[发明专利]基于音视频分析的版权保护技术

说明书

本发明公开了一种基于音视频分析的版权保护方法，包括以下步骤：首先分离音视频数据流，对欲作为水印信息的二值图像进行处理、将视频帧和分段后的音频进行DCT变换，分别嵌入水印信息。然后进行DCT逆变换，生成带水印的音频和视频流。最后对两个流进行合成。在进行水印检测时，先分离出视频和音频流，再利用相关解调法提取二值水印序列(即版权信息)。本发明借鉴了扩频水印和媒体流分段处理的方法，得到的方法对于针对多媒体序列的攻击具有很强的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及计算机多媒体技术领域，特别涉及一种用于音视频版权保护的方法。

背景技术

数字水印技术首先在图像领域得到了广泛的研究，但是今天越来越多的水印方案致力于保护新的数字多媒体数据，如音频、视频、文本及3D网格等。当前多媒体应用更多的是将音频和视频结合在一起进行传输、存储和处理，如VCD、VOD点播、电视会议等应用。而目前的研究大多是针对其中一种媒体，现有的水印技术在多种媒体的交叉方面的研究还很少。由于数字水印技术与载体数据紧密相关，如果能充分挖掘音频和视频特征，设计出来的水印将具有更好的安全性和实用价值。本发明提出了一种有效的鲁棒性水印方法。这种方法对于针对多媒体序列的攻击具有很强的鲁棒性，并且该方法对于一些常见的信号处理操作，如MPEG压缩以及信道污染如高斯白噪声也同样具有较强的鲁棒性。

发明内容

本发明针对现有的方法不足，对适用于多媒体流的鲁棒性水印问题进行了研究。根据多媒体数据流的特点及所采用的分别在音视频片断中嵌入和提取水印信息的方法，首先分离音视频数据流，对欲作为水印信息的二值图像进行处理、将视频帧和分段后的音频进行DCT变换，分别嵌入水印信息。然后进行DCT逆变换，生成带水印的音频和视频流。最后对两个流进行合成。在进行水印检测时，先分离出视频和音频流，再利用相关解调法提取二值水印序列(即版权信息)。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种有效的鲁棒性水印方法，包括以下步骤：

1)水印信息生成：

假设一副大小为K×L的二值图像W作为水印信息图像，它可表示为：

W＝{w(i，j)，0≤i≤K-1，0≤j≤L-1} (1)

式中w(i，j)∈{0，1}。为了增强水印的安全性，首先将水印信息图像置乱，再将置乱图像逐行扫描变成K×L的一维二值序列w，再将w等长地分成长度为U的V段，满足U×V＝K×L。则第j个水印片段可由式(1)表示：

为了使水印序列具有更好的透明性，将序列用伪随机序列进行调制得到序列最后将分别嵌入到视频和音频中。

2)水印嵌入：

对视频序列，我们采用如下的方式嵌入水印信息。先对视频帧做8×8的块DCT变换,在DCT域嵌入水印信息。为保证嵌入水印信息后尽可能少地影响视频的视觉效果并保证水印的鲁棒性，把水印信息嵌入DCT域的中低频系数中，这里我们选用每个8×8块按照Zig-Zag顺序扫描得到的第2～U+1这U个系数。将水印序列的各段完整地嵌入视频序列的每一帧，则一帧中可重复嵌入的水印版本数为M×N/64。为嵌入一幅完整的二值图像，需要V帧视频。水印信息以强度α嵌入，嵌入水印的DCT系数F(i，j)如下：