[发明专利]基于小波域和独立主成份分析的盲视频水印方法

说明书

技术领域

本发明属于视频处理，具体地说是一种涉及盲视频水印方法，可用于在因特网上对版权的保护与信息安全处理。

背景技术

随着数字技术和因特网的发展，各种形式的多媒体数字作品，如图像、视频、音频等纷纷以网络形式发表，人们可以方便地利用数字设备制作、处理和存储图像、语音、文本和视频等信息媒体。与此同时，数字网络通信正在飞速发展，使得信息的发布和传输实现了“数字化”和“网络化”。在模拟时代，人们把磁带作为记录设备，盗版拷贝通常要比原始拷贝的质量低，而盗版拷贝的二次拷贝的质量更糟糕。而在数字时代，歌曲或电影的数字拷贝过程完全不损失作品质量。自从1993年11月Internet上出现了MarcAndreessen的Mosaic网页浏览器，Internet对用户变得友好起来，很快人们便开始乐于从Internet上下载图片、音乐和视频。对数字媒体而言，Internet成了最出色的分支系统，因为它不但成本低，而且不需要实际空间进行存储，又能实时发送。因此，数字媒体很容易借助Internet或CD-ROM被复制、处理、传播和公开。这样就引发出数字信息传输的安全问题和数字产品的版权保护问题。如何在网络环境中实施有效的版权保护和信息安全，如何防止数字产品，如电子出版物、音频、视频、动画、图像产品等被侵权、盗版和篡改，已经成为世界各国亟待解决的热门课题。作为其中的一个重要分支，数字视频水印技术是一种将数字、序列号、文字、图像标志等版权信息嵌入到视频数据中的技术。

不可见数字视频水印根据嵌入位置不同可分为时/空域，变换域和压缩域三种水印方法。其中时/空域水印处理，是用各种各样的方法直接修改载体的时/空域采样，如直接修改像素的最低位，这种方法的不足是：鲁棒性不高，信息量少即能够潜入的水印信息不太多，否则从视觉上能看出来。变换域水印处理，是对原始载体进行各种各样的变换后嵌入水印，如离散余弦变换，离散傅里叶变换，小波变换等，这种方法的不足是计算时间较长，方法复杂度较高。压缩域水印处理，是指在MPEG域，VQ域和分形压缩域内进行的水印处理，这种方法的不足是随着解码过程，水印也被提取，从而无法与视频共存亡，对于解码之后对视频的攻击无抵抗能力。

独立主成份分析是一种分离统计分量中的主独立成分方法，其主要的应用在于特征提取以及盲源分离。孙建德等，Sun J D，Liu J.A Temporal Desynchronization ResilientVideo Watermarking Scheme Based on Independent Component Analysis.IEEE InternationalConference on Image Processing 2005，Vol.1(2005)265-268，提出了一种将水印直接嵌入到视频序列的主独立分量，即空域中的主独立成分中的方法。在该方法中采用背景运动即由视频序列提取的主独立分量反映视频的运动，包括主要的运动物体和背景的变换。实验表明，这种提取的独立成分能自适应于视频内容并且准确的提取视频序列的主要特征，从而使得该方法较一般变换域的水印方法更加稳定。但是该方法存在以下不足：

(1)当视频帧数超过30帧时，其运算量较大。

(2)由于背景运动往往不如物体运动稳定，因此如果将水印嵌入到背景的变化中，将会很容易被攻击后丢失主要水印信息。以Coast序列为例，变换的河流背景变换细碎而易变，如果将水印嵌入到该区域会很不稳定。

(3)由于视频序列的独立分量变换范围广，因此将水印嵌入在低能量区域时，易于造成嵌入水印信息检测时的丢失。

发明内容

本发明的目的在于克服上述的不足，提出了一种基于小波域和独立主成份分析的盲视频水印方法，以提高水印嵌入的稳定性和可靠性并缩短运算时间。

实现本发明目的技术方案是：先将图像信息进行水印嵌入，然后对嵌入的水印信息进行提取。

具体过程如下：

水印的嵌入：

A.将原始视频序列切分成多个视频序列组；

B.将每个视频序列组变换到3-D DWT域，并提取该变换域所有视频序列组的低频分量；

C.从所有视频序列组的低频分量中提取相应的主独立成分，并进行维纳滤波处理去除主独立成份中的高斯背景噪声；

D.将维纳滤波后的主独立成份进行水印嵌入；

E.将嵌入水印的主独立成份进行逆变换，再合并成一个视频序列。

水印的提取：

F.将已嵌入的视频序列切分成多个视频序列组；