[发明专利]用于产生经标记的数据流的方法和装置、用于将水印插入到经标记的数据流中的方法和装置以及经标记的数据流

说明书

本发明涉及用于产生经标记的数据流的方法和装置、用于将水印插 入到经标记的数据流中的方法和装置以及经标记的数据流。

通过引入对诸如图像、视频或音乐作品的多媒体信息的数字化，不 仅大大便于这种内容的未经授权的复制，而且大大便于这种内容的不允 许的散布。在此例如通过借助于MP3对音乐作品进行压缩、或者借助于 MPEG(MPEG-运动图像专家组(Motion Picture Expert Group))压缩 方法将故事片烧录到DVD(DVD-数字视频光盘(Digital Video Disc)) 上。

为了避免或使难以对多媒体信息进行未经授权的复制和/或散布， 过去已开发出在数字版权管理(DRM，Digital Rights Management)领 域中的多种技术。为了保护防止非法复制，所述DRM技术之一使用数字 签名。在此情况下，借助密钥对数字内容进行加密。用户可以仅借助另 一密钥读取和进一步处理被加密的信息。另一DRM技术使用水印。在此 情况下，使水印与多媒体信息如此混合，使得混合多媒体信息对于用户 来说绝不会显出多媒体信息的可觉察到的质量上的恶化。借助于适当的 算法，在混合多媒体信息中的水印可以被重构并因此被证实。

在保护数字多媒体信息时的问题是所谓的“模拟漏洞”(Analog Hole)。数字信息(例如数字视频数据)在从视频服务器传输至用户的 机顶盒时以加密的方式传输。在机顶盒中对这些数字信息进行解密，且 大多数情况下进行解压缩。接下来，经解密和解压缩的数字信息可以例 如通过扬声器和/或监视器被再现。在此，扬声器和监视器通过相应的 模拟信号来激励，所述模拟信号通过对经解压缩的数字信息的数字/模 拟转换来形成。因为这些模拟信号可容易得到，所以所述模拟信号可以 例如由视频记录器记录用于未经授权地复制。这称为模拟漏洞。为了能 够识别出这种复制，其中可以使用例如被嵌入到视频数据的图像中的水 印。

除了将用于证实未经授权的复制的保护机制嵌入到数字信息中外， 还需要能够领会哪个用户已制作了未经授权的复制或者未经授权地转 发了所述复制。为此可以单独地为每个用户创建水印。

单独的、也即针对用户的水印的插入可以通过如下方式来进行，即 在数字信息中插入单独的水印并且接下来对数字信息进行压缩。这种实 施方式的优点在于，一方面必须针对每个用户单独地处理或者压缩数字 信息。另一方面，数字信息在请求式(On-Demand)业务的情况下以压 缩的形式处于服务器上。在此情况下，必须针对每个用户单独地将被压 缩的信息解压缩，插入单独的水印，并最后重新压缩配备有水印的数字 信息。这种实施方式在经济上并不实用，因为除了大的存储空间外，还 必须在请求式服务器上提供高的计算效率。

另外，在这种实施方式的情况下，组播散布的优点、诸如经压缩的 数字信息从请求式服务器向网络中的节点的一次传输不能得到应用，其 中所述网络节点接管向各个用户的继续散布。

因此在[1]中对于视频压缩方法MPEG-2来说公知的是，在机顶盒中、 即在用户侧，在将视频数据、即视觉信息解密之后进行部分解码。在此 针对视频数据的一个或多个图像块如此实施部分解码，使得执行解码直 至呈现变换系数。将这些变换系数与水印混合。接下来，对混有水印的 变换系数再次编码，从而产生有效的MPEG-2视频数据流。

这种实施方式具有如下缺点，即对于现有的机顶盒来说，经编码的 数据流的部分解码在计算效率和存储空间方面已经太复杂了。因此例如 在也公知为MPEG-4-AVC或ISO/IEC 14496-10的视频压缩标准ITU H.264 (ITU-国际电信联盟)中使用名称为CABAC编码(CABAC-上下文自适应 二进制算术编码(Context Adaptive Binary Arithmetic Koding)) 的算术编码。CABAC编码是一种计算麻烦的自适应压缩方法，其中图像 的信息或者其部分被存储在唯一的不可分的代码字中。为了访问图像的 各个信息，必须将通过CABAC编码所产生的代码字完全解码。

本发明所基于的任务在于，说明用于从经编码的数据流中产生经标 记的数据流的方法或装置、或者用于将水印插入到经标记的数据流中的 方法和装置，其中所述方法/所述装置可以针对任意压缩方法以微小复 杂度将单独的水印插入到经编码的数据流中。

所述任务通过独立权利要求得以解决。本发明的其它改进在从属权 利要求中说明。