CN1494313A - 基于纠错码的数字视频水印方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于纠错码的数字视频水印方法，包括步骤：嵌入步骤，嵌入的信息包含水印纠错信息；提取步骤，采用水印纠错算法对受损的水印信息加以恢复。本发明嵌入的信息包含水印纠错信息，能对受损的水印信息加以恢复；嵌入域包括视频数据的亮度和色度数据，充分利用可用空间；可采用不同方式嵌入水印信息和纠错信息，增强健壮性；可选择嵌入原始视频数据或压缩视频数据，适用性强；可增加新的水印嵌入算法，具有可升级性。
Description
技术领域
本发明涉及水印技术，特别涉及基于纠错码的数字视频水印方法。
技术背景
随着多媒体技术和网络技术的飞速发展和广泛应用，图像、音频、视频和其它各种多媒体作品都能以数字形式获得，制作其完美拷贝也变得非常容易，这给人们的工作、学习和生活带来了极大的便利，但同时也可能会导致大规模的非授权拷贝，这很有可能会损害音乐、电影、书籍和软件等出版业的健康发展。数字水印技术就是针对这一问题提出来的，将数字、序列号、文字、图像标志等版权信息嵌入到多媒体数据中，以起到版权保护、秘密通信、数据文件的真伪鉴别和产品标志等作用。
图像数字水印从90年代开始，已经有很长的研究历史，并且取得了不少的研究成果，而且还推出了一些实用的产品。最早的图像水印方案是LSB(最低有效位)替换，后来提出了扩频的思想，水印的健壮性有了很大提高。水印嵌入的工作域也由空域发展到了变换域(DCT变换、Mellin-Fourier变换以及Wavelet变换等)。数字视频水印作为一个新兴的研究方向，仍然有很大的发展空间。
为了实现版权保护等目的，在载体中嵌入的水印信息对于试图移去它的操作应该是健壮的，对于各种有意或无意的攻击，应仍然保持水印信息的可用性。现有的数字视频水印往往只注重于将水印信息嵌入到亮度分量中去，并且对于攻击以后如何恢复受损的水印信息不加重视。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于纠错码的数字视频水印方法，它能对受损的水印信息加以恢复，从而提高水印的健壮性。
为实现上述目的，基于纠错码的数字视频水印方法包括步骤：
嵌入步骤，嵌入的信息包含水印纠错信息；
提取步骤，采用水印纠错算法对受损的水印信息加以恢复。
本发明嵌入的信息包含水印纠错信息，能对受损的水印信息加以恢复；嵌入域包括视频数据的亮度和色度数据，充分利用可用空间；可采用不同方式嵌入水印信息和纠错信息，增强健壮性；可选择嵌入原始视频数据或压缩视频数据，适用性强；可增加新的水印嵌入算法，具有可升级性。
附图说明
图1是嵌入流程图。
图2是提取流程图。
具体实施方式
嵌入水印流程如图1所示，其具体步骤为：
1.由水印信息W根据纠错码算法G生成纠错信息R。
2.视频数据D分离为亮度信息(Y)和色度信息(常用的有UV、CrCb、IQ等)
3.采用算法E1，E2，E3将水印信息W和纠错信息R分别嵌入至亮度信息和色度信息中。E1，E2，E3可以相同也可以不同。
4.将已嵌入水印信息的亮度信息和以嵌入纠错信息的色度信息合成为视频数据D’。
提取水印流程如图2所示，其具体步骤为：
1.已嵌入水印视频数据D分离为亮度信息(Y)和色度信息(常用的有UV、CrCb、IQ等)
2.采用算法D1，D2，D3将水印信息W和纠错信息R1、R2分别从亮度信息和色度信息中提取出来。D1，D2，D3分别对应于嵌入时的E1，E2，E3，可以相同也可以不同。
3.由W、R1、R2根据纠错算法C恢复水印信息W’。
此数字视频水印技术可适用于不同情况，如对于黑白视频，不使用纠错信息，仍然是一个完整的数字水印方案。E1，E2，E3选择不同算法可增强对单一攻击的健壮性，在W受某种攻击严重受损无法恢复的情况下，R可作为水印信息的另一表述形式提供版权保护。由于嵌入算法Ei的可选择性使得该技术不受限于视频数据的格式为原始视频或压缩视频，皆可适用，而且可不断吸收水印技术的新发展，作为插件替换Ei纳入***中。纠错信息的构造算法G以及对印的水印纠错算法C作为插件也可替换以适应不同条件，如对于常用的Y∶U∶V＝4∶2∶0格式视频数据，可选择水印信息W∶纠错信息R＝4∶1的构造算法，使得W、R可以同步嵌入、同步提取，其过程如下所示：
由于MPEG系列视频压缩标准中GOP结构为I(BBP)nBB，n一般为3至5，因此选取“BBP”3帧为一组，设采用相同的扩频方法嵌入水印信息和纠错信息，选择合适的片率使得在一帧的Y分量中恰好嵌入8位，U、V各嵌入2位校验位，则一组内嵌入24位数据位，6位校验位。设数据位为I1，I2，…，I24，校验位为R1，R2，R3，R4，R5，R6。Ri的生成规则可使用纠一位错的海明码，如下所示：
R1＝I24I22I20I18I16I14I12I11I9I7I5I4I2I1
R2＝I22 I21 I18 I17 I14 I13 I11 I10 I7 I6 I4 I3 I1
R3＝I24 I23 I18 I17 I16 I15 I11 I10 I9 I8 I4 I3 I2
R4＝I24 I23 I22 I21 I20 I19 I11 I10 I9 I8 I7 I6 I5
R5＝I24 I23 I22 I21 I20 I19 I18 I17 I16 I15 I14 I13 I12
R6可以设定为其它作用，如水印同步或附加校验码。
提取水印时，先根据从Y分量中提取出的I’计算出R’，再与从U、V提取出的R”比较，根据R’与R”的差异对I’进行修正，得到输出水印I”。当R’与R”没有差异或有一位不同时，不需要对I’进行修正，直接输出作为I”。当有两位不同时，根据不同的位置对I’中相应的位进行修正(取反)，输出作为I”。设不同的位置为i、j，则I’中需要修正的位为2i-1+2i-1。当有三位或以上不同时，认为无法修正，输出I’作为I”，但加以标志说明。
Claims (7)
1.一种基于纠错码的数字视频水印方法，包括步骤：
嵌入步骤，嵌入的信息包含水印纠错信息；
提取步骤，采用水印纠错算法对受损的水印信息加以恢复。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述的嵌入步骤包括：
由水印信息W根据纠错码算法G生成纠错信息R；
视频数据D分离为亮度信息(Y)和色度信息；
采用算法E1，E2，E3将水印信息W和纠错信息R分别嵌入至亮度信息和色度信息中；
将已嵌入水印信息的亮度信息和以嵌入纠错信息的色度信息合成为视频数据D’。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于所述的算法E1，E2，E3可以相同也可以不同。
4.按权利要求2所述的方法，其特征在于所述的水印信息W和纠错信息R同步嵌入、同步提取。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述的提取步骤包括：
已嵌入水印视频数据D分离为亮度信息(Y)和色度信息；
采用算法D1，D2，D3将水印信息W和纠错信息R1、R2分别从亮度信息和色度信息中提取出来；
由W、R1、R2根据纠错算法C恢复水印信息W’。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于所述的算法D1，D2，D3分别对应于嵌入时的算法E1，E2，E3。
7.按权利要求5所述的方法，其特征在于当水印信息(W)受到严重攻击无法恢复时，纠错信息(R)作为水印信息。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 02150312 CN1207891C (zh) | 2002-10-30 | 2002-10-30 | 基于纠错码的数字视频水印方法 |
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| CN 02150312 CN1207891C (zh) | 2002-10-30 | 2002-10-30 | 基于纠错码的数字视频水印方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1494313A true CN1494313A (zh) | 2004-05-05 |
| CN1207891C CN1207891C (zh) | 2005-06-22 |
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| CN 02150312 Expired - Fee Related CN1207891C (zh) | 2002-10-30 | 2002-10-30 | 基于纠错码的数字视频水印方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN1207891C (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100361437C (zh) * | 2005-05-08 | 2008-01-09 | 中国科学院计算技术研究所 | 一种数字图像哈希签名方法 |
| CN100484233C (zh) * | 2005-06-03 | 2009-04-29 | 中国科学院研究生院 | 数字电视信号安全认证装置及带有该装置的电视设备 |
| CN100484232C (zh) * | 2005-06-03 | 2009-04-29 | 中国科学院研究生院 | 数字电视广播***及方法 |
-
2002
- 2002-10-30 CN CN 02150312 patent/CN1207891C/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| CN100484233C (zh) * | 2005-06-03 | 2009-04-29 | 中国科学院研究生院 | 数字电视信号安全认证装置及带有该装置的电视设备 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1207891C (zh) | 2005-06-22 |
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