[发明专利]用于多媒体数据的数字加水印

说明书

技术领域

本发明涉及验证和鉴别多媒体对象，更具体而言，本发明涉及用于将水印组合到多个多媒体成分中的系统和方法。

背景技术

加水印是将数据隐藏或插入到诸如音频、视频和静止图象内容中的过程。一个被插入的水印可以有各种用途，包括：(1)验证，即识别内容的合法所有者并保护其中的版权；以及(2)鉴别，即保证内容不遭受变更。

在为验证而加水印的情况下，所插入的水印可以被用于识别内容的所有者。明确地，通过插入一个水印到内容中，所有者后来可以通过提取水印并表明该水印与最初被插入的一个相匹配来证明其所有权。在为鉴别而加水印的情况下，所插入的水印可以用于通过识别被损害的内容而验证内容的真实性。获得此目的的一种方法是提供依赖于内容的水印。在这种情况下，水印典型地是内容的签名(或者签名的一个函数)。选择该签名，以便它反映内容的显著特性。因此，如果内容已经被变更，则反映内容的初始签名的初始水印将不匹配新水印，从而反映被损害内容的签名。

用于将水印插入到多媒体成分中的许多不同的技术是已知的。一个典型的水印包括用于验证的能识别所有者的数据(例如视觉标志)；或者用于内容鉴别的捕获多媒体部分的显著视觉或听觉特性的数据。在许多情况下，在不引起对于实际的音频或者视频内容的任何可察觉的改变的情况下，将水印插入到该内容中。这样，终端用户通常不知道该水印。

不过，一个共同的问题是涉及保证一个被插入水印没有被损害。例如，考虑一个被加水印的视频图像的情况。在一个视频图像中，由于连续帧中缺少运动，所以这些连续帧趋于几乎相同。这种帧之间的缺乏变化为黑客提供了识别或者削弱所插入水印的机会。例如，如果一个给定的帧被加了水印，而相邻的一个或多个帧未被加水印却又与被加了水印的帧非常相似，则黑客能够简单地将被加水印的帧从未加水印的一个或多个帧中减去而获得水印。识别水印将使得黑客能够将水印清除，甚至插入一个不同的水印来改变所有权。即使连续的帧都被(利用不同的水印)加了水印，黑客也能够将连续的帧平均而削弱水印。

因此，需要提供在多媒体对象，尤其是在包括视频的那些多媒体对象中的安全加水印。如果没有这种安全系统，则多媒体内容将易受能够容易地消除所插入水印的黑客的侵袭。

发明内容

本发明由独立权利要求来详细说明。独立权利要求详细说明了有利的实施例。

本发明通过提供一种将水印组合到诸如音频和视频的各多媒体成分中来克服上述问题以及其它问题。

参考下文将描述的实施例来阐明本发明的这些以及其它方面，并使得它们变得明显。

附图说明

图1表示用于根据本发明为多媒体对象加水印的系统的一个实施例；

图2表示根据本发明的水印验证机制的一个实施例；

图3表示根据本发明的一个水印插入机制的一个实施例；以及

图4表示根据本发明的一个水印鉴别系统的一个实施例。

具体实施方式

本发明提供了一种用于多媒体对象的组合的水印系统和方法。这里所述的“多媒体对象”包括一种或多种类型的无限类型的多媒体成分，如音频、视频、固定图像、封闭标题(closed caption)数据、压缩数据、电子邮件等。多媒体对象可以以任何形式存在，包括数据文件、数据信号、数据流、数据对象、数据结构、传输或者程序。多媒体对象可以以数字格式或者模拟格式存在。

综述

为了说明，本发明以下综述考虑一种包括视频部分和音频部分的多媒体对象。不过，应当理解本发明并不只局限于音频-视频应用。如果V表示一个视频帧，A表示一个音频帧，而w是一个水印，则独立地被加水印的内容V＝和A＝可以如下获得：

V＝＝V+w，和

A＝＝A+w。

如上所述，这种方法提供了对于水印识别和损害的机会，这是由于例如，一个视频图像的连续帧可以被分析以显示水印w。在本发明中，通过将水印分离成两部分：w₁和w₂，可以大大增强水印w的鲁棒性。利用任何函数F来执行所述分离，以便给定两部分w₁和w₂，就可以唯一地并且精确地计算初始水印w。水印的分离和插入音频和视频帧中可以如下完成：

w＝F(w₁，w₂)，    (1)

V＝＝V+w₁，以及

A＝＝A+w₂。