裝置包括的水印提取單元904，具體用于在殘差系數(shù)選定單元選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)時，從該色度塊對應(yīng)的除第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)；
在殘差系數(shù)選定單元選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)，或該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)時，從該色度塊對應(yīng)的除第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定與第一殘差系數(shù)的絕對值具有最小差值的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)。應(yīng)當理解，以上提取可逆水印的裝置包括的單元僅為根據(jù)該裝置實現(xiàn)的功能進行的邏輯劃分，實際應(yīng)用中，可以進行上述單元的疊加或拆分。并且該實施例提供的提取可逆水印的裝置所實現(xiàn)的功能與上述實施例二提供的提取可逆水印的方法流程一一對應(yīng)，對于該裝置所實現(xiàn)的更為詳細的處理流程，在上述方法實施例二中已做詳細描述，此處不再詳細描述。
實施例五根據(jù)本發(fā)明實施例五，提供了一種視頻系統(tǒng)，如圖10所示，該系統(tǒng)包括視頻發(fā)送終端1001以及視頻接收終端1002 ；其中視頻發(fā)送終端1001，用于根據(jù)待嵌入的水印序列的比特數(shù)，確定用于嵌入可逆水印的色度塊的數(shù)目；根據(jù)與視頻接收終端1002約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定與數(shù)目相同個數(shù)的色度塊；根據(jù)與視頻接收終端1002約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)；分別在選定的殘差系數(shù)中嵌入水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)，并分別利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)替換嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)；視頻接收終端1002，用于根據(jù)待提取的水印序列的比特數(shù)，確定嵌入有可逆水印的色度塊的數(shù)目；根據(jù)與視頻發(fā)送終端1001約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定與數(shù)目相同個數(shù)的色度塊；根據(jù)與視頻發(fā)送終端1001約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)；分別從選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，并將被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。該實施例提供的通信系統(tǒng)中包括的視頻發(fā)送終端所實現(xiàn)的功能與上述實施例三提供的嵌入可以水印的裝置對應(yīng)，對于該視頻發(fā)送終端所實現(xiàn)的更為詳細的處理流程，在上述實施例三中已做詳細描述，此處不再詳細描述。該實施例提供的通信系統(tǒng)中包括的視頻接收終端所實現(xiàn)的功能與上述實施例四提供的提取可以水印的裝置對應(yīng)，對于該視頻接收終端所實現(xiàn)的更為詳細的處理流程，在上述實施例四中已做詳細描述，此處不再詳細描述。通過本發(fā)明實施例提供的上述嵌入可逆水印的技術(shù)方案，能夠根據(jù)與視頻接收端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定與待嵌入水印序列的比特數(shù)數(shù)目相同個數(shù)的色度塊，并根據(jù)與視頻接收端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)，進而分別在選定的殘差系數(shù)中嵌入水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)，并分別利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)替換嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。根據(jù)該技術(shù)方案，能夠采用可逆水印技術(shù)對視頻進行處理。通過本發(fā)明實施例提供的上述提取可逆水印的技術(shù)方案，根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定與待提取水印序列的比特數(shù)數(shù)目相同個數(shù)的色度塊，并根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)，進而分別從選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，并將被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。根據(jù)該技術(shù)方案，能夠采用可逆水印技術(shù)對視頻進行處理。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種嵌入可逆水印的方法，其特征在于，包括 根據(jù)待嵌入的水印序列的比特數(shù)，確定用于嵌入可逆水印的色度塊的數(shù)目； 根據(jù)與視頻接收端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定出所述數(shù)目的色度塊； 根據(jù)與視頻接收端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)； 分別在選定的殘差系數(shù)中嵌入所述水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，根據(jù)與視頻接收端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定出所述數(shù)目的色度塊，具體包括 確定經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的每個色度塊在幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測過程中被參考的總次數(shù)； 根據(jù)確定的每個色度塊被參考的總次數(shù)由小到大的順序，確定出所述數(shù)目的色度塊。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，根據(jù)與視頻接收端約定的殘差系數(shù)選定方式，從確定出的一個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)，包括 從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)；或 從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)；或 從該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)。
4.如權(quán)利要求I或3所述的方法，其特征在于，在選定的一個殘差系數(shù)中嵌入所述水印序列中的一比特水印數(shù)據(jù)，包括 確定利用選定的第一殘差系數(shù)的絕對值減去確定出的該第一殘差系數(shù)對應(yīng)的色度塊中未被選定的第二殘差系數(shù)的絕對值得到的差值； 在所述差值中嵌入所述水印序列中的一比特水印數(shù)據(jù)后，利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的差值加上所述第二殘差系數(shù)的絕對值得到嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)； 利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)，替換嵌入水印數(shù)據(jù)前的該殘差系數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述差值中嵌入所述水印序列中的一比特水印數(shù)據(jù)，包括 對所述差值進行二值化處理，在經(jīng)過二值化處理后的差值的與視頻接收端約定的指定位添加所述水印序列中的一比特水印數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的差值加上所述第二殘差系數(shù)的絕對值得到嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)，具體包括 利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的差值加上所述第二殘差系數(shù)的絕對值得到的值，與對所述第一殘差系數(shù)取整得到的值的乘積，得到嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二殘差系數(shù)的確定方式，包括 若選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)，則從該色度塊對應(yīng)的除所述第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)； 若選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)，或該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)，則從該色度塊對應(yīng)的除所述第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定與所述第一殘差系數(shù)的絕對值具有最小差值的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)。
8.一種提取可逆水印的方法，其特征在于，包括 根據(jù)待提取的水印序列的比特數(shù)，確定嵌入有可逆水印的色度塊的數(shù)目； 根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定出所述數(shù)目的色度塊； 根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)； 分別從選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，并將所述被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定出所述數(shù)目的色度塊，具體包括 確定經(jīng)過視頻解碼處理得到的每個色度塊在幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測過程中被參考的總次數(shù)； 根據(jù)確定的每個色度塊被參考的總次數(shù)由小到大的順序，確定出所述數(shù)目的色度塊。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的殘差系數(shù)選定方式，從確定出的一個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)，包括 從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)；或 從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)；或 從該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)。
11.如權(quán)利要求8或10所述的方法，其特征在于，從選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，包括 確定利用選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的第一殘差系數(shù)的絕對值減去確定出的該第一殘差系數(shù)對應(yīng)的色度塊中未被選定的第二殘差系數(shù)的絕對值得到的差值； 從所述差值中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，從所述差值中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，包括 從所述差值的與視頻發(fā)送端約定的指定位讀取攜帶的一比特水印數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，將所述被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)，包括 利用所述差值除以視頻發(fā)送端進行二值化處理時使用的系數(shù)，并將得到的商取整； 利用取整后的商值加上所述第二殘差系數(shù)的絕對值得到嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二殘差系數(shù)的確定方式，包括 若選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)，則從該色度塊對應(yīng)的除所述第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)； 若選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)，或該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)，則從該色度塊對應(yīng)的除所述第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定與所述第一殘差系數(shù)的絕對值具有最小差值的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)。
15.一種嵌入可逆水印的裝置，其特征在于，包括 色度塊數(shù)目確定單元，用于根據(jù)待嵌入的水印序列的比特數(shù)，確定用于嵌入可逆水印的色度塊的數(shù)目； 色度塊確定單元，用于根據(jù)與視頻接收端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定所述色度塊數(shù)目確定單元確定的數(shù)目的色度塊； 殘差系數(shù)選定單元，用于根據(jù)與視頻接收端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從所述色度塊確定單元確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)； 水印嵌入單元，用于分別在所述殘差系數(shù)選定單元選定的殘差系數(shù)中嵌入所述水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述色度塊確定單元，具體用于 確定經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的每個色度塊在幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測過程中被參考的總次數(shù)； 根據(jù)確定的每個色度塊被參考的總次數(shù)由小到大的順序，確定出所述數(shù)目的色度塊。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述殘差系數(shù)選定單元，具體用于 從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)；或 從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)；或 從該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)。
18.如權(quán)利要求15或17所述的裝置，其特征在于，所述水印嵌入單元，具體用于 確定利用選定的第一殘差系數(shù)的絕對值減去確定出的該第一殘差系數(shù)對應(yīng)的色度塊中未被選定的第二殘差系數(shù)的絕對值得到的差值； 在所述差值中嵌入所述水印序列中的一比特水印數(shù)據(jù)后，利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的差值加上所述第二殘差系數(shù)的絕對值得到嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)； 利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)，替換嵌入水印數(shù)據(jù)前的該殘差系數(shù)。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述水印嵌入單元，具體用于 對所述差值進行二值化處理，在經(jīng)過二值化處理后的差值的與視頻接收端約定的指定位添加所述水印序列中的一比特水印數(shù)據(jù)。
20.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述水印嵌入單元，具體用于 利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的差值加上所述第二殘差系數(shù)的絕對值得到的值，與對所述第一殘差系數(shù)取整得到的值的乘積，得到嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)。
21.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述水印嵌入單元，具體用于 在所述殘差系數(shù)選定單元選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)時，從該色度塊對應(yīng)的除所述第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)； 在所述殘差系數(shù)選定單元選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)，或該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)時，從該色度塊對應(yīng)的除所述第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定與所述第一殘差系數(shù)的絕對值具有最小差值的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)。
22.一種提取可逆水印的裝置，其特征在于，包括 色度塊數(shù)目確定單元，用于根據(jù)待提取的水印序列的比特數(shù)，確定嵌入有可逆水印的色度塊的數(shù)目； 色度塊確定單元，用于根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定出所述色度塊數(shù)目確定單元確定的數(shù)目的色度塊； 殘差系數(shù)選定單元，用于根據(jù)與視頻發(fā)送端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從所述色度塊確定單元確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)；水印提取單元，用于分別從所述殘差系數(shù)選定單元選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，并將所述被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述色度塊確定單元，具體用于 確定經(jīng)過視頻解碼處理得到的每個色度塊在幀內(nèi)預(yù)測以及幀間預(yù)測過程中被參考的總次數(shù)； 根據(jù)確定的每個色度塊被參考的總次數(shù)由小到大的順序，確定出所述數(shù)目的色度塊。
24.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述殘差系數(shù)選定單元，具體用于 從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)；或 從該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)；或 從該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中選定絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)。
25.如權(quán)利要求22或24所述的裝置，其特征在于，所述水印提取單元，具體用于 確定利用選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的第一殘差系數(shù)的絕對值減去確定出的該第一殘差系數(shù)對應(yīng)的色度塊中未被選定的第二殘差系數(shù)的絕對值得到的差值； 從所述差值中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述水印提取單元，具體用于 從所述差值的與視頻發(fā)送端約定的指定位讀取攜帶的一比特水印數(shù)據(jù)。
27.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述水印提取單元，具體用于 利用所述差值除以視頻發(fā)送端進行二值化處理時使用的系數(shù)，并將得到的商取整； 利用取整后的商值加上所述第二殘差系數(shù)的絕對值得到嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。
28.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述水印提取單元，具體用于 在所述殘差系數(shù)選定單元選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)時，從該色度塊對應(yīng)的除所述第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定對應(yīng)指定位置且值不為O的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)； 在所述殘差系數(shù)選定單元選定的第一殘差系數(shù)為該色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)，或該色度塊對應(yīng)的高頻殘差系數(shù)中絕對值最大且值不為O的一個殘差系數(shù)時，從該色度塊對應(yīng)的除所述第一殘差系數(shù)以外的殘差系數(shù)中選定與所述第一殘差系數(shù)的絕對值具有最小差值的一個殘差系數(shù)作為第二殘差系數(shù)。
29.—種視頻系統(tǒng)，其特征在于，包括視頻發(fā)送終端以及視頻接收終端；其中 所述視頻發(fā)送終端，用于根據(jù)待嵌入的水印序列的比特數(shù)，確定用于嵌入可逆水印的色度塊的數(shù)目；根據(jù)與視頻接收終端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定出所述數(shù)目的色度塊；根據(jù)與視頻接收終端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)；分別在選定的殘差系數(shù)中嵌入所述水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)；所述 視頻接收終端，用于根據(jù)待提取的水印序列的比特數(shù)，確定嵌入有可逆水印的色度塊的數(shù)目；根據(jù)與視頻發(fā)送終端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻解碼處理得到的色度塊中確定出所述數(shù)目的色度塊；根據(jù)與視頻發(fā)送終端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)；分別從選定的被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)中獲取嵌入的一比特水印數(shù)據(jù)，并將所述被嵌入水印數(shù)據(jù)的殘差系數(shù)恢復(fù)為嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種嵌入可逆水印的方法、提取方法以及裝置和系統(tǒng)，主要技術(shù)方案包括根據(jù)待嵌入的水印序列的比特數(shù)，確定用于嵌入可逆水印的色度塊的數(shù)目；根據(jù)與視頻接收端約定的色度塊確定方式，在經(jīng)過視頻編碼量化處理得到的色度塊中確定出所述數(shù)目的色度塊；根據(jù)與視頻接收端約定的殘差系數(shù)選定方式，分別從確定出的每個色度塊對應(yīng)的殘差系數(shù)中選定一個殘差系數(shù)；分別在選定的殘差系數(shù)中嵌入所述水印序列的一比特水印數(shù)據(jù)，并分別利用嵌入水印數(shù)據(jù)后的殘差系數(shù)替換嵌入水印數(shù)據(jù)前的殘差系數(shù)。采用該技術(shù)方案，能夠采用可逆水印技術(shù)對視頻進行處理。
文檔編號H04N7/26GK102724494SQ20111007986
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者王祥, 郭宗明 申請人:北京北大方正電子有限公司, 北京大學(xué), 北大方正集團有限公司