检测数字水印的装置的制作方法

专利名称：检测数字水印的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测数字水印的数字水印检测装置、视频播放器以及 视频复制设备。
背景技术：
已知使用数字水印的方法是一种对抗盗版数字内容的措施。作为数字 水印，诸如版权信息、用户标识信息和复制控制信息的信息被嵌入在诸如 每一个原始视频帧的原始信息中，将原始内容修改到用户不能辨识的程度。 修改原始内容时，将微小的模式化修改添加到每一个原始视频帧的图像中。 通过水印模式获得数字水印值。数字水印值表示用于区分原始内容的信息。然而，当根据MPEG (运动图像专家组)标准压縮包含水印模式的视 频图像并且从而恶化视频图像时，水印模式变得难以检测。作为以高检测精度从恶化的视频图像中检测水印模式的一种技术，提 出了一种方法，用于从恶化程度较低的帧中选择性地提取水印模式，并累 积所提取的水印模式。在JP-A-2004-166018中公开了这种方法的一个例子。在检测数字水印的数字水印检测装置中，优选的是，该装置应该能够 检测以各种数字水印形式嵌入的水印模式。然而，在JP-A-2004-166018所 描述的方法中，不能累积多种水印模式。因此，对于从多个水印模式获得 数字水印值的数字水印类型，该方法不能用于获得数字水印值，并且该方 法不足以提高水印模式的检测精度。对于从单个水印模式获得单个数字水印值但是在全部视频图像中不是 嵌入同一水印模式的数字水印类型，当使用JP-A-2004-166018中描述的方 法时，会出现同样的问题。发明内容根据本发明的第一个方面，提供了一种用于从嵌入有多种类型的水印模式的视频图像中检测数字水印的装置，包括接收单元，其接收视频图 像；提取单元，其从视频图像提取水印模式；存储单元，其存储累积信息 段和累积次数，所述累积信息段是通过对于每种水印模式类型累积所提取 的水印模式而获得的；计算单元，其计算存储单元中存储的累积信息段与 提取单元提取的水印模式之间的相关度；累积单元，其将提取单元提取的 水印模式累积在所述累积信息段中的一个累积信息段中，该累积信息段具 有的相关度大于阈值并且在所计算的多个相关度中最大；选择单元，其选 择存储单元中存储的所述累积信息段中具有最大累积次数的前N个累积信 息段，N是正整数；以及重构单元，其从选择单元选择的累积信息段获得 数字水印值。根据本发明的第二个方面，提供了一种视频播放器，包括如第一个 方面所述的装置；视频存储单元，其存储视频图像；再现单元，其再现视 频存储单元中存储的视频图像；控制单元，其根据重构单元获得的数字水 印值，控制再现单元允许或禁止对视频图像的再现。根据本发明的第三个方面，提供了一种视频复制设备，包括如第一 个方面所述的装置；第一视频存储单元，其存储嵌入有水印模式的视频图 像；第二视频存储单元，其存储第一视频存储单元中存储的视频图像的副 本；复制单元，其将第一视频存储单元中存储的视频图像复制到第二视频 存储单元中；以及控制单元，其根据重构单元获得的数字水印值，控制复 制单元允许或禁止对视频图像的复制。


图1是示出了根据本发明第一实施例的数字水印检测装置的结构的方 框图；图2示出了视频图像帧中嵌入的水印模式序列；图3是示出了根据第一实施例的数字水印检测装置的操作的流程图；图4示出了视频图像帧中嵌入的水印模式序列；图5是示出了根据本发明第二实施例的视频播放器的结构的方框图；图6是示出了根据第二实施例的视频播放器的操作的流程图；图7是示出了根据本发明第三实施例的视频复制设备的结构的方框图;图8是示出了根据第三实施例的视频复制设备的操作的流程图； 图 9是示出了根据本发明第四实施例的执行数字水印检测程序的计算 机的结构的方框图；图10是示出了根据第四实施例的数字水印检测程序的操作的流程图；以及图11是示出了根据第四实施例的数字水印检测程序的例程R的操作的 流程图。
具体实施方式
下文中将描述本发明的实施例。 第一实施例图1是示出了根据本发明第一实施例的数字水印检测装置100的方框图。数字水印检测装置100包括接收单元110，其接收嵌入有用于获得数字水印值的水印模式的视频图像；提取单元120，其从接收单元110接收的 视频图像中提取水印模式；存储单元160，其存储提取单元120提取的每种 类型水印模式的累积信息段和累积次数；相关计算单元130，其计算提取单 元120提取的水印模式和存储单元160中累积的水印模式的累积信息段之 间的相关度；判定单元140，其基于相关计算单元130计算出的相关度，判 定与所提取的水印模式相同类型的水印模式；累积单元150，其在由判定单 元140判定为相同类型的水印模式的累积信息段中累积所提取的水印模式; 选择单元170，其基于存储单元160中存储的累积信息段，选择用于获得数 字水印值的累积信息段；以及重构单元180，其从由选择单元170选择的累 积信息段中获得和输出数字水印值。视频图像包括在再现时顺序显示的稍微不同的视频图像段(帧)。通过 稍微修改称为帧的视频图像段的特定区域(模式)的信息(诸如亮度和 RGB)，将单个水印模式嵌入到单个帧中。水印模式是嵌入在视频图像帧中 的水印图像。在该实施例中，使用在诸如DCT (离散余弦变换)的正交变换之后在 频域中嵌入水印的方法作为嵌入水印模式的方法，将单个水印模式嵌入在单个帧中。这里，基于同伦(其为相位恒定量)生成在视频图像中作为数字水印值嵌入的水印模式，并且从三种类型的水印模式(X、 Y、 Z)获得单个数 字水印值。图2示出了在视频图像帧中嵌入水印模式的序列。在图2所示的例子 中，"水印模式X"、"水印模式Z"、"水印模式Y"按照这样的次序重复嵌 入。换言之，通过重复X、 Z、 Y的次序，嵌入了水印模式"XI"、 "Z1"、 "Y1"、 "X2"、 "Z2"、 "Y2"...。通过三种类型的水印模式"X1"、 "Z1"、 "Y1"获得一个数字水印值"D1"。例如，考虑到由于视频图像的压縮或损失而可能丢失任意一帧，所以 连续地嵌入X、 Y 、 Z中每一个的四个水印模式，诸如"X1、 XI、 XI、 Xl"。存储单元160存储累积信息段，该累积信息段中累积每种类型的提取 的水印模式和累积次数。存储单元160具有用于存储20组累积信息段和累 积次数的区域。图3是示出了根据本发明第一实施例的数字水印检测装置100的操作 的流程图。首先，对存储单元160进行初始化(步骤SIOI)。初始化时，将 存储单元160中存储的累积信息段和累积次数设定为"0"。接下来，接收单元110接收视频图像(步骤S102)。所接收视频图像的各帧中分别嵌入有水印模式。接下来，提取单元120从接收单元110接收的视频图像中提取水印模 式(步骤S103)。接下来，相关计算单元130接收提取单元120提取的水印模式。在这 个步骤中，由于存储单元160中没有存储任何水印模式的累积信息段，所 以没有计算相关度。相关计算单元130向累积单元150发送由提取单元120 提取的水印模式。当从相关计算单元130接收到由提取单元120提取的水印模式时，累 积单元150将该水印模式作为第一种类型的水印模式存储在存储单元160 中。累积单元150将由提取单元120提取的该水印模式作为累积信息存储 在存储单元160中(步骤S104)，将累积次数设定为"l"，并将所设定的累积次数存储在存储单元160中(步骤S105)。然后，接收单元110判定是否继续从视频图像中提取水印模式(步骤 S106)。接收单元UO用来判定是否继续从视频图像中提取水印模式的方法 分为以下三种方法。第一种方法是根据下一帧是否存在于视频图像中来作出判定。当接收 单元110接收的视频图像中的下一帧存在时，接收单元判定继续从视频图 像提取水印模式。当接收单元110接收的视频图像中不存在下一帧时，接 收单元判定不继续从视频图像提取水印模式。第二种方法是根据场景是否发生改变来作出判定。当接收单元110接 收的视频图像中的场景没有改变时，接收单元判定继续从视频图像提取水 印模式。当接收单元110接收的视频图像中的场景改变时，接收单元判定 不继续从视频图像提取水印模式。根据相邻帧之间的亮度差或相邻帧之间 的运动矢量来检测视频图像中的场景改变。第三种方法是根据是否经过了预定时间来作出判定。在接收单元110 中设置一个定时器，来测量一旦获得数字水印值之后的时间。当定时器测 量的值小于预定值时，接收单元判定继续从视频图像提取水印模式。另一 方面，当定时器测量的值不小于预定值时，接收单元判定终止从视频图像 提取水印模式。当接收单元110判定终止从视频图像提取水印模式时，基于存储单元 160中此时存储的累积信息段获得数字水印值。(步骤SU5和S116)。另一方面，当接收单元110判定继续从视频图像提取水印模式时，接 收单元110接收下一个视频图像(帧)(步骤S107)。然后，与步骤S103 相似，提取单元120从接收的视频图像中提取水印模式(步骤S108)。接下来，相关计算单元130计算由提取单元120提取的水印模式和存 储单元160中存储的每种累积信息段类型的累积信息段之间的相关度(步 骤S109)。由于在存储单元160中最多存储20组累积次数和累积信息段， 所以相关计算单元130计算由提取单元120提取的水印模式和存储单元160 中存储的累积信息段之间的20个相关度。相关度是用于表示两个水印模式之间的相关性的指标。例如，当两个 水印模式彼此完全相同时，将相关度设定为最大。判定单元140对由相关计算单元130计算出的多个相关度中的最大相 关度与预定阈值进行比较(步骤S110)。该阈值是相关度的下限，用于判定 由提取单元120提取的水印模式和存储单元160中存储的累积信息段是相 同类型的。当最大相关度大于阈值时，判定单元140判定具有该最大相关度的累 积信息段是累积目标段(步骤S110中为是)。累积单元150将由提取单元 120提取的该水印模式累积在存储单元160中由判定单元140所判定的累积 目标段中(其相关度最大或大于阈值的累积信息段)(步骤Slll)。累积单元150将与判定单元140所判定的累积目标段的累积信息段对 应的累积次数加"1"，并且累积该加后的值(步骤S112)。另一方面，当该最大相关度小于阈值时，判定为由提取单元120提取 的该水印模式的类型与存储单元160中存储的多个累积信息段的任何水印 模式的类型都不匹配(步骤S110中为否)。也就是，判定单元140判定由 提取单元120提取的水印模式是一种新类型的水印模式。相应地，累积单 元150将由提取单元120提取的该水印模式作为新类型的水印模式存储在 存储单元160中。也就是，累积单元150将所提取的水印模式累积在存储 单元160中累积次数为"0"的一组中的累积信息段中(步骤S113)，将累 积次数设定为"1"，并且将所设定的累积次数存储在存储单元160中(步 骤S114)。当存储单元160中不存在累积次数为"0"的组时，累积单元150对这 样一组累积信息段和累积次数进行初始化，其中该组中的累积次数最小并 且该组存储在存储单元160中的时间最长。这里，累积次数最小的累积信 息段被认为是，其被判定为由于噪声等原因导致的与原始水印模式类型不 同的水印模式类型。当接收单元110在步骤S106判定继续从视频图像中提取和累积水印模 式时(步骤S106中为是)，重复执行步骤S107到步骤S114的处理或步骤 S107到步骤S112的处理。另一方面，当接收单元110判定终止从视频图像中提取和累积水印模 式时(步骤S106中为否)，选择单元170从存储单元160中存储的多个累 积信息段中选择用于数字水印值的水印模式(步骤S115)。也就是，由于在这种数字水印形式中通过三种类型的水印模式获得一个数字水印值，所以选择单元170按照从最大累积次数逐渐减小的次序选择三个累积信息段， 作为用于数字水印值的水印模式。例如，在通过单个水印模式获得单个数 字水印值这样一种数字水印形式中，选择单元170可以选择具有最大累积 次数的累积信息段，作为用于数字水印值的水印模式。接下来，重构单元180根据选择单元170选择的水印模式输出数字水 印值(步骤S116)。也就是，重构单元180基于选择单元170选择的用于数 字水印值的三种类型的累积信息段(水印模式Xn、水印模式Yn、水印模 式Zn)，获得和输出一个数字水印值(Dn) (n为正整数)。因此，在根据第一实施例的数字水印检测装置100中，在通过多种类 型的水印模式获得一个数字水印值的数字水印形式中，可以增强数字水印 值的检测精度。在通过一种类型的水印模式获得一个数字水印值的数字水印形式中， 当在视频图像帧中没有嵌入同一类型的水印模式时，例如，当交替地嵌入 不同类型的水印模式时，也可以应用根据第一实施例的数字水印检测装置 100。图4示出了在视频图像帧中嵌入的水印模式序列的另一个例子。在这 个例子中，在视频图像帧中交替地嵌入四种不同类型的水印模式。在图4 中，"水印模式A1"、"水印模式B1"、"水印模式C1"、"水印模式D1"按 照这种顺序交替地嵌入。在图4中，例如，考虑到由于视频图像的压縮或 损失而丢失一帧，所以依次重复地嵌入一组"A1、 Bl、 Cl、 Dl"三次。将参考图3描述当在视频图像中嵌入图4所示的水印模式时数字水印 检测装置100的操作。数字水印检测装置100在步骤S101到S114的操作 与第一实施例相似，因此省略其描述。在步骤S115,由于在四个视频图像帧中嵌入了四种类型的水印模式， 所以选择单元170按照从最大累积次数逐渐减小的次序选择四个累积信息 段，作为水印模式。在步骤S116,重构单元180根据选择单元170选择的水印模式设定数 字水印值。这里，重构单元180基于四种类型的累积信息段(水印模式An、 水印模式Bn、水印模式Cn、水印模式Dn)，设定四个数字水印值(DAn、10DBn、 DCn、 DDn) (n为正整数)。因此，在根据第一实施例的数字水印检测装置100中，在通过一种类 型的水印模式获得一个数字水印值的数字水印形式中，当在视频图像帧中 没有连续地嵌入同一类型的水印模式时，也可以增强数字水印值的检测精 度。在图3所示的步骤S103和S108中，在提取单元120从视频图像提取 水印模式之前，可以进行判定视频图像中是否嵌入有水印模式的步骤。当 判定视频图像中没有嵌入水印模式时，执行图3所示的步骤S102和S107 的处理。另一方面，当判定视频图像中嵌入有水印模式时，执行步骤S03 和S108之后的处理。通过执行上述判定，也就是在执行步骤S103和S108之前判定视频图 像中是否嵌入有水印模式，可以增强数字水印值的检测精度。数字水印检测装置100可以通过例如使用通用计算机作为硬件来实现。 也就是，通过使计算机上安装的处理器执行程序，来具体实现接收单元110、 提取单元120、相关计算单元130、判定单元140、累积单元150、选择单 元170、重构单元180。这里，可以通过在计算机中安装程序、或将程序存 储在诸如CD-ROM的存储介质中或通过网络分发程序以将程序安装在计算 机中，来具体实现数字水印检测装置100。可以使用计算机内置或外置的存 储器、硬盘、诸如CD-R、 CD-RW、 DVD-RAM、 DVD-R的存储介质，来 具体实现存储单元160。第二实施例图5是示出了根据本发明第二实施例在视频播放器200中安装有上述 数字水印检测装置100的构造的方框图。由于数字水印检测装置100的构 造与第一实施例中相似，所以用相似的参考标号表示其组件并且省略其描述。根据第二实施例的视频播放器200包括操作单元210，用户对其执行 视频播放器200的输入操作；视频图像存储单元230，其存储视频图像，该 视频图像中嵌入有用于获得数字水印值的水印模式；再现单元240,其再现 视频图像存储单元230中存储的视频图像；数字水印检测装置100，其检测来自视频图像存储单元230的视频图像的数字水印值；以及控制单元220， 其根据来自数字水印检测装置100的数字水印值控制再现单元240允许或 禁止视频图像的再现。可以使用内置在视频播放器200中的存储器或连接到视频播放器200 的存储器、硬盘、诸如CD-R、 CD-RW、 DVD-RAM、 DVD-R的存储介质 来具体实现视频图像存储单元230。例如，视频图像中嵌入的水印模式的数字水印值表示用户标识信息。图6示出了根据第二实施例的视频播放器200的操作的流程图。首先，借助于操作单元210的操作，指示视频播放器200对视频图像 进行再现(步骤S201)。也就是，根据用户的输入操作，从操作单元210 向控制单元220发送指示进行再现处理的命令。接下来，当从操作单元210接收到指示进行再现处理的命令时，控制 单元220向视频图像存储单元230发送用于读取所存储的视频图像并且将 所读取的视频图像发送到数字水印检测装置100的命令。接收到该命令的 视频图像存储单元230根据该命令，读取所存储的视频图像并且将所读取 的视频图像发送到数字水印检测装置100 (步骤S202)。数字水印检测装置100根据所接收的视频图像中嵌入的水印模式来检 测数字水印值(步骤S203)。数字水印检测装置100从视频图像中检测数字 水印值的方法己在第一实施例中描述，因此省略对其的描述。数字水印检 测装置100向控制单元220发送从视频图像检测到的数字水印值。接下来，控制单元220从数字水印检测装置100接收数字水印值(步 骤S204)。这里，控制单元220基于该数字水印值所表示的信息，判定是否 允许再现视频图像(步骤S205)。也就是，当所检测出的数字水印值是用户 标识信息时，控制单元220判定所检测出的用户标识信息是否与视频播放 器200中预先设定的用户标识信息匹配。当用户标识信息彼此匹配时(步骤S205中为是)，控制单元220向视 频图像存储单元230发送指示对视频图像进行再现的命令。接收到该指示 对视频图像进行再现的命令的视频图像存储单元230向再现单元240发送 所存储的视频图像(步骤S206)。再现单元240对从视频图像存储单元230接收到的视频图像进行再现(步骤S207)。另一方面，当用户标识信息彼此不匹配时，控制单元220 不允许在再现单元240中对视频图像进行再现，并且结束视频播放器200 的操作。数字水印值所表示的信息可以包括表示再现时间的信息和表示视频图 像是否是盗版的信息，并且不局限于特定形式，只要使控制单元220能够 判定是否允许对视频图像进行再现即可。根据具有上述构造的视频播放器200，可以很高的精度检测以各种数字 水印形式所嵌入的数字水印值，并且防止对盗版的视频图像进行再现。第三实施例图7是示出了根据本发明第三实施例在视频复制设备300中安装有上 述数字水印检测装置100的构造的方框图。由于数字水印检测装置100的 构造与第一实施例中相似，所以用相似的参考标号表示其组件并且省略其 描述。根据第三实施例的视频复制设备300包括操作单元310，用户对其执 行视频复制设备300的输入操作；视频图像存储单元330，其存储视频图像， 该视频图像中嵌入有用于获得数字水印值的水印模式；复制单元340，其从 视频图像存储单元330中复制视频图像；复制存储单元350，其存储复制单 元340所复制的视频图像；数字水印检测装置100，其检测视频图像的数字 水印值；以及控制单元320，其根据来自数字水印检测装置100的数字水印 值控制复制单元340允许或禁止对视频图像的复制。可以使用内置在视频复制设备300中的存储器或连接到视频复制设备 300的存储器、硬盘、诸如CD-R、 CD-RW、 DVD-RAM、 DVD-R的存储介 质来具体实现视频图像存储单元330和复制存储单元350。复制存储单元 350和视频图像存储单元330可以是同一存储单元。图8示出了根据第三实施例的视频复制设备300的操作的流程图。首先，借助于操作单元310的操作，指示视频复制设备300对视频图 像进行复制(步骤S301)。这里，根据用户的输入操作，从操作单元310 向控制单元320发送指示进行复制处理的命令。接下来，当从操作单元310接收到指示进行复制处理的命令时，控制单元320向视频图像存储单元330发送用于读取所存储的视频图像并且将 所读取的视频图像发送到数字水印检测装置100的命令。接收到该命令的 视频图像存储单元330根据该命令，读取所存储的视频图像并且将所读取 的视频图像发送到数字水印检测装置100 (步骤S302)。数字水印检测装置100根据所接收的视频图像中嵌入的水印模式来检 测数字水印值(步骤S303)。数字水印检测装置100从视频图像中检测数字 水印值的方法同样省略。数字水印检测装置100向控制单元320发送从视 频图像检测到的数字水印值。接下来，控制单元320从数字水印检测装置100接收数字水印值(步 骤S304)。这里，控制单元320基于该数字水印值所表示的信息，判定是否 允许复制视频图像(步骤S305)。该判定方法可以采用第二实施例中描述的 方法。数字水印值所表示的信息不局限于特定形式，只要使控制单元320 能够判定是否允许对视频图像进行复制即可。当基于数字水印值所表示的信息判定不允许对视频图像进行复制时 (步骤S305中为否)，控制单元320结束视频复制设备300的操作。另一方面，当控制单元320基于数字水印值所表示的信息判定允许对 视频图像进行复制时(步骤S305中为是)，控制单元320向视频图像存储 单元330发送指示对视频图像进行复制的命令。接收到该命令的视频图像 存储单元330读取所存储的视频图像，并向复制单元340发送所读取的视 频图像(步骤S306)。然后，复制单元340将从视频图像存储单元330接收到的视频图像存 储(复制)到复制存储单元350中(步骤S307)。根据具有上述构造的视频复制设备300，可以很高的精度检测以各种数 字水印形式所嵌入的数字水印值，并且防止对盗版的视频图像进行复制。第四实施例将参考图9描述根据本发明第四实施例的执行数字水印检测程序的计 算机400的例子。例如，计算机400包括处理器410、临时存储单元420、主存储单元 430、总线450和输入单元440。处理器410通过总线450和临时存储单元420接收从输入单元440输 入的数据和主存储单元430中存储的数据，并根据数据中包含的命令执行 计算操作。临时存储单元420是用于存储临时或过渡数据的单元。临时存储单元 420设置在处理器410和主存储单元430之间。可以用高速缓冲存储器或局 部存储器具体实现临时存储单元420。将从主存储单元430读取的程序载入 到临时存储单元420中。将程序中使用的常数或变量存储在临时存储单元 420中或处理器410内置的寄存器(未示出)中。主存储单元430存储由处理器410处理的诸如视频图像的数据。例如， 主存储单元430存储从输入单元440读取的操作系统(OS)、应用程序、数 据、以及用于控制外围设备的驱动程序。总线450是用于在计算机400的构成单元之间传送命令或数据的传输 路径。输入单元440是相对于计算机400的外部设备输入和输出数据或软件 的单元，诸如媒体驱动器或网络接口。将包含水印模式的视频图像存储在 主存储单元430和临时存储单元420或输入单元440中。处理器410执行的数字水印检测程序检测主存储单元430和临时存储 单元420中存储的视频图像中所嵌入的数字水印值。数字水印形式、模式 嵌入方法、模式提取方法以及相关度与第一实施例中描述的一样，因此省 略其描述。图10示出了根据第四实施例由计算机400执行的程序的流程图。 首先，将水印模式的累积信息段和累积次数这两个变量作为一组存储 在临时存储单元420中。将水印模式序号"n" (n是大于或等于零的整数) 的累积次数写作"PCn" (PCn是大于或等于零的整数)，并且将累积信息段 写作"Pn"。水印模式序号"n"是用于标识水印模式类型的变量。在临时 存储单元420中存储哑变量"i" (i是大于或等于零的整数)、用于存储最大 相关度的变量"CMAX"、用于存储具有最大相关度的累积信息段的水印模 式序号的变量"max" (max是大于或等于零的整数)、以及用于计算的临时'、处理器410将临时存储单元420中存储的7K印模式序号"n"设定为"1 "，并且将累积信息段"PI"和累积次数"PCI"初始化为"0"(步骤S401)。然后，处理器410从主存储单元430读取视频图像(步骤S402)。用于 获得数字水印值的水印模式嵌入在视频图像中。处理器410从所读取的视频图像中提取水印模式"P"(步骤S403)。处理器410将所提取的水印模式"P"作为累积信息段"P1"进行存储， 并将该水印模式的累积次数"PC1"设定为"1"(步骤S404)。处理器410判定是否继续从视频图像提取水印模式(步骤S405)。判定 是否继续从视频图像提取水印模式的方法与根据第一实施例的图3中的步 骤S106—样，因此省略其描述。这里，当处理器410判定不继续从视频图像提取水印模式时(步骤S405 中为否)，处理器基于临时存储单元420中此时存储的信息(累积次数"PCn" 和累积信息段"Pn")获得数字水印值(步骤S409和S410)。另一方面，当处理器410判定继续从视频图像提取水印模式时(步骤 S405中为是)，处理器410从主存储单元430读取视频图像(步骤S406)。 然后，与步骤S403相似，处理器410从视频图像中嵌入的多个水印模式中 提取水印模式"P"(步骤S407)。处理器410执行图ll所示的例程"R"(步 骤S408)，然后再次执行步骤S405的处理。下面将描述图11所示的例程"R"的流程图。首先，处理器410将哑变量"i"初始化为"0"，并将用于存储最大相 关度的变量"CMAX"初始化为"0"(步骤S501)。处理器410将哑变量"i"与水印模式序号"n"进行比较(步骤S502)。当哑变量"i"小于水印模式序号"n"时，处理器410根据数字水印检 测程序将哑变量"i"增加1 (i=i+l)(步骤S503)。接下来，处理器410计算所提取的水印模式"P"和临时存储单元420 中存储的累积信息段"Pi"之间的相关度"Ci"(步骤S504)。处理器410对步骤S504中计算的相关度"Ci"和临时存储单元420中 存储的变量"CMAX"进行比较(步骤S505)。当相关度"Ci"大于变量 "CMAX"时(步骤S505中为是)，处理器410判定此时该累积信息段"Pi"与水印模式"P"最相似。处理器410将该相关度"Ci"代入变量"CMAX"(步骤S506)。处理器410将所提取的水印模式"P"和累积信息段"Pi"的水印模式序号"i" 代入变量"max"(步骤S506)。然后，处理器再次执行步骤S502的处理。另一方面，当相关度"Ci"不大于变量"CMAX"时(步骤S505中为 否)，处理器410判定累积信息段"Pmax"比累积信息段"Pi"与水印模式 "P"更相似，并且再次执行步骤S502的处理。因此，只要在步骤S502中哑变量"i"小于水印模式序号"n"，就重复 执行步骤S502到S506的处理。也就是，处理器410计算所提取的水印模 式"P"和临时存储单元420中存储的所有累积信息段"Pi" (ld<n)之间 的相关度。因此，在临时存储单元420中存储的累积信息段"Pi" (Id <n)中， 与所提取的水印模式"P"具有最大相关度的累积信息段的水印模式序号被 存储在"max"中，并且该相关度被存储在"CMAX"中。当哑变量"i"不小于水印模式序号"n"时(步骤S502中为否)，处理 器410对最大相关度"CMAX"这个变量和阈值进行比较(步骤S507)。当 最大相关度"CMAX"不大于阈值时(步骤S507中为否)，处理器410判 定该相关度很小，因而所提取的水印模式"P"是与累积信息段"Pmax"不 同的类型。因此，处理器410判定所提取的水印模式"P"是与临时存储单 元420中存储的任何累积信息段不同的新类型的水印模式。为了标识新类型的水印模式，处理器410将水印模式序号"n"增加1 (n=n+l)(步骤S509)。处理器410将所提取的水印模式"P"代入水印模 式序号"n"的累积信息段"Pn"中并且将"1"代入累积次数"PCn"中(步 骤S510)。在步骤S510中，处理器410新取得临时存储单元420的存储区域(用 于Pn和PCn的存储区域)。这里，当在临时存储单元420中没有新取得存 储区域时，处理器410将这样一组累积次数和累积信息段初始化为"0"并 进行步骤S510中的处理，其中，该组中的累积次数最小并且该组在临时存 储单元420中存储的时间最长。另一方面，当在步骤S507中判定最大相关度"CMAX"大于阈值时(步 骤S507中为是)，处理器410判定该相关度足够大并且所提取的水印模式 "P"与累积信息段"Pmax"是同一类型。然后，处理器410将所提取的水印模式"P"累积在累积信息段"Pmax" 中。也就是，处理器410通过将"P"累积在累积信息段"Pmax"的当前值 中来设定新的累积信息段，并且将累积次数"PCmax"加1 (PCmax+l)(步 骤S508)。当步骤S508和步骤S510中的一个结束时，例程"R"(图10中的步骤 S408)结束，再次执行图10中所示的步骤S405的处理。然后，重复执行 步骤S405到S408的处理，直到处理器410在步骤S405中判定不再继续从 视频图像中提取水印模式为止。另一方面，当处理器410在步骤S405中判定不再继续从视频图像中提 取水印模式时，处理器410从多个累积信息段中判定出一个用于获得数字 水印值的水印模式(步骤S409)。也就是，在通过三种类型的水印模式获得 一个数字水印值的数字水印形式中，处理器410按照从最大累积次数逐渐 降低的次序来选择三个累积信息段，作为用于获得数字水印值的水印模式。 例如，在通过一种类型的水印模式获得一个数字水印值的数字水印形式中， 处理器410可以选择具有最大累积次数的累积信息段，作为用于获得数字 水印值的水印模式。接下来，处理器410从所选择的累积信息段获得数字水印值(步骤 S410)。也就是，处理器410基于所选择的三种类型的累积信息段(水印模 式Xn、水印模式Yn、水印模式Zn)获得一个数字水印值(Dn)(其中n 是正整数)。因此，在根据第四实施例的数字水印检测程序中，在通过多种类型的 水印模式获得一个数字水印值的数字水印形式中，可以增强数字水印值的 检测精度。当在通过一种类型的水印模式获得一个数字水印值的数字水印形式中 在多个视频图像帧中没有连续嵌入同一类型的水印模式时，例如，当如第 一实施例的图4所示交替地嵌入不同类型的水印模式时，可以应用根据第 四实施例的数字水印检测程序。
权利要求
1、一种用于从嵌入有多种类型的水印模式的视频图像中检测数字水印的装置，包括接收单元，其接收所述视频图像；提取单元，其从所述视频图像提取所述水印模式；存储单元，其存储累积信息段和累积次数，所述累积信息段是通过对于每种水印模式类型累积所提取的水印模式而获得的；计算单元，其计算所述存储单元中存储的所述累积信息段与所述提取单元提取的所述水印模式之间的相关度；累积单元，其将所述提取单元提取的所述水印模式累积在所述累积信息段中的一个累积信息段中，该累积信息段具有的相关度大于阈值并且在所计算的多个相关度中最大；选择单元，其选择所述存储单元中存储的所述累积信息段中具有最大累积次数的前N个累积信息段，其中N是正整数；以及重构单元，其从所述选择单元选择的累积信息段获得数字水印值。
2、 如权利要求l所述的装置，其中，从N种类型的水印模式获得所述 数字水印值，其中N是正整数。
3、 如权利要求l所述的装置，其中，从多种类型的水印模式中的一种 类型的水印模式获得所述数字水印值，以及其中，各个类型不同的水印模式交替地嵌入在所述视频图像中。
4、 如权利要求l所述的装置，其中，基于相位恒定量构成所述水印模式。
5、 一种视频播放器，包括 如权利要求1所述的装置； 视频存储单元，其存储所述视频图像；再现单元，其再现所述视频存储单元中存储的所述视频图像； 控制单元，其根据所述重构单元获得的所述数字水印值，控制所述再现单元允许或禁止对所述视频图像的再现。
6、 一种视频复制设备，包括 如权利要求1所述的装置；第一视频存储单元，其存储嵌入有所述水印模式的所述视频图像； 第二视频存储单元，其存储所述第一视频存储单元中存储的所述视频 图像的副本；复制单元，其将第一视频存储单元中存储的所述视频图像复制到所述第二视频存储单元中；以及控制单元，其根据所述重构单元获得的所述数字水印值，控制所述复 制单元允许或禁止对所述视频图像的复制。
全文摘要
一种装置，包括接收单元，其接收视频图像；提取单元，其从视频图像提取水印模式；存储单元，其存储累积信息段和累积次数；计算单元，其计算所述累积信息段与所述水印模式之间的相关程度；累积单元，其将所述水印模式累积在所述累积信息段中的一个累积信息段中，该累积信息段具有的相关度大于阈值并且在所计算的多个相关度中最大；选择单元，其选择存储单元中存储的所述累积信息段中具有最大累积次数的前N个累积信息段，N是正整数；以及重构单元，其从选择单元选择的累积信息段获得数字水印值。
文档编号H04N5/913GK101282469SQ20081009180
公开日2008年10月8日 申请日期2008年4月3日 优先权日2007年4月3日
发明者矶谷泰知 申请人:株式会社东芝