本发明涉及的是一种光通信领域的技术，具体是一种视频数字水印隐写的实现方法及系统，可以包含视频拍摄的时刻和位置信息，对刑侦取证及证据鉴别等领域具有重大意义。
背景技术：
无论是白天或者黑夜，无论是室内还是室外，人工光源如led和荧光灯都随处可见。这些光源都有着相似的功能：照明、信息显示、信号发射、装饰、广告等等。重要的是，这些光源可以为人所控制。对一些重点区域的照明系统，可以进行特殊的调制使其发射时变的光学水印信号。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种视频数字水印隐写的实现方法及系统，能够将视频中的光学水印信号重新提取出来，作为视频录制时间和地点的有力证据。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种视频数字水印隐写的实现方法，以交流电作为载波信号对待传输的pwm数字信号进行幅度调制，得到的光学水印信号驱动载体光源发出可见光从而实现光调制；在解调时则通过检测现场亮度变化及其持续时间，并与帧率进行比较从而实现pwm数字信号的读取并进而解码得到所需传递的信息。
所述的pwm信号，其采用但不限于以不同长度的若干帧代表一个字符。
所述的待传输信号，其频率优选为60hz以上；对应解调时通过对采集到的图像进行逐行检测并比较不同行之间的亮暗变化，并与帧率进行比较从而实现传输信号的解码。
所述的载体光源，优选为不同颜色的光源，从而扩大光学水印的编码空间；对应解调时通过不同滤色方案下采集到的图像，进行逐行或逐帧的亮暗检测以实现传输信号的解码。
所述的载体光源，优选为空间上不重合的多个光源，每个光源独立接收各自对应的光学水印信号；对应解调时通过不同的采集位置下得到的光影叠加后的图像，进行逐行或逐帧的亮暗检测以实现传输信号的解码。
本发明涉及一种实现上述方法的系统，包括：载体光源、调制模块、图像采集模块以及解调模块，其中：载体光源接收来自调制模块的光学水印信号并输出可见光，图像采集模块以静态或动态方式采集可见光并将图像输出至解调模块，解调模块通过检测每帧逐行或多帧之间的亮暗区别得到光学水印信号，进而解码得到所需传递的信息。
技术效果
与现有技术相比，本发明把光学水印信号嵌入到用于照明、显示、装饰、信号发射等载体光源中。嵌入光学水印号后并不影响载体光源的原功能，人眼无法感知到嵌入的光学水印信号，只有通过计算机辅助才能被观测到，而且通过调频或调幅可以产生不同的光学水印信号。
附图说明
图1为通过闪烁载波光源产生光学指纹脉冲位置调制及其相应的指纹检测方法示意图；
图2为通过卷帘相机以嵌入更多指纹信息其较高的有效采样率的实施示意图；
图3为通过嵌入不同光谱波段的光学指纹以大幅增加代码空间的大小的实施示意图；
图4为通过专门设置多个载体光源在太空中的使用对于光学指纹可以大大扩大代码空间的产生指纹的实施示意图。
具体实施方式
如图1所示，为使用脉冲位置调制法产生光学水印并嵌入到载体光源中的信号示意图：对于帧率为30hz的摄像机和荧光光源，光学水印信号可以通过一系列短脉冲来编码，其中，用时间间隔为2/30秒的相邻脉冲表示0，即低电平，而间隔为4/30秒的表示1，即高电平。这样的脉冲会驱动载体光源变暗，使得30hz帧率的摄像机捕捉到亮度变化，如果两相邻暗帧间有1到2个正常帧，那么此相邻脉冲的时间间隔一定小于4/30秒(4帧)，因此信号为0，同理可检测出1，如图1。
这种光学水印方案的优点是光源和相机之间不需要同步，而且人眼几乎察觉不到载体光源调制时光强的变化。再加上led易于调制的特点，led载体光源能够很方便的实现该调制方式。
另一种嵌入不可见的光学水印的方法是基于对人眼视觉系统(hvs)的视觉分辨率极低的特点。人眼看不到高频率(超过60hz，hvs的极限频率)的光信号。只要频率超过60hz，光学水印既不影响灯的正常用途，也不会被人察觉。但这种的方法摄像机需要至少有120hz的帧率。从另一反面看，随着水印信号的频率和摄像机帧率增加，光学水印信号的编码空间也会随之增大，相同时间内能够编码更多的信息，获得完整的光学水印需要的时间也会更短。
对于最普遍的卷帘式快门相机，采用下面的方法可以将采样频率提高至帧率的数倍：由于视频信号在时间上有着很强的相关性，同一帧第k行的像素值可以与第k-1行比较推断光学水印信号。当卷帘式快门相机一行行曝光时，第k行和第k-1行的采样时窗有着微小的差异，这样的时间差可认为是卷帘快门相机的极限采样频率，该采样频率大致为帧率的n倍，n为视频每帧图片像素的行数。为了提高上述光学水印检测方法的精度，优选可以用连续多行像素形成的横条纹来代替单行像素，比较相邻的水平条纹就可以分析得到光学水印的波形。图2说明了上述将有效采样率提高o(n)倍的光学水印提取方法。
简要起见，上述加载光学水印的方法仅调节载体光源的光强，在某些场合也可以利用载体光源的波长(颜色)属性将两者结合起来。此法能够很大程度的扩大光学水印的编码空间。例如，白光是通过由不同颜色的光(比如红、绿、蓝)混合而成，那么在相应的频谱就可以嵌入不同的光学水印。这种光学水印通过载体光源发射后，可以被彩色摄像机捕捉到，能够应用于未来的鉴别和取证。上述的光学水印生成和检测的方法需要在r、g、b频谱分别进行，该方法将编码空间扩展到cr×cg×cb，其中cr、cg、cb分别为将光学水印嵌入r、g、b频谱的编码空间大小。图3说明了将不同的光学水印嵌入多个频谱来扩展复合编码空间的方法。
上述光学水印分析方法只考虑了空间上的唯一光源的情况，然而，它同样能够推广为多个载体光源。在空间上有选择地放置多个载体光源能够大大的增加光学水印的编码空间，因为不同的光学水印能被嵌入不同的载体光源中，共同作用形成一个光学水印。如图4所示，当载体光源a和b在空间上是分离且有着各自的作用范围。视频将保存两个不同载体光源：a在左边，b在右边的光学水印。应用这样的方法能够将水印编码空间的大小扩展为ca×cb，ca和cb分别为嵌入到载体光源a和b的编码空间。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。