專利名稱：用于壓縮視頻流的徽標(biāo)防偽方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字視頻信號(hào)處理，具體涉及一種用于證明視頻流的可靠性，實(shí)現(xiàn)防偽的方法。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與多媒體技術(shù)的普及，越來(lái)越多的視頻信號(hào)以壓縮的數(shù)字編碼形式在網(wǎng)絡(luò)上或通過(guò)介質(zhì)傳送和記錄，如何驗(yàn)證一段視頻信號(hào)的來(lái)歷(包括轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的時(shí)間、設(shè)備)和可靠性(完整性、順序性)等，成為人們關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。
另一方面，在小區(qū)及一些重要場(chǎng)所的安防中，也使用攝像頭和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的視頻監(jiān)測(cè)網(wǎng)，針對(duì)于此，會(huì)有人在網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)網(wǎng)絡(luò)線路切換或偽造IP地址等手段插入一段預(yù)先準(zhǔn)備的視頻流來(lái)迷惑保安，利用時(shí)間差來(lái)從事一些非法活動(dòng)，如何防止這種情況的發(fā)生，也是人們需要解決的問(wèn)題。
目前較為普遍采用的方法是對(duì)視頻進(jìn)行加密，然而，加密的方法只能保護(hù)傳輸中或保存著的視頻，視頻一旦被解密，將不再有保護(hù)作用。數(shù)字水印技術(shù)是近年來(lái)人們研究的重點(diǎn)，它通過(guò)對(duì)視頻流進(jìn)行不可見的整體處理，在視頻流或其圖像中嵌入一定的信息，嵌入的信息成為視頻流或其圖像的一部分，即使經(jīng)過(guò)解密、再加密、壓縮、數(shù)模變換或改變文件格式等操作過(guò)程，也能繼續(xù)存在。在播放端，需要對(duì)該視頻流或圖像進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)內(nèi)嵌的水印進(jìn)行讀取比較，以驗(yàn)證視頻信號(hào)的來(lái)歷和可靠性，并可以在發(fā)生篡改以后通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)篡改。然而，人們?cè)陂_發(fā)數(shù)字水印技術(shù)時(shí)，都著眼于對(duì)整幅圖像的處理，以及圖像重放時(shí)水印的不可見性，這造成了兩方面的問(wèn)題，一是由于需要對(duì)各幀圖像作全面處理，使得水印添加和檢測(cè)時(shí)的工作量極大，必須采用專用的裝置進(jìn)行，每個(gè)接收端都要配備專用芯片或檢測(cè)裝置，造成硬件成本的增加；同時(shí)，水印的不可見使得人們無(wú)法用直觀判斷，必須配置專用的檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種處理工作量小，適應(yīng)廣泛，能同時(shí)采用肉眼觀察和設(shè)備檢測(cè)的視頻流防偽方法。既可以在發(fā)生篡改以后通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)篡改，又可以以明顯的標(biāo)志起到阻嚇作用，而防止篡改的發(fā)生；本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種對(duì)采用上述方法進(jìn)行防偽處理后的視頻流的檢測(cè)方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于壓縮視頻流的徽標(biāo)防偽方法，提供一結(jié)構(gòu)密鑰，利用預(yù)設(shè)圖像庫(kù)中的一個(gè)圖像生成彩色徽標(biāo)，所述彩色徽標(biāo)中各點(diǎn)的顏色根據(jù)結(jié)構(gòu)密鑰調(diào)整；將所述彩色徽標(biāo)動(dòng)態(tài)疊加到原始視頻信號(hào)中，疊加的位置和色彩值根據(jù)與時(shí)間相關(guān)的信息確定；將疊加徽標(biāo)后的視頻流進(jìn)行視頻壓縮，獲得經(jīng)防偽處理的視頻流，該視頻流提供給播放裝置使用；將所述經(jīng)防偽處理的視頻流進(jìn)行解壓和相關(guān)值檢測(cè)，獲得檢測(cè)用的相關(guān)閾值。相關(guān)性檢測(cè)是兩個(gè)向量的內(nèi)積，顯示值越大越匹配。
上述技術(shù)方案中，所述預(yù)設(shè)圖像庫(kù)中存放有可供選擇的預(yù)設(shè)徽標(biāo)圖像，例如，可以是標(biāo)示制作者的徽標(biāo)圖像，其邊緣復(fù)雜，設(shè)定背景透明，前景的顏色在各個(gè)像素點(diǎn)上的分布，由一定的規(guī)則動(dòng)態(tài)生成，該規(guī)則可以是一個(gè)由坐標(biāo)和結(jié)構(gòu)密鑰作為自變量的函數(shù)，所述結(jié)構(gòu)密鑰可以是設(shè)定的數(shù)值，也可以是由時(shí)間變量生成的數(shù)值。
進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述結(jié)構(gòu)密鑰與時(shí)間相關(guān)。結(jié)構(gòu)密鑰是一個(gè)巨大樣本空間中的一個(gè)樣本，因而難以被猜測(cè)或搜索到；所述的結(jié)構(gòu)密鑰與時(shí)間相關(guān)，也可以說(shuō)，結(jié)構(gòu)密鑰有生命期，即不同的時(shí)間有不同的結(jié)構(gòu)密鑰。
上述技術(shù)方案中，所述疊加時(shí)與時(shí)間相關(guān)的信息是由所需加入的信息經(jīng)簽名或加密計(jì)算獲得的數(shù)字流，每一時(shí)間單位中彩色徽標(biāo)疊加的位置或色彩值由設(shè)定字長(zhǎng)的數(shù)字信號(hào)確定。其中，加入的信息可以是時(shí)間、徽標(biāo)描述、版權(quán)聲明、設(shè)備編號(hào)等等。
根據(jù)視頻傳送的方式不同，彩色徽標(biāo)的生成和檢測(cè)相關(guān)閾值的傳遞可以采用不同的方式。
當(dāng)所述視頻流通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送時(shí)，接收端和發(fā)送端分別設(shè)有所述預(yù)設(shè)徽標(biāo)圖像庫(kù)，所用預(yù)設(shè)徽標(biāo)圖像號(hào)、結(jié)構(gòu)密鑰或根據(jù)結(jié)構(gòu)密鑰生成的調(diào)色指令等通過(guò)網(wǎng)絡(luò)加密傳輸在接收端與發(fā)送端間協(xié)調(diào)；所述檢測(cè)用的相關(guān)閾值通過(guò)網(wǎng)絡(luò)加密傳輸發(fā)送至接收端用于進(jìn)行檢測(cè)?？梢杂赡辰邮斩藳Q定防偽信息，然后將預(yù)設(shè)圖像號(hào)、利用結(jié)構(gòu)密鑰生成的改色指令經(jīng)加密后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至發(fā)送端，由發(fā)送端據(jù)此生成所述彩色徽標(biāo)；也可以由發(fā)送端決定后通過(guò)加密傳輸通知各接收端。
或者，不依賴于網(wǎng)絡(luò)傳送時(shí)，例如，在制作DVD盤時(shí)，可以采用下列方式傳遞檢測(cè)相關(guān)閾值，在將彩色徽標(biāo)疊加以原始視頻信號(hào)中時(shí)，將上一時(shí)間段獲得的所述檢測(cè)用的相關(guān)閾值加入到與時(shí)間相關(guān)的信息中，用于確定疊加的位置和色彩值。
上述技術(shù)方案中，可以在將彩色徽標(biāo)疊加到原始視頻信號(hào)中時(shí)，將徽標(biāo)圖像的描述加入到與時(shí)間相關(guān)的信息中，用于確定疊加的位置或亮度(色彩值的組合)。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)目的，其技術(shù)方案是，一種用于壓縮視頻流的徽標(biāo)檢測(cè)方法，從視頻流中分離出彩色徽標(biāo)，獲得彩色徽標(biāo)的位置和色彩值信息，根據(jù)彩色徽標(biāo)的位置和色彩值信息獲得設(shè)定字長(zhǎng)的數(shù)字信號(hào)；用與加密時(shí)的徽標(biāo)嵌入相同的方法生成樣本徽標(biāo)，將之和分離出的彩色徽標(biāo)進(jìn)行相關(guān)度檢測(cè)，與相關(guān)閾值比較，確定視頻流是否被重新處理過(guò)。
上述技術(shù)方案中，對(duì)于徽標(biāo)位置變化的可以用模式識(shí)別的方法識(shí)別并提取彩色徽標(biāo)；對(duì)于徽標(biāo)色彩值(包括亮度)變化的，也可以根據(jù)各點(diǎn)色彩值(包括亮度)變化的節(jié)奏識(shí)別并提取彩色徽標(biāo)。
在將彩色徽標(biāo)疊加到原始視頻信號(hào)中時(shí)，將徽標(biāo)圖像的描述加入到與時(shí)間相關(guān)的信息中，用于確定疊加的位置和色彩值。
上述技術(shù)方案中，根據(jù)采用檢測(cè)裝置的不同，可以是，所述從視頻流中分離出彩色徽標(biāo)的方法為，在檢測(cè)裝置中建有預(yù)設(shè)徽標(biāo)圖像庫(kù)，利用模式識(shí)別的方法，提取與驗(yàn)證徽標(biāo)。
也可以是，所述從視頻流中分離出彩色徽標(biāo)的方法為，利用徽標(biāo)圖像各點(diǎn)在視頻流中有節(jié)奏的色彩值變化，提取徽標(biāo)；利用所述色彩值變化所表示的信息獲得原始徽標(biāo)信息，從而實(shí)現(xiàn)徽標(biāo)的比對(duì)驗(yàn)證。
本發(fā)明是基于這樣的理解而起作用的1.在存儲(chǔ)或者傳輸中的數(shù)字信號(hào)，依靠數(shù)字信號(hào)本身的糾錯(cuò)機(jī)制，不會(huì)導(dǎo)致內(nèi)容的明顯失真；
2.視頻信號(hào)的壓縮是有損壓縮，例如，可以采用MPEG系列，AC系列、或AVS等進(jìn)行視頻流的壓縮，有損壓縮將導(dǎo)致徽標(biāo)信號(hào)的部分失真；3.同一次壓縮以后在不同計(jì)算機(jī)上解壓的視頻圖像將有相似的失真，而多次壓縮將導(dǎo)致信號(hào)更嚴(yán)重的失真；4.通過(guò)對(duì)放映的視頻流中的徽標(biāo)與疊加時(shí)帶結(jié)構(gòu)的原始徽標(biāo)的相關(guān)值檢測(cè)，可以度量出這種失真的大小，從而判斷出徽標(biāo)是經(jīng)過(guò)一次壓縮解壓，還是多次，避免他人解壓進(jìn)行處理后又重新壓縮；5.徽標(biāo)的顏色、亮度結(jié)構(gòu)是利用結(jié)構(gòu)密鑰生成的，失真是一個(gè)不可逆的過(guò)程，除非知道結(jié)構(gòu)密鑰，否則從解壓縮出的徽標(biāo)中是無(wú)法推測(cè)出壓縮前的徽標(biāo)結(jié)構(gòu)的；6.徽標(biāo)在視頻圖像中的疊加位置，通過(guò)模式識(shí)別的方式可以精確確定，從而可以獲知其位置的變化序列，并映射出其內(nèi)含的信息，該映射過(guò)程可以使用密碼學(xué)的方法，保證只有擁有密鑰的人才能生成與獲得該信息。
中包括有與時(shí)間相關(guān)的信息，因而，只有知道與時(shí)間相關(guān)的變化密鑰，才能獲得內(nèi)含的信息。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1.由于本發(fā)明在視頻流中添加了徽標(biāo)信息，可以在視頻流被偽造或采用局部修改、剪輯、延時(shí)播放等方式篡改操作后檢測(cè)得知，起到防偽作用；2.本發(fā)明添加的是徽標(biāo)信息，只占據(jù)整個(gè)畫面的一小部分，不影響其它部分的顯示質(zhì)量，而且處理工作量小，不但可以用專用芯片實(shí)現(xiàn)，也可以采用通用計(jì)算機(jī)中的程序完成；3.本發(fā)明的徽標(biāo)信息是有意義的、可見的，在接收(或播放)端，可以不用設(shè)備檢測(cè)，而用肉眼直接觀察識(shí)別；并且具有阻嚇作用，可以防止一般的有意攻擊。
4.本發(fā)明的徽標(biāo)信息與時(shí)間相關(guān)，且有精細(xì)的結(jié)構(gòu)，在經(jīng)有損壓縮后無(wú)法復(fù)原，因而難以破解偽造。
5.本發(fā)明添加的徽標(biāo)信息，在壓縮視頻流傳輸、存儲(chǔ)、播放的全過(guò)程始終存在，難以抹除，提供了自始至終的防偽安全保證。


附圖1為本發(fā)明實(shí)施例一采用的實(shí)現(xiàn)裝置示意圖；附圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的方法工作流程示意圖；附圖3為本發(fā)明實(shí)施例三的實(shí)現(xiàn)裝置示意圖；附圖4為本發(fā)明實(shí)施例四的方法工作流程示意圖；附圖5為本發(fā)明實(shí)施例五的方法工作流程示意圖。
其中[1]、攝像頭；[2]、徽標(biāo)嵌入/視頻壓縮裝置；[3]、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；[4]、徽標(biāo)檢測(cè)裝置；[5]、客戶端；[6]硬盤錄像機(jī)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見附圖1所示，一種用于壓縮視頻流的徽標(biāo)防偽方法，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)防偽徽標(biāo)的實(shí)時(shí)嵌入與檢測(cè)(實(shí)時(shí)檢測(cè)與錄像檢測(cè))，其采用的裝置如附圖1所示，包括1.攝像頭1，用于獲取視頻圖像；2.徽標(biāo)嵌入/視頻壓縮裝置2，其中，徽標(biāo)嵌入可以采用專用芯片、專用計(jì)算機(jī)或者通用計(jì)算機(jī)上的一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)，其根據(jù)設(shè)備序列號(hào)與當(dāng)前時(shí)間生成結(jié)構(gòu)密鑰，由結(jié)構(gòu)密鑰生成一個(gè)發(fā)散的混沌數(shù)字序列。根據(jù)設(shè)備序列號(hào)與當(dāng)前時(shí)間選擇機(jī)內(nèi)保存的徽標(biāo)庫(kù)中的一個(gè)預(yù)設(shè)圖像(原始徽標(biāo))，再根據(jù)混沌數(shù)字序列調(diào)整圖像各點(diǎn)的RGB色彩值，生成帶結(jié)構(gòu)的彩色徽標(biāo)。同時(shí)將設(shè)備序列號(hào)和當(dāng)前時(shí)間編碼并簽名后生成二進(jìn)制數(shù)字流，從該流中以三位為一組依序提出二進(jìn)制信號(hào)，根據(jù)每個(gè)三位二進(jìn)制信號(hào)，確定各時(shí)間單位內(nèi)彩色徽標(biāo)疊加到原始視頻流中的位置。這樣疊加了彩色徽標(biāo)的視頻流通過(guò)專用視頻壓縮芯片或通用的視頻壓縮程序進(jìn)行壓縮并在網(wǎng)絡(luò)上播放?；諛?biāo)嵌入裝置同時(shí)對(duì)壓縮以后的視頻流進(jìn)行解壓與相關(guān)值檢測(cè)，得到一次壓縮、解壓以后的相關(guān)值，作為相關(guān)檢測(cè)閾值加密后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。
3.徽標(biāo)檢測(cè)裝置4可以采用專用芯片、專用計(jì)算機(jī)或者通用計(jì)算機(jī)上的一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)，根據(jù)視頻流來(lái)源選擇不同算法。
對(duì)于實(shí)時(shí)視頻流根據(jù)與徽標(biāo)嵌入/視頻壓縮裝置2相同的算法生成帶結(jié)構(gòu)的彩色徽標(biāo)作為樣本徽標(biāo)，根據(jù)這一樣本徽標(biāo)從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3獲得的視頻流中使用模式識(shí)別的方式提取待檢徽標(biāo)，得到待檢徽標(biāo)的位置信息的同時(shí)，將待檢徽標(biāo)與樣本徽標(biāo)進(jìn)行相關(guān)值計(jì)算，參考網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的相關(guān)檢測(cè)閾值，可以確定該徽標(biāo)所在的視頻圖像是否被中途打開(解壓再壓縮)過(guò)。同時(shí)將位置信息根據(jù)與徽標(biāo)嵌入/視頻壓縮裝置2相反的過(guò)程，解密、解碼得到徽標(biāo)嵌入時(shí)間，將此時(shí)間與當(dāng)前時(shí)間不斷比較可以發(fā)現(xiàn)剪輯、或延時(shí)播放的情況。
對(duì)于從硬盤錄像機(jī)獲得的錄像視頻流，使用模式識(shí)別的方式提取待檢徽標(biāo)，得到待檢徽標(biāo)的位置信息，解碼得設(shè)備序列號(hào)和嵌入時(shí)間，依照與徽標(biāo)嵌入/視頻壓縮裝置2相同的算法生成帶結(jié)構(gòu)的彩色徽標(biāo)作為樣本徽標(biāo)，將待檢徽標(biāo)與樣本徽標(biāo)進(jìn)行相關(guān)值計(jì)算，參考硬盤錄像機(jī)保存的該時(shí)間該流的相關(guān)檢測(cè)閾值，可以確定該徽標(biāo)所在的視頻圖像是否被中途打開(解壓再壓縮)過(guò)。同時(shí)將解碼得到的徽標(biāo)嵌入時(shí)間顯示在屏幕上。
4.客戶端5，是具備網(wǎng)絡(luò)播放能力的視頻播放設(shè)備，可以是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)電視及其它類似設(shè)備，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獲取視頻流，并進(jìn)行播放，可以用肉眼觀察防偽徽標(biāo)的情況。
5.硬盤錄像機(jī)6，是具備聯(lián)網(wǎng)能力的視頻錄制設(shè)備，可以是通用計(jì)算機(jī)、專用硬盤錄像機(jī)及其它類似設(shè)備，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獲取視頻流，并保存到介質(zhì)中。同時(shí)接收徽標(biāo)嵌入/視頻壓縮裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送的各個(gè)視頻流在不同時(shí)間的相關(guān)檢測(cè)閾值，也保存到介質(zhì)中。
實(shí)施例二參見附圖2所示，一種用于防止DVD被篡改的方法，將防偽徽標(biāo)動(dòng)態(tài)嵌入DVD視頻中，并檢測(cè)，其實(shí)現(xiàn)裝置包括徽標(biāo)嵌入裝置，可以采用專用芯片、專用計(jì)算機(jī)或者通用計(jì)算機(jī)上的一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)，其根據(jù)視頻提供者的私有密鑰對(duì)當(dāng)前相對(duì)時(shí)間簽名生成結(jié)構(gòu)密鑰，由結(jié)構(gòu)密鑰生成一個(gè)偽隨機(jī)的數(shù)字序列。以出版商的商標(biāo)作為原始徽標(biāo)，再根據(jù)偽隨機(jī)數(shù)字序列調(diào)整圖像各點(diǎn)的色彩值，生成第一個(gè)帶結(jié)構(gòu)的徽標(biāo)；對(duì)該偽隨機(jī)數(shù)字序列的每一個(gè)數(shù)字進(jìn)行非運(yùn)算，得到第二個(gè)帶結(jié)構(gòu)的徽標(biāo)。同時(shí)將結(jié)構(gòu)密鑰、當(dāng)前相對(duì)時(shí)間與下文將提到的相關(guān)檢測(cè)閾值編碼為數(shù)字流，對(duì)該數(shù)字流數(shù)字簽名并加密以后，依該數(shù)字流確定各時(shí)間單位內(nèi)徽標(biāo)疊加到原始視頻流中時(shí)使用第一個(gè)還是第二個(gè)帶結(jié)構(gòu)的徽標(biāo)。這樣疊加了徽標(biāo)的視頻流通過(guò)專用視頻壓縮芯片或通用的視頻壓縮程序進(jìn)行壓縮。徽標(biāo)嵌入裝置同時(shí)對(duì)壓縮以后的視頻流進(jìn)行解壓與兩個(gè)徽標(biāo)的相關(guān)值檢測(cè)，得到一次壓縮、解壓以后的兩個(gè)栩關(guān)值，作為相關(guān)檢測(cè)閾值加入上述數(shù)字流。
徽標(biāo)檢測(cè)裝置，該裝置從視頻流中采樣、提取出徽標(biāo)，得到兩個(gè)徽標(biāo)的變化序列，將之解碼、解密并驗(yàn)證簽名后得到結(jié)構(gòu)密鑰，利用該結(jié)構(gòu)密鑰與出版商公布的徽標(biāo)，依與徽標(biāo)嵌入裝置相同的規(guī)則生成帶結(jié)構(gòu)的徽標(biāo)作為樣本徽標(biāo)。將從視頻流中提取出來(lái)的徽標(biāo)與樣本徽標(biāo)作絕對(duì)值相關(guān)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與隨后從兩個(gè)徽標(biāo)的跳變序列中解碼、解密出的相關(guān)檢測(cè)閾值進(jìn)行比較，從而判斷該徽標(biāo)所在的視頻圖像是否被中途打開(解壓再壓縮)過(guò)。另一方面，將從兩個(gè)徽標(biāo)變化中解碼出的時(shí)間與實(shí)際放映時(shí)間比較，也可以發(fā)現(xiàn)剪輯的痕跡。
實(shí)施例三參見附圖3所示，一種簡(jiǎn)化的用于實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的徽標(biāo)防偽方法，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)防偽徽標(biāo)的實(shí)時(shí)嵌入與檢測(cè)，其采用的裝置如附圖3所示，包括1.攝像頭1，用于獲取視頻圖像；2、徽標(biāo)嵌入/視頻壓縮裝置2，其中，徽標(biāo)嵌入可以采用專用芯片、專用計(jì)算機(jī)或者通用計(jì)算機(jī)上的一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)，其將從徽標(biāo)生成與檢測(cè)裝置通過(guò)密碼通信接收到的帶結(jié)構(gòu)徽標(biāo)疊加到原始視頻流中，這樣的視頻流通過(guò)專用視頻壓縮芯片或通用的視頻壓縮程序進(jìn)行壓縮，徽標(biāo)嵌入裝置對(duì)壓縮以后的視頻流進(jìn)行解壓與相關(guān)值檢測(cè)，得到一次壓縮、解壓以后的相關(guān)值，作為相關(guān)檢測(cè)閾值通過(guò)密碼通信反饋給徽標(biāo)生成與檢測(cè)裝置。
3、徽標(biāo)生成與檢測(cè)裝置4可以采用專用芯片、專用計(jì)算機(jī)或者通用計(jì)算機(jī)上的一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)。該裝置建有預(yù)設(shè)徽標(biāo)庫(kù)，利用與實(shí)施例一、二類似的辦法生成多個(gè)不同的帶結(jié)構(gòu)徽標(biāo)，將不同的帶結(jié)構(gòu)徽標(biāo)通過(guò)密碼通信分發(fā)給的徽標(biāo)嵌入/視頻壓縮裝置。并通過(guò)密碼通信取得不同流的相關(guān)檢測(cè)閾值。然后該裝置將從視頻流中提取出的徽標(biāo)與分發(fā)的徽標(biāo)作相關(guān)值檢測(cè)，參考相關(guān)檢測(cè)閾值，判斷視頻流的及時(shí)性與是否被重新處理過(guò)。然后分發(fā)新的徽標(biāo)、進(jìn)行新的檢測(cè)。
4.客戶端5，是具備網(wǎng)絡(luò)播放能力的視頻播放設(shè)備，可以是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)電視及其它類似設(shè)備，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獲取視頻流，并進(jìn)行播放，可以用肉眼觀察防偽徽標(biāo)的情況。
實(shí)施例四參見附圖4所示，一種通用的視頻流媒體防偽徽標(biāo)嵌入與檢測(cè)方法，將防偽徽標(biāo)動(dòng)態(tài)嵌入媒體視頻流中，并可被廣泛地檢測(cè)，用于證明徽標(biāo)所表達(dá)的信息的真實(shí)性，其實(shí)現(xiàn)裝置包括
徽標(biāo)嵌入裝置，可以采用專用芯片、專用計(jì)算機(jī)或者通用計(jì)算機(jī)上的一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)，其徽標(biāo)形狀可以根據(jù)所需表達(dá)的意思，隨意產(chǎn)生，比如可以是一些數(shù)字、漢字，也可以是圖案。根據(jù)視頻提供者的私有密鑰對(duì)當(dāng)前相對(duì)時(shí)間簽名生成結(jié)構(gòu)密鑰，由結(jié)構(gòu)密鑰生成一個(gè)偽隨機(jī)的數(shù)字序列，根據(jù)該偽隨機(jī)數(shù)字序列調(diào)整徽標(biāo)圖像各點(diǎn)的亮度(色彩值的組合)值，生成帶結(jié)構(gòu)的徽標(biāo)。同時(shí)將結(jié)構(gòu)密鑰、徽標(biāo)描述與下文將提到的相關(guān)檢測(cè)閾值編碼為數(shù)字流，對(duì)該數(shù)字流數(shù)字簽名以后，依該帶數(shù)字簽名的數(shù)字流確定各時(shí)間單位內(nèi)徽標(biāo)疊加到原始視頻流中時(shí)的整體亮度(色彩值的組合)的跳變，而徽標(biāo)疊加的位置固定。這樣疊加了徽標(biāo)的視頻流通過(guò)專用視頻壓縮芯片或通用的視頻壓縮程序進(jìn)行壓縮?；諛?biāo)嵌入裝置同時(shí)對(duì)壓縮以后的視頻流進(jìn)行解壓與徽標(biāo)的相關(guān)值檢測(cè)，得到一次壓縮、解壓以后的相關(guān)值，作為相關(guān)檢測(cè)閾值加入上述數(shù)字流。
徽標(biāo)檢測(cè)裝置，該裝置從視頻流中采樣得到視頻圖像序列，將徽標(biāo)可能疊加位置上各點(diǎn)的亮度(色彩值的組合)變化周期與徽標(biāo)疊加周期相比較，可得到徽標(biāo)圖像與徽標(biāo)亮度(色彩值的組合)跳變序列，將該亮度跳變序列解碼并驗(yàn)證簽名后得到徽標(biāo)描述與結(jié)構(gòu)密鑰，將識(shí)別出的徽標(biāo)圖像與解碼得到的徽標(biāo)描述相比較，可以查證徽標(biāo)圖像的真實(shí)性。利用解碼的結(jié)構(gòu)密鑰與依徽標(biāo)輪廓描述復(fù)原的徽標(biāo)，根據(jù)與徽標(biāo)嵌入裝置相同的規(guī)則生成帶結(jié)構(gòu)的徽標(biāo)作為樣本徽標(biāo)。將從視頻流中的徽標(biāo)與樣本徽標(biāo)作相關(guān)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與隨后從徽標(biāo)亮度跳變中解碼出的相關(guān)檢測(cè)閾值進(jìn)行比較，從而判斷該徽標(biāo)所在的視頻圖像是否被中途打開(解壓再壓縮)過(guò)。
實(shí)施例五參見附圖5所示，一種用于壓縮視頻流的徽標(biāo)防偽方法，利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)防偽徽標(biāo)的實(shí)時(shí)嵌入與檢測(cè)，其采用的裝置如附圖3所示，包括1.攝像頭1，用于獲取視頻圖像；2.徽標(biāo)嵌入/視頻壓縮裝置2，其中，徽標(biāo)嵌入可以采用專用芯片、專用計(jì)算機(jī)或者通用計(jì)算機(jī)上的一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)，其根據(jù)中心徽標(biāo)檢測(cè)裝置的加密指令，選擇機(jī)內(nèi)保存的徽標(biāo)庫(kù)中的一個(gè)預(yù)設(shè)徽標(biāo)(原始二值圖像)，對(duì)其著色，生成特定色彩深淺與亮度的結(jié)構(gòu)，并疊加到指定位置。這樣疊加了彩色徽標(biāo)的視頻流通過(guò)專用視頻壓縮芯片或通用的視頻壓縮程序進(jìn)行壓縮并在網(wǎng)絡(luò)上播放。徽標(biāo)嵌入裝置同時(shí)對(duì)壓縮以后的視頻流進(jìn)行解壓對(duì)徽標(biāo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)值預(yù)檢測(cè)，得到一次壓縮、解壓以后的相關(guān)值，作為相關(guān)檢測(cè)閾值加密后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。
3.徽標(biāo)檢測(cè)裝置4可以采用專用芯片、專用計(jì)算機(jī)或者通用計(jì)算機(jī)上的一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)。作為中心徽標(biāo)檢測(cè)的裝置位于可信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，負(fù)責(zé)為不同嵌入裝置的不同視頻流分配不同的預(yù)設(shè)徽標(biāo)和結(jié)構(gòu)密鑰，以把它們區(qū)別開來(lái)；同時(shí)負(fù)責(zé)為不同的時(shí)間指定不同的徽標(biāo)色彩值；并負(fù)責(zé)將當(dāng)前時(shí)間簽名加密后生成數(shù)字流，形成疊加位置與亮度的調(diào)節(jié)信號(hào)；這些信息在加密傳送至徽標(biāo)嵌入/視頻壓縮裝置的同時(shí)，也通知其他各檢測(cè)裝置。
各徽標(biāo)檢測(cè)裝置在接收到視頻流以后，先根據(jù)中心發(fā)布的信息，檢測(cè)徽標(biāo)形狀與色彩；再提取徽標(biāo)，得到疊加位置與亮度變化序列，解碼解密其所包含的時(shí)間信號(hào)，與當(dāng)前時(shí)間比較。最后，依徽標(biāo)嵌入裝置發(fā)布的檢測(cè)閾值，檢測(cè)徽標(biāo)結(jié)構(gòu)的相關(guān)度。
4.客戶端5，是具備網(wǎng)絡(luò)播放能力的視頻播放設(shè)備，可以是計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)電視及其它類似設(shè)備，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獲取視頻流，并進(jìn)行播放，可以用肉眼觀察防偽徽標(biāo)的情況(形狀、顏色)。
權(quán)利要求
1.一種用于壓縮視頻流的徽標(biāo)防偽方法，其特征在于提供一結(jié)構(gòu)密鑰，利用預(yù)設(shè)圖像生成彩色徽標(biāo)，所述彩色徽標(biāo)中各點(diǎn)的色彩值根據(jù)結(jié)構(gòu)密鑰調(diào)整；將所述彩色徽標(biāo)動(dòng)態(tài)疊加到原始視頻信號(hào)中，疊加的位置或色彩值根據(jù)與時(shí)間相關(guān)的信息確定；將疊加徽標(biāo)后的視頻流進(jìn)行視頻壓縮，獲得經(jīng)防偽處理的視頻流，該視頻流提供給播放裝置使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓縮視頻流的徽標(biāo)防偽方法，其特征在于所述結(jié)構(gòu)密鑰與時(shí)間相關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓縮視頻流的徽標(biāo)防偽方法，其特征在于所述疊加時(shí)與時(shí)間相關(guān)的信息是由所需加入的信息經(jīng)簽名或加密計(jì)算獲得的數(shù)字流，每一時(shí)間單位中彩色徽標(biāo)疊加的位置或色彩值由設(shè)定字長(zhǎng)的數(shù)字信號(hào)確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓縮視頻流的徽標(biāo)防偽方法，其特征在于所述視頻流通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送時(shí)，接收端和發(fā)送端分別設(shè)有所述預(yù)設(shè)徽標(biāo)圖像庫(kù)，所用預(yù)設(shè)徽標(biāo)圖像號(hào)、結(jié)構(gòu)密鑰或根據(jù)結(jié)構(gòu)密鑰生成的調(diào)色指令等通過(guò)網(wǎng)絡(luò)加密傳輸在接收端與發(fā)送端間協(xié)調(diào)；所述檢測(cè)用的相關(guān)閾值通過(guò)網(wǎng)絡(luò)加密傳輸發(fā)送至接收端用于進(jìn)行檢測(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓縮視頻流的徽標(biāo)防偽方法，其特征在于在將彩色徽標(biāo)疊加以原始視頻信號(hào)中時(shí)，將上一時(shí)間段獲得的所述檢測(cè)用的相關(guān)閾值加入到與時(shí)間相關(guān)的信息中，用于確定疊加的位置或色彩值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于壓縮視頻流的徽標(biāo)防偽方法，其特征在于在將彩色徽標(biāo)疊加到原始視頻信號(hào)中時(shí)，將徽標(biāo)圖像的描述加入到與時(shí)間相關(guān)的信息中，用于確定疊加的位置或色彩值。
7.一種用于壓縮視頻流徽標(biāo)的防偽檢測(cè)方法，其特征在于從視頻流中分離出彩色徽標(biāo)，獲得彩色徽標(biāo)的位置和色彩值信息，根據(jù)彩色徽標(biāo)的位置和色彩值變化信息獲得設(shè)定字長(zhǎng)的數(shù)字信號(hào)；用與權(quán)利要求1所述的徽標(biāo)嵌入相同的方法生成樣本徽標(biāo)，將之和分離出的彩色徽標(biāo)進(jìn)行相關(guān)度檢測(cè)，與相關(guān)閾值比較，確定視頻流是否被重新處理過(guò)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于壓縮視頻流徽標(biāo)的防偽檢測(cè)方法，其特征在于在視頻壓縮端將所述經(jīng)防偽處理的視頻流進(jìn)行解壓和相關(guān)值檢測(cè)，獲得檢測(cè)用的相關(guān)閾值，提供給徽標(biāo)檢測(cè)端使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于壓縮視頻流徽標(biāo)的防偽檢測(cè)方法，其特征在于所述從視頻流中分離出彩色徽標(biāo)的方法為，在檢測(cè)裝置中建有預(yù)設(shè)徽標(biāo)圖像庫(kù)，利用模式識(shí)別的方法，提取與驗(yàn)證徽標(biāo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于壓縮視頻流徽標(biāo)的防偽檢測(cè)方法，其特征在于所述從視頻流中分離出彩色徽標(biāo)的方法為，利用徽標(biāo)圖像各點(diǎn)在視頻流中有節(jié)奏的色彩值變化，提取徽標(biāo)；利用所述色彩值變化所表示的信息獲得原始徽標(biāo)信息，從而實(shí)現(xiàn)徽標(biāo)的比對(duì)驗(yàn)證。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于壓縮視頻流的徽標(biāo)防偽方法，其特征在于提供一結(jié)構(gòu)密鑰，利用預(yù)設(shè)圖像生成彩色徽標(biāo)，所述彩色徽標(biāo)中各點(diǎn)的色彩值根據(jù)結(jié)構(gòu)密鑰調(diào)整；將所述彩色徽標(biāo)動(dòng)態(tài)疊加到原始視頻信號(hào)中，疊加的位置或亮度根據(jù)與時(shí)間相關(guān)的信息確定；將疊加徽標(biāo)后的視頻流進(jìn)行視頻壓縮，獲得經(jīng)防偽處理的視頻流，該視頻流提供給播放裝置使用；將所述經(jīng)防偽處理的視頻流進(jìn)行解壓和相關(guān)值檢測(cè)，獲得檢測(cè)用的相關(guān)閾值。本發(fā)明在視頻流中添加了徽標(biāo)信息，起到防偽作用，同時(shí)處理工作量小，適應(yīng)范圍廣，既可以用設(shè)備檢測(cè)，也可以用肉眼直接觀察識(shí)別。既可以事后檢測(cè)，又可以通過(guò)阻嚇作用事先防止偽造。
文檔編號(hào)H04L9/00GK1617585SQ20041006524
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2004年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月1日
發(fā)明者陸健, 劉躍華 申請(qǐng)人:陸健, 劉躍華