用於檢測信息信號中水印的方法和電路結構的製作方法
2023-09-22 16:25:55 3
專利名稱：用於檢測信息信號中水印的方法和電路結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於檢測信息信號中水印的方法和電路結構。
國際專利申請WO99/12331公開了一種周知的嵌入及檢測方法。在這種先有技術方法中，將不同的水印圖形嵌進信息信號的相應部分(這裡是圖像劃分出的圖像塊)。這種通過平鋪而用有限數量的基本圖形構建的水印本文稱為偽對稱水印。
本發明目的及概要本發明的目的是提供一種用於檢測水印的方法和電路結構。
為此，所述方法包括下列步驟累計上述部分；以及，使累積的部分與基本水印圖形之和相關。
本發明基於這樣的思想即檢測對稱水印的周知方法還可應用於偽對稱水印。國際專利申請WO99/45705公開了一種嵌入和檢測對稱水印的技術方法。在這種方法中，通過在視頻圖像的範圍內重複一單個的小尺寸基本水印圖形將水印嵌在視頻信號內。「平鋪」操作使得水印檢測過程在較小的空間上搜索水印並提高檢索可靠性。將數據有效載荷編碼進基本水印平鋪單元。如WO99/45705所述，通過累積或「交疊」緩存(在一個實施例中為128×128像素)中圖像部分並使緩存的內容與單個128×128基本水印圖形相關而檢測水印。在檢測器中使用對稱相位唯一匹配過濾(SPOMF)法會提供參照水印相對不相關圖像的相對位置。因此，周知的檢測器相對轉換和剪裁來說是不變的，轉換和剪裁是圖像可在水印檢測之前經歷的的兩種過程。SPOMF還能很容易地對基本水印圖形中的多位有效載荷進行編碼。
本發明人業已發現，如果滿足下列條件，則從WO99/45705中已知的檢測方法還可有效地且可靠地應用於偽對稱水印(1)多個圖形中的每一個圖形按大致相同的概率出現；(2)所述圖形成對地相正交或者至少沒有關係；以及，(3)所述圖形均具有相同的尺寸。
本發明的一個特殊優點是，如果用偽對稱及對稱水印來對多媒體內容加水印，則可以共享由不同水印檢測器構成的複雜電路。目前正擬將這兩種不同的水印嵌入方法(儘管不一定是上述兩種方法)合併到一起。
對實施例的說明
圖1概略地示出了一圖像，它帶有呈多個基本水印圖形W1…WN的嵌入的偽對稱水印。
圖2示出了本發明的水印檢測器的實施例。檢測器接收可能的加了水印的圖像Q。將圖像(或者多個累積的視頻幀)分成具有基本水印圖形的尺寸M×M的塊(這裡為128×128)。然後，將所說的塊堆疊在緩存q內，緩存q的尺寸為M1×M2，如圖3所示。通過摺疊和緩存電路31來執行這些操作。
通過摺疊待檢信號就好象僅存在有一個基本圖形，摺疊緩存會使求和圖形W＝W1+…+WN作為一強分量。然後，通過使緩存內容與W周期性的滑動相關，可檢測到水印的存在。其可靠性會隨因子Sqrt[N]相對最佳的相關性(即與全信號水印的相同相關性)而下降。
為了使緩存內容與W相關，所述檢測器包括增加級39，在該增加級中，逐樣本地增加基本水印圖形W1-WN。
所述檢測器的操作還與WO99/45705相對應，所以，本文簡略地加以重複。計算待檢信息信號q與水印圖形w的相關性包括計算上述信息信號值與水印圖形的相應值的內積d＝q，w。就兩維M1×M2圖像塊q＝{qij}和水印圖形W＝{wij}而言，可用數學標記將上述內積寫作d=1M1M2i=1M1j=1M2qijwij]]>由於待檢圖像Q可在水印檢測之前經歷諸如轉換或剪裁之類的處理，故檢測器不知道水印圖形W相對圖像塊q的邊界的空間位置。所以，必須對所有可能的移位矢量K(水平kx像素，垂直ky像素)都計算多個相關值dkdk=1M1M2i=1M1j=1M2qijwi+kx,j+ky]]>可用(快速)傅立葉變換同時計算上述相關值dk。在變換電路32和33中，使緩存q的內容和基本水印圖形W分別經歷快速傅立葉變項(FFT)。這些操作會產生q^=FFT(q),]]>並且w^=FFT(w)]]>其中 是複數。
計算相關值與計算q的褶積及W的共軛相類似。在上述變換域內，這對應於d^=q^conj(w^)]]>其中，符號表示逐點乘法，conj表示顛倒參數的虛數部分的符號。在圖3中，用共軛運算電路34來實現 的共軛運算，並且，用乘法器35來實現上述逐點乘法。
通過對上述乘法的結果作逆傅立葉變換可獲得成組的相關值d＝{dk}d=IFFT(d^)]]>它是由逆FFT電路36來實現的。隨後，將相關值dk與閾值電路37中給定的閾值作比較。如果相關值之一具有顯著的峰值即比閾值大，則檢測到了要加水印的圖像。
如果必需檢測是否嵌入了各圖形W1-WN，則可以使用同一電路。然後，僅將要檢查的圖形(W1、W2等)應用於圖2所示的設備。
在本發明方法的另一個實施例中，用尺寸為M折的緩存檢索128×128平鋪網格的位置。用同步平鋪網格可計算出局部相關值Cij＝Yi，Wj，其中，i是第i個待檢信號平鋪單元，Wj如前所述，表示內積。這就能僅用局部相關值Cij將轉換搜索減少至網格上的間距。如果在整個水印中例如就平鋪單元Wi而言在較高層次的對稱中存在有額外的結構，則能進行非常有效的檢測。
可將本發明概述如下。偽對稱水印是這樣的水印圖形，它是通過平鋪而用有限數量的基本圖形構建的。用一種單一圖形構成的周知WaterCast圖形是這種水印圖形的具體實例並被稱為對稱水印圖形。周知的是，對稱圖形允許有由兩階段構成的有效檢測方法，所述兩階段為第一階段是累積階段，隨後是在累積數據上與基本圖形周期性地滑動相關。本發明提供了一種用於偽對稱水印的檢測方法，所述偽對稱水印與對稱水印一樣在複雜性方面有所類似地降低，也就是說，累積階段後面是一個或多個周期性滑動相關步驟(使用有限數量的圖形)。設W1，…，WN是一組基本圖形，所有圖形的尺寸均為M。摺疊待檢信號(31)，就好像僅存在有單個的基本圖形。摺疊緩存會使求和圖形W＝W1+…+WN(39)作為一強分量。然後，通過與W周期性的滑動相關，可檢測到水印的存在。
權利要求
1.一種檢測信息信號中水印的方法，所述水印是通過在信息信號的相應部分內平鋪有限數量的不同基本水印圖形而嵌入的，所述方法包括下列步驟累計上述部分；以及，使累積的部分與基本水印圖形之和相關。
2.如權利要求1的方法，其特徵在於，所述相關值用於確定水印的存在和/或有效載荷。
3.如權利要求1的方法，其特徵在於，所述相關值用於確定平鋪網格的位置。
4.如權利要求1的方法，其特徵在於，所述方法還包括這樣的步驟使各個部分與各個基本圖形相關。
5.如權利要求3和4的方法，其特徵在於，所述平鋪網格用於確定上述各個部分的位置。
6.一種用於根據權利要求1-5中任何一個的方法檢測信息信號中水印的電路結構。
全文摘要
偽對稱水印是這樣的水印圖形，它是通過平鋪而用有限數量的基本圖形構建的。用一種單一圖形構成的周知WaterCast圖形是這種水印圖形的具體實例並被稱為對稱水印圖形。周知的是，對稱圖形允許有由兩階段構成的有效檢測方法，所述兩階段為第一階段是累積階段，隨後是在累積數據上與基本圖形周期性地滑動相關。本發明提供了一種用於偽對稱水印的檢測方法，所述偽對稱水印與對稱水印一樣在複雜性方面有所類似地降低，也就是說，累積階段後面是一個或多個周期性滑動相關步驟(使用有限數量的圖形)。設W
文檔編號H04N1/387GK1457590SQ02800285
公開日2003年11月19日 申請日期2002年2月11日 優先權日2001年2月13日
發明者A·A·C·M·卡爾克 申請人:皇家菲利浦電子有限公司