專利名稱：一種處理模擬信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理與模擬信號相應(yīng)的信息的方法，其中水印信號以這樣一種方式隱藏在模擬信號中水印信號可以由接收該模擬信號的設(shè)備提取出來。
在US-B2-6,442,285中對該方法進(jìn)行了描述。水印可以包含使用控制信息。如果從這種信號生成MP3數(shù)據(jù)，并且使用控制信息被轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，則接收這種數(shù)據(jù)的設(shè)備就可以檢測該設(shè)備是否被授權(quán)使用該數(shù)據(jù)。如果沒被授權(quán)，則該設(shè)備例如可以拒絕使用所述信息來播放音樂。由此，這種方法可用來防止非法拷貝受版權(quán)保護(hù)的素材。
與該方案相關(guān)的一個問題是，音頻/視頻設(shè)備可以被制造成不檢查對應(yīng)于使用控制信息的數(shù)據(jù)。由此，無論這類設(shè)備是否已經(jīng)被授權(quán)，它們都可以使用這些數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的一個目的是全部或部分解決該問題。利用根據(jù)開頭段落描述的方法可以達(dá)到該目的，該方法的特征在于在水印信號中嵌入加密密鑰，所述加密密鑰意圖要由編碼設(shè)備識別，以使用該密鑰來加密與所述模擬信號相應(yīng)的數(shù)字編碼的信息序列。這樣，編碼設(shè)備可以產(chǎn)生與模擬信號相應(yīng)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)只能被授權(quán)的設(shè)備使用。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，水印信號進(jìn)一步包含關(guān)于編碼設(shè)備應(yīng)該如何處理模擬信號的指令。
在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，水印信號進(jìn)一步包含版權(quán)信息。
優(yōu)選地，所述處理進(jìn)一步包括將與模擬信號相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲在存儲介質(zhì)上，或者廣播與模擬信號相應(yīng)的信號。這樣，即使當(dāng)模擬信號以明文被發(fā)送時，版權(quán)利益也會得到保護(hù)。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種用于數(shù)字編碼與模擬信號相應(yīng)的信息的設(shè)備。該設(shè)備的特征在于一個水印檢測器，用來檢測嵌入在模擬信號中的水印信號；一個密鑰檢測器，用來識別水印信號中的加密密鑰；一個編碼器，用來對模擬信號進(jìn)行數(shù)字編碼；和一個加密單元，用來用該加密密鑰對數(shù)字編碼的信號進(jìn)行加密。
優(yōu)選地，該設(shè)備可進(jìn)一步包含用于從水印信號中獲取應(yīng)該怎樣處理模擬信號的指令的裝置。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，該設(shè)備進(jìn)一步包含一個用來解碼數(shù)字輸入信號的解碼器，這樣，可以獲取嵌入在與該數(shù)字輸入信號相應(yīng)的模擬信號中的水印信號。
優(yōu)選地，加密單元可使用駐留(residential)密鑰來加密編碼過的模擬信號，所述模擬信號沒有嵌入在水印信號中的密鑰或者根本就沒有水印信號。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，水印檢測器、密鑰檢測器、編碼器和加密單元被提供在單個集成電路上。這樣可防止為了提取出壓縮的、未加密的信息而篡改(tampering)所述設(shè)備。
參照下面描述的實(shí)施例，本發(fā)明的各個方面都將會得到清楚說明。


圖1示例了一種可以使用根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的情況。
圖2示例了一種根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的編碼設(shè)備。
圖1示例了一種可以使用根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的情況。模擬信號101例如可以是音頻信號或視頻信號，其在組合單元103中和水印信號102組合在一起。水印信號包含例如版權(quán)信息之類的數(shù)據(jù)。
典型地，水印信號可以是低比特率的數(shù)字信號，但是可以使用任何可隨后被識別出來而且不干擾模擬信號的預(yù)定使用的信號，例如音頻信號中的聽不見的信號。
可以用任何通用的方法來處理模擬信號，舉例來說，模擬信號可以被轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，并且通過存儲處理104存儲在例如CD或者DVD盤105之類的信息介質(zhì)上，或者通過廣播處理106而被廣播。無論如何，模擬信號隨后通過播放器107被再現(xiàn)。播放器107可以是產(chǎn)生模擬輸出的收音機(jī)或者CD播放器之類。播放器107可以和一個編碼器單元108連接或者集成起來，編碼器單元108將由播放器107產(chǎn)生的模擬輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式109，例如MPEG2或H264等。這種格式的信息被高度壓縮，并可通過計(jì)算機(jī)通信介質(zhì)被容易地拷貝和傳送。這種編碼器成本較低，但是可以產(chǎn)生高質(zhì)量的輸出。根據(jù)本發(fā)明，建議在水印信號102中加入加密密鑰。而且建議修改編碼器單元108以使其從模擬信號中獲取密鑰并且利用該密鑰來加密數(shù)字格式的輸出109。通過這種方法，由于只有能夠使用密鑰的播放器才可以再現(xiàn)模擬信號，因此可更有效地阻止對模擬信號的非法拷貝和傳播。
來自編碼器的數(shù)字輸出可以優(yōu)選地用于有條件訪問(CA)環(huán)境中，例如，其中(例如在家中的)已授權(quán)設(shè)備可以以一種安全的方式交換信息的領(lǐng)域。
盡管使用的是低比特率的數(shù)字水印信號，但為了在合理的時間里傳送足夠強(qiáng)大的密鑰，其優(yōu)選地能超過8bits/s。CA環(huán)境通常需要64比特的強(qiáng)密鑰(strongkey)。如果使用了8bit/s的水印信號，則加密過程可以在8秒后開始，這對大部分應(yīng)用而言都足夠快了。在任何情況下，水印信號都不干擾對模擬信號的正常使用，例如可以用普通方式觀看視頻信號，而水印信號是看不見的。
優(yōu)選地，所述密鑰可以是適合于與DES(數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn))或者AES(高級加密標(biāo)準(zhǔn))標(biāo)準(zhǔn)一起使用的密鑰，或者所述密鑰也可以是與DVB標(biāo)準(zhǔn)(數(shù)字視頻廣播)一起使用的密鑰。然而，也可以設(shè)想其他加密方案。
圖2示例了一個根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的編碼設(shè)備200。它包含一個用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式的A/D轉(zhuǎn)換器208，以及一個常規(guī)類型的編碼器201，用來編碼/壓縮來自A/D轉(zhuǎn)換器208的輸出。而且，該編碼設(shè)備還包含一個水印檢測器202，用于獲取嵌入在模擬輸入中的水印。水印檢測器202工作于模擬輸入的未壓縮的數(shù)字版本，并包含用于識別隱藏在水印信號中的加密密鑰并將該密鑰饋送給加密單元203的裝置。加密單元使用該密鑰來加密來自編碼器201的編碼過的輸出。該加密處理提供來自編碼設(shè)備200的輸出。優(yōu)選地，編碼設(shè)備也輸出由已授權(quán)設(shè)備用來解密內(nèi)容所需的信息，例如密鑰管理結(jié)構(gòu)。
這個輸出可以被自由分發(fā)，但只有已授權(quán)設(shè)備(例如在一個可以使用密鑰的CA領(lǐng)域內(nèi))才可以使用該輸出。而且，當(dāng)內(nèi)容已被解密后，這些設(shè)備可以對模擬信號進(jìn)行檢查以驗(yàn)證使用了正確的密鑰進(jìn)行加密，因?yàn)樵谀M信號里依然存在該水印密鑰。也因?yàn)樗⌒盘栆廊淮嬖?，所以進(jìn)一步使得對模擬內(nèi)容的廣播也會以同樣的方式受到保護(hù)。
設(shè)備200也可以處理數(shù)字輸入。這時，需要由解碼器204產(chǎn)生可被水印檢測器202使用的未壓縮的數(shù)字輸出。多路復(fù)用器205、206用來選擇應(yīng)該處理數(shù)字輸入還是應(yīng)該處理模擬輸入。
如果在輸入中不存在水印信號，或者如果水印信號中缺少加密密鑰信息，則加密單元就可以使用固定的內(nèi)部密鑰207。
水印檢測器202還可從水印信號中獲取信息，該信息對應(yīng)于編碼設(shè)備應(yīng)該如何處理到來信息的指令。該指令例如可以包含應(yīng)該怎樣加密輸出，比如不應(yīng)該加密該輸出或者應(yīng)該加密部分輸出。其它指令可以包含應(yīng)該使用所包含的密鑰還是駐留密鑰等等。
優(yōu)選地，水印檢測器202、水印檢測器中的密鑰檢測器、編碼器201和加密單元203作為單個集成電路200被提供。這樣就不會出現(xiàn)為了提取壓縮的、未加密的數(shù)據(jù)而篡改編碼設(shè)備的情況。
概括地講，本發(fā)明涉及一種用于處理模擬信號的方法。該方法包括通過組合水印信號和模擬信號從而在模擬信號中隱藏數(shù)字水印信號。水印信號可被接收模擬信號的設(shè)備檢測并提取。該方法包含在水印信號中嵌入密鑰，以使該密鑰可以被編碼設(shè)備提取并使用，以用來加密基于模擬信號的數(shù)字的內(nèi)容。本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行這種加密的編碼設(shè)備。
雖然已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不應(yīng)被視為限于該實(shí)施例。本發(fā)明應(yīng)當(dāng)包含由熟知本領(lǐng)域的技術(shù)人員在所附的權(quán)利要求書范圍內(nèi)所做的一切改變。
權(quán)利要求
1.一種用于處理與模擬信號相應(yīng)的信息的方法，其中數(shù)字水印信號被隱藏在模擬信號中，以使得水印信號可以被接收該模擬信號的設(shè)備提取，其特征在于在所述水印信號中嵌入一個加密密鑰，該加密密鑰預(yù)定由編碼設(shè)備識別，以利用該密鑰來加密與所述模擬信號相應(yīng)的數(shù)字編碼的信息序列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中水印信號還包含關(guān)于編碼設(shè)備應(yīng)該如何處理模擬信號的指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中水印信號還包含版權(quán)信息。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一條所述的方法，其中所述處理還包含在存儲介質(zhì)上存儲與模擬信號相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一條所述的方法，其中所述處理還包含廣播與模擬信號相應(yīng)的信號。
6.一種用于對與模擬信號相應(yīng)的信息進(jìn)行數(shù)字編碼的設(shè)備，其特征在于一個水印檢測器，用來檢測隱藏在模擬信號中的水印信號；一個密鑰檢測器，用來識別水印信號中的加密密鑰；一個編碼器，用來對該模擬信號進(jìn)行數(shù)字編碼；以及一個加密單元，用來用該加密密鑰加密所述數(shù)字編碼的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，還包含用于從水印信號中獲取關(guān)于應(yīng)該怎樣處理模擬信號的指令的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，還包含一個解碼器，用來對數(shù)字輸入信號進(jìn)行解碼，以便可以獲取嵌入在與該數(shù)字輸入信號相應(yīng)的模擬信號中的水印信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中的任一條所述的設(shè)備，其中加密單元使用駐留密鑰來加密已編碼的模擬信號，該已編碼的模擬信號沒有嵌入在水印信號中的密鑰。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的任一條所述的設(shè)備，其中所述水印檢測器、所述密鑰檢測器、所述編碼器以及所述加密單元被提供在單個集成電路上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理模擬信號的方法。該方法包括通過組合水印信號和模擬信號(103)從而在模擬信號中隱藏數(shù)字水印信號。水印信號可以被接收該模擬信號的設(shè)備(108)檢測并提取。該方法包含在水印信號中嵌入密鑰，以使得該密鑰可以被編碼設(shè)備(108)提取并使用，以用來對基于模擬信號的數(shù)字內(nèi)容進(jìn)行加密。本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行該加密的編碼設(shè)備。
文檔編號G11B20/00GK1726548SQ200380106242
公開日2006年1月25日 申請日期2003年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者R·P·J·M·曼德斯, G·J·M·維沃特, E·W·J·穆爾斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司