hls数字水印叠加实验

HLS（Hierarchical Linear System）数字水印是一种在视频中嵌入数字水印的技术。它通过对视频进行分层编码，将水印信息嵌入到视频数据中，并在不影响视频质量的情况下，实现对视频的版权保护。

下面是一个基于Python和OpenCV的HLS数字水印叠加实验步骤：

1. 安装OpenCV库和Numpy库，用于读取和处理视频数据。

2. 读取视频文件，提取视频帧数据。

import cv2
import numpy as np

# 读取视频文件
video = cv2.VideoCapture('video.mp4')
# 获取视频帧率
fps = video.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
# 获取视频帧数
frame_count = int(video.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT))

# 逐帧读取视频帧数据
frames = []
for i in range(frame_count):
    ret, frame = video.read()
    if ret:
        frames.append(frame)
    else:
        break

3. 对视频帧数据进行分层编码，生成水印信息。

# 分层编码
level1 = []
level2 = []
level3 = []

for frame in frames:
    # 分解YUV颜色空间
    yuv = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2YUV)
    y, u, v = cv2.split(yuv)

    # 对Y分量进行离散余弦变换
    y_dct = cv2.dct(np.float32(y))

    # 将Y分量的DCT系数矩阵分为3层
    rows, cols = y_dct.shape
    for i in range(rows):
        for j in range(cols):
            if i < rows // 2 and j < cols // 2:
                level1.append(y_dct[i, j])
            elif i < rows // 2 and j >= cols // 2:
                level2.append(y_dct[i, j])
            elif i >= rows // 2 and j >= cols // 2:
                level3.append(y_dct[i, j])

# 生成水印信息
watermark = np.concatenate((level1, level2, level3))

4. 将水印信息嵌入视频帧数据中。

# 将水印信息嵌入视频帧数据
for i, frame in enumerate(frames):
    # 分解YUV颜色空间
    yuv = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2YUV)
    y, u, v = cv2.split(yuv)

    # 对Y分量进行离散余弦变换
    y_dct = cv2.dct(np.float32(y))

    # 将水印信息嵌入Y分量的DCT系数矩阵中
    rows, cols = y_dct.shape
    for i in range(rows):
        for j in range(cols):
            if i < rows // 2 and j < cols // 2:
                y_dct[i, j] += watermark[i * cols // 2 + j]
            elif i < rows // 2 and j >= cols // 2:
                y_dct[i, j] += watermark[rows * cols // 2 + i * cols // 2 + j - cols // 2]
            elif i >= rows // 2 and j >= cols // 2:
                y_dct[i, j] += watermark[rows * cols + i * cols // 2 + j - cols]

    # 对Y分量的DCT系数矩阵进行反变换
    y_idct = cv2.idct(y_dct)

    # 将处理后的YUV数据合并成视频帧数据
    frame[:, :, 0] = cv2.convertScaleAbs(y_idct)
    frame = cv2.cvtColor(cv2.merge((y, u, v)), cv2.COLOR_YUV2BGR)

    # 保存处理后的视频帧数据
    cv2.imwrite('output/frame_{}.jpg'.format(i), frame)

5. 合成处理后的视频文件。

# 合成处理后的视频文件
fourcc = cv2.VideoWriter_fourcc(*'mp4v')
video_writer = cv2.VideoWriter('output/video_watermark.mp4', fourcc, fps, (frames[0].shape[1], frames[0].shape[0]), True)

for i in range(len(frames)):
    frame = cv2.imread('output/frame_{}.jpg'.format(i))
    video_writer.write(frame)

video_writer.release()

以上就是一个基于Python和OpenCV的HLS数字水印叠加实验的步骤。