專(zhuān)利名稱(chēng)：水印檢測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)嵌入在一個(gè)信號(hào)中的一個(gè)水印的方法和設(shè)備，在該方法中，該信號(hào)的多個(gè)幀被組合為一個(gè)用于一個(gè)檢測(cè)事務(wù)的檢測(cè)集合。
本發(fā)明還涉及一種用于記錄和/或回放一個(gè)信號(hào)的裝置和一個(gè)用于監(jiān)測(cè)一個(gè)廣播信號(hào)的系統(tǒng)。
水印是嵌入在一個(gè)諸如聲音，靜止畫(huà)面，動(dòng)畫(huà)，視頻等信號(hào)中的不可感知或幾乎很難感知的標(biāo)志。它們以一種方式嵌入信號(hào)中，使得它們很難被移動(dòng)。一個(gè)水印可以不可諸如，例如關(guān)于文檔或音視頻節(jié)目的來(lái)源或版權(quán)狀況的信息的附加信息。水印允許跟蹤隱私和支持對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。
一種用于檢測(cè)一個(gè)水印的公知方法包括一個(gè)用于將該信號(hào)與局部保存的水印相關(guān)的相關(guān)步驟。隨后對(duì)這一相關(guān)的結(jié)果估值。當(dāng)該信號(hào)與一個(gè)給定水印的相關(guān)例如大于一個(gè)給定閾值時(shí)，該水印被認(rèn)為是嵌入在該信號(hào)中的水印。還可以實(shí)施與許多不同水印的相關(guān)，其中具有最高相關(guān)值的水印被認(rèn)為是所使用的水印。
因?yàn)樵撔盘?hào)可能經(jīng)過(guò)諸如MPEG壓縮，DA/AD變換，NTSC/PAL轉(zhuǎn)換，以及剪裁和縮放的各種信號(hào)處理，所以在這一方面說(shuō)基于單個(gè)幀的檢測(cè)經(jīng)常是不可靠的，它導(dǎo)致許多不可實(shí)現(xiàn)的檢測(cè)。A.A.C.Kalker，G.F.C.Depovere和J.P.M.Linnartz所著，發(fā)表于Proceedings ofEusipco 1998(Rhodes，Greece)的標(biāo)題為“關(guān)于檢測(cè)在數(shù)字圖象中的電子水印的可靠性(On the Reliability of Detecting ElectronicWatermarks in Digital Images)”中給出了一個(gè)對(duì)于將多個(gè)，例如n個(gè)幀組合為一個(gè)檢測(cè)集合會(huì)以
為因子地增強(qiáng)檢測(cè)可靠性的事實(shí)的似乎合理的解釋。然而，該解釋只適用于n個(gè)不相關(guān)幀。實(shí)際中通常是組合連續(xù)的幀。然而，它們是高度相關(guān)的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是增強(qiáng)檢測(cè)一個(gè)水印的可靠性。
為此，本發(fā)明的特征在于，為形成一個(gè)檢測(cè)集合，至少使用一個(gè)不是緊跟在該信號(hào)中另一個(gè)幀后面的一個(gè)幀。將所述幀用于一個(gè)檢測(cè)集合而不是僅僅使用連續(xù)幀的優(yōu)點(diǎn)是可以增強(qiáng)檢測(cè)一個(gè)水印的可靠性。原因是所述相互分離的幀之間具有較低的相關(guān)性。當(dāng)使用具有較低相關(guān)性的幀時(shí)，可靠性的增強(qiáng)，如同適用于非相關(guān)幀，也即以
為因子地增強(qiáng)的檢測(cè)過(guò)程的可靠性，被更好地近似。使用所述幀，而不是全部使用在該信號(hào)中連續(xù)產(chǎn)生的幀的方式被稱(chēng)為交叉。
在一個(gè)實(shí)施例中，本方法的特征在于將一個(gè)預(yù)定數(shù)目的幀用于該檢測(cè)集合，其中所述幀以一個(gè)相應(yīng)于一個(gè)整數(shù)幀的相互之間的預(yù)定間距出現(xiàn)在該信號(hào)中。為一個(gè)檢測(cè)集合選擇幀的一個(gè)統(tǒng)一模式是一個(gè)易于應(yīng)用的方法。
在另一個(gè)實(shí)施例中，這樣選擇該預(yù)定數(shù)目的幀和該預(yù)定間距使得它們的最大公因子等于1。在此，對(duì)于一個(gè)MPEG信號(hào)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)在各個(gè)檢測(cè)集合中的I，B和P幀的均勻分布。
權(quán)利要求4所限定的實(shí)施例是對(duì)于MPEG信號(hào)最為重要的。在此，對(duì)于一個(gè)MPEG信號(hào)也實(shí)現(xiàn)了一個(gè)在各個(gè)檢測(cè)集合中的I，B和P幀的均勻分布。
另一個(gè)實(shí)施例涉及一個(gè)用于記錄和/或回放一個(gè)信號(hào)的裝置，不可一個(gè)用于根據(jù)本發(fā)明檢測(cè)一個(gè)水印的設(shè)備，和涉及一個(gè)用于監(jiān)測(cè)一個(gè)廣播信號(hào)的包括這樣一個(gè)設(shè)備的系統(tǒng)。
本發(fā)明的這些和其他方面將參照下面所述的實(shí)施例，以非限制性實(shí)例的方式被闡述而變得更清楚。
在附圖中

圖1顯示了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例；圖2顯示了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的包括一個(gè)用于檢測(cè)一個(gè)水印的裝置的實(shí)施例；上述兩幅圖只顯示為理解本發(fā)明所必需的該設(shè)備的元件。
圖1顯示了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的用于檢測(cè)一個(gè)水印的設(shè)備1，包括用于將信號(hào)S的多個(gè)幀{F1，F(xiàn)2，…}組合為一個(gè)用于一個(gè)檢測(cè)事務(wù)的檢測(cè)集合Dj的裝置10。
根據(jù)本發(fā)明，使用至少一個(gè)幀F(xiàn)i+d用以形成該檢測(cè)集合，該幀在信號(hào)S中不是緊跟在另一個(gè)幀F(xiàn)i之后，另一個(gè)幀F(xiàn)i也用于該檢測(cè)集合。一個(gè)或更多的幀被以此方式跳過(guò)，并被用于例如另一個(gè)檢測(cè)集合。使用幀{Fi，F(xiàn)i+d，…}而不是所有連續(xù)的幀的優(yōu)點(diǎn)在于所述幀相互之間具有較低的相關(guān)性，從而增強(qiáng)了檢測(cè)一個(gè)水印的可靠性。
假定所述n個(gè)幀{Fi，F(xiàn)i+d，…}被用于一個(gè)檢測(cè)集合Dj。如果已知所有連續(xù)幀{F1，F(xiàn)2，…}被使用，則在n個(gè)幀之后發(fā)生第一個(gè)判決時(shí)刻。一個(gè)使用n個(gè)幀{Fi，F(xiàn)i+d，…}而不是所有連續(xù)幀的原因是該判決在一個(gè)較后時(shí)刻發(fā)生。
幀{Fi，F(xiàn)i+d，…}而不是所有在信號(hào)S中連續(xù)出現(xiàn)的幀的組合，當(dāng)然可以許多中不同方式實(shí)現(xiàn)。下面以示例方式討論兩種交叉方案。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以使用產(chǎn)生可比較結(jié)果的不同方案。
所討論的第一種方案是均勻交叉。在這種交叉形式中，在用于該檢測(cè)集合Dj的兩個(gè)幀{Fi，F(xiàn)i+d，…}之間的最短間距等于在信號(hào)中的一個(gè)常數(shù)值d，相應(yīng)于該信號(hào)的幀的整數(shù)目。這可以表示如下Fi∈Dji≡j(modd)總數(shù)等于d乘以n的幀{F1，F(xiàn)2，…}分配給d個(gè)檢測(cè)集合Dj。例如，下面顯示了一個(gè)幀數(shù)n＝12而相互間距d＝5的檢測(cè)集合DjD1＝{F1，F(xiàn)6，F(xiàn)11，F(xiàn)16，F(xiàn)21，F(xiàn)26，F(xiàn)31，F(xiàn)36，F(xiàn)41，F(xiàn)46，F(xiàn)51，F(xiàn)56}D2＝{F2，F(xiàn)7，F(xiàn)12，F(xiàn)17，F(xiàn)22，F(xiàn)27，F(xiàn)32，F(xiàn)37，F(xiàn)42，F(xiàn)47，F(xiàn)52，F(xiàn)57}D3＝{F3，F(xiàn)8，F(xiàn)13，F(xiàn)18，F(xiàn)23，F(xiàn)28，F(xiàn)33，F(xiàn)38，F(xiàn)43，F(xiàn)48，F(xiàn)53，F(xiàn)58}D4＝{F4，F(xiàn)9，F(xiàn)14，F(xiàn)19，F(xiàn)24，F(xiàn)29，F(xiàn)34，F(xiàn)39，F(xiàn)44，F(xiàn)49，F(xiàn)54，F(xiàn)59}D1＝{F5，F(xiàn)10，F(xiàn)15，F(xiàn)20，F(xiàn)25，F(xiàn)30，F(xiàn)35，F(xiàn)40，F(xiàn)45，F(xiàn)50，F(xiàn)55，F(xiàn)60}為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，該分布參見(jiàn)表I。表I顯示了在信號(hào)S中連續(xù)產(chǎn)生的多個(gè)幀{F1，F(xiàn)2，…}1 2 345 6 7 8910 11 12131415 16 17 181920 21 22 232425 26 27 282930 31 32 333435 3637 383940 41 42 434445 46 47 484950 51 52 535455 56 57 585960表I均勻交叉，n＝12，d＝5信號(hào)S的連續(xù)幀{F1，F(xiàn)2，…}顯示為一個(gè)d個(gè)系列的n個(gè)幀。這不需要是信號(hào)的幀{F1，F(xiàn)2，…}的物理分隔，雖然這是可能的，擔(dān)也可以看為是為闡述本發(fā)明的一個(gè)概念性示例。使用了不同的字體表示該幀{F1，F(xiàn)2，…}用于不同檢測(cè)集合Dj中。一個(gè)檢測(cè)集合Dj包括具有在表I中用相同字體表示的數(shù)字的幀{Fi，F(xiàn)i+d，…}。利用這種交叉形式，第一判決在d(n-1)+1之后發(fā)生。該過(guò)程在dn幀后重復(fù)。
對(duì)于許多應(yīng)用而言，重要的是，水印經(jīng)受住了一個(gè)諸如，例如MPEG的壓縮處理。在MPEG信號(hào)中的不同幀I，B和P幀相對(duì)于水印的殘存可能表現(xiàn)不同。當(dāng)使用均勻交叉時(shí)，對(duì)于一些n和d值可能有一個(gè)問(wèn)題。為了圖示說(shuō)明的目的，下面給出一個(gè)n＝12的例子，在此例子中n＝12還是一個(gè)MPEG圖象S的圖象組大小。在各幀之間的間距為d＝4。所述幀{Fi，F(xiàn)i+d，…}的分布如表II所示。
I B BPB B P BBP BB1 2 345 6 78910 111213 14 151617 18 19 202122 232425 26 272829 30 31 323334 353637 38 394041 42 43 444546 4748表II在MPEG中的均勻交叉，n＝12，d＝4如表II所示的，不同的檢測(cè)集合Dj包括MPEG幀的一個(gè)非均勻分布。例如，所有I幀出現(xiàn)在一個(gè)檢測(cè)集合Dj。對(duì)于一個(gè)在檢測(cè)集合Dj中的一個(gè)I，B和P幀的更均勻分布可能有在本發(fā)明范圍內(nèi)的解決方案。
當(dāng)使用均勻交叉時(shí)，例如可以這樣選擇n和d使得它們的公因子等于1。也即，如上所述的n＝12和d＝5的情況。見(jiàn)表III。
I B B P B B P B B P B B1 2 345 6 7 8910 11 12131415 16 17 181920 21 22 232425 26 27 282930 31 32 333435 3637 383940 41 42 434445 46 47 484950 51 52 535455 56 57 585960表III在MPEG中的n＝12，d＝5的均勻交叉。
可以很清楚地看到每一檢測(cè)集合Dj包括一個(gè)來(lái)自每一列的幀。這意味著每一種類(lèi)型的幀出現(xiàn)在每一檢測(cè)集合Dj中。
進(jìn)一步可能，例如，使得均勻交叉更靈活。這，例如可以通過(guò)對(duì)角線交叉來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)使得n為一個(gè)MPEG信號(hào)S的GOP大小的整數(shù)倍，可以用一個(gè)均勻交叉的表達(dá)式來(lái)實(shí)現(xiàn)I，B和P幀的均勻分布，這可以如下所限定Fi∈Dji≡1+(j-1)n+m(n+1)(moddn) voor m∈{0，1，...，n-1對(duì)于n＝12和d＝5，獲得如下檢測(cè)集合Dj。
D1＝{F1，F(xiàn)6，F(xiàn)11，F(xiàn)14，F(xiàn)19，F(xiàn)24，F(xiàn)27，F(xiàn)32，F(xiàn)40，F(xiàn)45，F(xiàn)53，F(xiàn)58}D2＝{F5，F(xiàn)10，F(xiàn)13，F(xiàn)18，F(xiàn)23，F(xiàn)26，F(xiàn)31，F(xiàn)36，F(xiàn)44，F(xiàn)47，F(xiàn)52，F(xiàn)57}D3＝{F4，F(xiàn)9，F(xiàn)17，F(xiàn)22，F(xiàn)25，F(xiàn)30，F(xiàn)35，F(xiàn)38，F(xiàn)43，F(xiàn)48，F(xiàn)51，F(xiàn)56}D4＝{F3，F(xiàn)8，F(xiàn)16，F(xiàn)21，F(xiàn)29，F(xiàn)34，F(xiàn)37，F(xiàn)42，F(xiàn)47，F(xiàn)50，F(xiàn)55，F(xiàn)60}D1＝{F2，F(xiàn)7，F(xiàn)12，F(xiàn)15，F(xiàn)20，F(xiàn)28，F(xiàn)33，F(xiàn)41，F(xiàn)46，F(xiàn)49，F(xiàn)54，F(xiàn)59}幀{Fi，F(xiàn)i+d，…}的分布如表IV所示。
I B B P B B P B B P B B1 2 345 6 7 8910 11 1213 14 15 161718 19 20 212223 242526 27 28 293031 32 33 343536373839 40 41 424344 45 46 474849 505152 53 54 555657 58 59 60表III在MPEG中的n＝12，d＝5的對(duì)角線交叉。
如上所述，信號(hào)S的連續(xù)幀{F1，F(xiàn)2，…}顯示為d個(gè)系列的n幀。每一系列的幀數(shù)等于在檢測(cè)集合中的幀數(shù)，稱(chēng)為n。在此情形中，該數(shù)目進(jìn)一步等于一個(gè)MPEG信號(hào)S的GOP大小的整數(shù)倍。由表IV可以清楚地看到，在一個(gè)檢測(cè)集合Dj中使用的一個(gè)幀F(xiàn)i在信號(hào)S中的位置在每一個(gè)后續(xù)系列中相對(duì)這些系列的開(kāi)始處移動(dòng)了一個(gè)位置。相對(duì)于這一幀F(xiàn)i，這里為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)將該幀稱(chēng)為參考幀，用于相同檢測(cè)集合Dj中的另一幀F(xiàn)i+d以一個(gè)等于系列數(shù)d的整數(shù)被的間距出現(xiàn)在相同系列中。可以注意到，在檢測(cè)集合Dj中的幀{Fi，F(xiàn)i+d，…}之間平均和最頻繁出現(xiàn)的間距等于d＝5，在此實(shí)例中與諸如3和8的間距交替。
圖2顯示了一個(gè)裝置，例如一個(gè)DVD播放器2，包括一個(gè)用于讀取一個(gè)DVD盤(pán)以獲取一個(gè)DVD信號(hào)S的裝置21。該DVD信號(hào)S是一個(gè)保存在該DVD盤(pán)中的MPEG比特流。該DVD信號(hào)S是由DVD播放器2的示出23經(jīng)由開(kāi)關(guān)22提供。輸出端23連接在一個(gè)外部MPEG解碼器和一個(gè)畫(huà)面顯示設(shè)備(未示出)上。例如，對(duì)于版權(quán)保護(hù)，假定該DVD播放器2不能播放具有預(yù)定水印的視頻信號(hào)S，除非滿(mǎn)足其他對(duì)于本發(fā)明而言不重要的條件。水印信號(hào)S只能在，例如，該盤(pán)包括一個(gè)給定“搖擺式”密鑰時(shí)才可以回放。為了能檢測(cè)一個(gè)水印，該DVD播放器2包括一個(gè)如參照?qǐng)D1所述的被采用的水印檢測(cè)器24。該水印檢測(cè)器24接收所保存的信號(hào)S并根據(jù)所檢測(cè)的水印控制該開(kāi)關(guān)22。
本發(fā)明還可以在系統(tǒng)中和其他設(shè)備一起用于廣播監(jiān)測(cè)。廣播可以在水印標(biāo)識(shí)符之前進(jìn)行編碼。對(duì)具有包括一個(gè)水印檢測(cè)器24的一個(gè)系統(tǒng)的電視廣播進(jìn)行監(jiān)測(cè)提供了一種用于智能保護(hù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)收集的機(jī)制。
應(yīng)注意的是，上述實(shí)施例不是為了限制本發(fā)明。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將可以在不背離所附權(quán)利要求的范圍的前提下構(gòu)思另外的實(shí)施例。
權(quán)利要求中括號(hào)內(nèi)的參考數(shù)字是為了闡述這些權(quán)利要求而不是為了限制它們。單詞“包括”及其衍生詞不排除與權(quán)利要求中所限定的那些元件或步驟不同的其他元件或步驟。本發(fā)明可以通過(guò)分離的元件或一個(gè)正確編程的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在與一個(gè)產(chǎn)品相關(guān)的權(quán)利要求中，其中提到了幾個(gè)裝置，這些裝置中的幾個(gè)可以用一個(gè)相同的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
總之，本發(fā)明描述了一個(gè)用于檢測(cè)嵌入在一個(gè)信號(hào)S中的水印的方法，其中該信號(hào)S的多個(gè)幀{F1，F(xiàn)2，…}被組合為一個(gè)用于一個(gè)檢測(cè)事務(wù)的檢測(cè)集合Dj。根據(jù)本發(fā)明，水印檢測(cè)的可靠性通過(guò)使用非-連續(xù)幀{Fi，F(xiàn)i+d，…}構(gòu)成一個(gè)檢測(cè)集合Dj而得以增強(qiáng)。本發(fā)明還涉及一個(gè)用于記錄和/或回放一個(gè)信號(hào)的裝置，和涉及一個(gè)包括這種水印檢測(cè)器的用于廣播監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)嵌入在一個(gè)信號(hào)(S)中的水印的方法，其中該信號(hào)(S)的多個(gè)幀{F1，F(xiàn)2，…}被組合為一個(gè)用于一個(gè)檢測(cè)事務(wù)的檢測(cè)集合(Dj)，其特征在于，為了形成一個(gè)檢測(cè)集合(Dj)，使用至少一個(gè)不緊跟在另一幀(Fi)后的一個(gè)幀(Fi+d)，其中另一幀(Fi)也用于該檢測(cè)集合(Dj)。
2.權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于，一個(gè)預(yù)定數(shù)目的幀({Fi，F(xiàn)i+d，…})被用于該檢測(cè)集合(Dj)，該幀({Fi，F(xiàn)i+d，…})以一個(gè)相應(yīng)于幀({F1，F(xiàn)2，…})的整數(shù)的一個(gè)相互之間預(yù)定間距出現(xiàn)在信號(hào)(S)中。
3.權(quán)利要求2所述的一種方法，其特征在于，該預(yù)定數(shù)目的幀({Fi，F(xiàn)i+d，…})和該預(yù)定間距這樣選擇，使得它們的公因子等于1。
4.權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于，一個(gè)預(yù)定數(shù)目的幀({Fi，F(xiàn)i+d，…})被用于每一檢測(cè)集合(Dj)，該幀({Fi，F(xiàn)i+d，…})的數(shù)目對(duì)應(yīng)于一個(gè)MPEG信號(hào)(S)的GOP大小的一個(gè)整數(shù)倍，在信號(hào)(S)中的連續(xù)幀({F1，F(xiàn)2，…})被分為一定數(shù)目的幀({F1，F(xiàn)2，…})的多個(gè)系列，其中該幀({F1，F(xiàn)2，…})的數(shù)目等于在檢測(cè)集合(Dj)中的幀({Fi，F(xiàn)i+d，…})的數(shù)目，和一個(gè)參考幀(Fi)由每一系列中選取，該參考幀(Fi)由這些系列的開(kāi)始處計(jì)算起，在相鄰幀之間移動(dòng)一個(gè)位置，和該參考幀(Fi)以及距該參考幀(Fi)一個(gè)間距出現(xiàn)的幀(Fi+d)被用于該檢測(cè)集合(Dj)，所述間距對(duì)應(yīng)于所述系列數(shù)目的一個(gè)整數(shù)倍。
5.用于檢測(cè)嵌入在一個(gè)信號(hào)(S)中的水印的一種設(shè)備(1)，該設(shè)備(1)包括用于接收該信號(hào)(S)的裝置；和用于將該信號(hào)(S)的多個(gè)幀({F1，F(xiàn)2，…})組合為一個(gè)用于一個(gè)檢測(cè)事務(wù)的檢測(cè)集合(Dj)的裝置(10)，其特征在于，該裝置(10)適用于使用至少一個(gè)不緊跟在另一幀(Fi)后的一個(gè)幀(Fi+d)，其中另一幀(Fi)也用于該檢測(cè)集合(Dj)。
6.一種用于記錄和/或回放一個(gè)信號(hào)(S)的裝置(2)，包括用于接收該信號(hào)(S)的裝置(2)其特征在于，該裝置(2)還包括一個(gè)如權(quán)利要求5所述的用于檢測(cè)嵌入在該信號(hào)(S)中的一個(gè)水印的設(shè)備(24)。
7.用于監(jiān)測(cè)一個(gè)廣播信號(hào)(S)的系統(tǒng)，包括用于接收該信號(hào)(S)的裝置其特征在于，該系統(tǒng)還包括一個(gè)如權(quán)利要求5所述的用于檢測(cè)嵌入在該廣播信號(hào)(S)中的一個(gè)水印的設(shè)備(24)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一個(gè)用于檢測(cè)嵌入在一個(gè)信號(hào)S中的水印的方法,其中該信號(hào)S的多個(gè)幀{F
文檔編號(hào)G06K9/36GK1269099SQ99800692
公開(kāi)日2000年10月4日 申請(qǐng)日期1999年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月4日
發(fā)明者M·J·J·J·B·馬斯 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司