CN100394796C - 基于数字水印的数字电视审查及监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数字水印的数字电视审查及监测系统。节目信息管理子系统用于接收来自嵌入终端子系统的服务请求，通过与数据库服务器的数据交互，对服务请求进行处理，并将处理结果发送给嵌入终端子系统；嵌入终端子系统用于向节目信息管理子系统发送节目送审者的服务请求，并接收来自节目信息管理子系统的反馈结果；并从该反馈结果中提取调制加密后的电子许可证并嵌入到数字节目中，或将不允许信息提供给送审者；节目监测子系统用于对传送的电视节目进行监测，当未从传送的节目中检测到电子许可证时，把该节目的相关信息作为警报信息，发送至数据库服务器。本发明具有电子许可证不可伪造、监测实时和可行性高的特点。

Description

基于数字水印的数字电视审查及监测系统

技术领域

本发明属于数字电视监测技术领域，具体涉及一种基于数字水印的数字电视审查及监测系统。

背景技术

所谓数字电视是一个从节目摄制、节目编辑、发射、传输、到信号接收、处理显示完全数字化的电视系统，是融计算机技术、通讯技术、网络技术和电子技术于一身的高新技术产品。《广播影视科技“十五”计划和2010年远景规划》明确提出：到2005年我国有线数字电视用户超过3000万户，2010年全面实现数字广播电视，2015年停止模拟广播电视的播出。与传统的模拟电视相比，数字电视具有清晰度高、伴音效果佳、抗干扰能力强等特点，数字电视作为电视发展的未来趋势和最新理念，已开始深入人心，改变着人们的生活。

随着小型数码摄像机(DV机)的普及，一些社会机构和个人制作DV片越来越容易，这其中可能会存在题材晦涩、内容消极等问题。另外，作为将来数字电视发展的一个重要方向的数字付费电视吸引观众的一个大的卖点就是节目内容的丰富性，这无疑会为节目制作商带来商机，但同时节目制作商为了吸引观众的眼球，可能会提供一些国家不容许的展示血腥、暴力、凶杀、恐怖的场景和内容。因此数字电视节目在准予播放前必须要严格审查。

目前电视节目的审查和监测机制表现为发行前的审查、传送前的审查和传送时的监测。具体地是，在节目制作商的节目发行前，必须先经国家广播电影电视总局或由其指定的审查机构审查通过后才能取得相应的发行许可证，准予发行。在电视节目传送前，先由广播电视行政部门对节目进行播放前的审查，发放播放许可证。在电视节目的传送时，广播电视行政部门通过设立监测机构来实现对从事广播电视节目传送业务的机构的监测，以保障广播电视节目传送业务的正常运作。目前，监测机构主要采用人工监视和自动监测系统两种方式。

监测机构主要负责数字电视传输流的分析和监测、传输质量和播出内容的监测，其中对数字电视视音频内容的监测主要表现为对正常播出中出现的各种视音频异态和非法节目进行识别并报警。但是目前的监测机构并没有涉及到对电视节目是否通过审查的监测，因此对电视节目的审查把关主要是通过发行前的审查和传送前的审查来实现。但是节目的发行许可证由于并不存在实质性的防伪技术，有可能会被伪造，由此带来的问题是，未送审或未通过审查的节目，特别是非法来源的广播电视节目信号可能会利用伪造的节目发行许可证通过传送前的审查而被准予传送，造成不良影响。特别地，带有色情、暴力等内容的节目对未成年人的影响不容忽视。此外，由于缺乏实时性的审查监测机制，所以不能及早发现未送审或未通过审查的节目，不能及时地对传送这些未送审或未通过审查的节目的相关机构进行处理。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种基于数字水印的数字电视审查及监测系统，该系统具有监测的实时性和高可行性。

本发明提供的一种基于数字水印的数字电视审查及监测系统，其特征在于：该系统包括数据库服务器、节目信息管理子系统、嵌入终端子系统和节目监测子系统；其中，

数据库服务器用于存储节目信息和警报信息；

节目信息管理子系统用于接收来自嵌入终端子系统的服务请求，通过与数据库服务器的数据交互，对服务请求进行处理，并在节目审查结果出来后，对节目进行审查处理，最后将处理结果发送给嵌入终端子系统；

嵌入终端子系统用于向节目信息管理子系统发送节目送审者的服务请求，并接收来自节目信息管理子系统的反馈结果；根据反馈结果，从该反馈结果中提取调制加密后的电子许可证并嵌入到数字节目中，或者将不允许嵌入的提示信息提供给节目送审者；

节目监测子系统用于对数字电视网络传送的电视节目进行监测，当未从传送的节目中检测到电子许可证时，把该节目的相关信息作为警报信息，发送至数据库服务器。

上述节目信息管理子系统包括调度模块、节目注册模块、登录模块、审查处理模块、节目信息访问模块和电子许可证授与模块；

调度模块用于协调节目信息管理子系统中其它各模块之间的相互关系和信息传递；它还接受来自嵌入终端子系统的各种服务请求，将不同类型的服务请求分发至节目信息管理子系统中对应的模块，并将各种服务请求的处理结果反馈回嵌入终端子系统；

节目注册模块用于接收来自调度模块的节目注册请求，提取该请求中的节目注册信息，生成一个该节目的唯一标识符作为节目ID，向调度模块发送建立新记录的请求；

登录模块用于接收来自调度模块的节目ID认证请求，向调度模块发送节目ID信息的查询请求；

审查处理模块用于完成节目审查结果出来后的操作处理，将节目审查结果或该节目的标识发送给调度模块，并接收调度模块的反馈信息；

节目信息访问模块用于接收来自调度模块的建立新记录、查询或修改节目的相关信息的请求，查询或修改节目信息数据库，并将处理结果反馈给调度模块；

电子许可证授与模块用于完成与电子许可证授与相关的操作处理，它根据来自调度模块的电子许可证授与请求，向调度模块发送查询节目标识是否存在和该节目的审查状态的请求，并依据由调度模块反馈回的查询结果进行，将保存在节目信息管理子系统的服务器本地的电子许可证经调制、加密后与认证结果一起发送到嵌入终端子系统、或者仅发送认证结果给嵌入终端子系统；

上述嵌入终端子系统包括交互接口、嵌入终端节目标识提取模块和电子许可证嵌入模块；

交互接口用于负责向调度模块发送节目送审者的各种服务请求，并接收来自调度模块的反馈信息；

嵌入终端节目标识提取模块采用与节目信息管理子系统中服务器端节目标识提取算法相同的算法提取嵌入终端处的数字电视节目的标识信息，向节目信息管理子系统发送电子许可证授与请求；

电子许可证嵌入模块接收来自节目信息管理子系统的信息，对接收到的信息中的认证结果进行判断，当允许嵌入电子许可证时，从接收到的信息中提取调制加密后的电子许可证，并嵌入到数字节目中；否则，将不允许嵌入的提示信息提供给节目送审者。

上述节目监测子系统包括水印提取模块、解密模块、监测端节目标识提取模块、解调模块、相关性判别模块、警报信息产生模块和警报信息管理模块；

水印提取模块用于从接收到的数字电视节目的当前帧中实时提取出嵌入的数字水印，并把提取出的数字水印发送到解密模块；

水印提取模块采用与嵌入终端子系统中所使用的数字视频水印嵌入算法相对应算法提取数字电视节目中的水印信息；

解密模块用于接收来自于水印提取模块的数字水印，利用保存在节目监测子系统本地的公钥对其解密，并把解密后的数字水印发送到解调模块；

监测端节目标识提取模块提取出接收到的数字电视节目的当前帧的特征信息，并把该特征信息作为标识信息发送到解调模块；

监测端节目标识提取模块采用与节目信息管理子系统中服务器端节目标识提取模块相类似的算法，不同的是，监测端节目标识提取模块把数字电视节目的当前帧的特征信息作为标识信息提取出来；而服务器端节目标识提取模块提取的是由数字电视节目的所有帧中的特征信息组成的标识信息。

解调模块用于接收来自于解密模块的解密后的数字水印和来自于监测端节目标识提取模块的标识信息，把该解密后的数字水印与该标识信息进行内积运算，并把运算结果作为解密解调后的数字水印发送到相关性判别模块；

相关性判别模块用于接收来自于解调模块的解密解调后的数字水印，并计算该解密解调后的数字水印与保存在节目监测子系统本地的电子许可证的相关性；将计算的结果与门限值比较，当比较结果为需要报警时，发送信息至警报信息产生模块；

警报信息产生模块根据相关性判别模块发送的信息，生成该节目的警报信息，并把该警报信息发送到警报信息管理模块；

警报信息管理模块接收来自警报信息产生模块的警报信息，查询警报信息数据库，判断该警报信息是否已存在于警报信息数据库中，当该警报信息不存在于警报信息数据库中时，将该警报信息保存到警报信息数据库中。

本发明系统可以监测出传送未送审或未通过审核的电视节目的相关机构，并提供足够的实质性证据以追究其责任。具体而言，本发明具有如下优点：

(1)电子许可证的不可伪造性：本发明中电子许可证在被嵌入前，先被调制成与节目内容相关的电子许可证、再利用私钥加密；数字水印在被提取出来后，先利用公钥来解密、再解调。其中，加、解密密钥是不相同的，即是采用非对称密码学的方式。如果对节目监测时，先基于公钥解密、再解调后，可以成功提取出电子许可证，那么该电子许可证在调制后、嵌入前必定是经过服务器端的私钥加密的，即必定不是伪造的。

(2)电子许可证的安全性：电子许可证作为一种数字水印嵌入到节目中后，与节目本身融为一体，人眼是不能看见的。而且在没有足够信息的情况下，即使通过计算机的分析，也不能获取节目里嵌入的电子许可证。而且，为了使得电子许可证更加地安全，本发明中电子许可证在被嵌入前，被调制成与节目内容相关的，即不同的节目所对应的调制后的电子许可证是不一样。

(3)监测的实时性：在节目审查中心处建立节目监测子系统，而且该系统中的所有模块都可以硬件的形式实现。

(4)可行性高：在嵌入终端嵌入电子许可证，可以减轻审查中心服务器的负荷；在节目审查中心处建立节目监测子系统，而且该系统中的所有模块都可以硬件的形式实现，从而具有方法简单、实施容易、成本较低等特点。

附图说明

图1是本发明系统的体系结构图；

图2是本发明系统的结构示意图；

图3是节目信息数据库中的节目信息的结构；

图4是警报信息数据库中的警报信息数据的结构；

图5是节目信息的管理过程图，其中5.1是电子许可证嵌入终端的服务请求执行过程，5.2是审查中心服务器端的服务请求响应过程，5.3是审查中心服务器端的审查处理过程；

图6是电子许可证的嵌入过程图，其中6.1是电子许可证嵌入终端的执行过程，6.2是审查中心服务器端的执行过程；

图7是数字电视节目的监测过程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括数据库服务器100、节目信息管理子系统200、嵌入终端子系统300和节目监测子系统400。

数据库服务器100存储的数据包括两种：节目信息和警报信息。数据库服务器100接收、处理和反馈节目信息管理子系统200和节目监测子系统400的操作(查询、修改数据信息)请求，该操作请求使用OLEDB数据接口。

节目信息管理子系统200是整个系统的Server端，负责接收来自嵌入终端子系统300的服务请求，通过与数据库服务器100的数据交互，对服务请求进行处理，并在节目审查结果出来后，对节目进行审查处理，最后将处理结果发送给嵌入终端子系统300。具体地说，节目信息管理子系统200负责：(1)接收来自嵌入终端子系统300的节目注册请求，在数据库服务器100中建立新记录，并将处理结果反馈给嵌入终端子系统300；(2)接收来自嵌入终端子系统300的节目ID认证请求，查询数据库服务器100以验证节目ID信息的合法性，并将查询结果反馈给嵌入终端子系统300。当节目ID信息是合法时，接收来自嵌入终端子系统300的节目信息的操作(查询、修改)请求，对数据库服务器100中的节目信息进行处理(查询、修改)，并将处理结果反馈给嵌入终端子系统300；(3)当审查结果出来后，在数据库服务器100中查询该节目的送审者的E-mail，并依据反馈回的E-mail信息，通过E-mail方式把节目审查结果通知到节目送审者。当节目通过审查时，在数据库服务器100中修改该节目的“节目标识”字段，设置该节目的“审查状态”字段为“通过”；否则，仅设置该节目的“审查状态”字段为“未通过”；(4)接收来自嵌入终端子系统300的电子许可证授与请求，在数据库服务器100中查询电子许可证授与请求中的节目标识是否存在和该节目的审查状态，再依据反馈回的查询结果来设置相应的认证结果。当该认证结果为允许嵌入时，把保存在节目信息管理子系统200的服务器本地的电子许可证经调制、加密后与认证结果一起发送至嵌入终端子系统300；否则仅把该认证结果发送至嵌入终端子系统300。

嵌入终端子系统300是整个系统的客户端，可以是任一能使用B/S的计算机。嵌入终端子系统300用于：(1)向节目信息管理子系统200发送节目送审者的服务请求(包括节目注册请求、节目ID认证请求，节目信息的查询或修改请求、电子许可证授与请求)，并接收来自节目信息管理子系统200的反馈结果；(2)对电子许可证授与请求的反馈结果进行判断，当该反馈结果中的认证结果为允许嵌入时，从该反馈结果中提取调制加密后的电子许可证，并嵌入到数字节目中，再通过数字电视网络传送给用户；否则，将不允许嵌入的提示信息提供给节目送审者。

节目监测子系统400是节目审查中心处的应用程序服务器。节目监测子系统400用于对数字电视网络传送的电视节目进行监测，并当未从传送的节目中检测到电子许可证时，把该节目的相关信息作为警报信息，发送至数据库服务器100。具体过程是：从正在传送的数字节目的当前帧中实时提取出数字水印和标识信息，解密数字水印，依据该节目的标识信息对解密后的数字水印进行解调，并计算该解密解调后的数字水印与保存在节目监测子系统的服务器本地的电子许可证的相关性，判别正在传送的节目中是否能检测到电子许可证。当未从传送的节目中检测到电子许可证时，把该节目的相关信息(如节目频道、节目名称等)作为警报信息，并发送到数据库服务器100中储存起来，以便将来作为追究责任的法律依据。

本发明对于不同类型的数字电视节目，在具体实施时有略微的不同，如：节目信息数据库中的节目信息的结构对于不同类型的送审节目是不同的。这是因为现实生活中不同的类型的节目审查所遵循的规定也不同。如，对国产电视剧、合拍剧、引进剧和用于电视媒体播出的电影故事片的审查要参照电视剧审查管理规定(国家广播电影电视总局令第40号)规定，对故事片、纪录片、科教片、美术片、专题片等电影片(含胶片电影、数字电影、电视电影等)的审查要参照电影剧本(梗概)立项、电影片审查暂行规定(国家广播电影电视总局令第30号)规定。

下面以国产电视剧为例，对上述各部分作进一步详细说明。

如图2所示，数据库服务器100主要使用oracle9i数据库系统，存放两种数据库：节目信息数据库101和警报信息数据库102。

节目信息数据库101存放的表格是在国家广电总局下发的《国产电视剧报审表》的基础上增设了如下字段：节目ID、节目标识、审查状态等。

警报信息数据库102存放的是未检测到电子许可证的节目的相关信息，包括如下字段：节目频道、节目名称、播放时间段等。

节目信息管理子系统200包括调度模块210、节目注册模块220、登录模块230、审查处理模块240、节目信息访问模块250和电子许可证授与模块260。

调度模块210的功能为；接受来自嵌入终端子系统300的各种服务请求，将不同类型的服务请求发送到不同的模块中，并将各种服务请求的处理结果反馈回嵌入终端子系统300；协调其它模块之间的相互关系和信息传递。具体地，调度模块210负责：(1)接收来自嵌入终端子系统300的节目注册请求，并发送至节目注册模块220，再将由节目注册模块220反馈回的建立新记录的请求发送至节目信息访问模块250，并将来自节目信息访问模块250的处理结果反馈给嵌入终端子系统300；(2)接收来自嵌入终端子系统300的节目ID认证请求，并发送至登录模块230，再将由登录模块230反馈回的节目ID信息的查询请求发送至节目信息访问模块250，并将来自节目信息访问模块250的查询结果反馈给嵌入终端子系统300。当节目ID信息是合法时，接收来自嵌入终端子系统300的节目信息的操作(查询、修改)请求，并发送至节目信息访问模块250，并将来自节目信息访问模块250的处理结果反馈给嵌入终端子系统300；(3)接收来自节目审查结果通知模块241的节目送审者的E-mail查询请求和修改该节目的“审查状态”字段的请求，并发送至节目信息访问模块250，再将来自节目信息访问模块250的E-mail信息和修改结果反馈回节目审查结果通知模块241；(4)接收来自服务器端节目标识提取模块242的修改该节目的“节目标识”字段的请求，并发送至节目信息访问模块250，再将来自节目信息访问模块250的处理结果(修改成功与否的信息)反馈给服务器端节目标识提取模块242；(5)接收来自嵌入终端子系统300的电子许可证授与请求，并发送至节目身份认证模块261，再将来自节目身份认证模块261的查询节目标识是否存在和该节目是否通过审查的请求发送至节目信息访问模块250，再将来自节目信息访问模块250的查询结果反馈给节目身份认证模块261。

节目注册模块220接收来自调度模块210的节目注册请求，提取该请求中的节目注册信息，生成一个该节目的唯一标识符作为节目ID，向调度模块210发送建立新记录的请求。

登录模块230接收来自调度模块210的节目ID认证请求，向调度模块210发送节目ID信息的查询请求。

审查处理模块240主要完成节目审查结果出来后的操作处理，它包括节目审查结果通知模块241和服务器端节目标识提取模块242。在节目的审查结果出来后，节目审查结果通知模块241向调度模块210发送该节目的送审者的E-mail查询请求和修改该节目的“审查状态”字段的请求，接收由调度模块210反馈回的E-mail信息和修改结果，并依据该E-mail信息，通过E-mail方式把节目审查结果通知到节目送审者。当节目通过审查时，服务器端节目标识提取模块242提取该节目的标识作为该节目身份的唯一性的标识，向调度模块210发送修改该节目的“节目标识”字段的请求，并接收由调度模块210反馈回的修改结果。由于不同的节目所对应提取出的节目内容识别信息是不一样的，因此可以把节目内容识别信息作为节目内容的唯一性标识，用于在电子许可证嵌入前的节目内容的认证。服务器端节目标识提取模块242的实现过程为：首先在节目的每帧中通过零水印方法从空间域或压缩域中选取特征信息；最后所有的帧的特征信息组成节目内容识别信息。

节目信息访问模块250用于：(1)接收来自调度模块210的建立新记录、修改节目的相关信息的请求，修改节目信息数据库101，并将处理结果反馈给调度模块210；(2)接收来自调度模块210的查询节目的相关信息的请求，查询节目信息数据库101，并将查询结果反馈给调度模块210。其中，节目信息数据库101中的节目信息数据的结构如图3所示。

电子许可证授与模块260主要完成与电子许可证授与相关的操作处理，它包括节目身份认证模块261、电子许可证调制模块262和加密模块263。节目身份认证模块261接收来自调度模块210的电子许可证授与请求，向调度模块210发送查询节目标识是否存在和该节目的审查状态的请求，并依据由调度模块210反馈回的查询结果(有3种查询结果：0表示该节目标识存在并且该节目是审查通过的；1表示该节目的节目标识信息不正确；2表示该节目未通过审查)来设置相应的认证结果。当该查询结果为0时，把认证结果设置为0(表示允许嵌入电子许可证)；否则设置为1(表示不允许嵌入电子许可证)。当该认证结果为0时，把认证结果和节目标识发送到电子许可证调制模块262，接收来自加密模块263的调制加密后的电子许可证，并把该调制加密后的电子许可证和认证结果发送到嵌入终端子系统300；否则，仅把该认证结果发送到电子许可证调制模块262和嵌入终端子系统300。电子许可证调制模块262接收来自节目身份认证模块261的认证结果，并在该认证结果为0(表示允许嵌入电子许可证)时，从来自节目身份认证模块261的信息中提取出节目标识，并把保存在节目信息管理子系统200的服务器本地的电子许可证与该节目标识做内积运算的结果作为调制后的电子许可证发送到加密模块263。加密模块263接收来自电子许可证调制模块262的调制后的电子许可证，利用保存在节目信息管理子系统200的服务器本地的私钥对其加密，并将调制加密后的电子许可证发送到节目身份认证模块261。

需要说明的是，本发明中的电子许可证是数字信息，可以是文字、符号、图像、影像、条形码等形式资料之一或其任意组合。电子许可证是唯一的，而且保存在节目信息管理子系统200和节目监测子系统400的服务器端的本地处。为了使得电子许可证更加地安全，电子许可证调制模块262在电子许可证分发前，把电子许可证调制成与节目内容相关的，即不同的节目所对应的调制后的电子许可证是不一样。而且，为了使得电子许可证是不可伪造的，电子许可证在被嵌入前，先被调制成与节目内容相关的电子许可证、再利用保存在节目信息管理子系统200的服务器本地的私钥加密；数字水印在被提取出来后，先利用保存在节目监测子系统400的服务器本地的公钥来解密、再解调。其中，加、解密密钥是不相同的，即是采用非对称密码学的方式。加密模块263是采用保存在节目信息管理子系统200的服务器本地的私钥加密的。之所以这样做，是由于如果对节目监测时先基于公钥解密、再解调后可以成功提取出电子许可证，那么该电子许可证在调制后、嵌入前必定是经过服务器端的私钥加密的，即必定不是伪造的。

嵌入终端子系统300包括交互接口310、嵌入终端节目标识提取模块320和电子许可证嵌入模块330。

交互接口310是节目送审者和嵌入终端子系统300之间的交互接口，它可以是键盘、鼠标等输入设备，也可以是显示器等输出设备。交互接口310负责向调度模块210发送节目送审者的各种服务请求，包括节目注册请求、节目ID认证请求、节目信息的查询或修改请求，并接收来自调度模块210的反馈信息。

嵌入终端节目标识提取模块320提取嵌入终端处的数字电视节目的标识信息，向节目信息管理子系统200发送电子许可证授与请求。需要说明的是，嵌入终端节目标识提取模块320和节目信息管理子系统200中的服务器端节目标识提取模块242使用相同的算法。由于嵌入终端和服务器端之间缺乏信任，有可能提交审查并通过的节目与要求嵌入电子许可证的节目不是同一节目，所以必须要求嵌入终端在节目中嵌入电子许可证前认证节目的内容。同时考虑到不同的节目所对应提取出的节目内容识别信息是不一样的，因此可以把节目内容识别信息作为节目内容的唯一性标识，用于电子许可证嵌入前的节目内容的认证。

电子许可证嵌入模块330接收来自节目信息管理子系统200的信息(包括认证结果；当允许嵌入时，还包括调制加密后的电子许可证)，对接收到的信息中的认证结果进行判断，当认证结果为0(表示允许嵌入电子许可证)时，从接收到的信息中提取调制加密后的电子许可证，并嵌入到数字节目中；否则，将不允许嵌入的提示信息提供给节目送审者。电子许可证嵌入模块330把调制加密后的电子许可证按帧分段后，再使用任一数字视频水印嵌入算法来把各段调制加密后的电子许可证嵌入到节目的对应帧中。需要说明的是，本发明中调制加密后的电子许可证作为一种数字水印嵌入到节目中后，与节目本身融为一体，人眼是不能看见的。而且在没有足够信息的情况下，即使通过计算机的分析，也不能获取节目里嵌入的电子许可证。另外，水印算法的选择及相关参数的选择必须保证水印的鲁棒性和透明性，要求在不影响视觉感知的条件下，在数字电视节目的传送过程中水印信息不会丢失。本发明中，之所以把电子许可证嵌入模块330放在嵌入终端子系统300中，是为了减轻节目信息管理子系统200的负荷。

节目监测子系统400位于节目审查中心处，包括水印提取模块410、解密模块420、监测端节目标识提取模块430、解调模块440、相关性判别模块450、警报信息产生模块460和警报信息管理模块470。

水印提取模块410从接收到的数字电视节目中的当前帧中实时提取出嵌入的数字水印，并把提取出的数字水印发送到解密模块420。水印提取模块410使用的数字视频水印提取算法与电子许可证嵌入模块330所使用的数字视频水印嵌入算法是相对应的。

解密模块420用于接收来自于水印提取模块的数字水印，并利用保存在节目监测子系统400的服务器本地的公钥对其解密，并将解密后的数字水印发送到解调模块440。

监测端节目标识提取模块430采用与节目信息管理子系统中服务器端节目标识提取算法相类似的算法，把数字电视节目的当前帧的特征信息作为标识信息提取出来，并发送到解调模块440。

解调模块440用于接收来自于解密模块420的解密后的数字水印和来自于监测端节目标识提取模块430的标识信息，把该解密后的数字水印与该标识信息进行内积运算，并把运算结果作为解密解调后的数字水印发送到相关性判别模块450。

相关性判别模块450实现：(1)接收来自于解调模块440的解密解调后的数字水印，计算该解密解调后的数字水印与保存在节目监测子系统400的服务器本地的电子许可证的相关性；(2)进行进一步的判别：如果所有的相关性值都低于一固定的门限值，则认为当前节目中未嵌入电子许可证，并设置警报标志为1；否则，认为当前节目中嵌入了电子许可证，并设置警报标志为0；(3)把警报标志(为0，则表示该节目中嵌入了电子许可证；否则，用1表示)发送到警报信息产生模块460。需要说明的是，判别时所使用的门限值可以依据具体情况来人为设定。

警报信息产生模块460在从相关性判别模块450接收到的警报标志为1(即节目中未检测到电子许可证)时，生成该节目的警报信息，包括节目频道、节目名称等，并把该警报信息发送到警报信息管理模块470；否则不作任何处理。

警报信息管理模块470接收来自警报信息产生模块460的警报信息，查询警报信息数据库102，判断该警报信息是否已存在于警报信息数据库102中，当该警报信息不存在于警报信息数据库102中时，将该警报信息保存到警报信息数据库102中。警报信息数据库102中的警报信息数据的结构如图4所示。

下面结合图5进一步说明节目信息的管理过程。具体的步骤为：

(1)如果送审的数字电视节目是初审，即未注册时，首先节目送审者通过B/S方式向节目信息管理子系统200提交送审节目的注册信息，发送节目注册请求，并等待节目信息管理子系统200的响应。

(2)节目信息管理子系统200接收到节目注册请求后，首先提取节目的注册信息，生成一个该节目的唯一标识符作为节目ID，并依据节目的这些相关信息在数据库服务器100中建立新记录，设置该节目的“审查状态”字段为“审查中”(节目的审查状态共有3种：通过、未通过、审查中)，并把注册结果反馈给嵌入终端子系统300。

(3)如果送审的数字电视节目已注册，则首先节目送审者通过B/S方式向节目信息管理子系统200提交节目ID信息，向节目信息管理子系统200发送节目ID认证请求以验证节目ID的合法性，并等待节目信息管理子系统200的响应。

(4)节目信息管理子系统200接收到节目ID认证请求后，首先通过查询数据库服务器100来验证节目ID信息的合法性。如果该节目ID是合法ID(该节目ID的信息已经保存在数据库服务器100中的节目信息数据库101)，则节目信息管理子系统200允许该节目ID进行下一步的操作(如查询、修改节目信息等)；否则，给出节目ID信息不正确的提示信息，并要求节目送审者重新开始节目ID认证过程。

(5)节目送审者通过B/S方式向节目信息管理子系统200发送节目的查询请求，并等待节目信息管理子系统200的响应。

(6)如果节目是重新送审，则节目送审者通过B/S方式向节目信息管理子系统200发送节目的修改请求，并等待节目信息管理子系统200的响应。

(7)节目信息管理子系统200接收到节目的查询、修改请求后，查询、修改数据库服务器100，并将处理结果反馈给嵌入终端子系统300。

(8)节目的审查结果出来后，节目信息管理子系统200把审查结果储存到数据库服务器100中。

(9)节目信息管理子系统200从数据库服务器100中查询出节目送审者的E-mail信息，并通过发送E-mail的方式把审查结果反馈给节目送审者。

(10)当节目的审查结果为通过时，节目信息管理子系统200提取节目的标识信息并储存到数据库服务器100中。

下面结合图6进一步说明在数字电视节目中嵌入电子许可证的过程。

具体的步骤为：

(1)嵌入终端子系统300在该节目中嵌入电子许可证前，必须先提交该节目的标识信息，向节目信息管理子系统200发送电子许可证授与请求，等待反馈结果。

(2)节目信息管理子系统200接收到来自嵌入终端子系统300的电子许可证授与请求后，首先通过查询节目信息数据库以验证该请求中的节目标识信息的合法性和该节目是否通过审查，并依据查询结果来设置相应的认证结果，并把该认证结果发送到嵌入终端子系统300。

(3)只有当认证结果为0时，节目信息管理子系统200才向嵌入终端子系统300发送调制加密后的电子许可证。

(4)当从节目信息管理子系统200接收到的认证结果为0时，嵌入终端子系统300在该节目中嵌入由节目信息管理子系统200分发的调制加密后的电子许可证。

下面结合图7进一步说明数字电视节目的监测过程。具体的步骤为：

(1)节目监测子系统400从接收到的节目的当前帧中实时提取出嵌入的数字水印。

(2)节目监测子系统400对提取出的数字水印进行解密、解调。

(3)节目监测子系统400计算解密、解调后的数字水印与保存在节目监测子系统400的服务器本地的电子许可证的相关性。

(4)依据得到的相关性值来判别当前节目是否嵌入了电子许可证。具体地，如果相关性值高于一固定的门限值，则设置警报标志为0，认为当前节目中嵌入了电子许可证；否则，认为当前节目中没有嵌入电子许可证，则设置警报标志为1。

(5)节目监测子系统400在警报标志为1，即当前节目中没有检测出电子许可证时，产生警报信息并储存备份到数据库服务器100中的警报信息数据库102中。

为进一步说明，提供本发明实现的一个简单实例如下。

1.数据库服务器：

主要使用oracle9i数据库系统，存放了两种数据：节目信息数据库和警报信息数据库。它与其它子系统的交互接口使用OLEDB数据接口。

2.节目信息管理子系统：

运行的硬件环境：CPU≥1.4GHZ，内存≥256MB，硬盘空间≥10GB；

运行的软件环境：MS Windows NT/2000/XP/2003 Server；

该系统的所有模块全部由C++语言编程实现。

3.嵌入终端子系统

运行的硬件环境：CPU≥1GHZ，内存≥64MB，硬盘空间≥2GB；

运行的软件环境：MS Windows 9X/Me/2000/XP/2003 Professional/CE；

该系统的所有模块全部由C++语言编程实现，其中嵌入终端节目标识提取模块和电子许可证嵌入模块可以通过软件方式实现，再打包放在服务器上供嵌入终端下载。

4.节目监测子系统：

该子系统可以通过软件程序实现，也可以做成独立的硬件来实现以提高效能。

拟采用软件方式实现时：

运行的硬件环境：CPU≥1.4GHZ，内存≥256MB，硬盘空间≥10GB；

运行的软件环境：MS Windows NT/2000/XP/2003 Server；

该系统的所有模块全部由C++语言编程实现。

Claims (6)

1.一种基于数字水印的数字电视审查及监测系统，其特征在于：该系统包括数据库服务器(100)、节目信息管理子系统(200)、嵌入终端子系统(300)和节目监测子系统(400)；其中，

数据库服务器(100)用于存储节目信息和警报信息；

节目信息管理子系统(200)用于接收来自嵌入终端子系统(300)的服务请求，通过与数据库服务器(100)的数据交互，对服务请求进行处理，并在节目审查结果出来后，对节目进行审查处理，最后将处理结果发送给嵌入终端子系统(300)；

嵌入终端子系统(300)用于向节目信息管理子系统(200)发送节目送审者的服务请求，并接收来自节目信息管理子系统(200)的反馈结果；根据反馈结果，从该反馈结果中提取调制加密后的电子许可证并嵌入到数字节目中，或者将不允许嵌入的提示信息提供给节目送审者；

节目监测子系统(400)用于对数字电视网络传送的电视节目进行监测，当未从传送的节目中检测到电子许可证时，把该节目的相关信息作为警报信息，发送至数据库服务器(100)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：节目信息管理子系统(200)包括调度模块(2 10)、节目注册模块(220)、登录模块(230)、审查处理模块(240)、节目信息访问模块(250)和电子许可证授与模块(260)；

调度模块(210)用于协调节目信息管理子系统(200)中其它各模块之间的相互关系和信息传递；它还接受来自嵌入终端子系统(300)的各种服务请求，将不同类型的服务请求分发至节目信息管理子系统(200)中对应的模块，并将各种服务请求的处理结果反馈回嵌入终端子系统(300)；

节目注册模块(220)用于接收来自调度模块(210)的节目注册请求，提取该请求中的节目注册信息，生成一个该节目的唯一标识符作为节目ID，向调度模块(210)发送建立新记录的请求；

登录模块(230)用于接收来自调度模块(210)的节目ID认证请求，向调度模块(210)发送节目ID信息的查询请求；

审查处理模块(240)用于完成节目审查结果出来后的操作处理，将节目审查结果或该节目的标识发送给调度模块(210)，并接收调度模块(210)的反馈信息；

节目信息访问模块(250)用于接收来自调度模块(210)的建立新记录、查询或修改节目的相关信息的请求，查询或修改节目信息数据库(101)，并将处理结果反馈给调度模块(210)；

电子许可证授与模块(260)用于完成与电子许可证授与相关的操作处理，它根据来自调度模块(210)的电子许可证授与请求，向调度模块(210)发送查询节目标识是否存在和该节目的审查状态的请求，并依据由调度模块(210)反馈回的查询结果，将保存在节目信息管理子系统(200)的服务器本地的电子许可证经调制、加密后与认证结果一起发送到嵌入终端子系统(300)、或者仅发送认证结果给嵌入终端子系统(300)。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：审查处理模块(240)包括节目审查结果通知模块(241)和服务器端节目标识提取模块(242)；

节目审查结果通知模块(241)用于在节目的审查结果出来后，向调度模块(210)发送查询请求和修改请求，并接收由调度模块(210)反馈回查询信息和修改结果，将节目审查结果通知到节目送审者；

服务器端节目标识提取模块(242)用于在节目通过审查时，提取该节目的标识作为该节目身份的唯一性的标识，向调度模块(210)发送修改该节目的“节目标识”字段的请求，并接收由调度模块(210)反馈回的修改结果。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：电子许可证授与模块(260)包括节目身份认证模块(261)、电子许可证调制模块(262)和加密模块(263)；

节目身份认证模块(261)用于接收来自调度模块(210)的电子许可证授与请求，向调度模块(210)发送查询节目标识是否存在和该节目的审查状态的请求，并依据由调度模块(210)反馈回的查询结果设置相应的认证结果；当允许嵌入电子许可证时，把该认证结果和节目标识发送到电子许可证调制模块(262)，接收来自加密模块(263)的调制加密后的电子许可证，并把该调制加密后的电子许可证和认证结果发送到嵌入终端子系统(300)；否则，仅把该认证结果发送到电子许可证调制模块(262)和嵌入终端子系统(300)；

电子许可证调制模块(262)接收来自节目身份认证模块(261)的认证结果，当允许嵌入电子许可证时，从来自节目身份认证模块(261)的信息中提取出节目标识，并把保存在节目信息管理子系统(200)的服务器本地的电子许可证与该节目标识做内积运算的结果作为调制后的电子许可证发送到加密模块(263)；

加密模块(263)接收来自电子许可证调制模块(262)的调制后的电子许可证，利用保存在节目信息管理子系统(200)的服务器本地的私钥对其加密，并将调制加密后的电子许可证发送到节目身份认证模块(261)。

5.根据权利要求1至4中任一所述的系统，其特征在于：嵌入终端子系统(300)包括交互接口(310)、嵌入终端节目标识提取模块(320)和电子许可证嵌入模块(330)；

交互接口(310)用于负责向调度模块(210)发送节目送审者的各种服务请求，并接收来自调度模块(210)的反馈信息；

嵌入终端节目标识提取模块(320)提取嵌入终端处的数字电视节目的标识信息，向节目信息管理子系统(200)发送电子许可证授与请求；

电子许可证嵌入模块(330)接收来自节目信息管理子系统(200)的信息，对接收到的信息中的认证结果进行判断，当允许嵌入电子许可证时，从接收到的信息中提取调制加密后的电子许可证，并嵌入到数字节目中；否则，将不允许嵌入的提示信息提供给节目送审者。

6.根据权利要求1至4中任一所述的系统，其特征在于：节目监测子系统(400)包括水印提取模块(410)、解密模块(420)、监测端节目标识提取模块(430)、解调模块(440)、相关性判别模块(450)、警报信息产生模块(460)和警报信息管理模块(470)；

水印提取模块(410)用于从接收到的数字电视节目的当前帧中实时提取出嵌入的数字水印，并把提取出的数字水印发送到解密模块(420)；

解密模块(420)用于接收来自于水印提取模块(410)的数字水印，并利用保存在节目监测子系统(400)本地的公钥对其解密，并把解密后的数字水印发送到解调模块(440)；

监测端节目标识提取模块(430)提取出接收到的数字电视节目的当前帧的特征信息，并把该特征信息作为标识信息发送到解调模块(420)；

解调模块(440)用于接收来自于解密模块(420)的解密后的数字水印和来自于监测端节目标识提取模块(430)的标识信息，把该解密后的数字水印与该标识信息进行内积运算，并把运算结果作为解密解调后的数字水印发送到相关性判别模块(450)；

相关性判别模块(450)用于接收来自于解调模块(440)的解密解调后的数字水印，并计算该解密解调后的数字水印与保存在节目监测子系统(400)的服务器本地的电子许可证的相关性；将计算的结果与门限值比较，当比较结果为需要报警时，发送信息至警报信息产生模块(460)；

警报信息产生模块(460)根据相关性判别模块(450)发送的信息，生成该节目的警报信息，并把该警报信息发送到警报信息管理模块(470)；

警报信息管理模块(470)接收来自警报信息产生模块(460)的警报信息，查询警报信息数据库(102)，判断该警报信息是否已存在于警报信息数据库(102)中，当该警报信息不存在于警报信息数据库(102)中时，将该警报信息保存到警报信息数据库(102)中。

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