一種實時隱藏拍攝防偽水印的視頻監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本實用新型屬于視頻監(jiān)控的防偽技術(shù)領域，具體是涉及一種實時隱藏拍攝防偽水 印的視頻監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 視頻監(jiān)控是安全防范系統(tǒng)的重要組成部分，傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)通常包括前端攝像 機、傳輸線纜和視頻監(jiān)控平臺，攝像機可分為網(wǎng)絡數(shù)字攝像機和模擬攝像機，用作前端視頻 圖像信號的采集。監(jiān)控系統(tǒng)是一種防范能力較強的綜合系統(tǒng)，其監(jiān)控視頻以直觀、準確、及 時和信息內(nèi)容豐富而廣泛應用于許多場合。近年來，隨著計算機、網(wǎng)絡、圖像處理及傳輸技 術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也有了長足的發(fā)展。視頻監(jiān)控充分利用多媒體特征，結(jié)合實時 捕捉、硬盤錄像等技術(shù)，對犯罪起到了強大的威懾力，更能有效地防止犯罪，實時跟蹤每一 個監(jiān)控現(xiàn)場，迅速的反映能力能有效地打擊犯罪。視頻監(jiān)控錄像往往作為最重要的法律證 據(jù)，用于駁斥不法分子的抵賴與狡辯，但錄像中最重要的部分由于被惡意刪除引發(fā)的案件 也屢見不鮮。
[0003] 視頻監(jiān)控的應用非常廣泛，小區(qū)安保、購物廣場、高速公路、公共汽車以及大型慶 典等，而對視頻監(jiān)控錄像的準確性和可靠性做出最準確地判斷顯得尤為重要。由于監(jiān)控視 頻使用廣泛，并可作為最可靠的法律證據(jù)，不法分子起初通過刪除硬盤上的數(shù)據(jù)，將所有的 監(jiān)控視頻文件全部銷毀進行抵賴，但這些大量數(shù)據(jù)的丟失肯定會露出很大的破綻，牽扯出 一批相關人員，那不法分子還是難逃法網(wǎng)。目前有些不法分子則采用更高明的手段，將監(jiān)控 視頻中的關鍵部分幀刪除或替換，這就給判斷視頻監(jiān)控錄像的準確性和可靠性帶來很大的 麻煩。
[0004] 為了提高監(jiān)控視頻的防偽性能，中國專利CN104168484A公開了一種基于視覺注 意機制的視頻水印方法，該發(fā)明選擇MPEG-2視頻關鍵幀的視覺非顯著區(qū)域DCT域嵌入二進 制水印信息，實現(xiàn)視頻防偽和侵權(quán)的目的。中國專利CN103997652A公開了一種視頻水印嵌 入方法及裝置，該發(fā)明根據(jù)待嵌入水印信息的二進制數(shù)據(jù)以及預設的編碼規(guī)則，確定待嵌 入水印信息所需的編碼塊數(shù)量以及對各個編碼塊進行編碼所需的運動矢量，并根據(jù)所確定 的編碼塊數(shù)量以及運動矢量，從起始編碼塊開始對目標視頻幀中需嵌入帶嵌入水印信息的 各個編碼塊進行編碼，以在目標視頻幀中嵌入水印信息。中國專利CN102892048A公開了一 種抗幾何攻擊的視頻水印防偽方法，該發(fā)明通過提取視頻幀的最大穩(wěn)定極值區(qū)域MSER，對 擬合出的橢圓區(qū)域進行篩選，消除區(qū)域重疊，選取用于最終的水印嵌入橢圓區(qū)域，然后通過 修改小波變換系數(shù)的水平高頻豎直低頻帶（HL)和水平低頻豎直高頻帶（LH)，對選取出的 特征區(qū)域進行水印嵌入，增強了抗仿射幾何攻擊能力。據(jù)調(diào)研，目前已公開的監(jiān)控視頻水印 隱藏技術(shù)都基于數(shù)字圖像處理技術(shù)而提出的不同的隱藏算法，未見有采用物理手段實現(xiàn)實 時水印隱藏的技術(shù)，為此本實用新型設計了一種實時隱藏拍攝防偽水印的視頻監(jiān)控裝置， 其水印隱藏方法是通過物理手段來實現(xiàn)的，并提供了相應的使用方法和水印檢測方法。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，提供了一種實時隱藏拍攝防 偽水印的視頻監(jiān)控裝置，其水印隱藏方法是通過物理手段來實現(xiàn)的，并提供了相應的使用 方法和水印檢測方法。
[0006] 本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：一種實時隱藏 拍攝防偽水印的視頻監(jiān)控裝置，包括十字交叉的監(jiān)控視頻成像光路和水印成像光路，其中 監(jiān)控視頻成像光路依次由監(jiān)控攝像鏡頭、光學成像透鏡組、分光裝置和監(jiān)控相機C⑶構(gòu)成， 監(jiān)控攝像鏡頭采用通用的商業(yè)安防鏡頭即可，規(guī)格型號沒有特殊限制，光學成像透鏡組是 一個光學適配模塊，其作用是延長安防鏡頭的像距，即將安防鏡頭拍攝進來的光學像接力 成像到監(jiān)控相機CCD的感光面上，其焦距調(diào)節(jié)范圍是21 X 6mm，該光路由監(jiān)控攝像鏡頭將監(jiān) 控現(xiàn)場圖像拍攝進來，然后經(jīng)光學成像透鏡組改變像距后成像到監(jiān)控相機CCD，從而在監(jiān)控 相機CCD的感光面上產(chǎn)生監(jiān)控現(xiàn)場的光學圖像；水印成像光路依次由低功率可調(diào)光源、準 直透鏡、水印透射掩膜、水印成像透鏡組、分光裝置和監(jiān)控相機CCD構(gòu)成，該光路由低功率 可調(diào)光源發(fā)光，光線經(jīng)準直透鏡準直后照射水印透射掩膜，將水印透射掩膜經(jīng)水印成像透 鏡組成像到監(jiān)控相機CCD，從而在監(jiān)控相機CCD的感光面上產(chǎn)生水印透射掩膜的光學圖像。 兩個成像光路中的成像透鏡組都是用于光學成像，其焦距可通過若干個鏡片的位置微調(diào)進 行調(diào)節(jié)。兩個成像光路中的分光裝置和監(jiān)控相機CCD為光路共用的同一器件，由電源為監(jiān) 控相機CCD和低功率可調(diào)光源供電，其中所述分光裝置安裝在監(jiān)控視頻成像光路和水印成 像光路的正交位置，將兩路成像合并成一路，使水印圖像與監(jiān)控視頻圖像實現(xiàn)非相干疊加。 所述水印成像光路中，低功率可調(diào)光源安裝在準直透鏡的前焦面上，為水印透射掩膜提供 照明，水印透射掩膜在準直透鏡和水印成像透鏡組之間的位置相對于準直透鏡的距離不受 限制，可根據(jù)設備尺寸大小進行調(diào)節(jié)，但水印透射掩膜與監(jiān)控相機CCD相對于水印成像透 鏡組的安裝位置必須是物像關系，以確保水印透射掩膜被水印成像透鏡組成像到監(jiān)控相機 CCD的感光面上，其成像大小可由水印成像透鏡組進行調(diào)節(jié)。
[0007] 作為優(yōu)選，所述為水印透射掩膜提供照明的低功率可調(diào)光源選用LED光源，但不 限于LED光源，其驅(qū)動電壓為1. 8~3. 6V，電流為20mA，色溫為4000~7000,亮度可調(diào)；進 一步地，所述為水印透射掩膜提供照明的低功率可調(diào)光源選用LED白色光源，但也可以選 用其他顏色，如藍色、綠色等。
[0008] 作為優(yōu)選，所述分光裝置選用分光棱鏡，但不限于分光棱鏡，還可以選用光柵、分 光鏡片等。
[0009] 作為優(yōu)選，視頻監(jiān)控裝置中的水印透射掩膜是將待隱藏的原始水印圖案經(jīng)雙隨機 相位調(diào)制后形成的近似白噪聲的透光片，其在監(jiān)控相機CCD感光表面的成像也是白噪聲的 圖像，其圖像的亮度通過低功率可調(diào)光源的強度進行調(diào)節(jié)，其平均亮度是監(jiān)控圖像平均亮 度的15%~25%，以便于疊加后監(jiān)控視頻圖像中的水印不易被覺察到，提高水印防偽的隱 蔽性。水印透射掩膜的具體制作方法為：（1)將待隱藏的原始水印圖案進行灰度化W(m，η)， 制作出原始水印圖案的灰度化圖；(2)生成兩個相位值平均分布在0~2π之間的隨機 數(shù)陣列約(7?，β)和％(7Η,/?) f以該隨機數(shù)陣列為相位構(gòu)建兩個純相位圖丨和 exp (μ, /TΠ ，其中相位圖exp {(w, )}稱為空域隨機相位圖，相位圖exp {./>2(m,η)丨稱為 頻域隨機相位圖；（3)用上述空域隨機相位圖乘以原始水印圖案的灰度化圖并做傅里葉變 換，即得傅里葉變換圖尸肌/〇cxp丨丨；⑷將上述傅里葉變換圖乘以頻域隨機 相位圖并做傅里葉逆變換：
（5)取上 述逆傅里葉變換的實部構(gòu)建一個新的近似白噪聲的水印圖，并將該水印圖調(diào)制到透射空間 光調(diào)制器或模壓到透明膠片上，制作成雙隨機相位調(diào)制水印透射掩膜。
[0010] 本實用新型視頻監(jiān)控裝置的使用方法為：首先啟動電源為監(jiān)控相機CCD和低功 率可調(diào)光源供電，調(diào)節(jié)低功率可調(diào)光源的亮度，使其平均亮度為監(jiān)控攝像鏡頭通光亮度的 15%~25%，低功率可調(diào)光源發(fā)出的光經(jīng)準直透鏡準直后照射水印透射掩膜，再經(jīng)水印光 學透鏡組和分光裝置成像到監(jiān)控相機CCD的感光面，與來自監(jiān)控攝像鏡頭的監(jiān)控視頻圖像 進行非相干疊加，即可得到隱藏有水印圖案的視頻圖像。
[0011] 使用本實用新型視頻監(jiān)控裝置得到的視頻圖像，其中隱藏水印圖案的檢測方法 為：（1)提取視頻圖像幀序列，得到按時間順序排列的數(shù)字圖像序列，若是彩色圖像則對 圖像進行灰度化處理；(2)對上述視頻圖像進行傅里葉變換，并提取傅里葉變換圖的相位 Φ (m, η)，生成純相位函數(shù)exp {j Φ (m, η)}; (3)將上述純相位函數(shù)乘以頻域隨機相位圖，即 cxp.;./妁("M?Heχp.!./yパm,，?)丨.；⑷對αχp.丨./>:("M2)!.e\P.以 為視頻圖像中隱藏的水印圖案，也就足i/M/f'fTkxp彳(/η,/?)丨.exp丨./!//(/?,/?}丨_})。，
[0012] 本實用新型采用物理手段實現(xiàn)實時拍攝防偽水印隱藏于監(jiān)控視頻中，借此本實用 新型可提高監(jiān)控視頻的防偽性和可靠性，進而從技術(shù)角度確保監(jiān)控視頻的公信力，較之于 傳統(tǒng)的基于數(shù)字圖像處理來實現(xiàn)水印隱藏的方法，更加容易實現(xiàn)，有利于降低