[发明专利]H.264中基于数字水印技术的主动目标识别方法

权利要求书

1.一种H.264中基于数字水印技术的主动目标识别方法，其特征在于：包括以下内容：

H.264视频压缩标准为帧间预测环节提供最多16帧参考帧即之前已编码的视频帧的重构帧的存贮缓冲；参考H.264帧间预测编码的思路设计主动目标跟踪方法；视频监控场景中首次检测到运动目标时，在当前帧编码重构，并在进行环路滤波后的重建图像中，映射当前帧中目标检测、分割结果即运动目标的坐标，在重建图像每个运动目标中嵌入不同的标识水印，该重建帧将作为参考帧用于下一帧的帧间预测，这样水印信息就随着重建帧传递到下一帧的编码过程中，随后进行在下一帧编码，下面称“下一帧”为“当前帧”，之前的“当前帧”称为“上一帧”，在编码前，将当前帧与上一帧中的目标检测结果重合的部分映射到参考帧即上一帧的重建帧，包含标识水印信息，并从映射的重叠区域中检测标识水印，完成目标匹配、识别；随后再在当前帧的编码重建图像根据当前目标匹配结果在不同目标中嵌入匹配后水印，下一帧继续当前帧操作；这样循环处理，直至完成整段视频序列的运动目标匹配。

2.根据权利要求1所述的H.264中基于数字水印技术的主动目标识别方法，其特征在于：所述的H.264帧间预测是利用利用已编码视频帧/场和基于块的运动补偿的预测模式；当前帧f_t(x,y)与参考帧f_t-1(x,y)同时输入运动参数估值器，经搜索、比较得到运动矢量MV，此MV输入运动补偿预测器，得到预测图像，f_t(x,y)与相减后得到残差图像，H.264对残差图像进行编码，可以有效压缩视频序列的帧间冗余；编码器必须有重建图像的功能，必须使残差图像经反量化、反变换后得到的与预测图像相加，再经环路滤波输出重建图像，在下一帧预测时即用作参考图像。

3.根据权利要求1所述的H.264中基于数字水印技术的主动目标识别方法，其特征在于：包括以下内容：

水印的嵌入

当首次检测到运动目标时，在当前帧编码重构，并在进行环路滤波后的重建帧中，映射当前帧中目标检测、分割运动目标的坐标的结果，在重建帧每个运动目标分割范围中像素的LSB中嵌入不同标识的水印信息，如下式所示：

Y′_n(x,y)=Y_n(x,y)+(N+n-Y_n(x,y)modN)modN

N为当前帧帧间编码重建帧中的运动目标数，n为目标的序号（0≤n≤N-1）,Y_n(x,y)为该重建帧中第n个目标分割矩阵内的像素点(x,y)的亮度值，

Y′_n(x,y)为该重建帧中第n个目标分割矩阵内的像素点(x,y)嵌入水印后的亮度值；

水印信息提取

所述的重建帧作为参考帧用于下一帧的帧间预测，水印信息就随着重建帧传递到下一帧的编码过程中，随后进行下一帧（“下一帧”为“当前帧”，之前的“当前帧”为“上一帧”）的编码，在下一帧编码前，将当前帧与上一帧的目标检测结果重合部分映射到所述的参考帧，在参考帧中的重叠部分映射区域中检测水印信息，完成目标匹配、识别，水印信息的提取如下式所示：

N_Wn =num{W_n|W_n=Y′(x,y)modN,(x,y)∈Ω_重合}

N_Wni=max{N_Wn|n=0,1,...,N-1},Ω_重合∈Object_Wni

对重合部分Ω_重合中的像素提取水印信息W_n(0≤n≤N-1),并分别计数为N_Wn，取最大值N_Wni，像素点（x，y）所在的分割区域属于目标Object_Wni；

目标匹配

随后再在当前帧帧间编码重建帧，根据目标匹配结果继续在不同目标中嵌入匹配后的水印信息；这样循环处理，直至完成序列中所有帧的运动目标匹配、识别。