專利名稱：用于有選擇地進(jìn)行數(shù)據(jù)塊處理的方法及裝置的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及信息加密技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及把水印數(shù)據(jù)嵌入例如一個數(shù)據(jù)流，例如視頻數(shù)據(jù)流中，并且檢測該水印數(shù)據(jù)的技術(shù)。
相關(guān)技術(shù)描述近來發(fā)展的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、大容量存儲器介質(zhì)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、以及其它高帶寬分配信道之間的協(xié)同互動，已經(jīng)使數(shù)字介質(zhì)幾乎無所不在。從這些發(fā)展的角度看，用于控制這種介質(zhì)的著作權(quán)和/或所有權(quán)的分配、復(fù)制及識別的技術(shù)日漸重要并且與商業(yè)密切關(guān)聯(lián)。首先是由于數(shù)字介質(zhì)本身的特性的原因，該介質(zhì)中的版權(quán)的有效實(shí)施尤其是一個復(fù)雜的問題。除非采取防范措施，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)將可容易及完美地再現(xiàn)，而不損耗其逼真度。
所謂的＂數(shù)字水印標(biāo)記＂近來已經(jīng)獲得關(guān)注，作為在作品中，例如圖像的數(shù)字介質(zhì)開發(fā)者的工廠中的一個制止數(shù)字介質(zhì)剽竊或未授權(quán)分配或再生的可用武器。通常，水印是一個信息、符號或任何有特色的標(biāo)記，直接加到該視頻信號，其目的是標(biāo)識該復(fù)制是否為授權(quán)復(fù)制、圖像內(nèi)容的作者、經(jīng)銷商、所有者或類似信息。通常把該特色信息、符號或標(biāo)記添加到數(shù)字介質(zhì)的添加處理稱作嵌入處理。數(shù)字水印標(biāo)記最好嵌入在數(shù)字介質(zhì)(伴音、靜止圖象或視頻圖像)中，以便其不為觀眾(例如看電影的人)所見，并可由適當(dāng)?shù)臋z測系統(tǒng)可靠地檢測。通常，可見性及可探測性是直接彼此相關(guān)的越是可見的水印，其越容易可靠地被檢測。相反地，一個很隱蔽的水印可能難于可靠地檢測到。因此，通常必須獲得在可見性及可探測性之間的一個可以接受的折衷。
已經(jīng)建議了幾種在一個數(shù)據(jù)流中嵌入水印的方法。在例如一個視頻數(shù)據(jù)流的情況下，每一圖像幀可以被分成多個給定尺寸的數(shù)據(jù)塊。因此每一數(shù)據(jù)塊包括一個圖象元素的矩陣(下稱像素)，具有與例如亮度、色度等相關(guān)的幾個特性?？梢葬槍γ恳粩?shù)據(jù)塊的每一像素執(zhí)行變換。例如，針對視頻數(shù)據(jù)流的每一幀的每一數(shù)據(jù)塊的每一像素可以執(zhí)行離散余弦變換(后稱DCT)、離散傅里葉變換(后稱DFT)或其它變換。這種變換產(chǎn)生用于每一像素的單一余弦或正弦系數(shù)，并且給出與視頻數(shù)據(jù)流頻譜內(nèi)容相關(guān)的信息。一旦獲得這些信息，就可以通過估算及有選擇地修改像素變換數(shù)據(jù)塊的系數(shù)而把一個水印或水印的一部分嵌入在一個或者多個數(shù)據(jù)塊中。例如，可以把水印或水印的一部分作為微擾而嵌入在單一或多個數(shù)據(jù)塊的系數(shù)中。例如，通過有選擇地移動DCT或DFT系數(shù)的矩陣系數(shù)，可將水印低可見性地嵌入。因?yàn)槿说囊曈X和聽覺系統(tǒng)不能迅速區(qū)分頻譜內(nèi)容中的細(xì)微變異，因而有可能使得一個給定頻率的視頻信息掩蔽相同或相鄰頻率的水印數(shù)據(jù)。
依賴每一數(shù)據(jù)塊的每一像素的變換而確定像素的頻譜內(nèi)容的常規(guī)方法存在幾個缺陷。的確，對每一個可能包括例如8×8像素矩陣或16×16像素矩陣的大量數(shù)據(jù)塊進(jìn)行的處理是高計(jì)算強(qiáng)度的處理。從計(jì)算資源的角度看，這種每一幀的每一數(shù)據(jù)塊中的每一像素的生蠻強(qiáng)制的處理是既耗時又非錢。為有效率地操作，此種方案要求昂貴的專用硬件和雄厚的存儲資源，以便滿足例如數(shù)字視頻高數(shù)據(jù)速率的需求。這些問題在檢測方被加重。用戶電子設(shè)備中通常利用水印檢測器，例如在數(shù)字(或通用)視盤(下稱DVD)中。因此，為了使用傳統(tǒng)的方案而可靠和精確地(低假正確的水印識別)檢測水印，每一數(shù)據(jù)塊的每一像素必須變換到頻域，并且獲得針對表示水印一部分的可能移動而估計(jì)的頻率系數(shù)。但是，要想在市場中獲得普遍的接受，檢測系統(tǒng)必須滿足幾個標(biāo)準(zhǔn)，包括簡單、可靠、和低價(jià)，以使其可以廉價(jià)地結(jié)合在各種眾多市場用戶電子設(shè)備中，例如結(jié)合在DVD系統(tǒng)中。這些標(biāo)準(zhǔn)顯然與要求對整個數(shù)據(jù)流的每一幀的每一數(shù)據(jù)塊的每一像素進(jìn)行變換和測試的一個檢測系統(tǒng)相矛盾。
因此，所需要的是用于把水印或其它相似的隱藏信息或符號簡單且可靠地嵌入在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)組或數(shù)據(jù)流中并且對其進(jìn)行檢測的設(shè)備和方法。這種水印嵌入及檢測設(shè)備和方法還應(yīng)該是低價(jià)的，以在實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備中，例如在家庭電子設(shè)備中實(shí)施及采用。還要求該設(shè)備和方法減小把水印或其它相似隱藏?cái)?shù)據(jù)不可見地嵌入在數(shù)字介質(zhì)中、并對其可靠地檢測所需的操作步驟。這種設(shè)備和方法最好適用多樣的水印嵌入及檢測方法，包括對傳統(tǒng)的以頻域?yàn)橹行牡那度爰皺z測方案的適用。而且，與傳統(tǒng)的設(shè)備及方法相比，這種水印嵌入及檢測設(shè)備及方法應(yīng)能減小為處理該數(shù)據(jù)流所需要的時間和計(jì)算量。
發(fā)明概要因此，本發(fā)明的一個目的是提供用于把水印或其它相似的隱藏信息或符號簡單且可靠地嵌入在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流中并且對其進(jìn)行檢測的設(shè)備和方法。本發(fā)明的另一個目的是提供低價(jià)實(shí)現(xiàn)及采用在各種設(shè)備中的水印嵌入及檢測設(shè)備和方法。本發(fā)明的另一個目的是提供一個設(shè)備和方法，減小把水印或其它相似隱藏?cái)?shù)據(jù)不可見地嵌入在數(shù)字介質(zhì)中、并對其可靠地檢測而所需的操作步驟。另一目的是提供能夠兼容各種水印嵌入及檢測方法的設(shè)備和方法。本發(fā)明的再一個目的是提供用于嵌入和檢測水印的設(shè)備和方法，與傳統(tǒng)的設(shè)備和方法比較，降低對給定數(shù)目數(shù)據(jù)塊做處理所需要的時間和計(jì)算量。
根據(jù)本發(fā)明的上述目標(biāo)以及以下將要闡明并因此變得顯而易見的那些事實(shí)，本發(fā)明的一個實(shí)施例的一個水印處理方法包括步驟把一個源數(shù)組分成至少一個數(shù)據(jù)塊，該源數(shù)據(jù)組的每一單元具有與其相關(guān)的至少一個特性；測試每一數(shù)據(jù)塊，以便確定每一數(shù)據(jù)塊的所選單元是否展現(xiàn)至少一個所選特性的預(yù)選變異程度；和僅處理在至少展現(xiàn)該所選特性的預(yù)選變異程度的那些數(shù)據(jù)塊中的一個水印。
根據(jù)另一實(shí)施例，該測試步驟可以包括步驟把所選特性的變異程度與一個門限值比較。該測試步驟可以包括步驟從所選單元的所選特性的一個最小值減去所選單元的所選特性的一個最大值，該相減結(jié)果的絕對值與門限值比較。該測試步驟可以包括一個步驟產(chǎn)生所選單元的所選特性的差值的絕對值的一個取和，把該差值的取和與該門限值比較。該源數(shù)據(jù)組可以包括視頻和/或其它類型的數(shù)據(jù)。該所選特性可以包括從包括亮度、色度和RGB的特性組中所選的一個或者多個特性。該變異的測定可以在一個像素域中確定。該劃分步驟可以把該源數(shù)據(jù)組分成多個同樣尺寸的數(shù)據(jù)塊，每一數(shù)據(jù)塊包括具有至少2×1單元的一個尺寸的數(shù)據(jù)組單元的一個矩陣。該數(shù)據(jù)組單元可以包括圖象元素(像素)。該處理步驟可以包括一個步驟把該水印嵌入在數(shù)據(jù)組的每一數(shù)據(jù)塊中，該數(shù)據(jù)組展現(xiàn)至少一個所選特性的至少該預(yù)選變異程度。該處理步驟可以包括一個步驟僅檢測在展現(xiàn)出所選一個或幾個特性的變異的至少該預(yù)選程度的那些數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)塊中的水印。可以執(zhí)行一個步驟在每一數(shù)據(jù)塊的內(nèi)部，相對于所選一個或幾個特性的變異，沿著每一數(shù)據(jù)塊的邊緣解加重該所選一個或幾個特性的變異。該解加重步驟可以包括步驟把一個加權(quán)系數(shù)指定到在每一數(shù)據(jù)塊中的每一單元，沿著每一數(shù)據(jù)塊的邊緣的單元被指定比在每一數(shù)據(jù)塊內(nèi)部的單元更低的系數(shù)。
本發(fā)明還可能被考慮為一個把水印嵌入在數(shù)據(jù)流中的設(shè)備，該數(shù)據(jù)流包括多個數(shù)據(jù)單元，每一單元具有至少一個與其相關(guān)的特性，本設(shè)備包括用于把該數(shù)據(jù)流緩存并劃分成至少一個數(shù)據(jù)塊的裝置；根據(jù)一個組構(gòu)判據(jù)選擇的數(shù)據(jù)塊的裝置，該組構(gòu)判據(jù)測量與該數(shù)據(jù)流的每一數(shù)據(jù)單元相關(guān)的一個所選特性的一個變異；用于把該水印僅嵌入在所選數(shù)據(jù)塊中的裝置。
根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，該組構(gòu)判據(jù)可以包括該數(shù)據(jù)流所選單元的一個或幾個特性的至少一個變異的測定。該選擇裝置可以估計(jì)在一個空間域中的該組構(gòu)判據(jù)。該緩存和劃分裝置及該選擇裝置的每一個都可以把數(shù)據(jù)塊提供到該嵌入裝置，根據(jù)該選擇裝置的一個輸出，該嵌入裝置被有選擇地禁止和啟用。該緩存和劃分裝置可以連接到一個邏輯器件的第一輸入，并且連接到該數(shù)據(jù)塊選擇裝置的一個輸入；該數(shù)據(jù)塊選擇裝置被連接到其輸出連接到該邏輯器件的第二輸入的嵌入裝置；該數(shù)據(jù)塊選擇裝置控制該邏輯器件的操作，使該邏輯器件有選擇地輸出具有和不具有水印的數(shù)據(jù)塊。該邏輯器件可以包括多路復(fù)用器。該選擇裝置可以把一個組構(gòu)值輸出到本嵌入裝置，該嵌入裝置根據(jù)該組構(gòu)值的幅值調(diào)制該水印的強(qiáng)度。
根據(jù)另一實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的一個設(shè)備檢測在一個數(shù)據(jù)流中的一個水印，該數(shù)據(jù)流包括多個數(shù)據(jù)單元，每一單元具有至少一個與其相關(guān)的特性，該設(shè)備包括用于把該數(shù)據(jù)流緩存并劃分成至少一個數(shù)據(jù)塊的裝置；根據(jù)一個組構(gòu)判據(jù)選擇的數(shù)據(jù)塊的裝置，該組構(gòu)判據(jù)測量與該數(shù)據(jù)流的每一數(shù)據(jù)單元相關(guān)的一個所選特性的一個變異；用于檢測僅在所選數(shù)據(jù)塊中的水印的裝置。
根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施例，該組構(gòu)判據(jù)可以包括該數(shù)據(jù)流所選單元的一個或幾個特性的至少一個變異的測定。該選擇設(shè)備可以估計(jì)在一個空間域中的該組構(gòu)判據(jù)。該檢測設(shè)備可根據(jù)該選擇設(shè)備的輸出被有選擇地禁止和啟用。該組構(gòu)判據(jù)最好與用于選擇在水印嵌入處理期間嵌入該水印的數(shù)據(jù)塊的判據(jù)相同。這種選擇設(shè)備可以是與用于選擇在嵌入處理期間嵌入該水印的數(shù)據(jù)塊的選擇設(shè)備相同。
本發(fā)明的另一實(shí)施例是基于水印而確認(rèn)一個數(shù)據(jù)流的方法，包括步驟根據(jù)一個組構(gòu)判據(jù)，把一個水印嵌入在其頻譜能量超過一個預(yù)定門限值的數(shù)據(jù)流部分中，以便產(chǎn)生一個加水印的數(shù)據(jù)流；利用一選擇器提供記錄數(shù)據(jù)流重放裝置，配置來估計(jì)該組構(gòu)判據(jù)，并且僅選擇那些其頻譜能量超過該預(yù)定門限值的數(shù)據(jù)流的部分；和僅檢測數(shù)據(jù)流的所選部分中的水印。
根據(jù)另一最佳實(shí)施例，該數(shù)據(jù)流可以包括一個視頻數(shù)據(jù)流。一個確認(rèn)該數(shù)據(jù)流的步驟還可以在僅當(dāng)檢測該數(shù)據(jù)流中的一個水印時才執(zhí)行。一個禁止該視頻數(shù)據(jù)流的重放的步驟可能在當(dāng)該數(shù)據(jù)流不確認(rèn)時執(zhí)行。
本發(fā)明的另一實(shí)施例是對于通過水印嵌入處理產(chǎn)生的一個水印數(shù)據(jù)流中的水印進(jìn)行檢測的方法，包括步驟把數(shù)據(jù)流劃分成多個相等尺寸的數(shù)據(jù)塊；使用與在水印嵌入處理中所使用的相同判據(jù)，僅選擇可能包括一個水印的那些數(shù)據(jù)塊；如果存在水印，則在一個空間域中累計(jì)該所選數(shù)據(jù)塊，以便相對于一個相對地不相關(guān)數(shù)據(jù)流增強(qiáng)該水印。
附圖的簡要描述為了進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的有選擇數(shù)據(jù)塊處理系統(tǒng)的一個實(shí)施例的方框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的有選擇數(shù)據(jù)塊處理方法的一個實(shí)施例的流程圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的有選擇數(shù)據(jù)塊處理系統(tǒng)的另一實(shí)施例的方框圖。
最佳實(shí)施例的描述現(xiàn)在參照圖1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于進(jìn)行有選擇數(shù)據(jù)塊處理的系統(tǒng)。參考數(shù)字110表示一個水印嵌入器，是把水印插入在一個數(shù)據(jù)組或一個數(shù)據(jù)流中的一個功能塊。在本發(fā)明的描述中，術(shù)語水印包括任何有意地隱蔽信息、符號或其它人為造物的表示，其傳遞某些信息，例如所有權(quán)或作者的身份的標(biāo)記，并且被設(shè)計(jì)為實(shí)質(zhì)上不可見地隱藏到該數(shù)據(jù)流中。該數(shù)據(jù)組或數(shù)據(jù)流可以包括例如一個視頻信號、靜止圖象數(shù)據(jù)和/或音頻數(shù)據(jù)。
同樣，參考數(shù)字150表示一個水印檢測器，是檢測隱藏在數(shù)據(jù)組或數(shù)據(jù)流中的一個或幾個水印的功能塊。為了本發(fā)明的描述容易，圖1中的嵌入器和檢測器通過標(biāo)記＂水印視頻＂的一個通信信道連接，雖然視頻信號僅是本發(fā)明的一個應(yīng)用。而且，在實(shí)踐中的通信信道145可以是一個分布介質(zhì)，例如無線通信信道、例如同軸電纜的有線的通信信道、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、電話線等等。另外，參考數(shù)字145可以表示一個數(shù)據(jù)載體，例如磁帶、DVD盤、CD-ROM、視盤或其它任何磁性、光學(xué)或混合的數(shù)據(jù)存儲裝置。嵌入器110可以置于一個制造或分配設(shè)施，而檢測器可以放置在用戶重放裝置之內(nèi)，例如DVD唱機(jī)等。例如，嵌入器110可能把水印數(shù)據(jù)嵌入在一個視頻數(shù)據(jù)流中，并且利用該水印嵌入的視頻數(shù)據(jù)流編碼一個DVD盤。該DVD盤則可以由用戶購買或租借，隨后在具有適當(dāng)檢測器，例如檢測器150的重放設(shè)備上重放。
首先參考嵌入器110，數(shù)字115表示一個分塊器/緩存器。該分塊器/緩存器115把一個源數(shù)據(jù)組(例如視頻數(shù)據(jù)流)緩存在一個內(nèi)部存儲器中，將緩存輸入數(shù)據(jù)流劃分成多個相等尺寸的數(shù)據(jù)塊。雖然為了說明的目的使用的是一個視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不局于此。數(shù)據(jù)塊每一個包括數(shù)據(jù)組單元的矩陣。在視頻數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)組單元的每一個包括一個像素，具有至少與例如亮度和/或色度相關(guān)的至少一個特性。該數(shù)據(jù)塊可以是小到2×1像素，大到視頻數(shù)據(jù)的整個幀。例如，每一數(shù)據(jù)塊可包括8×8像素的矩陣，或可以包括16×16像素的矩陣。數(shù)據(jù)組單元的矩陣不需要具有相同的行數(shù)與列數(shù)。
分塊器/緩存器115的輸出是發(fā)送到一個數(shù)據(jù)塊選擇器120的相等尺寸數(shù)據(jù)塊的串行數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)塊選擇器120測試每一輸入數(shù)據(jù)塊，以便確定是否滿足一個預(yù)定的判據(jù)。如果該判據(jù)不滿足，則數(shù)據(jù)塊選擇器120把一個信號125發(fā)送到水印嵌入器130，禁止把水印嵌入在不滿足該判據(jù)的數(shù)據(jù)塊中。例如，該數(shù)據(jù)塊選擇器120可以估計(jì)用于每一數(shù)據(jù)塊的＂組構(gòu)＂判據(jù)，并且輸出一個組構(gòu)值，其中0(零)指示在一個數(shù)據(jù)塊中的一個完全平坦、無特色、和相對不變的區(qū)域，而較高的編號指示增加頻譜內(nèi)容。分塊器/緩存器115的輸出還發(fā)送到水印嵌入器130。因此，根據(jù)圖1示出的實(shí)施例，水印嵌入器130從分塊器/緩存器115接收每一數(shù)據(jù)塊輸出。只要數(shù)據(jù)塊選擇器120不產(chǎn)生禁止水印嵌入的信號125，就在每個數(shù)據(jù)塊中嵌入一個水印。但是，如若任何數(shù)據(jù)塊不滿足該判據(jù)，數(shù)據(jù)塊選擇器120將通過輸出一個低的無符號值到水印檢測器130而禁止水印的嵌入，該水印檢測器130被配置來僅當(dāng)該數(shù)據(jù)塊選擇器120產(chǎn)生的值超過一個預(yù)定門限值時才在當(dāng)前數(shù)據(jù)塊中嵌入一個水印。
另外，水印嵌入器130可以從數(shù)據(jù)塊選擇器120接收一個組構(gòu)值，并且根據(jù)接收的組構(gòu)值的幅值調(diào)制該嵌入水印的強(qiáng)度。在此情況中，一個0組構(gòu)值將使該水印嵌入器130嵌入具有零強(qiáng)度的水印，即事實(shí)上根本不嵌入水印。根據(jù)本實(shí)施例，組構(gòu)值越高，將使水印嵌入器130嵌入逐步更強(qiáng)的水印。
還可能有嵌入器110的另外的實(shí)施例。例如，如圖3所示，不是象如圖1所示的那樣把數(shù)據(jù)塊選擇器120產(chǎn)生的一個阻斷信號送到水印嵌入器130，而是圖3的數(shù)據(jù)塊選擇器120產(chǎn)生一個選擇控制信號到一個邏輯器件，例如一個2∶1多路復(fù)用器140。多路復(fù)用器140的一個輸入來自分塊器/緩存器115，而該多路復(fù)用器140的其它輸入來自水印嵌入器130。根據(jù)本實(shí)施例，數(shù)據(jù)塊選擇器120只把那些滿足判據(jù)的數(shù)據(jù)塊(或只把那些不滿足判據(jù)的數(shù)據(jù)塊，這取決于判據(jù)是如何定義)運(yùn)送到水印嵌入器130。另外，數(shù)據(jù)塊選擇器120可以把全部數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)到水印嵌入器130，該水印嵌入器130則把一個水印嵌入在每個數(shù)據(jù)塊中。但是，通過僅轉(zhuǎn)發(fā)滿足的判據(jù)的那些數(shù)據(jù)塊，用于數(shù)據(jù)塊選擇器120抽取發(fā)送到該水印嵌入器的數(shù)據(jù)塊的數(shù)量的計(jì)算的將是經(jīng)濟(jì)得多。根據(jù)數(shù)據(jù)塊選擇器120產(chǎn)生的該控制信號的狀態(tài)(0或1)，多路復(fù)用器140將輸出一個具有水印嵌入在其中或沒有水印嵌入在其中的一個數(shù)據(jù)塊。還可能有嵌入器110的其它實(shí)施方案，而全部這種實(shí)施方案應(yīng)該考慮落入在本發(fā)明的范圍中。
數(shù)據(jù)塊選擇器120測試每一輸入數(shù)據(jù)塊，以便確定該數(shù)據(jù)塊是否滿足一個預(yù)定的判據(jù)。如上述提及的，根據(jù)本發(fā)明，一個這種判據(jù)是所謂的＂組構(gòu)＂判據(jù)。通常，組構(gòu)可以定義為與一個數(shù)據(jù)組，例如在一個視頻數(shù)據(jù)流中的像素的結(jié)構(gòu)單元相關(guān)的任一特性或幾個特性的變異程度。在一個視頻數(shù)據(jù)流情況下，該組構(gòu)判據(jù)是在每一數(shù)據(jù)塊中的變異(或無變異)的測定，該變異是與在每一數(shù)據(jù)塊或所選數(shù)幾個據(jù)塊之內(nèi)的每一像素或所選像素相關(guān)的一個或者多個特性的變異。例如，該組構(gòu)判據(jù)可以確定在一個數(shù)據(jù)塊中的所選亮度特性的變異、在數(shù)據(jù)塊中的所選像素的色度特性的變異、亮度和色度和/或其它特性的變異。
通常，該組構(gòu)判據(jù)可以認(rèn)為是在一個數(shù)據(jù)塊中的所選像素的一個或者多個特性的變異的一個測定。例如，包括表示無特色的或接近無特色的的藍(lán)色天空的數(shù)據(jù)塊可能將不滿足該組構(gòu)判據(jù)，而根據(jù)本發(fā)明將不把水印嵌入在那些數(shù)據(jù)塊中。的確，例如，如果其中將嵌入一個水印的數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)像素表示一個近乎無特色的天空，則嵌入水印的概率將被顯著增加。在一個視頻數(shù)據(jù)流的情況下，這將構(gòu)成在圖像質(zhì)量中的無法接受的顯見降低。另一方面，如果亮度特性在一個數(shù)據(jù)塊中針對所選像素大大地變異，則可很有成效地嵌入水印，意味著如此嵌入的水印將可能不被顯見。例如，通過僅把一個水印嵌入在具有一個頻譜內(nèi)容的那些數(shù)據(jù)塊中，該頻譜內(nèi)容與該水印的干均頻譜內(nèi)容大致相等，則該水印可以低可見性及可以接受的覺察性嵌入，因?yàn)槿说囊曈X系統(tǒng)不能迅速地辨別在具有高頻譜能量的圖像中的細(xì)微改變。
例如，不滿足用于該亮度特性的該組構(gòu)判據(jù)的一16×16象素?cái)?shù)據(jù)塊可以定義為其256個亮度值的幅值被相同的值圍繞的一個數(shù)據(jù)塊，或定義為在該數(shù)據(jù)塊的256個像素之內(nèi)的所選像素的亮度幅值被相同的值圍繞的一個數(shù)據(jù)塊。這可以通過對關(guān)于數(shù)據(jù)塊的所選像素的亮度值的變異程度的一個值進(jìn)行設(shè)置而量化。例如，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)所選像素的最大亮度值超過最小亮度值多于一個預(yù)定門限值時，可以滿足該組構(gòu)判據(jù)。這門限值可以是恒定值、預(yù)定值或可以是自適應(yīng)值。現(xiàn)在返回到圖1和3，數(shù)據(jù)塊選擇器120可以在具有最大亮度值的數(shù)據(jù)塊的所選像素當(dāng)中確定像素，而且在具有最小亮度值的所選像素當(dāng)中確定像素。最大和最小亮度值則可以彼此相減，除去符號僅留幅值，而且該結(jié)果與一個預(yù)定恒定值或自適應(yīng)閾值比較。如果該結(jié)果大于(或大于等于)門限值，則該組構(gòu)判據(jù)被認(rèn)為已經(jīng)滿足該數(shù)據(jù)塊，而且該數(shù)據(jù)塊選擇器將實(shí)現(xiàn)對于該數(shù)據(jù)塊(圖1)的嵌入，或控制該多路復(fù)用器140以便從該分塊器/緩存器115(圖3)輸出一個加水印的數(shù)據(jù)塊。
確定該組構(gòu)判據(jù)的另一出色方法是產(chǎn)生所選像素的所選特性的差值的絕對值的一個和，隨后把該絕對值差值的和的結(jié)果與一個預(yù)定常數(shù)或自適應(yīng)門限值比較。相信這將得出一個更準(zhǔn)確的所選特性的組構(gòu)的測定，尤其對于較大尺寸數(shù)據(jù)塊的情況。例如，該組構(gòu)判據(jù)可以定義如下｜Pa-Pb｜+｜Pc-Pd｜+｜Pe-Pf｜+…+｜Pm-Pn｜＜K其中，Pa、Pb、Pc、Pd…Pm和Pn是在數(shù)據(jù)塊中的所選像素的值，而K是一個預(yù)先確定的常數(shù)或自適應(yīng)門限值。該絕對值確保該差值的結(jié)果的極性不影響最終結(jié)果。換句話說，為了估算這組構(gòu)判據(jù)的目的，該分別差值的相位是不重要的。在對該數(shù)據(jù)塊之內(nèi)的執(zhí)行差值操作像素進(jìn)行選擇中，某些像素對的操作比其它像素對更好。例如，可以用一個確定的間隔選擇差值對，以便表示最佳掩蔽該水印的頻率。該間隔最好應(yīng)該是足夠的，以確保所選特性(亮度色、度等)的值滿足操作的需要，例如數(shù)模轉(zhuǎn)換、裁剪、延伸等等。這種操作可能是有害的或可能是與正常使用關(guān)聯(lián)的。例如，如果該視頻數(shù)據(jù)流(圖1中的145)要記錄在一個模擬介質(zhì)上，例如一個盒帶錄像機(jī)(下稱VCR)磁帶上，如果所選像素是水平相鄰的或也空間彼此接近，則該水印的可覺察性將受損害。這是因?yàn)槠胀ǖ腣CR起到一個低通濾波器的作用，多少會衰減一些高頻內(nèi)容。通過認(rèn)真地選擇使用在組構(gòu)判據(jù)的估算中的像素以便確保這種頻率不被不可接受地衰減，該水印將保持一個較大的機(jī)會滿足這種具有可以接受的可覺察性的變換處理。在所選像素之間的間距；它們的位置和/或型式可以例如從代表圖像文件集的樣本中事先選擇，以使所選像素以那些代表樣本最佳操作。而且，數(shù)據(jù)塊選擇判據(jù)最好被選擇，以使用于進(jìn)行嵌入的數(shù)據(jù)塊不影響隨后的水印檢測。例如，在一個不正確的實(shí)施方案中，只要具有一個頻率內(nèi)容的數(shù)據(jù)塊相似于將由選擇判據(jù)所選的水印的頻率內(nèi)容，不包括水印的視頻數(shù)據(jù)塊就可能相似實(shí)際上包括水印的視頻數(shù)據(jù)塊。為了避免該情況，在數(shù)據(jù)塊選擇處理的全部步驟過程中，每一數(shù)據(jù)塊的視頻內(nèi)容最好應(yīng)該保持與該水印不相關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該水印僅被嵌入在滿足該組構(gòu)判據(jù)的那些數(shù)據(jù)塊中。該數(shù)據(jù)塊不滿足該組構(gòu)判據(jù)；即，從例如亮度或色度的角度看展現(xiàn)小變異的那些數(shù)據(jù)塊將不接收一個水印，或接收一個弱的水印。根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實(shí)施例，與其中把單一水印可能被交叉分配到許多數(shù)據(jù)塊的某些傳統(tǒng)技術(shù)相反，在一個給定的數(shù)據(jù)塊中包括全部的水印或不包括水印，根據(jù)每一個系數(shù)的頻率內(nèi)容，接通和切斷該水印的每一個DCT或DFT系數(shù)。相對照，根據(jù)本發(fā)明，實(shí)際上只有那些能夠最佳隱藏該水印的數(shù)據(jù)塊才接收該水印。本發(fā)明的實(shí)際效果是大大增加了信噪比例Sw/Nv，其中Sw是水印的強(qiáng)度，而Nv是不相關(guān)的視頻數(shù)據(jù)流的強(qiáng)度。只要那些包括一個水印的數(shù)據(jù)塊被送給該水印檢測器180，增加該信噪比Sw/Nv將大大改進(jìn)相對于該不相關(guān)圖像內(nèi)容的該相關(guān)水印信號的檢測。根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)此種操作的方式在圖1和3的檢測器150中示出。
如圖1和3所示，那檢測器150至少包括三個主功能塊。分塊器/緩存器160緩存該輸入的加水印的視頻數(shù)據(jù)流145，并把該數(shù)據(jù)流劃分成一系列數(shù)據(jù)塊，其尺寸與嵌入器110的分塊器/緩存器115產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊的尺寸匹配。檢測器150的分塊器/緩存器160可以與嵌入器110的分塊器/緩存器115完全一樣。數(shù)據(jù)塊選擇器170最好與嵌入器110的數(shù)據(jù)塊選擇器120匹配。匹配數(shù)據(jù)塊選擇器170應(yīng)用到由分塊器/緩存器160產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊的判據(jù)與數(shù)據(jù)塊選擇器1120應(yīng)用到由嵌入器110的分塊器/緩存器115產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊的判據(jù)相同。以此方式，用于進(jìn)行嵌入的判據(jù)和用于進(jìn)行檢測的判據(jù)完全相同。借助由嵌入器110和檢測器150所用標(biāo)準(zhǔn)的這種識別的優(yōu)點(diǎn)，該水印檢測器180只接收已經(jīng)由匹配數(shù)據(jù)塊檢測器170確定為是有可能備用為包括水印的那些數(shù)據(jù)塊。在理想的條件(嵌入器輸出等于檢測器輸入，而且不出現(xiàn)插入視頻處理)之下，該匹配數(shù)據(jù)塊選擇器170將選擇與數(shù)據(jù)塊選擇器120已經(jīng)選擇用于水印嵌入的數(shù)據(jù)塊的相同數(shù)據(jù)塊的全部或幾乎全部用于水印檢測。因此，在一個最佳實(shí)施例中，匹配數(shù)據(jù)塊檢測器170篩選該輸入數(shù)據(jù)塊，并且僅把那些可能包括水印的數(shù)據(jù)塊傳送到水印檢測器180。因此該匹配數(shù)據(jù)塊檢測器1 7 0根據(jù)該選擇判據(jù)抽取該輸入數(shù)據(jù)塊，而且不把很多不包括水印的數(shù)據(jù)塊送到水印檢測器。的確，如果使用一個組構(gòu)判據(jù)，該匹配數(shù)據(jù)塊檢測器170將不允許具有低組構(gòu)程度的數(shù)據(jù)塊達(dá)到該水印檢測器180。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)與例如空間累積結(jié)合時，這種檢測方法尤其有益。當(dāng)視頻處理已經(jīng)出現(xiàn)在圖1的通信信道145中的某點(diǎn)時，在檢測器150中用于選擇判據(jù)的門限值可以設(shè)置為不同于該嵌入器110中的用于同一判據(jù)的門限值的一個值。例如，如果信道145中的信號被衰減、波形拉長、波形銳化或其它改變，該檢測器門限值可以降低或提升以實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)果。
在空間、或像素域(與在DFT或OCT變換之后的頻域中的累加相反)中的累加的情況下，數(shù)據(jù)塊可以被加在一起然后由累加數(shù)據(jù)塊的數(shù)量劃分。例如，實(shí)現(xiàn)16×16數(shù)據(jù)塊的累加是通過取每一數(shù)據(jù)塊的全部頂端、左角像素的平均，隨后取在每一數(shù)據(jù)塊中的下一個像素的平均，直到每一16×16數(shù)據(jù)塊的全部256像素被取平均為止。如果試圖以普通的水印檢測器檢測整個加水印的視頻數(shù)據(jù)流的每一數(shù)據(jù)塊，則信噪比Sw/Nv將相當(dāng)?shù)?，檢測將難以進(jìn)行而且不可靠。這是因?yàn)樵S多不包括水印的數(shù)據(jù)塊與包括水印的數(shù)據(jù)塊作平均，相對于不相關(guān)視頻信號，削弱了相關(guān)水印的相對強(qiáng)度。另一方面，根據(jù)本發(fā)明，該水印檢測器180只接收可能包括一個水印的數(shù)據(jù)塊。由于水印型式重復(fù)數(shù)據(jù)塊尺寸和視頻信號是不相關(guān)的模式，所以該水印突出而且可以迅速地識別和檢測。因此，通過僅把包括水印的數(shù)據(jù)塊提供給該水印檢測器、使得該檢測不易受錯誤的確定識別的影響，該匹配數(shù)據(jù)塊選擇器170和水印檢測器180的協(xié)調(diào)操作增加了該Sw/Nv。
如果給定數(shù)據(jù)塊視頻數(shù)據(jù)流的全部數(shù)據(jù)塊都具有嵌入在其中的水印，則圖像質(zhì)量將非?？赡軐?shí)質(zhì)上被劣變，并且該水印將是十分顯見的。但是在這種情況下，通過空間累加而實(shí)現(xiàn)的檢測將確實(shí)被改進(jìn)，因?yàn)樵撍⒃诿總€數(shù)據(jù)塊中得到強(qiáng)化。根據(jù)本發(fā)明，雖然不是每個數(shù)據(jù)塊都帶有水印，但是輸入到水印檢測器180的每一數(shù)據(jù)塊都非?？赡馨ㄋ。?yàn)槭褂迷谄ヅ鋽?shù)據(jù)塊選擇器170中的判據(jù)與使用在數(shù)據(jù)塊選擇器120中的判據(jù)完全一樣，并且因?yàn)樵撈ヅ鋽?shù)據(jù)塊選擇器僅把可能包括水印的那些數(shù)據(jù)塊傳送到水印檢測器。因此，從水印檢測器180的角度看，出現(xiàn)在其輸入中的該視頻數(shù)據(jù)流的每個數(shù)據(jù)塊幾乎都包括水印。因此，該方法具備了在視頻數(shù)據(jù)流的每一數(shù)據(jù)塊中嵌入一個水印的全部優(yōu)點(diǎn)而沒有上述可見性的缺點(diǎn)。而且，這種空間累加避免了作為很多傳統(tǒng)的嵌入和檢測方案的特征的長耗時和頻域變換的沉重的計(jì)算負(fù)擔(dān)。雖然特別有益，但是本發(fā)明的適用范圍不限定于空間或像素域的累加檢測方法。的確，在此處描述的有選擇地?cái)?shù)據(jù)塊處理設(shè)備和方法同樣可應(yīng)用到要求把該源數(shù)據(jù)組(例如一個視頻數(shù)據(jù)流)變換成頻域的水印嵌入和檢測方案。的確，根據(jù)本發(fā)明的有選擇地?cái)?shù)據(jù)塊處理設(shè)備和方法被確信為是采用的嵌入和檢測方法的同類別的方法。但是，在這空間域中累加輸入數(shù)據(jù)塊而不作初步的變換被確信是有益的，因?yàn)橐曨l數(shù)據(jù)通常最初在空間域送到嵌入器110和檢測器150。
存在這樣的情形，其中一個數(shù)據(jù)塊可能滿足組構(gòu)判據(jù)可是不適合作為一個嵌入水印的數(shù)據(jù)塊。的確，這種數(shù)據(jù)塊可以使用在此公開的方法確定，以便具有足夠高頻的內(nèi)容來保證水印的嵌入，然而不適用于這樣的一個目的。例如，數(shù)據(jù)塊可以包括在邊界之內(nèi)并且沿著一個高對比度特征的一側(cè)，例如沿著籬樁或?qū)φ找粋€無特色的天空的邊緣。雖然該組構(gòu)判據(jù)的估算可能引起一水印的包括，但是水印的嵌入可能導(dǎo)致在嵌入的數(shù)據(jù)塊中的顯著的人為失真，一旦重放則可能顯示為＂重影＂現(xiàn)象。
為了解決此問題并降低這種不適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)塊被選擇用于包括一水印的概率，嵌入器110的該數(shù)據(jù)塊選擇器120可以采用一加權(quán)方案，其中朝數(shù)據(jù)塊中心選擇的像素的選擇特性被指定的加權(quán)系數(shù)比朝該數(shù)據(jù)塊邊緣選擇的像素的選擇特性高。例如，在數(shù)據(jù)塊邊緣的所選特性可被忽略，或通過給它們一個相對于朝該數(shù)據(jù)塊中心方向的所選像素的所選特性而言是很低的加權(quán)系數(shù)而解加重。這種加權(quán)使得數(shù)據(jù)塊選擇器120禁止該水印嵌入器130的嵌入，即使在可能已經(jīng)引起水印嵌入的數(shù)據(jù)塊中具有不被使用的加權(quán)。例如，加權(quán)系數(shù)可以展現(xiàn)從數(shù)據(jù)塊邊緣到中心的一個線性變異，或展現(xiàn)任何其它變異，例如包括在邊緣(數(shù)據(jù)塊的頂端、底部和兩側(cè))的加權(quán)像素具有一個零系數(shù)，而數(shù)據(jù)塊的其它象素全部以系數(shù)1加權(quán)。在后一情況中，數(shù)據(jù)塊邊緣的所選像素的選擇特性將被完全忽略。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的有選擇數(shù)據(jù)塊處理方法的一個實(shí)施例的流程圖。如圖2所示，步驟S1緩存一個輸入視頻數(shù)據(jù)流(或其它數(shù)據(jù)流)。在同步S2把緩存的視頻數(shù)據(jù)流分成多個同樣尺寸的數(shù)據(jù)塊。在同步S3計(jì)算出針對每一數(shù)據(jù)塊的判據(jù)，例如在此描述的組構(gòu)判據(jù)。如在步驟S4所示，隨后針對每一數(shù)據(jù)塊確定是否該判據(jù)被滿足。如果滿足該組構(gòu)判據(jù)，則在當(dāng)前數(shù)據(jù)塊中嵌入一個完全的水印。如果該組構(gòu)判據(jù)不滿足，則當(dāng)前數(shù)據(jù)塊被估算確定為不適合嵌入水印的數(shù)據(jù)塊，并且繞過步驟S5。隨后，該加水印的視頻數(shù)據(jù)流可以記錄在一個記錄介質(zhì)或數(shù)據(jù)載體上，或經(jīng)過一個傳輸信道發(fā)送。
步驟S6至S10可以在例如一個視頻數(shù)據(jù)流重放設(shè)備中執(zhí)行。在步驟S6中，加水印的視頻數(shù)據(jù)流從記錄介質(zhì)或數(shù)據(jù)載體讀出或從傳輸信道接收，并且緩存。在步驟S7中，緩存的加水印的視頻數(shù)據(jù)流被劃分成多個同樣尺寸的數(shù)據(jù)塊，最好與步驟S2中大小相同(8×8象素?cái)?shù)據(jù)塊、16×16象素?cái)?shù)據(jù)塊等)。與步驟S3計(jì)算出的判據(jù)一樣，在步驟S8針對分?jǐn)?shù)據(jù)的塊視頻數(shù)據(jù)流的當(dāng)前的數(shù)據(jù)塊計(jì)算出相同判據(jù)。在步驟S3和步驟S8中進(jìn)行的相同判據(jù)計(jì)算使步驟S10中的水印檢測步驟的數(shù)量最小化。在步驟S9中，確定的當(dāng)前數(shù)據(jù)塊是否滿足判據(jù)，例如在此公開的組構(gòu)判據(jù)。如果判據(jù)被滿足，即如果組構(gòu)判據(jù)的估算指示當(dāng)前數(shù)據(jù)塊的頻率內(nèi)容比預(yù)定門限值高，則針對該數(shù)據(jù)塊執(zhí)行在步驟S10示出的檢測步驟。否則，繞過檢測步驟S10。如上述公開的那樣，最好通過在空間或像素域中的累加執(zhí)行在步驟S10中示出的檢測步驟。
根據(jù)檢測步驟的結(jié)果，可以有選擇地執(zhí)行一個確認(rèn)處理。例如當(dāng)檢測水印時，可以防止視頻數(shù)據(jù)流的記錄。而且，水印刪除是一個困難的任務(wù)，經(jīng)常不能在不過度損壞圖像內(nèi)容質(zhì)量的條件下實(shí)現(xiàn)，這將構(gòu)成挫敗圖像內(nèi)容復(fù)制的另一個因素。另外，如果該視頻數(shù)據(jù)流不被確認(rèn)(例如沒有水印或出現(xiàn)竄改的水印)，則該視頻數(shù)據(jù)流重放設(shè)備可以拒絕重放該視頻數(shù)據(jù)流，或開始其它功能以阻止竄改，例如故意降低重放質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明，可以把一非常弱的水印插入在所選數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)塊中，例如插入在一個視頻數(shù)據(jù)流中，從而以對于可覺察性的少許影響而進(jìn)一步降低水印的可見性。嵌入水印的強(qiáng)度可以通過從數(shù)據(jù)塊選擇器120輸出的組構(gòu)值調(diào)制。而且，因?yàn)闄z測器150中的匹配數(shù)據(jù)塊選擇器170＂知道＂哪個數(shù)據(jù)塊應(yīng)該包括水印，因此能夠僅注意包括水印的那些數(shù)據(jù)塊，并且對它們進(jìn)行平均的，使得從不相關(guān)的視頻數(shù)據(jù)流中突出相對強(qiáng)相關(guān)的(雖然還是很弱)水印。檢測器150中的匹配數(shù)據(jù)塊選擇器170＂知道＂哪個數(shù)據(jù)塊應(yīng)該包括水印，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)是來估計(jì)同一個判據(jù)(例如組構(gòu)判據(jù))，作為嵌入器110中的數(shù)據(jù)塊選擇器120的對應(yīng)量。因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一個弱嵌入信號的優(yōu)良可探測性，因此具備一個優(yōu)良水印的低可見性及高可探測性特征。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是上面描述僅用于說明而不是對所公開的發(fā)明的限制。例如，本發(fā)明同樣可應(yīng)用到其中該水印被相加、相減、相乘到一數(shù)據(jù)組中的水印嵌入處理，該數(shù)據(jù)組例如一個視頻數(shù)據(jù)流、伴音、單一幀圖像及其它數(shù)據(jù)，其中引進(jìn)到每一字節(jié)中的誤差的細(xì)微程度不危害數(shù)據(jù)的可用性。而且，使用DCT、DFT、固定或隨機(jī)噪聲型式、插入等，該水印可以嵌入在空間或頻域中，和/或檢測該嵌入的水印。本發(fā)明不局限于在空間或頻域的平均或累加。例如，每一所選數(shù)據(jù)塊可以單獨(dú)地估計(jì)，并且所有的這種數(shù)據(jù)塊可以統(tǒng)計(jì)地累加。還可以采用其它有益方法，例如相關(guān)性。所選特性可以是，僅亮度、僅色度、亮度和色度、RGB和/或其它與當(dāng)前數(shù)據(jù)組的結(jié)構(gòu)單元相關(guān)的特性。本專業(yè)技術(shù)人員無疑將想到其它改進(jìn)，并且所有的這種改進(jìn)都被認(rèn)為是在本發(fā)明的精神范圍中。因此，本發(fā)明僅由下面闡明的權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1．一種水印處理方法，包括步驟把一個源數(shù)組分成至少一個數(shù)據(jù)塊，該源數(shù)據(jù)組的每一單元具有與其相關(guān)的至少一個特性；測試每一數(shù)據(jù)塊，以便確定每一數(shù)據(jù)塊的所選單元是否展現(xiàn)至少一個所選特性的至少一個預(yù)選變異程度；和僅在至少展現(xiàn)該所選特性的預(yù)選變異程度的那些數(shù)據(jù)塊中處理水印。
2．權(quán)利要求1的方法，其中該測試步驟包括步驟把所選特性的變異程度與一個門限值比較。
3．權(quán)利要求2的方法，其中該測試步驟包括步驟從所選單元的所選特性的最小值減去所選單元的所選特性的最大值，相減結(jié)果的絕對值與門限值比較。
4．權(quán)利要求2的方法，其中該測試步驟包括步驟產(chǎn)生選擇單元的所選特性的差值的絕對值的和，該差值的和被與該門限值比較。
5．權(quán)利要求1的方法，其中該源數(shù)據(jù)組至少包括視頻數(shù)據(jù)。
6．權(quán)利要求1的方法，其中該所選特性包括從包括亮度、色度和RGB的特性組中所選的至少一個特性。
7．權(quán)利要求1的方法，其中該變異的測定是在一個像素域中確定。
8．權(quán)利要求1的方法，其中該劃分步驟把該源數(shù)據(jù)組分成多個同樣尺寸的數(shù)據(jù)塊，每一數(shù)據(jù)塊包括數(shù)據(jù)組單元的一個矩陣。
9．權(quán)利要求8的方法，其中該矩陣至少是2×1的尺寸。
10．權(quán)利要求1的方法，其中該數(shù)據(jù)組單元包括圖象元素。
11．權(quán)利要求1的方法，其中該處理步驟包括步驟把所述水印嵌入在數(shù)據(jù)組的每一數(shù)據(jù)塊中，所述數(shù)據(jù)組展現(xiàn)至少一個所選特性的至少所述預(yù)選變異程度。
12．權(quán)利要求1的方法，其中該處理步驟包括步驟僅檢測在展現(xiàn)至少一個所選特性的至少該預(yù)選變異程度的數(shù)據(jù)組的那些數(shù)據(jù)塊中的水印。
13．權(quán)利要求1的方法，還包括步驟在每一數(shù)據(jù)塊的內(nèi)部，相對于所選特性的變異，沿著每一數(shù)據(jù)塊的邊緣解加重該所選特性的變異。
14．權(quán)利要求13的方法，其中該解加重步驟包括步驟把一個加權(quán)系數(shù)指定到在每一數(shù)據(jù)塊中的每一單元，沿著每一數(shù)據(jù)塊的邊緣的單元被指定比在每一數(shù)據(jù)塊內(nèi)部的單元低的系數(shù)。
15．一種把水印嵌入在數(shù)據(jù)流中的設(shè)備，該數(shù)據(jù)流包括多個數(shù)據(jù)單元，每一單元具有至少一個與其相關(guān)的特性，本設(shè)備包括用于把該數(shù)據(jù)流緩存并劃分成至少一個數(shù)據(jù)塊的裝置；根據(jù)一個組構(gòu)判據(jù)選擇的數(shù)據(jù)塊的裝置，該組構(gòu)判據(jù)測量與該數(shù)據(jù)流的每一數(shù)據(jù)單元相關(guān)的一個所選特性的一個變異；用于把該水印僅嵌入在所選數(shù)據(jù)塊中的裝置。
16．權(quán)利要求15的設(shè)備，其中該組構(gòu)判據(jù)包括該數(shù)據(jù)流的所選單元的所述至少一個特性的變異的測定。
17．權(quán)利要求15的設(shè)備，其中該選擇裝置估計(jì)在一個空間域中的該組構(gòu)判據(jù)。
18．權(quán)利要求15的設(shè)備，其中該緩存和劃分裝置及該選擇裝置的每一個都可以把數(shù)據(jù)塊提供到該嵌入裝置，根據(jù)該選擇裝置的一個輸出，該嵌入裝置被有選擇地禁止和啟用。
19．權(quán)利要求15的設(shè)備，其中該緩存和劃分裝置可以連接到一個邏輯器件的第一輸入，并且連接到該數(shù)據(jù)塊選擇裝置的一個輸入；該數(shù)據(jù)塊選擇裝置被連接到其輸出連接到該邏輯器件的第二輸入的嵌入裝置；該數(shù)據(jù)塊選擇裝置控制該邏輯器件的操作，使所述邏輯器件有選擇地輸出具有和不具有水印的數(shù)據(jù)塊。
20．權(quán)利要求19的設(shè)備，其中該邏輯器件包括一個多路復(fù)用器。
21．權(quán)利要求15的設(shè)備，其中該選擇裝置把一個組構(gòu)值輸出到該嵌入裝置，該嵌入裝置根據(jù)一個組構(gòu)值的幅值調(diào)制一個水印的強(qiáng)度。
22．一種檢測在數(shù)據(jù)流中的水印的設(shè)備，該數(shù)據(jù)流包括多個數(shù)據(jù)單元，每一單元具有至少一個與其相關(guān)的特性，該設(shè)備包括用于對該數(shù)據(jù)流緩存并劃分成至少一個數(shù)據(jù)塊的裝置；根據(jù)一個組構(gòu)判據(jù)選擇的數(shù)據(jù)塊的裝置，該組構(gòu)判據(jù)測量與該數(shù)據(jù)流的每一數(shù)據(jù)單元相關(guān)的一個所選特性的一個變異；用于僅檢測在所選數(shù)據(jù)塊中的水印裝置。
23．權(quán)利要求22的設(shè)備，其中該組構(gòu)判據(jù)包括該數(shù)據(jù)流的所選單元的所述至少一個特性的變異的測定。
24．權(quán)利要求22的設(shè)備，其中該選擇裝置估計(jì)在一個空間域中的該組構(gòu)判據(jù)。
25．權(quán)利要求22的設(shè)備，其中該檢測裝置可根據(jù)該選擇裝置的輸出被有選擇地禁止和啟用。
26．權(quán)利要求22的設(shè)備，其中該組構(gòu)判據(jù)與用于選擇在水印嵌入處理期間嵌入該水印的數(shù)據(jù)塊的判據(jù)相同。
27．權(quán)利要求22的設(shè)備，其中該選擇裝置與在水印嵌入處理期間用于選擇嵌入該水印的數(shù)據(jù)塊的選擇裝置相同。
28．一種基于水印而確認(rèn)數(shù)據(jù)流的方法，包括步驟根據(jù)一個組構(gòu)判據(jù)，把一個水印嵌入在其頻譜能量超過一個預(yù)定門限值的數(shù)據(jù)流部分中，以便產(chǎn)生一個加水印的數(shù)據(jù)流；利用一選擇器提供記錄數(shù)據(jù)流重放裝置，配置來估計(jì)該組構(gòu)判據(jù)，并且僅選擇那些其頻譜能量超過該預(yù)定門限值的數(shù)據(jù)流的部分；和僅檢測數(shù)據(jù)流的所選部分中的水印。
29．權(quán)利要求28的方法，其中該數(shù)據(jù)流包括視頻數(shù)據(jù)流。
30．權(quán)利要求28的方法，還包括步驟僅當(dāng)在該數(shù)據(jù)流中的水印被檢測時，確認(rèn)數(shù)據(jù)流。
31．權(quán)利要求30的方法，還包括步驟當(dāng)沒有確認(rèn)該數(shù)據(jù)流時，禁止該視頻數(shù)據(jù)流的重放。
32．檢測在通過水印嵌入處理產(chǎn)生的水印數(shù)據(jù)流中的水印的方法，包括步驟把數(shù)據(jù)流劃分成多個相等尺寸的數(shù)據(jù)塊；使用與在水印嵌入處理中所使用的相同判據(jù)，僅選擇可能包括一個水印的那些數(shù)據(jù)塊；如果存在水印，則在一個空間域中累加該所選數(shù)據(jù)塊，以便對應(yīng)于一個相對不相關(guān)的數(shù)據(jù)流增強(qiáng)該水印。
全文摘要
把水印數(shù)據(jù)嵌入例如象視頻數(shù)據(jù)流一樣的數(shù)據(jù)流,并且檢測該水印的方法、裝置和系統(tǒng)。針對該數(shù)據(jù)流的每一數(shù)據(jù)塊估計(jì)一個組構(gòu)判據(jù)。該組構(gòu)判據(jù)測量與數(shù)據(jù)流的每一單元相關(guān)的所選特性的變異,例如亮度和色度的變異。只有那些被確定具有在所選特性中的一個預(yù)定變異程度的數(shù)據(jù)塊被選擇用于嵌入一個水印。由提供具有數(shù)據(jù)塊選擇器的水印檢測器,估計(jì)與水印嵌入器中采用的相同的組構(gòu)判據(jù),該檢測器試圖檢測僅在那些已經(jīng)被確定為具有所選特性的預(yù)定變異程度或大于該預(yù)定程度的那些數(shù)據(jù)塊中的水印。通過僅在這種數(shù)據(jù)塊中嘗試檢測,檢測計(jì)算數(shù)量降低,而水印信號對數(shù)據(jù)流噪音的比例增加,從而改進(jìn)即使是弱水印信號的檢測。
文檔編號H04N1/32GK1301462SQ99806376
公開日2001年6月27日 申請日期1999年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月20日
發(fā)明者科迪安·庫羅斯基 申請人:麥克羅維西恩公司