專利名稱：信息信號的水印處理的制作方法
技術領域：
本發明涉及信息信號的一種水印處理和水印的檢測。
背景技術：
水印是嵌入象多媒體資料之類(例如有聲靜止圖像、動畫或電視畫面)的信息信號中、感官上看不到的情報。水即可用來鑒定信息的版權所有權，使版板所有人可以通過檢驗其資料的復制品是否有自己的水印來探測所述復制品是否非法復制的。
水印是通過修正信號的數據樣本(例如聲頻信號的聲頻樣本，圖像的像素，變換編碼信號的變換系數等)而使人覺察不出由此產生的原信號的影響嵌入信息信號中的。現有技術的水印處理方法有多種多樣。舉例說，按二進制水印圖樣的相應二進制碼稍微增加或減少原圖像的像素。
為檢測信息信號中是否嵌有水印，通常是對信號進行統計分析。統計分析的結果得出以下稱之為“判斷變量”的參數，這個參數表示水印在信號中出現到什么程度。舉例說，若圖像信號是通過按水印圖樣增加或減少其像素進行水印處理的，則判斷變量可以是信號與所加的水印基準復制品之間的相互關系量。若圖像是通過修正所選取的像素進行水印處理的，則對所述諸像素的預測是根據瞬間毗鄰或在空間毗鄰的各像素計算出來的。這時判斷變量可以是與其預測相當不同的像素的數目。
水印檢測器產生表示“有水印”或“無水印”的二進制輸出信號。這是通過將判斷變量與預定的閾值相比較進行的。若判斷變量的值超過閾值，則認為信號中有水印。
發明目的和簡介本發明的目的是提供一種檢測信號中是否有多位水印值存在的方法和有關的設備。本發明還有一個目的，即提供一種往視頻信號的圖像中提供這種多位水印值的方法和有關設備。
上述目的是通過一種檢測信號中多位水印的方法達到的，所述多位水印的各二進制碼用相應的水印子圖樣表示，所述方法包括下列步驟確定各水印子圖樣表示所述子圖樣在信號中存在的程度的相關值；組合所述相關值，以檢測無論水印的多位值有多大信號中是否有水印出現；將所述相關值和所加多位值的相應二進制碼相比較，從而得出表明所檢測的水印擁有所述所加的多位值的程度。
本發明是基于想往信號中嵌入多位水印的愿望提出的。這是通過以相應的水印子圖樣表示水印的各二進制碼達到的。檢測水印直截了當的方法是用一般的水印檢測器通過檢測是否有相應的子圖樣出現檢測水印的各專用二進制碼的。然而，如上面說過的那樣，水印檢測是可能會導致錯誤判斷的統計分析過程。各個別檢測的可靠性不大，這是因為其信號強度僅為整個水印中能量的n分之一(n為二進制碼數)的緣故。
本發明者同人認識到，無論水印在最大可靠性情況下的多位值有多大，檢測有無水印出現并比較中間結果(即個別子圖樣在信號中出現的程度)與待檢驗的多位值之間的(漢明)間距總是有好處的。這時多位檢測的可靠性可與整個總強度水印檢測的可靠性媲美。
本發明還提供一種通過往所述圖像中加入水印圖樣將多位水印嵌入視頻圖像的方法，該方法包括下列步驟將視頻圖像和所述這水印圖樣分成多個像組，水印圖樣的各像組構成子圖樣；并給相應的像組加或不加子圖樣來表示多位值的各二進制碼。
附圖簡介
圖1是現有技術由一個水印嵌入器和一個水印檢測器組成的系統的示意圖。
圖2是舉例說明圖1所示的系統工作過程的水印圖樣。
圖3是本發明由一個水印嵌入器和檢測器組成的系統示意圖。
圖4是舉例說明圖3中所示系統的工作過程的水印圖樣。
最佳實施例說明現在就一個水印檢測系統來說明本發明，所述水印檢測系統中表示水印在信號中出現的程度的判斷變量為分析中的信號與待檢測水印的基準復制品之間的相關量。但此說明不意味著本發明局限于這個實施例。
圖1示出了現有技術由一個水印嵌入器1和一個水印檢測器2組成的水印檢測系統。水印嵌入器1接收原信息信號p和水印信號w。這里假設信息信號p為亮度像素值p(i)為8位的數字化圖像。假設水印w為各值w(i)=1或w(i)=-1的特定二進制圖樣。圖2示出了這種水印圖樣的一個例子，其中白點和黑點分別表示w(i)值=-1,w(i)值=1。水印嵌入器1有一個加法級(10)將水印值w(i)加到輸入圖像空間中相應的像素p(i)。應該指出的是，這并不影響圖像的視覺外觀，因而這個嵌入的水印，感官上是看不到的。
信息信號q在傳送或存儲(圖中未示出)之后加到水印檢測器2上。水印檢測器2有一個相乘級21和一個求和電路22，兩者共同構成相關電路。相乘級21接收信息信號q和水印w的基準復制品，要檢測的是信號q中是否有這個復制品。所收到信號的像素值q(i)和基準水印的相應值w(i)各自相乘之后加起來，得出表示輸入信號q與水印w之間的相關值的判斷變量，以數學式子表示為y=Σi=1Iw(i)×q(i)]]>其中Ⅰ為像素的總數。
相關值y加到比較器23，與閾值ythr比較。比較器23在y＞ythr產生輸出D=1(表示有水印)，在y＜ythr時產生輸出D=0(表示沒有水印)。為避免檢測器頻頻作出錯誤的判斷，選取水印圖樣w或閾值ythr時要小心。
圖3示出了本發明由一個水印嵌入器1和一個水印檢測器2組成的系統。圖中各電路元件的編號采用與圖1中所示各元件的相應編號。在此實例中，假設所加的水印w，其值為16位。因此，輸入圖像由分組裝置11分成16個像組(n=16)。多位值w1,…,wn控制著是否給圖像加子圖樣。這方面在圖4中舉例說明，其中空白矩形表示相應的圖像組沒有經過水印處理。為補償水印因沒有對所有圖像組進行水印處理引起的“能量”減小，對其它各像組加強水印處理，例如如上面說過的那樣，通過使各像素的數目增加/減少2而不是1進行。
現在，水印檢測器2有n個部分累加器22.1,22.2,…,22.n，每水印w的各位一個。各部分累加器的輸出在最終加法級24中混合，得出判斷變量y加到比較器23上。各部分累加器的各輸出表示各相關值y1,…,yn，經過歸一化之后，其值在0(不相關)與1(最大相關值)之間。后面的評價電路25計算各相關值與待檢驗多位值相應值的差值，并計算出這些差值各平方值之和M=Σn{w(n)-y(n)}2]]>這樣，評價電路計算的內容如下。舉例說，待檢驗的水印值為1001的四位值，且相應的相關值分別為y1=0.8,y2=0.3,y3=0.1和y4=0.6，則評價電路計算M=(0.2)2+(0.3)2+(0.1)2+(0.4)2，計算結果表示所檢測出的水印與給定的多位值的相似程度。
綜上所述，這里公開了檢測信號(例如視頻圖像)中多位水印的一種方法及其有關電路。多位值的二進制碼以信號中嵌入的水印子圖樣表示。檢測并不是象一般作法那樣檢測是否有各專用子圖樣出現(例如檢測各專用二進制碼)，而是包括下列步驟無論水印的多位值多少，檢測信號中有否完整水印出現(24,23)，并檢測子圖樣的出現與待檢測的多位值相關到什么程度(25)，從而提高了水印檢測的可靠性。
權利要求
1．一種檢測信號中多位水印的方法，所述多位水印的各二進制碼(w(n))以相應水印的子圖樣表示，所述方法的特征在于，它包括下列步驟確定各水印子圖樣表示所述子圖樣在信號中出現的相關程度的相關值(21,22)；混合所述諸相關值(24,23)，以檢測水印無論其多位值多少是否都出現在信號中；和將所述相關值(y(n))與所加多位值的相應二進制碼(w(n))相比較(25)，得出表明所檢測的水印擁有所述所加的多位值達到什么程度的指示(M)。
2．如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述比較步驟包括計算出各相關值與所加多位值的相應二進制碼之間的各差值的平方和。
3．如權利要求1所述的方法，其特征在于，信號為通過給所述圖像加上水印圖樣水印處理過的視頻圖像，且視頻圖像和水印圖樣分成多個像組，水印圖樣的多個像組構成所述子圖樣，多位值的各位以相應圖像組是否加過子圖樣表示。
4．一種供檢測信號中多位水印的電路，所述多位水印的二進制碼(w(n))以相應的水印子圖樣表示，所述電路包括確定裝置(21,22)，供確定各水印子圖樣表示其在信號中出現的程度的相關值(y(n))；混合裝置(24,23)，供混合所述諸相關值以檢測水印無論其多位值多少是否出現在信號中(D)；和比較裝置(25)，供將所述各相關值(y(n))與所加多位值的相應二進制碼(w(n))相比較，從而得出表明所檢測出的水印擁有所述所加的多位值達到什么程度的指示。
5．一種通過將水印圖樣加到視頻圖像中往所述圖像中嵌入多位水印的方法，其特征在于，它包括下列步驟將視頻圖像和所述水印圖樣劃分成多個像組，由水印圖樣的多個像組構成子圖樣(11,12)；和通過給相應的圖像組加或不加子圖樣表示多位值的各二進制碼(w1,…,wn)(10)；
6．一種通過給視頻圖像(p)加水印圖樣(w)往所述圖像中嵌入多位水印的電路，其特征在于，它包括劃分裝置，將視頻圖像和所述水印圖像劃分成多個像組(11,12)，水印圖樣的各像組構成子圖樣；和加入裝置(10)，供根據多位值的相應二進制碼(w1,…,wn)給相應的圖像組加上或不加上子圖樣。
全文摘要
介紹了一種檢測信號(例如視頻圖像)中多位水印的方法和電路。多位值的二進制碼以嵌入信號中的水印子圖樣表示。檢測不是以一般的方式檢測是否出現各專用子圖樣(即檢測各專用二進制碼),而是包括下列各步驟:無論水印的多位值有多少檢測信號中是否有完整的水印(24,23),并檢測子圖樣與待檢驗多位值相關出現到什么程度(25),從而提高了水印檢測的可靠性。
文檔編號H04N1/00GK1237305SQ98801261
公開日1999年12月1日 申請日期1998年8月17日 優先權日1997年9月2日
發明者J·P·M·G·林納茨 申請人:皇家菲利浦電子有限公司