CN101330611B - 视频水印嵌入、擦除方法和装置以及水印处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及了一种视频水印嵌入、擦除方法和装置以及水印处理系统。其中，视频水印嵌入方法包括：在I帧的宏块中嵌入水印信息；在跳跃宏块中嵌入恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息。视频水印擦除方法包括：在I帧中提取嵌入的水印信息；从跳跃宏块中提取嵌入的恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息；根据所述水印信息和恢复信息擦除嵌入所述I帧中的水印信息。本发明实施例有效保证防止帧内信息篡改的认证效果，并且在I帧中嵌入的水印可实现擦除。

Description

视频水印嵌入、擦除方法和装置以及水印处理系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种视频水印嵌入、擦除方法和装置以及水印处理系统。

背景技术

采用信息隐藏技术(如：数字水印技术)对多媒体信息(如：视频、音频或图像等)进行保护和认证是当前研究的热点。为保护或认证多媒体信息，可在多媒体信息中嵌入水印，通过检测多媒体信息中嵌入的水印信息，可获知多媒体信息是否已经被非授权方篡改了。嵌入水印本质上是对原始信息进行了修改，而对于某些特殊的应用环境(如：医学应用、军事应用或呈堂作为证据等应用)，需将嵌入水印带来的原始信息变化进行还原处理，因此现有技术存在着视频可擦除水印的技术需求。

现有技术提出了一种视频水印处理方法，基本原理是对图像P帧中的SKIP宏块进行分析，选择对后续预测帧数影响最小的宏块，修改选取的宏块的亮度系数并嵌入水印信息；在进行视频解码时，从该宏块提取水印，由于仍按照SKIP模式对该宏块进行实际解码，因此不会影响本帧的视频质量。该方法采用宏块(Macro Block，简称MB)计数对SKIP宏块进行后续预测帧数的合计，首先统计P帧图像所有的SKIP宏块并计算亮度系数平均值，选择亮度系数低于平均值的宏块进行水印嵌入，由于这些宏块亮度系数的修改对后续的宏块影响较小，从而使得整体视频质量不会有太大的降低。

发明人在实现本发明过程中发现，现有技术至少存在的缺陷有：现有技术仅在视频图像P帧的SKIP宏块嵌入水印，I帧没有进行保护，由于P帧中 满足条件的SKIP宏块数量有限，因此帧内大部分区域没有嵌入水印，防止帧内篡改的认证效果难以保证；此外，现有技术在更改SKIP宏块的亮度系数时，虽然通过统计宏块计数选取了亮度系数尽量小的宏块进行亮度系数的修改；但这些宏块亮度系数的修改仍会对后续的帧产生影响，多媒体信息中的水印并没有真正的擦除。

发明内容

本发明实施例提供了一种视频水印嵌入、擦除的方法和装置以及水印处理系统，有效保证防止帧内信息篡改的认证效果，并且在I帧中嵌入的水印可实现擦除。

一种视频水印嵌入的方法，包括：

在I帧的宏块中嵌入水印信息；

在P帧或B帧中选取满足恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块，所述恢复信息嵌入预设条件包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作为需要嵌入所述恢复信息的跳跃宏块；在满足所述恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块中嵌入所述恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息。

本发明实施例提供的视频水印嵌入方法中，通过在视频图像的I帧中满足预设条件的宏块嵌入水印，对I帧内容进行保护，并在视频图像的跳跃宏块中嵌入I帧内容的恢复信息，因此对I帧内容的一般篡改、重压缩等操作都会使得水印信息丢失，从而有效保证防止帧内信息篡改的认证效果；同时在解码过程中，可根据在跳跃宏块嵌入的恢复信息，擦除嵌入在I帧中的水印。

一种视频水印擦除的方法，包括：

在I帧中提取嵌入的水印信息；

根据恢复信息嵌入预设条件，提取在P帧或B帧的跳跃宏块中嵌入的恢复信息，所述恢复信息嵌入预设条件包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作为需要嵌入所述恢复信息的跳跃宏块，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息；

根据所述水印信息和恢复信息擦除嵌入所述I帧中的水印信息。

本发明实施例提供的一种视频水印擦除的方法中，通过提取视频图像I帧中嵌入的水印以及在跳跃宏块中嵌入的I帧内容的恢复信息，并根据恢复 信息，可实现嵌入在I帧中的水印信息的完全擦除。

一种视频水印嵌入的装置，包括：

水印信息嵌入模块，用于在I帧的宏块中嵌入水印信息；

恢复信息嵌入模块，用于在P帧或B帧中选取满足恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块，所述恢复信息嵌入预设条件包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作为需要嵌入所述恢复信息的跳跃宏块；在满足所述恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块中嵌入所述恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息。

本发明实施例提供的视频水印嵌入装置中，通过水印信息嵌入模块在视频图像的I帧中嵌入水印，对I帧内容进行保护，并通过恢复信息嵌入模块在跳跃宏块中嵌入I帧内容的恢复信息，因此对I帧内容的一般篡改、重压缩等操作都会使得水印信息丢失，从而有效保证防止帧内信息篡改的认证效果；同时在解码过程中，可根据在跳跃宏块中嵌入的恢复信息，擦除嵌入在I帧中的水印。

一种视频水印擦除的装置，包括：

水印信息提取模块，用于在I帧中提取嵌入的水印信息；

恢复信息提取模块，用于根据恢复信息嵌入预设条件，提取在P帧或B帧的跳跃宏块中嵌入的恢复信息，所述恢复信息嵌入预设条件包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作为需要嵌入所述恢复信息的跳跃宏块，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息；

水印信息擦除模块，用于根据所述水印信息和恢复信息擦除嵌入所述I帧中的水印信息。

本发明实施例提供的一种视频水印擦除的装置中，通过水印信息提取模块提取视频图像I帧中嵌入的水印以及恢复信息提取模块在跳跃宏块中嵌入的I帧内容的恢复信息，并通过水印信息擦除模块根据恢复信息，实现嵌入在I帧的水印的完全擦除。

一种水印处理系统，包括：

视频水印嵌入装置，用于在I帧的宏块中嵌入水印信息；在P帧或B帧中选取满足所述恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块，所述恢复信息嵌入预设条件包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作 为需要嵌入所述恢复信息的跳跃宏块；在满足所述恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块中嵌入恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息；或

视频水印擦除装置，用于在I帧中提取嵌入的水印信息；根据恢复信息嵌入预设条件，提取在P帧或B帧的跳跃宏块中嵌入的恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息；根据所述水印信息和恢复信息擦除嵌入所述I帧中的水印信息。

本发明实施例提供的一种水印处理系统中，通过视频水印嵌入装置在视频图像的I帧中嵌入水印，对I帧内容进行保护，有效保证防止帧内信息篡改的认证效果；或可通过视频水印擦除装置提取视频图像I帧中嵌入的水印以及在跳跃中嵌入的I帧内容的恢复信息，实现嵌入在I帧的水印的完全擦除。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明视频水印嵌入方法第一实施例流程图；

图2为本发明视频水印嵌入方法第二实施例流程图；

图3为恢复信息增量行程信息对为{3，3}的保存方式示意图；

图4为本发明视频水印擦除方法第一实施例流程图；

图5为本发明视频水印擦除方法第二实施例流程图；

图6为本发明视频水印嵌入装置第一实施例结构示意图；

图7为本发明视频水印嵌入装置第二实施例结构示意图；

图8为本发明视频水印擦除装置第一实施例结构示意图；

图9为本发明视频水印擦除装置第二实施例结构示意图；

图10为本发明水印处理系统实施例结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，跳跃宏块即为编码模式为跳跃模式(SKIP模式)的宏块；帧间宏块即为编码模式为帧间模式的宏块。

图1为本发明视频水印嵌入方法第一实施例流程图。如图1所示，本实施例包括：

步骤11、在I帧的宏块中嵌入水印信息。

具体地，可在视频图像的I帧中选取满足水印嵌入预设条件的宏块；在满足水印嵌入预设条件的宏块中嵌入水印信息。宏块包括有多个分块，在嵌入水印信息时，可以在分块中嵌入水印信息。嵌入水印信息的步骤可以包括：根据预设的函数关系，修改需嵌入水印的分块的交流系数，将修改后的交流系数写入码流。

步骤12、在跳跃宏块中嵌入恢复信息，该恢复信息包括I帧中嵌入水印的宏块位置信息。

本发明实施例中，跳跃宏块即为编码模式为跳跃模式(SKIP模式)的宏块。视频图像的P帧和B帧中都可能包括跳跃宏块，因此，可在P帧或B帧包括的跳跃宏块中嵌入恢复信息。在嵌入恢复信息时，可在视频图像的P帧或B帧中选取满足恢复信息嵌入预设条件的宏块；并在满足恢复信息嵌入预设条件的宏块中嵌入恢复信息。其中，恢复信息包括I帧中嵌入水印的宏块位置信息，具体地，恢复信息包括的宏块位置信息可为相应宏块嵌入水印的分块位置信息；此外，恢复信息还可包括视频图像的I帧中由于嵌入水印而导致分块的交流系数发生变化的水印位置信息。

本实施例通过在视频图像的I帧中满足预设条件的宏块嵌入水印，对I帧内容进行保护，并在视频图像的P帧中嵌入I帧内容的恢复信息，因此对I帧内容的一般篡改、重压缩等操作都会使得水印信息丢失，从而有效保证 防止帧内信息篡改的认证效果；同时在解码过程中，可根据在视频图像P帧嵌入的恢复信息，擦除嵌入在I帧中的水印。本实施例在视频中通过完整性认证的方式进行视频保护，可应用于基于H.264/AVC(高级视频编码，AdvancedVideo Coding)、MPEG-4(活动图像专家组-4，Moving Picture Experts Group)等视频压缩标准协议的视频完整性认证。

图2为本发明视频水印嵌入方法第二实施例流程图。如图2所示，本实施例包括：

步骤21、对水印信息进行汉明(Hamming)编码预处理。

水印信息采用汉明(Hamming)编码，这样可实现水印的盲检测，并且在水印的盲检测中可获知宏块中的信息哪些不是水印信息，以及宏块中嵌入的水印信息的结束位置。具体的，在采用汉明(Hamming)编码对水印信息进行预处理时，可采用7-4汉明(Hamming)码，例如：水印信息为4位(如：0101)，进行7-4汉明(Hamming)编码后，需嵌入的水印信息为7位(如：1011010)。由于汉明(Hamming)码具有差错、纠错功能，在进行水印检测时，如果发现提取的信息中有连续的不符合汉明(Hamming)码的序列，则可认为在该序列之后没有水印信息。

步骤22、扫描视频图像的I帧，在I帧中选取满足水印嵌入预设条件的宏块，将这些宏块作为可嵌入水印的宏块。

为了有效保证视频图像帧内篡改的认证效果，可在帧内尽可能大的区域中嵌入水印。本步骤即为视频水印嵌入装置在I帧扫描，在I帧中选取满足水印嵌入预设条件的宏块作为需嵌入水印的宏块。水印嵌入预设条件可为：宏块包括的分块的系数满足关系：DC＞0，AC≥DC/2；其中，DC为分块的直流系数，AC为分块的交流系数。为了使宏块包括更多分块从而可嵌入更多的水印信息，宏块可采用当前标准支持的最小的分块方式。例如，H.264视频压缩标准可采用的分块方式为帧内I4×4；宏块包括16个4×4(4像素×4像素)分块。

步骤23、根据均匀分布原则，依次在选出的满足水印嵌入预设条件的宏块中嵌入水印。

上述水印预设条件设定了可对交流系数(AC)为较大值的分块嵌入水印。由于交流系数表征了图像的细节特征，因此，选取满足该水印嵌入预设条件的分块作为需嵌入水印的分块，并在这些分块中嵌入水印，有利于将水印分布于视频图像的细节处(高频区域)，使得嵌入在视频图像中的水印具有良好的不可见性。

由于视频图像I帧中可能存在着大量的满足水印嵌入预设条件的宏块，因此，可选择满足水印嵌入预设条件的部分宏块嵌入水印。例如：假设I帧中符合上述水印嵌入预设条件的宏块数量为M₁，M₁为大于1的整数；可选择80％M₁个符合上述水印嵌入预设条件的宏块嵌入数据量为M₂的水印。此时可遵循均匀分布原则，在选出的符合上述水印嵌入预设条件的宏块中嵌入水印。这里均匀分布原则即为：需嵌入的水印在图像各区域中均匀分布。例如：将视频图像划分为5×5＝25个区域，选取的需要嵌入水印的宏块在图像的25个区域中均匀分布，在保证嵌入所有水印的前提下，使得选取的需嵌入水印的宏块均匀分布在25个区域中，理想状态为在每个区域中嵌入M₂/25个水印。

上述的在选出的满足水印嵌入预设条件的宏块中嵌入水印具体可以包括：根据预设的函数关系，修改满足嵌入水印的宏块中分块的交流系数，并将修改后的交流系数写入码流。

预设的函数关系可为：(AC_n+M_i)mod(2)＝0，其中，n为嵌入水印的分块的序数，AC_n为第n个分块的交流系数，i为水印的位序数，M_i为第i位水印的数据量。在对需嵌入水印的宏块进行预测、变换和量化等处理后，如果需嵌入水印的分块交流系数不满足上述预设的函数关系，可对这些分块的交流系数进行必要的修改，如可对这些宏块的交流系数加1或减1等，使得这些分块修改后的交流系数满足上述预设的函数关系，修改交流系数的过程即表示在分块中嵌入水印信息。将更改后的分块的交流系数写入码流，但在内存 中仍用分块的原始交流系数进行后期预测以及作为参考，用以确保后续宏块、帧的编码仍按照未嵌入水印的数据(原始交流系数)进行。由于在步骤22中，选取的水印嵌入预设条件的设定对交流系数AC较大的分块的系数进行修改，因此在嵌入水印的分块的交流系数不满足上述预设的函数关系时，对分块交流系数的修改(如：±1)对图像整体视觉影响较小，从而有效保证嵌入水印后视频在视觉上的质量。

步骤24、在视频图像的P帧或B帧中选取满足恢复信息嵌入预设条件的宏块；其中，恢复信息包括视频图像的I帧中由于嵌入水印而导致分块的交流系数发生变化的分块位置信息。

I帧处理完成后，对后续P帧或B帧进行分析，确定恢复信息嵌入空间。本步骤可对P帧或B帧中满足恢复信息嵌入预设条件的编码模式为SKIP模式的宏块进行重编码，将I帧内容的恢复信息嵌入这些宏块中。以下将满足恢复信息嵌入预设条件的宏块称为需重编码的跳跃宏块(Re-encode SkippedMacroblock)。其中，恢复信息嵌入预设条件可为：将位于同一个帧(P帧或B帧)中连续出现的三个跳跃宏块作为一个嵌入单元(Skip_Pattern)，选取位于嵌入单元中间的跳跃宏块，作为需要嵌入恢复信息的跳跃宏块，即需重编码的跳跃宏块。统计一个图像组(Group of Picture，以下简称GOP)序列中，所有P帧或B帧内的嵌入单元(Skip_Pattern)，在这些所有的嵌入单元中选择足够的数量的嵌入单元，用来嵌入I帧内容的恢复信息。其中，一个图像组(Group of Picture，以下简称GOP)序列即为在二个I帧中所有P帧和B帧构成的序列，例如，如果一个图像序列中，二个I帧中仅包括P帧情形的GOP序列可为：IPPPPPPPPPPPPPPPI等。

步骤25、对满足恢复信息嵌入预设条件的宏块进行重编码，在需重编码的宏块中嵌入I帧内容的恢复信息。

在P帧中嵌入恢复信息的方式可通过对编码模式为SKIP模式的跳跃宏块进行重编码，例如：可将需重编码宏块的编码模式(SKIP模式)修改为帧间 编码模式(如：P8×8模式、P8×4模式、P16×16模式等)。本发明实施例中，编码模式为帧间编码模式的宏块即为帧间宏块。在重编码(以下以将编码模式从SKIP模式修改为P8×8模式为例，进行说明)后的SKIP宏块(帧间宏块)中嵌入I帧内容的恢复信息。对跳跃宏块重编码为P8×8模式的帧间宏块，嵌入I帧内容的恢复信息(即：重编码)的方式可为：

对I帧内容的恢复信息采用“增量(Inc)+行程(Run)”的方式进行行程编码，形成多个恢复信息增量行程信息对{Inc，Run}；将需重编码的SKIP宏块的类型修改为P8×8(8像素×8像素)、分块的分割方式设置为4×4(4像素×4像素)，在每个需重编码的SKIP宏块中，选取需嵌入恢复信息的分块，在选取的分块中嵌入1个恢复信息增量行程信息对{Inc，Run}。表1恢复信息采用“增量(Inc)+行程(Run)”的方式进行编码的示例

内容	示例
		嵌入的水印W	111000011111111001100000
导致宏块AC系数变化的水印位置信息   (恢复信息)	00011110000100010101110
		记录的内容  (恢复信息增量行程信息对{Inc，Run})	{3，3}；{4，0}；{3，0}；  {1，0}；{1，2}

对I帧内容的恢复信息采用“增量(Inc)+行程(Run)”的方式进行行程编码的示例，如表1所示。表1是以在I帧中嵌入24比特(bit)水印为例，假设嵌入的水印序列W为：111000011111111001100000。视频水印嵌入装置在I帧嵌入水印信息时导致宏块AC系数变化的水印位置信息(即：恢复信息)为：00011110000100010101110，该水印位置信息(恢复信息)中：0表示宏块的AC系数没有变化，1表示宏块的AC系数发生了变化；该水印位置信息00011110000100010101110中的各位依次对应水印序列W中的各位W0、W1、W2、W3……的恢复信息，因此水印位置信息00011110000100010101110表示在水印序列W的第W3、W4、W5、W6、W11、W15、W17、W19、W20和W21 位水印导致了嵌入水印的宏块的AC系数变化。采用“增量(Inc)+行程(Run)”的方式对恢复信息进行行程编码，生成五个恢复信息增量行程信息对{Inc，Run}，分别为：{3，3}，{4，0}，{3，0}，{1，0}和{1，2}。恢复信息增量行程信息对{Inc，Run}中，Inc表示水印的下标从0增加到Inc，即下标为Inc的水印位开始有了“1”，后续有Run个连续的“1”，即从该位水印开始导致分块的AC系数发生变化，并且该位水印后连续Run位的水印均导致分块的AC系数发生变化。例如：恢复信息增量行程信息对{Inc，Run}为{3，3}时，表示：水印下标从0增加到3，即从下标为3的水印位开始出现“1”(导致分块的AC系数发生变化)，并从该水印位开始连续有3个“1”(3个水印位导致分块的AC系数发生变化)；恢复信息增量行程信息对{Inc，Run}为{4，0}时，表示：水印下标从0增加到4，即从下标为4的水印位开始出现“1”(导致分块的AC系数发生变化)，并从该水印位开始连续有0个“1”(0个水印位导致分块的AC系数发生变化)等。

在保证所有恢复信息全部嵌入到需重编码的跳跃宏块(SKIP宏块)的前提下，恢复信息的嵌入遵循以下原则：在一个GOP序列中的每个P帧或B帧都应嵌入至少一个单位恢复信息，如嵌入一个恢复信息增量行程信息对{Inc，Run}；进一步的，在一个GOP序列中，由于后续的P帧或B帧中编码模式为跳跃模式的宏块内容信息，需参考在先P帧或B帧中编码模式为跳跃模式的宏块内容信息，为了使得后续P帧中跳跃宏块包括的内容信息不易失真，在嵌入恢复信息时，离I帧越近的P帧或B帧(排在越前面的P帧或B帧)嵌入的恢复信息数量越少，离I帧越远的P帧或B帧(排在越后面的编码方式为SKIP模式的P帧或B帧)嵌入的恢复信息的数量越多。在每个编码方式为SKIP模式的P帧或B帧内恢复信息的分布遵循的均匀分布原则与I帧内水印分布遵循的均匀分布原则相同，例如：将视频图像划分为5×5＝25个区域(5像素×5像素)，需嵌入的恢复信息均匀分布在25个区域中。

对于包括有4×4＝16个分块的一个重编码的SKIP宏块(类型为P8×8)， 最多可嵌入16个恢复信息增量行程信息对{Inc，Run}。原始码流中SKIP宏块只有一个标记信息外没有其他信息，选择需重编码的宏块。每个增量行程信息对的嵌入方式可为：将重编码的SKIP宏块标志信息保持不变，并将15个比特的交流系数分为两组，前面5个系数保存行程(Run)的各个比特(bit)，后面的10个系数保存增量(Inc)的各比特(bit)；例如恢复信息增量行程信息对为{3，3}的保存方式如图3所示。为便于解码时准确获取恢复信息增量信息对的结束位置信息，恢复信息增量行程信息对可以预设的截止标识符作为终结标识。该截止标识符可为{0，0}或预设的其他标识。

步骤26、在满足恢复信息嵌入预设条件的宏块中嵌入恢复信息后，开始保存GOP序列中I帧水印和P帧或B帧内容的校验信息。

对校验信息进行行程编码，形成多个校验信息增量行程信息对{Inc，Run}；在满足恢复信息嵌入预设条件并且未嵌入有恢复信息的SKIP宏块中，选取需嵌入校验信息的分块；在每个需嵌入校验信息的分块中嵌入一个校验信息增量行程信息对。由于GOP序列中，满足恢复信息嵌入预设条件的宏块嵌入的信息可包括I帧的恢复信息和P帧内容的校验信息，因此，可在恢复信息嵌入结束位置和校验信息嵌入开始位置之间、并且满足恢复信息预设条件的宏块中嵌入预设的截止标识符，以便于在解码过程中便于区分哪些信息为恢复信息、哪些信息为校验信息。截止标识符以及校验信息的保存方式与步骤26中恢复信息的保存方式相同，不再赘述。

本实施例对水印进行汉明(Hamming)编码预处理，通过在I帧中嵌入水印对I帧内容进行保护，对I帧的一般篡改、重压缩等操作都会使水印信息丢失，此时通过对I帧中提取的水印进行认证，即可获知I帧视频是否被篡改；由于I帧中符合水印嵌入预设条件的宏块数量很多，因此，可在图像的很大区域嵌入水印，有效保证防止视频帧内篡改的认证效果；由于交流系数的值较大的宏块才符合水印嵌入预设条件，在这些宏块中嵌入水印或对这些宏块的直流系数进行修改，有利于将水印分布于视频图像的细节处(高频区 域)，使得嵌入在视频图像中的水印具有良好的不可见性，普通解码器可以正常播放，没有视觉上的质量问题；此外，P帧或B帧中嵌入有I帧内容的恢复信息，对于认证合法的I帧视频，可根据该恢复信息将I帧嵌入的水印擦除，恢复到未嵌入水印的状态；由于P帧或B帧中还嵌入有水印和P帧内容的校验信息，对嵌入校验信息的P帧或B帧内容进行删除、修改等操作，也会在水印提取时被检测出来，并且可通过将嵌入恢复信息或校验信息的宏块的编码模式恢复成SKIP模式，从而可擦除嵌入P帧或B帧中的恢复信息或校验信息，得到原始视频。

图4为本发明视频水印擦除方法第一实施例流程图。如图4所示，本实施例包括：

步骤41、在I帧中提取嵌入的水印信息。

步骤42、从跳跃宏块中提取嵌入的恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息。

步骤43、根据水印信息和恢复信息擦除嵌入I帧中的水印信息。

在本实施例技术方案的基础上，可根据水印嵌入预设条件，提取图像I帧中嵌入的水印；并可根据恢复信息嵌入预设条件，提取图像P帧中嵌入的恢复信息；该恢复信息可具体包括I帧中由于嵌入水印而导致分块的交流系数发生变化的水印位置信息。相应地，可根据提取的嵌入I帧的水印、恢复信息和预设的函数关系，将I帧中已嵌入水印并且交流系数发生变化的分块的交流系数恢复为该分块原交流系数。

本实施例通过提取视频图像I帧中嵌入的水印以及在跳跃宏块中嵌入的I帧内容的恢复信息，并根据恢复信息将I帧中已嵌入水印并且交流系数发生变化的宏块的交流系数恢复为原交流系数，从而擦除嵌入在I帧中的水印。本实施例在确定了视频完整性的前提下，可擦除I帧中嵌入的水印信息，获得原始视频。

图5为本发明视频水印擦除方法第二实施例流程图。如图5所示，本实 施例包括：

步骤51、根据预设的水印嵌入预设条件，查找视频图像I帧中满足水印嵌入预设条件的宏块。

水印嵌入预设条件可为：宏块包括的分块的系数满足关系：DC＞0，AC≥DC/2；其中，DC为分块的直流系数，AC为分块的交流系数。为了使宏块包括更多分块从而可嵌入更多的水印信息，宏块可采用当前标准支持的最小的分块方式。例如，H.264视频压缩标准可采用的分块方式为帧内4×4；宏块包括16个4×4(4像素×4像素)分块。

步骤52、在满足水印嵌入预设条件的宏块中提取水印，并对水印进行汉明(Hamming)检测。

按照均匀分布的原则，逐次提取在图像的5×5＝25个区域中提取的水印，形成新的水印流。对新水印流进行汉明(Hamming)检测。如果新水印流所有信息都不能通过汉明(Hamming)检测，则表明I帧中提取的信息不是水印信息或者I帧内容已被篡改；否则，表明I帧内容没有被篡改，即I帧内容通过认证。

步骤53、根据预设的恢复信息嵌入条件，查找可嵌入恢复信息的宏块。

恢复信息嵌入预设条件可包括：一个GOP序列中连续出现的编码模式为SKIP模式的三个宏块作为一个嵌入单元，位于每个嵌入单元中间的宏块(SKIP宏块)作为需嵌入恢复信息的宏块。

在视频水印嵌入过程中，选取满足预设的恢复信息嵌入条件的宏块(即：需重编码的SKIP宏块)，并可将该宏块的编码模式从SKIP模式修改为帧间编码模式(如：P8×8模式)，即：重编码的SKIP宏块之后，嵌入I帧的恢复信息(详见本发明视频水印嵌入方法第二实施例步骤25-26的描述)。因此，在视频图像P帧或B帧中，根据预设的恢复信息嵌入条件从包含水印的码流中提取恢复信息时，相应的需要考虑视频水印嵌入装置嵌入恢复信息是对需重编码宏块的编码模式的修改方式，确定已嵌入恢复信息的宏块。具体 的，P帧或B帧中嵌入恢复信息的宏块的判断条件可为：同一个帧中前后相邻宏块为跳跃宏块的帧间宏块为需嵌入恢复信息的宏块。

步骤54、在步骤53查找到的宏块中提取I帧的恢复信息和截止标识符，并将包括有恢复信息或截止标识符的宏块位置信息记录到需恢复宏块的列表中。

恢复信息保存在重编码的SKIP宏块中，每个重编码的SKIP宏块最多记录16组恢复信息增量行程对{Inc，Run}。在提取恢复信息时，查找GOP序列中包括的P帧或B帧中，同一个帧中前后相邻宏块为跳跃宏块(编码模式为SKIP模式)的帧间宏块(编码模式为P8×8模式)，并依次从这些帧间宏块中提取恢复信息增量行程信息对{Inc，Run}。由于步骤53中查找到的宏块中嵌入的信息未必都是恢复信息，此时，如果从步骤53中查找到的宏块中提取到的信息为预设的截止标识符(如：增量行程信息对为{0，0}时)，则之后的宏块中已没有恢复信息，即恢复信息已经提取完成。此时，可根据P帧或B帧中提取的恢复信息增量行程信息对{Inc，Run}和I帧中提取的水印，计算I帧中由于嵌入水印而导致分块的交流系数发生变化的水印位置信息。

步骤55、在步骤53查找到的宏块中嵌入有截止标识符之后的宏块中，依次提取校验信息，并将包括有校验信息的宏块位置信息记录到需恢复宏块的列表中；该校验信息为校验信息增量行程信息对。

对于在满足预设的恢复信息嵌入条件的宏块中即包含有恢复信息和校验信息的情形，在提取恢复信息和校验信息时，可从满足该条件的宏块的信息嵌入顺序和预设的截止标记符区分区提取出的信息中哪些信息是恢复信息，哪些信息是校验信息。例如：在GOP序列包括的P帧或B帧中，满足预设的恢复信息嵌入条件的宏块中嵌入恢复信息和校验信息时，可根据先嵌入恢复信息后嵌入校验信息的顺序嵌入相应信息，并且在恢复信息嵌入结束位置和校验信息嵌入开始位置之间、且满足恢复信息预设嵌入条件的宏块中，嵌入 截止标识符。截止标识符之前相应宏块嵌入的信息为I帧的恢复信息，而截止标识符之后相应宏块嵌入的信息为P帧内容的校验信息。该截止标识符可为{0，0}；当然，本领域技术人员也可采用便于区分二种信息的其他规则，并在编码端(如：视频水印嵌入装置等编码端设备)和解码端(如视频水印提取装置、视频水印擦除装置等解码端设备)统一相应规则。

在GOP序列包括的编码模式为P8×8模式、前后相邻宏块的编码模式均为SKIP模式且未嵌入有恢复信息(位于嵌入有截止标识符之后)的宏块中，提取校验信息，该校验信息为校验信息增量行程信息对；将校验水印增量行程信息对与从I帧中提取的水印进行比较，验证P帧内容是否被篡改：如果从P帧中提取的校验信息增量行程信息对与从I帧中提取的水印信息相符，P帧内容通过认证；如果从P帧中提取的校验信息增量行程信息对与从I帧中提取的水印信息不符，则表明P帧内容已被篡改。

步骤56、在I帧内容和P帧内容都通过认证时，根据水印、恢复信息和预设的函数关系，将I帧中已嵌入水印并且交流系数发生变化的宏块的交流系数恢复为原交流系数，擦除I帧中嵌入的水印。

预设的函数关系可为：(AC_n+M_i)mod(2)＝0，其中，n为嵌入水印的宏块的序数，AC_n为第n个宏块的交流系数，i为水印的位序数，M_i为第i位水印的数据量。由于已经提取了水印以及水印相应位置的系数，而P帧记录的是哪个水印导致分块的交流系数发生变化(即：由于嵌入水印而导致分块的交流系数发生变化的水印位置信息)，所以可通过反向推导，即可定位到交流系数发生变化的宏块。对交流系数发生变化的宏块的交流系数进行与编码端相应的处理方式，如：编码端对该交流系数进行加1或减1处理，则视频水印擦除装置应对该交流系数进行减1或加1处理，使得由于嵌入水印而导致交流系数发生变化的宏块的交流系数恢复为原交流系数，从而擦除I帧中嵌入的水印。

步骤57、根据宏块列表，将P帧中嵌入有恢复信息、截止标识符或校验 信息的宏块的编码模式恢复为SKIP模式。

本实施例通过提取视频图像I帧中嵌入的水印以及在P帧或B帧中嵌入的I帧内容的恢复信息，根据恢复信息将I帧中已嵌入水印并且交流系数发生变化的宏块的交流系数恢复为原交流系数，从而擦除嵌入在I帧中的水印；此外，通过在提取恢复信息、截止标识符或校验信息时，该将包括有恢复信息或校验信息的宏块位置信息记录到需恢复宏块的列表中，并根据该列表将P帧或B帧中嵌入有恢复信息、截止标识符或校验信息的宏块的编码模式恢复为SKIP模式，从而擦除P帧中的嵌入的各种信息(恢复信息、截止标识符和校验信息等)。本实施例中，由于I帧、P帧和B帧的嵌入的信息均被擦除，因此可获得原始的视频。可以理解，由于本实施例可以实现原始信息的恢复，因此可应用于需将嵌入水印带来的原始信息进行恢复的特殊应用环境中，如：医学应用，军事应用或呈堂作为证据等。

图6为本发明视频水印嵌入装置第一实施例结构示意图。如图6所示，本实施例包括：水印信息嵌入模块61和恢复信息嵌入模块62。

水印信息嵌入模块61用于在I帧的宏块中嵌入水印信息。

恢复信息嵌入模块62用于在跳跃宏块中嵌入恢复信息，该恢复信息包括I帧中嵌入水印的宏块位置信息。

本实施例通过水印信息嵌入模块在视频图像的I帧中嵌入水印，对I帧内容进行保护，并通过恢复信息嵌入模块在跳跃宏块中嵌入I帧内容的恢复信息，因此对I帧内容的一般篡改、重压缩等操作都会使得水印信息丢失，从而有效保证防止帧内信息篡改的认证效果；同时在解码过程中，可根据在跳跃宏块中嵌入的恢复信息，擦除嵌入在I帧中的水印。

图7为本发明视频水印嵌入装置第二实施例结构示意图。如图7所示，本实施例与本发明视频水印嵌入装置第一实施例的区别在于，本实施例水印信息嵌入模块61包括：第一选取单元611和水印信息嵌入单元612。

第一选取单元611用于在I帧中选取满足水印嵌入预设条件的宏块。

水印嵌入预设条件为：宏块中分块的系数满足关系：DC＞0，AC≥DC/2；其中，DC为分块的直流系数，AC为分块的交流系数。具体地，第一选取单元611可用于在满足水印嵌入预设条件的宏块中选取需嵌入水印的分块；水印信息嵌入单元612，用于在满足水印嵌入预设条件的宏块中嵌入水印信息，具体地，用于根据预设的函数关系，修改需嵌入水印信息的分块的交流系数，并将修改后的交流系数写入码流。

相应的，恢复信息嵌入模块62具体用于在P帧或B帧中选取满足恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块；在满足恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块中嵌入所述恢复信息；其中，恢复信息嵌入预设条件可包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作为需要嵌入恢复信息的跳跃宏块。进一步的，恢复信息嵌入模块62可包括：第一生成单元621、编码模式修改单元622和恢复信息嵌入单元623。

第一生成单元621用于对恢复信息进行行程编码，形成多个恢复信息增量行程信息对。

编码模式修改单元622用于将需嵌入恢复信息的跳跃宏块修改为编码模式为帧间编码模式的帧间宏块。

恢复信息嵌入单元623用于在编码模式修改单元622获取的每个帧间宏块中选取需嵌入恢复信息的分块，在每个需嵌入恢复信息分块中嵌入一个所述恢复信息增量行程信息对。

在本实施例技术方案的基础上，视频水印嵌入装置还可包括校验信息嵌入模块63。

校验信息嵌入模块63用于在编码模式修改单元622获取的未嵌入有恢复信息的帧间宏块中，嵌入水印信息和P帧或B帧内容的校验信息。具体的，校验信息嵌入模块63可包括：第二生成单元631、第二选取单元632以及水印和校验信息嵌入单元633。

第二生成单元631用于对需嵌入的校验信息进行行程编码，形成多个校 验信息增量行程信息对。

第二选取单元632用于在在编码模式修改单元622获取的未嵌入有恢复信息的帧间宏块中，选取需嵌入校验信息的分块。

校验信息嵌入单元633用于在每个需嵌入校验信息的分块中嵌入一个校验信息增量行程信息对。

在本实施例技术方案的基础上，视频水印嵌入装置还可包括截止标识符嵌入模块64。

截止标识符嵌入模块64用于在位于恢复信息嵌入结束位置和校验信息嵌入开始位置之间，且未嵌入有恢复信息的帧间宏块中，嵌入截止标识符。

本实施例通过水印信息嵌入单元在I帧中嵌入水印对I帧内容进行保护，对I帧的一般篡改、重压缩等操作都会使水印信息丢失，此时通过对I帧中提取的水印进行认证，即可获知I帧视频是否被篡改；由于I帧中符合水印嵌入预设条件的宏块数量很多，因此，可在图像的很大区域嵌入水印，有效保证防止视频帧内篡改的认证效果；通过水印信息嵌入单元对交流系数的值较大的宏块中嵌入水印或对这些宏块的直流系数进行修改，有利于将水印分布于视频图像的细节处(高频区域)，使得嵌入在视频图像中的水印具有良好的不可见性，普通解码器可以正常播放，没有视觉上的质量问题；此外，在恢复信息嵌入模块在P帧或B帧的跳跃模块中嵌入有I帧内容的恢复信息，对于认证合法的I帧视频，可根据该恢复信息将I帧嵌入的水印擦除，恢复到未嵌入水印的状态；通过校验信息嵌入单元在P帧或B帧中嵌入水印和P帧内容的校验信息，对嵌入校验信息的P帧或B帧内容进行删除、修改等操作，也会在水印提取时被检测出来，并且可通过将嵌入恢复信息或校验信息的宏块的编码模式恢复成SKIP模式，从而可擦除嵌入P帧或B帧中的恢复信息或校验信息，得到原始视频。

关于本发明视频水印嵌入装置实施例的工作流程可参见本发明视频水印嵌入方法实施例以及图1-2的记载，不再赘述。

图8为本发明视频水印擦除装置第一实施例结构示意图。如图8所示，本实施例包括：水印信息提取模块81、恢复信息提取模块82和水印信息擦除模块83。

水印信息提取模块81用于在I帧中提取嵌入的水印信息。

恢复信息提取模块82用于从跳跃宏块中提取嵌入的恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息。

水印信息擦除模块83用于根据水印信息和恢复信息擦除嵌入I帧中的水印信息。

本实施例通过水印信息提取模块提取视频图像I帧中嵌入的水印以及恢复信息提取模块在跳跃宏块中嵌入的I帧内容的恢复信息，并通过水印信息擦除模块根据恢复信息，实现嵌入在I帧的水印的完全擦除。

图9为本发明视频水印擦除装置第二实施例结构示意图。本实施例与本发明视频水印擦除装置第一实施例的区别在于，本实施例中，

水印信息提取模块81具体用于根据水印嵌入预设条件，依次在满足水印嵌入预设条件的分块中提取水印信息。水印嵌入预设条件可为：宏块中分块的系数满足关系：DC＞0，AC≥DC/2；其中，DC为分块的直流系数，AC为分块的交流系数。

恢复信息提取模块82具体用于根据恢复信息嵌入预设条件，提取在P帧或B帧的跳跃宏块中嵌入的恢复信息；该恢复信息嵌入预设条件可包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作为需要嵌入所述恢复信息的跳跃宏块；其中，恢复信息可为I帧中由于嵌入水印而导致分块的交流系数发生变化的水印位置信息。进一步的，恢复信息提取模块82可包括：恢复信息增量行程信息对提取单元821和水印位置信息获取单元822。

恢复信息增量行程信息对提取单元821用于查找同一个帧包括的前后相邻宏块为跳跃宏块的帧间宏块，并从该帧间宏块中提取恢复信息增量行程信息对。

水印位置信息获取单元822用于根据恢复信息增量行程信息对和I帧中提取的水印，计算I帧中由于嵌入水印而导致分块的交流系数发生变化的水印位置信息。

此外，本实施例中，水印信息擦除模块83还可用于根据水印信息、恢复信息和预设的函数关系，将I帧中已嵌入水印并且交流系数发生变化的宏块的交流系数恢复为原交流系数。

进一步的，本实施例还可包括：截止标识符提取模块84、校验信息提取模块85、认证模块86和宏块恢复模块87。

截止标识符提取模块84用于查找同一个帧包括的前后相邻宏块为跳跃宏块的帧间宏块中，提取截止标识符。

校验信息提取模块85用于在位于截止标识符之后、且前后相邻宏块为跳跃宏块的帧间宏块中，提取校验信息；该校验信息可为校验信息增量行程信息对。

认证模块86用于根据校验信息增量行程信息对和所述I帧中提取的水印，认证P帧或B帧内容的完整性。

宏块恢复模块87用于将嵌入有恢复信息、截止标识符或校验信息的帧间宏块，恢复为编码模式为跳跃模式的跳跃宏块。

本实施例通过水印信息提取模块提取视频图像I帧中嵌入的水印以及在P帧或B帧中嵌入的I帧内容的恢复信息，根据恢复信息将I帧中已嵌入水印并且交流系数发生变化的宏块的交流系数恢复为原交流系数，从而擦除嵌入在I帧中的水印；此外，通过在提取恢复信息、截止标识符或校验信息时，将P帧或B帧中嵌入有恢复信息、截止标识符或校验信息的宏块的编码模式恢复为SKIP模式，从而擦除P帧中的嵌入的恢复信息、截止标识符和校验信息；由于I帧、P帧和B帧的嵌入的信息均被擦除，因此可获得原始的视频。

关于本发明视频水印擦除装置实施例的工作流程可参见本发明视频水印擦除方法实施例以及图4-5的记载，不再赘述。

图10为本发明水印处理系统实施例结构示意图。如图10所示，本实施例包括：视频水印嵌入装置101或视频水印擦除装置102。

视频水印嵌入装置101用于在I帧的宏块中嵌入水印信息；在跳跃宏块中嵌入恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息。

视频水印擦除装置102用于在I帧中提取嵌入的水印信息；从跳跃宏块中提取嵌入的恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息；根据所述水印信息和恢复信息擦除嵌入所述I帧中的水印信息。

本实施例通过视频水印嵌入装置在视频图像的I帧中嵌入水印，对I帧内容进行保护，有效保证防止帧内信息篡改的认证效果；或可通过视频水印擦除装置提取视频图像I帧中嵌入的水印以及在跳跃中嵌入的I帧内容的恢复信息，实现嵌入在I帧的水印的完全擦除。

本发明水印处理系统实施例可应用在包括视频水印嵌入装置的水印处理系统中或包括视频水印擦除装置的水印处理系统，以及包括视频水印嵌入装置和视频水印擦除装置的水印处理系统中。

本发明水印处理系统实施例中，关于视频水印嵌入装置的进一步细化结构可参见本发明视频水印嵌入装置实施例及图6-7的记载，视频水印嵌入装置的具体工作流程可参见本发明视频水印嵌入方法实施例及图1-2的记载；关于视频水印擦除装置的进一步细化结构可参见本发明视频水印擦除装置实施例及图8-9的记载，视频水印擦除装置的具体工作流程可参见本发明视频水印擦除方法实施例及图4-5的记载；不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个些实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (31)

1.一种视频水印嵌入方法，其特征在于，包括：

在I帧的宏块中嵌入水印信息；

在P帧或B帧中选取满足恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块，所述恢复信息嵌入预设条件包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作为需要嵌入所述恢复信息的跳跃宏块；在满足所述恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块中嵌入所述恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息。

2.根据权利要求1所述的视频水印嵌入方法，其特征在于，所述在I帧的宏块中嵌入水印信息，包括：

在所述I帧中选取满足水印嵌入预设条件的宏块，所述水印嵌入预设条件为：宏块中分块的系数满足关系：DC＞0，AC≥DC/2；其中，DC为分块的直流系数，AC为分块的交流系数；

在满足所述水印嵌入预设条件的宏块中嵌入水印信息。

3.根据权利要求2所述的视频水印嵌入方法，其特征在于，

所述在满足水印嵌入预设条件的宏块中嵌入水印信息包括：在满足水印嵌入预设条件的宏块中选取需嵌入水印的分块；

在需嵌入水印的分块中嵌入水印。

4.根据权利要求3所述的视频水印嵌入方法，其特征在于，所述在需嵌入水印的分块中嵌入水印包括：

根据预设的函数关系，修改需嵌入水印的分块的交流系数，并将修改后的交流系数写入码流。

5.根据权利要求4所述的视频水印嵌入方法，其特征在于，所述恢复信息包括：所述I帧中由于嵌入水印而导致分块的交流系数发生变化的水印位置信息。

6.根据权利要求1所述的视频水印嵌入方法，其特征在于，所述在满足所述恢复信息嵌入预设条件的宏块中嵌入所述恢复信息，包括：

对所述恢复信息进行行程编码，形成多个恢复信息增量行程信息对；

将所述需嵌入恢复信息的跳跃宏块修改为编码模式为帧间编码模式的帧间宏块，在每个所述帧间宏块中选取需嵌入恢复信息的分块；

在每个需嵌入恢复信息分块中嵌入一个所述恢复信息增量行程信息对。

7.根据权利要求6所述的视频水印嵌入方法，其特征在于，所述在满足所述恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块中嵌入所述恢复信息之后，还包括：

在未嵌入有所述恢复信息的所述帧间宏块中嵌入P帧或B帧内容的校验信息。

8.根据权利要求7所述的视频水印嵌入方法，其特征在于，所述在未嵌入有所述恢复信息的所述帧间宏块中嵌入P帧或B帧内容的校验信息包括：

对所述校验信息进行行程编码，形成多个校验信息增量行程信息对；

在未嵌入有所述恢复信息的所述帧间宏块中，选取需嵌入校验信息的分块；

在每个需嵌入校验信息的分块中嵌入一个所述校验信息增量行程信息对。

9.根据权利要求8所述的视频水印嵌入方法，其特征在于，在位于所述恢复信息嵌入结束位置和所述校验信息嵌入开始位置之间，且未嵌入有所述恢复信息的所述帧间宏块中，嵌入截止标识符。

10.一种视频水印擦除方法，其特征在于，包括：

在I帧中提取嵌入的水印信息；

根据恢复信息嵌入预设条件，提取在P帧或B帧的跳跃宏块中嵌入的恢复信息，所述恢复信息嵌入预设条件包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作为需要嵌入所述恢复信息的跳跃宏块，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息；

根据所述水印信息和恢复信息擦除嵌入所述I帧中的水印信息。

11.根据权利要求10所述的视频水印擦除方法，其特征在于，所述在I帧中提取嵌入的水印信息包括：

根据水印嵌入预设条件，提取所述I帧中嵌入的水印信息。

12.根据权利要求11所述的视频水印擦除方法，其特征在于，

所述水印嵌入预设条件为：宏块中分块的系数满足关系：DC＞0，AC≥DC/2；其中，DC为分块的直流系数，AC为分块的交流系数；

所述根据水印嵌入预设条件提取所述I帧中嵌入的水印信息，包括：依次在满足所述水印嵌入预设条件的分块中提取水印信息。

13.根据权利要求10所述的视频水印擦除方法，其特征在于，所述根据恢复信息嵌入预设条件，提取在P帧或B帧的跳跃宏块中嵌入的恢复信息，包括：

查找同一个帧包括的前后相邻宏块为跳跃宏块的帧间宏块，并从所述帧间宏块中提取恢复信息增量行程信息对；根据所述恢复信息增量行程信息对和所述I帧中提取的水印，计算所述I帧中由于嵌入水印而导致分块的交流系数发生变化的水印位置信息。

14.根据权利要求13所述的视频水印擦除方法，其特征在于，所述根据水印信息和恢复信息擦除嵌入I帧中的水印信息，包括：根据所述水印信息、恢复信息和预设的函数关系，将所述I帧中已嵌入水印并且交流系数发生变化的分块的交流系数恢复为原交流系数。

15.根据权利要求13所述的视频水印擦除方法，其特征在于，所述提取恢复信息增量行程信息对之后，还包括：

查找同一个帧包括的前后相邻宏块为跳跃宏块的帧间宏块中，提取截止标识符；

在位于所述截止标识符之后、且前后相邻宏块为跳跃宏块的帧间宏块中，提取校验信息；所述校验信息为校验信息增量行程信息对；

根据所述校验信息增量行程信息对和所述I帧中提取的水印，认证P帧或B帧内容的完整性。

16.根据权利要求15所述的视频水印擦除方法，其特征在于，在所述P帧或B帧内容通过完整性认证之后，还包括：将嵌入有所述恢复信息、截止标识符或校验信息的帧间宏块，恢复为编码模式为跳跃模式的跳跃宏块。

17.一种视频水印嵌入装置，其特征在于，包括：

水印信息嵌入模块，用于在I帧的宏块中嵌入水印信息；

恢复信息嵌入模块，用于在P帧或B帧中选取满足恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块，所述恢复信息嵌入预设条件包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作为需要嵌入所述恢复信息的跳跃宏块；在满足所述恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块中嵌入所述恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息。

18.根据权利要求17所述的视频水印嵌入装置，其特征在于，所述水印信息嵌入模块包括：

第一选取单元，用于在所述I帧中选取满足水印嵌入预设条件的宏块；

水印信息嵌入单元，用于在满足所述水印嵌入预设条件的宏块中嵌入水印信息。

19.根据权利要求18所述的视频水印嵌入装置，其特征在于，

所述水印嵌入预设条件为：宏块中分块的系数满足关系：DC＞0，AC≥DC/2；其中，DC为分块的直流系数，AC为分块的交流系数；

所述水印信息嵌入单元具体用于根据预设的函数关系，修改需嵌入水印信息的分块的交流系数，并将修改后的交流系数写入码流。

20.根据权利要求17所述的视频水印嵌入装置，其特征在于，

所述恢复信息嵌入模块包括：

第一生成单元，用于对所述恢复信息进行行程编码，形成多个恢复信息增量行程信息对；

编码模式修改单元，用于将所述需嵌入恢复信息的跳跃宏块修改为编码模式为帧间编码模式的帧间宏块；

恢复信息嵌入单元，用于在每个所述帧间宏块中选取需嵌入恢复信息的分块，在每个需嵌入恢复信息分块中嵌入一个所述恢复信息增量行程信息对。

21.根据权利要求20所述的视频水印嵌入装置，其特征在于，还包括：

校验信息嵌入模块，用于在未嵌入有所述恢复信息的所述帧间宏块中，嵌入P帧或B帧内容的校验信息。

22.根据权利要求21所述的视频水印嵌入装置，其特征在于，所述校验信息嵌入模块包括：

第二生成单元，用于对需嵌入的校验水印信息进行行程编码，形成多个校验信息增量行程信息对；

第二选取单元，用于在未嵌入有所述恢复信息的所述帧间宏块中，选取需嵌入校验信息的分块；

校验信息嵌入单元，用于在每个需嵌入校验信息的分块中嵌入一个所述校验信息增量行程信息对。

23.根据权利要求22所述的视频水印嵌入装置，其特征在于，还包括：

截止标识符嵌入模块，用于在位于所述恢复信息嵌入结束位置和所述校验信息嵌入开始位置之间，且未嵌入有所述恢复信息的所述帧间宏块中，嵌入截止标识符。

24.一种视频水印擦除装置，其特征在于，包括：

水印信息提取模块，用于在I帧中提取嵌入的水印信息；

恢复信息提取模块，用于根据恢复信息嵌入预设条件，提取在P帧或B帧的跳跃宏块中嵌入的恢复信息，所述恢复信息嵌入预设条件包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作为需要嵌入所述恢复信息的跳跃宏块，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息；

水印信息擦除模块，用于根据所述水印信息和恢复信息擦除嵌入所述I帧中的水印信息。

25.根据权利要求24所述的视频水印擦除装置，其特征在于，所述水印信息提取模块具体用于根据水印嵌入预设条件，依次在满足所述水印嵌入预设条件的分块中提取水印信息；所述水印嵌入预设条件为：宏块中分块的系数满足关系：DC＞0，AC≥DC/2；其中，DC为分块的直流系数，AC为分块的交流系数。

26.根据权利要求24所述的视频水印擦除装置，其特征在于，所述恢复信息包括所述I帧中由于嵌入水印而导致分块的交流系数发生变化的水印位置信息。

27.根据权利要求26所述的视频水印擦除装置，其特征在于，所述恢复信息提取模块包括：

恢复信息增量行程信息对提取单元，用于查找同一个帧包括的前后相邻宏块为跳跃宏块的帧间宏块，并从所述帧间宏块中提取恢复信息增量行程信息对；

水印位置信息获取单元，用于根据所述恢复信息增量行程信息对和所述I帧中提取的水印，计算所述I帧中由于嵌入水印而导致分块的交流系数发生变化的水印位置信息。

28.根据权利要求27所述的视频水印擦除装置，其特征在于，所述水印信息擦除模块具体用于根据所述水印信息、恢复信息和预设的函数关系，将所述I帧中已嵌入水印并且交流系数发生变化的分块的交流系数恢复为原交流系数。

29.根据权利要求28所述的视频水印擦除装置，其特征在于，还包括：

截止标识符提取模块，用于查找同一个帧包括的前后相邻宏块为跳跃宏块的帧间宏块中，提取截止标识符；

校验信息提取模块，用于在位于所述截止标识符之后、且前后相邻宏块为跳跃宏块的帧间宏块中，提取校验信息；所述校验信息为校验信息增量行程信息对；

认证模块，用于根据所述校验信息增量行程信息对和所述I帧中提取的水印，认证P帧或B帧内容的完整性。

30.根据权利要求29所述的视频水印擦除装置，其特征在于，还包括：

宏块恢复模块，用于将嵌入有所述恢复信息、截止标识符或校验信息的帧间宏块，恢复为编码模式为跳跃模式的跳跃宏块。

31.一种水印处理系统，其特征在于，包括：

视频水印嵌入装置，用于在I帧的宏块中嵌入水印信息；在P帧或B帧中选取满足恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块，所述恢复信息嵌入预设条件包括：将位于同一个帧中连续出现的三个跳跃宏块中间的跳跃宏块，作为需要嵌入所述恢复信息的跳跃宏块；在满足所述恢复信息嵌入预设条件的跳跃宏块中嵌入恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息；或

视频水印擦除装置，用于在I帧中提取嵌入的水印信息；根据恢复信息嵌入预设条件，提取在P帧或B帧的跳跃宏块中嵌入的恢复信息，所述恢复信息包括所述I帧中嵌入水印的宏块位置信息；根据所述水印信息和恢复信息擦除嵌入所述I帧中的水印信息。

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