本发明涉及视频溯源领域，具体地讲涉及一种基于显性水印的视频溯源方法。
背景技术：
自2005年全国首批3111试点城市监控系统建设以来，我国平安城市的建设步伐已经进入到高潮期，视频监控遍布大街小巷，目前已基本实现了对治安重点监控区域，如道路交叉口、居民小区、城区路面、商业中心、娱乐场所、车站广场、重点单位等场所实施远程网络实时监控，及时了解现场的车流、人流及异常情况，并进行录像备份。同时，视频监控在公安机关办案过程中也发挥了越来越大的作用。
由于视频监控在办案过程中作用的凸显，视频资源使用的更加频繁，导致保密视频、敏感视频外泄等事件频繁发生，而外泄的保密视频、敏感视频无法找到泄露源，难以确定视频资源管理工作的缺陷所在。
技术实现要素：
根据现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于显性水印的视频溯源方法，能够快速、准确的确定视频来源，同时也能够及时发现视频资源管理工作的缺陷所在，为日后的视频资源管理工作安排提供决策。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种基于显性水印的视频溯源方法，包括如下步骤：
s1，采集原始视频图像，获取设备信息、用户信息和下载信息；
s2，将设备信息和/或用户信息和/或下载信息按设定的顺序排列，得到上述信息的rgb图像，即待嵌入水印图像；
s3，将原始视频图像和待嵌入水印图像转换到his空间，分别得到原始视频his图像和待嵌入水印his图像，将待嵌入水印his图像嵌入到原始视频his图像中得到含水印的his视频图像，将含水印的his视频图像转换到rgb空间最终得到含水印的rgb视频图像。
优选的，本溯源方法还包括有步骤s4，即通过含水印的rgb视频图像中的水印图像的信息，实现查找该视频图像的来源，实现溯源的目的。
进一步优选的，步骤s1中，采集原始视频图像是指从平安城市、政府机关、司法监狱、社区监控、道路交通应用领域的dvr/nvr视频存储设备获取原始视频图像。
更进一步优选的，步骤s1中，所述设备信息包括设备型号、设备编号和mac地址，用户信息包括用户名、用户id编号，下载信息包括下载时间、下载方式。
更进一步优选的，步骤s2中，所述设定的顺序排列是指采用按照读写顺序从左到右以行布置和/或从上到下以列布置的方式进行排列，设备信息的文字、用户信息的文字、下载信息的文字的相互之间留有便于区分的空格。
更进一步优选的，所述步骤s3的具体步骤如下：
s31，原始视频图像的像素值用rgb向量值表示为x(rx,gx,bx)，待嵌入水印图像的像素值用rgb向量值表示为y(ry,gy,by)，其中rx表示向量x的r分量值，即原始视频图像像素中红色单基色值，gx表示向量x的g分量值，即原始视频图像像素中绿色单基色值，bx表示向量x的b分量值，即原始视频图像蓝色单基色值，ry表示向量y的r分量值，即待嵌入水印图像像素中红色单基色值，gy表示向量y的g分量值，即待嵌入水印图像像素中绿色单基色值，by表示向量y的b分量值，即待嵌入水印图像像素中蓝色单基色值；
将原始视频图像的像素值和待嵌入水印图像的像素值转换到his空间，具体转换公式如下：
得到原始视频his图像的像素值x'(hx,ix,sx)和待嵌入水印his图像的像素值y'(hy,iy,sy)；其中，hx表示向量x'的h分量值，即原始视频his图像像素中的色调值，ix表示向量x'的i分量值，即原始视频his图像像素中的亮度值，sx表示向量x'的s分量值，即原始视频his图像像素中的饱和度值；hy表示向量y'的h分量值，即待嵌入水印his图像像素中的色调值，iy表示向量y'的i分量值，即待嵌入水印his图像像素中的亮度值，sy表示向量y'的s分量值，即待嵌入水印his图像像素中的饱和度值，符号arcos{}表示对大括号内的数进行反余弦函数计算，符号min()表示取值括号内最小的数；
s32，调整待嵌入水印his图像的大小，使其与原始视频his图像中需要嵌入待嵌入水印his图像的区域的大小匹配；
s33，确定原始视频his图像中需要嵌入待嵌入水印his图像的区域的起点，将待嵌入水印his图像嵌入到原始视频his图像中，具体公式如下：
z'(hz,iz,sz)＝x'(hx,ix,sx)+λny'(hy,iy,sy)
hz＝hx+λnhy，iz＝ix+λniy，sz＝sx+λnsy
得到含水印的his视频图像的像素值z'(hz,iz,sz)，其中，hz表示向量z'的h分量值，即含水印的his视频图像像素中的色调值，iz表示向量z'的i分量值，即含水印的his视频图像像素中的亮度值，sz表示向量z'的s分量值，即含水印的his视频图像像素中的饱和度值；λn为水印加权系数，λn取值范围为0～1，λn取值越大则水印图像信息越清晰，λn取值越小则水印图像信息越模糊；
s34，将含水印的his视频图像还原为含水印的rgb视频图像，具体转换公式如下：
当0≤hz<2π/3时，
当2π/3≤hz<4π/3时，
当4π/3≤hz≤2π时，
得到含水印的rgb视频图像的像素值z(rz,gz,bz)，其中，rz表示向量z的r分量值，即含水印的rgb视频图像像素中的色调值，gz表示向量z的g分量值，即含水印的rgb视频图像像素中的亮度值，bz表示向量z的b分量值，即含水印的rgb视频图像像素中的饱和度值，符号arcos()表示对括号内的数进行反余弦函数计算。
本发明的有益效果在于：
1)本发明在对原始视频图像嵌入待嵌入水印图像之前，将原始视频图像和待嵌入水印图像转换到his空间，得到原始视频his图像和待嵌入水印his图像，再采用线性加法将待嵌入水印his图像嵌入到原始视频his图像中，得到含水印图像的最终视频图像，避免了待嵌入水印图像嵌入的过程中导致前端视频的受损，保证了水印嵌入后的含水印视频的质量。
2)本发明的溯源方法将设备信息、用户信息和下载信息中的部分或所有文字的文本信息作为待嵌入水印图像嵌入原始视频图像，实现了溯源的目的；当视频外泄时能够通过水印信息快速、准确的确定本视频来源，同时也能够及时发现视频资源管理工作的缺陷所在，为日后的视频资源管理工作安排提供决策。
附图说明
图1为本发明视频溯源方法的流程图。
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做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。
如图1所示，一种基于显性水印的视频溯源方法，包括如下步骤：
s1，采集原始视频图像，获取设备信息、用户信息和下载信息；
采集原始视频图像是指从平安城市、政府机关、司法监狱、社区监控、道路交通应用领域的dvr/nvr视频存储设备获取原始视频图像；
所述设备信息包括设备型号、设备编号和mac地址，用户信息包括用户名、用户id编号，下载信息包括下载时间、下载方式。
s2，将设备信息和/或用户信息和/或下载信息按设定的顺序排列，得到上述信息的rgb图像，即待嵌入水印图像；
所述设定的顺序排列是指采用按照读写顺序从左到右以行布置和/或从上到下以列布置的方式进行排列，设备信息的文字、用户信息的文字、下载信息的文字的相互之间留有便于区分的空格。
s3，将原始视频图像和待嵌入水印图像转换到his空间，分别得到原始视频his图像和待嵌入水印his图像，将待嵌入水印his图像嵌入到原始视频his图像中得到含水印的his视频图像，将含水印的his视频图像转换到rgb空间最终得到含水印的rgb视频图像；
步骤s3的具体步骤如下：
s31，原始视频图像的像素值用rgb向量值表示为x(rx,gx,bx)，待嵌入水印图像的像素值用rgb向量值表示为y(ry,gy,by)，其中rx表示向量x的r分量值，即原始视频图像像素中红色单基色值，gx表示向量x的g分量值，即原始视频图像像素中绿色单基色值，bx表示向量x的b分量值，即原始视频图像蓝色单基色值，ry表示向量y的r分量值，即待嵌入水印图像像素中红色单基色值，gy表示向量y的g分量值，即待嵌入水印图像像素中绿色单基色值，by表示向量y的b分量值，即待嵌入水印图像像素中蓝色单基色值；
将原始视频图像的像素值和待嵌入水印图像的像素值转换到his空间，具体转换公式如下：
得到原始视频his图像的像素值x'(hx,ix,sx)和待嵌入水印his图像的像素值y'(hy,iy,sy)；其中，hx表示向量x'的h分量值，即原始视频his图像像素中的色调值，ix表示向量x'的i分量值，即原始视频his图像像素中的亮度值，sx表示向量x'的s分量值，即原始视频his图像像素中的饱和度值；hy表示向量y'的h分量值，即待嵌入水印his图像像素中的色调值，iy表示向量y'的i分量值，即待嵌入水印his图像像素中的亮度值，sy表示向量y'的s分量值，即待嵌入水印his图像像素中的饱和度值，符号arcos{}表示对大括号内的数进行反余弦函数计算，符号min()表示取值括号内最小的数；
s32，调整待嵌入水印his图像的大小，使其与原始视频his图像中需要嵌入待嵌入水印his图像的区域的大小匹配；
s33，确定原始视频his图像中需要嵌入待嵌入水印his图像的区域的起点，将待嵌入水印his图像嵌入到原始视频his图像中，具体公式如下：
z'(hz,iz,sz)＝x'(hx,ix,sx)+λny'(hy,iy,sy)
hz＝hx+λnhy，iz＝ix+λniy，sz＝sx+λnsy
得到含水印的his视频图像的像素值z'(hz,iz,sz)，其中，hz表示向量z'的h分量值，即含水印的his视频图像像素中的色调值，iz表示向量z'的i分量值，即含水印的his视频图像像素中的亮度值，sz表示向量z'的s分量值，即含水印的his视频图像像素中的饱和度值；λn为水印加权系数，λn取值范围为0～1，λn取值越大则水印图像信息越清晰，λn取值越小则水印图像信息越模糊；
s34，将含水印的his视频图像还原为含水印的rgb视频图像，具体转换公式如下：
当0≤hz<2π/3时，
当2π/3≤hz<4π/3时，
当4π/3≤hz≤2π时，
得到含水印的rgb视频图像的像素值z(rz,gz,bz)，其中，rz表示向量z的r分量值，即含水印的rgb视频图像像素中的色调值，gz表示向量z的g分量值，即含水印的rgb视频图像像素中的亮度值，bz表示向量z的b分量值，即含水印的rgb视频图像像素中的饱和度值，符号arcos()表示对括号内的数进行反余弦函数计算。
具体的，本溯源方法还包括有步骤s4，即通过含水印的rgb视频图像中的水印图像的信息，实现查找该视频图像的来源，实现溯源的目的；
当视频外泄时能够通过水印信息快速、准确的确定本视频来源，同时也能够及时发现视频资源管理工作的缺陷所在，为日后的视频资源管理工作安排提供决策。
综上所述，本发明的溯源方法将设备信息、用户信息和下载信息中的部分或所有文字的文本信息作为待嵌入水印图像嵌入原始视频图像，实现了溯源的目的；当视频外泄时能够通过水印信息快速、准确的确定本视频来源，同时也能够及时发现视频资源管理工作的缺陷所在，为日后的视频资源管理工作安排提供决策。