[发明专利]组合的水印法和指纹法

说明书

相关申请数据

在美国，本申请要求2009年5月21日提交的美国临时申请61/180,415的优先权。

技术领域

本发明一般涉及信号处理，并且更具体地涉及多媒体信号处理，包括隐写术(steganography)、数字水印法、内容信号鉴别、识别、分类以及基于内容信号属性的数据库搜索和检索。

背景技术

在一些应用场合(诸如视频和音频内容分发(例如广播、互联网等)的监视和跟踪)中，以精细粒度鉴别媒体的不同部分是合乎需要的。粒度是指可被可靠鉴别的媒体信号的最小时间单位(或部分)。例如，这可能是TV节目、广告、电影或歌曲中的特定点。

考虑具有嵌入水印的视频信号。假定相同的水印有效载荷被重复嵌入每个视频帧中。在噪声条件(压缩、D/A/D转换等)下，由于有效载荷相同，因此水印检测处理可以合计跨越若干个帧的水印信号。合计可以改善信噪比并提供改善的鲁棒性。然而，在该实例中，水印信号不能提供在视频信号的不同部分之间区分的能力。

现在考虑在每个视频帧中嵌入有唯一水印有效载荷的视频信号。在此情况下，水印信号提供精细粒度——鉴别视频信号的每个单独帧的能力。然而，在噪声条件下，由于唯一有效载荷不一定允许水印信号的合计，因此水印鲁棒性会下降。

类似间题存在于通过对媒体信号的每个部分提取唯一指纹来实现粒度的指纹法系统中。粒度越精细，指纹的数量越大并且指纹数据库的规模越大。增大指纹数据库的规模会增大指纹搜索和匹配处理的计算成本(和系统成本)。

水印提供把媒体内容串行化的能力，即同一媒体信号的多个相同拷贝可以嵌入有各不相同的水印有效载荷，而指纹法不能够在相同拷贝之间区分。水印法涉及向媒体信号引入改变，并且会提出水印信号的可感知性的问题。另一方面，指纹法不涉及向媒体信号引入任何改变。

发明内容

水印法和指纹法的组合可以解决粒度、鲁棒性和可感知性的问题，并且可以允许在内容鉴别系统的设计中有更大自由度。利用水印法和指纹法的互补优点的组合方法将在下面描述。

用于内容鉴别及相关应用的水印和指纹的组合被记述在本受让人的美国专利公开20060031684中，据此通过引用将其结合在本文中。水印法、指纹法和内容识别技术也被记述在本受让人的美国专利公开20060280246以及专利6,122,403、7,289,643和6,614,914中，据此通过引用将其结合在本文中。

音频和/或视频识别的另外实例被记述在美国专利7,174,293号、7,346,512号、6,990,453号和美国专利公开20020178410中，据此通过引用将其结合在本文中。为了本公开，这些专利文献提供了可以如下面进一步解释的那样与水印法技术组合的指纹技术的描述。

对于视频识别技术的另外实例。参见例如Bhat，D.N.和Nayar，S.K.的“Ordinal measures for image correspondence”，IEEE Trans.Pattern Ana.Mach.Intell.，vol.20，no.4，pp.415-423，1998年4月。Mohan，R.的“Video sequence matching”，Proc.Int.Conf.Acoust.，Speech and Signal Processing(ICASSP)，vol.6，pp.3697-3700，1998年1月。Oostveen，J.、Kalker，T.和Haitsma，J.的“Feature extraction and a database strategy for video fingerprinting”，Proc.5th Int.Conf.Recent Advance in Visual Information Systems，pp.117-128，2002。Kim，C.和Vasudev B.的“Spatiotemporal sequence matching for efficient video copy detection”，IEEE Trans.Circuits Syst.Video Technol.，vol.15，no.1，pp.127-132，2005年1月。Lu，J.的“Video fingerprinting for copy identification：from research to industry applications”，Proceedings of SPIE，Media Forensics and Security，Vol.7254，2009年2月。