專利名稱：用于特殊定標(biāo)和任意移動的水印檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息加密技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明尤其涉及數(shù)字水印檢則方法和裝置。
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)、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)字媒體(digital media)幾乎無所不在。從這些發(fā)展的角度看，用于控制這種媒體的著作權(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)字媒體本身的特性的原因，該介質(zhì)中的版權(quán)的有效實施尤其是一個復(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，例如圖像的數(shù)字媒體開發(fā)商的工廠中一個制止數(shù)字媒體的剽竊或未授權(quán)分配或再生的可能武器。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)制是否為一個授權(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)的越可見的一個水印，其越可靠地被檢測。相反地，一個很好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給定尺寸的數(shù)據(jù)塊的格構(gòu)。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?？蓪τ诿恳粩?shù)據(jù)塊執(zhí)行變換。例如，對于視頻數(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)生與視頻數(shù)據(jù)流的頻譜內(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)并隨后應(yīng)用反變換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直接干擾而嵌入在單一或多個數(shù)據(jù)塊的系數(shù)中。例如，通過有選擇地擾亂變換數(shù)據(jù)塊的像素并隨后應(yīng)用一個反變換，水印能以低可見性嵌入。因為人的視覺和聽覺系統(tǒng)不能迅速區(qū)分頻譜內(nèi)容中的細(xì)微變化，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)。
水印視頻數(shù)據(jù)流經(jīng)常被定標(biāo)以便適應(yīng)不同格式。例如，電影屏幕通常具有近似16∶9的寬高比，電影屏幕中是大約16單位長和9單位寬。另一方面，電視屏幕具有4∶3寬高比。因此，針對一個格式定標(biāo)的圖像必須經(jīng)常被定標(biāo)以便到另一格式。圖像可以水平定標(biāo)和/垂直定標(biāo)。

圖1示出對加水印的視頻數(shù)據(jù)的一個數(shù)據(jù)塊進(jìn)行定標(biāo)的例如。如圖1所示，例如，視頻數(shù)據(jù)的加水印的數(shù)據(jù)塊的一個16×16像素可以應(yīng)用在DVD中，例如通過所謂的全景與掃描(Pan and Scan)定標(biāo)的4/3因數(shù)的水平定標(biāo)。則該定標(biāo)的加水印的數(shù)據(jù)塊具有16像素的垂直測定尺度和一個非整數(shù)的16*4/3，即64/3的水平測定尺度。
圖像經(jīng)常被修剪和移動，針對如上討論的相同的原因或針對完全不同的原因，例如與數(shù)字壓縮技術(shù)和/或該視頻數(shù)據(jù)流的未授權(quán)操作相關(guān)聯(lián)的原因。例如，一個加水印的數(shù)據(jù)塊可能不是起始于第一視頻數(shù)據(jù)塊的原點，例如由于丟失了一個或多個行或列。這種定標(biāo)、修剪和移動使得水印的檢測更復(fù)雜。一個給定的視頻數(shù)據(jù)流確實可能已經(jīng)經(jīng)歷了某種形式的定標(biāo)和移動，但是可能不知道所使用的確切定標(biāo)及水印數(shù)據(jù)塊的移動量。然而，需要可靠地檢測該嵌入水印的狀態(tài)。
因此，所需要的是檢測嵌入在視頻數(shù)據(jù)流中的水印的裝置和方法，其視頻數(shù)據(jù)流已經(jīng)經(jīng)歷了在預(yù)定和有限數(shù)目的公知定標(biāo)當(dāng)中的某一種未知定標(biāo)操作。還需要檢測在已經(jīng)經(jīng)過任意移動操作的視頻數(shù)據(jù)流中的水印的裝置和方法。還需要檢測在已經(jīng)由未知標(biāo)度因數(shù)定標(biāo)及已經(jīng)移動了未知數(shù)目像素的視頻數(shù)據(jù)流中的水印的裝置和方法。還需要的可靠地確定一個加水印的視頻數(shù)據(jù)流的定標(biāo)及移動的裝置和方法。
發(fā)明概要因此，本發(fā)明的一個目的是提供檢測嵌入在視頻數(shù)據(jù)流中的水印的裝置和方法，其視頻數(shù)據(jù)流已經(jīng)經(jīng)歷了在預(yù)定和有限數(shù)目的公知定標(biāo)當(dāng)中的某一種未知定標(biāo)操作。本發(fā)明的另一目的是提供檢測在已經(jīng)經(jīng)過任意移動操作的視頻數(shù)據(jù)流中的水印的裝置和方法。本發(fā)明的再一個目的是提供檢測在已經(jīng)由未知標(biāo)度因數(shù)定標(biāo)及已經(jīng)移動了未知數(shù)目像素的視頻數(shù)據(jù)流中的水印的裝置和方法。根據(jù)上述目標(biāo)及下面將要描述而成為顯見的目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的實施例的檢測在加水印的視頻數(shù)據(jù)流中的水印的方法，該水印已經(jīng)由預(yù)定有限的標(biāo)度數(shù)目當(dāng)中的一種未知標(biāo)度所定標(biāo)，針對該標(biāo)度的預(yù)定的數(shù)目的每一個，本方法包括步驟把視頻數(shù)據(jù)流劃分成多個相等尺寸的定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊；把該多個定標(biāo)的水印數(shù)據(jù)塊讀出成為多個讀出數(shù)據(jù)塊；把該多個讀出數(shù)據(jù)塊的每一個累加到預(yù)定的數(shù)量的讀出數(shù)據(jù)塊收集器之一；重新定標(biāo)該累加的讀出數(shù)據(jù)塊的每一個，并且把該重新定標(biāo)的累加讀出數(shù)據(jù)塊組合成單一的視頻累加數(shù)據(jù)塊；及在該視頻累加數(shù)據(jù)塊中估算一個預(yù)定量。
根據(jù)另外一些實施例，該讀出數(shù)據(jù)塊收集器的預(yù)定的數(shù)量可以由該定標(biāo)的預(yù)定的數(shù)量的每一個確定。該定標(biāo)的水印數(shù)據(jù)塊的尺寸可以是N*(IH/JH)×N*(IV/JV)，其中原始水印具有的尺寸是N×N，其中(IH/JH)和(IV/JV)分別是水平及垂直定標(biāo)被定標(biāo)的部分，并且讀出數(shù)據(jù)塊收集器的預(yù)定的數(shù)量可以是用于每一水平定標(biāo)的IH及用于每一垂直定標(biāo)的IV。該讀出步驟可以讀出針對預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一個的相同大小的讀出數(shù)據(jù)塊。該估算步驟可以包括步驟把對應(yīng)于預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一個的視頻累加數(shù)據(jù)塊變換到一頻域。該變換步驟可以包括步驟把DCT應(yīng)用到對應(yīng)于預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一個的視頻累加數(shù)據(jù)塊。該預(yù)定量可以包括例如該DCT的功率，并且該估算步驟可以包括一個選擇具有最大功率的DCT的一個步驟，該具有最大功率的OCT指示在該預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)當(dāng)中的該水印的一個正確定標(biāo)及在該水印數(shù)據(jù)塊中的該水印的一個正確移動。
本發(fā)明還考慮為一種處理定標(biāo)的已加水印的視頻數(shù)據(jù)流的方法，包括步驟從在相等尺寸的讀出數(shù)據(jù)塊中的視頻數(shù)據(jù)流讀出加水印的數(shù)據(jù)塊；把連續(xù)讀出的數(shù)據(jù)塊周期地分配到預(yù)定數(shù)目的讀出收集器之一；在讀出收集器的每一個中累加該讀出的數(shù)據(jù)塊；重新定標(biāo)該累加的讀出數(shù)據(jù)塊并且組合成一個視頻累加數(shù)據(jù)塊；及至少在該視頻累加數(shù)據(jù)塊中檢測一個水印的出現(xiàn)。
該讀出收集器的預(yù)定的數(shù)量可以與應(yīng)用到該水印數(shù)據(jù)塊的標(biāo)度相關(guān)。應(yīng)用到該水印數(shù)據(jù)塊的該標(biāo)度可以表示為I/J，其中I及J是相關(guān)素數(shù)，該分配步驟可以周期地把該讀出數(shù)據(jù)塊分配到I讀出收集器。針對格式In/Jn的視頻定標(biāo)的一個預(yù)定的數(shù)量n的每一視頻定標(biāo)，該分配步驟可以在預(yù)定的數(shù)量的讀出收集器當(dāng)中把每第1n個讀出數(shù)據(jù)塊分配在同一個讀出收集器中，其中In及Jn是相關(guān)素數(shù)。讀出收集器的預(yù)定數(shù)目可以是In。該檢測步驟可以包括步驟把DFT或DCT應(yīng)用到該視頻累加數(shù)據(jù)塊。該讀出收集器可以是在一個存儲裝置之內(nèi)的存儲空間，并且該分配步驟可以包括步驟在該存儲空間中存儲或累加該連續(xù)讀出的數(shù)據(jù)塊。與在該視頻數(shù)據(jù)流中的該水印數(shù)據(jù)塊的起始相關(guān)，該讀出收集器每一個可以對應(yīng)于讀出數(shù)據(jù)塊的起始的一致的像素偏移。該檢測步驟可以包括步驟檢測在該水印數(shù)據(jù)塊中的該水印的移動。該讀出、分配、累加、重新定標(biāo)和組合、以及檢測步驟可以針對預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一可能的定標(biāo)執(zhí)行。還可以執(zhí)行選擇該檢測步驟的一個結(jié)果的步驟，該結(jié)果指示在該水印數(shù)據(jù)塊中的該水印的一個正確定標(biāo)和移動。
根據(jù)本發(fā)明的另一最佳實施例是檢測在一個已加水印的視頻數(shù)據(jù)流中的一個水印的水印檢測裝置，該水印已由預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)當(dāng)中的一種未知標(biāo)度所定標(biāo)，該水印檢測裝置包括用于從視頻數(shù)據(jù)流中提取多個相等尺寸的定標(biāo)水印盛開塊的裝置；用于將多個定標(biāo)的水印塊讀成為多個讀出的數(shù)據(jù)塊的裝置；用于將多個讀出的數(shù)據(jù)塊的每一個累加到預(yù)定數(shù)目讀出數(shù)據(jù)塊收集器；
用于重新定標(biāo)該累加的讀出數(shù)據(jù)塊的每一個，并將重新定標(biāo)的累加讀出數(shù)據(jù)塊組合成單一的視頻累加數(shù)據(jù)塊的裝置；和用于估算在對應(yīng)于預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一個的視頻累加數(shù)據(jù)塊中的預(yù)定量的裝置。
本發(fā)明的另一個實施例是處理一個已加水印的視頻數(shù)據(jù)流的方法，包括步驟當(dāng)以除法操作計算其中分配該視頻數(shù)據(jù)流的若干部分的收集器的數(shù)目時使用一個分?jǐn)?shù)余項；和把該視頻數(shù)據(jù)流的所選部分分配在收集器的計算數(shù)目的所選那些中。
該視頻數(shù)據(jù)流的若干部分可以包括水印數(shù)據(jù)塊。該使用步驟可以把該分?jǐn)?shù)余項操作應(yīng)用到該已加水印的視頻數(shù)據(jù)流的多個可能的標(biāo)度的每一個。該收集器可以包括一個存儲裝置的存儲空間。
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，現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中圖1是一個示意圖，表示通過4/3的水平定標(biāo)由一個16×16的加水印的視頻像素數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生一個16×64/3的加水印的視頻像素數(shù)據(jù)塊。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施例的若干方面的方框圖，使用由水平因數(shù)4/3定標(biāo)的一個16×16的加水印的數(shù)據(jù)塊的一個實例。
圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施例的視頻累加的方框圖，使用由水平因數(shù)4/3定標(biāo)的一個16×16的加水印的數(shù)據(jù)塊的一個說明實例。
圖4是說明本發(fā)明其它方面的一個方框圖，包括重新定標(biāo)該累加的數(shù)據(jù)塊并且把那累加的數(shù)據(jù)塊與在該水印檢測之前的一個移動組合的步驟，使用由4/3的水平定標(biāo)的16×16加水印的數(shù)據(jù)塊的說明實例。
圖5是一個示意圖，表示由x標(biāo)度的水平定標(biāo)及y標(biāo)度的垂直定標(biāo)而對視頻像素的N×N加水印的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行定標(biāo)，產(chǎn)生視頻像素的一個N*x標(biāo)度×N*y標(biāo)度的加水印的數(shù)據(jù)塊。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的檢測水印方法的一個實施例的若干方面的方框圖，使用由x標(biāo)度的水平因數(shù)定標(biāo)的N×N水印數(shù)據(jù)塊的說明實例。
圖7是說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的視頻累加的方框圖，使用由x標(biāo)度的水平因數(shù)定標(biāo)的N×N水印數(shù)據(jù)塊的說明實例。
圖8是說明本發(fā)明其它方面的一個方框圖，包括重新定標(biāo)一個累加的數(shù)據(jù)塊并且把那累加的數(shù)據(jù)塊與在一個水印檢測之前的一個移動組合的步驟，使用由x標(biāo)度的水平因數(shù)定標(biāo)的N×N加水印的數(shù)據(jù)塊的說明實例。
圖9是用于三公知定標(biāo)的一個本發(fā)明的實施例的流程圖。
最佳實施例的描述本發(fā)明使用一個視頻累加過程以便實現(xiàn)在經(jīng)歷未知定標(biāo)和/或任意象素移動的嵌入水印的視頻數(shù)據(jù)流中的水印的檢測(并隨后解密該水印有效負(fù)荷)。在本發(fā)明的描述中，術(shù)語水印在定義上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)計為實質(zhì)上不可見地隱藏到該數(shù)據(jù)流中。為了檢測在嵌入水印的視頻數(shù)據(jù)流中的水印，要求從數(shù)據(jù)流讀出視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊，單獨或共同地估計一個或多個水印的存在或不存在。然而，由于應(yīng)用到該數(shù)據(jù)流的定標(biāo)是未知的，所以讀出數(shù)據(jù)塊的適當(dāng)尺寸也是未知的。本發(fā)明要解決此問題，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，讀出并且處理足夠尺寸的數(shù)據(jù)塊中的視頻數(shù)據(jù)流以便適應(yīng)由最大共同使用的標(biāo)度定標(biāo)的水印數(shù)據(jù)塊。此過程可以串行或并行地執(zhí)行在針對各種不同定標(biāo)執(zhí)行了根據(jù)本發(fā)明的加水印的視頻處理方法之后，如果存在水印，將在該正確的移動和正確的標(biāo)度顯著的最強值，該正確的定標(biāo)是應(yīng)用到該視頻數(shù)據(jù)流中的水印的定標(biāo)。
理論上說該標(biāo)度的數(shù)目是沒有限制的，并且本發(fā)明對由任何水平和/或垂直維數(shù)的定標(biāo)因數(shù)所定標(biāo)的視頻數(shù)據(jù)流中的檢測水印有效，假定有足夠的時間和/或處理能力。然而在實踐中僅有不多的標(biāo)度常用，因為僅有不多視頻格式被支持。這使得本發(fā)明大大地減少為了以準(zhǔn)確和可靠的方式檢測嵌入在視頻數(shù)據(jù)流中的水印而必須估計的不同標(biāo)度的數(shù)量。但是應(yīng)該理解，本發(fā)明并不局限于當(dāng)前使用的特定標(biāo)度測定尺度或任何特定數(shù)目。
僅是為了說明的目的，圖2假定嵌入水印的原始圖像具有16×16像素的一個數(shù)據(jù)塊尺寸，并且假定已經(jīng)對其執(zhí)行了4/3的水平定標(biāo)(當(dāng)前使用的公知定標(biāo)之一)。因此，原始的16×16加水印的數(shù)據(jù)塊經(jīng)歷了4/3的水平定標(biāo)，產(chǎn)生可能重疊但尺寸相等的加水印的數(shù)據(jù)塊，標(biāo)記為WB1-5，具有垂直方向的16像素和水平向中的16*4/3像素(64/3像素，即大約21.3像素)。因此，定標(biāo)和嵌入水印的視頻信號的每一圖像幀被分成多個16×64/3的數(shù)據(jù)塊。為了檢測在定標(biāo)視頻數(shù)據(jù)流中的水印，需要讀出該數(shù)據(jù)塊，包括WB1-5以及沒在圖2中示出的隨后的數(shù)據(jù)塊。但是，不可能讀出21.3個像素。因此，根據(jù)本發(fā)明，選擇16×22的讀出數(shù)據(jù)塊尺寸，如圖中所示的讀出數(shù)據(jù)塊RB1、RB2、RB3、RB4和RB5。為了保持與原始的16×16水印尺寸的一致性，該16×22的讀出數(shù)據(jù)塊RB1至RB5(以及圖2沒示出的隨后讀出的數(shù)據(jù)塊)的開始的每16個像素。因此，該讀出數(shù)據(jù)塊RB1至RB5(以及圖2沒示出的隨后讀出的數(shù)據(jù)塊)彼此重疊。為了清楚起見，重疊讀出的數(shù)據(jù)塊RB1至RB5在不同行上示出。如圖2所示，第一讀出數(shù)據(jù)塊RB1的始端與第一定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊WB1的始端校準(zhǔn)，并且其檢驗的與WB1相關(guān)的偏移OB1是零。第二讀出數(shù)據(jù)塊RB2該始端從WB1的始端的16個像素開始，因此相關(guān)與WB1的偏移是一個相應(yīng)的非零偏移OB2。根據(jù)本發(fā)明，相應(yīng)的偏移OB1、OB2…OBn是由64/3除的分?jǐn)?shù)余項，其中n=0、1、2、3…，并且其中的64/3是該定標(biāo)的水印數(shù)據(jù)塊WB1、WB2、WB3…的水平尺度。換個說法，該相應(yīng)的水平偏移OB1、OB2、…OBn(相關(guān)該水印數(shù)據(jù)塊的起始的讀出數(shù)據(jù)塊的起始的偏移)是通過估算表示式(K*N)/(N*I/J)=K/(I/J)得出的，其中此實例中的N=16，K周期地等于(0,1,2,…I-1)，并且其中＂*＂表示乘法操作。
因此，如圖2所示，在4/3定標(biāo)情況下，相應(yīng)的偏移OB1是零，因為0*16由16*4/3相除的分?jǐn)?shù)余項是零。通過針對K=0和I/J=4/3估算表示式K/(I/J)的分?jǐn)?shù)余項而獲得相同的結(jié)果。相應(yīng)的偏移OB2等于1*16由(16*4/3)或3/4除的分?jǐn)?shù)余項。因此，從RB1始端16像素讀出數(shù)據(jù)塊RB2并且相關(guān)WB1的始端偏移該定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊WB1的水平尺度的3/4。同樣，該相應(yīng)的偏移OB3等于2*16由(16*4/3)或1/2除的分?jǐn)?shù)余項。通過其中K=2和(I/J)=4/3估算表示式K/(I/J)的分?jǐn)?shù)余項而獲得相同的結(jié)果。因此，從RB2始端16像素讀出數(shù)據(jù)塊RB3并且相關(guān)WB2的始端偏移該定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊WB2的水平尺度的1/2。同樣地，該相應(yīng)的偏移OB4等于3*16由(16*4/3)或1/4除的分?jǐn)?shù)余項。因此，從RB3始端16像素讀出數(shù)據(jù)塊RB4并且相關(guān)WB3的始端偏移該定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊WB3的水平尺度的1/4。通過其中K=3和I/J=4/3估算表示式K/(I/J)的分?jǐn)?shù)余項而獲得相同的結(jié)果。
從定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊開始的偏移、及因此顯示這些偏移的定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊的水平尺度的分?jǐn)?shù)部分則以如下的周期方式重復(fù)。因為是第一讀出數(shù)據(jù)塊RB1的偏移，相應(yīng)的偏移OB5再一次是零，因為0*16由(16*4/3)除的分?jǐn)?shù)余項是零。因此，來自RB4的RB5始端16像素與WB4始端校準(zhǔn)。類似地，相應(yīng)的偏移OB6(沒示出)能被示出等于3/4，相應(yīng)的偏移OB7(沒示出)能被示出等于1/2，相應(yīng)的偏移OB8(沒示出)能被示出等于1/4，及相應(yīng)的偏移OB9(沒示出)能被示出是校準(zhǔn)的，再一次利用下一個水印數(shù)據(jù)塊WB9(沒示出)。相應(yīng)的偏移OB6、RB7、RB8及OB9分別地表示該定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊的水平尺度的3/4、1/2、1/4及0的分?jǐn)?shù)部分。因此，能看出RB1、RB5、RB9、RB13及每隨后第四讀出的數(shù)據(jù)塊將具有零偏移。類似地，能看出RB2、RB6、RB10及每隨后第四讀出的數(shù)據(jù)塊將相關(guān)該水印數(shù)據(jù)塊的水平長度具有一個3/4的偏移，如圖2所示。同樣地，RB3、RB7、RB11及每隨后第四讀出的數(shù)據(jù)塊將相關(guān)該水印數(shù)據(jù)塊的水平長度具有一個1/2的偏移，而RB4、RB8、RB12及每隨后第四讀出的數(shù)據(jù)塊將相關(guān)該水印數(shù)據(jù)塊的水平長度具有一個1/4的偏移。
因此，圖2的讀出數(shù)據(jù)塊RB1、RB2、RB3可以根據(jù)相應(yīng)偏移幅值OB1、OB2、OB3…的有限數(shù)目而被分類。在4/3的水平定標(biāo)的情況下，僅存在四個不同分?jǐn)?shù)余項，分別對應(yīng)于0、3/4、1/2及1/4的水印數(shù)據(jù)塊的水平長度部分。因此讀出數(shù)據(jù)塊RB1、RB2、RB3…可以組織成四個偏移一致的16×22的讀出數(shù)據(jù)塊收集器，即存儲空間，每一收集器對應(yīng)于可能偏移之一，如圖3所示。根據(jù)本發(fā)明，每一圖像幀被切割，逐個數(shù)據(jù)塊讀出，每一讀出的數(shù)據(jù)塊加到在對應(yīng)于適當(dāng)?shù)钠频奶囟ǖ淖x出數(shù)據(jù)塊收集器中的具有相同偏移的在前數(shù)據(jù)塊。該視頻累加到對應(yīng)于計算的偏移的特定收集器，不受在水印和該第一讀出數(shù)據(jù)塊之間的任何初始移動的影響。
根據(jù)圖3示出的實例，具有零偏移的讀出數(shù)據(jù)塊可以累加在讀出收集器1中，相對于定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊的水平尺度具有3/4偏移的讀出數(shù)據(jù)塊可以累加在讀出收集器2中，相對于定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊的水平尺度具有1/2偏移的讀出數(shù)據(jù)塊可以累加在讀出收集器3中，而相對于定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊的水平尺度具有1/4偏移的讀出數(shù)據(jù)塊可以累加在讀出收集器4中。根據(jù)本發(fā)明，每一讀出累加數(shù)據(jù)塊具有一致的偏移。因此，分?jǐn)?shù)余項操作可以用于累加具有相同偏移的讀出數(shù)據(jù)塊。在4/3定標(biāo)情況下，如圖2所示，該讀出數(shù)據(jù)塊被周期地分配到4個分別的收集器中。
每一收集器可以對應(yīng)于一個計算裝置的預(yù)定存儲空間，而該值對應(yīng)于可以存儲在該預(yù)定存儲空間中的像素的一個或者多個所選特性。例如，讀出數(shù)據(jù)塊的像素的亮度值可以選擇作為用于在讀出數(shù)據(jù)塊收集器中累加的所選特性。在該累加(即相加)過程中，對應(yīng)于在每一收集器中的每一累加數(shù)據(jù)塊的像素的所選一個或幾個像素特性被彼此相加。因為與水印信號比較，視頻信號通常是一個比較不相關(guān)的信號，所以該水印的強度將隨著該讀出數(shù)據(jù)塊的累加而被強化，而視頻信號本身將傾向為平均灰色電平。
對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的篩選也可以放置在該處理級，以便實現(xiàn)有選擇的數(shù)據(jù)塊處理。這種有選擇的數(shù)據(jù)塊處理將實現(xiàn)僅累加已經(jīng)通過一個給定判據(jù)的那些讀出數(shù)據(jù)塊。根據(jù)一個這種有選擇的數(shù)據(jù)塊處理方法，在水印嵌入處理過程中，用于檢測該水印的判據(jù)與采用來確定其中要嵌入水印的數(shù)據(jù)塊的判據(jù)匹配。這樣一個有選擇的數(shù)據(jù)塊處理方法使得水印的可見性有益地被減少而不影響在檢測期間該水印信號的視在強度。這種用于選擇性數(shù)據(jù)塊處理的方法和裝置公開在K.Kurowski的未決的和共同受讓的美國專利申請(申請?zhí)?9/xxx,xxx，提交于1998的x月x日)中，其公開內(nèi)容完全援引在這里。
當(dāng)在讀出數(shù)據(jù)塊收集器的每一個中已經(jīng)累加了大量讀出數(shù)據(jù)塊時，該累加的讀出數(shù)據(jù)塊可以被重新定標(biāo)、針對不同的偏移調(diào)整、組合成單一數(shù)據(jù)塊并且定標(biāo)和移動檢測的水印。隨后，可以估計該檢測水印的結(jié)構(gòu)，例如解密它的隱藏信息。如圖4所示，讀出數(shù)據(jù)塊目前被組織成四個讀出數(shù)據(jù)塊收集器，每一收集器接收并且累加具有相同偏移的讀出數(shù)據(jù)塊。讀出數(shù)據(jù)塊收集器1至4的每一個由3/4重新定標(biāo)(原來的4/3定標(biāo)的倒數(shù))，以便產(chǎn)生重新定標(biāo)的16×16像素讀出數(shù)據(jù)塊410、420、430和440。16×16像素重新定標(biāo)的讀出數(shù)據(jù)塊410、420、430和440的每一個被隨即通過移動組合成單一重新定標(biāo)的16×16視頻累加數(shù)據(jù)塊450。對應(yīng)于重新定標(biāo)讀出數(shù)據(jù)塊410、420、430和440的每一個的一個或多個所選特性被相加在一起，以便形式單一的重新定標(biāo)16×16視頻累加數(shù)據(jù)塊450。
根據(jù)本發(fā)明的上述過程最好針對每一考慮的定標(biāo)而并行執(zhí)行。本發(fā)明實現(xiàn)了對于在由一種未知標(biāo)度因數(shù)定標(biāo)的視頻數(shù)據(jù)流中的水印的檢測。然而通常知道的是哪個定標(biāo)常用于視頻。那些常用定標(biāo)構(gòu)成一有限已知定標(biāo)系。因此按照上述方式對照這些共同使用定標(biāo)的每一個的視頻數(shù)據(jù)流的測試不是十分麻煩。根據(jù)本發(fā)明，對照通常使用定標(biāo)的每一個對視頻數(shù)據(jù)流的測試將產(chǎn)生針對所考慮定標(biāo)的每一個的單一重新定標(biāo)視頻累加數(shù)據(jù)塊。一個檢測算法則可以對于每一個重新定標(biāo)的視頻累加數(shù)據(jù)塊運行，例如對圖4的重新定標(biāo)16×16視頻累加數(shù)據(jù)塊450運行。
但是本發(fā)明不局限于任何特定類型的檢測算法。例如，該檢測算法可以把視頻累加數(shù)據(jù)塊的每一個從空間變換到頻域，以便檢測該水印并且確定加到該水印數(shù)據(jù)塊的定標(biāo)及移動。例如，可以針對重新定標(biāo)16×16累加數(shù)據(jù)塊450的每一個計算二維(2-D)DCT。在此情況中，必須針對每一16×16累加數(shù)據(jù)塊450執(zhí)行256(16*16)DCT，一個DCT用于在該數(shù)據(jù)塊450中水印的每一可能偏移。確實，由于裁剪、壓縮算法和/或其它數(shù)字操作的原因引發(fā)的行和/或列的可能損耗，該水印數(shù)據(jù)塊可能不在該視頻累加數(shù)據(jù)塊450的起始原點開始，而是可以在其中移動一個未知的像素數(shù)。針對該原因，需要對于該數(shù)據(jù)塊450的16×16的每一個計算256個DCT，在視頻累加數(shù)據(jù)塊450的每一個之內(nèi)的不同原點像素開始該256個DCT的每一計算。以此方式，如果考慮三個定標(biāo)，則獲得三個不同的16×16累加視頻數(shù)據(jù)塊450。針對這些視頻累加數(shù)據(jù)塊450的每一個，必須執(zhí)行256個DCT，總數(shù)為768個DCT。假設(shè)讀出數(shù)據(jù)塊的相同數(shù)目被累加在用于每一考慮定標(biāo)的讀數(shù)據(jù)塊收集器的每一個中，則該水印將最可能在具有最大DCT功率的重新定標(biāo)視頻累加數(shù)據(jù)塊450中顯示自身的最強值。因此，在768個如此的DCT當(dāng)中具有最大功率的DCT將同時地指示在該水印數(shù)據(jù)塊中哪個定標(biāo)被使用及移動該水印。確實，具有最大功率的DCT將出現(xiàn)在對應(yīng)于正確定標(biāo)的圖像累加數(shù)據(jù)塊450中，并且出現(xiàn)在該數(shù)據(jù)塊450中對應(yīng)于正確移動的位置。這是因為當(dāng)在時間及空間上考慮時(足夠的數(shù)目或讀出數(shù)據(jù)塊)，該視頻信號通常是一個大范圍的穩(wěn)定信號。另一方面，水印信號可以是一個不變(雖然弱)的信號，隱蔽在該視頻數(shù)據(jù)流中。因此，累加之后的水印信號將被強化，然而不相關(guān)的視頻信號將被去加重，例如本身顯示為一個灰色圖像。因此，通過標(biāo)識具有展現(xiàn)最大的功率的DCT的該重新定標(biāo)累加視頻數(shù)據(jù)塊450，檢測該水印以及正確定標(biāo)和移動。
本發(fā)明不局限于具有16像素×16像素的規(guī)模的視頻累加數(shù)據(jù)塊450?？梢允褂酶』蚋蟮臄?shù)據(jù)塊尺寸，更大的數(shù)據(jù)塊尺寸將導(dǎo)致更高效的編碼，但是增加該變換的計算復(fù)雜性。
為了說明的目的，將上述的公開內(nèi)容應(yīng)用到一個16×22像素讀出數(shù)據(jù)塊和具有4/3的水平定標(biāo)的一個水印數(shù)據(jù)塊的具體情況中。但是，根據(jù)本發(fā)明的方法可以容易地適用任何尺度的水印數(shù)據(jù)塊，定標(biāo)到任何標(biāo)度及在該水印數(shù)據(jù)塊中移動任何像素數(shù)目。確實，假設(shè)x標(biāo)度被一個可能水平定標(biāo)并且假設(shè)y標(biāo)度是一個可能垂直定標(biāo)(本發(fā)明可等同地應(yīng)用到垂直和/或水平定標(biāo))，則x標(biāo)度可以表示為IH/JH，而y標(biāo)度可以表示為IV/JV，其中(IH,JH)是相關(guān)素數(shù)的數(shù)目，并且其中(IV,JV)也是相關(guān)素數(shù)數(shù)目。如果水印數(shù)據(jù)塊的原始大小被假定是N×N像素尺寸，則意味著水印數(shù)據(jù)塊水平方向具有N像素并且垂直方向具有N像素，則該定標(biāo)的水印數(shù)據(jù)塊將具有如圖5所示的(N*x標(biāo)度)×(N*y標(biāo)度)的維數(shù)，其表示與(N*IH/JH)×(N*IV/JV)等效。為了簡單起見，下面描述將闡明一般的情況，其中該水印數(shù)據(jù)塊僅在水平方向定標(biāo)，不言而喻，本發(fā)明可容易地應(yīng)用到垂直方向的定標(biāo)或水平和垂直方向都定標(biāo)的情況。
為了確保整個水印數(shù)據(jù)塊可以包含在該讀出數(shù)據(jù)塊中，根據(jù)本發(fā)明的讀出數(shù)據(jù)塊最好具有N×int(N*x標(biāo)度+1)的規(guī)模，其中＂int＂是數(shù)學(xué)的取整函數(shù)。因此，僅考慮水平定標(biāo)，該讀出數(shù)據(jù)塊尺寸或量可以是N×int((N*IH/JH)+1)。每一連續(xù)讀出的數(shù)據(jù)塊的起始最好以相對于在先讀出數(shù)據(jù)塊的開始遞增N像素。然而，該讀出數(shù)據(jù)塊的水平起始相對于該水印數(shù)據(jù)塊最好是(移動+K*N)由(N*IH/JH)除的零余項。這與((移動/N)*JH/IH+K*JH/IH))的分?jǐn)?shù)余項相等，其中該移動表示在讀出數(shù)據(jù)塊中的始端或原點，K是周期地等于(0,1,2,…IH-1)。如果JH和IH是相關(guān)素數(shù)，由于JH是一個整數(shù)，則該余項的周期長度將精確地為IH，因為當(dāng)表示式((移動/N)*JH/IH)相除時的分?jǐn)?shù)余項等于((移動/N)*JH/IH+IH*JH/IH)的分?jǐn)?shù)余項。因此，IH讀出數(shù)據(jù)塊收集器足以累計該N×int(N*IH/JH+1)尺寸的讀出數(shù)據(jù)塊，以使累加在每一收集器中的水印數(shù)據(jù)塊具有相同的偏移。
該讀出數(shù)據(jù)塊最好是足夠大，以便確保該定標(biāo)的水印被充分包含在其中，用于任何所考慮的定標(biāo)。雖然當(dāng)該IH讀出收集器充分大以適應(yīng)全部的定標(biāo)水印時將獲得最佳結(jié)果(最可靠的檢測)，但是也可以使用較小的讀出數(shù)據(jù)塊。因此，讀出數(shù)據(jù)塊的最大優(yōu)選尺寸，在僅考慮垂直定標(biāo)的情況中可以是int(N*max y標(biāo)度+1)×N，在僅考慮水平標(biāo)的情況中可以是int(N*maxx標(biāo)度+1)×N，或在既考慮垂直又考慮水平標(biāo)的情況中可以是int(N*max y標(biāo)度+1)×int(N*maxX標(biāo)度+1)，其中max X標(biāo)度和max y標(biāo)度分別地是考慮x和y方向的條件下的最大尺寸的定標(biāo)。
如圖6所示，該視頻數(shù)據(jù)流被分成n個水印數(shù)據(jù)塊，標(biāo)號WB1至WBn。在水平定標(biāo)的情況下，水印數(shù)據(jù)塊具有的維數(shù)是N×N*x標(biāo)度或N×N*IH/JH。讀出數(shù)據(jù)塊RB1至RBn具有維數(shù)是N×int(N*x標(biāo)度+1)，以確保整個水印數(shù)據(jù)塊將被讀出，直到所考慮的最大尺寸的定標(biāo)水印。讀出數(shù)據(jù)塊RB1至RBn彼此相對地偏移N個像素，并且相對于它們的對應(yīng)水印數(shù)據(jù)塊WB1至WBn偏移了該K*N由(N*x標(biāo)度)所除的分?jǐn)?shù)余項，其中K是周期地等于(0,1,2,…IH-1)。例如，在相關(guān)圖2討論的水平情況中，K是周期地等于0,1,2,3,0,1,2,3,0…。因此如圖6所示，RB1與WB1校準(zhǔn)并且該相對偏移OB1是K*N由(N*x標(biāo)度)所除的分?jǐn)?shù)余項，其中K=0。RB2從WB1偏移了該K*N由(N*x標(biāo)度)所除的分?jǐn)?shù)余項，其中K=1。以相同的方式，隨后的讀出數(shù)據(jù)塊的起始從該水印數(shù)據(jù)塊的開始偏移，直到K等于IH-1為止，于是K周期回到0，用于下一個讀出數(shù)據(jù)塊。
現(xiàn)在返回到其中考慮的定標(biāo)是一個IH/JH的水平定標(biāo)的實例，使用上述的分?jǐn)?shù)余項操作，讀出的數(shù)據(jù)塊可以根據(jù)它們相對于水印數(shù)據(jù)塊的偏移而被有益地組織，其中僅存在有限數(shù)目IH這種偏移的。如圖7所示，該讀出數(shù)據(jù)塊可以組織成IH單獨的收集器，例如每一個可以是一個計算裝置的不同的存儲空間，并且對應(yīng)于該讀出數(shù)據(jù)塊的水平起始的該IH偏移之一的每一個收集器與該水印數(shù)據(jù)塊的水平起始相關(guān)，例如與當(dāng)前水平定標(biāo)連續(xù)。對應(yīng)于該像素一個或者多個所選特性的值可以存儲在該IH讀出數(shù)據(jù)塊收集器中。例如，讀出數(shù)據(jù)塊的像素的亮度值可以選擇作為用于在讀出數(shù)據(jù)塊收集器中累加的所選特性。在該累加(即相加)過程中，對應(yīng)于在每一IH讀出數(shù)據(jù)塊收集器中的每一累加數(shù)據(jù)塊的像素的所選一個或幾個像素特性將被彼此相加。因為與水印信號比較，視頻信號通常是一個比較不相關(guān)的信號，所以該水印的強度將隨著該讀出數(shù)據(jù)塊的累加而被強化，而視頻信號本身將傾向為平均灰度定標(biāo)。
需要被累加在每一個IH讀出數(shù)據(jù)塊收集器中的若干讀出數(shù)據(jù)塊在執(zhí)行一個檢測算法之前將根據(jù)在該視頻數(shù)據(jù)流中的嵌入水印信號的強度而改變。要指出，可以通過明智地選擇將要嵌入一個水印的數(shù)據(jù)塊而降低水印的強度，例如使用上述引用的Kurowski的專利申請?zhí)岢龅倪x擇數(shù)據(jù)塊處理方法。
如圖8所示，讀出數(shù)據(jù)塊目前被組織成IH個讀出數(shù)據(jù)塊收集器，每一收集器接收并且累加具有相同偏移的讀出數(shù)據(jù)塊。讀出數(shù)據(jù)塊收集器的每一個由JH/IH重新定標(biāo)(原來的IH/JH定標(biāo)的倒數(shù))，以便產(chǎn)生重新定標(biāo)的N×N像素讀出數(shù)據(jù)塊810、820、830…840。使用例如一維仿射變換，N×N像素重新定標(biāo)的讀出數(shù)據(jù)塊810、820、830…840的每一個被隨即針對偏移作調(diào)整，并且組合成單一重新定標(biāo)的N×N視頻累加數(shù)據(jù)塊850。例如通過使用重新取樣內(nèi)插濾波器的線性映射，對應(yīng)于重新定標(biāo)讀出數(shù)據(jù)塊810、820、830…840的每一個的像素的所選一個或多個特性被組合在一起，以便形式單一的重新定標(biāo)N×N視頻累加數(shù)據(jù)塊850。
根據(jù)本發(fā)明，上述過程針對每一考慮的定標(biāo)重復(fù)，得出針對每一所考慮定標(biāo)的單一N×N視頻累加數(shù)據(jù)塊850。本發(fā)明實現(xiàn)了對于在由一種未知標(biāo)度因數(shù)定標(biāo)的視頻數(shù)據(jù)流中的水印的檢測。然而通常知道的是哪個定標(biāo)常用于視頻。那些常用定標(biāo)構(gòu)成一有限已知定標(biāo)系。因此按照上述方式對照這些共同使用定標(biāo)的每一個的視頻數(shù)據(jù)流的測試不是十分麻煩。因此，根據(jù)本發(fā)明，對照通常使用定標(biāo)的每一個對視頻數(shù)據(jù)流的測試將產(chǎn)生針對所考慮定標(biāo)的每一個的單一重新定標(biāo)視頻累加數(shù)據(jù)塊850。現(xiàn)在可以對圖8的重新定標(biāo)的N×視頻累加數(shù)據(jù)塊850的每一個運行一個檢測算法。但是本發(fā)明不局限于任何特定類型的檢測算法。例如，可以在該檢測算法中使用DCT或DFT，以便檢測水印并且確定可能已經(jīng)被加到水印數(shù)據(jù)塊中的水印的定標(biāo)和任何移動。
例如，可以針對重新定標(biāo)N×N累加數(shù)據(jù)塊850的每一個計算二維(2-D)DCT。在此情況中，必須針對每一N×N累加數(shù)據(jù)塊850執(zhí)行N*N單獨的DCT，一個DCT用于在該視頻累加數(shù)據(jù)塊850中水印的每一個可能的偏移。確實，由于裁剪、壓縮算法和/或其它數(shù)字操作的原因引發(fā)的行和/或列的可能損耗，該水印數(shù)據(jù)塊可能不在該視頻累加數(shù)據(jù)塊850的起始原點開始，而是可以在其中移動一個未知的像素數(shù)。針對該原因，本發(fā)明的使用DCT作為檢測機制的一個步驟的實施例中，需要對于N×N視頻累加數(shù)據(jù)塊850的每一個計算N*N DCT，在該N×N視頻累加數(shù)據(jù)塊850中的不同起始像素開始N*N DCT的每一個計算。
以此方式，如果考慮三個定標(biāo)，則獲得三個不同的N×N累加視頻數(shù)據(jù)塊850。針對視頻累加數(shù)據(jù)塊850的每一個，可以執(zhí)行N*N DCT,DCT計算的總數(shù)為3*N*N。假設(shè)讀出數(shù)據(jù)塊的相同數(shù)目被累加在用于每一考慮定標(biāo)的讀出數(shù)據(jù)塊收集器的每一個中，則該水印將最可能在具有最大DCT功率的重新定標(biāo)視頻累加數(shù)據(jù)塊850中顯示自身的最強值。因此，已經(jīng)最大功率的DCT將同時指示出正確的定標(biāo)，并且指示出在水印數(shù)據(jù)塊中的正確的水印移動，如果存在任何水印移動的話。確實，具有最大的功率的DCT將出現(xiàn)在對應(yīng)于正確定標(biāo)的圖像累加數(shù)據(jù)塊850中，并且出現(xiàn)在該數(shù)據(jù)塊850中對應(yīng)于正確移動的位置。這是因為當(dāng)在時間及空間上考慮時(足夠的數(shù)目或讀出數(shù)據(jù)塊)，該視頻信號通常是一個均值灰度定標(biāo)。另一方面，水印信號可以是一個不變(雖然弱)的信號，隱蔽在該視頻數(shù)據(jù)流中。因此，累加之后的水印信號將被強化，而不相關(guān)的視頻信號將被去加重，例如本身顯示為干均值灰色定標(biāo)的視頻信號。因此，通過標(biāo)識具有展現(xiàn)最大的功率的DCT的該重新定標(biāo)累加視頻數(shù)據(jù)塊850，檢測該水印以及正確定標(biāo)和移動。
在一些例子中，可能存在幾個重新定標(biāo)的累加視頻數(shù)據(jù)塊850具有超過不相關(guān)視頻信號的平均功率電平的、展現(xiàn)統(tǒng)計意義的DCT功率電平。那些重新定標(biāo)的累加視頻數(shù)據(jù)塊850最可能對應(yīng)于例如該正確定標(biāo)的整倍數(shù)的定標(biāo)，該正確定標(biāo)是實際上加到該原始視頻數(shù)據(jù)流的定標(biāo)。但是即使在此情況中，該展現(xiàn)最大DCT功率的重新定標(biāo)累加視頻數(shù)據(jù)塊也將最可能帶有水印(如果存在水印的話)，并且將指示該原始視頻數(shù)據(jù)流的定標(biāo)。而且，具有該最大功率的原始像素將指示強加在水印數(shù)據(jù)塊中的水印上的移動。另外，如果所考慮的定標(biāo)都沒有得到具有顯著高于視頻信號的干均值的一個水印信號的重新定標(biāo)的累加視頻數(shù)據(jù)塊850的話，則可能沒有水印嵌入在該視頻數(shù)據(jù)流中，和/或該視頻數(shù)據(jù)流可能被使用一個尚未考慮的標(biāo)度所定標(biāo)。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，用于檢測經(jīng)歷未知的定標(biāo)及任意移動的水印的方法。該方法以步驟S0開始。隨后，針對考慮的每一定標(biāo)I/J執(zhí)行若干步驟。在圖9示出的實例中，考慮三個定標(biāo)；即I1/J1、I2/J2及I3/J3。本方法可擴展到許多定標(biāo)，但受限于執(zhí)行與視頻數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)速率相關(guān)的本方法的設(shè)備的處理能力及速度。本方法最好實時執(zhí)行，目的在于滿足該視頻數(shù)據(jù)流的一個充分的速率。
步驟S11至S16針對定標(biāo)I1/J1執(zhí)行；步驟S21至S26針對定標(biāo)I2/J2執(zhí)行而步驟S31至S36針對定標(biāo)I3/J3執(zhí)行。在步驟S11、S21及S31中，按照上述方式把水印數(shù)據(jù)塊讀出成為相等尺寸的讀出數(shù)據(jù)塊，并且分別分配到I1、I2及I3讀出收集器中。在步驟S12、S22及S32中，在分別的讀出收集器的每一個中的水印數(shù)據(jù)塊被按照它們被分配在其中的情況累加。因為此操作僅需相加該讀出數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)像素的所選的一個或幾個特性，所以其很適合與該視頻數(shù)據(jù)流同步執(zhí)行。在確定步驟S13、S23及S33根據(jù)某預(yù)定判據(jù)已經(jīng)把足夠的讀出數(shù)據(jù)塊累加在讀出收集器的每一個之后，執(zhí)行步驟S14、S24及S34，其中通過以J1/I1；J2/I2；及J3/I3分別地定標(biāo)在該讀出收集器中累加的水印數(shù)據(jù)塊而產(chǎn)生重新定標(biāo)的讀出數(shù)據(jù)塊，例如圖8中的重新定標(biāo)讀出數(shù)據(jù)塊810至840。在步驟S15、S25及S35中，使用整數(shù)變換把該重新定標(biāo)的讀出數(shù)據(jù)塊組合成圖8中示出的單一視頻累加數(shù)據(jù)塊850，以便針對例如圖9中考慮的三個定標(biāo)的每一個而產(chǎn)生一個這種累加的視頻數(shù)據(jù)塊。在步驟S16、S26及S36中，針對由步驟S15、S25及S35產(chǎn)生的三個視頻累加數(shù)據(jù)塊的每一個執(zhí)行一個檢測算法。
例如，該檢測算法可以使用例如，離散付立葉或余弦變換把三個視頻累加數(shù)據(jù)塊從空間變換到頻域。在DCT的情況下，可以執(zhí)行若干變換，一個變換針對該視頻累加數(shù)據(jù)塊中的每一像素。例如，如果該視頻累加數(shù)據(jù)塊是N×N尺寸，則執(zhí)行數(shù)目等于N*N的這種DCT變換。在步驟S4中，比較運行步驟S16、S26及S36的結(jié)果并且所選最佳結(jié)果，如圖中步驟S5所示。例如，當(dāng)步驟S16、S26及S36執(zhí)行DCT時，所有的(3*N*N)個2-D DCT的功率被比較，并且具有最大功率的DCT將指示出在該水印數(shù)據(jù)塊之內(nèi)所有的水印移動，并且指示出在該視頻數(shù)據(jù)流中的定標(biāo)的水印定標(biāo)在哪個標(biāo)度。該方法在步驟S6結(jié)束。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的最佳實施例，但是應(yīng)該理解為上面描述僅用于說明而不是對所公開的發(fā)明的限制。例如在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以有益地使用不同于在此處描述的具體的檢測方法。而且，讀出數(shù)據(jù)塊可以具有不同于在目前描述的應(yīng)用中的尺寸。例如，不是把讀出數(shù)據(jù)塊累加在分別的讀出數(shù)據(jù)塊收集器中，而是在其中對讀出數(shù)據(jù)塊求平均值。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
1．一種在加水印的視頻數(shù)據(jù)流中檢測水印的水印檢測方法，該水印已由預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)當(dāng)中一種未知標(biāo)度所定標(biāo)，該水印檢測方法包括步驟把視頻數(shù)據(jù)流劃分成多個相等尺寸的定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊；把該多個定標(biāo)的水印數(shù)據(jù)塊讀出成為多個讀出數(shù)據(jù)塊；把該多個讀出數(shù)據(jù)塊的每一個累加到預(yù)定數(shù)目的讀出數(shù)據(jù)塊收集器之一；重新定標(biāo)該累加的讀出數(shù)據(jù)塊的每一個，并把該重新定標(biāo)的累加讀出數(shù)據(jù)塊組合成單一的視頻累加數(shù)據(jù)塊；并且估算在該視頻累加數(shù)據(jù)塊中的一個預(yù)定量。
2．權(quán)利要求1的方法，其中該讀出數(shù)據(jù)塊收集器的預(yù)定數(shù)目是由預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一個確定的。
3．權(quán)利要求2的方法，其中該定標(biāo)的水印數(shù)據(jù)塊的尺寸是N*(IH/JH)×N*(IV/JV)，其中原始水印具有的尺寸是N×N，并且其中(IH/JH)和(IV/JV)分別是水平及垂直定標(biāo)，并且其中讀出數(shù)據(jù)塊收集器的預(yù)定數(shù)目是針對每一水平定標(biāo)的IH及針對每一垂直定標(biāo)的IV。
4．權(quán)利要求1的方法，其中該讀出步驟讀出針對預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一個的相同大小的數(shù)據(jù)塊。
5．權(quán)利要求1的方法，其中該估算步驟包括步驟把對應(yīng)于預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一個的視頻累加數(shù)據(jù)塊變換到頻域。
6．權(quán)利要求5的方法，其中該變換步驟包括步驟應(yīng)用DCT到對應(yīng)于預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一個的視頻累加數(shù)據(jù)塊。
7．權(quán)利要求6的方法，其中該預(yù)定量包括該DCT的功率，并且其中該估算步驟可以包括一個選擇具有最大功率的DCT的步驟，該具有最大功率的DCT指示在該預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)當(dāng)中的該水印的一個正確定標(biāo)及在該水印數(shù)據(jù)塊中的該水印的一個正確移動。
8．一個處理定標(biāo)的加水印視頻數(shù)據(jù)流的方法，包括步驟從在相等尺寸的讀出數(shù)據(jù)塊中的視頻數(shù)據(jù)流讀出加水印的數(shù)據(jù)塊；把連續(xù)讀出的數(shù)據(jù)塊周期地分配到預(yù)定數(shù)目的讀出收集器之一；在讀出收集器的每一個中累加該讀出的數(shù)據(jù)塊；重新定標(biāo)該累加的讀出數(shù)據(jù)塊的每一個并且組合成一個視頻累加數(shù)據(jù)塊；和在該視頻累加數(shù)據(jù)塊中至少檢測一個水印的出現(xiàn)。
9．權(quán)利要求8的方法，其中讀出收集器的預(yù)定的數(shù)量與加到該水印數(shù)據(jù)塊的定標(biāo)相關(guān)。
10．權(quán)利要求9的方法，其中加到該水印數(shù)據(jù)塊的定標(biāo)是I/J，其中I及J是相關(guān)素數(shù)，和其中該分配步驟周期地把該讀出數(shù)據(jù)塊分配到I讀出收集器。
11．權(quán)利要求8的方法，其中針對格式In/Jn的視頻定標(biāo)的預(yù)定的數(shù)量n的每一視頻定標(biāo)，該分配步驟把在預(yù)定數(shù)目的讀出收集器當(dāng)中每第In個讀出數(shù)據(jù)塊分配在同一個讀出收集器中，其中In及Jn是相關(guān)素數(shù)。
12．權(quán)利要求17的方法，其中讀出收集器的預(yù)定數(shù)目是In。
13．權(quán)利要求8的方法，其中該檢測步驟包括步驟把DFT和DCT之一應(yīng)用到該視頻累加數(shù)據(jù)塊。
14．權(quán)利要求8的方法，其中該讀出收集器是在存儲裝置中的存儲空間，并且其中該分配步驟包括步驟在該存儲空間中存儲該連續(xù)的讀出數(shù)據(jù)塊，并且在該存儲空間中累加該連續(xù)讀出的數(shù)據(jù)塊。
15．權(quán)利要求8的方法，其中與在該視頻數(shù)據(jù)流中的該水印數(shù)據(jù)塊的起始相關(guān)，該讀出收集器每一個對應(yīng)于讀出數(shù)據(jù)塊的起始的像素偏移。
16．權(quán)利要求8的方法，其中該檢測步驟包括步驟檢測在該水印數(shù)據(jù)塊中的該水印的移動。
17．權(quán)利要求8的方法，其中該讀出、分配、累加、重新定標(biāo)和組合、以及檢測步驟是針對預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一可能的定標(biāo)執(zhí)行的。
18．權(quán)利要求17的方法，還包括以下步驟選擇該檢測步驟的一個結(jié)果，所說的一個結(jié)果指示在該水印數(shù)據(jù)塊中的水印的正確定標(biāo)和移動。
19．一種加水印的視頻數(shù)據(jù)流中檢測水印的水印檢測裝置，該水印已由預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)中的一個未知標(biāo)度所定標(biāo)，該水印檢測裝置包括用于把視頻數(shù)據(jù)流劃分成多個相等尺寸的定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊的裝置；用于把該多個定標(biāo)的水印數(shù)據(jù)塊讀出成為多個讀出數(shù)據(jù)塊的裝置；用于把該多個讀出數(shù)據(jù)塊的每一個累加到預(yù)定數(shù)目的讀出數(shù)據(jù)塊收集器之一的裝置；用于重新定標(biāo)該累加的讀出數(shù)據(jù)塊的每一個并把該重新定標(biāo)的累加讀出數(shù)據(jù)塊組合成單一的視頻累加數(shù)據(jù)塊的裝置；和用于估算在對應(yīng)于預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一個的視頻累加數(shù)據(jù)塊中的一個預(yù)定量的裝置。
20．一種處理加水印的視頻數(shù)據(jù)流的方法，包括步驟當(dāng)以除法操作計算其中分配該視頻數(shù)據(jù)流的若干部分的收集器的數(shù)目時，使用一個分?jǐn)?shù)余項；和把該視頻數(shù)據(jù)流的所選部分分配在收集器的計算數(shù)目的所選那些中。
21．權(quán)利要求20的方法，其中該視頻數(shù)據(jù)流的若干部分包括水印數(shù)據(jù)塊。
22．權(quán)利要求20的方法，其中該使用步驟把該分?jǐn)?shù)余項操作應(yīng)用到該已加水印視頻數(shù)據(jù)流的多個可能定標(biāo)的每一個。
23．權(quán)利要求20的方法，其中該收集器包括一個存儲裝置的存儲空間。
全文摘要
一種在加水印的視頻數(shù)據(jù)流中檢測水印的水印檢測方法和裝置,該水印已由預(yù)定有限的定標(biāo)數(shù)目當(dāng)中的一種未知標(biāo)度所定標(biāo),并且被移動了一個未知的像素數(shù)。針對預(yù)定數(shù)目的定標(biāo)的每一個,視頻數(shù)據(jù)流被分成多個同樣尺寸的定標(biāo)水印數(shù)據(jù)塊;并且該多個定標(biāo)的水印數(shù)據(jù)塊被讀出成為多個讀出數(shù)據(jù)塊。讀出數(shù)據(jù)塊的每一個被累加到讀出數(shù)據(jù)塊收集器的預(yù)定數(shù)目之一。累加的讀出數(shù)據(jù)塊隨即被重新定標(biāo)并且組合成單一視頻累加數(shù)據(jù)塊。隨即在該視頻累加數(shù)據(jù)塊中估計例如一個DCT功率的預(yù)定量。該估算得到的信息與在視頻數(shù)據(jù)流中的水印的存在、加到該已加水印的視頻的定標(biāo)和在該水印數(shù)據(jù)塊中的任何水印的移動相關(guān)。一個分?jǐn)?shù)余項操作被用于確定針對每一所考慮定標(biāo)的讀出數(shù)據(jù)塊收集器的數(shù)目,以及被用于確定每一讀出數(shù)據(jù)塊被累加到其中的該收集器。
文檔編號H04N7/30GK1301463SQ99806377
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)明者戴維·C·科利爾 申請人:麥克羅維西恩公司