具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请提供的视频处理方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质进行详细描述。

在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本申请透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本申请的范围。

在不冲突的情况下，本申请各实施例及实施例中的各特征可相互组合。

如本文所使用的，术语“和/或”包括至少一个相关列举条目的任何和所有组合。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本申请。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由......制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加至少一个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。

除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本申请的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。

目前，IPTV系统中采用的数字版权保护方式有以下两种：

第一种，对数字视频进行加密。这种方式保护了数字视频的传输和分发的安全性，但不能保证通过机顶盒播放视频过程中由机顶盒向外输出视频数据时不被盗录。

第二种，在视频编码时向视频数据嵌入数字水印。这种方式存在以下几个问题：首先，这种方式可在传播过程中有效声明版权，但视频数据被盗录后，难以追踪盗版源头；其次，这种方式一般采用在关键帧的频域分量中嵌入数字水印的方式，而关键帧作为差别帧的参考，解码时其数字水印数据容易扩散到差别帧，从而造成图像质量下降。

图1为本申请实施例提供的一种视频处理方法的流程图。

第一方面，参照图1，本申请实施例提供一种视频处理方法，包括：

步骤100、将数字水印嵌入到视频数据中；其中，数字水印包括：视频版权信息和视频获取实体信息。

本申请实施例提供的视频处理方法，采用包括视频版权信息和视频获取实体信息的数字水印嵌入到视频数据中，使得视频数据被盗录或盗播或非法传播过程中也得到了版权保护，并且，在视频数据被盗录或盗播或非法传播过程中，可根据视频获取实体信息追踪盗录或盗播源头。

在一些示例性实施例中，数字水印还包括校验数据，校验数据用于对元数据进行校验。在另一些示例性实施例中，数字水印也可以不包括校验数据，仅包括元数据。其中，元数据包括：视频版权信息和视频获取实体信息。

在一些示例性实施例中，校验数据可以是循环冗余校验(CRC，Cyclic RedundancyCheck)码。

在一些示例性实施例中，数字水印还包括：帧头、帧尾，帧头用于标记一帧视频图像中嵌入的数字水印的元数据的开始，帧尾用于标记一帧视频图像中嵌入的数字水印的元数据的结束。

在一些示例性实施例中，数字水印还可包括元数据长度信息。

在一些示例性实施例中，视频获取实体可以是视频播放实体，如机顶盒、移动终端等。

在一些示例性实施例中，视频版权信息包括以下至少之一：视频版权所有人信息、视频发布日期、视频版权使用期限，等等。

在一些示例性实施例中，视频获取实体信息可以是视频获取实体的用户信息(也就是授权用户信息)、视频获取实体的媒体访问控制(MAC，MediaAccess Control)地址中的至少一个。

在一些示例性实施例中，可以采用以下任一种方式将数字水印嵌入到视频数据中。

方式一、将数字水印嵌入到视频数据对应的N帧第一视频图像中；其中，N为大于或等于1的整数。也就是说，这里的N帧第一视频图像可以是指一帧第一视频图像，也可以是指两帧或两帧以上视频图像。

在一些示例性实施例中，视频数据对应的第一视频图像是指对视频数据进行解码，以及进行滤波、去隔行等视频后处理操作后得到的视频图像，为了避免破坏数字水印，可以将数字水印的嵌入作为视频后处理的最后一步。第一视频图像在嵌入数字水印后，在同步模块中通过标记信息判断保证不对嵌入数字水印的第一视频图像帧丢帧。如果是采用安卓(Android)系统的机顶盒，在同步模块中调用系统接口，将第一视频图像经由硬件合成(HWC，Hardware Composer)模块送显。第一视频图像数据会被设置到机顶盒的视频输出单元(VOU，Video Output Unit)的视频层。VOU会将视频层数据与代表系统用户界面(UI，UserInterface)的图像层混叠，最终得到RGBA格式的图像。RGBA图像经由高清多媒体接口(HDMI，High Definition Multimedia Interface)输送到电视。当第一视频图像经由HDMI接口发送到智能电视时，电视端可通过软件录屏，将第一视频图像重新编码获得数字视频文件。当该视频文件被非法发布时，IPTV服务商可将视频文件重新解码，获得YUV图像，然后从YUV图像中根据协议提取、解析数字水印信息。由于数字水印信息中包含机顶盒MAC地址或其他用户信息，可由此追查到侵权视频具体是由哪个机顶盒或用户流出，从而提高维权效率。

需要说明的是，对视频数据进行解码得到的每一帧视频图像均是完整的视频图像信息，这样对后续显示不会对其他的视频图像帧产生其他的影响。

在一些示例性实施例中，第一视频图像可以是明亮度色度格式的图像，即YUV格式的图像；其中，Y表示明亮度，U和V表示色度，用于描述像素色彩。例如，机顶盒中，为了节约双倍率同步动态随机存储器(DDR，Double Data Rate)的带宽，一般采用YUV420格式的图像，该格式的特点是每个像素的亮度对应一个Y值，而每4个像素的色度对应一个U值和一个V值；该格式的图像数据的排列方式是：先存储所有像素的Y分量，然后存储U分量，最后是V分量。

在一些示例性实施例中，需要先将数字水印进行编码得到对应的二进制码流，再将二进制码流嵌入到视频数据对应的N帧第一视频图像中。

在一些示例性实施例中，N根据数字水印的信息量和一帧第一视频图像可容纳的最大信息量确定。

在一些示例性实施例中，N为大于数字水印的信息量和一帧第一视频图像可容纳的最大信息量的比值的最小整数。

例如，当第一视频图像的格式为YUV420格式时，一帧第一视频图像可容纳的最大信息量C为：C＝w×h÷4÷8×2＝wh/16；

其中，w×h为第一视频图像的分辨率。

在一些示例性实施例中，数字水印的信息量是指数字水印占用的字节数。

在一些示例性实施例中，当数字水印仅包括元数据时，数字水印的信息量包括：元数据的信息量。

当数字水印包括元数据和校验数据，且N＝1时，数字水印的信息量包括：元数据和校验数据的信息量之和。

在一些示例性实施例中，当数字水印包括元数据和校验数据，且N大于1时，需要将数字水印的元数据拆分成两个或两个以上子元数据，然后为每一个子元数据加上校验数据，那么，数字水印的信息量包括：元数据的信息量和N个子元数据对应的校验数据的信息量之和。

在一些示例性实施例中，将数字水印嵌入到视频数据对应的N帧第一视频图像中包括：将数字水印嵌入到N帧第一视频图像的至少一个分量中。

在一些示例性实施例中，将数字水印嵌入到N帧第一视频图像的至少一个分量中包括：将数字水印嵌入到N帧第一视频图像的至少一个分量的最低位。这种方式由于最低位对分量的取值影响最小，从而使得对第一视频图像的显示效果的影响降到最低。

在一些示例性实施例中，由于人眼对色度分量不敏感，而色度分量包括U分量和V分量，因此，可以将数字水印嵌入到N帧第一视频图像的U分量中，或者将数字水印嵌入到N帧第一视频图像的V分量中，或者将数字水印嵌入到N帧第一视频图像的U分量和V分量中，从而减小了对视觉效果的影响。

例如，如图2所示，机顶盒在接收到视频数据后，通过视频编解码器对视频数据进行解码，通过后处理单元(PPU，Post Process Unit)进行滤波、去隔行等视频后处理操作，得到YUV420格式的第一视频图像；

将数字水印进行编码得到对应的二进制码流；

将二进制码流嵌入到YUV420格式的第一视频图像中的U分量和V分量，得到第二视频图像的U’分量和V’分量，而第二视频图像的Y分量与第一视频图像的Y分量保持一致。

方式二、对视频数据对应的N帧第一视频图像进行置乱，得到N帧第二视频图像；将数字水印嵌入到N帧第二视频图像中，得到N帧第三视频图像；将N帧第三视频图像进行还原得到N帧第四视频图像。也就是说，这里的N帧第一视频图像可以是指一帧第一视频图像，也可以是指两帧或两帧以上视频图像。

在一些示例性实施例中，需要先将数字水印进行编码得到对应的二进制码流，再将二进制码流嵌入到视频数据对应的N帧第二视频图像中。

在一些示例性实施例中，将数字水印嵌入到视频数据对应的N帧第二视频图像中包括：将数字水印嵌入到N帧第二视频图像的至少一个分量中。

在一些示例性实施例中，将数字水印嵌入到N帧第二视频图像的至少一个分量中包括：将数字水印嵌入到N帧第二视频图像的至少一个分量的最低位。这种方式由于最低位对分量的取值影响最小，从而将对视频图像的显示效果的影响降到最低。

在一些示例性实施例中，由于人眼对色度分量不敏感，而色度分量包括U分量和V分量，因此，可以将数字水印嵌入到N帧第二视频图像的U分量中，或者将数字水印嵌入到N帧第二视频图像的V分量中，或者将数字水印嵌入到N帧第二视频图像的U分量和V分量中，从而减小了对视觉效果的影响。

在一些示例性实施例中，对第一视频图像进行置乱实际上就是对第一视频图像进行变换，将第一视频图像中的像素点映射到其他位置，而像素值保持不变，变换后的第一视频图像的能量分布更加均匀。

在一些示例性实施例中，图像置乱方法可以采用以下任意一种：Amold置乱方法、混沌序列置乱方法和伪随机序列置乱方法。

其中，Amold置乱方法是对像素点的坐标进行多次迭代做矩阵变换。Arnold置乱方法具有周期性，多次迭代后会恢复到原始状态。图像分辨率不同，迭代周期就不同，因此可以将图像分辨率作为密钥。

其中，混沌序列置乱方法是基于非线性混沌方程迭代，产生混沌序列，然后将混沌序列内的成员按照大小重新排序，重新排序前后产生的映射机作为图像内像素位置置乱的映射。

其中，伪随机序列置乱方法一般是利用n级线性反馈移位寄存器产生伪随机序列。其基本原理是将原始数据的位置代入反馈移位寄存器反复迭代错乱。

上述方法中，采用混沌序列置乱方法对第一视频图像进行置乱时，第二视频图像与第一视频图像的关联度最低，采用混沌置乱方法对第一视频图像进行置乱的情况下，嵌入第一视频图像中的数字水印最难被察觉。

在一些示例性实施例中，当将数字水印嵌入到N帧第二视频图像的U分量和V分量中时，对某一帧第一视频图像进行置乱包括：

获取映射关系；将第一视频图像的U分量和V分量按行进行扫描得到第一一维序列p＝{p_i|0≤i＜wh/2}；其中，第一一维序列中0-(wh/4-1)个成员表示U分量，wh/4-(wh/2-1)个成员表示V分量；将第一一维序列{p_i}按照获得的映射关系进行映射得到第二一维序列{p′_i}。

在一些示例性实施例中，获取映射关系包括：

选择合适的初值x₀和参数μ，按照公式x_n+1＝μx_n(1-x_n)，0＜μ≤4，x_n∈(0，1)生成包括wh/2个成员的第三一维序列{x_i}，将第三一维序列{x_i}按照大小重新排序(可以是按照从小到大的顺序或者按照从大到小的顺序重新排序)得到第四一维序列{x′_i}；获取第三一维序列{x_i}到第四一维序列{x′_i}之间同一成员的位置的映射得到映射关系。

在一些示例性实施例中，将N帧第三视频图像进行还原得到N帧第四视频图像即是采用与上述置乱方法向对应的反映射关系进行像素位置的还原，而像素值保持不变。

例如，如图3所示，机顶盒在接收到视频数据后，通过视频编解码器对视频数据进行解码，通过后处理单元(PPU，Post Process Unit)进行滤波、去隔行等视频后处理操作，得到YUV420格式的视频图像(即图3中的原始图像)；

将数字水印进行编码得到对应的二进制码流；

将YUV420格式的第一视频图像进行置乱得到第二视频图像，即置乱后的视频图像；将二进制码流嵌入到第二视频图像中的U分量和V分量的最低位，得到第三视频图像，即已嵌入数字水印的置乱后的视频图像(即图3中的第一个含密图像)，将第三视频图像进行位置还原得到第四视频图像，即已嵌入数字水印的视频图像(即图3中的第二个含密图像)的U’分量和V’分量，而第四视频图像的Y分量与第一视频图像的Y分量保持一致。

方式三、选择视频数据对应的N帧第一视频图像；将数字水印嵌入到选择出的N帧第一视频图像中；若数字水印的隐蔽性不满足预定要求，重新选择N帧第一视频图像，继续执行将数字水印嵌入到重新选择出的N帧第一视频图像中的步骤，直到数字水印的隐蔽性满足预定要求。也就是说，这里的N帧第一视频图像可以是指一帧第一视频图像，也可以是指两帧或两帧以上视频图像。

在一些示例性实施例中，可以采用嵌入数字水印后的第一视频图像的信噪比来评价数字水印的隐蔽性；当嵌入数字水印后的第一视频图像的信噪比大于预设阈值时，认为数字水印的隐蔽性满足预定要求；当嵌入数字水印后的第一视频图像的信噪比小于或等于预设阈值时，认为数字水印的隐蔽性不满足预定要求。当然，还可以采用其他的方式来评价数字水印的隐蔽性，具体的评价方法不用于限定本申请实施例的保护范围，本申请实施例强调的是保证嵌入的数字水印的隐蔽性满足预定要求，从而提高了视频图像的质量。

方式四、选择视频数据对应的N帧第一视频图像；对选择出的N帧第一视频图像进行置乱，得到N帧第二视频图像；将数字水印嵌入到N帧第二视频图像中，得到N帧第三视频图像；将N帧第三视频图像进行还原得到N帧第四视频图像；若数字水印的隐蔽性不满足预定要求，重新选择N帧第一视频图像，继续执行对重新选择出的N帧第一视频图像进行置乱，得到N帧第二视频图像的步骤，直到数字水印的隐蔽性满足预定要求。也就是说，这里的N帧第一视频图像可以是指一帧第一视频图像，也可以是指两帧或两帧以上视频图像。

在一些示例性实施例中，可以采用第四视频图像的信噪比来评价数字水印的隐蔽性；当第四视频图像的信噪比大于预设阈值时，认为数字水印的隐蔽性满足预定要求；当第四视频图像的信噪比小于或等于预设阈值时，认为数字水印的隐蔽性不满足预定要求。当然，还可以采用其他的方式来评价数字水印的隐蔽性，具体的评价方法不用于限定本申请实施例的保护范围，本申请实施例强调的是保证嵌入的数字水印的隐蔽性满足预定要求，从而提高了视频图像的质量。

方式五、对数字水印进行置乱，将置乱后的数字水印嵌入到视频数据对应的N帧第一视频图像中；其中，N为大于或等于1的整数。也就是说，这里的N帧第一视频图像可以是指一帧第一视频图像，也可以是指两帧或两帧以上视频图像。

在一些示例性实施例中，需要先将置乱后的数字水印进行编码得到对应的二进制码流，再将二进制码流嵌入到视频数据对应的N帧第一视频图像中。

在一些示例性实施例中，将置乱后的数字水印嵌入到视频数据对应的N帧第一视频图像中包括：将置乱后的数字水印嵌入到N帧第一视频图像的至少一个分量中。

在一些示例性实施例中，将置乱后的数字水印嵌入到N帧第一视频图像的至少一个分量中包括：将置乱后的数字水印嵌入到N帧第一视频图像的至少一个分量的最低位。这种方式由于最低位对分量的取值影响最小，从而将对视频图像的显示效果的影响降到最低。

在一些示例性实施例中，由于人眼对色度分量不敏感，而色度分量包括U分量和V分量，因此，可以将置乱后的数字水印嵌入到N帧第一视频图像的U分量中，或者将置乱后的数字水印嵌入到N帧第一视频图像的V分量中，或者将置乱后的数字水印嵌入到N帧第一视频图像的U分量和V分量中，从而减小了对视觉效果的影响。

在一些示例性实施例中，对数字水印进行置乱实际上就是对数字水印进行变换，将数字水印中的比特位映射到其他位置，而比特值保持不变。

方式六、对数字水印进行置乱；选择视频数据对应的N帧第一视频图像；将置乱后的数字水印嵌入到视频数据对应的N帧第一视频图像中；若置乱后的数字水印的隐蔽性不满足预定要求，重新选择N帧第一视频图像，继续执行将置乱后的数字水印嵌入到重新选择出的N帧第一视频图像中的步骤，直到置乱后的数字水印的隐蔽性满足预定要求。也就是说，这里的N帧第一视频图像可以是指一帧第一视频图像，也可以是指两帧或两帧以上视频图像。

在一些示例性实施例中，可以采用嵌入置乱后的数字水印后的第一视频图像的信噪比来评价数字水印的隐蔽性；当嵌入置乱后的数字水印后的第一视频图像的信噪比大于预设阈值时，认为数字水印的隐蔽性满足预定要求；当嵌入置乱后的数字水印后的第一视频图像的信噪比小于或等于预设阈值时，认为数字水印的隐蔽性不满足预定要求。当然，还可以采用其他的方式来评价数字水印的隐蔽性，具体的评价方法不用于限定本申请实施例的保护范围，本申请实施例强调的是保证嵌入的数字水印的隐蔽性满足预定要求，从而提高了视频图像的质量。

上述方式二和方式四考虑到对像素值的改变使得像素的统计特性发生改变，隐藏的数字水印较容易被发现，从而被恶意攻击，因此在嵌入数字水印之前先将视频图像置乱，从而提高了数字水印的安全性。

上述方式五考虑到对像素值的改变使得像素的统计特性发生改变，隐藏的数字水印较容易被发现，从而被恶意攻击，因此在嵌入数字水印之前先将数字水印置乱，从而提高了数字水印的安全性。

上述方式三、方式四和方式六基于数字水印的隐蔽性来嵌入数字水印，由于隐蔽性较差的情况通常是视频图像失真较大的情况，因此，通过该方式减小了对视频图像的质量的影响，提高了视频图像的质量。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，其包括：

至少一个处理器；

存储器，其上存储有至少一个程序，当至少一个程序被至少一个处理器执行，使得至少一个处理器实现上述任意一种视频处理方法。

其中，处理器为具有数据处理能力的器件，其包括但不限于中央处理器(CPU)等；存储器为具有数据存储能力的器件，其包括但不限于随机存取存储器(RAM，更具体如SDRAM、DDR等)、只读存储器(ROM)、带电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存(FLASH)。

在一些实施例中，处理器、存储器通过总线相互连接，进而与计算设备的其它组件连接。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现上述任意一种视频处理方法。

图4为本申请实施例提供的一种视频处理装置的组成框图。

第四方面，参照图4，本申请实施例提供一种视频处理装置(如机顶盒)，包括：

数字水印嵌入模块401，用于将数字水印嵌入到视频数据中；其中，数字水印包括：视频版权信息和视频获取实体信息。

在一些示例性实施例中，数字水印嵌入模块401具体用于：

将数字水印嵌入到视频数据对应的N帧第一视频图像中；其中，N为大于或等于1的整数。

在一些示例性实施例中，还包括：

置乱模块402，用于对N帧第一视频图像进行置乱，得到N帧第二视频图像；

对应地，

数字水印嵌入模块401具体用于：

将数字水印嵌入到N帧第二视频图像中，得到N帧第三视频图像；

还包括：

还原模块403，用于将N帧第三视频图像进行还原得到N帧第四视频图像。

在一些示例性实施例中，还包括：选择模块404，用于选择N帧第一视频图像；

数字水印嵌入模块401具体用于：将数字水印嵌入到选择出的N帧第一视频图像中；

选择模块404还用于：

若数字水印的隐蔽性不满足预定要求，重新选择N帧第一视频图像，继续执行将数字水印嵌入到重新选择出的N帧第一视频图像中的步骤，直到判断出数字水印的隐蔽性满足预定要求。

在一些示例性实施例中，N根据数字水印的信息量和一帧第一视频图像可容纳的最大信息量确定。

在一些示例性实施例中，N为大于数字水印的信息量和一帧第一视频图像可容纳的最大信息量的比值的最小整数。

在一些示例性实施例中，数字水印嵌入模块401具体用于：

将数字水印嵌入到N帧第一视频图像的至少一个分量中。

在一些示例性实施例中，数字水印嵌入模块401具体用于：

将数字水印嵌入到N帧第一视频图像的至少一个分量的最低位。

在一些示例性实施例中，分量包括：U分量和V分量。

上述视频处理装置的具体实现过程与上述实施例的视频处理方法的具体实现过程相同，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储器、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其它的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其它传输机制之类的调制数据信号中的其它数据，并且可包括任何信息递送介质。

本文已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本申请的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。