專利名稱：一種利用魯棒水印保護(hù)h.264視頻數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及基于壓縮域的視頻水印方法，更具體的說是利用數(shù)字水印保 護(hù)視頻數(shù)據(jù)的方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展， 一些多媒體產(chǎn)品(音頻、圖像、視 頻)可以很容易從網(wǎng)絡(luò)中獲取。這些數(shù)字產(chǎn)品的版權(quán)則是一個(gè)急需解決的問題， 而數(shù)字水印技術(shù)則是一種保護(hù)多媒體版權(quán)的有效手段。
現(xiàn)有的數(shù)字水印技術(shù)將運(yùn)動(dòng)矢量分等級(jí)分析，劃分N*N的運(yùn)動(dòng)矢量等級(jí)， 通過一個(gè)循環(huán)搜索計(jì)算，將水印分布與較低等級(jí)矢量中，因此算法復(fù)雜度高。
另外一種數(shù)字水印技術(shù)通過修改運(yùn)動(dòng)矢量分量的奇偶性來嵌入水印，即改 變MV在x方向或y方向上的長度，算法實(shí)現(xiàn)簡單，但是運(yùn)動(dòng)矢量的奇偶性很 容易改變，因此得到的水印的魯棒性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種算法復(fù)雜度低，具有魯棒性的利用數(shù) 字水印保護(hù)視頻數(shù)據(jù)的方法。
為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種利用魯棒水印保護(hù)H.264視頻數(shù)據(jù)的 方法，包括水印嵌入過程，所述的水印嵌入過程如下
(1) 在編碼端對(duì)幀間分塊確定最佳運(yùn)動(dòng)矢量；
(2) 將最佳運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行量化，得到一個(gè)整像素點(diǎn)，以該整像素點(diǎn)作為中 心像素點(diǎn)，周圍最近半像素點(diǎn)為周邊得到一個(gè)正方形區(qū)域，該正方形區(qū)域包括 一個(gè)中心整像素點(diǎn)，中心整像素點(diǎn)的周圍分布有半像素點(diǎn)，相鄰兩個(gè)半像素點(diǎn) 之間、以及半像素點(diǎn)和整像素之間分布有四分之一像素點(diǎn)，所述整像素點(diǎn)、半像素點(diǎn)、和四分之一像素點(diǎn)統(tǒng)稱區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)；
(3) 幀間分塊對(duì)應(yīng)所嵌入水印的比特，將區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)按設(shè)定的分組方 法分為第一像素組和第二像素組，若水印的比特為1，運(yùn)動(dòng)矢量指向第一像素組，
保持運(yùn)動(dòng)矢量不變；若水印比特為l，而運(yùn)動(dòng)矢量指向第二像素組，則將運(yùn)動(dòng)矢 量挪動(dòng)到第一像素組；若水印比特為0，運(yùn)動(dòng)矢量指向第一像素組，將運(yùn)動(dòng)矢量 挪動(dòng)到第二像素組；若水印比特為0，而運(yùn)動(dòng)矢量指向第二像素組，則保持運(yùn)動(dòng) 矢量不變；
(4) 將修改后的運(yùn)動(dòng)矢量值按編碼流程寫入視頻數(shù)據(jù)碼流。
進(jìn)一步地，步驟(2)中，該正方形區(qū)域包括一個(gè)整像素點(diǎn)，整像素點(diǎn)水平 方向和垂直方向的8個(gè)半像素點(diǎn)，半像素點(diǎn)和整像素之間水平方向和垂直方向 的8個(gè)四分之一像素點(diǎn)以及半像素點(diǎn)和半像素點(diǎn)之間的8個(gè)四分之一像素點(diǎn)。
上述技術(shù)方案中，幀間分塊的最佳運(yùn)動(dòng)矢量使用1/4像素全搜索法原理， 使用絕對(duì)差和(SAD, the Sum of Absolute Difference)標(biāo)準(zhǔn)作為匹配準(zhǔn)則，通過 以下步驟計(jì)算
確定最佳整像素點(diǎn)；
以絕對(duì)差和為標(biāo)準(zhǔn)確定最優(yōu)整像素點(diǎn)周圍的8個(gè)半像素點(diǎn)的最優(yōu)半像素
點(diǎn)；
以絕對(duì)差和為標(biāo)準(zhǔn)確定最優(yōu)半像素點(diǎn)周圍的8個(gè)1/4像素點(diǎn)的最優(yōu)1/4像 素點(diǎn)；
通過最優(yōu)整像素點(diǎn)，最優(yōu)半像素點(diǎn)和最優(yōu)1/4像素點(diǎn)確定最佳運(yùn)動(dòng)矢量。 中心整像素點(diǎn)通過如下方式得到
對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量的x方向^和y方向^^量化，中心整像素點(diǎn)的x方向 MF一Ce"^和y方向的M)/ —""^按照
MF —Ce"ferx =腦m/(Mp; / 4)《2 ， MF — Ce她/;=腦wd(A/^ / 4)《2 ， 得至廿 一 個(gè)
6中心整像素點(diǎn)。
運(yùn)動(dòng)矢量的挪動(dòng)規(guī)則采用最近原則和方向性原則
若運(yùn)動(dòng)矢量需要從第二像素組挪動(dòng)到第一像素組時(shí)，挪動(dòng)規(guī)則是按照最近 原則，將運(yùn)動(dòng)矢量移動(dòng)到第一像素中離原像素距離最近的點(diǎn)；
若運(yùn)動(dòng)矢量需要從第一像素組挪動(dòng)到第二像素組時(shí)，綜合采用距離原則和 方向性原則，即按原運(yùn)動(dòng)矢量的指向確定第二像素組中的并且距離又接近的點(diǎn)。
或者相反。
即挪動(dòng)規(guī)則根據(jù)實(shí)際的分組規(guī)則確定最近原則，或方向性原則，或者其組
合o
本發(fā)明還包括水印提取過程，具體如下
(21) 解碼端對(duì)幀間分塊確定最佳運(yùn)動(dòng)矢量；
(22) 將最佳運(yùn)動(dòng)矢量值量化，得到一個(gè)中心整像素點(diǎn)，以中心整像素點(diǎn) 為中心，周圍最近半像素點(diǎn)為周邊得到一個(gè)正方形區(qū)域，該正方形區(qū)域包括一 個(gè)中心整像素點(diǎn)，中心整像素點(diǎn)的周圍分布有半像素點(diǎn)，相鄰兩個(gè)半像素點(diǎn)之 間、以及半像素點(diǎn)和整像素之間分布有四分之一像素點(diǎn)；
(23) 將這個(gè)正方形區(qū)域內(nèi)的像素值采用與編碼端相同的分組方法分為第 一像素組和第二像素組，在根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量的指向確定水印的比特，若運(yùn)動(dòng)矢量 指向第一像素組，則判斷水印比特為'l';若運(yùn)動(dòng)矢量指向第二像素組，則判斷 水印比特為'0，。
上述水印提取過程中，所述步驟(22)的正方形區(qū)域包括一個(gè)整像素點(diǎn)， 整像素點(diǎn)水平方向和垂直方向的8個(gè)半像素點(diǎn)，半像素點(diǎn)和整像素之間水平方 向和垂直方向的8個(gè)四分之一像素點(diǎn)以及半像素點(diǎn)和半像素點(diǎn)之間的8個(gè)四分 之一像素點(diǎn)；
作為另外一種優(yōu)選方案，本發(fā)明的數(shù)字水印采用擴(kuò)頻技術(shù) 首先將水印w(n)雙極性化w = (_ir(")， " = G，1，2'"，W;然后定義擴(kuò)頻水印為A:(附)-W(")，""附〈("+ l)S和wS(附)"(附)w附)，m = 0，1,2.",NS-1，其中p(m)=
土l是偽隨機(jī)比特，S是擴(kuò)頻長度。
對(duì)于采用擴(kuò)頻技術(shù)的水印提取過程中采用如下方法
由嵌入水印端的偽隨機(jī)比特p(m)計(jì)算輸出相關(guān)系數(shù)《^ p(—M^(m)，其
中S為擴(kuò)頻長度，設(shè)定閾值r-0，如果《"，提取的水印信息w(n)=0;如果《《， 提取的水印信息w(n一l。
本發(fā)明方法簡單容易實(shí)現(xiàn)，得到的水印具有魯棒性。


圖1是整像素點(diǎn)和半像素點(diǎn)示意圖。
圖2是水印嵌入?yún)^(qū)。
圖3是不同的分組方式。
圖4是視頻標(biāo)準(zhǔn)測試序列"Foreman "壓縮碼流中嵌入水印不可見性的實(shí)驗(yàn) 結(jié)果圖。
圖5是視頻標(biāo)準(zhǔn)測試序列"Carphone"壓縮碼流中嵌入水印不可見性的實(shí)驗(yàn) 結(jié)果圖。
圖6是本發(fā)明提出的視頻水印方法對(duì)抗視頻碼流再壓縮編碼的穩(wěn)健性圖示。 圖7是本發(fā)明提出的視頻水印方法對(duì)抗視頻旋轉(zhuǎn)幾何攻擊的穩(wěn)健性圖示。 圖8是本發(fā)明提出的視頻水印方法對(duì)抗視頻加噪聲的穩(wěn)健性圖示。 圖9是本發(fā)明提出的視頻水印方法對(duì)抗視頻濾波處理的穩(wěn)健性圖示。 圖10是本發(fā)明提出的視頻水印方法對(duì)抗視頻對(duì)比度變化的穩(wěn)健性圖示。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。 本發(fā)明的方法分為視頻水印的嵌入和水印檢測兩個(gè)過程。水印嵌入的具體 步驟為
8(a) 在R264編碼端，如圖1所示，幀間分塊的最佳運(yùn)動(dòng)矢量使用1/4像素 全搜索法原理，使用絕對(duì)差和(SAD， the Sum of Absolute Difference)標(biāo)準(zhǔn)作為 匹配準(zhǔn)則，通過以下步驟計(jì)算
H,264中，代價(jià)函數(shù)(cost function)依然使用SAD函數(shù) F( p) = S |L( p) - L( c) |其中p代表先前重建圖像中的整像素點(diǎn)或分像點(diǎn)；c 代表當(dāng)前圖像中的像素點(diǎn)；L(，)代表像素的亮度值。
首先通過小鉆石法、六邊形法、UMH或者全搜索法搜索出最佳整像素點(diǎn)， 然后計(jì)算最佳整像素點(diǎn)周圍的8個(gè)l/2像素點(diǎn)的F(p)值，求出最優(yōu)的1/2像素點(diǎn)， 最后計(jì)算最優(yōu)的1/2像素點(diǎn)周圍8個(gè)1/4像素點(diǎn)的F(p)值，求出最優(yōu)的1/4像素 點(diǎn)。由此通過最優(yōu)整像素點(diǎn)，最優(yōu)半像素點(diǎn)和最優(yōu)1/4像素點(diǎn)確定最優(yōu)運(yùn)動(dòng)矢量 MV。
(b) 如圖2所示，雨可以表示為^ = ^^+^^，即MV是由水平(x)分量 和豎直(y)分量組成。對(duì)每 一 個(gè)MV的x和y方向量化， MF _ Cewfe^ =(MFi / 4) << 2 ， MF 一 Ce"fc =/ 4) 2 ， 得至(J——個(gè)整像
素作為中心點(diǎn)，中心點(diǎn)可以表示為,-。故r = MF — Ce"^ + MF — 。"％ ，并
以整像素周圍最近的半像素點(diǎn)位置做一個(gè)區(qū)域，即以求的整像素為中心做一個(gè) 正方形區(qū)域，邊長為兩個(gè)鄰近整像素之間的距離，該正方形區(qū)域包括一個(gè)整像 素點(diǎn)，整像素點(diǎn)水平方向和垂直方向的8個(gè)半像素點(diǎn)，半像素點(diǎn)和整像素之間 水平方向和垂直方向的8個(gè)四分之一像素點(diǎn)以及半像素點(diǎn)和半像素點(diǎn)之間的8 個(gè)四分之一像素點(diǎn)。
(c) 將正方形區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)分為兩組Zl和Z2，如圖2和圖3所示其中一 種優(yōu)選方式是選取第一像素組Zl組內(nèi)的像素點(diǎn)，包括正方形邊長上的16個(gè)像 素值，即像素點(diǎn)1和像素點(diǎn)18~25，選取第二像素組Z2組內(nèi)的點(diǎn)，包括正方形 內(nèi)區(qū)域的9個(gè)像素值，即像素點(diǎn)2~17。(d)水印信息W={w(n),n=0,l，2...N}， w(n)e{0,l}， N是水印長度。若水印信 息W4， MV指向第一像素組Z1，保持MV不變；若水印信息W-1， MV指向 第二像素組Z2，根據(jù)規(guī)則將MV挪動(dòng)到第一像素組Z1;若水印信息W-0， MV 指向第一像素組Z1，根據(jù)規(guī)則將MV挪動(dòng)到第二像素組Z2;若水印信息W^0， MV指向第二像素組Z2，保持MV不變。
當(dāng)MV需要由第二像素組Z2挪到第一像素組Z1，采用最近原則，將MV 移動(dòng)指向第一像素組Zl中離原像素距離最近的點(diǎn)；當(dāng)MV需要由第一像素組 Z1挪到第二像素組Z2，綜合采用距離原則和方向性原則，即按原MV的指向確 定第二像素組Z2中的并且距離又接近的點(diǎn)。
(e沐印擴(kuò)頻。首先將水印w(n)雙極性化一")=(_1),， "-G，l，2…，N;然后 定義擴(kuò)頻水印為W附卜iA") ，"S^W<(" + 1)S和v/(w) = ; —)yt( M)， ",1,2…'NS-1，其中p(m)-土i是偽隨機(jī)比特，S是擴(kuò)頻長度。
所述水印提取過程如下
(i) 在解碼端，兄264對(duì)解碼出的旨值，同水印嵌入過程，對(duì)MV進(jìn)行量 化，確定中心整像素點(diǎn)和正方形區(qū)域，并分出同樣的兩個(gè)組第三像素組Z3和第 四像素組Z4。
(ii) 根據(jù)嵌入水印規(guī)則，如果MV指向第三像素組Z3組的像素值，則判斷 水印信息為>/(一=1;否則認(rèn)為水印信息W(—=0。
(iii) 由嵌入水印端偽隨機(jī)比特p(m)，輸出相關(guān)系數(shù)和《計(jì)算為
《=S p(m)M^(m)。
關(guān)s
(iv) 設(shè)定閾值TK)。如果《>、提取的水印信息w(n)=0;如果《<、提取 的水印信息w(n"l。
下面給出本發(fā)明在魯棒水印對(duì)視頻保護(hù)過程中的應(yīng)用。所作的測試基于H,264的JM8.6參考軟件，視頻大小176X 144(QCIF格式)，幀率是30f/s，碼率 是45020b/s， GOP結(jié)構(gòu)是IPP...，每個(gè)視頻均取200幀。為了說明本發(fā)明對(duì)視頻 PSNR影響很小，給出PSNR比較圖標(biāo)；為了說明本發(fā)明的魯棒性，做一些典型 的視頻攻擊做了實(shí)驗(yàn)重新編碼、QP變換、旋轉(zhuǎn)、加噪、高斯濾波、對(duì)比度變 化。
圖4中，標(biāo)準(zhǔn)視頻序列Foreman編碼長度是200幀，嵌入水印信息是100 比特，平均每2幀嵌入1比特水印信息。圖4(a)顯示了標(biāo)準(zhǔn)視頻序列Foreman 未嵌入水印的解碼圖，圖4(b)顯示了用本發(fā)明提出的視頻水印方法嵌入水印后 Foreman的解碼圖。
圖5中，標(biāo)準(zhǔn)視頻序列Carphone編碼長度是200幀，嵌入水印信息是100 比特，平均每2幀嵌入1比特水印信息。圖5(a)顯示了標(biāo)準(zhǔn)視頻序列Carphone 未嵌入水印的解碼圖，圖5(b)顯示了用本文提出的視頻水印方法嵌入水印后 Carphone的解碼圖。
各視頻序列嵌入水印前后亮度分量的PSNR值如下表:
視頻序列嵌入前PSNR(dB)嵌入后PSNR(dB)
Foreman37.12 '36.940.18
Carphone37.9437.750.19
結(jié)合圖4和圖5視頻序列嵌入水印信息前后對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖，視頻序列在 嵌入水印后視頻質(zhì)量幾乎沒有變化。
圖6中，給出了本發(fā)明提出的視頻水印方法對(duì)抗視頻碼流再壓縮編碼的穩(wěn) 健性圖示，實(shí)驗(yàn)視頻序列Foreman和Carphone已經(jīng)嵌入100比特的水印信息。 圖6(a)顯示了視頻序列Foreman在不同量化QP下再壓縮編碼后，提出水印信息 的誤碼率(BER)曲線，量化QP的變化范圍是24 34。圖6(b)顯示了視頻序列 Carphone在不同量化QP下再壓縮編碼后，提出水印信息的誤碼率(BER)曲線， 量化QP的變化范圍是24 34。圖6中兩幅誤碼率曲線示意圖，視頻Foreman
li再壓縮編碼后提取水印的誤碼率(BER)最大為0.03，即100比特水印信息中錯(cuò)3 個(gè)比特；視頻Carphone再壓縮編碼后提出水印的誤碼率(BER)最大為0.02，即 100比特水印信息中錯(cuò)2個(gè)比特。
圖7中，給出了本發(fā)明提出的視頻水印方法對(duì)抗視頻旋轉(zhuǎn)幾何攻擊的穩(wěn)健 性圖示，實(shí)驗(yàn)視頻序列Foreman和Carphone已經(jīng)嵌入100比特的水印信息。圖 7(a)顯示了視頻序列Foreman在不同旋轉(zhuǎn)角度后再壓縮編碼后，提出水印信息的 誤碼率(BER)曲線，旋轉(zhuǎn)角度變化范圍是1度 5度。圖7(b)顯示了視頻序列 Carphone在不同旋轉(zhuǎn)角度后再壓縮編碼后，提出水印信息的誤碼率(BER)曲線， 旋轉(zhuǎn)角度變化范圍是1度 5度。圖7中兩幅誤碼率曲線示意圖，視頻Foreman 旋轉(zhuǎn)再壓縮編碼后提取水印的誤碼率(BER)最大為O. 30;視頻Carphone再壓縮 編碼后提出水印的誤碼率(BER)最大為0.20,本發(fā)明提出的視頻水印方法是在運(yùn) 動(dòng)向量方向中嵌入水印信息，在旋轉(zhuǎn)幾何攻擊時(shí)會(huì)改變壓縮編碼時(shí)運(yùn)動(dòng)向量的 指向，因此本發(fā)明提出的水印方法在視頻旋轉(zhuǎn)較小角度時(shí)水印誤碼率比較低。
圖8中，給出了本發(fā)明提出的視頻水印方法對(duì)抗視頻加噪聲的穩(wěn)健性圖示， 實(shí)驗(yàn)視頻序列Foreman和Carphone已經(jīng)嵌入100比特的水印信息。圖8(a)顯示 了視頻序列Foreman在加入不同大小標(biāo)準(zhǔn)差的高斯白噪聲再壓縮編碼后，提出 水印信息的誤碼率(BER)曲線，高斯白噪聲標(biāo)準(zhǔn)差變化范圍是2 14。圖8(b)顯 示了視頻序列Carphone在加入不同大小標(biāo)準(zhǔn)差的高斯白噪聲再壓縮編碼后，提 出水印信息的誤碼率(BER)曲線，高斯白噪聲標(biāo)準(zhǔn)差變化范圍是2 14。圖8中 兩幅誤碼率曲線示意圖，視頻Foreman加高斯白噪聲再壓縮編碼后提取水印的 誤碼率(BER)最大為0. 11;視頻Carphone加高斯白噪聲再壓縮編碼后提出水印 的誤碼率(BER)最大為0.22，視頻序列Foreman和視頻序列Carphone誤碼率曲 線(BER)基本都在0.05以下。
圖9中，給出了本發(fā)明提出的視頻水印方法對(duì)抗視頻濾波處理的穩(wěn)健性圖 示，實(shí)驗(yàn)視頻序列Foreman和Carphone已經(jīng)嵌入100比特的水印信息。圖9(a)顯示了視頻序列Foreman在不同大小標(biāo)準(zhǔn)差高斯濾波處理再壓縮編碼后，提出 水印信息的誤碼率(BER)曲線，高斯濾波器標(biāo)準(zhǔn)差變化范圍是0.4 2.0。圖9(b) 顯示了視頻序列Carphone在不同大小標(biāo)準(zhǔn)差高斯濾波處理再壓縮編碼后，提出 水印信息的誤碼率(BER)曲線，高斯濾波器標(biāo)準(zhǔn)差變化范圍是0.4 2.0。圖9中 兩幅誤碼率曲線示意圖，視頻Foreman加高斯白噪聲再壓縮編碼后提取水印的 誤碼率(BER)最大為0. 30;視頻Carphone加高斯白噪聲再壓縮編碼后提出水印 的誤碼率(BER)最大為0.25。
圖10中，給出了本發(fā)明提出的視頻水印方法對(duì)抗視頻對(duì)比度變化的穩(wěn)健性 圖示，實(shí)驗(yàn)視頻序列Foreman和Carphone已經(jīng)嵌入100比特的水印信息。圖10(a) 顯示了視頻序列Foreman在不同大小對(duì)比度處理再壓縮編碼后，提出水印信息 的誤碼率(BER)曲線，對(duì)比度變化范圍是0.9 0.4。圖lO(b)顯示了視頻序列 Carphone在在不同大小對(duì)比度處理再壓縮編碼后，提出水印信息的誤碼率(BER) 曲線，對(duì)比度變化范圍是0.9 0.4。圖10中兩幅誤碼率曲線示意圖，視頻Foreman 加高斯白噪聲再壓縮編碼后提取水印的誤碼率(BER)最大為0. IO;視頻Carphone 加高斯白噪聲再壓縮編碼后提出水印的誤碼率(BER)最大為0.20。
權(quán)利要求
1、一種利用魯棒水印保護(hù)H.264視頻數(shù)據(jù)的方法，包括水印嵌入過程，其特征在于所述的水印嵌入過程如下(1)在編碼端對(duì)幀間分塊確定最佳運(yùn)動(dòng)矢量；(2)將最佳運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行量化，得到一個(gè)整像素點(diǎn)，以該整像素點(diǎn)作為中心像素點(diǎn)，周圍最近半像素點(diǎn)為周邊得到一個(gè)正方形區(qū)域，該正方形區(qū)域包括一個(gè)中心整像素點(diǎn)，中心整像素點(diǎn)的周圍分布有半像素點(diǎn)，相鄰兩個(gè)半像素點(diǎn)之間、以及半像素點(diǎn)和整像素之間分布有四分之一像素點(diǎn)，所述整像素點(diǎn)、半像素點(diǎn)、和四分之一像素點(diǎn)統(tǒng)稱區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)；(3)幀間分塊對(duì)應(yīng)所嵌入水印的比特，將區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)按設(shè)定的分組方法分為第一像素組和第二像素組，若水印的比特為1，運(yùn)動(dòng)矢量指向第一像素組，保持運(yùn)動(dòng)矢量不變；若水印比特為1，而運(yùn)動(dòng)矢量指向第二像素組，則將運(yùn)動(dòng)矢量挪動(dòng)到第一像素組；若水印比特為0，運(yùn)動(dòng)矢量指向第一像素組，將運(yùn)動(dòng)矢量挪動(dòng)到第二像素組；若水印比特為0，而運(yùn)動(dòng)矢量指向第二像素組，則保持運(yùn)動(dòng)矢量不變；(4)將修改后的運(yùn)動(dòng)矢量值按編碼流程寫入視頻數(shù)據(jù)碼流。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用魯棒水印保護(hù)H.264視頻數(shù)據(jù)的方法， 其特征是所述最佳運(yùn)動(dòng)矢量使用1/4像素全搜索法原理，使用絕對(duì)差和(SAD, the Sum of Absolute Difference)標(biāo)準(zhǔn)作為匹配準(zhǔn)則，通過以下步驟計(jì)算確定最佳整像素點(diǎn)；以絕對(duì)差和為標(biāo)準(zhǔn)確定最優(yōu)整像素點(diǎn)周圍的半像素點(diǎn)的最優(yōu)半像素點(diǎn)； 以絕對(duì)差和為標(biāo)準(zhǔn)確定最優(yōu)半像素點(diǎn)周圍的1/4像素點(diǎn)的最優(yōu)1/4像素點(diǎn)； 通過最優(yōu)整像素點(diǎn)，最優(yōu)半像素點(diǎn)和最優(yōu)1/4像素點(diǎn)確定最佳運(yùn)動(dòng)矢量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用魯棒水印保護(hù)H.264視頻數(shù)據(jù)的方法， 其特征是所述的中心整像素點(diǎn)通過如下方式得到對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量的x方向^、和y方向m、量化，中心整像素點(diǎn)的X方向 MF —Ce"敏,和y方向的MF —Ce"，按照Ce她^ =簡"c/(MF: / 4)《2 ， MF — Ce"，=腦"d(7kf^ / 4)《2 ， 得至jj 一個(gè)中心整像素點(diǎn)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用魯棒水印保護(hù)H.264視頻數(shù)據(jù)的方法， 其特征是所述運(yùn)動(dòng)矢量的挪動(dòng)采用最近原則和方向性原則若運(yùn)動(dòng)矢量需要從第二像素組挪動(dòng)到第一像素組時(shí)，挪動(dòng)規(guī)則是按照最近 原則，將運(yùn)動(dòng)矢量移動(dòng)到第一像素中離原像素距離最近的點(diǎn)；若運(yùn)動(dòng)矢量需要從第一像素組挪動(dòng)到第二像素組時(shí)，綜合采用距離原則和 方向性原則，即按原運(yùn)動(dòng)矢量的相同指向并且距離又最為接近來確定第二像素 組中的點(diǎn)；或者相反。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種利用魯棒水印保護(hù)H.264視頻 數(shù)據(jù)的方法，其特征在于還包括水印提取過程，所述水印提取過程如下(21) 解碼端對(duì)幀間分塊確定最佳運(yùn)動(dòng)矢量；(22) 將最佳運(yùn)動(dòng)矢量值量化，得到一個(gè)中心整像素點(diǎn)，以中心整像素點(diǎn) 為中心，周圍最近半像素點(diǎn)為周邊得到一個(gè)正方形區(qū)域，該正方形區(qū)域包括一 個(gè)中心整像素點(diǎn)，中心整像素點(diǎn)的周圍分布有半像素點(diǎn)，相鄰兩個(gè)半像素點(diǎn)之 間、以及半像素點(diǎn)和整像素之間分布有四分之一像素點(diǎn)；(23) 將這個(gè)正方形區(qū)域內(nèi)的像素值采用與編碼端相同的分組方法分為第 一像素組和第二像素組，在根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量的指向確定水印的比特，若運(yùn)動(dòng)矢量 指向第一像素組，則判斷水印比特為'l，；若運(yùn)動(dòng)矢量指向第二像素組，則判斷 水印比特為'0，。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用魯棒水印保護(hù)H.264視頻數(shù)據(jù)的方法，其特征是所述的數(shù)字水印采用擴(kuò)頻技術(shù)首先將水印W(n)雙極性化w (_l),， " = G，1，2"'，N;然后定義擴(kuò)頻水印 為Wm)-vA")，必^〈(" + l)S和wS(咖p(附)一，W = 0,1,2...,NS-1，其中p(m)=土l是偽隨機(jī)比特，S是擴(kuò)頻長度。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用魯棒水印保護(hù)H.264視頻數(shù)據(jù)的方法， 其特征是水印提取過程中采用如下方法由嵌入水印端的偽隨機(jī)比特p(m)，計(jì)算輸出相關(guān)系數(shù)《=$ p(m)v/(ra)，其中S為擴(kuò)頻長度，設(shè)定閾值r =0，如果《"，提取的水印信息w(n)=0;如果《《, 提取的水印信息w(n^1。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用魯棒水印保護(hù)H.264視頻數(shù)據(jù)的方法，包括水印嵌入過程，所述的水印嵌入過程如下(1)在編碼端對(duì)幀間分塊確定最佳運(yùn)動(dòng)矢量；(2)將最佳運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行量化，得到一個(gè)整像素點(diǎn)，以該整像素點(diǎn)作為中心像素點(diǎn)，周圍最近半像素點(diǎn)為周邊得到一個(gè)正方形區(qū)域；(3)幀間分塊對(duì)應(yīng)所嵌入水印的比特，將區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)按設(shè)定的分組方法分為第一像素組和第二像素組，并修改運(yùn)動(dòng)矢量的指向；(4)將修改后的運(yùn)動(dòng)矢量值按編碼流程寫入視頻數(shù)據(jù)碼流。
文檔編號(hào)H04N7/64GK101583033SQ200910040049
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者劉紅梅, 方艷梅, 偉 李, 郭耀松, 黃繼武 申請(qǐng)人:中山大學(xué)