视频标记技术的有效应用的制作方法.docx

视频标记技术的有效应用的制作方法专利名称：视频标记技术的有效应用的制作方法技术领域：本发明通常涉及对视频进行标记，更具体地说，涉及数字视频的 标记技术的有效应用背景技术：因为数字媒体的数字表现、存储、发布和复制是廉价、易用的， 并且保持了媒体的质量，所以它们已经变得非常流行然而，例如， 这些优点已经使得能够对有版权的材料进行广泛的非法发布和使用， 比如通过互联网对数字图像和视频进行非授权的发布结果，合法版 权拥有者的收入被剥夺可以被部署为控制这种非授权的发布的一组技术包括将不易觉 察的信息嵌入在视频中这些技术一般被称为数字水印、取证标记或 ^L频标记，并且这些术语在本文中可互换地使用所嵌入的信息可以 用于通过安全的、不易察觉的并且强健的方式来嵌入媒体的版权所有 者、发布者或接收方的身份所述信息可以例如在由个人回放或者接 收期间被嵌入，并且通过标识号来与接收的时间以及个人接收方关联 如果拷贝稍后被发现是非法发布的，则可以检索所述信息，并且可以 标识负责非法发布的原始接收方这种技术可以用于跟踪个体媒体资 产拷贝，并且强制执行版权法内容标记是数字媒体发布的重要组成 部分，并且通过限制(例如通过点对点文件共享站点的)非法发布的 风险使得能够对版权受保护的内容进行数字传递。

因为发布可以被跟 踪到最近的法定接收方，所以由于可以标识发布内容的人，因此，要 承担侵犯版权的责任的风险增加虽然可以使用明显的并且可见的修改方式来嵌入跟踪号，但如果 以不可见的方式来应用，则它们对内容的破坏更少，并且更好地确保不被移除为了应用强健标记(即，在已经通过压缩、重新记录、过滤或者 其它处理对内容进行修改之后，标记仍然可读)，必须应用对内容的 改变，其修改实际视频、图像、或音频信号为了使标记不易察觉， 以隐藏并且轻微的方式来应用这些修改为了实现所需的强健性，以分布式方式来典型地应用修改，其中， 大量修改散布在视频帧或时间的大的区域(即多个帧)上，或者散布 在视频帧和时间两者上通常，在变换后的域(例如频率变换或小波 变换)中应用操作这些变换允许在对于视频的修改之后保持大部分 不变的域中进行不可见的标记修改，并且允许当观看媒体时对在多个 帧上分布的修改进行会聚这些变换还使得能够在变换后的域中嵌入 强信号所述信号在用于向用户呈现媒体的域中在很大程度上是不易 察觉嵌入标记所需的修改的数量以及在对内容进行标记的域中对内 容进行变换所需的计算的数量对于在需要对标记进行快速且有效的嵌 入的环境中进行处理提出了挑战。

这种环境的示例是采用流式传输媒 体的环境，其经由网络将媒体传递给消费者电子设备当嵌入关于流式传输/已发送媒体的接收方的信息时，可以在接 收端嵌入所述信息，从而对于每个接收方标记和发送各个流，而不会 对发送方造成负担发送方将相同媒体拷贝传递给所有接收方，并且 媒体在其在接收方端被接收的时刻被标记其后，向每一用户呈现分 别标记的拷贝在此情况下，由于接收端上的机器一般具有可用于应 用标记的十分有限的处理能力，因此及时处理的限制甚至更大这种 处理能力的限制使得在如今使用的大多数分布式环境中不容许在媒体 中应用包含关于接收方的信息的取证标记发明内容描述了如下系统和方法，其用于在第一位置转换(render)待嵌 入到媒体内容中的信息，并且在第二位置将所转换的信息嵌入到所述媒体内容中在很多实施例中，嵌入处理比转换处理需要更少的处理 器强度，并且可以在消费者电子设备(例如机顶盒)上被执行本发明一个实施例包括在第一位置将所述信息转换为图像；在第二位置 将所述图像嵌入在所述媒体中，以实现所述媒体内容的有效标记在本发明的方法的另一实施例中，将媒体内容中所嵌入的信息从 频域变换为转换的图像在本发明的方法的另一实施例中，根据所述媒体内容的感知特性 来修改所述信息。

在本发明的方法的又一实施例中，从压缩电子文件确定所述媒体 内容的感知特性在本发明的方法的再 一 实施例中，所述信息包括与所述媒体内容 有关的元数据在本发明的方法的又 一 实施例中，所述信息标识媒体内容回放的 时间和位置在本发明的方法的又一实施例中，所述信息标识所述媒体内容的 版权所有者或接收方在本发明的方法的再一实施例中，所述信息表示数据库索引在本发明的方法的再一实施例中，使用机顶盒的同屏显示 (on-screen display )来完成所述图"f象的嵌入在本发明的方法的再一实施例中，所述第一位置是视频传递头 端，所述第二位置是接收所述视频的消费者电子机顶盒在本发明的方法的再一实施例中，所述第一位置中所创建的图像 被存储，以用于重复使用或后续使用本发明的实施例包括服务器，其被配置为在第一位置转换信息， 并且经由网络将转换的信息传送到连接到所述服务器的设备此外， 所述设备被配置为在第二位置将所述图像嵌入所述媒体内容在本发明另一实施例中，所述网络是缆线网络，所述设备是数字 机顶盒在本发明另一实施例中，所述服务器被配置为从频域对将要嵌入在所述媒体内容中的信息进行变换，以创建转换的图像在本发明又一实施例中，所述服务器被配置为确定所述内容的 感知特性，所述服务器被配置为根据所述媒体内容的感知特性修改 所述信息。

在本发明又一实施例中，所述服务器被配置为从压缩电子文件 确定所述媒体的感知特性在本发明再一 实施例中，所述设备包括被配置为在输出设备上生 成同屏显示的硬件，所述设备被配置为通过将转换的信息显示为同 屏显示而将转换的信息嵌入在所述媒体内容中在本发明的再一实施例中，所述第一位置是视频传递头端，所述 第二位置是用户站点在本发明的再一实施例中，所述服务器被配置为存储所转换的 图像，以用于后续使用在本发明再一实施例中，所述设备被配置为经由所述网络接收 所述媒体内容在附图中，贯穿不同的示图，相似的标号通常表示相同的部分 此外，附图并不一定是按比例的，相反，重点在于说明本发明的原理 图1是根据本发明一个实施例的取证标记处理的示意性流程图 图2是根据本发明一个实施例的取证标记的示意图，所述取证标 记作为图像被创建，被转换为覆盖图像，并且随后被应用于视频帧， 由此以所述覆盖图像来对视频帧进行标记具体实施例方式本发明涉及一种如下系统和方法，其将取证标记转换到基带、未 压缩、空间变换图像或视频帧中，其中，以对于单个像素的修改来表 示对于媒体内容(视频)的修改随后可以通过对被转换为图像的标 记与待标记图像或视频帧进行简单组合，而在不同的位置或系统中十分有效地应用对标记的所述预处理的表现的应用。

在本发明一个实施 例中，经由添加操作来应用所述组合操作，在另一实施例中，经由可以基于每个像素执行的alpha混合(alpha blending)来应用所述组合 操作在题为"Covert and Robust Mark for Media Identification"的美 国专利申请No.ll/489，754中描述了可以使用本发明的方法而应用的 标记技术，其公开内容在此引入作为参考当前可用的端用户电子设备一般提供将图像组合为显示视频的 有效手段这种系统使用可用的技术在视频中显示菜单和覆盖图形 一般可以通过半透明方式来应用这些显示元素具体地说，用于接收 在网络上所传递的媒体内容的端消费者设备(比如机顶盒)提供了以 此方式覆盖图形的可能性(见例如美国专利申请No.l 1/489,754中所描 述的机顶盒)该方法一般被称为覆盖緩冲或同屏显示当与下面的 视频显示组合时，典型地可以通过alpha混合值来调整实际操作，所 述alpha混合值调整覆盖的图形的强度所述同屏显示的普通用途是 显示菜单和关于视频播放的信息，或者作为对于设备中运行的其它应用的用户接口这种同屏显示可以用于通过允许嵌入不易察觉的取证 标记信息的方式来修改媒体内容/视频。

存在将数字水印或取证跟踪信息嵌入在数字视频中的一些嵌入 方法所述方法在位置上在执行操作的空间或时间以及域中彼此不同 某些嵌入方法需要在指定的位置或按时间顺序产生操作其它嵌入方 法需要在由像素位置或特性所指定的位置处对像素进行操作这些图 像嵌入系统共有的共同特性在于，如果产生用于分析如何修改这些像 素的某些前处理，则也可以通过简单地向媒体内容或视频的每一帧中 的像素值进行加操作来完成对于帧的实际修改当以此方式应用像素 加操作时，可以十分有效地执行嵌入处理，因此使得环境能够通过有 限处理资源来嵌入图像在一个实施例中，通过使用在很多机顶盒中所提供的有效图像应 用方法(称为同屏显示)执行对标记进行加操作的处理，而进一步简化标记的应用同屏显示将具有(由"alpha值"定义的)给定强度的 给定的图像(在此情况下，变换后的标记)添加到视频的每一帧可以例如在传递内容的头端按每电影 一次来执行对将要表现为 图像的标记的准备在此情况下，仅需执行一次计算，但需将数据发 送到标记被嵌入的位置或者，虽然处理资源可能是有限的，但可以 在其被应用的位置进行所述准备用于取证标记的系统一般使用感知模型，其指示对于视频的修改 更不可见的空间和时间中的位置。

为了使得能够应用对视频的特性进 行考虑的变形，待嵌入为标记的信息根据所发送的内容而改变美国 专利申请No.11/489,754中描述了在标记的嵌入中使用感知特性和感 知模型的示例可以通过简单的测量(例如压缩率和比特率)从已压 缩的内容推导感知特性在另一实施例中，对将要发送的视频进行一 次分析，并且随电影一起存储在特定位置和帧中的感知性信息在将 电影传递给设备时，相应地对标记信息进行修改可以通过使用通常现有的alpha混合机制来应用被应用于根据本 发明很多实施例的视频的覆盖图像，所述alpha混合机制允许以半透 明方式应用图像或各个像素在本发明一个实施例中，这种方法用于 允许在嵌入标记时对于图像进行十分轻微的、不可见的操作在另一 实施例中，覆盖图像是不透明的，并且很大程度上与其正在覆盖的视 频帧相同它对于每一帧而被更新图像与它正覆盖的视频之间的典 型轻微差异构成标记根据本发明实施例的用于对媒体内容进行标记的系统可需要将 待嵌入的信息变换到不同的域(例如频域(例如DCT、小波或快速傅 立叶))在需要变换以准备待嵌入的信息时，通常可以通过仅需要 进行一次变换的方式来分离信息，并且可以将信息进行组装，以通过 简单方式创建待嵌入的不同数据的变形。

该修改于是通过将图像添加 到视频帧而被应用在空间域中可以通过拥有更少的处理能力的远程 设备来应用该操作根据本发明实施例的用于对媒体内容进行标记的很多系统嵌入独立于帧内容的静态信息对于这些系统，可应用变换，而无需知道 修改所应用的基础媒体其它系统需要应用于实际媒体的修改，并且 媒体内容根据其内容而被修改这些系统在创建覆盖之前对内容进行 分析对视频进行分析的处理仅需要被执行一次，但其对于以不同信 息所标记的每个拷贝可以应用多次假设视频内容在短时间段上不显著改变，如果不是对每个帧而是对每N帧执行分析，则实现性能的明 显增益参照图1，在一个实施例中，示出取证标记处理的流程图典型 压缩的原始视频内容100用于发布应该以唯一信息来最终标记的几个 拷贝为了减少发布端上的工作以及所需的发布带宽，将相同的文件 以数字方式传递101到接收方的消费者电子设备145，在接收方的消 费者电子设备145，它被实际地标记在传递之前，对文件进行分析， 并且确定感知模型，其标识适合于隐藏不易感知的信息的视频的位置 这对于减少在接收端处的所需的处理能力可以是有用的当选择待嵌 入的消息时105 (例如当确定接收方时)，通过应用标记过程并且创 建可以用于组装待嵌入的信息的组成部分来准备覆盖图像104。

在从 原始视频推导出的并且根据视频特性确定。