对数字视频进行面向对象的加指纹的系统和方法

专利名称：对数字视频进行面向对象的加指纹的系统和方法
技术领域：
本发明总体上涉及影片安全，更具体地，涉及一种用于对数字视 频和电影进行面向对象的加指纹的系统和方法。
背景技术：
对与电影影片的影院展映相关的盗版的关注是众所周知的。 一旦 影片的分发者向展映者分发电影影片的胶片，通常要在一定程度上失 去对作品的控制。例如，在影院中展映影片的常规过程中(无论是模 拟的还是数字的)，影院中的消费者可能在展映期间暗中使用例如手持 摄像机来记录影片。在更复杂的等级上，试图获得影片胶片的非法拷 贝的人可能与展映者的雇员勾结，进入影院投影室，并在相对受控的 环境中经过几个小时之后制作得到影片拷贝。在这种情况下，可以直 接将来自投影设备的音频馈送入摄像机。可以使用三脚架来确保清晰 稳定的画面。由此可以制作相对高质量的违法拷贝。可选地，可以对
影片胶片本身进行扫描来创建视频母片(master)。
现在，这样的违法"盗版"的电影拷贝可以在因特网上或使用硬 拷贝(视频CD或DVD)来分发，这减少了合法影片分发的经济价值。 近年来，随着因特网和可承担起价格的更高质量的记录设备的出现， 这个问题己经变得日益严重。因此，非常需要一种用于跟踪造成这种 破坏的人员链的方法。
一种对抗盗版的方法是对电影内容(例如影片胶片、数字视频文 件等)加水印，这种加水印方法以能够跟踪回到将盗版素材泄露的影 院的方式来进行。这类对每个介质唯一的加水印方法被称为加指纹 (fingerprinting )。
在对数字内容加水印中的大多数自然的方案可能是使用不可见水印。然而，这种技术在水印的存活(survivability)能力方面具有严重 局限。通过摄像机来捕获影片时、将数字文件转换为如VHS之类的模 拟格式(或甚至将数字转换为模拟，再转换回数字格式)时以及对所 捕获的数字文件进行编辑和变形时，这样的水印可能丢失或变形。
存活能力的必要性带来了可见的加水印方案。可见的加水印的最 简单形式是将如"不要拷贝本素材"之类的警告语句或制作室的"标 志"(如华纳兄弟影业的WBTM标志)加入影片中。这类水印具有很小 的效果，这是由于其不能标识影片是从何处泄露的(即没有加指纹应 用)，而且，盗取该影片的人可以将其擦除。
这导致了更不明显的可见水印(如点)，当前正在使用这种水印来 保护在电影院播映的一些影片。1982年，美国电影协会(MPAA)与 Kodak 公司一道开发了一种用于唯一标识影片胶片的技术。该技术 通常被称为编码反盗版(CAP)编码。该码是在制作胶片时加入到画 面中的一系列暗淡的点。约每百帧中有一帧包含加入到图像中的4个 微小的点。 一般地，需要11个CAP编码帧来重新组成电影胶片的序 列号。每个唯一的点配置与胶片标识符相对应。通常，针对向其分发 了影片的每个特定影院来对影片胶片进行编码。尽管这类水印仍是可 见的，但是由于在总数较大的帧中的较小数目的帧集合内放置点，因 此不是很明显。
然而，数字视频压縮和分发技术的出现己经减弱了 CAP编码的可 行性。改进的数字摄像机不仅获取更高质量的画面，而且，视频压缩 算法(当将以数字格式存储盗版影片或在因特网上传输时通常采用视 频压縮算法)倾向于除去CAP码。这就是说，由于表示码的点极小而 且扩散，因此在视频压缩过程中它们很容易分裂(disintegrations此 外，在图像压缩过程中单个CAP码点的丢失可以使CAP编码方案失 效，这是由于CAP码是由在影片帧中放置的空间图像来表示的。事实 上，CAP码依赖于100%的图像存活。更进一步， 一些黑客仍能够找 到这些点并在特定情况下将其擦除或修改。此外，CAP编码系统中的 码图像重复频率增加了公众能够看到该图像的可能性。由于这可以将 观看者的注意力从影片内容转移开，或导致其形成特定影院播映低质量胶片的观点，因此这是不希望的。
总之，当前用于对抗盗版问题的各种方案，不论是可见指纹标记还是不可见数字指纹，都具有相当大的缺点和局限。 一般地，当前的不可见加水印和加指纹方案面临"存活能力问题"，即经过各种变形、格式转换或经过摄像机从影院屏幕和TV显示器上捕获，这些标记可能无法存活。另一方面，无论所嵌入的标记如何不明显，都可以对传统的可见标记进行擦除。
相应地，非常需要用于以提供健壮而持久的己标记影片、避免CAP编码的局限和不足、并提供在盗版和压缩中具有优秀存活能力的水印的方式来对影片加水印的系统和方法。

发明内容
本发明提供了用于对数字视频和电影进行面向对象的加指纹的系统和方法。加指纹是一种对要分发给特定实体的每个文件或胶片唯一的加水印方案。这就是说，加指纹方案可以用于在法庭阶段通过匹配在盗版素材上找到的指纹来标识非法分发或泄露胶片的实体。
本发明的系统和方法使用户能够将各种"自然对象"作为与特定场景良好匹配的水印嵌入到电影中，或在数字编辑阶段修改场景中的
现有对象。由于可以以各种方式将这些自然对象嵌入或混合(blend)入场景中，因此可以创建唯一可标识的胶片或数字视频文件的集合。作为示例，假定电影场景包含以鱼缸作为背景的一个起居室的镜头。可以选择鱼作为水印。然后，可以以多种方式来改变一些鱼的颜色，可以以多种方式来改变其形状，或甚至使用计算图形来添加一些另外的鱼。这些属性的每种组合可以产生影片的唯一加水印方案。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于对单个电影的多个拷贝加指纹的系统。所述系统包括预筛选设备，被配置用于选择所述单个电影的至少一个场景；所述预筛选设备包括加水印模块，被配置为选择所述至少一个场景中出现的至少一个对象，并用于创建所述至少一个对象的至少两种变化；其中，所述预筛选设备基于至少一个水印和所述至少一个水印的至少两种变化，针对所述单个电影的多个拷贝中
7的每一个来创建至少一个唯一指纹。所述唯一指纹被存储在指令数据文件中。
在另一方面，所述系统包括加指纹设备，被配置为接收所述单个电影的多个拷贝和所述指令数据文件，其中，所述加指纹设备读取所述指令数据文件，确定针对所述电影的每个拷贝的唯一指纹，并将所述唯一指纹应用至所述电影的每个拷贝。
在另一方面，所述系统包括汇设备，所述汇设备包括加指纹模块，被配置为接收所述单个电影和所述指令数据文件，其中，所述加指纹模块读取所述指令数据文件，确定针对所述单个电影的唯一指纹；以及呈现模块，被配置为呈现所述电影，并在呈现所述电影的同时将所述指纹的至少一个对象插入所述电影中。
根据另一方面，提供了一种用于对电影加指纹的方法，所述方法包括以下步骤选择所述电影的至少一个场景中出现的至少一个对象；创建所述至少一个对象的预定数目的变化；以及将所述至少一个对象
的至少一种变化应用至所述电影。
在本发明的又一方面，提供了一种用于对单个电影的多个拷贝加
指纹的方法。所述方法包括以下步骤确定所需的电影唯一拷贝的数目；基于唯一拷贝的数目，确定水印和水印变化的数目；选择所述电影的至少一个场景中出现的与所确定的水印数目相等数目的至少一个对象；创建所述至少一个对象的所确定数目的变化；以及针对所述电影的每个拷贝，创建所创建的所述至少一个对象的变化的唯一组合。
在另一方面，提供了一种用于存储电影的可读介质，所述电影包括多个场景，每个场景包括多个帧，每个帧表示电影的一部分，其中，对至少一个帧加水印来表示电影的唯一指纹，所述指纹包括至少一个水印，所述至少一个水印是从在所述至少一个帧中出现的对象中选出的，所述至少一个水印包括对所述指纹唯一的至少一种变化。


通过应结合附图来阅读的以下优选实施例的详细描述，将对本发明的这些和其他方面、特征和优点进行描述或使其变得显而易见。在附图中，在各视图中通篇以相似的参考标号来表示相似的元件:图1是根据本发明的一方面的用于对电影加指纹的系统的示例示意图2是根据本发明的一方面的用于在电影的至少一个帧中加水印的系统的示例示意图3是根据本发明的一方面的用于对影片加水印的示例方法的流程图4示出了用于确定预定数目的电影拷贝所需的水印和每个水印的变化的数目的示意性表格；
图5示出了根据本发明的一方面的加水印指令文件的示意性表
格；
图6是用于确定水印放置的介质上存储的电影的示意表示；以及图7是根据本发明的一方面的用于对电影加指纹的实时系统的示例示意图。
应理解，附图是用于示意本发明的概念的目的，而不必需是用于示意本发明的唯一可能配置。
具体实施例方式
应理解，可以按照硬件、软件或其结合的各种形式来实现附图所示的元件。优选地，通过一台或多台适当编程的通用设备上的硬件和软件的结合，来实现这些元件，所述通用设备可以包括处理器、存储
器和输入/输出接口。
本描述说明了本发明的原理。因此，可以认识到，本领域技术人员能够想到各种实施本发明的原理的设置，虽然这里没有显式地描述或示出这些设置，但是，这些设置包括在本发明的精神和范围中。
这里阐述的所有示例和条件语言是为了教导的目的，以帮助读者理解本发明的原理以及发明人为了改进现有技术而贡献的概念，这些应被解释为并非将本发明局限于这样具体阐述的示例和条件。
此外，这里阐述本发明的原理、方面和实施例以及其具体示例的所有表述应包括其结构和功能的等效物。此外，这样的等效物应包括当前己知的等效物以及未来幵发的等效物，例如，开发出的执行相同功能的任何元件，而不论其结构如何。
因此，例如，本领域技术人员应理解，这里呈现的框图表示了实现本发明原理的示意电路图的概念视图。类似地，可以认识到，任何流程图、流程图表、状态转移图、伪代码等表示了各种过程，所述过程可以被实质上表示在计算机可读介质中，并从而由计算机或处理器执行，而不论是否显式地示出了这样的计算机或处理器。
可以通过使用专用硬件以及能够与合适的软件相关联地执行软件的硬件，来提供图中所示的各种元件的功能。在由处理器提供时，可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单处理器(其中一些可以是共享的)来提供该功能。此外，显式使用的术语"处理器"或"控制器"不应被解释为是排他性地指能够执行软件的硬件，可以隐含地包括但不限于数字信号处理器("DSP")硬件、用于存储软件
的只读存储器("ROM")、随机存取存储器("RAM")、和永久存储器。
也可以包括其他硬件，不论其为传统的和/或常规的。类似地，图中所示的任何开关仅是概念性的。可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互，或甚至手动地实施其功能，如从上下文中可以更具体地理解的，实现者可以选择特定的技术。
在权利要求书中，表述为用于执行指定功能的装置的任何元件应
包含执行该功能的任何方式，例如包括a)执行该功能的电路元件的结合或者b)任何形式的软件，从而包括固件、微代码等，与执行该软件的适当电路相结合来执行该功能。由这样的权利要求所限定的本发明
在于以下事实以权利要求所要求保护的方式，将各种所述装置所提
供的功能结合并集合在一起。因此，应认为可以提供这些功能的任何装置都与这样所示的装置等效。
本发明提供了一种系统和方法，用于对数字视频和电影进行面向对象的加指纹。本发明的系统和方法使用各种"自然对象"作为水印，
所述自然是在这样的意义上而言的没有观看者会觉得在电影场景中看到这些对象是不愉悦的。这些对象或者从电影中的现有对象中选出，或者简单地使用照片图像或计算机图形来以数字方式插入。例如，对 于一个电影场景中的人类角色，可以使用对其清晰可见的一些物品来 表现他，例如，他可能戴有ID姓名标签、特定风格的手表、手镯、手
指上的戒指、PDA、蜂窝电话等等。系统和方法的实现者可以预先决
定哪些对象"成为水印"，以及如何布置这些水印来创建指纹。 例如，如果选择所有上述对象作为水印，则实现者可以改变标签
的形状，改变手表、手镯、戒指、PDA和蜂窝电话的风格。实现者甚 至可以将戒指放到不同的手指上。如果每个改变可以产生例如4种不同 的变化，以及如果理由有5个对象，则可以创建45 = 1024种区别，从而 创建影片或数字视频文件的相同数目的唯一拷贝。
本发明的系统和方法甚至可以插入甚至不是原始电影镜头的一 部分的对象、计算机图形图像或照片图像，只要这些新的图像或对象 能够良好地混合入背景场景中或与场景相兼容。使用当前的数字处理 软件，可以相对容易地完成这些添加。
有利地，本发明提供了一种清晰可见的用于电影的加水印方案， 使得标记将对抗几乎所有修改而存活；使得对于黑客或甚至观众而言 几乎不可能将该标记识别为水印；并可以导致对数字视频(例如数字 影片、DVD等)和/或电影进行加指纹。
对于加指纹处理的时机，实现者可以在接收到数字母片后立即进 行处理并使用该加指纹方案来创建唯一拷贝，或者在播放设备中呈现 阶段进行实时处理。
参照图l，图l示出了根据本发明的一方面的用于对电影加指纹的 总体系统和方法的示例示意图。系统100包括预筛选设备102 (例如计 算机)，用于接收母片数字视频文件。可以在电影的后期制作的编辑阶 段采用预筛选设备102。如以下将要更详细地描述的，该预筛选设备可 以确定要放置在电影中的水印的数目和放置，并创建加指纹指令数据 文件。加指纹指令数据文件可以是与母片数字视频文件相关联的独立 文件，或可以被嵌入母片数字视频文件中(例如在文件的首部中)。
然后，将母片数字视频文件加上指令数据文件发送至拷贝设备 104，拷贝设备104用于将母片数字视频文件复制到预定数目的拷贝。然后，将每个电影拷贝传送至加指纹设备106，加指纹设备106读取指 令数据文件，并将水印应用至每个电影拷贝，按照指令数据文件中所 定义的，对每个电影拷贝唯一地加指纹。然后，将经过唯一地加指纹
的数字视频文件存储在用于分发的服务器108中，以在呈现设备110上 播放经过唯一地加指纹的数字视频文件。在一个实施例中，服务器108 连接至写入设备，该写入设备用于在DVD (数字多用途光盘)上产生 每个经过唯一地加指纹的数字视频文件，该DVD将在任何传统DVD播 放器(即呈现设备)上进行播放。在另一实施例中，服务器108将每个 经过唯一地加指纹的数字视频文件按需分发给经由因特网、有线电视、 卫星等与服务器108连接的STB (机顶盒，即呈现设备)。在又一实施 例中，服务器108将每个经过唯一地加指纹的数字视频文件分发至电影 院的数字投影机(即呈现设备)。
图2示出了根据本发明的实施例的用于对电影的至少一个帧加水 印的预筛选设备102的示例系统组件。可以提供扫描设备202用于将影 片胶片204 (例如摄像机原始影片负片)扫描为数字格式(例如Cineon 格式或SMPTE DPX文件)。扫描设备202可以包括例如电视电影和从影 片产生视频输出的任何设备，例如具有视频数据的Arri LocPr0TM。可 选地，可以直接使用来自后期制作过程或数字电影的文件206 (例如已
经采用计算机可读形式的文件)。计算机可读文件的潜在的源是 AVIDTM编辑器、DPX文件、D5录影带等等。
将已扫描的影片胶片输入至预筛选设备102 (例如计算机)。在具 有如下硬件的各种已知计算机平台中的任一种上实现该计算机 一个 或更多中央处理单元(CPU)、存储器210 (如随机存取存储器(RAM) 和/或只读存储器(ROM))以及输入/输出(I/O)用户界面212 (如键 盘、光标控制设备(例如鼠标或操纵杆)和显示器)。计算机平台也包 括操作系统和微指令代码。这里描述的各种过程和功能可以是通过操 作系统来执行的微指令代码的一部分或软件应用程序的一部分(或其 结合)。此外，各种其他外围设备可以通过各种接口和总线结构(如并 行端口、串行端口或通用串行总线(USB))与计算机平台连接。其他 外围设备可以包括另外的存储设备222和印刷机228。可选地，可以将已经采用计算机可读形式的文件/影片胶片206(例
如可以存储在外部硬盘驱动器222上的数字电影)直接输入至计算机 102。注意，这里使用的术语"影片"可以指影片胶片或数字电影。
软件程序包括存储器210中存储的加水印模块214。加水印模块 214包括场景选择器216,用于选择要对影片加水印的场景或场景的帧。 加水印模块214还包括分割模块218，用于对所选的要加水印的对象进 行分割，并使该所选对象可用于不同变化中，例如不同大小、不同颜 色等等。图像分割是现有技术已知的，各种已知技术中的任一种可以 与本发明一起使用，如特性特征阈值限定或聚类分析、边缘检测和区 域提取。可以理解，分割模块218也能够插入帧或场景中尚不存在的对 象。也提供了编码器220用于将水印的变化编码为用于标识电影的值， 例如序列号。
一旦确定了水印数目和每水印的变化数目，加水印模块214如以 下所述来创建加指纹指令数据文件224。加指纹指令数据文件224可以 被存储在存储设备222上，或存储在通过网络(例如因特网)可访问的 服务器上。在一个实施例中，预筛选设备102可以通过影片印刷机228 来印刷要分发给具有传统影片投影机的影院位置的、包含各种水印的 巳标记影片226。
图3是根据本发明的一方面的用于对影片加水印的示例方法的流 程图。图4示出了用于确定预定数目的电影拷贝所需的水印和每个水 印的变化的数目的示意性表格，图5示出了根据本发明的一方面的加 水印指令文件的示意性表格。图6是用于确定水印放置的电影的示意 表示。
参照图3，在步骤302，预筛选设备102获得采用计算机可读格式 的数字母片视频文件。如果该影片不是采用计算机可读格式，则通过 扫描设备202来扫描该影片，过程继续至步骤304。可以认识到，不 论对该影片进行扫描或该影片已经采用数字格式，影片的数字文件将 包括关于帧的位置(例如帧编号)、距影片起始处的时间等等的指示或 信息，这些指示或信息将用于定位潜在的标记区域。
接下来，确定用于产生多个经过唯一地加指纹的数字视频文件的要求集合。在步骤304，确定分发所需的唯一拷贝的数目N。在步骤
306，基于所需唯一拷贝的数目，确定水印数目w和每水印的变化数 目v。作为示例，假定分发需要相同电影标题的约500，000份唯一可 标识的拷贝。为了确定需要多少水印w以及每个水印需要多少种变化 v，可能的电影变化的总数为vw。图4所示的表格A提供了使用等式 vw来确定可能的电影变化数目的示例性参数。
在步骤308，确定可以包含水印的最大场景数目M。优选地，由 编辑影片的用户来确定该最大场景数目M，并通过用户界面212将其 输入。接下来，在步骤310，选择用于加水印的至少一个场景s，其中 所选场景s小于最大场景数目M。参照图6，示意了在介质上存储的 电影表示602。该介质可以包括但不限于影片胶片介质、DVD、 CD ROM和磁盘以及任何其他现在已知或未来将变为已知的固态、光学、 电子光学、磁光学存储格式。不论介质是影片胶片还是数字视频文件， 可以理解，电影包括多个场景604，每个场景604包括多个帧606，每
个帧包含图像。
如果在一个场景中的水印数目过大(可能由于电影仅包含简单场 景)，则可以从若干场景中选择水印。例如，参照图4的表格A和上 述电影标题的500,000份唯一拷贝的示例，可以选择"每水印3种变 化"和总计"12个水印"，如表格A中的箭头x所示。现在，用户可 以选择在场景1、场景2和场景3中每个有4个水印来代替在一个场 景中有12个水印。然后，实际上，在若干场景中分布的水印越多，就 越容易收到被称为"串通攻击(collusion attack)"的攻击，在这种攻 击中，黑客创建由相同标题的若干盗版版本组成的影片。可以认识到， 不是所有水印都必须具有相同数目的变化，即每个水印可以具有不同 数目的变化。
在步骤312,选择每个场景的水印w{sks}，其中ks是每场景s的 水印数目。例如，选择w(ll)至wUkJ个水印(总数为k。用于场景 1，选择w(21)至w(lkj个水印(总数为k2)用于场景2,等等，直 到选择w(21)至w(2kj个水印(总数为ks)用于场景s。接下来，在 步骤314，确定每个场景中的每个水印的变化数目。每个水印w{ij}具有r,」种变化v(ijl)至v(ijrij)，其中i的范围从l至s， j的范围从
l至ki。因此，所有参数必须满足以下要求-
n{i=l，,."s}n{j=l,...,ki} rij >N
在步骤316，对每个水印的变化进行设计、确定并例如在存储设 备222上存储的数据库中。
根据图5和6来描述一个简单的示例，以说明本发明的原理。在 该示例中，选择一个场景604，例如场景l。该场景包括多个帧，每个 帧中有自然出现的对象。为了简单，示意了场景1的4个帧606、 608、 610、 612。如果用户选择4个水印(即对象)和每水印3种变化，则 使用上述公式，可以创建电影的34 = 81种版本。从帧606、 608、 610、 612中选出的水印和每水印的变化可以如下设计
水印1:选择有皮带的狗
变化a红色皮带
b黄色皮带
c棕色皮带
水印2:选择远处公园中的慢跑者 变化a红色头带 b黄色头带
c无头带
水印3:选择或插入板凳 变化a木质
b金属材质
C凳子/石头材质 水印4:选择树
变化a三角形 b椭圆形
C三角形，有花与其相邻
在选择了水印并设计了变化之后，将该信息存储在如图5所示的 表格B之类的表格中。可以认识到，可以设计出更一般的参数分配，
即水印的变化数目不需要固定每个水印可以具有其独特的变化数目，每个场景可以具有其独特的水印数目。
在创建了水印的变化之后，编码器模块220将每种电影版本的水 印变化的唯一组合编码为唯一的值，即预筛选设备将版本序列化。有 许多方式来执行该操作，本发明不指定任何具体方式。在一个实施例 中，将水印-变化的所有组合列出并列举。使用上述示例，预筛选设备 将按照如下方式简单地进行序列化
1，={v(lll),v{121}，v{131}，v{141} }
2，={v{lll}，v{121}，v{131}，v阔}
={v{lll}，v{121}，v{131}，v{143} }
4"v(ll"，v{121}，v{132}，v{141} }
s "={v(ll"，v{121}，v{132}，v"42} }
6"={v{lll}，v{121}，v{132}，v{143} }
等等，直到
"81"= {v{113}， v{123}， v{133}， v{143}} 这里，回想到v《ijrij)是指用于场景"i"和水印对象"j"的变化rij 。 例如，vU3 2)表示用于第一场景和第三水印对象的第二种变化，即图 5所示的"金属公园板凳"。
另一种对电影版本进行序列化的方式是将每个水印考虑为一个数 字，并分配需要用于表示每个数字的比特数目。在本实施例中，需要 预先固定最大场景数目(S)、最大水印数目(W)和最大变化数目(V)。 然后，可以看到，水印总数为SW，每个水印需要[log2V]个比特来表 示其值，[x]是向上取整函数大于或等于x的最小整数。这里所需的 比特总数为S*W*[log2V〗。再次使用上述示例，S=3， W=4，BV=3。 因此，需要3*4*[log23]=3*4*2=24比特来序列化所有电影版本。总计 有12个水印，其中2个比特表示所有的水印变化。例如，"01-01-01-10" (仅用于场景1的前8个比特，为了简单省略了用于场景2和场景3 的接下来的16个比特)可以表示组合f v"2/人 v"3/人
v〈"",。这里，二进制"01" = 1，因此，我们选择第一种变化v^W, vf/2W和vf"^用于前3个水印，而由于二进制"10" = 2，因此我们选 择第二种变化<^^用于第4个水印。可以将"ll"分配给第三种变化，"。有效地，用于场景1的"01-01-01-10" (为了简单省略了用于场景2和场景3的接下来的16比特)指示了"红 色皮带"、"红色头带"、"木质板凳"和"椭圆形树"(见图5)。
在对相同标题的所有版本进行序列化之后，将所有参数(例如场 景、水印和变化)和用于创建变化的指令存储在指令数据文件中(步 骤31S)。然后，将该指令数据文件附在母片数字视频文件上。然后， 如上所述，拷贝设备104和加指纹设备106使用该母片数字视频文件 和指令数据文件来创建经过唯一地加指纹的数字视频文件。
此外，服务器108可以将每个经过唯一地加指纹的数字视频文件 或电影的版本或序列号绑定至指定的显示设备(即呈现设备)。每个显 示设备应具有唯一的编号，例如MAC地址或由许可权威机构分配的 "设备密钥"。然后，服务器存储和维护将设备ID与标题版本绑定的 记录，该记录用于标识该标题的盗版版本的源。例如，在恢复电影的 盗版拷贝之后，可以确定指纹并将其解码为用于标识该电影版本的源 的值(例如序列号)。
此外，在恢复具有指纹的盗版内容时，服务器108撤销与该盗版 拷贝相关联的设备的许可(例如如果该设备连接至因特网)。优选地， 要求设备在能够查看内容之前向服务器108注册。内容许可的撤销是 现有技术已知的，各种已知方法可以与本发明一起使用。
本发明的系统的方法实现了一种加水印方案，其中水印是可见 的，并足够健壮以对抗修改而存活，使得该水印对于黑客或甚至观众 而言几乎不可能将该标记识别为水印。例如，系统和方法的实现者可 以简单地关注与仅出现在一个场景中的对象相关联的对象(即水印)， 如街道上的过路人或过路的汽车或仅出现一次的不重要角色。按照这 种方式，所引入的改变不会干扰影片质量，不会引入影片内的不一致 性，这反过来将得到来自导演或制片人的赞同。即使该加指纹方案最 终创建了一些不精确性或不一致性，事实上，多数好莱坞电影迷都不 关心影片的精确性或不精确性的细节。事实上，在电影中，不一致性 和(科学的)不精确性是相当普遍的，而多数观看者甚至不会注意到。
返回参照图l，加指纹设备106位于在电影制作工作流程中的源端
17中，即加指纹设备位于用于分发的服务器108之前。在本发明的另一个
实施例中，在图7中提供了用于对电影加指纹的系统，图7中对电影加
指纹的处理被呈现为在源端之外，而被推移至制作工作流程的接收端，
即在服务器108的位置之后。在本实施例中，汇设备702包括加指纹模 块706和呈现模块710。加指纹模块706读取指令数据文件并实时插入对 象来创建经过唯一地加指纹的视频文件，该文件通过呈现模块710来呈 现用于观看。
加指纹模块706可以将对象作为水印插入电影的帧中，其中，如
上所述，每个水印具有多种变化。可以使用各种已知技术将对象插入 帧中。 一禾中这样的技术被称为D，fusion，由Total Immersion of Surensnes 开发。D，fusion技术允许将活动虚拟对象实时集成入视频(直播或录 制的视频)。D，fusion技术基于使用任何标准的运动捕获传感器来工 作；该传感器由演员携带，或附着在运动对象上，使得可以将虚拟对 象的位置放置在影片中传感器所在的位置上。这种技术也可以使用预 记录的场景中的传感器或对象的轨迹，使得虚拟对象可以对其进行跟 踪。这包括使用点来替换轨迹的情况，使得所插入的对象在场景中静 止。因此，使用上述技术，可以在编辑过程中将预记录的点集合嵌入 场景中，使得可以将(自然的)水印对象实时嵌入这些点中。
本发明不限于使用上述技术，能够将活动的虚拟对象(或甚至"真 实对象")实时集成入视频文件或电影的任何技术都可以完成该加指纹 方案的实现。例如， 一种实现视频中"对象跟踪"的技术也可以允许 实现该加指纹方案。 一种这样的技术是增强现实(AR)，其使用在拍
摄电影之前放置在场景中的标记来跟踪对象。
汇设备702可以是例如下一代数字电影投影机或甚至是下一代
HDDVD播放器。但是，本发明的加指纹方案是基于安全方面的，当
具有加指纹功能的接收设备是可信设备时(即当该设备被设计为仿篡
改的和/或在物理上或在网络上位于一般的公共域之外时)最为有效。
这意味者，数字电影投影机可能是比DVD播放器更好的候选设备，
这是由于后者位于一般的公共域中，在公共域中用户可以自由地对其
进行反向工程，而前者在谁可以对其进行访问方面限制更多。此外，
18指令数据文件必须是无篡改的。
这里描述的用于对数字视频和电影进行面向对象的实时加指纹的 系统和方法对传统系统的改进在于进行相同标题的若干版本之间的 比较来发现本发明的方案中的水印对象更加困难，因此，极其难以应 用串通攻击。本发明的方案中的视频文件的大小在分发阶段不会改变。 仅当要呈现视频时，视频文件的大小才会改变。例如，如果插入了图 形对象，则大小可能略微增大。
尽管这里己经说明并详细描述了使用本发明教导的实施例，但是， 本领域技术人员能够容易地想到也使用本发明教导的许多其他变化的 实施例。已经描述了用于对数字视频和电影进行面向对象的加指纹的 系统和方法的优选实施例(其旨在示意而非限制)，应注意，本领域技 术人员在上述教导的启示下，可以做出修改和改变。因此，应理解， 可以对所公开的本发明的具体实施例做出改变，这样的改变落入由所 附权利要求所述的本发明的范围和精神之内。
权利要求
1. 一种用于对单个电影的多个拷贝加指纹的系统(100，700)，所述系统包括预筛选设备(102)，被配置用于选择所述单个电影的至少一个场景；所述预筛选设备包括加水印模块(214)，被配置为选择所述至少一个场景中出现的至少一个对象，并用于创建所述至少一个对象的至少两种变化；其中，所述预筛选设备(102)基于至少一个水印和所述至少一个水印的至少两种变化，针对所述单个电影的多个拷贝中的每一个均创建至少一个唯一指纹。
2. 如权利要求1所述的系统，其中，所述加水印模块(214)还 包括分割模块(218)，被配置为对从所述至少一个场景中选出的至少 一个对象进行分割，并创建所分割的至少一个对象的至少两种变化。
3. 如权利要求l所述的系统，其中，所述至少一个唯一指纹被存 储在指令数据文件(224)中。
4. 如权利要求3所述的系统，还包括加指纹设备(106)，被配置 为接收所述单个电影的多个拷贝和所述指令数据文件(224)，其中， 所述加指纹设备(106)读取所述指令数据文件(224)，确定针对所述 电影的每个拷贝的唯一指纹，并将所述唯一指纹应用至所述电影的每 个拷贝。
5. 如权利要求3所述的系统，还包括汇设备(702),所述汇设备 (702)包括加指纹模块(706)，被配置为接收所述单个电影和所述指令数据 文件(224)，其中，所述加指纹模块(706)读取所述指令数据文件(224)，确定针对所述单个电影的唯一指纹；以及呈现模块(710)，被配置为呈现所述电影，并在呈现所述电影的 同时将所述指纹的至少一个对象插入所述电影中。
6. 如权利要求5所述的系统，其中，所述汇设备(702)是DVD播放器、数字投影机和机顶盒之一。
7. 如权利要求1所述的系统，其中，所述加水印模块(214)还包括编码器模块(220)，被配置为将所述至少一个水印和所述至少水印的至少两种变化编码为用于标识所述电影的值。
8. —种用于对电影加指纹的方法，所述方法包括以下步骤选择所述电影的至少一个场景(604)中出现的至少一个对象(312);创建所述至少一个对象的预定数目的变化(314);以及将所述至少一个对象的至少一种变化应用至所述电影(316)。
9. 如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤将具有所应用的至少一个对象的至少一种变化的电影存储在介质上。
10. 如权利要求8所述的方法，其中，在呈现所述电影的过程中 执行应用的步骤。
11. 如权利要求8所述的方法，其中，所选的至少一个对象出现 在至少一个场景中，并从所述至少一个场景中分割得到。
12. 如权利要求8所述的方法，其中，选择的步骤包括选择未 原始地出现在所述至少一个场景中的至少一个对象，所述至少一个对 象与所述至少一个场景相兼容。
13. 如权利要求8所述的方法，其中，选择的步骤还包括选择多个对象，其中所述多个对象中的每一个具有不同数目的变化。
14. 如权利要求8所述的方法，其中，选择的步骤还包括选择多个对象，其中所述多个对象中的至少一部分是从不同场景中选出的。
15. 如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤将所述至少一个对象的至少一种变化编码为用于标识所述电影的值。
16. —种用于对单个电影的多个拷贝加指纹的方法，所述方法包括以下步骤确定所需的电影唯一拷贝的数目(304); 基于唯一拷贝的数目，确定水印和水印变化的数目(306);选择所述电影的至少一个场景中出现的与所确定的水印数目相等数目的至少一个对象(312);创建所述至少一个对象的所确定数目的变化(316);以及 针对所述电影的每个拷贝，创建所创建的所述至少一个对象的变 化的唯一组合(318)。
17. 如权利要求16所述的方法，还包括以下步骤将所述至少一 个对象的至少一种变化编码为用于标识所述多个拷贝中的每一个拷贝 的值。
18. 如权利要求16所述的方法，还包括以下步骤将所创建的至 少一个对象的变化的一种唯一组合应用至所述电影的每个拷贝，并将 所述电影的每个拷贝存储在可读介质上。
19. 如权利要求16所述的方法，还包括以下步骤 呈现所述电影的一个拷贝；以及将所创建的至少一个对象的变化的一种唯一组合应用至所呈现的 电影。
20. 如权利要求16所述的方法，其中，所选的至少一个对象出现 在至少一个场景中，并从所述至少一个场景中分割得到。
21. 如权利要求16所述的方法，其中，选择的步骤包括选择未 原始地出现在所述至少一个场景中的至少一个对象，所述至少一个对 象与所述至少一个场景相兼容。
22. —种用于存储电影的可读介质(602)，所述电影包括 多个场景(604)，每个场景包括多个帧(606、 608、 610、 612)，每个帧(606、 608、 610、 612)表示所述电影的一部分，其中，对至 少一个帧加水印来表示所述电影的唯一指纹，其中，所述指纹包括至少一个水印，所述至少一个水印是从在所 述至少一个帧中出现的对象中选出的，所述至少一个水印包括对所述 指纹唯一的至少一种变化。
23. 如权利要求22所述的可读介质(602)，其中，所述至少一个 水印的至少一种变化能够解码为用于标识所述电影的拷贝的值。
全文摘要
提供了一种用于对数字视频和电影进行面向对象的加指纹的系统和方法。所述系统和方法使用户能够将各种“自然对象”作为与特定场景良好匹配的水印嵌入到电影中，或在数字编辑阶段修改场景中的现有对象。所述系统和方法提供用于确定所需的电影唯一拷贝的数目(304)；基于唯一拷贝的数目，确定水印和水印变化的数目(306)；选择所述电影的至少一个场景中出现的与所确定的水印数目相等数目的至少一个对象(312)；创建所述对象的所确定数目的变化(316)；以及针对每个拷贝，创建所创建的对象的变化的唯一组合(318)。将每个唯一组合编码为用于标识多个拷贝中的每一个拷贝的值。
文档编号G06T1/00GK101473345SQ200680055129
公开日2009年7月1日 申请日期2006年6月29日 优先权日2006年6月29日
发明者小泽良一, 迈克·阿瑟·德瑞伯格 申请人:汤姆森许可贸易公司