專(zhuān)利名稱(chēng)：基于塊加水印的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)有效負(fù)載(payload)數(shù)據(jù)的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置和方法，其中所述有效負(fù)載數(shù)據(jù)已經(jīng)通過(guò)把圖像幀與二維水印圖案相結(jié)合而生成了。本發(fā)明還涉及一種可操作地通過(guò)把有效負(fù)載數(shù)據(jù)與圖像拷貝相結(jié)合的方式來(lái)形成加水印的圖像的編碼數(shù)據(jù)處理裝置和方法。
背景技術(shù)：
通常，用于將數(shù)據(jù)嵌入到材料中達(dá)到嵌入的數(shù)據(jù)在材料中易覺(jué)察或者難以覺(jué)察的效果的技術(shù)被稱(chēng)為加水印。代碼字被用于材料項(xiàng)的版本中以便標(biāo)識(shí)材料項(xiàng)的版本或者運(yùn)送由代碼字所表示的數(shù)據(jù)。因此，在一些應(yīng)用中，加水印可提供一種用于標(biāo)識(shí)材料的具體版本的手段。
將信息嵌入到材料中以便標(biāo)識(shí)材料的特殊版本的過(guò)程被稱(chēng)為加指紋(finger printing)。標(biāo)識(shí)材料的代碼字盡可能地以使代碼字在材料中難以覺(jué)察的方式與材料結(jié)合。因而，如果以與材料的所有者、銷(xiāo)售者或者其他權(quán)利持有者的希望不一致的方式來(lái)拷貝或者使用材料，那么可以從代碼字識(shí)別材料版本并采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。
為了檢測(cè)加標(biāo)記的材料項(xiàng)的代碼字，公知的方式是從加標(biāo)記的材料項(xiàng)中恢復(fù)對(duì)代碼字的估算，并通過(guò)將代碼字的可能集合中每一個(gè)與所估算的代碼字相關(guān)的方式來(lái)識(shí)別代碼字。通過(guò)將相關(guān)結(jié)果與預(yù)先確定的閾值進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)代碼字。如果相關(guān)性結(jié)果超出閾值，那么則認(rèn)為已經(jīng)檢測(cè)到生成該相關(guān)性結(jié)果的那個(gè)集合的代碼字。一般地，為了從加標(biāo)記的材料恢復(fù)的估算的代碼字，從可疑加標(biāo)記的材料項(xiàng)中減去材料項(xiàng)的原始版本的拷貝。然而，未必總能在檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置中再現(xiàn)圖像的原始拷貝(original copy)。
在對(duì)電影加指紋的應(yīng)用中，在電影屏幕上顯示電影圖像的加水印拷貝。如果例如利用手持?jǐn)z像機(jī)來(lái)拷貝電影影片以生成盜版拷貝(pirate copy)，那么可以通過(guò)檢測(cè)還將存在于盜版拷貝中的代碼字的方式來(lái)識(shí)別盜版拷貝。一般地，作為拷貝的結(jié)果或者在盜版拷貝上執(zhí)行處理的結(jié)果，電影的盜版拷貝可能受到一些失真。例如，作為相對(duì)于電影屏幕而生成拷貝的攝像機(jī)角度的結(jié)果，原始圖像可能失真。如果加標(biāo)記的圖像在盜版拷貝中失真，那么會(huì)降低正確地檢測(cè)存在于圖像中的代碼字的可能性。因此，公知的方式是相對(duì)于圖像的原始拷貝來(lái)對(duì)準(zhǔn)加標(biāo)記的圖像，以便當(dāng)從已對(duì)準(zhǔn)的加標(biāo)記的拷貝中減去原始拷貝時(shí)，使在加標(biāo)記的圖像中存在的代碼字將接近于代碼字的原始形式。借此降低不能檢測(cè)到存在于加標(biāo)記的圖像中的代碼字的可能性(假陰性檢測(cè)概率)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于從加水印的圖像中檢測(cè)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置，所述加水印的圖像已經(jīng)通過(guò)將圖像幀與二維水印圖案組合的方式而生成了。水印圖案包括多個(gè)區(qū)域，水印圖案的每個(gè)區(qū)域與有效負(fù)載數(shù)據(jù)字的符號(hào)之一相關(guān)聯(lián)。水印圖案的每個(gè)區(qū)域包括選自一個(gè)預(yù)先確定的可能的水印塊集合的二維水印塊，以表示與那個(gè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的有效負(fù)載數(shù)據(jù)符號(hào)的值。所述裝置包括塊匹配先驗(yàn)概率計(jì)算器，其可操作用于將加水印的圖像幀的每個(gè)區(qū)域與來(lái)自加水印的塊的集合的每個(gè)加水印的塊相關(guān)，以便為每個(gè)區(qū)域形成概率表面集合。每個(gè)概率表面為每個(gè)可能的水印塊提供概率向量的二維分布，表示水印塊存在于由那個(gè)失真向量所標(biāo)識(shí)的位置的概率。所述檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置包括有效負(fù)載概率計(jì)算器，其可操作用于將每個(gè)區(qū)域的失真概率值與每個(gè)可能存在于該區(qū)域中的水印塊的每個(gè)塊匹配概率表面組合。有效負(fù)載概率計(jì)算器為每個(gè)區(qū)域的有效負(fù)載符號(hào)的每個(gè)可能值形成那個(gè)區(qū)域包括那個(gè)符號(hào)值的概率值。有效負(fù)載概率計(jì)算器根據(jù)來(lái)自水印幀中每個(gè)區(qū)域的每個(gè)符號(hào)值的概率值，形成一個(gè)有效負(fù)載概率值集合，所述有效負(fù)載概率值表示每個(gè)有效負(fù)載符號(hào)的每個(gè)可能符號(hào)值的概率，從其根據(jù)所述有效負(fù)載概率值能夠生成對(duì)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的估算。
根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置為每個(gè)符號(hào)確定有效負(fù)載數(shù)據(jù)符號(hào)的每個(gè)可能值的概率值，其容納圖像的失真向量概率。通過(guò)確定有效負(fù)載數(shù)據(jù)字中每個(gè)符號(hào)的每個(gè)可能符號(hào)值的概率值，以及將該概率保存在檢測(cè)數(shù)據(jù)處理器的輸出中，能實(shí)現(xiàn)改善正確恢復(fù)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的可能性的優(yōu)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)例中，有效負(fù)載數(shù)據(jù)被糾錯(cuò)編碼，所述檢測(cè)數(shù)據(jù)處理器包括糾錯(cuò)解碼器，其能夠使用軟判定解碼算法，該算法用于改善正確恢復(fù)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的可能性。這是因?yàn)槊總€(gè)符號(hào)的每個(gè)有效負(fù)載數(shù)據(jù)符號(hào)值的概率值可被用作軟判定以進(jìn)行軟解碼算法內(nèi)的處理。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置將空間失真向量與存在于每個(gè)符號(hào)的有效負(fù)載數(shù)據(jù)內(nèi)的每個(gè)符號(hào)值的概率計(jì)算相結(jié)合。為此，水印圖像幀是利用具有多個(gè)區(qū)域的水印圖案形成的。每個(gè)區(qū)域被分配給有效負(fù)載數(shù)據(jù)字內(nèi)的一個(gè)符號(hào)。有效負(fù)載數(shù)據(jù)字中的每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的值由水印塊集合之一表示，該集合中的每個(gè)塊表示有效負(fù)載符號(hào)的可能值之一。因此，根據(jù)那個(gè)區(qū)域在有效負(fù)載數(shù)據(jù)字中表示的符號(hào)值而為水印幀的每個(gè)區(qū)域選擇水印塊。對(duì)于可能存在于那個(gè)水印區(qū)域中的每個(gè)可能水印塊，解碼器中的塊匹配概率計(jì)算器用于生成提供失真向量的二維分布的概率表面。通過(guò)將區(qū)域的每個(gè)可能水印塊的每個(gè)概率表面與為那個(gè)區(qū)域計(jì)算的失真向量概率相結(jié)合，就產(chǎn)生所述區(qū)域的每個(gè)可能符號(hào)值的概率值，其與有效負(fù)載數(shù)據(jù)中的位置相對(duì)應(yīng)。因而，失真向量概率已經(jīng)被包括到可能符號(hào)值的計(jì)算中，因此利用了與檢測(cè)有效負(fù)載數(shù)據(jù)符號(hào)相關(guān)聯(lián)的所有信息，借此提高了正確檢測(cè)符號(hào)的可能性。
如在上面以及在下面的說(shuō)明書(shū)中所提到的那樣，塊匹配先驗(yàn)概率計(jì)算器將加水印圖像幀的每個(gè)區(qū)域與來(lái)自水印塊集合的每個(gè)水印塊相關(guān)，從而為每個(gè)區(qū)域形成概率表面集合。參照塊匹配先驗(yàn)概率計(jì)算器的操作而使用的術(shù)語(yǔ)“相關(guān)”用來(lái)指代這樣的過(guò)程，即其中概率表面從局部概率值(或者它們的導(dǎo)數(shù)的近似值)和水印塊形成。概率表面中的值是根據(jù)圖像區(qū)域中像素的所有概率的乘積而計(jì)算的，所述圖像區(qū)域載有由水印塊內(nèi)的相應(yīng)位置指示的尺寸和符號(hào)的水印樣本。通過(guò)求取概率值的對(duì)數(shù)(或者，更準(zhǔn)確地說(shuō)，其導(dǎo)數(shù)的對(duì)數(shù))以及執(zhí)行與水印塊的交叉相互(或者過(guò)濾)，能夠同時(shí)對(duì)所有失真向量(概率表面中的位置)高效實(shí)現(xiàn)該操作。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種可操作用于通過(guò)將有效負(fù)載數(shù)據(jù)與圖像拷貝相結(jié)合的方式來(lái)形成加水印圖像的編碼數(shù)據(jù)處理器。所述編碼數(shù)據(jù)處理器包括水印塊生成器，其可操作用于生成二維水印塊集合的每一個(gè)的系數(shù)，每個(gè)水印塊表示有效負(fù)載數(shù)據(jù)字符號(hào)的多個(gè)可能值之一。水印幀圖案形成器，可操作用于形成包括多個(gè)區(qū)域的水印幀，每個(gè)區(qū)域與有效負(fù)載數(shù)據(jù)中的符號(hào)之一相關(guān)聯(lián)。水印幀形成器可操作用于依照與區(qū)域相關(guān)聯(lián)的有效負(fù)載符號(hào)的符號(hào)值從水印塊集合中選擇一個(gè)水印塊以形成水印幀圖案。幀形成器將水印幀圖案與圖像幀的拷貝結(jié)合以形成加水印圖像幀。
本發(fā)明的各種其他方面和特征將在所附權(quán)利要求中定義。這些方面包括一種用于檢測(cè)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的方法和一種用于形成加水印圖像的方法。


現(xiàn)在將參照附圖僅以舉例說(shuō)明的方式來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其中相同的部件具有對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記，并且在附圖中圖1是用于將圖像與代碼字結(jié)合的編碼裝置的示意框圖；圖2是成為圖1所示的裝置的一部分的逆向變換處理器的示意框圖；圖3是圖1所示的編碼數(shù)據(jù)處理器的操作的示意圖；圖4是部分示意說(shuō)明了圖1中所出現(xiàn)的水印代碼字生成器的操作的部分示意框圖；圖5是對(duì)具有已經(jīng)失真的圖像水印版本的原始圖像的實(shí)例說(shuō)明，并且失真應(yīng)該被從該原始圖像中移除以檢測(cè)存在于加標(biāo)記的圖像中的代碼字；圖6是檢測(cè)數(shù)據(jù)處理器的示意框圖，所述檢測(cè)數(shù)據(jù)處理器被安排用于檢測(cè)由水印圖像傳達(dá)的有效負(fù)載數(shù)據(jù)；圖7是在圖6中出現(xiàn)的盲對(duì)準(zhǔn)解碼器(blind alignment decoder)的示意框圖，所述盲對(duì)準(zhǔn)解碼器可操作用于計(jì)算失真概率向量和幀同步；圖8是在圖7中出現(xiàn)的塊匹配計(jì)算器(block match calculator)的操作的示意圖；圖9是在圖7中出現(xiàn)的失真概率計(jì)算器(distortion probabilitycalculator)的操作的示意圖；圖10是圖7中出現(xiàn)的塊先驗(yàn)概率計(jì)算器(block prior probabilitycalculator)的操作的示意圖；圖11是圖7中出現(xiàn)的塊非本征概率計(jì)算器(block extrinsicprobability calculator)的操作的示意圖；圖12是圖7中出現(xiàn)的幀編號(hào)非本征計(jì)算器(frame numberextrinsic calculator)的操作的示意圖；圖13是圖7中出現(xiàn)的幀后驗(yàn)概率計(jì)算器(frame posterioriprobability calculator)的操作的示意圖；圖14是圖7中出現(xiàn)的下一幀空間阿爾法計(jì)算器(next frame spatialalpha calculator)的操作的示意圖；圖15是圖7中出現(xiàn)的空間先驗(yàn)概率計(jì)算器(spatial priorprobabilities calculator)的操作的示意圖；圖16是圖7中出現(xiàn)的馬爾可夫失真處理器(markov distortionprocessor)的操作的示意圖；圖17是圖6中出現(xiàn)的塊匹配先驗(yàn)概率計(jì)算器(block match priorprobabilities calculator)的操作的示意圖；圖18是圖6中出現(xiàn)的空間后驗(yàn)概率計(jì)算器(spatial posterioriprobabilities calculator)的操作的示意圖；圖19示意地圖示了一種根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的用于檢測(cè)所接收?qǐng)D像中的水印的方法；圖20是如圖16所示的前向概率估算器(forward probabilityestimator)的示意框圖；圖21是如圖16所示的后向概率估算器(backward probabilityestimator)的示意框圖；以及具體實(shí)施方式
水印編碼器圖1顯示了一種編碼數(shù)據(jù)處理裝置，其可操作用于通過(guò)將水印代碼字與圖像相結(jié)合的方式來(lái)生成加水印的圖像。圖1所示的編碼數(shù)據(jù)處理裝置用于將代碼字與圖像相結(jié)合以在原始圖像的基帶域中形成加標(biāo)記的拷貝。在圖1中，圖像I是由源1生成的，并被饋送到編碼器2，所述編碼器2用于組合由數(shù)據(jù)字生成器4生成的有效負(fù)載數(shù)據(jù)字P以便在編碼器2的輸出形成圖像I的加標(biāo)記的拷貝W。圖1所示的編碼器2包括代碼字生成器6，所述代碼字生成器6把代碼字系數(shù)排列成與該圖像的變換域表示相對(duì)應(yīng)的形式。然后由感知分析器8依照該圖像的相對(duì)能力來(lái)生成加權(quán)因數(shù)，從而以利用最大強(qiáng)度、同時(shí)使當(dāng)被加到圖像I時(shí)可察覺(jué)代碼字的風(fēng)險(xiǎn)率最小化的方式來(lái)攜帶代碼字系數(shù)。加權(quán)因數(shù)被強(qiáng)度適配器10接收，并且與代碼字系數(shù)相結(jié)合以形成加權(quán)代碼字系數(shù)。然后，由逆向變換處理器12將加權(quán)代碼字系數(shù)變換到基帶域中，所述逆向變換處理器12對(duì)代碼字執(zhí)行逆向變換。然后利用組合器14將基帶域代碼字與基帶域圖像相結(jié)合以形成圖像的加標(biāo)記拷貝W。
在下面的說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“樣本”用于指代組成圖像的離散樣本。樣本可以是圖像的亮度樣本，其另外是由圖像像素產(chǎn)生的。因此，在適當(dāng)?shù)牡胤?，術(shù)語(yǔ)樣本和像素是可互換的。
在利用本技術(shù)的一些實(shí)施方式中，代碼字的變換域表示可以包括離散余弦變換(Discrete Cosine Transform，DCT)、傅里葉變換(FourierTransform)或者離散小波變換(Discrete Wavelet Transform)。例如，可以在DCT域中形成代碼字，從而逆向變換處理器12可用于在空間和/或時(shí)間地向上取樣以前對(duì)代碼字系數(shù)執(zhí)行逆向DCT。因此，代碼字可以更均勻地散布在圖像的整個(gè)頻帶中。
根據(jù)一個(gè)實(shí)例，變換域表示包括相對(duì)于基帶域圖像采樣率的時(shí)間和/或空間地向下采樣表示的任何一個(gè)。因此，代碼字被設(shè)置成下述形式或者就好像代碼字采用下述形式一樣來(lái)對(duì)待，即代碼字已經(jīng)被相對(duì)于基帶版本而空間和/或時(shí)間地向下采樣了。因而逆向變換處理器被設(shè)置成時(shí)間和/或空間地向上采樣代碼字系數(shù)以形成代碼字的基帶版本，在所述形式中代碼字與基帶圖像I相結(jié)合以形成圖像的標(biāo)記拷貝W。
在圖2中更詳細(xì)地顯示了逆向變換處理器12的實(shí)例。如圖2所示，逆向變換處理器12包括逆向DCT變換器20，其將向下采樣代碼字形成到DCT域圖像時(shí)對(duì)向下采樣的代碼字執(zhí)行逆向DCT。向上采樣處理器22然后可操作用于空間和/或時(shí)間地向上采樣代碼字以提供與基帶域圖像的采樣率相當(dāng)?shù)牟蓸勇省?br> 根據(jù)本技術(shù)，水印代碼字以水印圖案的形式生成，并與形成水印圖像的視頻源的每個(gè)幀相結(jié)合。水印圖案被形成為二維塊的組合，每個(gè)塊被添加到圖像區(qū)的對(duì)應(yīng)尺寸區(qū)域中。在圖3中舉例說(shuō)明了一個(gè)實(shí)例。
在圖3中，一系列的三個(gè)圖像幀I1、I2、I3中的每一個(gè)被舉例說(shuō)明為包括圖像場(chǎng)景的特定內(nèi)容。在展開(kāi)形式23中顯示了圖像幀內(nèi)較小的矩形區(qū)WM_FRM。對(duì)當(dāng)前實(shí)例而言，水印圖像幀WM_FRM包括通過(guò)均分水印圖像幀WM_FRM的方式形成的九個(gè)同樣尺寸的部分。遍及整個(gè)圖像幀添加水印代碼字。如果作為裁剪的結(jié)果丟失了部分幀，那么可能需要更多的幀來(lái)解碼有效負(fù)載。
根據(jù)本技術(shù)，生成相應(yīng)尺寸的塊，并將其與水印圖像幀的每個(gè)區(qū)域相結(jié)合以達(dá)到所述塊的尺寸與區(qū)域的尺寸相對(duì)應(yīng)的效果。如參照?qǐng)D4將解釋的那樣，本技術(shù)使用被重疊的兩個(gè)水印。也就是說(shuō)，第一代碼字CW_1的水印塊與每個(gè)區(qū)域相結(jié)合，并且來(lái)自第二代碼字CW_2的水印塊與相同區(qū)域相結(jié)合。如將解釋的那樣，提供了塊的第一代碼字CW_1圖案，以便執(zhí)行對(duì)所接收的加水印圖像的盲對(duì)準(zhǔn)，而第二代碼字用來(lái)運(yùn)送有效負(fù)載數(shù)據(jù)。在圖4中更詳細(xì)地顯示了水印生成器6。
在圖4的下半部分24舉例說(shuō)明了用于生成第一水印幀的水印生成器，而圖4的上半部分25則舉例說(shuō)明了生成第二水印圖案的水印生成器6的一部分。生成稱(chēng)為有效負(fù)載水印的第一水印以表示由水印圖像運(yùn)送的有效負(fù)載數(shù)據(jù)。第二水印圖案被用于檢測(cè)失真并標(biāo)識(shí)視頻圖像序列內(nèi)的幀編號(hào)，以便在不要求圖像序列原始版本的情況下就可以對(duì)準(zhǔn)加水印的圖像序列。
在圖4中，第一塊生成器26用于提供一系列水印塊，所述水印塊提供代碼字系數(shù)的二維排列。如圖4所圖示的那樣，對(duì)當(dāng)前實(shí)例而言，塊生成器6生成預(yù)先定義組的四個(gè)塊，其每個(gè)都提供水印代碼字系數(shù)的二維排列。如上所述，該水印允許水印圖像的對(duì)準(zhǔn)和幀同步。在代碼字生成器6內(nèi)，提供密鑰序列生成器28，所述密鑰序列生成器28利用密鑰在對(duì)應(yīng)于由塊生成器26所生成的不同水印代碼字塊編號(hào)的預(yù)先確定編號(hào)范圍內(nèi)生成一個(gè)長(zhǎng)的索引數(shù)序列。每個(gè)長(zhǎng)密鑰序列29的塊編號(hào)被加擾器30(scrambler)所加擾，結(jié)果根據(jù)預(yù)先確定加擾代碼來(lái)重新排列用于形成幀之一的水印圖案的每個(gè)塊編號(hào)。加擾的密鑰序列然后被提供給水印圖案形成器31，其利用在長(zhǎng)密鑰序列內(nèi)提供的、用以選擇四個(gè)水印WM_BLK之一的索引數(shù)來(lái)形成每個(gè)圖像幀的水印圖案。因此如在圖4中所圖示的那樣，水印圖案生成器形成水印圖案WM_PAT。水印圖案形成器31還接收標(biāo)識(shí)各個(gè)幀的幀編號(hào)，水印圖案WM_PAT中的特定一個(gè)被添加到所述幀。長(zhǎng)密鑰序列的長(zhǎng)度可以是這樣的，使得在序列重復(fù)以前為每個(gè)預(yù)先確定幀序列生成不同的水印圖案。
在一些實(shí)施方式中，因?yàn)閳D案不具有時(shí)間周期，所以水印圖案可以是非周性的。這是利用許多秘密加密的跳轉(zhuǎn)進(jìn)行的。例如，如果在解碼器中解碼器判斷最可能的當(dāng)前幀編號(hào)是527，那么下一幀是528的機(jī)會(huì)為50％，下一幀是35的機(jī)會(huì)為50％。結(jié)果，對(duì)攻擊者而言更加難以正確地估算幀編號(hào)。
根據(jù)本技術(shù)，水印圖案WM_PAT是通過(guò)在加擾以前循環(huán)地將參考圖案從一個(gè)幀移動(dòng)到下一個(gè)幀形成的。這可以是作為周期的步驟或者作為周期的加密跳轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的，所述周期提供將圖案從一個(gè)幀移動(dòng)到下一個(gè)幀的循環(huán)的加密數(shù)。
圖4的下面部分24中所舉例說(shuō)明的水印有效負(fù)載生成器包括數(shù)據(jù)字生成器32，其生成由水印圖像序列所運(yùn)送的有效負(fù)載數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)字被相應(yīng)的加擾器34利用第二加擾代碼加擾以加擾編碼數(shù)據(jù)字的位以前，由編碼器33對(duì)數(shù)據(jù)字執(zhí)行糾錯(cuò)編碼。有效負(fù)載塊生成器35生成兩個(gè)二維有效負(fù)載塊PAY_BLK之一，所述二維有效負(fù)載塊PAY_BLK包括要被添加到加水印幀WO_FRM的區(qū)域之一中的代碼字系數(shù)。有效負(fù)載水印塊之一表示為一(+1)，從水印代碼字系數(shù)的逆形成的另一個(gè)有效負(fù)載水印塊將表示編碼有效負(fù)載代碼字內(nèi)的負(fù)一(-1)或者零。
加擾和糾錯(cuò)編碼的代碼字由有效負(fù)載塊形成器36接收，用于選擇值為零的負(fù)一塊(-1)和值為一的正一塊(+1)。因此將編碼有效負(fù)載數(shù)據(jù)字內(nèi)的每個(gè)位分配給每個(gè)水印圖像幀的區(qū)域之一。有效負(fù)載塊形成器36可操作用于根據(jù)在編碼代碼字中存在0還是1而選擇對(duì)應(yīng)的有效負(fù)載水印塊。因此為每個(gè)圖像幀形成有效負(fù)載圖案PAY_PAT。
有效負(fù)載水印圖案也是水印圖案，不過(guò)這將被稱(chēng)為有效負(fù)載代碼字或者有效負(fù)載水印圖案，以便將其與用于依照不久將描述的盲對(duì)準(zhǔn)方法和裝置而檢測(cè)失真和幀編號(hào)的水印圖案相區(qū)分開(kāi)。最后，如在圖4中所圖示的那樣，由水印圖案形成器31形成的水印圖案連同來(lái)自有效負(fù)載塊形成器36的水印圖案一起被提供給組合器37。兩個(gè)水印代碼字被結(jié)合在一起以在輸出導(dǎo)體6.1上產(chǎn)生二維水印圖案形式的每幀的合成水印代碼字。如圖3中所圖示的那樣，水印圖案與將被加水印的視頻序列圖像相結(jié)合。
圖5提供了用于舉例說(shuō)明要求改善檢測(cè)裝置以檢測(cè)水印圖像W’中的代碼字的技術(shù)問(wèn)題的實(shí)例。如圖5所示，水印圖像W是通過(guò)將水印代碼字X同原始圖像I的拷貝相結(jié)合的方式形成的。在意在毀壞水印系統(tǒng)的攻擊者有意為之的情況下或者每當(dāng)獲得水印圖像時(shí)，在水印圖像中要施加失真。結(jié)果形成了水印圖像W’的失真版本，從中必須檢測(cè)嵌入到圖像中的代碼字以便識(shí)別水印圖像。
檢測(cè)處理器根據(jù)本技術(shù)，不利用原始圖像的拷貝就可以從由圖3舉例說(shuō)明的編碼器產(chǎn)生的水印圖像中恢復(fù)有效負(fù)載數(shù)據(jù)。也就是執(zhí)行所謂的盲對(duì)準(zhǔn)過(guò)程，其中處理原始水印圖像以識(shí)別水印圖像內(nèi)的任何失真以及識(shí)別編碼圖像的每個(gè)對(duì)應(yīng)原始幀編號(hào)，從而可以恢復(fù)有效負(fù)載數(shù)據(jù)。圖6提供了檢測(cè)裝置的實(shí)例，其可以根據(jù)本技術(shù)來(lái)使用。
在圖6中由盲對(duì)準(zhǔn)解碼器38接收水印圖像序列，所述盲對(duì)準(zhǔn)解碼器38可操作用于為圖3所示的水印幀區(qū)W_FRM內(nèi)的每個(gè)區(qū)域計(jì)算那個(gè)區(qū)域的每個(gè)圖像的可能失真矢量的概率分布，其構(gòu)成空間后驗(yàn)概率(spatial posteriori probabilities)。盡管可以為每個(gè)區(qū)域都計(jì)算最可能的失真向量，但是在本技術(shù)的某些實(shí)例中，不選擇最可能失真向量，而是保存可能失真向量的概率分布以提供‘軟判定’信息。盲對(duì)準(zhǔn)解碼器38使用第一水印圖案(對(duì)準(zhǔn)水印)來(lái)計(jì)算空間后驗(yàn)概率以及確定幀同步?？臻g后驗(yàn)概率被通過(guò)通道39提供給有效負(fù)載概率計(jì)算器40。有效負(fù)載概率計(jì)算器40還接收每幀的每個(gè)區(qū)域的該區(qū)域包括正水印塊的概率表面和該區(qū)域包括負(fù)水印塊的概率表面。為了從該區(qū)域包括正水印塊或者負(fù)水印塊的概率表面獲得標(biāo)量概率值，空間變量被邊緣化(marginalise)。有效負(fù)載概率計(jì)算器40然后根據(jù)在編碼器中使用的加擾代碼來(lái)解擾與每個(gè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的概率值，從而形成糾錯(cuò)編碼數(shù)據(jù)字，其每個(gè)位被表示成位是一的概率值和位是零的概率值。這些有效負(fù)載概率值被提供給軟判定解碼器42以執(zhí)行軟判定糾錯(cuò)解碼，從而以能夠正確恢復(fù)加水印視頻圖像所表示的有效負(fù)載數(shù)據(jù)的增加的可能性來(lái)恢復(fù)有效負(fù)載數(shù)據(jù)。
如圖6中所圖示的那樣，塊匹配先驗(yàn)概率計(jì)算器43接收有效負(fù)載水印塊PAY_BLK的再現(xiàn)版本。如不久將解釋的那樣，塊匹配先驗(yàn)概率計(jì)算器43能夠相對(duì)于加水印圖像內(nèi)的相應(yīng)區(qū)域而使每個(gè)不同的水印有效負(fù)載塊PAY_BLK相關(guān)，從而生成正負(fù)有效負(fù)載塊的可能性的概率表面。
盲對(duì)準(zhǔn)解碼器38使用兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器45、46來(lái)存儲(chǔ)空間阿爾法概率和下一幀的空間阿爾法概率，以及使用兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器47、48來(lái)存儲(chǔ)幀編號(hào)先驗(yàn)概率和下一幀編號(hào)先驗(yàn)概率。
下面將參照?qǐng)D7解釋數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作和用途，其中圖7提供并解釋了盲對(duì)準(zhǔn)解碼器38的操作。
在圖7中，加水印圖像幀被塊匹配先驗(yàn)概率計(jì)算器50經(jīng)由局部概率計(jì)算功能100所接收。局部概率計(jì)算功能用來(lái)生成檢測(cè)加水印圖像的區(qū)域的可能性。將在附錄1中更詳細(xì)地解釋局部概率計(jì)算器的操作。
在圖8中舉例說(shuō)明了塊匹配先驗(yàn)概率計(jì)算器50的操作。如圖8所示，加水印圖像幀的每個(gè)區(qū)域與對(duì)準(zhǔn)水印的每個(gè)不同加水印塊相關(guān)，所述不同加水印塊被再現(xiàn)在塊匹配先驗(yàn)概率計(jì)算器50內(nèi)。圖8提供了處理加水印圖像的效果的概念說(shuō)明。如由箭頭50.1所指的那樣，在由編碼器向其中添加加水印代碼字塊的區(qū)域周?chē)膮^(qū)域內(nèi)計(jì)算四個(gè)加水印對(duì)準(zhǔn)塊值中的每一個(gè)。作為相關(guān)的結(jié)果，為已經(jīng)能夠被加到那個(gè)區(qū)域中的每個(gè)可能水印塊形成概率表面。概率表面提供由該相關(guān)標(biāo)識(shí)的失真向量的二維分布。為每個(gè)區(qū)域執(zhí)行每一個(gè)可能水印塊的相關(guān)，以便為每個(gè)區(qū)域的四個(gè)可能塊的每一個(gè)都提供表示存在可能的加水印塊之一的可能性的概率表面。
術(shù)語(yǔ)相關(guān)用來(lái)指代這樣的過(guò)程，其中概率表面從局部概率值(或者其導(dǎo)數(shù)近似值)和水印塊形成。概率表面的值是通過(guò)在圖像區(qū)域內(nèi)像素的所有概率的積而計(jì)算的，所述圖像區(qū)域攜帶由水印塊內(nèi)相應(yīng)位置指示的尺寸和符號(hào)的水印樣本。通過(guò)取概率值的對(duì)數(shù)(或者，更準(zhǔn)確地，導(dǎo)數(shù)的對(duì)數(shù))以及執(zhí)行與水印塊的交叉相關(guān)(或者過(guò)濾)，能夠同時(shí)為所有失真向量(概率表面中的位置)高效執(zhí)行該操作。
為每個(gè)區(qū)域的每個(gè)可能加水印圖象塊而提供的概率表面被經(jīng)由通道56提供給塊概率組合器76。如不久將解釋的那樣，塊概率組合器76用于通過(guò)下述操作來(lái)邊緣化塊編號(hào)變量，即，將每個(gè)概率表面乘以相應(yīng)塊先驗(yàn)概率以及把每個(gè)區(qū)域的所有概率表面相加以得出每個(gè)區(qū)域一個(gè)表面。因此每個(gè)區(qū)域的每個(gè)可能水印塊類(lèi)型的每一概率表面被有效地壓縮以形成表示那個(gè)圖像幀的空間失真概率估計(jì)的單一概率表面。圖9中舉例說(shuō)明了失真概率計(jì)算器76的操作。
如圖9中所圖示的那樣，失真概率計(jì)算器76在輸入通道64上接收塊先驗(yàn)概率，其用來(lái)為水印圖像幀的每個(gè)區(qū)域生成單獨(dú)的概率表面。不久將參照?qǐng)D10解釋塊先驗(yàn)概率的生成。然而，如圖9所示，由塊匹配相關(guān)器50提供的概率表面乘以每一個(gè)塊先驗(yàn)概率，其中為加水印圖像幀的每個(gè)區(qū)域都提供塊先驗(yàn)概率。如圖9所示，對(duì)每個(gè)區(qū)域的四個(gè)概率表面的每一個(gè)而言，形成與對(duì)應(yīng)區(qū)域的對(duì)應(yīng)塊先驗(yàn)概率的點(diǎn)積的效果是形成單獨(dú)的概率表面76.1。結(jié)果，為提供幀空間先驗(yàn)概率76.2的每個(gè)區(qū)域把概率表面結(jié)合，其中為每個(gè)區(qū)域提供一個(gè)概率表面的幀空間先驗(yàn)概率在導(dǎo)體70上輸出?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D10解釋圖7所示的塊先驗(yàn)概率計(jì)算器54的操作，所述圖10提供了對(duì)塊先驗(yàn)概率計(jì)算器54的操作的概念說(shuō)明性的流程圖。
如圖7所示，塊先驗(yàn)概率計(jì)算器54從通道66接收來(lái)自幀編號(hào)先驗(yàn)存儲(chǔ)器47的幀編號(hào)先驗(yàn)概率估算。幀編號(hào)先驗(yàn)概率是對(duì)幀可能序列中的每個(gè)幀都是正被處理的當(dāng)前幀的累計(jì)估算。如圖10所示，為了生成塊先驗(yàn)概率，密鑰序列生成器54.1重新生成能夠形成水印幀的長(zhǎng)密鑰序列。長(zhǎng)密鑰序列是幀0的解擾的基準(zhǔn)序列，對(duì)于幀0還沒(méi)有做過(guò)任何的循環(huán)移動(dòng)。密鑰序列再生器54.1還接收曾用于在編碼器中生成長(zhǎng)密鑰序列以使得解碼器中的基準(zhǔn)序列與編碼器中的序列相同的密鑰。因此，長(zhǎng)密鑰序列54.2被提供給幀水印再生器54.3。
幀水印生成器54.3還接收水印塊集合中的每個(gè)水印塊、密鑰序列和水印塊。為了根據(jù)幀先驗(yàn)來(lái)計(jì)算塊先驗(yàn)，該解碼器不需要每個(gè)塊的實(shí)際水印圖案。水印圖案是通過(guò)根據(jù)在密鑰序列內(nèi)提供的索引選擇塊的方式而形成的，借此再現(xiàn)幀序列中每一個(gè)幀的水印幀圖案。該解碼器因此使用幀先驗(yàn)和加密基準(zhǔn)序列。
此時(shí)，該解碼器不知道當(dāng)前幀與幀序列中的哪個(gè)幀相對(duì)應(yīng)。然而，該解碼器保存對(duì)下述概率的運(yùn)行估算，其中所述概率為當(dāng)前幀是保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器47內(nèi)的幀編號(hào)先驗(yàn)概率的那個(gè)序列內(nèi)的幀。這些經(jīng)由通道66被傳送給塊先驗(yàn)概率計(jì)算器54。幀編號(hào)先驗(yàn)概率然后被傳送給卷積處理器54.6的第二輸入，所述卷積處理器54.6還接收加水印幀圖案54.5。卷積處理器54.6然后根據(jù)所解擾的基準(zhǔn)序列和幀先驗(yàn)概率來(lái)形成塊先驗(yàn)概率。
塊先驗(yàn)概率包括當(dāng)前幀內(nèi)的每個(gè)區(qū)域的水印塊集合中的每一可能水印塊均存在于那個(gè)區(qū)域內(nèi)的概率。因此如對(duì)當(dāng)前水印幀54.7的說(shuō)明所示，每個(gè)區(qū)域包括概率Pab(n)，其中a是行索引，b是列索引，n是可能水印塊的索引(從1到4)。
在圖10的底部說(shuō)明了根據(jù)密鑰序列54.2和幀編號(hào)先驗(yàn)概率計(jì)算塊先驗(yàn)概率的有效方法。這是通過(guò)把幀編號(hào)先驗(yàn)概率與基準(zhǔn)掩碼54.9進(jìn)行卷積的方式執(zhí)行的，基準(zhǔn)掩碼54.9表示特定水印塊在每個(gè)重新生成的水印幀圖案內(nèi)的存在或者不存在。通過(guò)把基準(zhǔn)掩碼54.9與幀編號(hào)先驗(yàn)概率進(jìn)行卷積的方式可以高效地計(jì)算塊先驗(yàn)概率，以生成塊先驗(yàn)概率。這是因?yàn)榛鶞?zhǔn)掩碼54.9為每一列提供了加水印圖案內(nèi)且相對(duì)于特定水印塊而言概率值為1的每個(gè)列內(nèi)的相應(yīng)區(qū)域，其中所述特定水印塊應(yīng)當(dāng)存在于預(yù)先確定序列中那個(gè)幀的那個(gè)區(qū)域內(nèi)。列中的所有其他區(qū)域被設(shè)置為零。
返回到圖7，在通道56上傳送的塊匹配概率還被塊非本征計(jì)算器52所接收。在圖11中詳細(xì)顯示了塊非本征計(jì)算器52。如圖11所示，塊匹配概率在通道56上被接收，并且如圖8所所圖示的那樣，所述塊匹配概率為當(dāng)前加水印圖像幀的每個(gè)區(qū)域提供四個(gè)概率表面，其中為存在于那個(gè)區(qū)域中的每個(gè)可能的水印塊提供一個(gè)概率表面。因此如圖11中由箭頭52.1所所圖示的那樣，相對(duì)于列＝0行＝0的第一區(qū)域，提供了四個(gè)概率表面52.2，并且相應(yīng)地每個(gè)區(qū)域都將提供四個(gè)概率表面。塊非本征計(jì)算器52還在通道62上為當(dāng)前幀接收一個(gè)空間非本征概率集合，所述空間非本征概率集合源自于由失真概率計(jì)算器76在導(dǎo)體70上生成的空間幀先驗(yàn)概率。稍后將解釋根據(jù)幀空間先驗(yàn)概率來(lái)生成空間非本征概率。如圖11中所圖示的那樣，空間非本征概率為水印幀的每個(gè)區(qū)域提供表示那個(gè)區(qū)域的失真向量的二維分布的概率表面。因此概率表面提供了那個(gè)區(qū)域內(nèi)失真的可能分布。因此如箭頭52.4所示，列＝0行＝0的第一區(qū)域提供了單個(gè)概率表面(ps(0，0)，并且相應(yīng)地每個(gè)區(qū)域?qū)⑻峁┫鄳?yīng)的概率表面。
塊非本征計(jì)算器52用于為水印幀的每個(gè)區(qū)域生成四個(gè)可能水印塊中每一個(gè)的那個(gè)值的概率。每個(gè)區(qū)域的每個(gè)水印塊的概率值是那個(gè)區(qū)域包括來(lái)自當(dāng)前圖像幀中可能水印塊集合中的水印塊索引編號(hào)的可能性。這些就是塊非本征概率。通過(guò)在由空間非本征概率為每個(gè)區(qū)域而提供的概率表面和每個(gè)區(qū)域的每個(gè)可能水印塊的概率表面之間形成點(diǎn)積的方式來(lái)計(jì)算塊非本征概率。通過(guò)執(zhí)行逐點(diǎn)相乘及求和來(lái)計(jì)算點(diǎn)積以形成每個(gè)可能水印塊的單獨(dú)概率值。因此塊非本征概率被表示為每個(gè)區(qū)域52.6的概率值，其中對(duì)相對(duì)于對(duì)應(yīng)區(qū)域的當(dāng)前幀來(lái)說(shuō)，所述概率值還由塊非本征概率為54.8的幀來(lái)表示。然后如圖7所示，塊非本征概率被經(jīng)由通道60輸出到幀編號(hào)非本征概率計(jì)算器90。在圖12中更詳細(xì)地顯示了幀編號(hào)非本征概率計(jì)算器90。
在圖12中，塊非本征概率被經(jīng)由通道60接收至相關(guān)處理器90.1的一個(gè)輸入端。在相關(guān)處理器90.1的另一個(gè)輸入端上提供存在概率值，其為幀序列中每個(gè)幀表示下述概率，即，塊集合中的塊之一存在于那個(gè)幀內(nèi)的區(qū)域中。因此在幀編號(hào)非本征概率計(jì)算器90內(nèi)，提供圖9所示的對(duì)應(yīng)元素，以便為每個(gè)幀生成水印幀圖案。因此，還存在有密鑰序列再生器、加擾器、水印塊生成器和幀水印再生器，用以生成預(yù)先確定序列的水印幀序列，從其導(dǎo)出存在概率。因此例如對(duì)幀n90.2而言，每個(gè)區(qū)域?qū)⒕哂兴膫€(gè)可能的水印塊之一。因此，如列＝0行＝0的區(qū)域所圖示的那樣，對(duì)幀n而言，存在水印塊4，水印4的概率值為1而其他水印塊的概率將為零。因此對(duì)每個(gè)幀而言，為每個(gè)區(qū)域生成相應(yīng)的存在概率。存在概率被乘以塊非本征概率以便為每個(gè)幀提供當(dāng)前幀就是序列中的那個(gè)幀的概率。因此如圖12所示，對(duì)幀n而言，通過(guò)將存在概率乘以對(duì)應(yīng)的塊非本征概率的方式來(lái)形成幀編號(hào)非本征概率。這有效地選擇了那個(gè)區(qū)域存在的水印塊的塊非本征概率，并且把每一個(gè)所選擇塊非本征概率乘到一起來(lái)形成當(dāng)前幀就是序列中那個(gè)幀的概率。
如圖12的底部所圖示的那樣，圖示了一種用于計(jì)算幀非本征概率的更有效的技術(shù)。如圖12所示，通過(guò)取塊非本征概率的對(duì)數(shù)并將其與密鑰序列的基準(zhǔn)掩碼54.9相關(guān)的方式能夠高效計(jì)算幀非本征概率，其中所述密鑰序列是由圖9所示的相同配置生成的。由基準(zhǔn)掩碼54.2選擇的每一個(gè)塊非本征概率被添加以形成那個(gè)幀的概率的對(duì)數(shù)，以便通過(guò)取指數(shù)的方式以計(jì)算上高效的方式來(lái)生成那個(gè)幀的幀編號(hào)非本征概率。因此，幀非本征概率計(jì)算器90在通道82上的輸出形成幀編號(hào)概率的當(dāng)前估算，也就是，當(dāng)前幀具有是預(yù)先確定幀序列內(nèi)那個(gè)幀的某一概率的當(dāng)前推測(cè)。幀非本征概率然后被提供至幀編號(hào)后驗(yàn)概率計(jì)算器84。
與下一幀編號(hào)先驗(yàn)概率計(jì)算器87結(jié)合的幀編號(hào)后驗(yàn)概率計(jì)算器84用來(lái)生成下一幀編號(hào)先驗(yàn)概率，其被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器48中。下一幀編號(hào)先驗(yàn)概率然后被轉(zhuǎn)發(fā)到下一幀先驗(yàn)概率存儲(chǔ)器47中以用于解碼器的下一迭代。在圖13中圖示了幀編號(hào)后驗(yàn)概率計(jì)算器84和下一幀先驗(yàn)概率計(jì)算器87的操作。
幀編號(hào)后驗(yàn)概率計(jì)算器84和下一幀編號(hào)先驗(yàn)概率計(jì)算器87以相對(duì)簡(jiǎn)單的方式運(yùn)行，將由幀編號(hào)非本征概率計(jì)算器90生成的當(dāng)前幀編號(hào)非本征概率乘以在通道66上接收的幀編號(hào)先驗(yàn)概率來(lái)生成幀后驗(yàn)概率。這些是在通道86上的輸出。因此如圖13中所圖示的那樣，由乘法器執(zhí)行逐點(diǎn)相乘，將幀非本征概率中的幀n的值乘以先驗(yàn)概率的幀n的值以生成幀編號(hào)后驗(yàn)概率的幀n的值。為了生成下一幀的幀編號(hào)先驗(yàn)概率，在通道86上接收的幀后驗(yàn)概率被循環(huán)地移動(dòng)一幀從而反映應(yīng)該與由解碼器處理的下一幀對(duì)應(yīng)的概率的形式。因此如圖14中所圖示的那樣，在連接器86上接收幀后驗(yàn)概率，其被概率移動(dòng)處理器87.1移動(dòng)一個(gè)位置以生成下一幀編號(hào)先驗(yàn)概率，所述下一幀編號(hào)先驗(yàn)概率在連接器88上被輸出給下一幀編號(hào)先驗(yàn)概率存儲(chǔ)器48。如圖7中所圖示的那樣，對(duì)下一幀而言，下一幀編號(hào)先驗(yàn)概率被移動(dòng)并被經(jīng)由通道89存儲(chǔ)在幀編號(hào)先驗(yàn)概率存儲(chǔ)器47中。
如圖7所示，幀空間先驗(yàn)概率70被提供給生成空間先驗(yàn)概率的空間先驗(yàn)概率生成器71，以便估算當(dāng)前加水印圖像幀的每個(gè)區(qū)域中的失真。在圖15中圖示了空間先驗(yàn)概率生成器71的操作。
在圖15中，如圖7所示的那樣，空間先驗(yàn)概率生成器經(jīng)由通道72從圖6和7所示的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器45中接收對(duì)空間先驗(yàn)概率的累積估算。累積空間先驗(yàn)概率被稱(chēng)為空間阿爾法t，并表示對(duì)每個(gè)區(qū)域的概率表面的累積估算，其被累積在所處理的每個(gè)加水印幀上。因此，所生成的當(dāng)前空間先驗(yàn)概率取決于為幀序列中所有先前幀所生成的空間先驗(yàn)概率。
如上所述的，空間先驗(yàn)概率生成器在通道70上接收來(lái)自失真概率計(jì)算器76的幀空間先驗(yàn)概率。為了生成空間先驗(yàn)概率，空間先驗(yàn)概率計(jì)算器71執(zhí)行每個(gè)區(qū)域的兩個(gè)概率表面的逐點(diǎn)相乘。一個(gè)概率表面是每個(gè)區(qū)域的空間先驗(yàn)概率，另一個(gè)概率表面是對(duì)應(yīng)區(qū)域的空間阿爾法t概率表面，從而執(zhí)行包括每個(gè)區(qū)域的概率表面的空間先驗(yàn)概率。
在通道74上的空間先驗(yàn)概率輸出被利用空間先驗(yàn)概率濾波器78濾波以生成下一幀空間阿爾法t。濾波后的空間先驗(yàn)概率在通道上被輸出并被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器46中。因此濾波器78形成過(guò)渡濾波器，其相對(duì)于事情發(fā)生的可能性來(lái)濾波新的概率，事情發(fā)生的可能性也就是預(yù)計(jì)失真隨時(shí)間如何變化。濾波器的可選函數(shù)是δ函數(shù)或者高斯函數(shù)。
下一幀空間阿爾法概率被從輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器46中經(jīng)由通道91傳送至輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器45以便為處理下一幀做好準(zhǔn)備。
回頭參照?qǐng)D7，空間先驗(yàn)概率74是由馬爾可夫失真處理器58接收的，所述馬爾可夫失真處理器58用于根據(jù)空間先驗(yàn)概率和空間非本征概率來(lái)生成空間后驗(yàn)概率，其中空間非本征概率是在計(jì)算空間后驗(yàn)概率的過(guò)程中生成的。在圖16中更詳細(xì)地顯示了馬爾可夫失真處理器58和空間后驗(yàn)概率生成器92。
在圖16中，包括每個(gè)區(qū)域的概率表面的空間先驗(yàn)概率被前向概率處理器204和后向概率處理器206經(jīng)由通道74所接收，所述前向概率處理器204和后向概率處理器206以逐行的方式處理空間先驗(yàn)概率。前向概率處理器204用于相對(duì)于每列中的所有其他行內(nèi)的對(duì)應(yīng)概率來(lái)細(xì)化每個(gè)區(qū)域的概率表面內(nèi)的每個(gè)概率。結(jié)果，獨(dú)立于那個(gè)行中的所有其他概率來(lái)細(xì)化空間先驗(yàn)概率。相應(yīng)地，后向概率處理器相對(duì)于沿著每行后退的對(duì)應(yīng)區(qū)域的每個(gè)概率表面細(xì)化每行的概率表面內(nèi)的概率。前向和后向概率處理器204、206的輸出被傳遞至非本征概率計(jì)算器219和組合器212。組合器212執(zhí)行由前向概率處理器204細(xì)化的空間先驗(yàn)概率和由后向概率處理器206細(xì)化的空間先驗(yàn)概率與空間先驗(yàn)概率的相乘以形成進(jìn)一步的細(xì)化空間先驗(yàn)概率。進(jìn)一步的細(xì)化空間先驗(yàn)概率被轉(zhuǎn)發(fā)到第二前向概率處理器208和第二后向概率處理器210。除第二前向和后向概率處理器208、210以逐列方式來(lái)處理空間先驗(yàn)概率以外，第二前向和后向概率處理器208、210以與第一前向、后向概率處理器204、206對(duì)應(yīng)的方式運(yùn)行。也就是前向概率處理器208通過(guò)相對(duì)于每個(gè)列中所有先前區(qū)域的相應(yīng)概率修改每個(gè)概率的方式來(lái)細(xì)化空間先驗(yàn)概率的每一概率表面。同樣地，后向概率處理器210細(xì)化向每個(gè)列后下移動(dòng)的每個(gè)概率表面。
在由第二前向和后向概率處理器208、210已經(jīng)處理空間概率之后，經(jīng)細(xì)化的空間先驗(yàn)概率被提供給空間非本征概率計(jì)算器219。空間非本征概率計(jì)算器219乘以空間先驗(yàn)概率的每一個(gè)經(jīng)細(xì)化的版本從而在輸出導(dǎo)體62上形成每個(gè)區(qū)域的空間非本征概率。如參照?qǐng)D11解釋的那樣，空間非本征概率被然后塊非本征計(jì)算器52使用。來(lái)自通道62的空間非本征概率還被傳送至空間后驗(yàn)概率計(jì)算器92?？臻g非本征概率是由乘法器92.1接收的，并被乘以原始空間先驗(yàn)概率以形成每個(gè)區(qū)域的組合概率表面。然后，緩沖器92.2存儲(chǔ)來(lái)自由乘法器92.1形成的概率表面的每個(gè)區(qū)域的失真向量，從而生成在連接器39上輸出的每個(gè)區(qū)域的空間后驗(yàn)概率分布?？臻g后驗(yàn)概率是所處理的視頻序列的當(dāng)前幀的當(dāng)前迭代的每個(gè)區(qū)域的最好失真推測(cè)。在附錄2中提供了對(duì)圖16所示的馬爾可夫失真處理器的操作的更詳細(xì)說(shuō)明。
返回到圖6，現(xiàn)在將參照?qǐng)D17和18解釋用于檢測(cè)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的操作的說(shuō)明。
如圖6所示，所接收的水印圖像幀被傳送至塊匹配概率處理器43。至于圖7中出現(xiàn)的塊匹配先驗(yàn)概率計(jì)算器50，由有效負(fù)載塊生成器44生成的二維有效負(fù)載塊被與圖17舉例說(shuō)明的加水印圖像幀的每個(gè)區(qū)域相關(guān)。因此，如圖17所示，當(dāng)前幀的水印圖像幀相對(duì)于正加水印塊和負(fù)加水印塊被相關(guān)，以便為每個(gè)區(qū)域生成該區(qū)域中正水印的概率表面和該區(qū)域中負(fù)水印的概率表面。這些概率表面的每一個(gè)然后被經(jīng)由連接通道43.1轉(zhuǎn)發(fā)到塊概率計(jì)算器40。在圖18中舉例說(shuō)明了塊概率計(jì)算器40的操作。
在圖18中，組合器40.1經(jīng)由連接通道39接收空間后驗(yàn)概率，由組合器40.1的第二輸入端從連接通道43.1接收塊匹配先驗(yàn)概率。除了塊概率計(jì)算器40邊緣化具有每個(gè)區(qū)域的每一個(gè)正或負(fù)加水印塊的概率表面的空間后驗(yàn)概率以獲得每個(gè)塊和區(qū)域的空間概率分布以外，塊先驗(yàn)概率計(jì)算器40以類(lèi)似于概率失真計(jì)算器76的方式運(yùn)行。這是通過(guò)乘以概率并加上表面內(nèi)的每個(gè)概率值的方式來(lái)得到的，從而為每個(gè)區(qū)域生成那個(gè)區(qū)域包括正水印和那個(gè)區(qū)域包括負(fù)水印的概率。這些概率值然后被解擾處理器利用來(lái)自編碼器的加擾密鑰所解擾，并被轉(zhuǎn)發(fā)到軟糾錯(cuò)解碼器。
軟糾錯(cuò)解碼器42可操作地用于利用每個(gè)區(qū)域的正概率值和負(fù)概率值來(lái)執(zhí)行軟判定解碼過(guò)程從而恢復(fù)有效負(fù)載數(shù)據(jù)字。正如熟悉糾錯(cuò)編碼的領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣，相對(duì)于在檢測(cè)有效負(fù)載可用的信噪比，軟判定解碼在糾正有效負(fù)載中的錯(cuò)誤方面具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。本技術(shù)提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)通過(guò)在整個(gè)檢測(cè)和解碼過(guò)程中保存每個(gè)區(qū)域中正負(fù)值的概率的可能性值，軟判定解碼能夠用于更準(zhǔn)確地恢復(fù)有效負(fù)載數(shù)據(jù)字。因此，在導(dǎo)體42.1上輸出有效負(fù)載數(shù)據(jù)字。
附錄1局部概率計(jì)算器借由在圖21中所顯示的流程示局部概率計(jì)算器形成具有水印塊的水印代碼字系數(shù)是正的或者水印代碼字系數(shù)是負(fù)的概率值的操作。圖21示意地圖示了用于檢測(cè)在所接收?qǐng)D像中的水印的方法。在步驟S1，在局部概率計(jì)算器100中接收?qǐng)D像信號(hào)。在步驟S2，所接收的圖像信號(hào)被低通濾波。低通濾波器除去所接收?qǐng)D像信號(hào)中高頻變化，借此去除信號(hào)中的噪聲。如上所述，通常，水印信號(hào)將包括比原始圖象信號(hào)更高頻率的分量，因此低通濾波操作趨向于除去比原始圖象信號(hào)更多的水印信號(hào)。在步驟S2中生成的低通濾波的信號(hào)構(gòu)成所接收?qǐng)D像信號(hào)的每個(gè)信號(hào)樣本的局部平均值。本發(fā)明不局限于特定類(lèi)型的濾波器。術(shù)語(yǔ)低通濾波器僅僅意味著信號(hào)電平的高頻變化被衰減，而且還基本保持低頻變化。
在步驟S3，從所接收?qǐng)D像信號(hào)中減去低通濾波信號(hào)以生成殘余信號(hào)，殘余信號(hào)是對(duì)嵌入到所接收?qǐng)D像信號(hào)中的水印信號(hào)的第一估算。應(yīng)當(dāng)理解的是如果從低通濾波信號(hào)中減去所接收?qǐng)D像信號(hào)，那么將獲得類(lèi)似結(jié)果。在步驟S4，殘余信號(hào)被用于生成所接收?qǐng)D像信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。特別地，在步驟S3中生成的殘余信號(hào)被平方，借此使其為正，然后進(jìn)行濾波。平方和濾波的殘余信號(hào)被定義為所接收?qǐng)D像信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。如上所述，用于確定所接收?qǐng)D像信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的其他方法也可以被使用。
在步驟S5，生成對(duì)特殊信號(hào)樣本的水印信號(hào)強(qiáng)度的初步估算。對(duì)于所接收信號(hào)內(nèi)的每個(gè)信號(hào)樣本而言，可以使用相同的水印信號(hào)估算也可以不使用。雖然盡可能準(zhǔn)確的初始估算是有利的，但是應(yīng)當(dāng)理解在提供修改的水印強(qiáng)度估算的實(shí)施方式中，為正水印生成的實(shí)際概率將還基于修改后的估算。
在步驟S6，水印估算器計(jì)算特定信號(hào)抽樣的兩個(gè)似然函數(shù)。存在這樣一種似然函數(shù)，其描述了被加到特定信號(hào)抽樣的水印信號(hào)為正的可能性，還存在這樣一個(gè)似然函數(shù)，其描述了被加到特定信號(hào)抽樣的水印信號(hào)為負(fù)的可能性。這些似然函數(shù)的每一個(gè)是基于計(jì)算局部平均值、所計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)誤差和所估算的水印強(qiáng)度的廣義高斯函數(shù)。似然函數(shù)分別描述了正和負(fù)水印的可能性，作為信號(hào)樣本x的函數(shù)。
在步驟S7，相對(duì)于當(dāng)前信號(hào)樣本添加的水印信號(hào)為正的概率是根據(jù)第一和第二似然函數(shù)確定的。
在步驟S8，相對(duì)于每個(gè)圖像像素的概率被提供給解碼器的其他組件以有助于檢測(cè)在圖像內(nèi)的水印。
附錄2馬爾可夫失真處理器現(xiàn)在將提供對(duì)在圖7和16中圖示的馬爾可夫失真處理器的更詳細(xì)說(shuō)明。b行n列中的每個(gè)圖像塊的空間先驗(yàn)概率提供了觀(guān)察到的失真向量γb，n的概率分布。觀(guān)察到的每個(gè)塊的失真向量的概率分布表示加水印圖像幀內(nèi)圖像塊相對(duì)于圖像原始版本中塊的位置的可能移動(dòng)的可能性。觀(guān)察到的失真向量γb，n的概率分布然后被前向概率估算器204和后向概率估算器206所處理。
如將解釋的那樣，根據(jù)預(yù)先確定的圖案來(lái)處理失真向量以達(dá)到以下效果計(jì)算每個(gè)圖像塊的可能失真向量的前向概率分布估算和可能失真向量的后向概率分布估算，這分別取決于前向和后向概率估算的在前和后續(xù)的估算。在圖16中圖示的示例性實(shí)施方式而言，預(yù)先確定的圖案是這樣的，使得圖像塊被按行處理，隨后被按列處理。因此，執(zhí)行雙遍估算以使得在處理行的圖像塊之后確定每個(gè)圖像塊中失真向量的概率，然后在處理列的圖像塊之后形成經(jīng)細(xì)化的概率失真向量。然而，在其他實(shí)施方式中，也可以使用其他預(yù)先確定的圖案，并且可以?xún)H使用單遍來(lái)生成每個(gè)塊的最可能的失真向量。
所觀(guān)察的圖像塊的失真向量γb，n然后被傳送到前向概率估算器204和后向概率估算器206。如在下面的段落中將更詳細(xì)解釋的那樣，前向概率估算器生成每一圖像塊內(nèi)可能失真向量的概率分布估算。前向概率分布估算是根據(jù)對(duì)圖像塊的先前計(jì)算的概率估算而計(jì)算的，其中已經(jīng)為每行中的先前圖像塊計(jì)算了概率估算，所述圖像塊沿著行向前移動(dòng)。對(duì)行中的每個(gè)塊而言，由失真向量估算器計(jì)算的觀(guān)察的失真向量γb，n與當(dāng)前確定的前向概率估算相結(jié)合，其中已經(jīng)根據(jù)正沿著行向前移動(dòng)的先前圖像塊計(jì)算了所述概率估算。因此根據(jù)行中的先前塊來(lái)遞歸地計(jì)算前向概率估算。從圖20中的框圖能更好地理解這一點(diǎn)。
圖20提供了前向概率估算器204的示例操作的示意圖，其中遞歸地為最初的三個(gè)圖像塊計(jì)算最初的三個(gè)前向概率失真向量。如所圖示的那樣，根據(jù)為圖像γb，1、γb，2和γb，3的行b中最初三個(gè)塊所確定的相應(yīng)失真向量估算而計(jì)算前向概率估算αb，1、αb，2和αb，3。如圖18所示，根據(jù)對(duì)來(lái)自該行中先前圖像塊的概率估算遞歸計(jì)算每一個(gè)前向概率估算。因此例如，第二圖像塊的前向概率估算αb，2是由乘法器220將第一圖像塊的失真向量估算γb，1乘以第一圖像塊的前向概率估算αb，1的方式計(jì)算的。爾后，通過(guò)將行b中先前圖像塊的圖像塊的前向概率估算αb，n-1和失真向量估算γb，n-1相乘的方式來(lái)確定隨后的前向概率估算αb，n。因而，每一個(gè)前向概率分布估算是根據(jù)來(lái)自先前圖像塊的概率分布估算遞歸地計(jì)算出的。
對(duì)于每行中的第一個(gè)圖像塊，把前向概率失真估算αb，1設(shè)置成使得每一個(gè)可能失真向量的概率都具有同等的可能。
如圖20中圖示的，每個(gè)前向概率估算流經(jīng)濾波器，所述濾波器相對(duì)于時(shí)間把概率分布與前向概率估算αb，n卷積。提供概率分布以便在已經(jīng)濾波了前向概率估算αb，n之后，能依照那個(gè)值出現(xiàn)的可能性來(lái)偏置或者修改前向概率估算αb，n。在一個(gè)實(shí)例中，概率分布是高斯分布。實(shí)際上，利用二維高斯概率分布來(lái)調(diào)制前向概率分布，借此表示失真向量相對(duì)于那個(gè)失真向量出現(xiàn)的相對(duì)可能性的前向概率分布。
在圖21中提供了用于圖示后向概率估算器206的操作的對(duì)應(yīng)實(shí)例。除了每個(gè)后向概率估算βb，n是通過(guò)由乘法器224將后續(xù)塊的后續(xù)概率估算βb，n+1乘以后續(xù)塊的觀(guān)察失真向量估算γb，n+1的方式計(jì)算的以外，后向概率估算器206以類(lèi)似于圖6所示的前向概率估算器204的方式運(yùn)行。因此，除了每個(gè)后向概率估算是根據(jù)后續(xù)失真向量概率估算遞歸地計(jì)算的以外，后向概率估算器206以與前向概率估算器204對(duì)應(yīng)的方式運(yùn)行。與使用前向概率估算器204的情況一樣，每個(gè)后向概率估算被利用濾波器226以概率分布進(jìn)行濾波，所述濾波器226根據(jù)那個(gè)概率估算出現(xiàn)的可能性來(lái)偏置估算。概率分布的實(shí)例再次是高斯分布。
對(duì)每行中的最后一個(gè)圖像塊而言，把后向概率失真估算βb，L設(shè)置成使得每一可能失真向量的概率都具有同等的可能。
如圖20和21所解釋和所圖示的那樣，對(duì)于前向和后向失真概率估算的每一個(gè)而言，通過(guò)第一和第二高斯濾波器208、210施加高斯概率分布。對(duì)每個(gè)圖像塊，前向和后向概率分布都提供可能失真向量的二維分布。濾波前向和后向概率估算的效果在于把失真向量值偏置到那個(gè)值依照高斯分布出現(xiàn)的可能性。有效地，利用二維高斯概率分布調(diào)制概率分布，借此來(lái)表示失真向量相對(duì)于正出現(xiàn)的那個(gè)失真向量相對(duì)可能性的概率分布。
以下的表達(dá)式從數(shù)學(xué)上定義了失真向量估算、前向概率失真估算和后向概率失真估算的計(jì)算，其中p()是移動(dòng)向量b和第n塊的觀(guān)察概率On的向量n的觀(guān)察概率。

在圖像塊已經(jīng)被逐行處理之后，失真向量γb，n的觀(guān)察概率分布，以及前向和后向概率失真αb，n、βb，n然后被組合引擎212所組合以形成每個(gè)圖像塊的最可能的失真向量值γ′b，n。組合引擎212將估算的失真向量γb，n、前向概率分布αb，n和后向概率分布βb，n相乘在一起從而形成失真向量γ′b，n的最可能估算。
在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以對(duì)在此描述的實(shí)施方式做出各種修改。例如，應(yīng)當(dāng)理解的是盡管四個(gè)可能的水印塊已經(jīng)被用于失真和幀聲畫(huà)合成檢測(cè)，但是塊的任何元項(xiàng)都可用于形成預(yù)先確定的塊集合從而生成該水印。此外，盡管所述實(shí)例已經(jīng)相對(duì)于僅包括九個(gè)區(qū)域的幀進(jìn)行舉例說(shuō)明，但是應(yīng)當(dāng)理解的是實(shí)際上，許多區(qū)域可被用于匹配利用每個(gè)圖像幀編碼的位數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于從加水印的圖像中檢測(cè)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置，所述加水印的圖像已經(jīng)通過(guò)把圖像幀與二維水印圖案組合而生成了，水印圖案包括多個(gè)區(qū)域，圖案的每個(gè)區(qū)域與有效負(fù)載數(shù)據(jù)字的符號(hào)之一相關(guān)聯(lián)，水印圖案的每個(gè)區(qū)域包括選自一個(gè)預(yù)先確定的可能的水印塊集合的二維水印塊，該二維水印塊表示與那個(gè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的有效負(fù)載數(shù)據(jù)符號(hào)的值，所述裝置包括塊匹配先驗(yàn)概率計(jì)算器，可操作用于把加水印的圖像幀的每個(gè)區(qū)域與來(lái)自加水印的塊的集合的每個(gè)加水印的決相關(guān)，以便為每個(gè)區(qū)域形成一個(gè)概率表面集合，每個(gè)概率表面為每個(gè)可能的水印塊提供概率向量的二維分布，表示水印塊存在于由那個(gè)失真向量所標(biāo)識(shí)的位置處的概率，以及有效負(fù)載概率計(jì)算器，可操作用于將每個(gè)區(qū)域的失真概率值與每個(gè)可能存在于該區(qū)域中的水印塊的每個(gè)決匹配概率表面組合，以便為每個(gè)區(qū)域的有效負(fù)載符號(hào)的每個(gè)可能值形成那個(gè)區(qū)域包括那個(gè)符號(hào)值的概率值，以及根據(jù)來(lái)自水印幀的每個(gè)區(qū)域的每個(gè)符號(hào)值的概率值，形成一個(gè)有效負(fù)載概率值集合，所述有效負(fù)載概率值表示每個(gè)有效負(fù)載符號(hào)的每個(gè)可能符號(hào)值的概率，從其根據(jù)所述有效負(fù)載概率值能夠生成對(duì)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的估算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置，其中所述有效負(fù)載概率計(jì)算器可操作用于通過(guò)將失真概率與塊匹配概率表面相關(guān)來(lái)把加水印的圖像幀的每個(gè)區(qū)域的失真概率值與每個(gè)區(qū)域的塊匹配概率表面組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置，其中所述有效負(fù)載概率計(jì)算器可操作用于通過(guò)形成失真概率與塊匹配概率的點(diǎn)積來(lái)將加水印的圖像幀的每個(gè)區(qū)域的失真概率值與每個(gè)區(qū)域的塊匹配概率表面組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置，其中由水印圖案所表示的有效負(fù)載數(shù)據(jù)已經(jīng)被糾錯(cuò)編碼，加水印的圖像是從水印圖案形成的，所述檢測(cè)裝置包括糾錯(cuò)解碼器，可操作用于接收有效負(fù)載概率值的集合以及執(zhí)行軟判定糾錯(cuò)解碼算法來(lái)根據(jù)有效負(fù)載概率值生成對(duì)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的估算。
5.根據(jù)前述任一個(gè)權(quán)利要求所述的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置，其中在水印幀與圖像幀組合以前加擾幀圖案內(nèi)的水印塊，所述檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置包括解擾處理器，可操作用于接收有效負(fù)載概率值，以及根據(jù)當(dāng)形成加水印的圖像時(shí)施加在水印幀圖案中的水印塊的加擾次序來(lái)改變有效負(fù)載概率值的次序。
6.根據(jù)前述任一個(gè)權(quán)利要求所述的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置，包括盲對(duì)準(zhǔn)解碼器，可操作用于接收加水印的圖像幀以及生成空間概率失真向量值，所述空間概率失真向量值包括加水印的圖像幀的每個(gè)區(qū)域的中加水印的圖像的那個(gè)區(qū)域內(nèi)的失真用所計(jì)算的失真向量來(lái)表示的至少一個(gè)概率值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置，其中表示有效負(fù)載數(shù)據(jù)的水印圖案是第一水印圖案，并且水印圖像幀由第一水印圖案和第二水印圖案二者的結(jié)合形成，第二水印圖案還由多個(gè)區(qū)域組成，每個(gè)區(qū)域包括來(lái)自第二水印塊集合的多個(gè)可能二維水印塊之一，以及盲對(duì)準(zhǔn)解碼器，可操作用于通過(guò)將每個(gè)水印塊與第二水印圖案的每個(gè)區(qū)域相關(guān)來(lái)生成空間概率失真向量，為來(lái)自第二水印塊集合的每個(gè)可能水印塊形成空間概率表面，為每個(gè)區(qū)域包括失真向量的二維分布，以及將每個(gè)區(qū)域的每個(gè)可能水印塊的空間概率表面與在那個(gè)區(qū)域內(nèi)存在的那個(gè)水印塊的概率組合，以便為每個(gè)區(qū)域形成空間概率失真向量值。
8.一種可操作用于通過(guò)將有效負(fù)載數(shù)據(jù)與圖像的拷貝結(jié)合來(lái)形成加水印的圖像的編碼數(shù)據(jù)處理器，所述編碼數(shù)據(jù)處理器包括水印塊生成器，可操作用于生成二維水印塊集合中的每一個(gè)的系數(shù)，每個(gè)水印決表示有效負(fù)載數(shù)據(jù)字符號(hào)的多個(gè)可能值之一，水印幀圖案形成器，可操作用于形成包括多個(gè)區(qū)域的水印幀，每個(gè)區(qū)域與有效負(fù)載數(shù)據(jù)中的符號(hào)之一相關(guān)聯(lián)，根據(jù)與區(qū)域相關(guān)聯(lián)的有效負(fù)載符號(hào)的符號(hào)值從水印塊集合中選擇一個(gè)水印塊以形成水印幀圖案，以及將水印幀圖案與圖像幀的拷貝結(jié)合以形成加水印的圖像幀。
9.一種如權(quán)利要求8所述的編碼數(shù)據(jù)處理裝置，其中表示有效負(fù)載數(shù)據(jù)的第一水印塊是第一水印圖案，所述編碼數(shù)據(jù)處理器包括第二水印決生成器，可操作用于生成第二二維水印塊集合的每一個(gè)的系數(shù)，每個(gè)水印塊表示值集合中多個(gè)可能值之一，序列生成器，可操作用于生成塊選擇值的序列，每個(gè)選擇值標(biāo)識(shí)預(yù)先確定的第二水印塊集合之一，以及第二水印幀圖案形成器，可操作用于將由密鑰序列標(biāo)識(shí)的塊形成為提供有多個(gè)區(qū)域的第二二維水印圖案，由密鑰序列標(biāo)識(shí)的每個(gè)塊為圖案區(qū)域之一而提供，其中所述水印組合器可操作用于將第一和第二水印圖案與圖像幀結(jié)合以形成加水印的圖像幀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的編碼數(shù)據(jù)處理器，包括加擾器，可操作用于在加擾的水印圖案被與圖像幀結(jié)合以前，依照一個(gè)或多個(gè)加擾代碼改變圖像幀的第一和第二水印圖案之一中的水印決的次序。
11.一種用于從加水印的圖像中檢測(cè)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的方法，所述加水印的圖像已經(jīng)被利用二維水印圖案編碼，水印圖案包括多個(gè)區(qū)域，圖案的每個(gè)區(qū)域與有效負(fù)載數(shù)據(jù)字的符號(hào)之一相關(guān)聯(lián)，水印圖案的每個(gè)區(qū)域包括從預(yù)先確定的可能水印塊集合中選擇的二維水印塊，用以表示與那個(gè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的有效負(fù)載數(shù)據(jù)符號(hào)的值，所述方法包括將加水印的圖像幀的每個(gè)區(qū)域與來(lái)自水印塊集合的每個(gè)水印塊相關(guān)，以便為每個(gè)區(qū)域形成概率表面集合，每個(gè)概率表面為每個(gè)可能水印塊提供概率向量的二維分布，表示水印塊存在于由該失真向量所標(biāo)識(shí)位置的概率，將每個(gè)區(qū)域的失真概率值與每個(gè)可能存在于區(qū)域中每個(gè)水印塊的每個(gè)塊匹配概率表面組合，以便為每個(gè)區(qū)域的每個(gè)有效負(fù)載符號(hào)可能值形成那個(gè)區(qū)域包括那個(gè)符號(hào)值的概率值，根據(jù)來(lái)自水印幀的每個(gè)區(qū)域的每個(gè)符號(hào)值的概率值，形成一組有效負(fù)載概率值，所述有效負(fù)載概率值表示每個(gè)有效負(fù)載符號(hào)的每個(gè)可能符號(hào)值的概率，根據(jù)所述有效負(fù)載概率值能夠生成對(duì)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的估算。
12.一種通過(guò)將有效負(fù)載數(shù)據(jù)與圖像的拷貝相結(jié)合來(lái)形成加水印的圖像的方法，所述方法包括生成二維水印決集合中的每一個(gè)的系數(shù)，每個(gè)水印塊表示有效負(fù)載數(shù)據(jù)字符號(hào)的多個(gè)可能值之一，形成包括多個(gè)區(qū)域的水印幀，每個(gè)區(qū)域與有效負(fù)載數(shù)據(jù)中的符號(hào)之一相關(guān)聯(lián)，依照與區(qū)域相關(guān)聯(lián)的有效負(fù)載符號(hào)的符號(hào)值從水印塊集合中選擇水印塊之一，以形成水印幀圖案；以及將水印幀圖案與圖像幀的拷貝相結(jié)合以形式加水印的圖像幀。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的形成方法，其中表示有效負(fù)載數(shù)據(jù)的水印圖案是第一水印圖案，所述編碼方法包括生成第二二維水印塊集合的系數(shù)，每個(gè)水印塊表示值集合中多個(gè)可能值之一，生成塊選擇值的序列，每個(gè)選擇值標(biāo)識(shí)預(yù)先確定的第二水印塊集合之一，以及將由密鑰序列標(biāo)識(shí)的塊形成為提供多個(gè)區(qū)域的第二二維水印圖案，由密鑰序列標(biāo)識(shí)的每個(gè)塊為圖案的區(qū)域之一而提供，以及將第一和第二水印圖案與圖像幀相結(jié)合以形成加水印的圖像幀。
14.一種數(shù)據(jù)檢測(cè)處理器，可操作用于通過(guò)形成第一概率失真表面與表示值存在的第二概率值的點(diǎn)積的方式在表示水印區(qū)域的失真的二維概率分布的第一概率表面上方邊緣化，以便確定由水印塊所表示的值存在的概率。
15.一種具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)將被加載到數(shù)據(jù)處理器上時(shí)其促使數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11、12或13中任一個(gè)權(quán)利要求所述的方法。
16.一種具有計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)其中記錄有表示權(quán)利要求15中所請(qǐng)求的計(jì)算機(jī)程序的信息信號(hào)。
17.一種表示根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序的承載介質(zhì)。
18.一種用于從加水印的圖像中檢測(cè)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的裝置，所述加水印的圖像已經(jīng)被利用二維水印圖案編碼，水印圖案包括多個(gè)區(qū)域，圖案的每個(gè)區(qū)域與有效負(fù)載數(shù)據(jù)字的符號(hào)之一相關(guān)聯(lián)，水印圖案的每個(gè)區(qū)域包括從預(yù)先確定的可能水印塊集合中選擇的二維水印塊，以表示與那個(gè)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的有效負(fù)載數(shù)據(jù)符號(hào)的值，所述裝置包括將加水印的圖像幀的每個(gè)區(qū)域與來(lái)自水印決集合的每個(gè)水印塊相關(guān)以便為每個(gè)區(qū)域形成概率表面集合的部件，每個(gè)概率表面為每個(gè)可能水印決提供概率向量的二維分布，表示水印塊存在于由該失真向量所標(biāo)識(shí)位置的概率，將每個(gè)區(qū)域的失真概率值與每個(gè)可能存在于區(qū)域中水印塊的每個(gè)塊匹配概率表面組合以便為每個(gè)區(qū)域的每個(gè)有效負(fù)載符號(hào)可能值形成那個(gè)區(qū)域包括那個(gè)符號(hào)值的概率值的部件，根據(jù)來(lái)自水印幀中每個(gè)區(qū)域的每個(gè)符號(hào)值的概率值形成一組有效負(fù)載概率值的部件，所述有效負(fù)載概率值表示每個(gè)有效負(fù)載符號(hào)的每個(gè)可能符號(hào)值的概率，根據(jù)所述有效負(fù)載概率值能夠生成對(duì)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的估算。
19.一種用于通過(guò)將有效負(fù)載數(shù)據(jù)與圖像的拷貝相結(jié)合以形成加水印的圖像的裝置，所述裝置包括用于生成每一個(gè)二維水印塊集合的系數(shù)的部件，每個(gè)水印塊表示有效負(fù)載數(shù)據(jù)字符號(hào)的多個(gè)可能值之一，用于形成包括多個(gè)區(qū)域的水印幀的部件，每個(gè)區(qū)域與有效負(fù)載數(shù)據(jù)中的符號(hào)之一相關(guān)聯(lián)，用于依照與所述區(qū)域相關(guān)聯(lián)的有效負(fù)載符號(hào)的符號(hào)值從水印決集合中選擇一個(gè)水印塊以形成水印幀圖案的部件，以及用于將水印幀圖案與圖像幀的拷貝結(jié)合以形成加水印的圖像幀的部件。
20.一種實(shí)質(zhì)上如之前在此參照附圖描述的檢測(cè)數(shù)據(jù)處理裝置或者編碼數(shù)據(jù)處理裝置。
21.一種實(shí)質(zhì)上如之前在此參照附圖描述的檢測(cè)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的方法和形成加水印圖像的方法。
全文摘要
一種用于運(yùn)送有效負(fù)載數(shù)據(jù)字的加水印的圖像幀通過(guò)把至少一個(gè)圖像幀與一個(gè)二維水印圖案相結(jié)合而生成。水印圖案包括多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域包括一個(gè)二維水印塊，二維水印塊選自一個(gè)預(yù)先確定的可能的水印塊集合，用以表示相關(guān)聯(lián)的有效負(fù)載數(shù)據(jù)符號(hào)的值。通過(guò)把加水印的圖像幀的每個(gè)區(qū)域與來(lái)自水印塊集合的每個(gè)塊相關(guān)來(lái)檢測(cè)有效負(fù)載數(shù)據(jù)，以便為每個(gè)區(qū)域形成一個(gè)概率表面集合，每個(gè)概率表面與每個(gè)區(qū)域和每個(gè)可能存在于該區(qū)域中的每個(gè)水印塊的失真概率值相結(jié)合，由此為每個(gè)區(qū)域的每個(gè)有效負(fù)載符號(hào)的可能值形成該區(qū)域包括那個(gè)符號(hào)值的概率值并且根據(jù)其生成對(duì)有效負(fù)載數(shù)據(jù)的估算。
文檔編號(hào)G06T1/00GK101076829SQ200580042487
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月9日
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