隱藏和恢復視頻流中的數據的方法
【專利摘要】通過首先識別視頻流中易于受到以視覺不可察方式改變的部分(2021、2023、2025、2026、2027和20211)，來開始對視頻流(200)加標記以施加唯一標識符。因此，以隨機變化的間隔在隨機間隔處向所識別部分施加視覺不可察改變的組合，以便對視頻流加標記。所述流中的每個改變與特定比特序列相關聯，使得不同改變的組合獲得能夠特定地識別所述流的比特序列串。
【專利說明】隱藏和恢復視頻流中的數據的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于使用標識符對視頻流加鑒證標記的方法，以便能夠識別未授權內容復制的源。
【背景技術】
[0002]能夠以例如電影、電視節目和游戲的形式顯示視頻信息的電子設備的倍增喚起對視頻內容的更多需求。低成本視頻記錄設備的出現和避免反復制保護技術的能力導致未授權復制和發行這種視頻內容。為了試圖降低未授權復制的發生，內容創造者現在在視頻內容中放置鑒證標記(forensic mark)，有時被稱為水印，以便識別。通過追蹤鑒證標記，內容創造者可以隔離未授權復制品的源。
[0003]鑒證標記可以采用多種形式。例如，內容創造者可以向每份或每批復制品施加唯一序列號。備選地，內容創造者可以應用字母數字字符或圖形符號的唯一組合。標記的性質將依賴于多個因素，包括但不限于，內容本身的性質。
[0004]用于對鑒證視頻內容加鑒證標記的當前技術遭受若干困難。在圖像本身中放置鑒證標記引起如下缺點:鑒證標記變得易于發現，并且例如通過對該標記進行編輯或應用實體動畫(pixilation)而變得易于避免。改變視頻格式以產生鑒證標記引起如下缺點:將視頻內容從一種格式轉換為另一格式可以損壞該標記。
[0005]因此，需要克服上述缺點用于對鑒證視頻內容加鑒證標記的技術。
【發明內容】
[0006]一種用于使用標識符來對視頻流加標記的方法，開始于首先識別視頻流中易于受到以視覺不可察方式而改變的部分。在此之后，以隨機間隔將視覺不可察改變的組合施加到所識別的部分，以便對視頻流加標記，從而允許隨后的識別。在該流中的每個改變與特定比特序列相關聯，使得不同改變的組合獲得能夠特定地識別該流的一串比特序列。
[0007]雖然復制和/或將視頻流轉換為不同文件格式，但是通過施加視覺不可察改變(例如，少量的拉伸和裁剪)的組合來標記視頻流允許可恢復的標記的施加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1示出了根據本發明原理優選實施例的用于使用可恢復標識符來標記視頻流的系統的示意框圖；
[0009]圖2示出由圖1的系統加標記的視頻流的一部分；
[0010]圖3示出了圖2的視頻流，示出針對不可察改變而選擇的位置；
[0011]圖4示出了圖3的視頻流的部分，指示將在何處發生視覺不可察改變并且發生多長時間；
[0012]圖5示出了圖4的視頻流的部分，指示在每個所識別區域中發生視覺不可察改變的類型；[0013]圖6圖形示出了向圖5的改變后的視頻流部分指派唯一標識符；
[0014]圖7示出了用于加標記的視頻流的幀；
[0015]圖8示出了在第一裁剪操作之后圖7的幀；
[0016]圖9不出了圖7的裁到后巾貞的顯不；
[0017]圖10示出了在第二裁剪操作之后圖7的幀；
[0018]圖11示出了圖10的裁剪后幀的顯示；
[0019]圖12不出了相互交置地圖9和11的裁到后巾貞的顯不；
[0020]圖13圖形示出了對所標記的視頻流解碼，以便獲得與該流有關的標識符；
【具體實施方式】
[0021]圖1示出了根據本原理優選實施例的用于標記視頻流的多個部分以識別該流的系統10的示意框圖。如以下文中所述，系統10通過應用視覺不可察改變裁剪的組合(例如，裁剪和拉伸)來施加標識符，并且隨時間改變出現這種視覺不可察覺改變的位置。對視頻流做出的改變保持足夠小，以便 在視覺上人眼注意不到。然而，雖然視覺不可察，但是與原始流相比，上述改變以足以實現檢測的方式改變該流。因此，將改變后的視頻流與原始流進行比較實現了標識符恢復，因此允許識別視頻流的未授權復制品的源。
[0022]系統10包括通常由處理器14、鍵盤16和監視器18構成的計算機12。處理器14執行軟件，如所述，檢查從DVD播放器20、數據庫22或其他視頻源(未示出)接收的輸入數據流，以便確定在何處并如何施加不可察改變(例如，裁剪和拉伸)的組合，從而唯一地識別視頻流。在識別到如何及在何處施加視覺不可察改變的組合之后，由處理器14執行的軟件應用視覺不可察改變的組合來獲得加標記的視頻流24，即，用唯一標識符標記的流。此夕卜，計算機系統12具有以下能力:將以上述方式加標記的視頻流與原始流進行比較，以便獲取唯一標識符。
[0023]由于視頻流的特定部分不包括改變的良好候選，所以檢查視頻流在用唯一標識符來標記視頻流中起到重要作用。例如，改變(例如，通過裁剪或拉伸)包括具有固定參考點的場景的視頻流部分，將在顯示時變得明顯，因此這種改變不是所期望的視覺不可察的。類似地，具有可預測運動的場景也是用于改變的不良候選。然而，具有晃動或其它類型運動的場景是用于改變(例如，通過拉伸或裁剪)的良好候選，這是由于這種組合改變對人眼而言看起來是視覺不可察的。
[0024]如先前所述，通過首先檢查視頻流以便確定哪個場景可以易于受到以視覺不可察方式的改變，開始根據本發明原理的對視頻流加標記以施加唯一標識符的方法。圖2示出了視頻流200的示例性部分，所述視頻流200包括視頻內容的一部分。如在圖2中所示，視頻流200具有多個場景，識別作為場景201202本領域技術人員將認識到，圖2的視頻流200可以具有更多或更少數目的場景。如先前所述，由于即使再小的改變，例如，通過拉伸和裁剪而做出的改變，將變得相當明顯，所以不是在視頻流(例如，視頻流部分200)中的所有場景都表示用于改變的良好候選。具有固定參考點的場景和具有可預測運動的場景構成用于改變的不良候選。另一方面，具有不可預測運動(例如，晃動)的場景，表示用于改變的良好候選。
[0025]參考圖3，識別為用于改變的良好候選的場景用陰影表示，以時間度量。因此，對于圖3的視頻流200而言，場景201、2013、2015,2016,201,及201n表示用于進行視覺不可察
改變的良好候選。
[0026]為了增強本發明原理的視頻流加標記技術的安全性，改變應在在所選場景的隨機位置處并以隨機間隔發生。圖4示出了圖3的視頻流200，其中用實心條示出在所選場景202、202、202、202、2027及202n中的改變的位置和持續時間。
[0027]施加到所選場景的改變的類型將取決于多個因素，包括視頻流的比特率，進行顯示的場景部分，以及在場景內運動的類型和強度。關于施加到場景的改變的類型的盤的可以用作針對其后施加的所有識別數據的模板(template)，所述識別數據由圖5中所述的視頻場景指示，其中在所選場景之下示出符號指示施加的改變類型。在所述實施例中，在圖5中的符號與裁剪區域的預期運動相對應。例如，與幀2011相關聯的箭頭表示針對每個邏輯比特I裁剪區域從幀的底部移動到幀的頂部。在幀2013的第一部分之下和幀2017及幀201n之下的角度向下的箭頭表示裁剪幀從左上角移動到右下角的線性運動。在幀2015中彼此相對的兩個箭頭表示針對每個邏輯比特I裁剪區域在整個幀上拉伸，并且從整個幀收縮，使得高效地放大或縮小視頻內容。識別作為隨機噪聲的一些區域令盜版者幾乎無法識別哪個場景包含數據，哪個場景不包含。
[0028]如先前所述，內容創造者可以選擇向存儲視頻內容的有形介質(例如，DVD或藍光盤)每份復制品指派單獨標識符，例如，數字序列號。由關于圖5描述的符號中對應的一個符號所表示的每種類型的改變，具有指派的數字字符，通常是二進制比特的組合。在將原始視頻內容復制到有形介質上的處理期間，唯一標識符連同圖5中示出的不同可能改變的模板一起經歷計算機系統12的處理，如圖6中所示。計算機系統12改變視頻內容(例如，視頻流200)的至少一部分內的所選場景，以便用唯一標識符標記該視頻內容。應注意，序列號比特不必按順序存在，并且可以(應該)在整個視頻流期間重復多次。如果未授權的視頻是由拼接在一起的多個視頻源構成，則這提供指示符。
[0029]為了理解對視頻流做出視覺不可察改變(例如，裁剪)以用唯一標識符標記流的處理，參考圖7，圖7示出了原始視頻的幀700，其中幀700示出為電影幀。為了最小化改變(例如，裁剪)的影響，幀700應具有大于應用于圖像捕獲的幀的尺寸。此外，如有可能分辨率應超過1920X1080。
[0030]參考圖8,對巾貞700進行裁到，由裁到區域800表不，以便使用給定的視頻格式進行分發。裁剪區域可以是幾乎與原始源(具有非常小的移動)同樣大，或與所支持分辨率同樣小。如果裁剪區域表示具有大于所支持分辨率的尺寸的區域，則壓縮裁剪區域以便適合所支持的分辨率。裁剪區域必須具有與所支持分辨率相同的長寬比。只要結果經歷到所支持分辨率的壓縮，裁剪區域就可以在內容期間改變大小。丟棄在幀700中在裁剪區域800外的區域。
[0031]圖9示出了典型的16 X 9格式顯示設備900。當在裁剪區域800中出現的圖像在顯示設備900上進行顯示時，裁剪區域800中的圖像占據整個屏幕。假定顯示在顯示設備900上的視頻內容源自未授權的復制品，在未授權的復制品和原件之間可能不存在差別(除了在格式轉 換中的任何質量損失)。因此，裁剪圖像的簡單動作將不會輕易地獲得用于識別復制品的源的機制。
[0032]如之前所述，本發明原理的加標記技術有利地以隨機方式變化視頻流200中做出的改變的位置和持續時間。圖10示出幀700的第二裁剪，以便產生與裁剪后區域800偏離的第二裁剪區域1000。裁剪區域800和100之間的偏移較小，在圖10中進行了放大。在裁剪區域之間的過渡(即，出于標記目的在視頻流中做出的改變)與特定比特序列相關聯，使得不同改變(例如，拉伸和裁剪)的組合將獲得比特序列的唯一串，作為序列號。假定在具有運動的場景之間有充足的時間，在裁剪區域之間的過渡看起來平滑。為了避免圖片在屏幕上的移位，當在幀中存在足夠的運動時，應發生通過裁剪來改變場景，使得裁剪對于人眼而言是視覺不可察的。圖11示出了觀察者觀察到的裁剪區域100的屏幕顯示。
[0033]圖12示出了裁剪區域的重疊，因此揭示了運動的類型和方向，以便在視頻流中表示針對這個改變的關聯邏輯比特。如在圖12中所示，裁剪區域1000逆時針移動，這使得圖像向相反的方向運動。運動的類型和方向可以根據場景而不同。將未知視頻與原始視頻在固定位置重疊使其容易確定視頻的運動。
[0034]實際上，當在分發之前發生向視頻流施加的改變時，本發明原理的加標記方法最有效。然而，如上所述，假定廣泛認可該技術，通過做出視覺不可察改變來對視頻流加標記可以發生在視頻內容的分發之后。在分發之后向視頻流施加改變需要具有唯一 ID的視頻內容，而不是媒體。此外需要發生圖5的模板的廣播。在視頻內容的分發之后向視頻流施加改變可能呈現(render)更易受到攻擊的內容，而不是提供能夠實時廣播的更劃算的解決方案。
[0035]現在參考圖13，計算機系統12也可以用于承擔將視頻內容的未授權復制品與內容的原始復制品進行比較，以便恢復唯一標識符來有助于識別未授權復制品的源，所述視頻內容具有以所述形式標記的視頻流202。為了識別序列號，計算機系統12應當將在視頻內容中做出的改變關聯到與每個可能的不同改變相關聯的比特序列。
[0036]以上描述了 一種用于使用唯一標識符來標記視頻內容的技術。
【權利要求】
1.一種用于使用標識符來對視頻流加標記的方法，包括如下步驟: 識別視頻流內易于受到以視覺不可察方式的改變的部分；以及 在隨機位置處以隨機間隔將視覺不可察改變的組合施加到所識別部分，其中所述流中的每個改變與特定比特序列相關聯，使得改變的組合獲得能夠特定地識別所述流的比特序列串。
2.根據權利要求1所述的方法，其中改變的組合中的至少一個包括拉伸所述流的所識別部分。
3.根據權利要求1所述的方法，其中改變的組合中的至少另一個包括裁剪所述流的所識別部分。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述識別步驟包括:識別視頻流中具有不可預測運動的部分的步驟。
5.根據權利要求1所述的方法，其中對流加標記發生在分發之前。
6.一種從視頻流中恢復標識符的方法，所述視頻流是通過以隨機間隔向識別部分施加視覺不可察改變的組合來加標記的；其中所述流中的每個改變與特定比特序列相關聯，所述方法包括如下步驟: 比較加標記的流和流的原始版本，以確定加標記的流中做出的改變的組合；以及 關聯所確定的改變的組合，以識別與每個改變相關聯的比特序列，并從而恢復與加標記的流相關聯的標識符。
7.一種用于使用標識符來標記視頻流的設備，包括: 用于識別視頻流內易于受到以視覺不可察方式改變的部分的裝置；以及 用于在隨機位置處以隨機間隔將視覺不可察改變的組合施加到所識別部分的裝置，其中所述流中的每個改變與特定比特序列相關聯，使得改變的組合獲得能夠特定地識別所述流的比特序列串。
8.根據權利要求7所述的設備，其中改變的組合中的至少一個包括拉伸所述流的所識別部分。
9.根據權利要求7所述的設備，其中改變的組合中的至少另一個包括裁剪所述流的所識別部分。
10.根據權利要求7所述的設備，其中所述識別裝置識別視頻流中具有不可預測運動的部分。
11.根據權利要求7所述的設備，其中所述設備在分發之前對所述流加標記。
12.—種針對用于從視頻流中恢復標識符的方法的設備，所述視頻流是通過以隨機間隔向所識別部分施加視覺不可察改變的組合來加標記的，所述設備包括: 用于比較加標記的流和流的原始版本以確定加標記的流中做出的改變的組合的裝置；以及 用于關聯所確定的改變的組合以識別與每個改變相關聯的比特序列并且從而恢復與加標記的流相關聯的標識符的裝置。
【文檔編號】H04N21/8358GK103444201SQ201180069596
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2011年3月25日 優先權日:2011年3月25日
【發明者】埃文·M·福特 申請人:湯姆遜許可公司