[发明专利]对数字视频进行面向对象的加指纹的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及影片安全，更具体地，涉及一种用于对数字视频和电影进行面向对象的加指纹的系统和方法。

背景技术

对与电影影片的影院展映相关的盗版的关注是众所周知的。一旦影片的分发者向展映者分发电影影片的胶片，通常要在一定程度上失去对作品的控制。例如，在影院中展映影片的常规过程中(无论是模拟的还是数字的)，影院中的消费者可能在展映期间暗中使用例如手持摄像机来记录影片。在更复杂的等级上，试图获得影片胶片的非法拷贝的人可能与展映者的雇员勾结，进入影院投影室，并在相对受控的环境中经过几个小时之后制作得到影片拷贝。在这种情况下，可以直接将来自投影设备的音频馈送入摄像机。可以使用三脚架来确保清晰稳定的画面。由此可以制作相对高质量的违法拷贝。可选地，可以对影片胶片本身进行扫描来创建视频母片(master)。

现在，这样的违法“盗版”的电影拷贝可以在因特网上或使用硬拷贝(视频CD或DVD)来分发，这减少了合法影片分发的经济价值。近年来，随着因特网和可承担起价格的更高质量的记录设备的出现，这个问题已经变得日益严重。因此，非常需要一种用于跟踪造成这种破坏的人员链的方法。

一种对抗盗版的方法是对电影内容(例如影片胶片、数字视频文件等)加水印，这种加水印方法以能够跟踪回到将盗版素材泄露的影院的方式来进行。这类对每个介质唯一的加水印方法被称为加指纹(fingerprinting)。

在对数字内容加水印中的大多数自然的方案可能是使用不可见水印。然而，这种技术在水印的存活(survivability)能力方面具有严重局限。通过摄像机来捕获影片时、将数字文件转换为如VHS之类的模拟格式(或甚至将数字转换为模拟，再转换回数字格式)时以及对所捕获的数字文件进行编辑和变形时，这样的水印可能丢失或变形。

存活能力的必要性带来了可见的加水印方案。可见的加水印的最简单形式是将如“不要拷贝本素材”之类的警告语句或制作室的“标志”(如华纳兄弟影业的WB^TM标志)加入影片中。这类水印具有很小的效果，这是由于其不能标识影片是从何处泄露的(即没有加指纹应用)，而且，盗取该影片的人可以将其擦除。

这导致了更不明显的可见水印(如点)，当前正在使用这种水印来保护在电影院播映的一些影片。1982年，美国电影协会(MPAA)与Kodak^TM公司一道开发了一种用于唯一标识影片胶片的技术。该技术通常被称为编码反盗版(CAP)编码。该码是在制作胶片时加入到画面中的一系列暗淡的点。约每百帧中有一帧包含加入到图像中的4个微小的点。一般地，需要11个CAP编码帧来重新组成电影胶片的序列号。每个唯一的点配置与胶片标识符相对应。通常，针对向其分发了影片的每个特定影院来对影片胶片进行编码。尽管这类水印仍是可见的，但是由于在总数较大的帧中的较小数目的帧集合内放置点，因此不是很明显。

然而，数字视频压缩和分发技术的出现已经减弱了CAP编码的可行性。改进的数字摄像机不仅获取更高质量的画面，而且，视频压缩算法(当将以数字格式存储盗版影片或在因特网上传输时通常采用视频压缩算法)倾向于除去CAP码。这就是说，由于表示码的点极小而且扩散，因此在视频压缩过程中它们很容易分裂(disintegration)。此外，在图像压缩过程中单个CAP码点的丢失可以使CAP编码方案失效，这是由于CAP码是由在影片帧中放置的空间图像来表示的。事实上，CAP码依赖于100％的图像存活。更进一步，一些黑客仍能够找到这些点并在特定情况下将其擦除或修改。此外，CAP编码系统中的码图像重复频率增加了公众能够看到该图像的可能性。由于这可以将观看者的注意力从影片内容转移开，或导致其形成特定影院播映低质量胶片的观点，因此这是不希望的。

总之，当前用于对抗盗版问题的各种方案，不论是可见指纹标记还是不可见数字指纹，都具有相当大的缺点和局限。一般地，当前的不可见加水印和加指纹方案面临“存活能力问题”，即经过各种变形、格式转换或经过摄像机从影院屏幕和TV显示器上捕获，这些标记可能无法存活。另一方面，无论所嵌入的标记如何不明显，都可以对传统的可见标记进行擦除。

相应地，非常需要用于以提供健壮而持久的已标记影片、避免CAP编码的局限和不足、并提供在盗版和压缩中具有优秀存活能力的水印的方式来对影片加水印的系统和方法。

发明内容