[发明专利]使用查找表的水印嵌入

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于在数据信号中嵌入水印的方法和设备，特别地涉及使用查找表在信号中嵌入水印。而且，本发明涉及用于在数据信号中检测水印的方法和设备，以及用于实现本发明的方法的计算机可读代码。

发明背景

数字水印被证明可有效地制止数字形式版权物品的非法分发，例如通过计算机网络，经由电子内容分发(ECD)应用或者经由手递手(hand-to-hand)公共分发。

法律跟踪(forensic tracking)水印被嵌入在多媒体内容中以追踪分发的内容拷贝。在多媒体内容中嵌入水印在计算机能力方面是复杂的操作。法律跟踪水印的大范围配置需要有效的、可伸缩的系统以嵌入水印并分发加水印的内容。客户端侧嵌入解决了该可伸缩性问题，因为服务器的处理负载被分布至客户端。而且，代替使用点对点连接发送不同的加水印的拷贝，公用的未加标记的拷贝能够被广播或多播，在中间节点缓存等。

在1997年，施普林格，107-113页，FSE’97：关于快速软件加密的第4届国际研讨会会报(FSE’97：Proc.Of the 4^th Int.Whorkshop on Fast SoftwareEncryption，Springer-Verlag 1997，pp.107-113)，出版的R.J.Anderson和C.Manifavas的文章“Chameleon-a new kind of stream cipher(变色龙——一种新的流密码)”中，公开了一种方法，其中使用以输出反馈模式操作的伪随机数生成器以生成密钥流，明文由处理器译成密码，其中从密钥流中选择的四个字被一起异或并随后与明文异或。

发明概述

本发明的发明者已经认识到改进的处理数字内容加水印的方法是有益的，并且结果设计了本发明。发明者已经了解，现有技术的方法使用以异或操作形式处理对数据流的比特修改，并由此易于移除水印。本发明寻求提供一种改进的版权保护方法，并优选地，本发明单独地或任意组合地减轻、降低或消除现有技术的一个或多个缺点。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于在数据信号中嵌入扩频水印(spread spectrum watermark)的方法，该方法包括：

接收已加密的数据信号，该数据信号通过根据加密表的一个或多个条目修改数据信号而被加密；接收解密表，该解密表是加密表的已修改版本；并且

根据解密表的条目解密数据信号，由此在数据信号中嵌入水印。

根据本发明的方法嵌入扩频水印。已加密、已加水印或一般地已修改的比特被扩展或分布在多个比特上。它是比现有技术更健壮的水印，并且能够更好地被检测。该方法包括第一步和第二步，在第一步中未标记的数据信号根据加密表的一个或多个条目被修改，在第二步中已加密的信号在单个处理中被解密并被加水印。该解密是基于作为加密表的修改版本的解密表。该修改优选地通过应用(例如添加或相乘)水印表到加密表上实现。该加密表可以被随机地生成。

数据信号可以是音频、视频、图像、多媒体软件、多维图形模型、软件结构等单个或任意组合的信号或者包含或包括这些的信号。

数据信号可以通过一系列符号来表示，其中数据信号的符号将被理解为数据信号的任何表示，诸如比特流的片段、基带信号、在变换域中信号的DCT系数等。在一个例子中，本发明可以被应用于图像或视频序列中的每个像素值或者像素值的子集，在这种情况中信号的符号可以是像素值。在另一个例子中，本发明可以被应用于数据信号的变换系数，在这种情况中信号的符号可以是变换系数。例如对于音频信号，该系数可以是表示信号的幅度、音调或类似特征的系数。系数也可以是信号特定编码的系数，诸如MDCT系数、线性预测系数、傅立叶系数等。

由于一些原因，根据第一方面的本发明是特别地而非排除地具有优点。扩频水印典型地防止篡改、降级和通常的信号处理操作，这与通过比特修改而加水印的方式相反，其中通过设置已修改的比特为随机值并由此移除水印，至少一些类型的修改可以被移除。而且，为了能够检测根据本发明的嵌入水印，不需要原始的未标记数据信号。只有水印(典型地以水印表的形式)和解密表的相应条目被需要。而且，水印可以根据感知掩蔽(perceptual mask)而被嵌入，在信号中的特定位置规定水印的强度。

如权利要求2中限定的可选特征是有利的，因为输入密钥的大小与加密、解密或水印表的大小相比是相当小的。例如与使用一次一密(one-time pads，OTP)的方法相比，密钥大小被大大减少。