远程有信水印检测系统的制作方法

专利名称：远程有信水印检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及远程有信(informed)水印检测系统，特别地，本发 明涉及其中响应于服务器计算系统处的请求发送用在有信检测器处的 边信息的远程有信水印检测系统。本发明还涉及用于远程有信水印检 测的方法，此外，本发明涉及用于实施该方法的软件。
背景技术：
数字水印已经证明是对数字形式的受版权保护的材料例如在计算 机网络上经由电子内容分发(ECD)应用或经由手到手的公开分发的非 法分发的有效威慑。
一系列位置中将水印添加到原始数据信号的代码转换(transcode)水 印嵌入阶段来实施的。随后，在版权识别过程中水印检测器可以从施 有水印的数据信号中提取水印。
盲检测器仅基于印有水印的数据信号提取水印。有信检测器是可 以访问原始数据信号或从原始数据信号中得到的 一 些信息( 一般称为 边信息)的水印检测器。有信检测器通常使用边信息执行再同步和/或 消除主信号干扰。
借助于集中式(centralized)服务器可以实施网络中的安全有信 检测，因为在该服务器处可以维持大的边信息数据库。为了减少集中 式服务器的负载并且优化水印检测过程，希望在遵循点到点网络模型 的网络的客户端处执行有信检测。另一方面，客户端/点(peer)设备
处于潜在不利的环境中并且不能完全托付边信息的处理。
在公开的美国申请20O4/0234099中已经描述了一种系统，其允许
在客户端处为数字视频信号执行有信水印检测。该系统基于 一 系列选 择的帧的散列值利用边信息，以便通过指示在水印检测中将使用哪些 帧来帮助检测器处的同步。
本发明的发明人已经意识到一种改进的远程有信水印系统是有利 的，并且因此作出了本发明。

发明内容
本发明旨在提供一种改进的系统，其能够实现集中式服务器和客 户端之间的边信息的安全可信任传输，该客户端独立于印有水印的数 据信号的类型而执行有信水印检测。优选地，本发明单独地或以任意 组合减轻、緩和或消除了上述或其他缺陷的一个或多个。
相应地，在第一方面提供了一种远程检测器和一种服务器计算系
统；
其中该远程检测器可操作以 -接收数据信号；
-请求服务器计算系统处的边信息；
-响应于请求边信息，从服务器计算系统接收边信息；
-基于数据信号和接收的边信息，提取与可能存在于数据信号中 的水印相关的信息。
所述水印检测系统是远程有信水印检测系统。对于这样的系统， 水印的检测可以依赖于所考虑的体系结构，例如可以在集中式服务器、 分布式服务器、客户端或站点(pier)处执行检测。远程检测器通常 是运行软件实施方式的计算系统，其可操作以基于数据信号和接收的 边信息确定水印是否存在于数据信号中。远程检测器例如可以是寻找 取证水印的网络蜘蛛。边信息或至少产生边信息的指令位于数据库中， 该数据库可以位于服务器计算系统处。该数据库还可以位于连接到服 务器计算系统的其他计算机系统处。数据信号存在于许多有组织的数 字数据中，所述数字数据暂时或永久地存储在硬盘、磁盘、DVD、 CD-R0M、 USB密钥或任何其他类似的只读或读写存储器元件中，和/或从其访问。 提取与存在于数据信号中的水印相关的信息通常包含第一步骤，在第 一步骤中使用边信息以简化第二步骤的方式改变数据信号，在第二步 骤中获得与水印相关的实际信息。提取与水印相关的信息还包括提取 水印不存在或者存在零比特水印的信息。
由于许多原因本发明尤其但不是排他地有利。 一个重要的优势在 于本发明使得能够在远程检测器中实现有信检测而不需要大的存储资 源。例如，远程检测器可以是分布式环境中的其中一个服务器或者是 点到点设置中的客户端/点机器。然而，由于远程检测器可通信地连接到服务器计算系统，远程检测器可以得益于服务器计算系统的计算能 力，与没有可通信地连接到服务器计算系统的远程检测器相比，这可 以用于改进象水印检测的检测速度和准确性这样的特征。此外，由于 远程检测器不需要是强大的计算系统，因而可以减小远程检测器的成 本。另一方面，远程检测器的计算能力也可以有利地被用于从服务器 计算系统到远程检测器的计算系统的负载分配。
如权利要求2和3中限定的任选特征是有利的，因为服务器计算 系统将提供与从数据信号中得到的描述符相关的特殊边信息。该描迷 符通常是可以识别数据信号的信息；其例如可以是来自数据信号的元 数据或从数据信号中计算的指紋。
如权利要求4中限定的任选特征是有利的，因为其允许基于数据 信号和接收的边信息确定水印是否存在于数据信号中。
如权利要求5中限定的任选特征是有利的，因为水印检测步骤包 括解码在水印中编码的有效负载。
如权利要求6和7中限定的任选特征是有利的，因为通过提供同 步信息作为边信息，允许远程检测器识别其中可以找到水印的数据信 号的位置。水印检测器处数据信号的快速同步减小了水印检测过程的 复杂度，从而提高了其效率。
如权利要求8和9中限定的任选特征是有利的，因为通过分配信 任度给远程检测器，并且通过基于信任度选择边信息，可以根据信任 来选择边信息的内容，使得如杲远程检测器不是受信任的设备，那么 边信息可能不公开足够的信息以重建原始信号。可以通过提供凭证给 服务器来由远程检测器有利地建立信任度。
如权利要求10中限定的任选特征是有利的，因为在一些应用中主 信号干扰可能是一个问题。 一般来说，可以通过从接收的信号中减去 主信号来减小或去除主信号干扰。水印检测(例如基于相关的水印检 测)中边信息的使用可以大大改进性能。
如权利要求ll中限定的任选特征是有利的，因为通过将至少一部 分数据信号包含在边信息中，例如可以有效的方式处理主信号干扰。
如权利要求12至15中限定的任选特征公开了根据在远程检测器 处获得的数据信号的类型的有利实施例。在权利要求8中，数据信号 是图像，边信息允许图像被调整大小到其原始尺寸，导致水印检测器中的筒单性。在权利要求9中，数据信号是音频序列，边信息可以提 供音频序列内可以找到水印的位置，减少了水印检测过程所需要的时 间。在权利要求10中，数据信号是视频序列，边信息允许以简化水印 检测过程的方式调整视频序列内的图像的大小和/或重新排列这些图 像和/或重新采样这些图像。
如权利要求16和17中限定的任选特征公开了有利的可替换实施 例，其中在服务器计算系统处(例如在数据库中)可以直接访问边信 息，或者在请求到达时至少部分地产生边信息。
在第二方面，提供了一种根据本发明第一方面的用于水印检测的 远程检测器，并且在第三方面，提供了一种根据本发明第一方面的用 于水印检测的服务器计算系统。
在本发明的第四方面，提供了一种用于检测数据信号中水印的存 在的方法，该方法包括以下步骤
提供数据信号给远程检测器；
通过远程检测器请求在服务器计算系统处的边信息 响应于请求边信息，在远程检测器处接收来自服务器计算系统的 边信息；
基于数据信号和接收的边信息在远程检测器处提取与可能存在于 数据信号中的水印相关的信息
该方法可以被实施用于控制本发明的第一、第二和/或第三方面的 远程检测器和/或服务器计算系统。
在本发明的第五方面，提供了一种用于实施第四方面的方法的计 算机可读代码。
一般来说，在本发明的范围之内本发明的各个方面可以任何可能 的方式組合和耦合。
本发明的这些以及其他方面、特征和/或优势根据下面描述的实施 例将是清楚明确的，并且将参照这些实施例进行阐述。


现在将参考附图，仅以示例的方式来解释本发明，在附图中
图l是示出一般的远程有信水印检测系统的示意图2是示出根据本发明第一实施例的远程有信水印检测系统的元件和在该过程内交换的信号的详细图示；
图3是示出在远程检测器处执行的根据本发明第二实施例的远程 有信水印检测的方法的步骤的流程國；
图4是示出在服务器计算系统处执行的根据本发明第二实施例的 远程有信水印检测的方法的步骤的流程图5是示出根据本发明第三实施例的远程有信水印检测系统的元 件和交换的信号的示意图，其中描述符是指紋并且在水印检测之前有 信检测器执行再同步。
具体实施例方式
要求有信水印检测器能够访问将在检测过程中使用的边信息。远 程水印检测器通常是不信任(untrusted)的实体并且边信息应当仅被 提供到远程检测器受控的并且安全的信道。
图1示出了远程有信水印检测器系统的典型体系结构的说明性表 示。其包括服务器计算系统110、 一系列客户端120、 130、 140和计算 机网络150，该计算机网络150允许服务器计算系统IIO和客户端120、 130、 140之间的通信，例如因特网。除了其他部件以外，服务器计算 系统包括边信息数据库115。除了其他部件以外，打算执行远程有信水 印检测的客户端120包括远程检测器l"。服务器计算系统和客户端可 以包括其他元件或部件，例如处理器、存储器、用户接口等。
无论何时客户端120想获得数据信号的水印，例如从因特网获得， 客户端的远程检测器125将联系服务器计算系统110,以便获得用在有 信水印检测中的必要边信息。如杲客户端120是受信任的实体，那么 服务器计算系统将发送边信息到客户端，并且远程检测器125将继续 进行水印提取过程。
图2中示出了更详细的图示，包括根据本发明第一实施例的远程 有信水印检测系统的元件和在该过程内交换的信号。其包括服务器计 算系统210、远程检测器220和计算机网络150。远程检测器"0包括 描述符导出器(derive" 224和有信水印检测器226。服务器计算系 统210包括边信息数据库212，其中信息通常由查找表214表示。远程 检测器通常从因特网获得数据信号250并且在描述符导出器224处从 数据信号中导出描述符216。描述符216被发送到服务器计算系统210,服务器计算系统210在查找表214中检查具有描述符216的入口 ，提 取分配给该特定描述符的相应边信息218，并且将该边信息发送回有信 水印检测器"6。有信水印检测器226在水印检测过程中将使用边信息 218以便提取水印240或与水印有关的信息。
在本发明的一个实施例中，不必需要描述符就可从服务器计算系 统获得边信息，在这个实施例中将使用来自远程检测器的特殊请求以 便获得需要的边信息。
在本发明的另 一个实施例中，边信息数据库部分地放置在服务器计 算系统处。边信息数据库可以被实施为将数据放置在多个服务器中的 分布式数据库，允许边信息数据库的负载平衡。在这种情况下，与分 布式数据库的其他服务器成员共享在服务器计算系统处来自远程检测 器的请求，同时安全通信信道的控制仍是分配给服务器计算系统的任 务。
在本发明的另 一 个实施例中，服务器计算系统可以用多个边信息实 体答复对边信息的单个请求。例如，如果数据信号是可以考虑分成多 个部分的电影，并且远程检测器请求第一部分电影的边信息，那么服 务器计算系统可以通过发送几个电影部分或所有电影部分的边信息来
进行答复。
在本发明的另一个实施例中，根据分配给联系服务器计算系统的远 程检测器的信任程度，不同的边信息被分配给唯一的描述符。例如， 完整的数据信号可以是服务器计算系统提供给完全信任的远程检测器 的边信息。另一方面，在认为远程检测器具有高风险并且不受信任的 情况下，边信息可能比较缺乏，例如图片的原始图像大小。
在本发明的另一个实施例中，如果针对水印重复测试了一些数据 信号，那么远程检测器可以对最新的或最多检测的数据信号保存边信 息的小数据库。存储在该数据库中的边信息可能具有时间戳，指示在 时间上对边信息的有限访问，根据期望的时间该特定的远程检测器继 续在相同的受信任类别之内。该实施例将实现服务器计算机系统的减 小的工作负载，而不会危害安全信道。
在本发明的又一个可能的实施例中，响应于由远程检测器提供的 描述符，在服务器计算系统处产生边信息，因为其之前在边信息数据 库处不可用。在图3中呈现了示出在远程检测器220处执行的根据本发明第二 实施例的远程有信水印检测方法的步骤的流程图。在步骤310,远程检 测器220获得数据信号，例如利用寻找取证水印的网络蜘蛛从因特网 接收数据信号。在步骤320,从数据信号中导出描述符并且随后将其发 送330到服务器计算系统210。在步骤340，远程检测器220响应于该 描述符接收来自服务器计算系统的消息并且随后发送确认消息350到 服务器计算系统，指示消息的正确接收。在步骤360，远程检测器检查 该消息是否包含边信息。如果该消息不包含边信息，例如该消息指示 没有在服务器计算系统处找到边信息，那么远程检测器将停止与服务 器计算机系统370的通信。如果该消息包含认出的边信息，那么有信 水印检测单元将基于数据信号和接收到的边信息提取水印380。
图4中呈现了示出在服务器计算系统处执行的根据本发明第二实 施例的远程有信水印检测方法的步骤的流程图。在步骤410，在服务器 计算系统处从远程检测器接收描述符。服务器计算系统使用描述符作 为到边信息数据库212的查找表214的输入，以获得分配给接收的描 述符的边信息。如杲没有在查找表中并且因此在数据库中找到描述符， 那么服务器计算系统将发送470特殊消息给远程检测器，指示没有找 到描述符，并且随后可以停止与远程检测器的通信。如杲在查找表212 中找到描述符，那么从边信息数据库214提取440边信息并且随后将 其发送450给远程检测器。在结束实际描述符的特定处理之前，服务 器计算系统将等待46 0来自远程检测器的确认消息。
服务器计算系统和远程检测器之间的通信可以经由计算机网络内 相同或不同的通信连接而进行，即从远程检测器发送到服务器计算系 统的描述符的路径不同于从服务器计算系统发送到远程检测器的边信 息的路径。
图5中示出了对于本发明特殊实施例的远程有信水印检测系统的 元件和之内交换的信号。在本发明的这个实施例中，所用的描述符是 指紋并且有信检测器在水印检测之前执行再同步。该系统包括服务器 计算系统510、远程检测器520和计算机网络150。远程检测器"0包 括指紋导出器224、再同步器526和水印检测器H8。服务器计算系统 510包括同步信息数据库512，其中信息通常由查找表514表示。远程 检测器通常从因特网获得数据信号并且在指紋导出器524处从数据信号中导出指紋516。指紋例如可以是基于涉及数据信号的特殊可重 复计算的密钥标识符，该数据信号能唯一地识别密钥标识符。指紋516 被发送到服务器计算系统510，服务器计算系统510在查找表514中检 查具有指紋516的入口，提取分配给特殊指紋的相应同步信息518,并 且将同步信息发送回再同步器526。同步信息被用于通过执行再同步步 骤526为水印检测过程528准备数据信号。根据数据信号的实际内容， 同步信息518将具有不同的内容，例如在包含音频序列的数据信号中， 同步信息将包括该音频序列内的特定时间戳，其中再同步过程526将 仅给水印检测器528提供其中期望存在水印540的音频序列的片段， 减小了水印检测过程的复杂度并且改进了其性能。
本发明可以包含硬件、软件、固件或其任意组合的任何合适的形 式来实施。本发明可以被实施为在一个或多个数据处理器和/或数字信 号处理器上运行的计算机软件。本发明实施例的元件和部件可以物理 地、功能地、逻辑地以任何合适的方式实施。实际上，功能性可以在 单个单元、多个单元中或作为其他功能单元的部分来实施。照此，本 发明可以在单个单元中实施，或者可以在物理上和功能上分配在不同 单元和处理器之间。
虽然已经结合优选实施例描述了本发明，但是其并不打算限于此 处所阐迷的特定形式。相反，本发明的范围仅由随附的权利要求书限 定。
在这个部分，为了解释而非限制的目的，阐述了公开实施例的某 些具体细节，以便提供本发明的清楚彻底的理解。然而，本领域技术 人员将容易理解，本发明可以在不完全符合这里所阐述的细节的其他 实施例中实施，而不严重脱离本公开的精神和范围。此外，在这个上 下文中，为了简洁清楚的目的，公知的装置、电路和方法的详细描述 已经被省略，以避免不必要的细节和可能的混淆。
权利要求书中包含了附图标记，然而，包含附图标记仅是为了清 楚的原因，不应当被解释为限制了权利要求的范围。
权利要求
1.一种水印检测系统，包括远程检测器(125)和-服务器计算系统(110)；其中远程检测器可操作以-接收数据信号(250)；-请求服务器计算系统处的边信息；-响应于请求边信息接收来自服务器计算系统的边信息(218)；-基于数据信号和接收的边信息，提取与可能存在于数据信号(240)中的水印相关的信息。
2. 权利要求l的系统，其中对边信息的请求包括以下步骤 -从数据信号中导出描述符(224 );_发送该描述符到服务器计算系统(216)。
3. 权利要求2的系统，其中服务器计算系统(110)可操作以 -从远程检测器接收描迷符；-响应于接收该描述符，获得边信息；以及 -发送该边信息到远程检测器(218)。
4. 权利要求1的系统，其中基于数据信号(250 )和接收的边信 息(218),确定水印是否存在于数据信号中。
5. 权利要求l的系统，其中水印检测步骤包括解码在水印中编码 的有效负载。
6. 权利要求l的系统，其中边信息包括允许水印检测系统中再同 步的同步信息。
7. 权利要求6的系统，其中同步信息包括信号中突出点的位置。
8. 权利要求l的系统，其中信任度被分配给远程检测器，并且其 中基于该信任度选择边信息。
9. 权利要求8的系统，其中通过提供凭证给服务器由远程检测器 建立信任度。
10. 权利要求1的系统，其中边信息包括允许消除水印检测系统 中主信号干扰的信息。
11. 权利要求1的系统，其中边信息包括至少一部分所述数据信
12. 权利要求1的系统，其中数据信号包括图像、视频序列和音频序列的至少其中之一。
13. 权利要求U的系统，其中数据信号是图像并且边信息提供允 许图像被重新调整大小到其原始尺寸的信息。
14. 权利要求12的系统，其中数据信号是包括一系列音频片段的 音频序列并且边信息包括指紋和/或对应于至少其中一个音频片段的 时间戳。
15. 权利要求12的系统，其中数据信号是包括一系列图像的视频 序列，并且边信息提供允许重新调整这些图像的大小和/或重新排列和 /或重新采样这些图像的信息。
16. 权利要求1的系统，其中在接收描述符之前边信息驻留在服 务器计算系统处。
17. 权利要求1的系统，其中响应于接收描述符在服务器计算系 统处产生边信息。
18. —种用于水印检测的远程检测器，其可操作以 -接收数据信号(250 );-请求服务器计算系统处的边信息； -响应于请求该边信息，从服务器计算系统接收边信息； -基于数据信号和接收的边信息，提取与可能存在于数据信号 (240 )中的水印相关的信息。
19. 一种用于水印检测的服务器计算系统，其可操作以-响应于来自远程检测器的请求，获得边信息(218);以及 -发送边信息到远程检测器。
20. —种用于检测数据信号(250 )中的水印存在的方法，包括以 下步骤提供数据信号到远程检测器(310); 由远程检测器请求服务器计算系统处的边信息； 响应于请求边信息，在远程检测器处接收(340 )来自服务器计算 系统的边信息；基于数据信号和接收的边信息，在远程检测器处提取与可能存在 于数据信号(240 )中的水印相关的信息(380 )。
21. 用于实施权利要求20的方法的计算机可读代码。
全文摘要
一种用于安全远程有信水印检测的系统和方法利用边信息。概括来讲，该系统包括远程检测器和服务器计算系统，其中具有分配给数据信号的特殊描述符的边信息的数据库被存储在服务器计算系统处并且其中打算识别数据信号的水印的远程检测器将导出数据信号的描述符并且随后联系受信任的服务器计算系统，以便获得必要的边信息用于有信水印检测。
文档编号G06T1/00GK101288098SQ200680038243
公开日2008年10月15日 申请日期2006年10月6日 优先权日2005年10月13日
发明者A·N·莱马, M·U·塞利克, M·范德维恩 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司