[发明专利]用于在给定期望错误概率的情况下设置检测阈值的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及设置检测阈值，并且更具体地涉及在给定期望误报概 率的情况下设置检测阈值。

背景技术

在很多水印应用中，水印检测器的误报概率低于给定值是非常重 要的。当水印检测器错误地将非水印作品标识为标有水印时，误报就 会发生。水印检测器的误报概率低于给定值这一点十分重要的一个系 统示例是在视频内容中使用水印以向录像机或者录制设备指示不应当 复制该视频材料。如果在录制期间发生误报，监视水印的录制设备将 错误地得出不应当复制该视频内容的结论并且将停止录制。如果这发 生在婚礼的录制上，摄像机制造商将不得不面对极为不悦的新娘和新 郎。如果这发生在流行节目的电视广播期间，录像机制造商将不得不 面对非常多的不悦的消费者。因此，录像机制造商典型地要求该复制 控制水印具有与硬件组件故障接近的误报概率；其范围在每10⁹次检 测发生一次错误到每10¹²次检测发生一次错误之间。

为了进一步理解误报概率的问题，考虑图2a所示的示意，其示出 了两种分布。左侧的分布代表当对不包含水印的内容应用水印检测器 时可以预期的检测值。该分布的平均值是零，并且通常可以预期其接 近零。这是概率曲线，所以在曲线下的面积等于1.0。右侧的分布代 表当对标有水印的内容应用检测器时可以预期的检测值。此处，平均 值是M并且检测值通常接近M。阈值的作用是将来自这两种分布的 样本加以区分。考虑在标记为T的点处的阈值。当检测值超过T，可 以推断出内容来自右手侧分布。当检测值低于T，可以推断出内容来 自左手侧分布。如图2a中可以看出的，存在来自右手侧分布的低于阈 值T的一些样本。这些是检测将发生错误的标有水印的作品，有时将 其称作漏报。类似地，存在来自左手侧分布的超过阈值的一些样本。 检测器将把这些未标有水印的作品标记为标有水印。这些是误报。

可以通过降低阈值来改善漏报的概率。尽管如此，该行为将同时 增加误报指示的概率。在所示例子中，这两个分布重叠。这意味着不 可能选择消除错误的阈值。在很多水印应用中，以应用特定的误报概 率要求为基础来选择检测阈值T。应当注意到误报概率与水印嵌入算 法相独立。误报概率仅为在左手侧曲线下面大于阈值T的部分的面积。

图2b示出了左手侧曲线的接近阈值的放大视图。将曲线下面的大 于阈值T的面积以阴影显示。该面积代表误报概率，即将在未标记的 作品中检测到水印的概率。

给定误报概率要求，则一种用于确定满足该误报概率要求的最低 阈值的方法和系统将是有利的。

如本文所使用的，“/”代表用于相同或者相似组件或者结构的可 选名称。即，可以将“/”当做本文中使用的“或者”。

发明内容

本发明是因试图解决水印领域(更具体地音频和视频内容的数字 水印领域)中的问题所产生的。

对于使用归一化相关检测度量的检测器而言，该误报概率是好理 解的。尽管如此，为了提高水印健壮性，一些研究者已经提出了将多 个归一化相关加以结合的检测度量。一种这样的度量是当将所提取的 向量与多个参考向量加以比较时的最大归一化相关与第二大归一化相 关的比值。本原理依赖于在对未标有水印的作品的分布的合理假设下， 对相关比检测度量的误报概率进行分析。

研究者已经调查了当检测度量是归一化相关时的这一问题。M.L. Miller和J.A.Bloom，“Computing the Probability of False Watermark Detection”，Proceedings of the Third International Workshop on Information Hiding，pp.146-158 1999。相信没有人对当检测度量是两个 归一化相关的比值时的问题进行过研究。