[发明专利]在比特流中插入水印辅助数据的方法和包括水印辅助数据的比特流

说明书

技术领域

本发明涉及编码技术领域。更具体地，本发明涉及一种用于在编码数据比特流中插入水印辅助数据的方法、涉及一种使用插入的水印辅助数据来水印化编码数据比特流的方法、以及涉及一种实现水印化方法的设备。本发明还涉及一种包括由插入方法插入的水印辅助数据在内的编码数据比特流。

背景技术

为了保护数字内容(例如，视频、音频或3D数据等)，已知将数字编码形式产生的唯一水印插入到所分发的每个流中，以便识别在没有授权的情况下个人或团体具有授权的内容的传输。作为示例，在影片的宣传期间，向选定的人交付借助于不同水印的水印化DVD。在泄露的情况下，能够通过重构水印来标识泄露源。其他应用是可能的：插入水印使得能够标识作品或受益人，或者另外经由水印传送辅助数据(元数据)。

为此，已知消费设备使用视频水印来使得代表视频/图像序列的编码数据比特流个人化。通过在编码数据中插入代表“用户ID”(作为示例)的数字码或可能的时间戳来实现“个人化”，或者甚至插入一些其他类型的信息(例如，版权)。因此，在本文中，术语“水印”、“数字码”和“用户ID”可交换用于表示插入到编码的比特流中的数字码。为了降低消费设备中执行这种个人化所需的计算量，已知使用“借助于”诸如水印替换图(称作WSM)等水印辅助数据的“水印替换”技术。该辅助替换技术实现了3步骤的水印过程。

第一步骤在广播头端设备中进行，在该广播头端设备中，使用图像序列或更一般地使用要广播的数字内容来产生水印辅助数据。然后，在第二步骤期间，将那些水印辅助数据嵌入在编码数据比特流中，并发送至进行第三步骤的消费侧。在第三步骤期间，在消费设备中水印辅助数据用于通过插入水印来辅助接收到的编码数据比特流的个人化。第一步骤的目的在于：确保替换将不会破坏编码数据比特流，在重构图像序列之后，确保水印(即，个人化)对于消费者而言不可见/不可听，以及确保水印对于一些相关攻击而言是足够鲁棒的。因此，第一步骤包括标识编码数据比特流中要被替换的数据，并确定替换数据。第一步骤还保证鲁棒性和保真度。从该第一步骤中产生水印辅助数据。

在第二步骤期间，然后将水印辅助数据嵌入到要发送至消费设备的编码数据比特流。在现有技术中，已知使用MPEG2-TS私有或用户数据(TS代表“传输流”)来嵌入水印辅助数据。在题为″InformationTechnology-Generic Coding of moving images and associated audio：Systems″的文献ITU T Rec.H.222.0|ISO/IEC 13818 1(第二版，2000)中定义了MPEG2-TS传输层。

在第三步骤期间，消费设备在压缩域内应用个人化水印。的确，在编码数据比特流中直接“插入”水印。基于包含在嵌入的水印辅助数据中的信息，通过用一些其他编码数据(所谓的替换数据)来代替(替换)编码数据比特流中的一些编码数据来进行该插入。在压缩域中插入水印，不但能够保护比特流本身，而且还能够保护从对编码数据比特流进行解码中所产生的基带内容。确实，在解压缩期间，水印传送了基带内容。

该解决方案的第一缺点在于，MPEG2-TS私有或用户数据是可容易移除的，这表现出该解决方案对于攻击不够鲁棒。其次，MPEG2-TS私有或用户数据是不进行加密的，因此需要特定附加加密机制。此外，MPEG2-TS分组中分配给私有数据的部分的大小在大小上是有限的，这限制了水印辅助数据的大小。此外，水印辅助数据与图像序列的用户数据同步是不直接的。的确，封装了用户数据的MPEG2-TS分组与封装视频的那些分组是不同的，因此，需要各种分组的同步。最后，现有技术中定义的WSM不提供相对于各种应用需求的灵活性。

发明内容

本发明目的在于，消除现有技术的至少一个缺点。为此，本发明涉及一种用于在编码数据比特流中插入水印辅助数据的方法。该方法包括步骤：在编码数据比特流中插入对要替换的编码数据进行标识的标识数据、以及针对每个要替换的编码数据插入至少一个替换数据。该方法还包括：在编码数据比特流中插入格式数据，该格式数据定义了用替换数据来替换要替换的编码数据的方式。该格式数据提供能够最佳匹配各种应用需求的灵活性。

根据特定实施例，该方法还包括步骤：针对要替换的每个编码数据，在编码数据比特流中插入校验数据。

根据特定实施例，校验数据是根据要替换的编码数据计算的循环冗余校验。

根据变型，校验数据是要替换的编码数据。

根据特定特性，标识数据是对要替换的编码数据的开始进行标识的绝对地址。