[发明专利]基于深度图像和Otsu分割的视频水印方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频水印方法，尤其是一种基于深度图像和Otsu分割的视频水印方法，属于视频信息安全技术领域。

背景技术

随着数字技术的快速发展和互联网的广泛应用逐渐将人们带入了数字化时代。“高清、三维、用户创造内容(UGC)”的驱动下，海量视音频信息的出现也滋生了日益猖獗的非法盗版和信息内容篡改等行为，给社会带来了巨大的经济损失，同时也造成了很多安全隐患。因此，视频水印技术一直是当前研究的热点之一。

在水印信息的嵌入过程中，按照水印信息嵌入的位置，可将其分成时(空)域数字水印和变换域数字水印^[1]。其中变换域水印又可以进行细分为离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)、离散小波变换(Discrete Wavelet Transform,DWT)、离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)、奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)等域水印。时(空)域水印^[2]是在数字作品的信号时间或空间上直接增添水印信息，该算法简单易行，但是鲁棒性和不可见性较弱。变换域水印比时(空)域水印复杂，它需要先对原始载体信号进行数学变换，并在其变换域中嵌入水印信息。变换域中水印算法可以充分结合人类视觉系统模型，具有较强的鲁棒性和不可感知性。目前，常见水印算法基本都是选择在变换域中进行^[3,4]。

深度图是一种特殊形式的灰度图像，其像素值可以清晰的表达场景中的某一点与摄像机之间的距离。它用于精确地估计和决定场景中物体的形状、位置、物理特性，以及对景物进行3D重建^[5]。在深度图像中有着明确的、可直接应用的2.5维信息，简化了人类视觉系统，使其具有更加可靠的识别能力。目前，在计算机视觉领域中，基于深度信息的视觉研究变得越来越重要。本发明利用深度图像景深信息去选择水印嵌入区域的算法能够有效的解决人类视觉系统中没有考虑场景空间位置相关性等问题。

参考文献：

[1]Pitas,I,″A method for signature casting on digital images,"IEEE International Conferenee on Image Processing,vol.3,pp.215-218,Sep1996.

[2]Friedman GL,The trustworthydigital camera:Restoring credibility to the photographic image[J].IEEE trans.on Consumer Electronics,1993,39(4)905-910.

[3]Mohamed A.Suhail,Mohammad S.Obaidat.Digital watermarking-based DCT and JPEG model.[J].IEEE T.Instrumentation and Measurement,2003,52(5):1640-1647.

[4]Ming-Shing Hsieh,Din-Chang Tseng,Yong-Huai Huang.Hiding digital watermarks using multi-resolution wavelet transform[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,2001,48(5):875-882.

[5]D.Marr著，姚国正等译.视觉计算理论科学出版社1988：4-6.

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于深度图像和Otsu分割的视频水印方法。在视频关键帧的前景区域中嵌入水印信息，利用Otsu阈值法对深度图像的前景区域和背景区域进行有效的划分，找出水印的嵌入位置。本发明利用深度图像景深信息去选择水印嵌入区域，能够有效的解决人类视觉系统中没有考虑场景空间位置相关性等问题，且对椒盐噪声、乘性噪声、高斯噪声、亮度对比度调节等攻击都具有较好的鲁棒性，为视频水印技术提供了一种新的思想。

技术方案：一种基于深度图像和Otsu分割的视频水印方法，包括以下几个步骤：

步骤A、获取视频关键帧的深度图像；