檢測數字水印的裝置的製作方法

2023-09-22 05:18:50

專利名稱：檢測數字水印的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於檢測數字水印的數字水印檢測裝置、視頻播放器以及 視頻複製設備。
背景技術：
已知使用數字水印的方法是一種對抗盜版數字內容的措施。作為數字 水印，諸如版權資訊、用戶標識信息和複製控制信息的信息被嵌入在諸如 每一個原始視頻幀的原始信息中，將原始內容修改到用戶不能辨識的程度。 修改原始內容時，將微小的模式化修改添加到每一個原始視頻幀的圖像中。 通過水印模式獲得數字水印值。數字水印值表示用於區分原始內容的信息。然而，當根據MPEG (運動圖像專家組)標準壓縮包含水印模式的視 頻圖像並且從而惡化視頻圖像時，水印模式變得難以檢測。作為以高檢測精度從惡化的視頻圖像中檢測水印模式的一種技術，提 出了一種方法，用於從惡化程度較低的幀中選擇性地提取水印模式，並累 積所提取的水印模式。在JP-A-2004-166018中公開了這種方法的一個例子。在檢測數字水印的數字水印檢測裝置中，優選的是，該裝置應該能夠 檢測以各種數字水印形式嵌入的水印模式。然而，在JP-A-2004-166018所 描述的方法中，不能累積多種水印模式。因此，對於從多個水印模式獲得 數字水印值的數字水印類型，該方法不能用於獲得數字水印值，並且該方 法不足以提高水印模式的檢測精度。對於從單個水印模式獲得單個數字水印值但是在全部視頻圖像中不是 嵌入同一水印模式的數字水印類型，當使用JP-A-2004-166018中描述的方 法時，會出現同樣的問題。發明內容根據本發明的第一個方面，提供了一種用於從嵌入有多種類型的水印模式的視頻圖像中檢測數字水印的裝置，包括接收單元，其接收視頻圖 像；提取單元，其從視頻圖像提取水印模式；存儲單元，其存儲累積信息 段和累積次數，所述累積信息段是通過對於每種水印模式類型累積所提取 的水印模式而獲得的；計算單元，其計算存儲單元中存儲的累積信息段與 提取單元提取的水印模式之間的相關度；累積單元，其將提取單元提取的 水印模式累積在所述累積信息段中的一個累積信息段中，該累積信息段具 有的相關度大於閾值並且在所計算的多個相關度中最大；選擇單元，其選 擇存儲單元中存儲的所述累積信息段中具有最大累積次數的前N個累積信 息段，N是正整數；以及重構單元，其從選擇單元選擇的累積信息段獲得 數字水印值。根據本發明的第二個方面，提供了一種視頻播放器，包括如第一個 方面所述的裝置；視頻存儲單元，其存儲視頻圖像；再現單元，其再現視 頻存儲單元中存儲的視頻圖像；控制單元，其根據重構單元獲得的數字水 印值，控制再現單元允許或禁止對視頻圖像的再現。根據本發明的第三個方面，提供了一種視頻複製設備，包括如第一 個方面所述的裝置；第一視頻存儲單元，其存儲嵌入有水印模式的視頻圖 像；第二視頻存儲單元，其存儲第一視頻存儲單元中存儲的視頻圖像的副 本；複製單元，其將第一視頻存儲單元中存儲的視頻圖像複製到第二視頻 存儲單元中；以及控制單元，其根據重構單元獲得的數字水印值，控制復 制單元允許或禁止對視頻圖像的複製。


圖1是示出了根據本發明第一實施例的數字水印檢測裝置的結構的方 框圖；圖2示出了視頻圖像幀中嵌入的水印模式序列；圖3是示出了根據第一實施例的數字水印檢測裝置的操作的流程圖；圖4示出了視頻圖像幀中嵌入的水印模式序列；圖5是示出了根據本發明第二實施例的視頻播放器的結構的方框圖；圖6是示出了根據第二實施例的視頻播放器的操作的流程圖；圖7是示出了根據本發明第三實施例的視頻複製設備的結構的方框圖;圖8是示出了根據第三實施例的視頻複製設備的操作的流程圖； 圖 9是示出了根據本發明第四實施例的執行數字水印檢測程序的計算 機的結構的方框圖；圖10是示出了根據第四實施例的數字水印檢測程序的操作的流程圖；以及圖11是示出了根據第四實施例的數字水印檢測程序的例程R的操作的 流程圖。
具體實施方式
下文中將描述本發明的實施例。 第一實施例圖1是示出了根據本發明第一實施例的數字水印檢測裝置100的方框圖。數字水印檢測裝置100包括接收單元110，其接收嵌入有用於獲得數字水印值的水印模式的視頻圖像；提取單元120，其從接收單元110接收的 視頻圖像中提取水印模式；存儲單元160，其存儲提取單元120提取的每種 類型水印模式的累積信息段和累積次數；相關計算單元130，其計算提取單 元120提取的水印模式和存儲單元160中累積的水印模式的累積信息段之 間的相關度；判定單元140，其基於相關計算單元130計算出的相關度，判 定與所提取的水印模式相同類型的水印模式；累積單元150，其在由判定單 元140判定為相同類型的水印模式的累積信息段中累積所提取的水印模式; 選擇單元170，其基於存儲單元160中存儲的累積信息段，選擇用於獲得數 字水印值的累積信息段；以及重構單元180，其從由選擇單元170選擇的累 積信息段中獲得和輸出數字水印值。視頻圖像包括在再現時順序顯示的稍微不同的視頻圖像段(幀)。通過 稍微修改稱為幀的視頻圖像段的特定區域(模式)的信息(諸如亮度和 RGB)，將單個水印模式嵌入到單個幀中。水印模式是嵌入在視頻圖像幀中 的水印圖像。在該實施例中，使用在諸如DCT (離散餘弦變換)的正交變換之後在 頻域中嵌入水印的方法作為嵌入水印模式的方法，將單個水印模式嵌入在單個幀中。這裡，基於同倫(其為相位恆定量)生成在視頻圖像中作為數字水印值嵌入的水印模式，並且從三種類型的水印模式(X、 Y、 Z)獲得單個數 字水印值。圖2示出了在視頻圖像幀中嵌入水印模式的序列。在圖2所示的例子 中，"水印模式X"、"水印模式Z"、"水印模式Y"按照這樣的次序重複嵌 入。換言之，通過重複X、 Z、 Y的次序，嵌入了水印模式"XI"、 "Z1"、 "Y1"、 "X2"、 "Z2"、 "Y2"...。通過三種類型的水印模式"X1"、 "Z1"、 "Y1"獲得一個數字水印值"D1"。例如，考慮到由於視頻圖像的壓縮或損失而可能丟失任意一幀，所以 連續地嵌入X、 Y 、 Z中每一個的四個水印模式，諸如"X1、 XI、 XI、 Xl"。存儲單元160存儲累積信息段，該累積信息段中累積每種類型的提取 的水印模式和累積次數。存儲單元160具有用於存儲20組累積信息段和累 積次數的區域。圖3是示出了根據本發明第一實施例的數字水印檢測裝置100的操作 的流程圖。首先，對存儲單元160進行初始化(步驟SIOI)。初始化時，將 存儲單元160中存儲的累積信息段和累積次數設定為"0"。接下來，接收單元110接收視頻圖像(步驟S102)。所接收視頻圖像的各幀中分別嵌入有水印模式。接下來，提取單元120從接收單元110接收的視頻圖像中提取水印模 式(步驟S103)。接下來，相關計算單元130接收提取單元120提取的水印模式。在這 個步驟中，由於存儲單元160中沒有存儲任何水印模式的累積信息段，所 以沒有計算相關度。相關計算單元130向累積單元150發送由提取單元120 提取的水印模式。當從相關計算單元130接收到由提取單元120提取的水印模式時，累 積單元150將該水印模式作為第一種類型的水印模式存儲在存儲單元160 中。累積單元150將由提取單元120提取的該水印模式作為累積信息存儲 在存儲單元160中(步驟S104)，將累積次數設定為"l"，並將所設定的累積次數存儲在存儲單元160中(步驟S105)。然後，接收單元110判定是否繼續從視頻圖像中提取水印模式(步驟 S106)。接收單元UO用來判定是否繼續從視頻圖像中提取水印模式的方法 分為以下三種方法。第一種方法是根據下一幀是否存在於視頻圖像中來作出判定。當接收 單元110接收的視頻圖像中的下一幀存在時，接收單元判定繼續從視頻圖 像提取水印模式。當接收單元110接收的視頻圖像中不存在下一幀時，接 收單元判定不繼續從視頻圖像提取水印模式。第二種方法是根據場景是否發生改變來作出判定。當接收單元110接 收的視頻圖像中的場景沒有改變時，接收單元判定繼續從視頻圖像提取水 印模式。當接收單元110接收的視頻圖像中的場景改變時，接收單元判定 不繼續從視頻圖像提取水印模式。根據相鄰幀之間的亮度差或相鄰幀之間 的運動矢量來檢測視頻圖像中的場景改變。第三種方法是根據是否經過了預定時間來作出判定。在接收單元110 中設置一個定時器，來測量一旦獲得數字水印值之後的時間。當定時器測 量的值小於預定值時，接收單元判定繼續從視頻圖像提取水印模式。另一 方面，當定時器測量的值不小於預定值時，接收單元判定終止從視頻圖像 提取水印模式。當接收單元110判定終止從視頻圖像提取水印模式時，基於存儲單元 160中此時存儲的累積信息段獲得數字水印值。(步驟SU5和S116)。另一方面，當接收單元110判定繼續從視頻圖像提取水印模式時，接 收單元110接收下一個視頻圖像(幀)(步驟S107)。然後，與步驟S103 相似，提取單元120從接收的視頻圖像中提取水印模式(步驟S108)。接下來，相關計算單元130計算由提取單元120提取的水印模式和存 儲單元160中存儲的每種累積信息段類型的累積信息段之間的相關度(步 驟S109)。由於在存儲單元160中最多存儲20組累積次數和累積信息段， 所以相關計算單元130計算由提取單元120提取的水印模式和存儲單元160 中存儲的累積信息段之間的20個相關度。相關度是用於表示兩個水印模式之間的相關性的指標。例如，當兩個 水印模式彼此完全相同時，將相關度設定為最大。判定單元140對由相關計算單元130計算出的多個相關度中的最大相 關度與預定閾值進行比較(步驟S110)。該閾值是相關度的下限，用於判定 由提取單元120提取的水印模式和存儲單元160中存儲的累積信息段是相 同類型的。當最大相關度大於閾值時，判定單元140判定具有該最大相關度的累 積信息段是累積目標段(步驟S110中為是)。累積單元150將由提取單元 120提取的該水印模式累積在存儲單元160中由判定單元140所判定的累積 目標段中(其相關度最大或大於閾值的累積信息段)(步驟Slll)。累積單元150將與判定單元140所判定的累積目標段的累積信息段對 應的累積次數加"1"，並且累積該加後的值(步驟S112)。另一方面，當該最大相關度小於閾值時，判定為由提取單元120提取 的該水印模式的類型與存儲單元160中存儲的多個累積信息段的任何水印 模式的類型都不匹配(步驟S110中為否)。也就是，判定單元140判定由 提取單元120提取的水印模式是一種新類型的水印模式。相應地，累積單 元150將由提取單元120提取的該水印模式作為新類型的水印模式存儲在 存儲單元160中。也就是，累積單元150將所提取的水印模式累積在存儲 單元160中累積次數為"0"的一組中的累積信息段中(步驟S113)，將累 積次數設定為"1"，並且將所設定的累積次數存儲在存儲單元160中(步 驟S114)。當存儲單元160中不存在累積次數為"0"的組時，累積單元150對這 樣一組累積信息段和累積次數進行初始化，其中該組中的累積次數最小並 且該組存儲在存儲單元160中的時間最長。這裡，累積次數最小的累積信 息段被認為是，其被判定為由於噪聲等原因導致的與原始水印模式類型不 同的水印模式類型。當接收單元110在步驟S106判定繼續從視頻圖像中提取和累積水印模 式時(步驟S106中為是)，重複執行步驟S107到步驟S114的處理或步驟 S107到步驟S112的處理。另一方面，當接收單元110判定終止從視頻圖像中提取和累積水印模 式時(步驟S106中為否)，選擇單元170從存儲單元160中存儲的多個累 積信息段中選擇用於數字水印值的水印模式(步驟S115)。也就是，由於在這種數字水印形式中通過三種類型的水印模式獲得一個數字水印值，所以選擇單元170按照從最大累積次數逐漸減小的次序選擇三個累積信息段， 作為用於數字水印值的水印模式。例如，在通過單個水印模式獲得單個數 字水印值這樣一種數字水印形式中，選擇單元170可以選擇具有最大累積 次數的累積信息段，作為用於數字水印值的水印模式。接下來，重構單元180根據選擇單元170選擇的水印模式輸出數字水 印值(步驟S116)。也就是，重構單元180基於選擇單元170選擇的用於數 字水印值的三種類型的累積信息段(水印模式Xn、水印模式Yn、水印模 式Zn)，獲得和輸出一個數字水印值(Dn) (n為正整數)。因此，在根據第一實施例的數字水印檢測裝置100中，在通過多種類 型的水印模式獲得一個數字水印值的數字水印形式中，可以增強數字水印 值的檢測精度。在通過一種類型的水印模式獲得一個數字水印值的數字水印形式中， 當在視頻圖像幀中沒有嵌入同一類型的水印模式時，例如，當交替地嵌入 不同類型的水印模式時，也可以應用根據第一實施例的數字水印檢測裝置 100。圖4示出了在視頻圖像幀中嵌入的水印模式序列的另一個例子。在這 個例子中，在視頻圖像幀中交替地嵌入四種不同類型的水印模式。在圖4 中，"水印模式A1"、"水印模式B1"、"水印模式C1"、"水印模式D1"按 照這種順序交替地嵌入。在圖4中，例如，考慮到由於視頻圖像的壓縮或 損失而丟失一幀，所以依次重複地嵌入一組"A1、 Bl、 Cl、 Dl"三次。將參考圖3描述當在視頻圖像中嵌入圖4所示的水印模式時數字水印 檢測裝置100的操作。數字水印檢測裝置100在步驟S101到S114的操作 與第一實施例相似，因此省略其描述。在步驟S115,由於在四個視頻圖像幀中嵌入了四種類型的水印模式， 所以選擇單元170按照從最大累積次數逐漸減小的次序選擇四個累積信息 段，作為水印模式。在步驟S116,重構單元180根據選擇單元170選擇的水印模式設定數 字水印值。這裡，重構單元180基於四種類型的累積信息段(水印模式An、 水印模式Bn、水印模式Cn、水印模式Dn)，設定四個數字水印值(DAn、10DBn、 DCn、 DDn) (n為正整數)。因此，在根據第一實施例的數字水印檢測裝置100中，在通過一種類 型的水印模式獲得一個數字水印值的數字水印形式中，當在視頻圖像幀中 沒有連續地嵌入同一類型的水印模式時，也可以增強數字水印值的檢測精 度。在圖3所示的步驟S103和S108中，在提取單元120從視頻圖像提取 水印模式之前，可以進行判定視頻圖像中是否嵌入有水印模式的步驟。當 判定視頻圖像中沒有嵌入水印模式時，執行圖3所示的步驟S102和S107 的處理。另一方面，當判定視頻圖像中嵌入有水印模式時，執行步驟S03 和S108之後的處理。通過執行上述判定，也就是在執行步驟S103和S108之前判定視頻圖 像中是否嵌入有水印模式，可以增強數字水印值的檢測精度。數字水印檢測裝置100可以通過例如使用通用計算機作為硬體來實現。 也就是，通過使計算機上安裝的處理器執行程序，來具體實現接收單元110、 提取單元120、相關計算單元130、判定單元140、累積單元150、選擇單 元170、重構單元180。這裡，可以通過在計算機中安裝程序、或將程序存 儲在諸如CD-ROM的存儲介質中或通過網絡分發程序以將程序安裝在計算 機中，來具體實現數字水印檢測裝置100。可以使用計算機內置或外置的存 儲器、硬碟、諸如CD-R、 CD-RW、 DVD-RAM、 DVD-R的存儲介質，來 具體實現存儲單元160。第二實施例圖5是示出了根據本發明第二實施例在視頻播放器200中安裝有上述 數字水印檢測裝置100的構造的方框圖。由於數字水印檢測裝置100的構 造與第一實施例中相似，所以用相似的參考標號表示其組件並且省略其描述。根據第二實施例的視頻播放器200包括操作單元210，用戶對其執行 視頻播放器200的輸入操作；視頻圖像存儲單元230，其存儲視頻圖像，該 視頻圖像中嵌入有用於獲得數字水印值的水印模式；再現單元240,其再現 視頻圖像存儲單元230中存儲的視頻圖像；數字水印檢測裝置100，其檢測來自視頻圖像存儲單元230的視頻圖像的數字水印值；以及控制單元220， 其根據來自數字水印檢測裝置100的數字水印值控制再現單元240允許或 禁止視頻圖像的再現。可以使用內置在視頻播放器200中的存儲器或連接到視頻播放器200 的存儲器、硬碟、諸如CD-R、 CD-RW、 DVD-RAM、 DVD-R的存儲介質 來具體實現視頻圖像存儲單元230。例如，視頻圖像中嵌入的水印模式的數字水印值表示用戶標識信息。圖6示出了根據第二實施例的視頻播放器200的操作的流程圖。首先，藉助於操作單元210的操作，指示視頻播放器200對視頻圖像 進行再現(步驟S201)。也就是，根據用戶的輸入操作，從操作單元210 向控制單元220發送指示進行再現處理的命令。接下來，當從操作單元210接收到指示進行再現處理的命令時，控制 單元220向視頻圖像存儲單元230發送用於讀取所存儲的視頻圖像並且將 所讀取的視頻圖像發送到數字水印檢測裝置100的命令。接收到該命令的 視頻圖像存儲單元230根據該命令，讀取所存儲的視頻圖像並且將所讀取 的視頻圖像發送到數字水印檢測裝置100 (步驟S202)。數字水印檢測裝置100根據所接收的視頻圖像中嵌入的水印模式來檢 測數字水印值(步驟S203)。數字水印檢測裝置100從視頻圖像中檢測數字 水印值的方法己在第一實施例中描述，因此省略對其的描述。數字水印檢 測裝置100向控制單元220發送從視頻圖像檢測到的數字水印值。接下來，控制單元220從數字水印檢測裝置100接收數字水印值(步 驟S204)。這裡，控制單元220基於該數字水印值所表示的信息，判定是否 允許再現視頻圖像(步驟S205)。也就是，當所檢測出的數字水印值是用戶 標識信息時，控制單元220判定所檢測出的用戶標識信息是否與視頻播放 器200中預先設定的用戶標識信息匹配。當用戶標識信息彼此匹配時(步驟S205中為是)，控制單元220向視 頻圖像存儲單元230發送指示對視頻圖像進行再現的命令。接收到該指示 對視頻圖像進行再現的命令的視頻圖像存儲單元230向再現單元240發送 所存儲的視頻圖像(步驟S206)。再現單元240對從視頻圖像存儲單元230接收到的視頻圖像進行再現(步驟S207)。另一方面，當用戶標識信息彼此不匹配時，控制單元220 不允許在再現單元240中對視頻圖像進行再現，並且結束視頻播放器200 的操作。數字水印值所表示的信息可以包括表示再現時間的信息和表示視頻圖 像是否是盜版的信息，並且不局限於特定形式，只要使控制單元220能夠 判定是否允許對視頻圖像進行再現即可。根據具有上述構造的視頻播放器200，可以很高的精度檢測以各種數字 水印形式所嵌入的數字水印值，並且防止對盜版的視頻圖像進行再現。第三實施例圖7是示出了根據本發明第三實施例在視頻複製設備300中安裝有上 述數字水印檢測裝置100的構造的方框圖。由於數字水印檢測裝置100的 構造與第一實施例中相似，所以用相似的參考標號表示其組件並且省略其 描述。根據第三實施例的視頻複製設備300包括操作單元310，用戶對其執 行視頻複製設備300的輸入操作；視頻圖像存儲單元330，其存儲視頻圖像， 該視頻圖像中嵌入有用於獲得數字水印值的水印模式；複製單元340，其從 視頻圖像存儲單元330中複製視頻圖像；複製存儲單元350，其存儲複製單 元340所複製的視頻圖像；數字水印檢測裝置100，其檢測視頻圖像的數字 水印值；以及控制單元320，其根據來自數字水印檢測裝置100的數字水印 值控制複製單元340允許或禁止對視頻圖像的複製。可以使用內置在視頻複製設備300中的存儲器或連接到視頻複製設備 300的存儲器、硬碟、諸如CD-R、 CD-RW、 DVD-RAM、 DVD-R的存儲介 質來具體實現視頻圖像存儲單元330和複製存儲單元350。複製存儲單元 350和視頻圖像存儲單元330可以是同一存儲單元。圖8示出了根據第三實施例的視頻複製設備300的操作的流程圖。首先，藉助於操作單元310的操作，指示視頻複製設備300對視頻圖 像進行複製(步驟S301)。這裡，根據用戶的輸入操作，從操作單元310 向控制單元320發送指示進行複製處理的命令。接下來，當從操作單元310接收到指示進行複製處理的命令時，控制單元320向視頻圖像存儲單元330發送用於讀取所存儲的視頻圖像並且將 所讀取的視頻圖像發送到數字水印檢測裝置100的命令。接收到該命令的 視頻圖像存儲單元330根據該命令，讀取所存儲的視頻圖像並且將所讀取 的視頻圖像發送到數字水印檢測裝置100 (步驟S302)。數字水印檢測裝置100根據所接收的視頻圖像中嵌入的水印模式來檢 測數字水印值(步驟S303)。數字水印檢測裝置100從視頻圖像中檢測數字 水印值的方法同樣省略。數字水印檢測裝置100向控制單元320發送從視 頻圖像檢測到的數字水印值。接下來，控制單元320從數字水印檢測裝置100接收數字水印值(步 驟S304)。這裡，控制單元320基於該數字水印值所表示的信息，判定是否 允許複製視頻圖像(步驟S305)。該判定方法可以採用第二實施例中描述的 方法。數字水印值所表示的信息不局限於特定形式，只要使控制單元320 能夠判定是否允許對視頻圖像進行複製即可。當基於數字水印值所表示的信息判定不允許對視頻圖像進行複製時 (步驟S305中為否)，控制單元320結束視頻複製設備300的操作。另一方面，當控制單元320基於數字水印值所表示的信息判定允許對 視頻圖像進行複製時(步驟S305中為是)，控制單元320向視頻圖像存儲 單元330發送指示對視頻圖像進行複製的命令。接收到該命令的視頻圖像 存儲單元330讀取所存儲的視頻圖像，並向複製單元340發送所讀取的視 頻圖像(步驟S306)。然後，複製單元340將從視頻圖像存儲單元330接收到的視頻圖像存 儲(複製)到複製存儲單元350中(步驟S307)。根據具有上述構造的視頻複製設備300，可以很高的精度檢測以各種數 字水印形式所嵌入的數字水印值，並且防止對盜版的視頻圖像進行複製。第四實施例將參考圖9描述根據本發明第四實施例的執行數字水印檢測程序的計 算機400的例子。例如，計算機400包括處理器410、臨時存儲單元420、主存儲單元 430、總線450和輸入單元440。處理器410通過總線450和臨時存儲單元420接收從輸入單元440輸 入的數據和主存儲單元430中存儲的數據，並根據數據中包含的命令執行 計算操作。臨時存儲單元420是用於存儲臨時或過渡數據的單元。臨時存儲單元 420設置在處理器410和主存儲單元430之間。可以用高速緩衝存儲器或局 部存儲器具體實現臨時存儲單元420。將從主存儲單元430讀取的程序載入 到臨時存儲單元420中。將程序中使用的常數或變量存儲在臨時存儲單元 420中或處理器410內置的寄存器(未示出)中。主存儲單元430存儲由處理器410處理的諸如視頻圖像的數據。例如， 主存儲單元430存儲從輸入單元440讀取的作業系統(OS)、應用程式、數 據、以及用於控制外圍設備的驅動程序。總線450是用於在計算機400的構成單元之間傳送命令或數據的傳輸 路徑。輸入單元440是相對於計算機400的外部設備輸入和輸出數據或軟體 的單元，諸如媒體驅動器或網絡接口。將包含水印模式的視頻圖像存儲在 主存儲單元430和臨時存儲單元420或輸入單元440中。處理器410執行的數字水印檢測程序檢測主存儲單元430和臨時存儲 單元420中存儲的視頻圖像中所嵌入的數字水印值。數字水印形式、模式 嵌入方法、模式提取方法以及相關度與第一實施例中描述的一樣，因此省 略其描述。圖10示出了根據第四實施例由計算機400執行的程序的流程圖。 首先，將水印模式的累積信息段和累積次數這兩個變量作為一組存儲 在臨時存儲單元420中。將水印模式序號"n" (n是大於或等於零的整數) 的累積次數寫作"PCn" (PCn是大於或等於零的整數)，並且將累積信息段 寫作"Pn"。水印模式序號"n"是用於標識水印模式類型的變量。在臨時 存儲單元420中存儲啞變量"i" (i是大於或等於零的整數)、用於存儲最大 相關度的變量"CMAX"、用於存儲具有最大相關度的累積信息段的水印模 式序號的變量"max" (max是大於或等於零的整數)、以及用於計算的臨時'、處理器410將臨時存儲單元420中存儲的7K印模式序號"n"設定為"1 "，並且將累積信息段"PI"和累積次數"PCI"初始化為"0"(步驟S401)。然後，處理器410從主存儲單元430讀取視頻圖像(步驟S402)。用於 獲得數字水印值的水印模式嵌入在視頻圖像中。處理器410從所讀取的視頻圖像中提取水印模式"P"(步驟S403)。處理器410將所提取的水印模式"P"作為累積信息段"P1"進行存儲， 並將該水印模式的累積次數"PC1"設定為"1"(步驟S404)。處理器410判定是否繼續從視頻圖像提取水印模式(步驟S405)。判定 是否繼續從視頻圖像提取水印模式的方法與根據第一實施例的圖3中的步 驟S106—樣，因此省略其描述。這裡，當處理器410判定不繼續從視頻圖像提取水印模式時(步驟S405 中為否)，處理器基於臨時存儲單元420中此時存儲的信息(累積次數"PCn" 和累積信息段"Pn")獲得數字水印值(步驟S409和S410)。另一方面，當處理器410判定繼續從視頻圖像提取水印模式時(步驟 S405中為是)，處理器410從主存儲單元430讀取視頻圖像(步驟S406)。 然後，與步驟S403相似，處理器410從視頻圖像中嵌入的多個水印模式中 提取水印模式"P"(步驟S407)。處理器410執行圖ll所示的例程"R"(步 驟S408)，然後再次執行步驟S405的處理。下面將描述圖11所示的例程"R"的流程圖。首先，處理器410將啞變量"i"初始化為"0"，並將用於存儲最大相 關度的變量"CMAX"初始化為"0"(步驟S501)。處理器410將啞變量"i"與水印模式序號"n"進行比較(步驟S502)。當啞變量"i"小於水印模式序號"n"時，處理器410根據數字水印檢 測程序將啞變量"i"增加1 (i=i+l)(步驟S503)。接下來，處理器410計算所提取的水印模式"P"和臨時存儲單元420 中存儲的累積信息段"Pi"之間的相關度"Ci"(步驟S504)。處理器410對步驟S504中計算的相關度"Ci"和臨時存儲單元420中 存儲的變量"CMAX"進行比較(步驟S505)。當相關度"Ci"大於變量 "CMAX"時(步驟S505中為是)，處理器410判定此時該累積信息段"Pi"與水印模式"P"最相似。處理器410將該相關度"Ci"代入變量"CMAX"(步驟S506)。處理器410將所提取的水印模式"P"和累積信息段"Pi"的水印模式序號"i" 代入變量"max"(步驟S506)。然後，處理器再次執行步驟S502的處理。另一方面，當相關度"Ci"不大於變量"CMAX"時(步驟S505中為 否)，處理器410判定累積信息段"Pmax"比累積信息段"Pi"與水印模式 "P"更相似，並且再次執行步驟S502的處理。因此，只要在步驟S502中啞變量"i"小於水印模式序號"n"，就重複 執行步驟S502到S506的處理。也就是，處理器410計算所提取的水印模 式"P"和臨時存儲單元420中存儲的所有累積信息段"Pi" (ld<n)之間 的相關度。因此，在臨時存儲單元420中存儲的累積信息段"Pi" (Id <n)中， 與所提取的水印模式"P"具有最大相關度的累積信息段的水印模式序號被 存儲在"max"中，並且該相關度被存儲在"CMAX"中。當啞變量"i"不小於水印模式序號"n"時(步驟S502中為否)，處理 器410對最大相關度"CMAX"這個變量和閾值進行比較(步驟S507)。當 最大相關度"CMAX"不大於閾值時(步驟S507中為否)，處理器410判 定該相關度很小，因而所提取的水印模式"P"是與累積信息段"Pmax"不 同的類型。因此，處理器410判定所提取的水印模式"P"是與臨時存儲單 元420中存儲的任何累積信息段不同的新類型的水印模式。為了標識新類型的水印模式，處理器410將水印模式序號"n"增加1 (n=n+l)(步驟S509)。處理器410將所提取的水印模式"P"代入水印模 式序號"n"的累積信息段"Pn"中並且將"1"代入累積次數"PCn"中(步 驟S510)。在步驟S510中，處理器410新取得臨時存儲單元420的存儲區域(用 於Pn和PCn的存儲區域)。這裡，當在臨時存儲單元420中沒有新取得存 儲區域時，處理器410將這樣一組累積次數和累積信息段初始化為"0"並 進行步驟S510中的處理，其中，該組中的累積次數最小並且該組在臨時存 儲單元420中存儲的時間最長。另一方面，當在步驟S507中判定最大相關度"CMAX"大於閾值時(步 驟S507中為是)，處理器410判定該相關度足夠大並且所提取的水印模式 "P"與累積信息段"Pmax"是同一類型。然後，處理器410將所提取的水印模式"P"累積在累積信息段"Pmax" 中。也就是，處理器410通過將"P"累積在累積信息段"Pmax"的當前值 中來設定新的累積信息段，並且將累積次數"PCmax"加1 (PCmax+l)(步 驟S508)。當步驟S508和步驟S510中的一個結束時，例程"R"(圖10中的步驟 S408)結束，再次執行圖10中所示的步驟S405的處理。然後，重複執行 步驟S405到S408的處理，直到處理器410在步驟S405中判定不再繼續從 視頻圖像中提取水印模式為止。另一方面，當處理器410在步驟S405中判定不再繼續從視頻圖像中提 取水印模式時，處理器410從多個累積信息段中判定出一個用於獲得數字 水印值的水印模式(步驟S409)。也就是，在通過三種類型的水印模式獲得 一個數字水印值的數字水印形式中，處理器410按照從最大累積次數逐漸 降低的次序來選擇三個累積信息段，作為用於獲得數字水印值的水印模式。 例如，在通過一種類型的水印模式獲得一個數字水印值的數字水印形式中， 處理器410可以選擇具有最大累積次數的累積信息段，作為用於獲得數字 水印值的水印模式。接下來，處理器410從所選擇的累積信息段獲得數字水印值(步驟 S410)。也就是，處理器410基於所選擇的三種類型的累積信息段(水印模 式Xn、水印模式Yn、水印模式Zn)獲得一個數字水印值(Dn)(其中n 是正整數)。因此，在根據第四實施例的數字水印檢測程序中，在通過多種類型的 水印模式獲得一個數字水印值的數字水印形式中，可以增強數字水印值的 檢測精度。當在通過一種類型的水印模式獲得一個數字水印值的數字水印形式中 在多個視頻圖像幀中沒有連續嵌入同一類型的水印模式時，例如，當如第 一實施例的圖4所示交替地嵌入不同類型的水印模式時，可以應用根據第 四實施例的數字水印檢測程序。
權利要求
1、一種用於從嵌入有多種類型的水印模式的視頻圖像中檢測數字水印的裝置，包括接收單元，其接收所述視頻圖像；提取單元，其從所述視頻圖像提取所述水印模式；存儲單元，其存儲累積信息段和累積次數，所述累積信息段是通過對於每種水印模式類型累積所提取的水印模式而獲得的；計算單元，其計算所述存儲單元中存儲的所述累積信息段與所述提取單元提取的所述水印模式之間的相關度；累積單元，其將所述提取單元提取的所述水印模式累積在所述累積信息段中的一個累積信息段中，該累積信息段具有的相關度大於閾值並且在所計算的多個相關度中最大；選擇單元，其選擇所述存儲單元中存儲的所述累積信息段中具有最大累積次數的前N個累積信息段，其中N是正整數；以及重構單元，其從所述選擇單元選擇的累積信息段獲得數字水印值。
2、 如權利要求l所述的裝置，其中，從N種類型的水印模式獲得所述 數字水印值，其中N是正整數。
3、 如權利要求l所述的裝置，其中，從多種類型的水印模式中的一種 類型的水印模式獲得所述數字水印值，以及其中，各個類型不同的水印模式交替地嵌入在所述視頻圖像中。
4、 如權利要求l所述的裝置，其中，基於相位恆定量構成所述水印模式。
5、 一種視頻播放器，包括 如權利要求1所述的裝置； 視頻存儲單元，其存儲所述視頻圖像；再現單元，其再現所述視頻存儲單元中存儲的所述視頻圖像； 控制單元，其根據所述重構單元獲得的所述數字水印值，控制所述再現單元允許或禁止對所述視頻圖像的再現。
6、 一種視頻複製設備，包括 如權利要求1所述的裝置；第一視頻存儲單元，其存儲嵌入有所述水印模式的所述視頻圖像； 第二視頻存儲單元，其存儲所述第一視頻存儲單元中存儲的所述視頻 圖像的副本；複製單元，其將第一視頻存儲單元中存儲的所述視頻圖像複製到所述第二視頻存儲單元中；以及控制單元，其根據所述重構單元獲得的所述數字水印值，控制所述復 制單元允許或禁止對所述視頻圖像的複製。
全文摘要
一種裝置，包括接收單元，其接收視頻圖像；提取單元，其從視頻圖像提取水印模式；存儲單元，其存儲累積信息段和累積次數；計算單元，其計算所述累積信息段與所述水印模式之間的相關程度；累積單元，其將所述水印模式累積在所述累積信息段中的一個累積信息段中，該累積信息段具有的相關度大於閾值並且在所計算的多個相關度中最大；選擇單元，其選擇存儲單元中存儲的所述累積信息段中具有最大累積次數的前N個累積信息段，N是正整數；以及重構單元，其從選擇單元選擇的累積信息段獲得數字水印值。
文檔編號H04N5/913GK101282469SQ20081009180
公開日2008年10月8日 申請日期2008年4月3日 優先權日2007年4月3日
發明者磯谷泰知 申請人:株式會社東芝