[发明专利]水印嵌入与检测

说明书

技术领域

本发明涉及对信息信号加水印的方法和设备，比如对音频或视频信号。本发明也涉及在这些信息信号中检测水印的方法和设备。

发明背景

众所周知的一种向视频信号加水印的方法公开在国际专利申请WO-A-99/45705上。在这种方法中，水印图案加入在视频信号中。水印检测器将同样的图案与待检信号关联起来。如果关联的结果超过了给定的界限，就说图案是存在的。图案的存在或者缺少代表了一个信息位。嵌入的水印也可以携带多位有效载荷。在WO-A-99/45705公开的系统中，有效载荷是用一种或者多种基本图案和其中空间位置变化了的版本(version)组成。有效载荷被译码成各种移动向量。水印检测器将每种基本图案和待检信号关联起来，检测这些基本图案彼此的空间位置。此外检测器检测是否这些位置组成了合理的有效负荷。

把水印图案和待检信号关联起来的过程要求水印检测器可以就地存储这些图案的一些版本。鉴于此，最理想的情况是水印系统只采用几种不同的图案。目前正使用的系统对外界是保密的。然而，对于一个黑客而言，即使他不知道这些图案，只要他可以支配相关的嵌入器，他就会危及到系统的安全。他可以向该嵌入器输入任一种信号，并从加水印的版本中将信号提取出来。依赖手边的水印嵌入器的感知模式，这样获得的差信号类似于其它加水印的信号的水印。如果把差信号复合到加水印的信号中(比如从中增加或者剔除)，被嵌入的水印将被消除或者至少不再代表合理的有效载荷。在任何一种情况下，嵌入的水印会失效。

发明目的及概述

本发明的目的是提供一种在信息信号中嵌入及检测水印的更安全的方法和系统，即使黑客手边有他可处置的水印嵌入器也可以确保系统的安全。

为此目的，本发明的方法包含了步骤：对于信息信号的给定性能作分析、确定所述性能的实际值、将不同的水印和上述性能不同的值关联起来、以及将与上述实际值相关的水印嵌入。对应的水印检测方法包括以下步骤：分析信息信号的给定性能、确定所述性能的实际值、将不同的水印和上述性能的不同的值相关联，以及检测与上述实际值相关的水印。

本发明所取得的成果是，嵌入的水印图案是经常变化的，是信息信号内容的函数。如上面所述，提供任一个信号给嵌入器以产生一个类似于水印的信号的做法将不再可行，因为任意的信号具有不同的性能。本发明很大的一个优点是检测器必须存储的不同图案的数目大大减少。所述数目是平衡检测器复杂一安全性能的结果。

信息信号有多种性能可以用来选择被嵌入的水印图案。唯一需要满足的要求是嵌入水印性能的坚固性和不变性。更有利的性能是视频信号亮度值不同分布状态，或者是音频信号频谱的不同形状。

本发明的再一些方面将参考下文描述的实施例予以阐述，从中可以很清楚地了解。这些例子是关于视频信号的水印嵌入及检验，但是可以理解到本发明同样可用于音频信号和其它类型多媒体信号中。

附图的简要描述

图1所示为本发明水印嵌入器的示意图。

图2所示为本发明水印检测设备的示意图。

图3所示为该系统结构，用来说明水印嵌入器和检测设备的工作情况。

图4，5所示进一步说明本发明水印嵌入器的实施例。

图6所示进一步说明本发明水印检测设备的实施例。

最佳实施例的描述

图1所示为本发明水印嵌入器1的示意图。此处假定嵌入的水印代表1位有效负荷。比如，缺少水印表明视频信号可以随意被拷贝，然而出现预先指定的水印表明不允许拷贝该信号。

嵌入器接收一系列图像的形式的输入视频信号I，它包含加法器11，用来把水印图案Wi加入到每张图像中。此外，嵌入器包含了图像分析器12，选择器13和只读存储器14，在只读存储器中存储多种不同的水印图案W1…WN。分析器12接收视频信号，将视频信号的给定性能P作为时间的函数进行分析。分析器12得到的性能P的实际值传递给选择器13。与之相应，选择器选择存储的水印图案W1…WN之一送给加法器11来嵌入。