[发明专利]用于安全水印嵌入的永久性掩蔽

说明书

技术领域

本发明涉及安全水印嵌入方法；本发明尤其但不排他地涉及利用感知掩蔽(perceptual masking)来提高被嵌入水印鲁棒性的安全水印嵌入方法。本发明进一步涉及利用感知掩蔽的安全水印嵌入的系统。并且本发明涉及实现该方法的软件。

背景技术

数字水印已经被证明是抵制数字形式的受版权保护材料通过计算机网络、电子内容分发(ECD)应用或直接公共分发而被非法分发的其中一种最有效措施。

加水印通常是通过生成水印的预编码级和将水印添加到原始数字对象中的嵌入级来实现的。水印检测器从加入水印的数字对象中提取水印，以允许进行版权识别。

感知掩蔽是指根据人的听觉-视觉感知对水印强度进行局部和/或全局调整。通过采用人的感知特征，可以将比较强的水印信号嵌入到数字内容中，由此提高对抗恶意攻击的鲁棒性，而不会对加入水印的数字对象的感知质量带来不良影响。对感知掩蔽的处理通常涉及在实际的水印嵌入过程之前，使水印乘以根据数字内容计算得到的掩蔽(mask)。

感知掩蔽被用于音频和视频水印。例如在MP3中使用的基本感知模型就是较高声的频率掩蔽掉邻近较安静的频率，其中MP3代表MPEG1(运动图片专家组)层3。如果在另一个频率上存在大的声音，则人们不能听见在一个频率上的安静的声音。视频信号或图像中的空间感知掩蔽可以例如基于图像中的边界提升了其周围感知阈值这一事实。掩蔽模型能够提供确保在计算阈值以下的变化将不会引入可感知失真的预测。

现有技术中在服务器-客户机体系结构中对加入水印的数字内容进行安全视频广播或多播的方法已经在Sabu Enmanuel等人的下列文章中有所描述：“Copyright protection for MPEG-2 compresedbroadcast video”，IEEE International Conference on Multimediaand Expo 2001，pages 273-276。该方法允许以原始内容和水印不能被客户机直接访问的方式向客户机或一组客户机发送数字内容和水印。客户机只能访问经破坏的数字副本和经过加密的水印，并且为了访问其中已经嵌入水印的数字内容，需要将两者结合。

发明内容

现有技术的方法既不是指将感知掩蔽包括在水印嵌入过程中的可能性，也不是指为了提供用于安全服务器-客户机水印嵌入的鲁棒方法而利用感知掩蔽的方法。

本发明的发明人已经意识到，包括感知掩蔽的用于服务器-客户机水印嵌入的改善方法将会是有益的，因为它将会提高水印的鲁棒性和感知质量。并且，在嵌入器将感知掩蔽应用到水印的水印嵌入方法将会是有益的。可以在多播传输协议中用于现场直播分发事件的服务器-客户机水印嵌入方法也将会是有益的。

本发明寻求提供改善的方法和系统，使得能够进行将感知掩蔽包括在水印嵌入过程中的安全水印嵌入。本发明的进一步目标是提供利用感知掩蔽的安全水印嵌入方法和系统，其在客户机与服务器之间的信息交换中是安全的，并且是成本和计算有效的。优选地，本发明单一地或以任何组合的方式减轻、缓和或消除了一个或更多上述或其它缺点。

因此，第一方面，提供了在数据信号中嵌入水印的方法，包括如下步骤：

-以如下方式加密该数据信号，即加密机制至少部分地依赖于第一感知掩蔽和加密密钥，

-生成其中包括水印的解密密钥，

-为了获得加入水印的数据信号，对加密的数据信号进行解密，其中解密机制至少部分地依赖于第二感知掩蔽和所述解密密钥。

在水印嵌入方法中，数据信号的加密和解密密钥的生成可以在数据信号内容所有者和水印所有者所信任的可信计算系统中执行。另一方面，对经过加密的数据信号的解密可以在该数据信号或水印在任何时间都不以未经加密形式暴露的情况下在不可信的计算系统中执行。本方法其它可能的实现可以涉及在同一计算机系统执行该方法的全部步骤，其中数据信号的加密和解密密钥的生成可以由计算机系统的可信用户执行，而对经过加密的数据信号的解密可以由不可信的用户执行。