[发明专利]通过加注水印保护要呈现的原始音频或者视频数据对抗未授权使用的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过加注水印保护例如要在数字电影中呈现的原始音频或者视频数据对抗例如非授权记录或者拷贝的非授权使用的方法和系统。

背景技术

音频水印加注是用于内容保护的一种安全性技术。水印（WM）是在原始音频信号的数据内嵌入的签名，除了不能被人耳听见之外，还应该在统计上是不可检测的，并且应该对抗任何移除它的企图。例如，在数字电影应用中，可以基于一组属性来指定水印加注系统的要求：除了加注水印的拷贝的质量和嵌入的水印的鲁棒性的总体要求之外，这种影片应用包括要遵守的附加的安全性限制。

“数字电影创新”（DCI）是由七个电影工作室创建的实体以便建立数字电影的工业范围标准。在http://www.dcimovies.com上公布了DCI规范版本1.2。影片制作的流程包括母版制作、发行和在影院内回放，如在图1中描绘的。

在数字电影情境下指定了不同的组件，例如：

●数字电影发行母版（DCDM）；

●压缩指定DCI兼容的JPEG2000代码流和JPEG2000解码器；

●分组化；

●传输；

●影院系统；

●放映；

●安全性。

数字电影发行母版DCDM应该基于支持2K和4K母版的分层级的图像结构。数字电影系统构建在基于文件的设计上，即，完整的内容由围绕图像帧而组织的文件中存储的数据构成。所包括的DCDM音频数据具有24比特/样本的比特深度和48或者96kHz的采样率。文件格式是PCM WAVE并且数据未被压缩。

在数字电影系统中，如图2描述的安全系统具有利用合适的安全机制实施的不同的要求。这包括从发行到影院回放或者放映21的加密安全性。加密保护不受非法的访问、未授权的拷贝、编辑和回放。将加密后的内容作为单个数字电影包（DCP）发行给每个影院。由所有权人（例如，工作室或者发行人）对DCP内容组件进行选择性的加密。日志记录机制对受保护的内容的访问进行日志记录。实施水印加注和指纹加注来使得能够进行法庭跟踪（forensic tracking）。

在位于影院的服务器的媒体块MEDBL内的嵌入器22中实施水印加注。

关于音频数据的水印加注的最重要的要求在于，水印在ABX收听测试时是听不到的。要嵌入的负荷包括使用19比特的字长（对应于2¹⁹=524,288种可能的位置）的影院的标识。另外，嵌入每15分钟改变并且每年重复的时间戳之外，需要16比特用于其二进制表示：

4个时间戳/小时*24小时/天*366天/年=35136个时间戳/年。

由此，水印w信息比特的总长度l(w)是l(w)＝19+16比特=35比特。数据率被设置为

l(w)比特/5分钟=7比特/分钟

由于要刚好在影院中的回放之前执行水印的嵌入，因此其要实时地甚至更快地执行。检测所需的最小时间段不应超过30分钟。

在下文中，原始的或者载波对象由C_O表示。在使用的标注中，C_O[i]，i=1，…,lc_o表示时域中原始信号的样本，其中lc_o表示轨道C_O的样本数。例如，对于fs=44.1kHz的采样率,一秒钟对应于44100个样本数。根据8或者16比特的幅度分辨率，数字序列的范围是C_O∈{0,255}或者载波元素c_oj的附加索引‘j’表示音频信号的子集。非常有可能，所有的音频水印加注算法将音频信号分解为不同的重叠块或非重叠块，通常相同大小的块。出于这个原因，c_oj[i]表示长度为l_coj的第j个块中的第i个样本。各个块用于嵌入整个水印w的一个比特的信息。