專利名稱：一種視頻指紋的生成方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于多々某體應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種^L頻指紋的生成方法。
技術(shù)背景近年來，信息技術(shù)的迅猛發(fā)展及以其為基礎(chǔ)的電子商務(wù)的廣泛應(yīng)用，使各 類文字、圖片等作品通過網(wǎng)絡(luò)的傳播范圍空前擴大，為創(chuàng)作者和發(fā)行商帶來新 的機遇。但同時，人們也很容易對以數(shù)字形式存在的產(chǎn)品進行非法拷貝和分發(fā)， 如何對數(shù)字化產(chǎn)品進行版權(quán)保護已成為信息時代版權(quán)保護的核心問題之一。進行版權(quán)保護的 一種方式是采用數(shù)字指紋技術(shù)。數(shù)字指紋技術(shù)采取主動的 對數(shù)字內(nèi)容進行監(jiān)測的方式來進行版權(quán)保護。先將需要監(jiān)測的敏感數(shù)字內(nèi)容， 生成數(shù)字指紋存入指紋庫，將待檢測的數(shù)字內(nèi)容生成數(shù)字指紋，并與指紋庫中 的數(shù)字指紋進行比較，確定指紋庫中是否有相同的數(shù)字指紋。現(xiàn)有的數(shù)字指紋 技術(shù)可以對文字、圖片等作品生成數(shù)字指紋，然而，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有給出有 效的多媒體視頻指紋生成方案。發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無法提供有效的多媒體視頻指紋的問題，本發(fā)明實施 例提供了一種視頻指紋的生成方法，包括 提取I幀的DCT系數(shù)； 根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，得到DCT數(shù)據(jù)矩陣； 根據(jù)DCT數(shù)據(jù)矩陣生成視頻指紋。同時本發(fā)明實施例還提供一種視頻指紋的生成裝置，包括DCT系數(shù)提取模塊用于提取I幀的DCT系數(shù)；DCT數(shù)據(jù)矩陣生成模塊用于根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，得到DCT數(shù)據(jù)矩陣； 視頻指紋生成模塊用于根據(jù)DCT數(shù)據(jù)矩陣生成視頻指紋。 由上述本發(fā)明提供的具體實施方案可以看出，正是由于提取I幀的DCT 系數(shù)，根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，得到DCT數(shù)據(jù)矩陣，根據(jù)DCT數(shù)據(jù)矩陣生成視頻指紋，使得能夠生成視頻指紋。


圖1為本發(fā)明提供的第一實施例方法流程圖； 圖2為^L頻流中I幀、P幀和B幀的分布示意圖； 圖3為選取DCT系數(shù)的分布圖； 圖4為DCT數(shù)據(jù)矩陣示意圖；圖5為本發(fā)明提供的主成分分析的奇異值分解方法示意圖； 圖6為本發(fā)明提供的第五實施例裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供的第一實施例是的方法，方法流程如圖l所示，包括 步驟101:提取I幀的DCT(離散余弦變換)系數(shù)?？梢允褂肍FMpeg工具包對視頻文件MPEG系列或H.26X系列的視頻數(shù)據(jù) 流進行解碼，得到單個視頻幀，單個幀的屬性按編碼方式分為有I幀，P幀，B 幀，如圖2所示。在FFMpeg中視頻幀AVFrame結(jié)構(gòu)體有key—frame屬性和 pict—type屬性，只需用1 == AVFrame->key—frame && FF—I—TYPE == AVFrame->pict—type就可以抽取到I幀。由于I幀的幀內(nèi)編碼采用DCT編碼，就 可以對單個幀不需解碼就可以直接在壓縮域提取到DCT系數(shù)。 步驟102:根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，生成對應(yīng)的DCT向量。 本實施例中的DCT向量的生成可以采用DC+5AC的方式，如圖3，即取l個直流系數(shù)，5個低頻交流系數(shù)(0為直流系數(shù)，1、 2、 3、 4、 5為交流系數(shù)) 作為I幀的DCT向量，如生成的第一個I幀的DCT向量為Xn、 X21、 X31、 X4。 X51、 X61,生成的第二個I幀的DCT向量為Xu、 X22、 X32、 X42、 X52、 X62，生 成的第i個I幀的特征向量為Xu、 X2i、 X3i、 X4卜X5i、 X6i。 步驟103:通過DCT向量得到DCT數(shù)據(jù)矩陣。本實施例中的DCT數(shù)據(jù)矩陣的生成可以采用將所有得到的DCT向量在時 域上排列得到，如圖4。 DCT數(shù)據(jù)矩陣也可以直接通過DCT系數(shù)得到，通過 DCT向量生成DCT數(shù)據(jù)矩陣僅是本實施例中的一種優(yōu)選的方案，以減少DCT 數(shù)據(jù)矩陣的數(shù)據(jù)量。步驟104:對DCT數(shù)據(jù)矩陣進行PCA(主成分分析)得到特征值和特征向量 矩陣。本實施例中的特征向量矩陣和特征向量值的生成采用PCA(主成分分析) 時，優(yōu)選的方案是對數(shù)據(jù)矩陣進行奇異值分解(Single Value Decomposition-SVD)，如圖5,這樣避免了運算量很大的協(xié)方差矩陣計算和特征值分解，提高 了指紋生成算法的效率，當然也可采用傳統(tǒng)的對協(xié)方差矩陣進行特征值分解的 方法。步驟105:對特征向量矩陣進行量化處理后生成視頻指紋。 本實施例中的特征向量矩陣的量化和視頻指紋計算采用均勻量化的方法。 特征向量矩陣的每個元素都是實數(shù)(占用4個字節(jié))，由于特征向量矩陣是正交 矩陣，每個元素取值都在[-l,l]之間的實數(shù)，為了使指紋表示更加緊湊，可以利用公式"'=127(1 + ") + ()'5」將這些實數(shù)"表示為單字節(jié)整數(shù)"'(L」表示對小數(shù)進行向下取整，如元素-l表示為單字節(jié)整數(shù)O,元素-0.5表示為單字節(jié)整數(shù)64)， 其中這樣指紋的長度可以縮減為原來的1/4。也可以是步驟103得到DCT數(shù)據(jù)矩陣后，直接根據(jù)DCT數(shù)據(jù)矩陣生成視 頻指紋。采用上述對DCT數(shù)據(jù)矩陣進行主成分分析、量化為本實施例中的一 種優(yōu)選的方案，以使得生成的視頻指紋緊湊性更好。本發(fā)明提供的第二實施例是一種視頻數(shù)字指紋的生成裝置，其結(jié)構(gòu)如圖6 所示，包括DCT系數(shù)提取模塊201:用于提取I幀的DCT系數(shù)；DCT數(shù)據(jù)矩陣生成才莫塊202:用于根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，得到DCT數(shù)據(jù)矩陣；視頻指紋生成模塊203:用于根據(jù)DCT數(shù)據(jù)矩陣生成視頻指紋。進一步，DCT系數(shù)提取模塊還用于根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，生成對應(yīng)的 DCT向量，通過DCT向量得到DCT數(shù)據(jù)矩陣。進一步，視頻指紋生成模塊203:還用于對DCT數(shù)據(jù)矩陣進行主成分分析 生成特征向量矩陣；根據(jù)特征向量矩陣生成視頻指紋。進一步，視頻指紋生成模塊203:還用于對DCT數(shù)據(jù)矩陣進行奇異值分解 生成特征向量矩陣；根據(jù)特征向量矩陣生成視頻指紋。進一步，視頻指紋生成模塊203:還用于對DCT數(shù)據(jù)矩陣進行主成分分析 生成特征向量矩陣；對特征向量矩陣進4亍量化處理后生成;f見頻指紋。明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種視頻指紋的生成方法，其特征在于，包括提取視頻文件I幀的離散余弦變換DCT系數(shù)；根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，得到DCT數(shù)據(jù)矩陣；根據(jù)DCT數(shù)據(jù)矩陣生成視頻指紋。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，得到 DCT數(shù)據(jù)矩陣步驟具體為根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，生成對應(yīng)的DCT向量，通過DCT向量得到DCT數(shù)據(jù)矩陣。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，根據(jù)DCT數(shù)據(jù)矩陣生成視頻 指紋具體為對DCT數(shù)據(jù)矩陣進行主成分分析生成特征向量矩陣； 根據(jù)特征向量矩陣生成視頻指紋。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對DCT數(shù)據(jù)矩陣進行主成分 分析生成特征向量矩陣具體為對DCT數(shù)據(jù)矩陣進行奇異值分解生成特征向量矩陣。
5、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)特征向量矩陣生成視頻 指紋具體為對特征向量矩陣進行量化處理后生成視頻指紋。
6、 一種視頻指紋的生成裝置，其特征在于，包括 DCT系數(shù)提取模塊用于提取I幀的DCT系數(shù)；DCT數(shù)據(jù)矩陣生成模塊用于根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，得到DCT數(shù)據(jù)矩陣； 視頻指紋生成模塊用于根據(jù)DCT數(shù)據(jù)矩陣生成視頻指紋。
7、 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，DCT系數(shù)提取模塊還用于 根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，生成對應(yīng)的DCT向量，通過DCT向量得到DCT數(shù)據(jù)矩陣。
8、 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，視頻指紋生成模塊還用于 對DCT數(shù)據(jù)矩陣進行主成分分析生成特征向量矩陣；根據(jù)特征向量矩陣生成視頻指紋。
9、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，視頻指紋生成模塊還用于 對DCT數(shù)據(jù)矩陣進行奇異值分解生成特征向量矩陣；根據(jù)特征向量矩陣生成視頻指紋。
10、 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，視頻指紋生成模塊還用于 對DCT數(shù)據(jù)矩陣進行主成分分析生成特征向量矩陣；對特征向量矩陣進行量化處理后生成視頻指紋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種視頻指紋的生成方法及裝置，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無法提供有效的多媒體視頻指紋的問題，本發(fā)明公開的方法包括提取I幀的DCT系數(shù)；根據(jù)I幀的DCT系數(shù)，得到DCT數(shù)據(jù)矩陣；根據(jù)DCT數(shù)據(jù)矩陣生成視頻指紋，采用上述方法能夠生成視頻指紋。
文檔編號H04N7/16GK101404750SQ200810226269
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
發(fā)明者浩 尹, 張煥強, 雯 惠, 錚 李, 陳文濤, 東 黃 申請人:清華大學(xué);北京藍汛通信技術(shù)有限責(zé)任公司