保護數字視頻作品版權的方法

2023-04-29 09:54:01 1

專利名稱：保護數字視頻作品版權的方法
技術領域：
本發明有關於一種保護數字視頻作品版權的方法，尤其涉及一種該視頻作品的兩個色度矩陣中加設有密碼，令其僅能被使用於與其搭配的播放器，並於該播放器上輸入正確的播放密碼，才能播放該視頻作品的完整資料。
背景技術：
隨著數位技術和網際網路的蓬勃發展，各種形式的多媒體數字作品(例如圖像、視頻、音樂...等)，紛紛以網絡形式發表，令人們可很容易從網絡獲得信息，或下載程序，因此版權的保護已成為一刻不容緩的需要解決的問題。
目前在網絡上發布的數字視頻作品，能夠很容易被侵權的一個主要原因，是這些作品可以很容易被複製、下載，並且能夠被通用的播放器播放出來，因此如果將這些作品設定為只能被特定的播放器，才能播放出來，則可以有效防止盜版。但是，如果這些作品又不能被一般的播放器播放出來，則可能因此喪失宣傳的效果。
此外，由於數字作品很容易被修改，因此有心盜版者很容易更改這些作品的內容，將包含於正版作品中的版權資訊，加以刪除，導致對盜版的取證，變成非常困難。是以，必須另想出一種方法，令正版作品中的版權資訊一旦被破壞時，就會喪失其播放效果，或者使盜版者很難查覺作品中的版權資訊，令其難以消除其中的版權資訊，從而可保留盜版的有力證據。

發明內容
發明人有鑑於前述網絡上發布的數字視頻作品，能夠很容易被侵權、無法保留盜版的有力證據等缺點，乃依其從事電子裝置的製造經驗，和程序設計的技術累積，針對上述缺點悉心研究各種解決的方法，在經過不斷的研究、實驗與改良後，終於開發設計出本發明的一種保護數字視頻作品版權的方法，以能摒除先前技藝的諸多缺點。
本發明的一目的在於視頻作品在網際網路上發布時，必須於與其搭配的播放器中播放，並於該播放器上輸入正確的密碼，才能播放該視頻作品的完整視覺效果，否則利用其他的播放器播放，僅能獲得部分的灰度視覺效果，讓使用者必須向該視頻作品的經銷商，購買特定的播放器及密碼，才能播放完整的資料，以防止盜版，同時並令未購買該特定播放器、密碼者，亦可觀看該視頻作品的灰度視覺部分，以達到宣傳的效果。
本發明的另一目的在於該視頻作品的圖像亮度矩陣中，安裝具有密碼的數字浮水印圖像(或文字)，該浮水印圖像(或文字)的內容為有關該視頻作品的版權資訊，令該浮水印圖像(或文字)加入該視頻作品中時，無法以肉眼分辨該浮水印圖像(或文字)，使盜版者難以消除其中的版權資訊，從而可保留盜版的有力證據。
為便於對本發明的目的、形狀、構造裝置特徵及其功效，做更進一步的認識與了解，茲舉實施例配合附圖，詳細說明如下


圖1是本發明設定密碼的方塊示意圖。
圖2是本發明解除密碼的方塊示意圖。
具體實施例方式
本發明有關一種保護數字視頻作品版權的方法」，是使用數字加設密碼技術和數字浮水印技術來防止MPEG-2格式的數字視頻作品被非法使用的方法，該方法為預先於該視頻作品的兩個色度矩陣中加設密碼，令該視頻作品在網際網路上發布時，可供與其搭配的播放器中播放，讓使用者只要於該播放器上輸入正確的密碼，即可播放該視頻作品的完整視覺效果，否則利用其他的播放器播放，僅能獲得部分的灰度視覺效果，如此，令使用者必須向該視頻作品的經銷商，購買特定的播放器及密碼，才能播放完整的資料，以防止盜版，同時，未購買該特定播放器、密碼者，亦可觀看該視頻作品的灰度視覺部分，以達到宣傳的效果。
在本發明中，該視頻作品的圖像亮度矩陣中，另安裝具有密碼的數字浮水印圖像(或文字)，該浮水印圖像(或文字)的內容為有關該視頻作品的版權資訊，令該浮水印圖像(或文字)加入該視頻作品中時，無法以肉眼分辨該浮水印圖像(或文字)，使盜版者難以消除其中的版權資訊，從而可保留盜版的有力證據。
在本發明中，該視頻作品中另安裝有顯性的版權資訊，以作為該視頻作品的版權第一重保護。
在本發明中，請參閱圖1所示，該視頻作品的加設密碼方法，是在MPEG-2的用戶資料欄中加入特定的版權數據12，將該版權數據12與一密碼11以密碼產生算法13進行運算，而獲得一有效密碼14，另再將一另一密碼15、一浮水印數據16及一原始圖像17以浮水印嵌入算法18進行運算，而獲得一浮水印圖像19，最後再將該有效密碼14與該浮水印圖像19以圖像加設密碼算法110進行運算，以獲得最終圖像111，即可將該最終圖像111壓縮成MPEG-2格式的數字視頻作品。此外，該另一密碼15為該視頻作品作者的機密，無需向使用者公開，僅在提取浮水印過程中使用。
在本發明中，請參閱圖2所示，該視頻作品的解除密碼方法，是將原始的版權數據12與使用者輸入的密碼11，以密碼產生算法13進行運算，而獲得一解除最終圖像111所需的有效密碼14，再利用該有效密碼14以圖像解除密碼算法2l解除最終圖像111，以獲得浮水印圖像19。如此，播放器即可播放該視頻作品的完整資料，若欲再進一步提取該視頻作品的版權資訊，以確認該視頻作品的版權，可將該視頻作品的作者所輸入的另一密碼15、浮水印數據16及原始圖像17，以浮水印提取算法22進行運算，而獲得該視頻作品的版權資訊。
在本發明中，加設密碼過程首先面對的是一系列的原始圖像，對其中每一幀的加設密碼過程是相同的。加入數字浮水印的方法很多，加設密碼者可以自行設計。
下面介紹一種向圖像中加入數字浮水印的方法。首先提取出圖像的亮度分量矩陣，數字浮水印僅加入亮度分量中。這裡以加入浮水印「Copyright2002Long」為例(浮水印長度記為1)，來介紹如何構造浮水印首先將每個字元所對應的ASCII碼各位取出，並依次排為一{0，1}序列，為了提高演算法魯棒性，需將該序列編碼為{-1，1}序列，並重複該序列m次，以得到總長度為81m的序列{ωi}；然後對圖像取DCT變換，再找出DCT係數中最大的前81m個di，接著再將浮水印通過線性運算d~i=di(1+i)]]>加入DCT係數中，其中，浮水印強度由α控制；最後進行IDCT即可得到添加浮水印的圖像。人的肉眼不能區別它和原始圖像之間的差別。得到一系列的浮水印圖像之後就可以開始對這些圖像進行資料加設密碼。
以上過程沒有提到另一密碼的加入，要加入另一密碼，可以先利用另一密碼將浮水印字串進行數字加設密碼(該過程從略)，然後再進行浮水印的構造過程。
另，為了得到有效密碼，需要將一密碼和在視頻資料流程產生時加入的作品版權數據資料進行特殊的加設密碼運算產生第三步所需的有效密碼。這一加設密碼運算可以有很多種，加設密碼者可以自行設計。
下面的例子介紹一種非常簡單的加設密碼運算。我們假定最終的有效密碼是一個8位元的二進位數字unsigned char secretch＝0；假定視頻流中的版權資料為字串為char*copyrightstr＝「Sequece+GroupOfPictures+Picture」；假定密碼字串為char*passwordstr＝「asdfghjk」；最終有效密碼的獲得可以對以上兩個字串進行如下簡單運算獲得for(i＝0；i＜strlen(copyrightstr)；i++)secretch+＝copyrightstr[i]；for(i＝0；i＜strlen(passwordstr)；i++)secretch+＝passwordstr[i]；由第二步得到有效密碼之後，利用這一密碼和第一步得到的浮水印圖像中的兩個色度矩陣進行圖像加密運算，就可以獲得最終圖像。在這一運算過程中，圖像的灰度矩陣不發生變化。本步驟的加設密碼方法也可以有很多種，加設密碼者也可以自行設計。設計時需要注意的是，圖像被加設密碼之後其資料量儘可能不要增大，其中資料的相關性儘可能不要減小，避免使後面的壓縮結果體積變大。
下面根據第二步中的例子，介紹一種非常簡單的加設密碼方法。假定圖像的兩個色度矩陣分別表示如下char Cb[m][n]＝{...}；char Cr[m][n]＝{...}；加設密碼的演算法是for(i＝0；i＜m；i++)for(j＝0；j＜n；j++)Cb[i][j]^＝secretch；for(i＝0；i＜m；i++)for(j＝0；j＜n；j++)Cr[i][j]^＝secretch；加設密碼過程的最後一步就是將第三步得到的圖像序列按照MPEG-2的標準進行壓縮，並在MPEG-2視頻格式的用戶域中加入第二步使用的版權資料。我們知道MPEG-2的視頻格式如下video_sequence{ next_start_code sequence_header if(nextbits＝＝extension_start_code){sequence_extensiondo{ extension_and_user_data(0) do{if(nextbits＝＝group_start_code){ group_of_Pictures_headerextension_and_user_data(1) } picture_header picture_coding_extension extension and user data(2) picture_data }while((nextbits＝＝picture_start_code)|| (nextb it s＝＝group_start_code)) if(nextbits！＝sequence_end_code){ sequence_header sequence_extension} }while(nextbits！＝sequence_end_code) }else{/*ISO/IEC 11172-2*/ }}其中的擴展和用戶資料extension_and_user_data(i)定義如下extension_and_user_data(i){ while((nestbits＝＝extension_start_code)||!-- SIPO DP --dp/(nestbits＝＝user_data_start_code)){ if(i ！＝1) if(nextbits＝＝extension_start_code)extension_data(i)if(nextbits＝＝user_data_start_code) user_data }}其中的user_data定義如下user_data{ user_data_start_code while(nextbits！＝『0000 0000 0000 0000 0000 0001』){ user_data } next_start_code}我們可以在其中的user_data中加入數字視頻作品的版權資訊。因為每一個picture_data之前肯定有extension_and_user_data(0)和extension_and_user_data(2)，而可能沒有extension_and_user_data(1)，所以我們可以將版權資料加入extension_and_user_data(0)和extension_and_user_data(2)中，略過extension_and_user_data(1)。
在本發明中，解除密碼過程的三個步驟也有三個核心演算法，下面分別詳細闡述。
第一、有效密碼的產生有效密碼的產生過程，與加設密碼中的敘述完全相同，此處不再重複。
第二、浮水印圖像產生當獲得有效密碼之後，執行與加設密碼浮水印圖像相反的過程，就可以得到用於播放的具備良好視覺效果的浮水印圖像。
第三、浮水印資料的提取根據數字浮水印加入方法的不同，提取數字浮水印的方法也不相同。
下面介紹與加設密碼中的加入數字浮水印的方法，及相對應的數字浮水印提取方法，首先取出浮水印圖像和原始圖像的亮度分量矩陣，分別對它們作DCT變換，找出DCT係數中最大的前8lm個 和di，然後對這些係數作與5.1.1中相反的線性運算i=(d~i/di-1)/]]>即可得到一系列{ωi}，設定一域值M，如果ωi大於M，則認為提出的為1，否則就認為提出的位-1。以浮水印「Copyright2002Long」中的字元「C」的第8位C8為例，如果提出的1的個數大於-1的個數，則認為C8＝1，否則認為C8＝0。用同樣的方法還可以提出字母C的第7、第6、...第1位，將得到的各位信息結合起來就得到了整個字元，最後將所有提出的字元結合起來就是所提出的浮水印。
上面的敘述同樣沒有包括浮水印密碼(另一密碼)如何在浮水印的提取過程中發揮作用，其作用與加設密碼中敘述的相同。此處從略。
以上所述，僅為本發明最佳具體實施例，本發明的構造特徵並不局限於此，任何熟悉本技術領域者，在本發明領域內，可輕易思及的變化或修飾，皆可涵蓋在以下本案的專利範圍內。
權利要求
1.一種保護數字視頻作品版權的方法，預先於該視頻作品的兩個色度矩陣中加設密碼，令該視頻作品在網際網路上發布時，可供與其搭配的播放器中播放，讓使用者只要於該播放器上輸入正確的密碼，即可播放該視頻作品的完整視覺效果，否則利用其他的播放器播放，僅能獲得部分的灰度視覺效果。
2.如權利要求1所述折保護數字視頻作品版權的方法，其特徵在於，該視頻作品的圖像亮度矩陣中，另安裝具有密碼的數字浮水印圖像或文字，該浮水印圖像或文字的內容為有關該視頻作品的版權資訊，令該浮水印圖像或文字加入該視頻作品中時，無法以肉眼分辨該浮水印圖像或文字，使盜版者難以消除其中的版權資訊，從而可保留盜版的有力證據。
3.如權利要求1所述的保護數字視頻作品版權的方法，其特徵在於，該視頻作品中另安裝有顯性的版權資訊，以作為該視頻作品的版權第一重保護。
全文摘要
本發明提供一種保護數字視頻作品版權的方法，是預先在該視頻作品的兩個色度矩陣中加設密碼，令該視頻作品在網際網路上發布時，可供與其搭配的播放器中播放，令使用者只要在該播放器上輸入正確的密碼，即可播放該視頻作品的完整視覺效果，否則利用其他的播放器播放，僅能獲得部分的灰度視覺效果，如此，令使用者必須向該視頻作品的經銷商，購買特定的播放器及密碼，才能播放完整的資料，以防止盜版，同時，未購買該特定播放器、密碼者，亦可觀看該視頻作品的灰度視覺部分，以實現宣傳的效果。
文檔編號H04N7/167GK1505400SQ02150829
公開日2004年6月16日 申請日期2002年11月29日 優先權日2002年11月29日
發明者塗劍鋒, 何代水, 蔡世光, 劉永康 申請人:英華達(上海)電子有限公司