專利名稱：基于視頻gop的用戶拷貝快速生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字內(nèi)容安全保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視頻GOP的用戶拷貝 快速生成方法。
背景技術(shù)：
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、影視等作品通過網(wǎng)絡(luò)的傳播范圍空前擴(kuò)大，為創(chuàng)作者和發(fā)行商帶來了新機(jī)遇。但同 時(shí)，人們也很容易對(duì)以數(shù)字形式存在的產(chǎn)品進(jìn)行非法拷貝和分發(fā)。目前，數(shù)字指紋技術(shù)已經(jīng) 得到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究，該技術(shù)通過在受保護(hù)作品的每一份拷貝都嵌入唯一的指紋信 息，使得每份拷貝都與其他拷貝有細(xì)微的差別，保證每份用戶拷貝獲取唯一的拷貝。當(dāng)發(fā)行 方發(fā)現(xiàn)非法拷貝后，通過提取其中的指紋序列就可以追蹤到非法盜版作品的來源，對(duì)盜版 者進(jìn)行起訴，從而防止盜版行為的發(fā)生。目前，通過Internet網(wǎng)絡(luò)面向成千上百萬用戶進(jìn)行音像作品的在線交易已經(jīng)非 常普及。面對(duì)大規(guī)模的用戶，如何快速生成用戶的唯一拷貝，實(shí)現(xiàn)音像制品在在線快速發(fā) 行，是大規(guī)模音像制品發(fā)行中數(shù)指紋技術(shù)能夠投入實(shí)際使用的關(guān)鍵問題。對(duì)于通常的電影 作品，采用傳統(tǒng)的數(shù)字水印技術(shù)，為每個(gè)用戶生成一份嵌入唯一指紋信息的用戶拷貝的時(shí) 間往往等同于一次視頻編碼時(shí)間，由于生成時(shí)間過長(zhǎng)而無法得到實(shí)際的應(yīng)用。如何快速生 成用戶拷貝是數(shù)字指紋技術(shù)能夠投入實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵問題。由于級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的指紋碼可以大幅度提高指紋碼的編碼效率和抗合謀攻擊能力，目 前很多學(xué)者在級(jí)聯(lián)碼的基本框架下，采用不同的抗合謀內(nèi)碼或糾錯(cuò)碼外碼進(jìn)行組合，提出 了各種的級(jí)聯(lián)指紋碼方案，對(duì)指紋碼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、譯碼算法的優(yōu)化等方面都進(jìn)行了廣泛研允。級(jí)聯(lián)指紋編碼思想是內(nèi)碼采用抗合謀指紋碼，外碼采用糾錯(cuò)碼，將內(nèi)碼的碼字作 為外碼的碼本進(jìn)行級(jí)聯(lián)，構(gòu)造出級(jí)聯(lián)指紋碼。級(jí)聯(lián)指紋碼的編碼器原理如圖1所示，本申請(qǐng) 以(Ι,Ν),表示長(zhǎng)度為1、用戶數(shù)為N、進(jìn)制為q的指紋碼。級(jí)聯(lián)指紋碼的內(nèi)碼為⑴，…^抗 合謀指紋碼，外碼為仏，巧^糾錯(cuò)碼。編碼器為每個(gè)用戶Ui生成唯一的外碼碼字Ci,然后以 內(nèi)碼的N1個(gè)碼字序列作為碼本，對(duì)相應(yīng)的外碼碼字進(jìn)行替換，編碼成(丨一‘沁^指紋碼。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于視頻GOP的用戶拷貝快 速生成方法，用于數(shù)字作品盜版源追蹤的用戶拷貝快速生成。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案母拷貝生成步驟，該步驟包括以下子步驟①根據(jù)級(jí)聯(lián)指紋碼外碼的進(jìn)制N1，生成N1個(gè)母拷貝源文件M1 ~ΜΝι ；②第i個(gè)母拷貝源文件的生成對(duì)原始視頻采用MPEG2、MPEG4、H264或AVS等視 頻壓縮編碼方法進(jìn)行視頻壓縮，在對(duì)選定的I幀編碼時(shí)，采用數(shù)字水印嵌入技術(shù)，嵌入級(jí)聯(lián)指紋碼的第i個(gè)內(nèi)碼序列；③依次依照步驟②生成&個(gè)母拷貝源文件^^ -Mni，每個(gè)源文件中嵌入了一組內(nèi) 碼序列；④為每個(gè)母拷貝生成母拷貝GOP地址文件，在該文件中記錄該母拷貝中各個(gè)GOP 的起始地址和結(jié)束地址；用戶拷貝生成步驟，該步驟進(jìn)一步包括以下子步驟假定用戶Uj的外碼為Wj = (WijI，其中0彡i彡12，Wij e {0，N「l}，則①根據(jù)用戶Uj的第一個(gè)外碼碼字Wlj,選擇第Wlj個(gè)母拷貝序列的第1個(gè)GOP塊組， 將其拷貝到用戶~的用戶拷貝中；②依次根據(jù)用戶Uj的外碼，提取對(duì)應(yīng)母拷貝中的GOP分組，如對(duì)于第i個(gè)外碼wu， 根據(jù)其值，選擇第Wij個(gè)母拷貝序列的第i個(gè)GOP塊組。將該GOP塊組拼接到用戶拷貝中；③完成整個(gè)用戶拷貝視頻文件的拼接，生成用戶視頻拷貝。母拷貝生成步驟的第④步驟包括在每個(gè)視頻母拷貝中，尋找I幀的起始標(biāo)志(如在MPEG2中為 0x000x000x010xB8)，記錄各個(gè)I幀的起始地址，即為各個(gè)GOP的起始地址；記錄各個(gè)I幀起始位置的前一個(gè)字節(jié)地址，即為上一個(gè)GOP的結(jié)束地址。母拷貝生成步驟的第②步驟中的數(shù)字水印嵌入技術(shù)，采用在空間域或變換域進(jìn)行 水印信息的嵌入。用戶拷貝的生成是直接通過母拷貝的GOP塊組合實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1)本發(fā)明將生成用戶視頻拷貝的時(shí)間從編碼一個(gè)視頻源的時(shí)間降低到復(fù)制一個(gè) 視頻源的時(shí)間，可在短時(shí)間內(nèi)快速生成大量視頻拷貝，適用于面向大規(guī)模用戶的音像作品 的實(shí)時(shí)在線發(fā)布系統(tǒng)；2)本發(fā)明具備良好的通用性和實(shí)用性，可適用于常用的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，如H. 264， MPEG-2, MPEG-4, AVS 等。


圖1是級(jí)聯(lián)指紋碼編碼器示意圖。圖2是視頻壓縮流的GOP組成結(jié)構(gòu)圖。圖3是母拷貝生成示意圖。圖4是用戶拷貝生成示意圖。
具體實(shí)施例方式下面首先對(duì)本發(fā)明的理論基礎(chǔ)進(jìn)行描述一、視頻編碼結(jié)構(gòu)原始視頻流是由一幀幀圖像組合而成的?，F(xiàn)有的視頻壓縮編碼技術(shù)將視頻分割為 多個(gè)畫面組。每個(gè)畫面組中包含一個(gè)I幀，多個(gè)P幀及B幀，如排成IBBPIBBPIBBPI...樣 式，這種連續(xù)的畫面組即為GOP (GROUP OF PICTURE)，是壓縮視頻流用來存取的最基本的單 位，它的排列順序?qū)?huì)一直重復(fù)到影像結(jié)束。I是內(nèi)部編碼幀，P是前向預(yù)測(cè)幀，B是雙向內(nèi)插幀。簡(jiǎn)單地講，I幀是一個(gè)完整的畫面，而P幀和B幀記錄的是相對(duì)于I幀的變化。沒有 I幀，P幀和B幀就無法解碼。視頻壓縮碼流的GOP組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。二、級(jí)聯(lián)指紋碼編碼在進(jìn)行用戶拷貝生成之前，系統(tǒng)首先采用基于級(jí)聯(lián)碼的數(shù)字指紋編碼技術(shù)，為每 個(gè)用戶生成數(shù)字指紋序列。為了體現(xiàn)算法的通用性，本方法描述中的指紋碼為(1一12，N)q
指紋碼，內(nèi)碼為(1” ^^抗合謀指紋碼，外碼為(/2，#)Wl糾錯(cuò)碼。指紋碼的碼長(zhǎng)為1一12，用
戶數(shù)為N，指紋碼的進(jìn)制為q。級(jí)聯(lián)指紋碼的構(gòu)造過程如下1、首先生成(I1, N1) q內(nèi)碼序列集合，即碼字個(gè)數(shù)為內(nèi)碼為N1，碼字長(zhǎng)度為I1, q進(jìn) 制的抗合謀指紋碼序列，具體指紋碼構(gòu)造方式用戶可自己定義。表1為q = 2的內(nèi)碼碼字 的示意圖。第i行二進(jìn)制序列為第i個(gè)內(nèi)碼的碼字序列。表1 內(nèi)碼碼字結(jié)構(gòu)示意表
權(quán)利要求
一種基于視頻GOP的用戶拷貝快速生成方法，其特征在于，包括以下步驟母拷貝生成步驟，該步驟包括以下子步驟①根據(jù)級(jí)聯(lián)指紋碼外碼的進(jìn)制N1，生成N1個(gè)母拷貝源文件②第i個(gè)母拷貝源文件的生成對(duì)原始視頻采用MPEG2、MPEG4、H264或AVS等視頻壓縮編碼方法進(jìn)行視頻壓縮，在對(duì)選定的I幀編碼時(shí)，采用數(shù)字水印嵌入技術(shù)，嵌入級(jí)聯(lián)指紋碼的第i個(gè)內(nèi)碼序列；③依次依照步驟②生成N1個(gè)母拷貝源文件每個(gè)源文件中嵌入了一組內(nèi)碼序列；④為每個(gè)母拷貝生成母拷貝GOP地址文件，在該文件中記錄該母拷貝中各個(gè)GOP的起始地址和結(jié)束地址；用戶拷貝生成步驟，該步驟進(jìn)一步包括以下子步驟假定用戶uj的外碼為Wj＝{wij}，其中0≤i≤l2，wij∈{0，N1 1}，則①根據(jù)用戶uj的第一個(gè)外碼碼字w1j，選擇第w1j個(gè)母拷貝序列的第1個(gè)GOP塊組，將其拷貝到用戶uj的用戶拷貝中；②依次根據(jù)用戶uj的外碼，提取對(duì)應(yīng)母拷貝中的GOP分組，如對(duì)于第i個(gè)外碼wij，根據(jù)其值，選擇第wij個(gè)母拷貝序列的第i個(gè)GOP塊組。將該GOP塊組拼接到用戶拷貝中；③完成整個(gè)用戶拷貝視頻文件的拼接，生成用戶視頻拷貝。FDA0000032292930000011.tif,FDA0000032292930000012.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于視頻GOP的用戶拷貝快速生成方法，其特征在于 母拷貝生成步驟的第④步驟包括在每個(gè)視頻母拷貝中，尋找I幀的起始標(biāo)志(如在MPEG2中為0x000x000x010xB8)，記 錄各個(gè)I幀的起始地址，即為各個(gè)GOP的起始地址；記錄各個(gè)I幀起始位置的前一個(gè)字節(jié)地址，即為上一個(gè)GOP的結(jié)束地址。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于視頻GOP的用戶拷貝快速生成方法，其特征在于 母拷貝生成步驟的第②步驟中的數(shù)字水印嵌入技術(shù)，采用在空間域或變換域進(jìn)行水印信息的嵌入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的基于視頻GOP的用戶拷貝快速生成方法，其特征 在于用戶拷貝的生成是直接通過母拷貝的GOP塊組合實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字內(nèi)容安全保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于視頻GOP的用戶拷貝快速生成方法。本發(fā)明基于級(jí)聯(lián)指紋碼技術(shù)，用戶拷貝生成過程包括以下步驟依據(jù)指紋碼的內(nèi)碼序列生成母拷貝視頻源文件；根據(jù)用戶的外碼，依次從對(duì)應(yīng)的母拷貝視頻源文件中提取相應(yīng)的圖像塊組，通過對(duì)GOP圖像塊組的組合拼接生成用戶唯一拷貝。本發(fā)明將生成用戶視頻拷貝的時(shí)間從編碼一個(gè)視頻源的時(shí)間降低到復(fù)制視頻源的時(shí)間，可在短時(shí)間內(nèi)快速生成大量視頻拷貝，適用于面向大規(guī)模用戶的音像作品的實(shí)時(shí)在線發(fā)布系統(tǒng)。本發(fā)明所提出算法具備良好的通用性和實(shí)用性，可適用于常用的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，如H.264，MPEG-2，MPEG-4，AVS等。
文檔編號(hào)G06F21/24GK101976323SQ201010543679
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者任延珍, 夏陽(yáng), 胡瑞敏, 黃軒 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)