专利名称：保护数字视频作品版权的方法
技术领域：
本发明有关于一种保护数字视频作品版权的方法，尤其涉及一种该视频作品的两个色度矩阵中加设有密码，令其仅能被使用于与其搭配的播放器，并于该播放器上输入正确的播放密码，才能播放该视频作品的完整资料。
背景技术：
随着数字技术和互联网的蓬勃发展，各种形式的多媒体数字作品(例如图像、视频、音乐...等)，纷纷以网络形式发表，令人们可很容易从网络获得信息，或下载程序，因此版权的保护已成为一刻不容缓的需要解决的问题。
目前在网络上发布的数字视频作品，能够很容易被侵权的一个主要原因，是这些作品可以很容易被复制、下载，并且能够被通用的播放器播放出来，因此如果将这些作品设定为只能被特定的播放器，才能播放出来，则可以有效防止盗版。但是，如果这些作品又不能被一般的播放器播放出来，则可能因此丧失宣传的效果。
此外，由于数字作品很容易被修改，因此有心盗版者很容易更改这些作品的内容，将包含于正版作品中的版权信息，加以删除，导致对盗版的取证，变成非常困难。是以，必须另想出一种方法，令正版作品中的版权信息一旦被破坏时，就会丧失其播放效果，或者使盗版者很难查觉作品中的版权信息，令其难以消除其中的版权信息，从而可保留盗版的有力证据。
发明内容
发明人有鉴于前述网络上发布的数字视频作品，能够很容易被侵权、无法保留盗版的有力证据等缺点，乃依其从事电子装置的制造经验，和程序设计的技术累积，针对上述缺点悉心研究各种解决的方法，在经过不断的研究、实验与改良后，终于开发设计出本发明的一种保护数字视频作品版权的方法，以能摒除先前技艺的诸多缺点。
本发明的一目的在于视频作品在互联网上发布时，必须于与其搭配的播放器中播放，并于该播放器上输入正确的密码，才能播放该视频作品的完整视觉效果，否则利用其他的播放器播放，仅能获得部分的灰度视觉效果，让使用者必须向该视频作品的经销商，购买特定的播放器及密码，才能播放完整的资料，以防止盗版，同时并令未购买该特定播放器、密码者，亦可观看该视频作品的灰度视觉部分，以达到宣传的效果。
本发明的另一目的在于该视频作品的图像亮度矩阵中，安装具有密码的数字浮水印图像(或文字)，该浮水印图像(或文字)的内容为有关该视频作品的版权信息，令该浮水印图像(或文字)加入该视频作品中时，无法以肉眼分辨该浮水印图像(或文字)，使盗版者难以消除其中的版权信息，从而可保留盗版的有力证据。
为便于对本发明的目的、形状、构造装置特征及其功效，做更进一步的认识与了解，兹举实施例配合附图，详细说明如下
图1是本发明设定密码的方块示意图。
图2是本发明解除密码的方块示意图。
具体实施例方式
本发明有关一种保护数字视频作品版权的方法」，是使用数字加设密码技术和数字浮水印技术来防止MPEG-2格式的数字视频作品被非法使用的方法，该方法为预先于该视频作品的两个色度矩阵中加设密码，令该视频作品在互联网上发布时，可供与其搭配的播放器中播放，让使用者只要于该播放器上输入正确的密码，即可播放该视频作品的完整视觉效果，否则利用其他的播放器播放，仅能获得部分的灰度视觉效果，如此，令使用者必须向该视频作品的经销商，购买特定的播放器及密码，才能播放完整的资料，以防止盗版，同时，未购买该特定播放器、密码者，亦可观看该视频作品的灰度视觉部分，以达到宣传的效果。
在本发明中，该视频作品的图像亮度矩阵中，另安装具有密码的数字浮水印图像(或文字)，该浮水印图像(或文字)的内容为有关该视频作品的版权信息，令该浮水印图像(或文字)加入该视频作品中时，无法以肉眼分辨该浮水印图像(或文字)，使盗版者难以消除其中的版权信息，从而可保留盗版的有力证据。
在本发明中，该视频作品中另安装有显性的版权信息，以作为该视频作品的版权第一重保护。
在本发明中，请参阅图1所示，该视频作品的加设密码方法，是在MPEG-2的用户资料栏中加入特定的版权数据12，将该版权数据12与一密码11以密码产生算法13进行运算，而获得一有效密码14，另再将一另一密码15、一浮水印数据16及一原始图像17以浮水印嵌入算法18进行运算，而获得一浮水印图像19，最后再将该有效密码14与该浮水印图像19以图像加设密码算法110进行运算，以获得最终图像111，即可将该最终图像111压缩成MPEG-2格式的数字视频作品。此外，该另一密码15为该视频作品作者的机密，无需向使用者公开，仅在提取浮水印过程中使用。
在本发明中，请参阅图2所示，该视频作品的解除密码方法，是将原始的版权数据12与使用者输入的密码11，以密码产生算法13进行运算，而获得一解除最终图像111所需的有效密码14，再利用该有效密码14以图像解除密码算法2l解除最终图像111，以获得浮水印图像19。如此，播放器即可播放该视频作品的完整资料，若欲再进一步提取该视频作品的版权信息，以确认该视频作品的版权，可将该视频作品的作者所输入的另一密码15、浮水印数据16及原始图像17，以浮水印提取算法22进行运算，而获得该视频作品的版权信息。
在本发明中，加设密码过程首先面对的是一系列的原始图像，对其中每一帧的加设密码过程是相同的。加入数字浮水印的方法很多，加设密码者可以自行设计。
下面介绍一种向图像中加入数字浮水印的方法。首先提取出图像的亮度分量矩阵，数字浮水印仅加入亮度分量中。这里以加入浮水印“Copyright2002Long”为例(浮水印长度记为1)，来介绍如何构造浮水印首先将每个字元所对应的ASCII码各位取出，并依次排为一{0，1}序列，为了提高演算法鲁棒性，需将该序列编码为{-1，1}序列，并重复该序列m次，以得到总长度为81m的序列{ωi}；然后对图像取DCT变换，再找出DCT系数中最大的前81m个di，接着再将浮水印通过线性运算d~i=di(1+αωi)]]>加入DCT系数中，其中，浮水印强度由α控制；最后进行IDCT即可得到添加浮水印的图像。人的肉眼不能区别它和原始图像之间的差别。得到一系列的浮水印图像之后就可以开始对这些图像进行资料加设密码。
以上过程没有提到另一密码的加入，要加入另一密码，可以先利用另一密码将浮水印字串进行数字加设密码(该过程从略)，然后再进行浮水印的构造过程。
另，为了得到有效密码，需要将一密码和在视频资料流程产生时加入的作品版权数据资料进行特殊的加设密码运算产生第三步所需的有效密码。这一加设密码运算可以有很多种，加设密码者可以自行设计。
下面的例子介绍一种非常简单的加设密码运算。我们假定最终的有效密码是一个8位元的二进位数字unsigned char secretch＝0；假定视频流中的版权资料为字串为char*copyrightstr＝“Sequece+GroupOfPictures+Picture”；假定密码字串为char*passwordstr＝“asdfghjk”；最终有效密码的获得可以对以上两个字串进行如下简单运算获得for(i＝0；i＜strlen(copyrightstr)；i++)secretch+＝copyrightstr[i]；for(i＝0；i＜strlen(passwordstr)；i++)secretch+＝passwordstr[i]；由第二步得到有效密码之后，利用这一密码和第一步得到的浮水印图像中的两个色度矩阵进行图像加密运算，就可以获得最终图像。在这一运算过程中，图像的灰度矩阵不发生变化。本步骤的加设密码方法也可以有很多种，加设密码者也可以自行设计。设计时需要注意的是，图像被加设密码之后其资料量尽可能不要增大，其中资料的相关性尽可能不要减小，避免使后面的压缩结果体积变大。
下面根据第二步中的例子，介绍一种非常简单的加设密码方法。假定图像的两个色度矩阵分别表示如下char Cb[m][n]＝{...}；char Cr[m][n]＝{...}；加设密码的演算法是for(i＝0；i＜m；i++)for(j＝0；j＜n；j++)Cb[i][j]^＝secretch；for(i＝0；i＜m；i++)for(j＝0；j＜n；j++)Cr[i][j]^＝secretch；加设密码过程的最后一步就是将第三步得到的图像序列按照MPEG-2的标准进行压缩，并在MPEG-2视频格式的用户域中加入第二步使用的版权资料。我们知道MPEG-2的视频格式如下<pre listing-type="program-listing">video_sequence(){ next_start_code() sequence_header() if(nextbits()＝＝extension_start_code){sequence_extension()do{ extension_and_user_data(0) do{if(nextbits()＝＝group_start_code){ group_of_Pictures_header()extension_and_user_data(1) } picture_header() picture_coding_extension() extension and user data(2) picture_data() }while((nextbits()＝＝picture_start_code)|| (nextb it s()＝＝group_start_code)) if(nextbits()！＝sequence_end_code){ sequence_header() sequence_extension()} }while(nextbits()！＝sequence_end_code) }else{/*ISO/IEC 11172-2*/ }}</pre>其中的扩展和用户资料extension_and_user_data(i)定义如下<pre listing-type="program-listing">extension_and_user_data(i){ while((nestbits()＝＝extension_start_code)||<!-- SIPO <DP n="5"> --><dp n="d5"/>(nestbits()＝＝user_data_start_code)){ if(i ！＝1) if(nextbits()＝＝extension_start_code)extension_data(i)if(nextbits()＝＝user_data_start_code) user_data() }}</pre>其中的user_data()定义如下<pre listing-type="program-listing">user_data(){ user_data_start_code while(nextbits()！＝‘0000 0000 0000 0000 0000 0001’){ user_data } next_start_code()}</pre>我们可以在其中的user_data中加入数字视频作品的版权信息。因为每一个picture_data()之前肯定有extension_and_user_data(0)和extension_and_user_data(2)，而可能没有extension_and_user_data(1)，所以我们可以将版权资料加入extension_and_user_data(0)和extension_and_user_data(2)中，略过extension_and_user_data(1)。
在本发明中，解除密码过程的三个步骤也有三个核心演算法，下面分别详细阐述。
第一、有效密码的产生有效密码的产生过程，与加设密码中的叙述完全相同，此处不再重复。
第二、浮水印图像产生当获得有效密码之后，执行与加设密码浮水印图像相反的过程，就可以得到用于播放的具备良好视觉效果的浮水印图像。
第三、浮水印资料的提取根据数字浮水印加入方法的不同，提取数字浮水印的方法也不相同。
下面介绍与加设密码中的加入数字浮水印的方法，及相对应的数字浮水印提取方法，首先取出浮水印图像和原始图像的亮度分量矩阵，分别对它们作DCT变换，找出DCT系数中最大的前8lm个 和di，然后对这些系数作与5.1.1中相反的线性运算ωi=(d~i/di-1)/α]]>即可得到一系列{ωi}，设定一域值M，如果ωi大于M，则认为提出的为1，否则就认为提出的位-1。以浮水印“Copyright2002Long”中的字元“C”的第8位C8为例，如果提出的1的个数大于-1的个数，则认为C8＝1，否则认为C8＝0。用同样的方法还可以提出字母C的第7、第6、...第1位，将得到的各位信息结合起来就得到了整个字元，最后将所有提出的字元结合起来就是所提出的浮水印。
上面的叙述同样没有包括浮水印密码(另一密码)如何在浮水印的提取过程中发挥作用，其作用与加设密码中叙述的相同。此处从略。
以上所述，仅为本发明最佳具体实施例，本发明的构造特征并不局限于此，任何熟悉本技术领域者，在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在以下本案的专利范围内。
权利要求
1.一种保护数字视频作品版权的方法，预先于该视频作品的两个色度矩阵中加设密码，令该视频作品在互联网上发布时，可供与其搭配的播放器中播放，让使用者只要于该播放器上输入正确的密码，即可播放该视频作品的完整视觉效果，否则利用其他的播放器播放，仅能获得部分的灰度视觉效果。
2.如权利要求1所述折保护数字视频作品版权的方法，其特征在于，该视频作品的图像亮度矩阵中，另安装具有密码的数字浮水印图像或文字，该浮水印图像或文字的内容为有关该视频作品的版权信息，令该浮水印图像或文字加入该视频作品中时，无法以肉眼分辨该浮水印图像或文字，使盗版者难以消除其中的版权信息，从而可保留盗版的有力证据。
3.如权利要求1所述的保护数字视频作品版权的方法，其特征在于，该视频作品中另安装有显性的版权信息，以作为该视频作品的版权第一重保护。
全文摘要
本发明提供一种保护数字视频作品版权的方法，是预先在该视频作品的两个色度矩阵中加设密码，令该视频作品在互联网上发布时，可供与其搭配的播放器中播放，令使用者只要在该播放器上输入正确的密码，即可播放该视频作品的完整视觉效果，否则利用其他的播放器播放，仅能获得部分的灰度视觉效果，如此，令使用者必须向该视频作品的经销商，购买特定的播放器及密码，才能播放完整的资料，以防止盗版，同时，未购买该特定播放器、密码者，亦可观看该视频作品的灰度视觉部分，以实现宣传的效果。
文档编号H04N7/167GK1505400SQ02150829
公开日2004年6月16日 申请日期2002年11月29日 优先权日2002年11月29日
发明者涂剑锋, 何代水, 蔡世光, 刘永康 申请人:英华达(上海)电子有限公司