[發明專利]用于讀取數字水印的方法和設備以及計算機程序產品和相應的存儲裝置

有效

• 申請號: 200580033905.8
• 申請日: 2005-10-07
• 公開（公告）號: CN101065769A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 菲利普·源;塞韋里尼·鮑德利
• 申請（專利權）人: 湯姆森許可貿易公司
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 戎志敏

技術領域

1.1發明背景

本發明涉及數字視頻水印領域。

更具體地，本發明涉及一種讀取水印的方法。

本發明具有多種應用，例如讀取視頻文件(例如MPEG?2類型)上的水印。例如，本發明允許防止通過屏幕復制(“DVD篩選器”)而進行的膠片盜版，即通過對電影院屏幕進行拍攝而進行非法記錄。

更普遍地，本發明可以應用于如下所有情況：把將要處理的數據存儲在特定深度上，以便在處理這些數據時能夠進行倒帶。

本發明可以應用于任意類型的支持數據(視頻、圖像、音頻、文本、3D數據等)。

此外，本發明應用于任意格式的支持數據：流形式(例如電視機頻道上獲得的視頻信號)、文件形式、記錄形式(盒式磁帶、DVD等)等。

僅出于簡化目的，并為了讀者的正確理解，下文以視頻類型的數據序列的示例對本發明的環境進行更為詳細的說明。然而可以回想到，本發明可以應用于任意類型的數據集。

具有水印的視頻所經受的變化使得難以進行水印讀取。因此，以低比特率(MPEG?2)或非常低比特率(DivX，WindowsMedia)執行的壓縮通常會強烈地降低水印信號的品質。如果先前沒有采取對原始參考幀中的圖像進行配準的步驟，那么幾何變形(移位和分割、改變比例等)會使水印不可讀取。

在應用于防止屏幕復制(“篩選器”)而引起的盜版時，使用不同的數字為每一個DVD加上水印，其中這個數字唯一地標識了每一個接收者。如果之后發現盜版(在因特網上傳輸膠片、在拍賣站點重發售DVD)，那么能夠識別盜版的來源，并對這種行為進行調查。為此，需要水印對于視頻操作具有(典型地為用于在因特網上進行傳輸的低比特率DivX編碼)魯棒性，特別是能夠以最大可靠性來讀取該水印(以便不會對任何人造成錯誤的指控)。

1.2水印系統一般原理的提示

水印系統是一種信息傳輸系統。如圖1所示，因此水印系統包括：(至少)一個發送方1(適當的“水印標記器”)，用于對支持視頻進行修改以插入水印消息；以及(至少)一個接收方2(“水印讀取器”)，用于在接收到任意視頻時確定該視頻是否具有水印，如果具有水印，則確定所插入的消息。

如圖2所示，發送方(“水印標記器”)1采用“支持”數據集(典型地為視頻數據)和特定數目的參數作為輸入。由M個(M≥1)二進制元素序列表示的水印消息(也被稱作“載體水印(carrierwatermark)”)，通常反映了參數中具體的特征。通常還可以找到其它參數，例如確保特定安全等級的密鑰、標記強制等。根據這些參數和視頻自身，水印標記器對視頻進行修改以產生具有水印的視頻。

如圖3所示，接收方(水印讀取器)2采用視頻以及可能的特定數目的參數(例如密鑰)作為輸入。可選地，接收方2還可以采用原始視頻作為輸入，通過在原始視頻和受測視頻(試圖在該視頻上讀出水印)之間進行比較，原始視頻能夠便于頻道參數的確定。原始視頻還能夠便于水印消息的讀取：例如從受測視頻中減去原始視頻能夠減小影響水印的噪聲的影響，尤其是原始視頻自身所產生的噪聲。基于這些數據，接收方2通常執行檢測步驟，該步驟用于確定視頻是否具有水印。如果檢測結果是肯定的，則接收方2執行對一個或多個水印消息(如果支持數據來自合成操作，例如若干視頻序列的剪輯、圖像的平均化、利用若干支持數據而產生剪輯或馬賽克，則可以具有若干個水印消息)的確定(或解碼)步驟。所檢測到的水印消息可能伴隨有輔助信息：例如可靠性索引(被估計的水印消息發生錯誤的概率估計)、與水印位置有關的信息(在合成的情況下為時間和/或空間位置)。注意，讀取過程中包括的所有步驟可以針對視頻數據自身直接執行，也可以針對變換后的數據表示(傅立葉變換、離散余弦變換-DCT、小波變換等)執行。

水印位置是有用的，甚至是不可缺少的。具體地，通常僅對與支持數據相關的水印感興趣，例如該水印能夠標識所發送的摘錄。因此，當在同一個支持數據集上檢索到若干個水印消息時，盡可能準確地知曉每一個水印消息與支持數據中哪一個子集相對應是重要的。