[发明专利]为编码内容压制水印

说明书

技术领域

本发明涉及数字水印，更具体地，涉及在编码内容中嵌入、移除/置换和检测数字水印。

背景技术

为了使用内容，编码内容需要“解码”过程。编码内容的一些示例包括MPEG-1，MPEG-2，H264/AVC，WMA，MPEG4，JPEG2000，MP3，PDF，Windows Word，Postscript等，以及它们的加密版本。

为编码内容压制水印的一种现有技术方法是在结构和句法元素中插入水印信号。US 6,687,384是在诸如MPEG-1和MPEG-2之类的编码比特流的句法元素中嵌入数据的示例。但是，这类水印无法经受格式改变或数模转换而继续存在。

为编码内容压制水印的另一种现有技术方法是通过为用于MPEG编码内容的DCT系数添加噪声来嵌入水印。该方法的示例由F.Hartung和B.Girod描述于“Digital Watermarking of MPEG-2 Coded Video in the BitStream Domain”，Proc.IEEE ICASSP，pp.2621-4，April 1997。Hartung和B.Girod的方法不使用感知技术。

为编码内容压制水印的又一种现有技术方法是直接修改编码内容。US6,373,960(下文称为“Conover”)描述了在MPEG压缩视频比特流内通过以如下方式修改某些DCT系数的水印压制方法，即这些系数的熵编码长度在修改之后保持不变的方式。Conover中未指定具体的水印嵌入方法。Conover中选择水印地点的方法限制在具有0个连零(run-zero)的系数。Conover的系数处于高频域。Conover的方法既不包括预处理阶段，在描述的稍后阶段也不存在用于实际水印插入的任何“替代值”。生成和使用“水印单元”的概念在没有在Conover中任何地方公开或予以教导。

用于为编码内容压制水印的现有技术方法不具有产生用于编码内容的某些部分的“替代值”的预处理器。用于为编码内容压制水印的现有技术方法不包括被进一步掩饰(mask)、模糊(obfuscate)、扰乱(scramble)或加密(统称为“加密”)的编码内容。

发明内容

本发明通过在编码内容的选定位置嵌入水印来为编码内容压制水印。这是通过将编码内容中的原始值用它们的替代值来置换而完成的。每个原始值可具有一个或多个替代值并且每个替代值包含一个水印信号。另外，可以通过用原始值置换替代值或者通过用另一个替代值替换一个替代值来去掉水印。

通过选择多个替代值之一来替换编码内容中相应位置的原始值，可以实现以下目标：

-替代值与原始值尺寸相同，多个替代值的任何一个的置换创建符合限定的格式的编码内容并且不在编码内容中引入感知假象。

-替代值可以改善编码内容的质量。例如，原始值可能是也可能不是有效值。换言之，如果没有其多个替代值之一的置换，编码内容将可能不是合法的格式。在原始值是有效值的另一种情况下，若没有替代值的置换，原始值将可能引入编码内容的降级。

-每个替代值包含水印信号。这些水印信号可以和编码内容中其他位置处的其他水印信号一起或者独自具有一个或多个嵌入的信息单元。一个信息单元由一个或多个比特组成。

-替代值的数据量(由每个替代值的数据尺寸和替代值的个数定义)与编码内容的数据量相比必须很小。

直接为编码内容压制水印的一个重要目标是“局部加密”(localizedencryption)。局部加密允许明文和密文之间的对应。例如，明文单元包括分量c1，c2，…cn。在局部加密后，密文由c1’，c2’，…，cn’组成，其中ci’是加密版本的ci(1＜i＜n)。局部加密的简单示例是将内容分成多个部分并分别加密每个部分。例如，在极端情况下，每个系数或系数组被分别加密。可 以实现局部加密的一种类型的加密是选择性加密或部分加密。选择性加密方法“理解”内容句法结构(例如，MPEG-2结构)并且只选择性地加密内容的某些部分，而不是将内容(音频或视频)视为二进制数据流(也称为“本地加密”)。选择性加密发生在压缩之后。被加密内容不得具有商业价值，虽然部分内容可以是可见的。一些选择性加密方案可保留不被选择性加密的内容的格式、比特率和尺寸。其他选择性加密方案可增加比特率或要求专用解码器。