专利名称：一种立体视频图像的盲水印嵌入和提取方法
技术领域：
本发明涉及一种数字水印技术，尤其是涉及一种立体视频图像的盲水印嵌入和提取方法。
背景技术：
立体视频图像展现的是某一场景或拍摄对象同一时刻在不同角度的信息，它增加了景物的深度信息，增强了视觉的现实感和逼真感。因此，立体视频系统在立体电视、三维视频会议、远程医疗和特殊效果的广告等领域都有广阔的应用前景。随着立体电影的问世， 一些高端作品的非法复制和传播，使得知识产权受到威胁。因此，面向立体视频图像的版权保护措施是十分必要的。数字水印技术能够很好地在数字图像、音频和视频等数字产品中嵌入一定的秘密信息，以便保护数字产品的版权、证明数字产品的真实可靠性、跟踪盗版行为或者提供产品的附加信息。根据不同的应用，数字水印可以分为鲁棒水印、脆弱水印和半脆弱水印。鲁棒水印用于版权保护等方面，而脆弱水印和半脆弱水印用于视频或多媒体数据的完整性检验。然而，现有的数字水印技术主要针对二维图像，而如何将数字水印技术应用到立体视频图像成为一个需要突破的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在保证立体视频图像质量基本保持不变或变化不大的前提下，能够有效地保护图像版权的盲水印嵌入和提取方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种立体视频图像的盲水印嵌入方法，其特征在于包括以下步骤①在水印嵌入端，令S g为尺寸为MXN的原始立体视频图像，原始立体视频图像 S。rg包括左视点图像和右视点图像，记原始立体视频图像SOTg的左视点图像为L g，记原始立体视频图像s g的右视点图像为Rwg，将原始立体视频图像s g的左视点图像L g和原始立体视频图像S g的右视点图像18分别分成(MXN)/(nXn)个互不重叠的尺寸为nXn的图像块，将原始立体视频图像S g的左视点图像Lorg中的第i个图像块记为紀丨，将原始立体视频图像Stffg的右视点图像Rtffg中的第i个图像块记为^丨，原始立体视频图像S g的左视点图像L g中的第i个图像块氏1^和原始立体视频图像Stffg的右视点图像Rtffg中的第i个图像块万二构成原始立体视频图像S g中的第i个图像块对，记为(^；纟，^^)，其中，M表示原始立体视频图像S g的宽，N表示原始立体视频图像S g的高，1彡i彡((MXN)/(nXn))；②令W为尺寸为mXm的二值水印图像，对二值水印图像W进行置乱变换，得到置乱后的二值水印图像，记为伊，其中，mXm彡((MXN)/(nXn))；③依次对原始立体视频图像S g中的各个图像块对添加水印，其具体过程如下③-1、定义当前正在处理的原始立体视频图像S g中的第i个图像块对(代^，代=)为当前图像块对；③-2、对当前图像块对( ^, ^)中的万二分别进行离散余弦变换和二级离散小波变换，对当前图像块对(^；丨，^:；0中的凡分别进行离散余弦变换和二级离散小波变换；③-3、令htra-L表示氏^的内部关系，判断氏的离散余弦变换直流系数是否大于氏1^的二级离散小波变换的设定位置的低频系数，如果是，则置氏^的内部关系^tra-L 为“ 1 ”，否则，置凡1^的内部关系htra-L为“0” ；令htra-R表示6 的内部关系，判断6 的离散余弦变换直流系数是否大于凡^的二级离散小波变换的设定位置的低频系数，如果是，则置把；；的内部关系htra-R为“ 1 ”，否则，置Sg的内部关系htra-R为“0” ；令Intra 表示P^j^O的内部关系，判断万二的内部关系htra-L和凡二的内部关系^itra-R是否均为“1”，如果是，则置(纪纟，^0的内部关系Intra为“1”，否则，置( =, 的内部关系 Intra为“O” ；令Inter表示Ρ^Λ=)的块间关系，判断万二的离散余弦变换直流系数是否大于的离散余弦变换直流系数，如果是，则置的块间关系hter为“1”，否则， 置Ki，C)的块间关系Inter为“ ” ；上述凡^的二级离散小波变换的设定位置的低频系数与凡^的二级离散小波变换的设定位置的低频系数为各自图像块的二级离散小波变换的相同位置的低频系数；③-4、判断当前图像块对pgjj；)的内部关系htra的值与置乱后的二值水印图像伊中的第i个二值像素点的像素值Wi是否相同，如果相同，则不修改凡^和凡^的离散余弦变换直流系数，并标记当前图像块对(凡^，6^0的水印嵌入方式为00，然后执行步骤③-7 ； 否则，执行步骤③-5;③_5、判断当前图像块对6 的块间关系Inter的值与置乱后的二值水印图像伊中的第i个二值像素点的像素值Wi是否相同，如果相同，则不修改氏^和氏^的离散余弦变换直流系数，并标记当前图像块对(代^，代的水印嵌入方式为01，然后执行步骤③-7; 否则，执行步骤③-6;③_6、对凡^和6 的离散余弦变换直流系数按照量化步长S分别进行量化，分别
得到量化值
权利要求
1. 一种立体视频图像的盲水印嵌入方法，其特征在于包括以下步骤①在水印嵌入端，令s g为尺寸为MXN的原始立体视频图像，原始立体视频图像S g包括左视点图像和右视点图像，记原始立体视频图像S g的左视点图像为L g，记原始立体视频图像S g的右视点图像为Rwg，将原始立体视频图像S g的左视点图像L g和原始立体视频图像S g的右视点图像18分别分成(MXN)/(nXn)个互不重叠的尺寸为nXn的图像土夬，将原始立体视频图像S g的左视点图像L g中的第i个图像块记为紀丨，将原始立体视频图像Stffg的右视点图像Rtffg中的第i个图像块记为^丨，原始立体视频图像S g的左视点图像L g中的第i个图像块氏1^和原始立体视频图像Stffg的右视点图像Rtffg中的第i个图像块万二构成原始立体视频图像S g中的第i个图像块对，记为(^；纟，^^)，其中，M表示原始立体视频图像S g的宽，N表示原始立体视频图像S g的高，1彡i彡((MXN)/(nXn))；②令W为尺寸为mXm的二值水印图像，对二值水印图像W进行置乱变换，得到置乱后的二值水印图像，记为伊，其中，mXm彡((MXN)/(nXn))；③依次对原始立体视频图像S g中的各个图像块对添加水印，其具体过程如下③-1、定义当前正在处理的原始立体视频图像Stffg中的第i个图像块对(^^,代=)为当前图像块对；③-2、对当前图像块对(^^，凡^)中的万二分别进行离散余弦变换和二级离散小波变换，对当前图像块对(^^，凡^)中的代分别进行离散余弦变换和二级离散小波变换；③-3、令化^^4表示氏^的内部关系，判断氏的离散余弦变换直流系数是否大于氏= 的二级离散小波变换的设定位置的低频系数，如果是，则置氏^的内部关系^tra-L为“1”， 否则，置凡1^的内部关系htra-L为“O” ；令Intra-R表示凡^的内部关系，判断氏^的离散余弦变换直流系数是否大于代^的二级离散小波变换的设定位置的低频系数，如果是，则置把；；的内部关系htra-R为“1”，否则，置氏^的内部关系htra-R为“O” ；令Intra表示 PgjiO的内部关系，判断万二的内部关系htra-L和^^的内部关系htra-R是否均为 “1”，如果是，则置( ,O的内部关系htra为“1”，否则，置( , )的内部关系Intra 为“O” ；令^!^!·表示(^^，^^)的块间关系，判断万二的离散余弦变换直流系数是否大于万二的离散余弦变换直流系数，如果是，则置(^^，代=)的块间关系hter为“1”，否则，置 (^ 丨)的块间关系Inter为“O” ；上述凡^的二级离散小波变换的设定位置的低频系数与6 的二级离散小波变换的设定位置的低频系数为各自图像块的二级离散小波变换的相同位置的低频系数；③-4、判断当前图像块对SJ；)的内部关系htra的值与置乱后的二值水印图像f 中的第i个二值像素点的像素值Wi是否相同，如果相同，则不修改氏^和氏^的离散余弦变换直流系数，并标记当前图像块对(纪丨，《；0的水印嵌入方式为00，然后执行步骤③-7 ；否则，执行步骤③-5;③-5、判断当前图像块对(代^，代^)的块间关系Inter的值与置乱后的二值水印图像f 中的第i个二值像素点的像素值Wi是否相同，如果相同，则不修改凡^和凡^的离散余弦变换直流系数，并标记当前图像块对(凡凡的水印嵌入方式为01，然后执行步骤③-7 ；否则，执行步骤③-6;③_6、对凡1^和6 的离散余弦变换直流系数按照量化步长S分别进行量化，分别得到
2.根据权利要求1所述的一种立体视频图像的盲水印嵌入方法，其特征在于所述的步骤③-3中设定位置的低频系数为图像块的二级离散小波变换的任一位置的低频系数。
3.根据权利要求1或2所述的一种立体视频图像的盲水印嵌入方法，其特征在于所述的步骤③-6中在修改当前图像块对(凡^，凡^)中的任一个图像块的离散余弦变换直流系数时，选择凡1^和凡^中离散余弦变换直流系数修改幅度小的那个图像块的离散余弦变换直流系数进行修改。
4.一种使用权利要求1所述的盲水印嵌入方法嵌入水印的立体视频图像的盲水印提取方法，其特征在于包括以下步骤①在水印提取端，令Swat为尺寸为MXN的待检测的立体视频图像，待检测的立体视频图像Swat包括左视点图像和右视点图像，记待检测的立体视频图像Swat的左视点图像为 Lwat，记待检测的立体视频图像Swat的右视点图像为Rwat，将待检测的立体视频图像Swat的左视点图像Lwat和待检测的立体视频图像Swat的右视点图像Rwat分别分成(MXN)/(nXn)个互不重叠的尺寸为nXn的图像块，将待检测的立体视频图像Swat的左视点图像Lwat中的第 j个图像块记为，将待检测的立体视频图像Swat的右视点图像Rwat中的第j个图像块记为B=，待检测的立体视频图像Swat的左视点图像Lwat中的第j个图像块万二和待检测的立体视频图像Swat的右视点图像Rwat中的第j个图像块3=构成待检测的立体视频图像Swat中的第j个图像块对，记为(万二，万=)，其中，M表示待检测的立体视频图像Swat的宽，N表示待检测的立体视频图像Swat的高，1彡j彡((MXN)/(nXn))；②依次对待检测的立体视频图像Swat中的各个图像块对提取水印，其具体过程如下 ②-1、定义当前正在处理的待检测的立体视频图像Swat中的第j个图像块对(5二，5=) 为当前图像块对；②-2、对当前图像块对(6=,中的万二分别进行离散余弦变换和二级离散小波变换，对当前图像块对(6二，6=)中的分别进行离散余弦变换和二级离散小波变换；②-3、令htra-L'表示S二的内部关系，判断万二的离散余弦变换直流系数是否大于 6二的二级离散小波变换的设定位置的低频系数，如果是，则置6二的内部关系^tra-L' 为“1”，否则，置万二的内部关系htra-L'为“0”；令htra-R'表示万二的内部关系，判断的离散余弦变换直流系数是否大于的二级离散小波变换的设定位置的低频系数，如果是，则置的内部关系htra-R'为“1”，否则，置的内部关系htra-R'为 “0”々htra'表示(坎；j,纪j)的内部关系，判断万二的内部关系htra-L'和万二的内部关系htra-R'是否均为“1”，如果是，则置的内部关系htra'为“1”，否则，置 ( 丨)的内部关系LtiV为“0”;令hter'表示( 丨)的块间关系，判断H丨的离散余弦变换直流系数是否大于万二的离散余弦变换直流系数，如果是，则置(6二，6二)的块间关系hter'为“1”，否则，置(把丨，《O的块间关系Inter'为“0”；上述6二的二级离散小波变换的设定位置的低频系数与的二级离散小波变换的设定位置的低频系数为各自图像块的二级离散小波变换的相同位置的低频系数；②_4、对6二和6二的离散余弦变换直流系数按照量化步长S分别进行量化，分别得
5.根据权利要求4所述的一种立体视频图像的盲水印提取方法，其特征在于所述的步骤②-3中设定位置的低频系数为图像块的二级离散小波变换的任一位置的低频系数。
全文摘要
本发明公开了一种立体视频图像的盲水印嵌入和提取方法，通过将立体视频图像分成互不重叠的图像块，对各个图像块实施离散余弦变换和二级离散小波变换，分析立体视频图像的左、右视点图像的离散余弦变换直流系数和二级离散小波变换的低频系数之间的大小关系，从而在立体视频图像中定义图像块的内部关系和两图像块间的块间关系，通过这些关系和水印信息是否一致来决定水印嵌入方式，其中关系嵌入时不改变原始立体视频图像的数据，量化嵌入时对离散余弦变换直流系数修改幅度小的图像块的离散余弦变换直流系数进行修改，这样有效保证了立体视频图像的质量；同时在水印提取时不需要原始立体视频图像，实现了盲检测。
文档编号H04N13/00GK102223561SQ20111018363
公开日2011年10月19日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者吴爱红, 蒋刚毅, 郁梅 申请人:宁波大学