專利名稱：數(shù)據(jù)隱藏技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將膠片顆粒(film grain)的至少一個(gè)特定圖案與圖 像內(nèi)容進(jìn)行混合以提供用于產(chǎn)生這樣的內(nèi)容的多個(gè)拷貝的機(jī)制，該多個(gè)拷貝 在感知上是類似的，但可被分別辨別。
背景技術(shù)：
以數(shù)字形式分發(fā)(distribute)的圖像內(nèi)容的增長，(例如，靜止圖像、運(yùn) 動(dòng)圖像序列，視頻)和相對容易可以發(fā)生的未授權(quán)的分發(fā)，已經(jīng)促使需要提 供對于所授權(quán)的分發(fā)渠道(channel)的一些方面特定的內(nèi)容的法務(wù)(forensic ) 標(biāo)記(marking),這樣的圖像內(nèi)容的標(biāo)記使原始內(nèi)容擁有者或他們的代理人 能夠分析未經(jīng)授權(quán)的該內(nèi)容的拷貝以恢復(fù)所嵌入的信息，并且從中獲悉關(guān)于 制造該信息的未經(jīng)授權(quán)的行為的信息。
當(dāng)前，圖像內(nèi)容的提供者，諸如電影工作室，已開始體驗(yàn)通過因特網(wǎng)傳 遞(deliver)圖像內(nèi)容。最終，因特網(wǎng)將成為圖像內(nèi)容的主要的分發(fā)渠道。 由于傳遞高質(zhì)量的圖像內(nèi)容所需要的帶寬，跨越多個(gè)對應(yīng)的專用(dedicated) 渠道向多于少量的個(gè)人訂戶分發(fā)這樣的內(nèi)容將可能被證明為不現(xiàn)實(shí)。因此， 其它分發(fā)技術(shù)、諸如多播(multicast)和點(diǎn)對點(diǎn)(P2P)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)成為主流。 諸如這些的分發(fā)技術(shù)用來(serve to)將同一內(nèi)容向所有訂戶廣播，排除了法 務(wù)辨別同一內(nèi)容的不同拷貝的能力。數(shù)字影像的傳統(tǒng)的廣播(例如，通過衛(wèi) 星或電纜)表示另一種情形，其中向每個(gè)訂戶發(fā)送唯一的拷貝是不現(xiàn)實(shí)的。
因此，存在對于用于便利于法務(wù)跟蹤、唯一地標(biāo)記圖像的內(nèi)容的技術(shù)的 一種需要。

發(fā)明內(nèi)容
筒要地，根據(jù)本原理的優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種用于標(biāo)記圖 像內(nèi)容的方法，該圖像內(nèi)容諸如但不限于靜止圖像或者例如表示電影或電視 節(jié)目的運(yùn)動(dòng)圖像序列的形式的圖像內(nèi)容。該方法開始于產(chǎn)生與圖像內(nèi)容的特
定接受者(recipient)相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)膠片顆粒圖案。該膠片顆粒圖案經(jīng)過 (undergo)與該圖像內(nèi)容進(jìn)行混合。以這種方式，如果該圖像接受者分發(fā)該 圖像內(nèi)容的未經(jīng)授權(quán)的拷貝，這樣的拷貝將具有對于(unique to)該接受者 唯一的膠片顆粒圖案或膠片顆粒圖案的序列或膠片顆粒圖案的集合以便利于 法務(wù)跟蹤。
根據(jù)本原理的另 一方面，提供了 一種用于跟蹤圖像內(nèi)容的拷貝到原始圖 像內(nèi)容的所授權(quán)的接受者的方法，其中從該原始圖像內(nèi)容制作該拷貝。該方 法開始于將所拷貝的圖像內(nèi)容與原始圖像內(nèi)容的版本進(jìn)行比較以產(chǎn)生差異數(shù) 據(jù)。其后，該差異數(shù)據(jù)經(jīng)過與多個(gè)膠片顆粒圖案的比較以提取可以與特定接 受者相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識(shí)符。當(dāng)在差異數(shù)據(jù)與表示該標(biāo)識(shí)符的膠片顆粒圖案(或膠 片顆粒圖案的集合或序列)之間的比較超過規(guī)定的閾值時(shí)，在所拷貝的圖像 內(nèi)容與該接受者所接收的圖像內(nèi)容之間發(fā)生匹配。


圖l描繪了系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意性的框圖，該系統(tǒng)用于將對于一份 圖像內(nèi)容的接受者特定的至少一個(gè)膠片顆粒圖案嵌入到該圖像內(nèi)容；
圖2描繪了系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意性的框圖，該系統(tǒng)用于檢測通過圖 1的系統(tǒng)嵌入到圖像內(nèi)容的膠片顆粒圖案；
圖3描繪了系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意性的框圖，該系統(tǒng)用于將對于一份 圖像內(nèi)容的接受者特定的至少一個(gè)膠片顆粒圖案嵌入到該圖像內(nèi)容；
圖4描繪了系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意性的框圖，該系統(tǒng)用于檢測通過圖 3的系統(tǒng)嵌入到圖像內(nèi)容的膠片顆粒圖案；
圖5描繪了系統(tǒng)的第三實(shí)施例的示意性的框圖，該系統(tǒng)用于將對于一份 圖像內(nèi)容的接受者特定的至少一個(gè)膠片顆粒圖案嵌入到該圖像內(nèi)容；
圖6描繪了系統(tǒng)的第三實(shí)施例的示意性的框圖，該系統(tǒng)用于檢測通過圖 5的實(shí)施例嵌入到圖像內(nèi)容的膠片顆粒圖案；
圖7描繪了示出內(nèi)容服務(wù)器與圖像接受者之間下載協(xié)議的時(shí)間線(timeline );
圖8描繪了系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意性框圖，該系統(tǒng)用于產(chǎn)生由圖l到 圖7的系統(tǒng)所使用的比較圖像內(nèi)容；
圖9描繪了系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意性框圖，該系統(tǒng)用于產(chǎn)生由圖1到 圖7的系統(tǒng)所使用的比較圖像內(nèi)容。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本原理，諸如具有或沒有所嵌入的音頻的視頻的圖像內(nèi)容經(jīng)過用唯 一的圖案進(jìn)行標(biāo)記。該圖案表現(xiàn)為至少一個(gè)膠片顆粒圖案的形式，其與所接 收的圖像內(nèi)容進(jìn)行混合以便膠片顆粒圖案對于該內(nèi)容的接收解碼設(shè)備、以下 簡單稱之為內(nèi)容接受者是特定的(即，唯一的)。為了在所接收的圖像內(nèi)容的 未授權(quán)的拷貝中檢測這樣的膠片顆粒標(biāo)記的出現(xiàn)，在被懷疑的未授權(quán)的拷貝 與原始圖像內(nèi)容的版本之間做出比較以產(chǎn)生差異數(shù)據(jù)。該差異數(shù)據(jù)經(jīng)過與多 個(gè)膠片顆粒圖案進(jìn)行比較以提取可以與原始圖像數(shù)據(jù)的特定接受者相關(guān)聯(lián)的 標(biāo)識(shí)符。如果該比較超過了閾值，則在未授權(quán)的拷貝與接受者所接收的圖像 內(nèi)容之間存在匹配。
為更好地理解根據(jù)本原理發(fā)生水印(watermark)創(chuàng)建和檢測的方式，膠 片顆粒的簡要理解將證明是有用的。運(yùn)動(dòng)畫面膠片包括在片基上的薄層中涂 上的感光乳劑(emulsion)中散布的鹵化銀晶體。這些晶體的曝光和顯影形成 由分散的銀的微小粒子構(gòu)成的相片的圖像。在彩色負(fù)片(colornegative)中， 染色的微小的光泡(blobs)出現(xiàn)在生膠片(film stock)的顯影期間在銀的化 學(xué)移除之后銀晶體形成的位置上。這些小的染色的斑點(diǎn)(speck)通常在彩色 膠片中標(biāo)明(bear)標(biāo)簽"膠片顆粒"。因?yàn)殂y晶體在原始的感光乳劑上隨機(jī) 形成，因此顆粒隨機(jī)地分布出現(xiàn)在生成的圖像中。在均勻曝光的區(qū)域內(nèi)，一 些晶體在曝光后顯影而其他的晶體則不會(huì)。
最近，H,264^f見頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過^"改以采用標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充增強(qiáng)信息(SEI) 的才艮文(message ),該報(bào)文指定至少一個(gè)膠片顆粒仿真(simulation)參數(shù)， 用于在解碼期間使用由示例申請的受讓人最近所公開的技術(shù)來仿真圖像內(nèi)容 內(nèi)的膠片顆粒。由申請人的受讓人開發(fā)的膠片顆粒仿真技術(shù)通過在壓縮之前 首先將顆粒濾除出圖像來仿真膠片顆粒。被壓縮的圖像與包含關(guān)于在壓縮前 圖像中的原始顆粒的信息的補(bǔ)充增強(qiáng)信息(SEI)報(bào)文一起經(jīng)過傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備(例如，機(jī)頂盒(set-topbox)、 DVD播放機(jī)、或者例如電一見機(jī))以用于解碼。 隨后接收設(shè)備基于該SEI ^t艮文仿真一個(gè)或多個(gè)膠片顆粒圖案以恢復(fù)在壓縮前 圖像的原始顆粒外觀。
使用頻率-濾波模型可以產(chǎn)生膠片顆粒仿真，其構(gòu)成在精確性與硬件實(shí)施 復(fù)雜性之間的折衷。在逐塊(block-by-block)基礎(chǔ)上發(fā)生頻率-濾波。對于被 解碼的圖像的每個(gè)8x8塊，產(chǎn)生一個(gè)8x8高斯隨機(jī)場(Gaussian random field) 并且隨后轉(zhuǎn)換成DCT域。在濾波后，該DCT域系數(shù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換回空間域以形 成膠片顆粒圖案。高斯隨機(jī)變量的變化(variance)可以控制被仿真的膠片顆 粒的強(qiáng)度。由使用四個(gè)剪切頻率(cut frequency)的頻率濾波來控制顆粒的尺 寸，兩個(gè)用于水平方向而兩個(gè)用于垂直方向。
如以上所描述的，使用諸如圖1中描繪的系統(tǒng)IO的系統(tǒng)通過將膠片顆粒
的圖案添加到依賴于與圖像內(nèi)容的接受者(例如，接收解碼設(shè)備)相關(guān)聯(lián)的
標(biāo)識(shí)符的一個(gè)或多個(gè)視頻幀，圖像內(nèi)容經(jīng)過根據(jù)本原理的標(biāo)記。為了最好地
理解這樣的標(biāo)記是怎樣產(chǎn)生的，讓O表示原始的圖像內(nèi)容，讓I表示沒有膠
片顆粒的原始的圖像內(nèi)容(在此稱之為比較圖像)，讓G表示膠片顆粒圖案， 其具有與原始畫面的相同的尺寸并且可以由小的膠片顆粒圖案的集合組成，
讓I，表示加上膠片顆粒圖案的圖像內(nèi)容。
如圖1中所見，解碼器11從壓縮的圖像中解碼出在此稱之為比較圖像 12的被解碼的畫面。由解碼器11產(chǎn)生的被解碼的比較圖l象12在混合塊14 處經(jīng)過與由膠片顆粒圖案產(chǎn)生器16產(chǎn)生的膠片顆粒圖案的混合。膠片顆粒圖 案產(chǎn)生器16用來根據(jù)偽隨機(jī)數(shù)種子(seed)產(chǎn)生膠片顆粒。根據(jù)圖1的實(shí)施 例，膠片顆粒產(chǎn)生器16根據(jù)與特定接收設(shè)備18、諸如機(jī)頂盒、DVD播放機(jī)、 電視或接收被壓縮的圖像內(nèi)容的其他裝置相關(guān)聯(lián)的用戶標(biāo)識(shí)Ui來建立初始 種子。對于接收設(shè)備Ui 18特定的初始種子、或者在多個(gè)設(shè)備用戶的情形下 對于該設(shè)備的特定用戶特定的初始種子使膠片顆粒圖案產(chǎn)生器16能夠產(chǎn)生 與該種子相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)特定的膠片顆粒圖案。當(dāng)膠片顆粒圖案與被解碼 的畫面進(jìn)行混合時(shí)，其用來法務(wù)標(biāo)記被解碼的圖像內(nèi)容。
膠片顆粒圖案產(chǎn)生器16使用對于每個(gè)塊不同的種子在逐塊(block by block)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生膠片顆粒圖案。對于每個(gè)后來(subs叫uent)的塊，膠片 顆粒圖案產(chǎn)生器16利用函數(shù)從對于前面的塊所建立的種子來確定新的種子。 新的SEI報(bào)文將復(fù)位初始種子。因此， 一旦膠片顆粒圖案產(chǎn)生器16根據(jù)與接收設(shè)備Ui相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識(shí)符建立了初始種子，整個(gè)膠片顆粒圖案；變?yōu)榻?jīng)過
設(shè)定(set)的。注意到接收設(shè)備18的不同用戶可以具有不同的標(biāo)識(shí)符Ui以 便初始種子將對于這樣的不同使用而不同，從而使膠片顆粒圖案產(chǎn)生器能夠 為每個(gè)用戶產(chǎn)生特定的圖案&。
當(dāng)由解碼器12產(chǎn)生的比較圖像I與由膠片顆粒圖案產(chǎn)生器16產(chǎn)生的膠 片顆粒圖案G^,在混合塊14處進(jìn)行混合時(shí)，創(chuàng)建畫面20，該畫面用對于設(shè)備 18唯一的圖案來標(biāo)記，或者在多個(gè)用戶的情形下，用對于該設(shè)備的特定用戶 唯一的圖案來標(biāo)記。為了容易參照，所標(biāo)記的畫面20標(biāo)明圖1中的標(biāo)簽/V,以 表示所標(biāo)記的畫面對應(yīng)于比較圖像I,但標(biāo)明根據(jù)唯一的標(biāo)識(shí)符Ui產(chǎn)生的膠 片顆粒圖案。
圖2描繪了根據(jù)本原理的第一優(yōu)選實(shí)施例、用于檢測標(biāo)明名稱為I，的測 試畫面22的膠片顆粒圖案的系統(tǒng)20。通過檢測測試畫面22的膠片顆粒圖案， 系統(tǒng)20可以確定該測試畫面I，是從由設(shè)備或者在多個(gè)i殳備用戶的情形下由 該設(shè)備的特定用戶接收的比較圖像12中復(fù)制的。系統(tǒng)20包括比較器24,用 于將測試畫面22與比較圖像12進(jìn)行比較并根據(jù)這些畫面之間的差異產(chǎn)生差 異數(shù)據(jù)G，25。該差異數(shù)據(jù)G，是膠片顆粒圖案的估計(jì)。標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)庫30包含 標(biāo)識(shí)符U的列表，可以將標(biāo)記符U中的任何一個(gè)嵌入測試畫面1，22。每個(gè)數(shù) 據(jù)庫入口對應(yīng)于諸如圖1的設(shè)備18的所給定的接收設(shè)備的標(biāo)識(shí)符，或者對應(yīng) 于在多個(gè)設(shè)備用戶的情形下與用戶相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識(shí)符。由膠片顆粒圖案產(chǎn)生器 16對這些標(biāo)識(shí)符中的每個(gè)標(biāo)識(shí)符進(jìn)行處理以產(chǎn)生對應(yīng)的膠片顆粒圖案。比較 器28計(jì)算在差異數(shù)據(jù)G， 25與由膠片顆粒圖案產(chǎn)生器16產(chǎn)生的每個(gè)膠片顆 粒圖案之間的相似性(例如，相關(guān))。
如以上關(guān)于圖l所討論的，設(shè)備標(biāo)識(shí)符Ui、或者在多個(gè)設(shè)備用戶的情形 下用戶標(biāo)識(shí)符Ui用來為膠片顆粒圖案建立初始的種子。在所提取的膠片顆粒 圖案G，與和與特定設(shè)備標(biāo)識(shí)符或用戶標(biāo)識(shí)符相關(guān)聯(lián)的膠片顆粒圖案GM之間 的高度相似性指示該測試畫面I， 22源自于相關(guān)聯(lián)的接收設(shè)備或者該設(shè)備的特 定用戶。以這種方式，系統(tǒng)20可以確定該測試畫面的來源( origin )， 即復(fù)制 該測試畫面22的特定設(shè)備Ui或者該設(shè)備Ui的用戶。
在一些情形下，通過圖1的膠片顆粒圖案產(chǎn)生器16采用的膠片顆粒仿真 技術(shù)可以利用有限數(shù)量的種子、典型地是256個(gè)種子來減小計(jì)算的復(fù)雜性， 從而產(chǎn)生有限數(shù)量的膠片顆粒圖案。為此目的，圖1的膠片顆粒圖案產(chǎn)生器16可以利用查找表格(未示出)來從所有可得到的圖案的集合中選擇膠片顆
粒圖案。
圖3描繪了根據(jù)本原理的第二優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)100的框圖，用于將膠 片顆粒圖案嵌入到被解碼的畫面中以便該圖案表示在解碼時(shí)在接收設(shè)備18 處可得到的信息。系統(tǒng)IOO利用與圖1的系統(tǒng)許多相同的元件，并且因此同 樣的參考標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)同樣的元件。
圖3的系統(tǒng)100與圖1的系統(tǒng)10不同在于通過利用圖3中的編碼設(shè)備 21以將在解碼器23上可得到的信息編碼為碼元(symbol)的序列。編碼設(shè)備 21可以使用糾錯(cuò)編碼(ECC)和/或抗共謀(Anti-Collusion)編碼(ACC )方 案通過進(jìn)一步編碼該碼元序列來增強(qiáng)可恢復(fù)性(recoverability )。這個(gè)被編碼 的碼元流經(jīng)過逐碼元(symbol-by-symbol)地嵌入到被編碼的畫面。由于在逐 塊的基礎(chǔ)上將膠片顆粒圖案加到各畫面中，每個(gè)膠片顆粒塊可以用于表示一 個(gè)碼元。對于高清晰度(HD)分辨率畫面(1920 x 1080像素)，假設(shè)膠片顆 粒塊尺寸是16乘16像素，從而每個(gè)幀將具有8100個(gè)碼元的容量。然而，為 了高可靠性，應(yīng)當(dāng)將每個(gè)碼元嵌入多于一個(gè)塊。例如，對于某種類型的塊， 因?yàn)樵搲K的平均值(mean)太小，膠片顆粒圖案將全部為零。因此，塊的組 或甚至整個(gè)幀可以用來嵌入至少一個(gè)碼元。為增加可靠性，幀的組可以嵌入 至少一個(gè)碼元。在這種情形下，如果一些幀被丟棄(drop) 了，仍然可以發(fā)
生被隱藏碼元的恢復(fù)。
基本上，有效負(fù)載(payload)碼元為某個(gè)塊控制膠片顆粒噪聲(noise) 圖案。表示有效負(fù)載碼元的膠片顆粒圖案的產(chǎn)生可以以幾種方式中的一種方 式而發(fā)生，下面描述每種方式。
不同的不相關(guān)的圖案
用于產(chǎn)生表示有效負(fù)載碼元的膠片顆粒圖案的一種方法是利用不同的不 相關(guān)的膠片顆粒圖案。為此目的，所有可得到的隨機(jī)圖案經(jīng)過分為M個(gè)組， 其中有效負(fù)載碼元是尺寸為M的符號(hào)表(alphabet)的成員。隨后每個(gè)組與 該符號(hào)表中的M個(gè)碼元中的一個(gè)碼元相關(guān)。為了嵌入碼元，通過膠片顆粒選 擇器26從對應(yīng)的集合中選擇任何膠片顆粒圖案。作為例子，考慮取值為0或 1的二進(jìn)制碼元的情形。在該情形下，所有可得到的膠片顆粒圖案經(jīng)過分為 表示為組'0，和組'1，的兩個(gè)組，其中這些組分別具有iV。和iV,個(gè)不同的圖案。當(dāng)圖案的自相關(guān)是l時(shí)，在從每個(gè)組中選擇的任何兩個(gè)圖案之間的相關(guān)
應(yīng)當(dāng)保持非常小
G,0*G) 0， G,0*G,o=l， G)*G)=1， V/e[l,W0] V;e[l,iV,] 為了嵌入比特'O，，從組'0，中發(fā)生圖案選擇。為了嵌入比特'l，，從組'1， 中發(fā)生膠片顆粒噪聲圖案選擇。依下面發(fā)生所選擇的膠片顆粒圖案與塊的混 合-.
i，=i+g。嵌入比特'o， 或
I，=I+G'嵌入比特'1，
其中I是來自比較圖像12的塊，I，是被標(biāo)記的畫面20中對應(yīng)的塊，G。表示來 自組'0，的塊圖案而G'表示來自組'1，的塊圖案。
圖4描繪了根據(jù)本原理的第二優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)200的框圖，用于檢測 由圖3的系統(tǒng)IOO所嵌入的測試畫面I，的膠片顆粒圖案和恢復(fù)由系統(tǒng)100嵌 厶的信息。圖4的系統(tǒng)200利用與.圖2的系統(tǒng)20許多同樣的元件，同樣的參 考標(biāo)號(hào)描述同樣的元件。如對于圖1的系統(tǒng)20,系統(tǒng)200包括比較器24,其 將測試畫面22與比較圖像12進(jìn)行比較以產(chǎn)生差異數(shù)據(jù)25。該提取的差異數(shù) 據(jù)25以與圖l的混合塊14中發(fā)生的同樣的方式經(jīng)過劃分為塊。比較器28用 來使所提取的膠片顆粒圖案與來自被標(biāo)注(label)的數(shù)據(jù)庫30的顆粒圖案相 關(guān)。在該數(shù)據(jù)庫中，用與每個(gè)圖案所屬的組對應(yīng)的碼元來標(biāo)注該圖案。在用 于描述圖3的例子中，每個(gè)圖案或者與碼元'0，或者與碼元'1，相關(guān)聯(lián)。 通過比較器28所做的相似性測量將確定最有可能被嵌入測試畫面的每個(gè)塊 中的圖案并且將輸出對應(yīng)的碼元。解碼設(shè)備32執(zhí)行解碼以獲得被嵌入的信息 23，。該被嵌入的信息23'是圖3中由系統(tǒng)100嵌入的信息23的恢復(fù)。
同樣的圖案不同的記號(hào)(sign)
當(dāng)碼元是二進(jìn)制時(shí)用于有效負(fù)載碼元插入(嵌入)的另一方法利用同樣 的圖案，但取決于所嵌入比特的二進(jìn)制值以代數(shù)的方式發(fā)生圖案加法。最初， 將被嵌入的信息編碼為比特序列。再一次，編碼設(shè)備可以利用ECC和/或ACC 編碼技術(shù)以改善所嵌入信息的可恢復(fù)性。該嵌入在逐比特(bit-by- bit)基礎(chǔ) 上發(fā)生。然而，圖案選擇將與當(dāng)前比特的值無關(guān)。將發(fā)生將同樣的圖案混合 到塊，而與要被嵌入的比特是比特'0，還是比特'1，無關(guān)。為嵌入比特'1，， 該混合將是加法，反之，為嵌入比特'0，，該混合將是減法。在下面顯示代數(shù)圖案混合的數(shù)學(xué)表示
i，=i-g4 嵌入比特'o， 或 i，=i+g4 嵌入比特'r
其中i是來自比較圖像的塊，r是被標(biāo)記的畫面中對應(yīng)的塊，而《表示任何可 得到的塊圖案。
圖5描繪了根據(jù)本原理的第三優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)iooo的框圖，用于將膠 片顆粒圖案嵌入被解碼的畫面。圖5的系統(tǒng)IOOO使用上述的"同樣的圖案不 同的記號(hào)"的技術(shù)將至少一個(gè)圖案嵌入以便表示在解碼時(shí)在接收設(shè)備18處可 得到的信息。圖5的系統(tǒng)IOOO采用與圖3的系統(tǒng)IOO的許多相同的元件，并 且因此同樣的參考標(biāo)號(hào)描述同樣的元件。然而，與圖3的系統(tǒng)IOO相比較， 圖5的系統(tǒng)IOOO的不同在于以下幾個(gè)方面。首先，圖5的膠片顆粒圖案選擇 器27與編碼設(shè)備21無關(guān)地操作，而圖3的膠片顆粒圖案選擇器26用來嵌入 由編碼設(shè)備產(chǎn)生的被編碼的碼元。其次，圖5的系統(tǒng)1000利用混合塊14，， 該混合塊14，基于如上所述的編碼設(shè)備21的輸出比特而操作來從膠片顆粒 圖案選擇器27中加上或減去該圖案。相反，圖1和圖3的混合塊14只是用 來加上膠片顆粒圖案。
圖5的系統(tǒng)1000的操作緊密地遵循現(xiàn)有的膠片顆粒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在圖^f象內(nèi) 容包括電影的情形下，對于所有用戶預(yù)先發(fā)生關(guān)于哪一個(gè)膠片顆粒圖案經(jīng)過 加到特定電影標(biāo)題(title)的判斷，以確認(rèn)每個(gè)觀眾將具有相同的體驗(yàn)。在電 影上映(release)之前，具有"極好的(golden)"眼光的專家將觀看加入膠 片顆粒的電影。如果這樣的專家發(fā)現(xiàn)一些不滿意的偽像(artifact),則膠片顆 粒參數(shù)經(jīng)過調(diào)整以為后來的評(píng)估創(chuàng)建不同的膠片顆粒圖案。由圖5的系統(tǒng) 1000執(zhí)行的膠片顆粒圖案的加法或減法產(chǎn)生與將膠片顆粒加到原始電影標(biāo)題 相同的視覺效果。
圖6描繪了根據(jù)本原理的第三優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)2000,用于使用前述的 圖案加法/圖案減法模型來恢復(fù)所嵌入的信息。如對于圖2和圖4的檢測系統(tǒng) 20和200，圖6的檢測系統(tǒng)2000采用比較器24，其將測試畫面22與比較圖 像12進(jìn)行比較以產(chǎn)生差異數(shù)據(jù)25。膠片顆粒圖案選擇器27選擇在嵌入處理 期間所選擇的同樣的圖案。然后通過比較器28將該膠片顆粒圖案與差異數(shù)據(jù) 25進(jìn)行比較。比較器28確定差異數(shù)據(jù)是與膠片顆粒圖案更好地匹配還是與 膠片顆粒圖案的反量(inverse)更好地匹配，并且分別輸出1或0，前者暗示在嵌入期間在比較圖像上加上該膠片顆粒圖案，后者暗示在比較圖像上減去
該膠片顆粒圖案。圖6的解碼設(shè)備32可以解碼該值以產(chǎn)生所嵌入的信息23，。 注意到由圖3的系統(tǒng)IOO所采用的"不同的不相關(guān)圖案"方法與由圖5 的系統(tǒng)1000所采用的"同樣的圖案不同的記號(hào)"方法不是相互排斥的。這兩 種方法可以進(jìn)行組合。如果比較圖像不可用，測試畫面可以經(jīng)過濾波以產(chǎn)生 去噪聲(de-noised)的畫面。然后，該去噪聲的畫面可以用作比較圖像12以 供圖2、圖4、圖6的膠片顆粒檢測系統(tǒng)使用。
圖7描繪了示出協(xié)議中的順序步驟的時(shí)序圖，該協(xié)議與從服務(wù)器36下載 內(nèi)容到諸如圖1 、圖3和圖5的接收設(shè)備18的內(nèi)容接收設(shè)備(例如，客戶端) 相關(guān)聯(lián)。該下載處理開始于在服務(wù)器36處接收到接收設(shè)備18的下載內(nèi)容的 請求(步驟50)。作為響應(yīng)，服務(wù)器36將要求來自接收設(shè)備的認(rèn)證
(authentication)(步驟52 ),觸發(fā)該接收設(shè)備以登錄服務(wù)器(步驟54 )。假設(shè) 登錄成功，服務(wù)器36以點(diǎn)對點(diǎn)種子/多播鏈路信息和客戶端帳戶信息來對于 接收設(shè)備的接收進(jìn)行響應(yīng)(步驟56)。其后，開始下載(步驟58)。在播放
(playout)期間，以上面討_淪的關(guān)于圖1、圖3和圖5的方式發(fā)生唯一的一個(gè) 或多個(gè)膠片顆粒圖案的嵌入。 ， 分別在圖1、圖3和圖5的數(shù)據(jù)嵌入系統(tǒng)10、 100、 1000中，以及分別 在圖2、圖4和圖6的被嵌入信息恢復(fù)系統(tǒng)20、 200、 2000中，使用比較圖 像12。該比較圖像是在已經(jīng)移除膠片顆粒之后的原始圖像內(nèi)容的版本。合成
(synthetic )的膠片顆粒的典型使用是在壓縮之前從原始內(nèi)容中移除天然膠片
(natural film )并且建模。所解碼的內(nèi)容將不具有膠片顆粒。這就是比較圖像 12。
圖8描繪了根據(jù)本原理的第 一 實(shí)施例的系統(tǒng)3 0的示意性框圖，用于產(chǎn)生 由在此描述的系統(tǒng)所使用的比較圖像內(nèi)容。膠片顆粒移除器102用于處理原 始圖像內(nèi)容101以產(chǎn)生比較圖像12。膠片顆粒移除器所應(yīng)用的技術(shù)的一個(gè)例
子是噪聲減少濾波。
圖9描述了根據(jù)本原理的第二實(shí)施例的系統(tǒng)4 0的示意性框圖，用于產(chǎn)生 由在此描述的系統(tǒng)所使用的比較圖像內(nèi)容。圖9的系統(tǒng)40利用與圖8的系統(tǒng) 30的許多相同的元件，并且相同的參考標(biāo)號(hào)描述相同的元件。如對于圖8的 系統(tǒng)30，系統(tǒng)40包括膠片顆粒移除器102,用于從原始圖像內(nèi)容101中移除 膠片顆粒。其后跟隨壓縮器103和解壓縮器104,它們使用分發(fā)渠道中所采用的相同的壓縮技術(shù)和壓縮參數(shù)。實(shí)際上，膠片顆粒移除器102和壓縮器103 的組合典型地是用于為分發(fā)而準(zhǔn)備圖像內(nèi)容的系統(tǒng)的部分。應(yīng)用到被壓縮的 流的解壓縮器104將產(chǎn)生比較圖像12。與由系統(tǒng)30產(chǎn)生的比較圖像相比， 由此系統(tǒng)40創(chuàng)建的比較圖像12更好，由于其包括了將呈現(xiàn)在測試圖像中的 壓縮偽像。
前面描述了 一種技術(shù)，該技術(shù)用于將膠片顆粒的至少一個(gè)特定圖案與圖 像內(nèi)容進(jìn)行混合以提供唯一地標(biāo)記這樣的內(nèi)容的機(jī)制。
權(quán)利要求
1. 一種用于在圖像內(nèi)容中隱藏?cái)?shù)據(jù)的方法，包括步驟根據(jù)用于接收圖像內(nèi)容的特定設(shè)備產(chǎn)生至少一個(gè)膠片顆粒圖案；以及將該至少一個(gè)膠片顆粒圖案與該圖像內(nèi)容進(jìn)行混合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中所述產(chǎn)生步驟還包括步驟根據(jù)與特定 圖像內(nèi)容接收設(shè)備相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識(shí)符產(chǎn)生至少 一個(gè)膠片顆粒圖案。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述標(biāo)識(shí)符包括內(nèi)容接收設(shè)備的序列號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，還包括步驟根據(jù)偽隨機(jī)數(shù)種子產(chǎn)生膠片顆 粒，該偽隨機(jī)數(shù)種子是根據(jù)與特定圖像內(nèi)容接收設(shè)備相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識(shí)符建立的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)圖像內(nèi)容接收設(shè)備的用戶。
6. —種用于將信息嵌入到圖像內(nèi)容中的方法，包括步驟 將該信息編碼為碼元流； 為每個(gè)碼元選擇至少一個(gè)膠片顆粒圖案；以及 將所選擇的至少 一個(gè)膠片顆粒圖案與圖像內(nèi)容進(jìn)行混合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述編碼步驟還包括對信息流進(jìn)行糾錯(cuò) 編碼的步驟。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述編碼步驟還包括對信息流進(jìn)行抗共 謀編碼的步驟。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述選擇膠片顆粒圖案的步驟依賴于所 編碼的碼元，并且其中所述混合步驟包括加上所選擇的膠片顆粒圖案的步驟。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述選擇膠片顆粒圖案的步驟依賴于 所編碼的碼元，并且其中所述混合步驟包括減去所選擇的膠片顆粒圖案的步驟。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述選擇步驟還包括步驟將膠片顆 粒圖案的集合劃分為多個(gè)組；并且從與對應(yīng)的碼元值相關(guān)聯(lián)的組中選擇圖案； 并且其中所述混合步驟包括加上或者減去所選擇的圖案。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述產(chǎn)生步驟還包括步驟根據(jù)與特定內(nèi)容接收設(shè)備相關(guān)聯(lián)的至少 一個(gè)膠片參數(shù)產(chǎn)生至少 一個(gè)膠片 顆粒圖案。
13. —種跟蹤所拷貝的圖像內(nèi)容到原始圖像的客戶端的方法，包括步驟 將所拷貝的圖像內(nèi)容與原始圖像內(nèi)容進(jìn)行比較以產(chǎn)生差異數(shù)據(jù)； 使該差異數(shù)據(jù)與該原始圖像內(nèi)容中的膠片顆粒圖案相關(guān)；以及當(dāng)該差異數(shù)據(jù)與識(shí)別符之間的相關(guān)超過規(guī)定的閾值時(shí)將所拷貝的圖像內(nèi) 容與該原始圖像內(nèi)容進(jìn)行匹配。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述標(biāo)識(shí)符與特定的內(nèi)容接收設(shè)備相 關(guān)聯(lián)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述標(biāo)識(shí)符包括內(nèi)容接收設(shè)備的序列
16. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中所述標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)原始接收該圖像內(nèi)容 的接收設(shè)備的用戶。
17. 用于在圖像內(nèi)容中隱藏翁:據(jù)的裝置方法，包括一種膠片顆粒圖案產(chǎn)生器，用于根據(jù)特定的內(nèi)容接收設(shè)備產(chǎn)生用于混合 到圖像內(nèi)容中的至少一個(gè)膠片顆粒圖案。
18. —種方法，包括步驟從圖像內(nèi)容中移除被混合到其中的膠片顆粒圖案，其中該膠片顆粒圖案 是根據(jù)用于接收該圖像內(nèi)容的特定設(shè)備產(chǎn)生的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，還包括步驟 在膠片顆粒圖案移除之后壓縮所述圖像內(nèi)容；以及 在壓縮之后解壓縮該圖像內(nèi)容。
全文摘要
將在解碼器處可得到的信息解碼之后嵌入到圖像內(nèi)容中，這是通過首先由至少一個(gè)膠片顆粒圖案來表示該信息、然后將該至少一個(gè)膠片顆粒圖案與被解碼的圖像內(nèi)容進(jìn)行混合而進(jìn)行的。這樣的圖像內(nèi)容典型地是以電影的形式并且要被嵌入的信息的例子包括在許多其他可能的數(shù)據(jù)中間的特定解碼設(shè)備的識(shí)別、解碼設(shè)備的用戶、解碼的時(shí)間和日期、設(shè)備的型號(hào)、在設(shè)備上運(yùn)行的軟件的版本、設(shè)備或到該設(shè)備的連接的狀態(tài)、設(shè)備寄存器的內(nèi)容、或者設(shè)備內(nèi)的存儲(chǔ)器位置。當(dāng)發(fā)現(xiàn)了未經(jīng)授權(quán)的圖像內(nèi)容的拷貝，所拷貝的圖像內(nèi)容經(jīng)過與被解碼的圖像內(nèi)容的比較以產(chǎn)生差異數(shù)據(jù)。其后，該差異數(shù)據(jù)經(jīng)過與膠片顆粒圖案的數(shù)據(jù)庫的比較以恢復(fù)所嵌入的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04N1/32GK101449572SQ200780018083
公開日2009年6月3日 申請日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者杰弗里·A·布盧姆, 瓊·拉克, 軍 田, 翟杰夫, 鄒德坤 申請人:湯姆森特許公司