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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1, sowie eine Markierungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
10. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 8 sowie eine Erkennungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 11. Schließlich
betrifft die Erfindung ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
9 sowie eine Entfernungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
12.
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Durch
die Einführung
der Digitalisierung von multimedialen Daten, wie zum Beispiel von
Musikstücken
oder Bewegtbildaufnahmen, ist deren Verarbeitung erheblich vereinfacht
worden. So ist beispielsweise das Kopieren von Musikstücken einer
CD (CD – compact
disc) auf eine beschreibbare CD ohne größere Schwierigkeiten durchführbar. Auch
die Verteilung von digitalisierten multimedialen Inhalten ist durch
die Einführung
des Internets leicht realisierbar. So bieten kommerzielle Musik-Verteildienste, wie zum
Beispiel Musicload (www.musicload.de), eine Vielzahl von Musikstücken zum "Downloaden" über das Internet an.
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Neben
einem kommerziellen Verarbeiten und Vertreiben von digitalen multimedialen
Daten hat in den vergangenen Jahren das unerlaubte Kopieren immer
mehr zugenommen. So können
zur Vermeidung von Raubkopien digitale Daten verschlüsselt werden,
wobei zur Wiedergabe dieser verschlüsselten digitalen Daten ein
dazugehöriger
Schlüssel
lizenziert bzw. gekauft werden muss. Zum Nachweis von illegalen
Raubkopien können
digitale Daten mit einer Markierungsinformation, zum Beispiel einem Wasserzeichen,
versehen werden. Diese Markierungsinformation kann sowohl in komprimierten
als auch in Rohdaten der digita len Daten eingebracht und nachgewiesen
werden. In dem Dokument [1] ist eine Vielzahl von Verfahren zum
Schützen
von digitalen Daten mittels Wasserzeichen angegeben.
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Werden
Wasserzeichen in komprimierte digitale Daten, wie beispielsweise
komprimierte Videodatenströme,
eingefügt,
so ändert
sich dadurch, wenn auch nur geringfügig, ihr jeweiliger Inhalt.
Dabei geht beispielsweise bei einem Videokodierverfahren eine Synchronität zwischen
einem Videoenkoder und einem Videodekoder verloren. Der Verlust
dieser Synchronität
bewirkt beispielsweise, dass der Videodekoder eine fehlerhafte Dekodierung
des komprimierten Inhalts vornimmt. So werden können Bilder nach Verlust der
Synchronität
mit Kodierartefakten durch den Videodekoder erzeugt.
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Diese
Problematik wird in [1] in Kapitel VI. "video water marking" unter einem Begriff "visible artefacts" diskutiert. Zur
Vermeidung dieser sichtbaren Artefakte schlägt [1] ein Drift-Kompensationsschema vor.
Dieses Drift-Kompensationsschema weist eine hohe Komplexität auf, da
neben einem Abschnitt des Videodatenstroms, in den das Wasserzeichen
eingefügt
werden soll, auch weitere, insbesondere nachfolgende Abschnitte,
mit Hilfe der Drift-Kompensation bearbeitet werden müssen.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, Verfahren und Vorrichtungen
anzugeben, die sowohl das Markieren von Abschnitten eines Datenstroms
mit einem Wasserzeichen als auch das Erkennen bzw. Entfernen von
Wasserzeichen derart ermöglichen,
dass dies mit einer geringen Komplexität und ohne Drift innerhalb
des Datenstroms erzielt wird.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von den Verfahren bzw. Vorrichtungen gemäß dem jeweiligen Oberbegriff
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst. Sonstige
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Bei
einem Verfahren zum Markieren von zumindest einem ersten Abschnitt
eines Datenstroms mit einem Wasserzeichen, wobei der Datenstrom
zumindest einen ersten Abschnitt und zumindest einen zweiten Abschnitt
umfasst, werden zumindest einer der ersten Abschnitte in dem Datenstrom
als zu markierender Abschnitt aufgrund eines Auswahlkriteriums ausgewählt, wobei
das Auswahlkriterium angibt, dass der zu markierende Abschnitt bei
einer Verarbeitung anderer erster und zweiter Abschnitte unberücksichtigt
bleibt, ein geschützter
Abschnitt durch Markieren des zu markierenden Abschnitts mit dem Wasserzeichen
generiert, durch Einfügen
des geschützten
Abschnitts an die Stelle des zu markierenden Abschnitts in den Datenstrom
ein geschützter Datenstrom
erzeugt wird.
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Bei
dem erfindungsgemäße Verfahren
wird eine Drift dadurch vermieden, dass das Wasserzeichen lediglich
in diejenigen Abschnitte des Datenstroms eingebracht wird, die nicht
zur Bearbeitung, wie bspw. zur Prädiktion, anderer Datenabschnitte benutzt
werden. Das Verfahren zeichnet sich durch eine geringe Komplexität aus und
ist somit z.B. bei einer Anwendung in einer Settop-Box und/oder
einem Server zur Verteilung von multimedialen Inhalten kostengünstig implementier-
und realisierbar.
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Vorzugsweise
werden durch die ersten und zweiten Abschnitte hörbare und/oder sehbare Daten beschrieben.
Somit können
Daten geschützt
werden, die sehr häufig
unberechtigt kopiert werden. Dabei kann das Wasserzeichen in diesen
Daten derart eingebracht werden, dass es beim Betrachten bzw. Anhören der
Daten für
einen Benutzer nicht stört.
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Werden
vorzugsweise die ersten und zweiten Abschnitte durch Bildbereiche,
insbesondere Bildblöcke
oder Makroblöcke,
gebildet, so kann das Verfahren auf Bild- und/oder Makroblöcke angewandt
werden. Dabei stellen diese Bild- und/oder Makroblöcke eine
kleinste Verarbeitungseinheit dar, wodurch eine Ausführung des
Verfahrens in einfacher und wenig komplexer Weise ermöglicht wird.
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Des
Weiteren kann das Verfahren bei einem Datenstrom eingesetzt werden,
der Daten komprimiert umfasst, z.B. komprimiert mittels eines Audio- und/oder
Videokodierstandards. Somit ist das Verfahren bei einem unkodierten
Datenstrom, d.h. Rohdatenstrom, als auch bei einem kodierten Datenstrom
benutzbar.
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Zusätzlich kann
vor der Markierung des zu markierenden Abschnitts dieser zumindest
teilweise dekodiert und nach der Markierung des zumindest teilweise
dekodierten zu markierenden Abschnitts der geschützte Abschnitt durch eine zur
Dekodierung inversen Kodierung des markierten und zumindest teilweise
dekodierten zu markierenden Abschnitts erzeugt werden. Damit müssen kodierte
Datenströme nicht
vollständig
en- bzw. dekodiert bzw. nach Einfügen des Wasserzeichens kodiert
werden, wodurch eine Reduktion der Rechenleistung und des Stromverbrauchs
bei der Durchführung
des Verfahrens erzielt wird.
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In
einer vorzugsweisen Weiterbildung des Verfahrens wird durch das
Auswahlkriterium beschrieben, dass der erste Abschnitt bei einer
zeitlichen und/oder örtlichen
Prädiktion
eines anderen ersten Abschnitts und eines zweiten Abschnitts unbenutzt
bleibt. Damit kann durch Absuchen von zeitlichen und/oder örtlichen
Prädiktionen
der bzw. die ersten Abschnitte gefunden werden. Dieses Absuchen
benötigt
keine komplexen Arbeitsschritte.
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In
einer alternativen Weiterbildung des Verfahrens wird durch das Auswahlkriterium
beschrieben, dass zweite Abschnitte des Datenstroms bei der Markierung
deshalb ausgewählt
werden, weil diese zur Prädiktion,
insbesondere zur zeitlichen und/oder örtlichen Prädiktion, eines ersten und/oder
eines anderen zweiten Abschnitts verwendet werden. Damit können diejenigen
Abschnitte von dem Einfügen
eines Wasserzeichens ausgeschlossen werden, die Grundlage zur Erstellung
anderer Abschnitte dienen. Dies ermöglicht eine Beschleunigung
bei der Ausführung
des Verfahrens.
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Ferner
umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Erkennen von zumindest einem
geschützten Abschnitt
eines geschützten
Datenstroms, wobei der geschützte
Datenstrom auf Basis des Verfahrens zum Markieren gebildet wird,
bei dem zumindest einer der ersten Abschnitte in dem geschützten Datenstrom
aufgrund eines Auswahlkriteriums ausgewählt wird, wobei das Auswahlkriterium
angibt, dass der zu markierende Abschnitt bei einer Verarbeitung
anderer erster und zweiter Abschnitte unberücksichtigt bleibt, bei dem
der ausgewählte
erste Abschnitt dahingehend geprüft
wird, ob dieser ein Wasserzeichen enthält, wobei im Falle eines Detektierens
des Wasserzeichens ein geschützter
Abschnitt erkannt wird.
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Mit
Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich den
geschützten
Abschnitt eines geschützten
Datenstroms, der unter Verwendung des Verfahrens zum Markieren gebildet
worden ist, zu erkennen. Dabei wird das Erkennen des geschützten Abschnitts
dadurch erheblich vereinfacht, dass nur diejenigen Abschnitte des
geschützten
Datenstroms auf ein Wasserzeichen überprüft werden, die dem ersten Abschnitt
entsprechen. Somit kann mit einem sehr geringen zeitlichen und rechentechnischen
Aufwand das Verfahren zum Erkennen ausgeführt werden.
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Zusätzlich umfasst
die Erfindung ein Verfahren zum Entfernen von Wasserzeichen aus
zumindest einem geschützten
Abschnitt eines geschützten Datenstroms,
wobei der geschützte
Datenstrom auf Basis des Verfahrens zum Markieren gebildet wird, bei
dem zumindest einer der ersten Abschnitte in dem geschützten Datenstrom
aufgrund eines Auswahlkriteriums ausgewählt wird, wobei das Auswahlkriterium
angibt, dass der ausgewählte
erste Abschnitt bei einer Verarbeitung anderer erster und zweiter
Abschnitte unberücksichtigt
bleibt, bei dem der ausgewählte
erste Abschnitt dahingehend geprüft
wird, ob dieser ein Wasserzeichen enthält, wobei im Falle eines Detek tierens
des Wasserzeichens ein geschützter
Abschnitt erkannt wird, bei dem ein korrigierter Abschnitt durch
Entfernen des Wasserzeichens aus dem geschützten Abschnitt erzeugt wird,
und bei dem ein rekonstruierter Datenstrom durch Ersetzen des geschützten Abschnitts
durch den korrigierten Abschnitt gebildet wird.
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Das
Verfahren zum Entfernen von Wasserzeichen kann mit geringer Komplexität ausgeführt werden,
da nur diejenigen Abschnitte des geschützten Datenstroms auf ein Wasserzeichen überprüft werden,
die dem ersten Abschnitt entsprechen
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Ferner
betrifft die Erfindung eine Markierungsvorrichtung zum Markieren
von zumindest einem ersten Abschnitt eines Datenstroms mit einem Wasserzeichen,
wobei der Datenstrom zumindest einen ersten Abschnitt und zumindest
einen zweiten Abschnitt umfasst, mit einer Auswahleinrichtung zum Auswählen von
zumindest einem der ersten Abschnitte in dem Datenstrom als zu markierenden
Abschnitt aufgrund eines Auswahlkriteriums, wobei das Auswahlkriterium
angibt, dass der zu markierende Abschnitt bei einer Verarbeitung
anderer erster und zweiter Abschnitte unberücksichtigt bleibt, einer Generierungseinrichtung
zum Generieren eines geschützten
Abschnitts durch Markieren des zu markierenden Abschnitts mit dem
Wasserzeichen, einer Einfügeeinrichtung
zum Erzeugen eines geschützten Datenstroms
durch Einfügen
des geschützten
Abschnitts an die Stelle des zu markierenden Abschnitts in den Datenstrom.
Mit der Markierungsvorrichtung kann das Verfahren zum Markieren
ausgeführt
werden.
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Des
Weiteren umfasst die Erfindung eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen
von zumindest einem geschützten
Abschnitt eines geschützten
Datenstroms, wobei der geschützte
Datenstrom auf Basis des Verfahrens zum Markieren gebildet wird,
mit einer Selektionseinrichtung zum Auswählen von zumindest einem der
ersten Abschnitte in dem geschützten
Datenstrom aufgrund eines Auswahlkriteriums, wobei das Auswahlkriterium
angibt, dass der ausgewählte
erste Abschnitt bei einer Verarbeitung anderer erster und zweiter
Abschnitte unberücksichtigt
bleibt, einer Prüfeinrichtung
zum Prüfen
des ausgewählten
ersten Abschnitts, ob dieser ausgewählte erste Abschnitt ein Wasserzeichen
enthält,
wobei im Falle eines Detektierens des Wasserzeichens ein geschützter Abschnitt
erkannt wird. Mit der Erkennungsvorrichtung ist das Verfahren zum
Erkennen von Wasserzeichen realisierbar.
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Schließlich betrifft
die Erfindung auch eine Entfernungsvorrichtung zum Entfernen von
Wasserzeichen aus zumindest einem geschützten Abschnitt eines geschützten Datenstroms,
wobei der geschützte
Datenstrom auf Basis des Verfahrens zum Markieren gebildet wird,
mit einer Selektionseinrichtung zum Auswählen von zumindest einem der
ersten Abschnitte in dem geschützten
Datenstrom aufgrund eines Auswahlkriteriums, wobei das Auswahlkriterium angibt,
dass der zu markierende Abschnitt bei einer Verarbeitung anderer
erster und zweiter Abschnitte unberücksichtigt bleibt, einer Prüfeinrichtung
zum Prüfen
des ausgewählten
ersten Abschnitts, ob dieser ausgewählten ersten Abschnitts ein
Wasserzeichen enthält,
wobei im Falle eines Detektierens des Wasserzeichens ein geschützter Abschnitt
erkannt wird, einer Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines korrigierten
Abschnitts durch Entfernen des Wasserzeichens aus dem geschützten Abschnitt,
und mit einer Rekonstruktionseinrichtung zum Bilden eines rekonstruierten
Datenstroms durch Ersetzen des geschützten Abschnitts durch den
korrigierten Abschnitt. Mit der Entfernungsvorrichtung kann das
Verfahren zum Entfernen von Wasserzeichen durchgeführt werden.
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Die
Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von
Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Aufbau eines Datenstroms mit ersten, zweiten und dritten Abschnitten;
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2 ein
Ablaufdiagramm zum Markieren des Datenstroms mit einem Wasserzeichen;
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3 eine
alternative Erweiterung eines Auswahlkriteriums zur Detektion der
zu markierenden Abschnitte;
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4 ein
Ablaufdiagramm zum Erkennen eines mit dem Wasserzeichen geschützten Bereichs;
-
5 ein
Ablaufdiagramm zum Entfernen des Wasserzeichens;
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6 Aufbau
einer Markierungsvorrichtung;
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7 Aufbau
einer Erkennungsvorrichtung;
-
8 Aufbau
einer Entfernungsvorrichtung.
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Elemente
mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den
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1 mit 8 mit
denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
ein Aufbau eines Datenstroms DS dargestellt, wobei der Datenstrom
DS mehrere Abschnitte aufweist. Dabei sind exemplarisch drei Arten
von Abschnitten wiedergegeben, die mit unterschiedlichen Füllmustern
abgedruckt sind.
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Erste
Abschnitte A1, A11, A12, A13, abgebildet mit einem von links oben
nach rechts unten verlaufenden Füllmuster,
repräsentieren
Abschnitte innerhalb des Datenstroms DS, die jeweils zur Bildung bzw.
Verarbeitung anderer erster und zweiter Abschnitte nicht herangezogen
werden. Zweite Abschnitte A2, dargestellt mit einem von links unten nach
rechts oben verlaufenden Füllmuster,
werden von anderen zweiten und ersten Abschnitten zu deren Bildung
bzw. Verarbeitung benötigt.
Ferner sind in 1 dritte Abschnitte A3 angegeben,
die bspw. Steuerinformationen umfassen. Auch diese dritten Abschnitte
enthalten Daten, die von anderen Abschnitten zur Codierung benötigt werden,
so dass diese dritten Abschnitte eine spezielle Ausführungsform
von zweiten Abschnitten darstellen.
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Ist
der Datenstrom DS aus 1 bspw. ein kodierter Videodatenstrom,
so repräsentieren
mehrere Abschnitte jeweils ein kodierten Bild P(k – 1), P(k), P(k
+ 1), wobei ein Index k eine Bildnummer angibt. Bei diesem Beispiel
stellt der dritte Abschnitt A3 die jeweilige Bildkopfinformation
(= header information) dar, die bspw. eine Höhe und Breite des kodierten
Bildes definiert. Die ersten und zweiten Abschnitte sind Bildbereiche,
die z.B. in Form von Bildblöcken,
umfassend 16 × 16
Bildpunkte, oder Makroblöcken
geformt sind. Im Allgemeinen kann ein Bildbereich jede beliebige
Form annehmen.
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Mit
Hilfe von Pfeilen ist in 1 die jeweilige Abhängigkeit
der ersten und zweiten Abschnitte bildhaft dargestellt. Die Pfeilspitze
verweist auf denjenigen Abschnitt, der bei der Erstellung bzw. Verarbeitung
des mit dem Pfeilende gekennzeichneten Abschnitts berücksichtigt
werden soll, bspw. in Form einer zeitlichen Prädiktion, d.h. Inter-Prädiktionsmodus,
und/oder einer örtlichen
Prädiktion,
d.h. einem Intra-Prädiktionsmodus.
Der erste Abschnitt A11 wird auf Basis des vorhergehenden zweiten
Abschnitts A2 innerhalb desselben Bildes P(k) gebildet, d.h. der erste
Abschnitt A11 wird mittels des Intra-Prädiktionsmodus erzeugt. Der
erste Abschnitt A12 wird unter Verwendung des ihm nachfolgenden
zweiten Abschnitts A2 aus dem zum ersten Abschnitt A12 selben Bild
P(k) und eines weiteren zweiten Abschnitts A2 im Vorgängerbild
P(k – 1)
generiert, d.h. der erste Abschnitt A12 verwendet sowohl den Intra-
als auch den Inter-Prädiktionsmodus
an. Hingegen wird der erste Abschnitt A13 ohne Zuhilfenahme eines
anderen ersten oder zweiten Abschnitts erstellt, d.h. dieser erste
Abschnitt A13 wird ohne Prädiktionsmodus erzeugt.
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Der 1 ist
zu entnehmen, dass bei keinem der ersten Abschnitte A1, A11, A12,
A13 eine Pfeilspitze endet, so dass damit bildlich wiedergegeben
ist, dass die ersten Abschnitte des Datenstroms DS jeweils von keinem
anderen ersten und zweiten Abschnitt zur Bildung bzw. Verarbeitung
benutzt werden.
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In 1 ist
die Bedeutung der ersten und zweiten Abschnitte anhand eines Datenstroms
erläutert
worden, der einen kodierten Videodatendatenstrom darstellt. Im Allgemeinen
kann durch den Datenstrom jede Art von Daten beschrieben werden, wie
z.B. ein Musikstück,
Sprachdaten, Bilddaten, ein Textdokument, wobei diese zumindest
einen ersten Abschnitt A1 und zumindest einen zweiten Abschnitt A2
aufweisen. Ferner kann der Inhalt des Datenstroms zumindest teilweise
komprimiert vorliegen. Eine derartige Kompression kann anhand eines
standardisierten Verfahrens ausgeführt worden sein, wie z.B. nach
ITU-T H.264 oder AMR-NB (ITU – International
Telecommunications Union, AMR – Adaptive Multrate,
NB – Narrow
Band).
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Im
Folgenden wird anhand der 2 ein Ablauf
zur Durchführung
des Verfahrens zur Markierung näher
erläutert.
Nach einem Startzustand STA wird in einem ersten Schritt S1 ein
Abschnitt des Datenstroms DS extrahiert.
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Im
nachfolgenden zweiten Schritt S2 wird evaluiert, ob es sich bei
dem extrahierten Abschnitt um einen ersten Abschnitt A11 handelt.
Ist dies nicht der Fall so ist der extrahierte Abschnitt bspw. ein zweiter
Abschnitt. Ansonsten handelt es sich um einen ersten Abschnitt A11,
der mit einem Wasserzeichen WM markiert werden soll. Dieser erste
Abschnitt A11 wird als zu markierender erster Abschnitt A1' bezeichnet. Im Schritt
S2 wird die Auswahl des zu markierenden Abschnitts anhand eines
Auswahlkriteriums AK ermittelt. Dabei kann das Auswahlkriterium
mehrere Abschnitte des Datenstroms dahingehend untersuchen, ob einer
dieser Abschnitte auf Basis des extrahierten Abschnitts kodiert
bzw. erstellt worden ist. In einer Alternative kann in dem Datenstrom
für jeden
Abschnitt eine Angabe enthalten sein, ob der jeweilige Abschnitt
zur Erstellung eines anderen Abschnitts, z.B. im Rahmen einer Prädiktion,
benutzt wird. Diese Angabe kann durch das Auswahlkriterium zur Bestimmung
der ersten Abschnitte bzw. der zu markierenden Abschnitte verwendet
werden.
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In 3 ist
eine zusätzliche
Alternative eines Auswahlkriteriums AK aufgeführt. Dabei werden zwei Bilder
P(k), P(k + 1) betrachtet. In einem ersten Auswahlschritt S21 wird überprüft, ob für einen
extrahierten Abschnitt im aktuellen Bild P(k), der grau dargestellt
ist, im nachfolgenden Bild P(k + 1) zumindest ein anderer Abschnitt
existiert, der diesen extrahierten Abschnitt zur Kodierung verwendet,
d.h. als zeitliche Prädiktion.
Ist dies der Fall, so wird keine weitere Überprüfung vorgenommen und, gemäß 2, mit
dem vierten Schritt S4 fortgefahren. Ansonsten wird im zweiten Auswahlschritt
S22 geprüft,
ob der extrahierte Abschnitt für
eine Prädiktion
innerhalb des aktuellen Bild P(k) eingesetzt wird, d.h. im Rahmen
einer örtlichen
Prädiktion.
Ist dies der Fall, so handelt es sich bei dem extrahierten Abschnitt
um keinen ersten Abschnitt, sodass mit dem vierten Schritt S4 fortgesetzt
wird. Ansonsten ist ein erster Abschnitt A11 detektiert worden,
der im dritten bzw. sechsten Schritt S3 bzw. S6 weiterverarbeitet
werden kann. Der erste und zweite Auswahlschritt S21, S22 kann an
Stelle des zweiten Schritts S2 eingesetzt werden. Neben den genannten
Vorgehensweisen zur Ausbildung des Auswahlkriteriums AK sind weitere Auswahlkriterien
im Rahmen dieser Erfindung einsetzbar, die jeweils ein Detektieren
von ersten Abschnitten ermöglichen.
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In
einem weiteren Schritt S3 der 2 wird der
zu markierende Abschnitt A1' mit
dem Wasserzeichen WM markiert. In [1] ist eine Vielzahl von Methoden
zur Markierung eines Abschnitts mit einem Wasserzeichen zu finden.
So werden bspw. bei einem Videokodierverfahren die einen Bildinhalt
beschrei benden Transformationskoeffizienten eines blockbasierten
Verfahrens in einer vorgebaren Weise verändert, z.B. durch Vorbelegen
einer Amplitude einer der hochfrequenten Transformationskoeffizienten.
Durch diese Markierung entsteht aus dem zu markierenden Abschnitt
A1' ein geschützter Abschnitt
A1M, der das Wasserzeichen WM umfasst.
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In
einem nachfolgenden Schritt S4 wird der geschützte Abschnitt A1M an die Stelle
des zu markierenden Abschnitts A1' in den Datenstrom DS gesetzt, wodurch
ein geschützter
Datenstrom DS' entsteht.
Alternativ dazu kann jeder im zweiten Schritt S2 extrahierte Abschnitt
in der Reihenfolge seines Auslesens aus dem Datenstrom DS in den
geschützten
Datenstrom DS' angehängt werden,
wobei anstelle des ersten Abschnitts A11 der geschützte Abschnitt
A1M verwendet wird.
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Im
abschließenden
fünften
Schritt S5 wird überprüft, ob das
Ende des Datenstroms DS erreicht ist. Ist dies der Fall, so wird
ein Endzustand END des Ablaufdiagramms erreicht. Ansonsten wird
mit dem Extrahieren bzw. Auslesen des nächstfolgenden Abschnitts des
Datenstroms DS in dem ersten Schritt S1 fortgefahren.
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Zusätzlich zu
den genannten Schritten S1 bis S5 kann der zu markierende Abschnitt
A1' in einem sechsten
Schritt S6 zumindest teilweise dekodiert werden, z.B. um die Transformationskoeffizienten
zu erhalten. Dieser zumindest teilweise dekodierte zu markierende
Abschnitt A1' wird
mit dem Wasserzeichen WM versehen und daran anschließend eine
zur teilweisen Dekodierung inverse Kodierung des mit dem Wasserzeichen
versehenen Abschnitts durchgeführt.
Die Kodierung erfolgt im siebten Schritt S7. Die Schritte S6 und
S7 sind optional und deswegen gestrichelt gezeichnet.
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In
einer Variante zu der Vorgehensweise gemäß 2 kann es
erforderlich sein, dass neben dem zu markierenden Abschnitt aufgrund
der Markierung weitere Abschnitte des Datenstroms angepasst werden
müssen.
Bei einer kontext-adaptiven Kodierung, wie z.B. einer arithmetischen
Kodierung, kann eine Änderung
des Inhalts des zu markierenden Abschnitts diese Anpassung erfordern.
Somit kann bei einer Gruppe von Abschnitten, die bspw. als Gruppe von
Blöcken
(group of blocks) kodiert werden, bei der ein Abschnitt mit einem
Wasserzeichen versehen wird, eine Anpassung der Kodierung dieser
Gruppe nach der Durchführung
der Markierung erfolgen. Ferner kann die Markierung mittels des
Wasserzeichens eine Längenänderung
des Datenstroms zur Folge haben. Hierbei muss z.B. in der Bildkopfinformation ein
Längenparameter
angepasst werden.
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Unter
Verwendung einer Markierungsvorrichtung MV kann das Verfahren zum
Markieren ausgeführt
werden. Dabei wird insbesondere durch eine Auswahleinrichtung AE
der zweite Schritt S2, durch eine Generierungseinrichtung GE der
dritte Schritt S3 und durch eine Einfügeinrichtung EE der vierte Schritt
S4 implementiert und realisiert. Ferner kann die Markierungsvorrichtung
MV zumindest eine weitere Einrichtung umfassen, mit der die weiteren Schritte
aus 2 und 3 bzgl. des Verfahrens zum Markieren
realisiert werden können.
Die Markierungsvorrichtung MV ist in 6 zu sehen.
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Zur
Erkennung von zumindest einem geschützten Abschnitt A1M des geschützten Datenstroms
DS' kann gemäß dem Ablaufdiagramm
aus 4 vorgegangen werden. Nach dem Start STA des Ablaufdiagramms
wird zunächst
im achten Schritt S8 ein Abschnitt aus dem geschützten Datenstrom extrahiert
und in dem zweiten Schritt S2 mit Hilfe des Auswahlkriteriums AK
analysiert. Hierbei wird zunächst
untersucht, ob es sich prinzipiell um einen ersten Abschnitt handelt
oder nicht. Denn auch ein geschützter
Abschnitt dient, wie jeder erste Abschnitt, nicht zur Erzeugung
eines anderen Abschnitts. Ferner muss nicht jeder erste Abschnitt
mit einem Wasserzeichen versehen werden. Somit kann ein zum Verfahren
zur Markierung verwendetes Auswahlkriterium AK auch im Verfahren
zum Erkennen eingesetzt werden. Ist ein erster Abschnitt lokalisiert worden,
so wird in einem neunten Schritt S9 untersucht, ob es sich hierbei
um einen geschützten
Abschnitt handelt oder nicht. Ein geschützter Abschnitt kann dadurch
erkannt werden, dass darin das Wasserzeichen zu finden ist. Ist
dies der Fall, so kann in einem zehnten Schritt S10 dies einem Benutzer
oder einer weiterverarbeitenden Einheit mitgeteilt, werden, z.B.
mittels Anzeige. Nach dem zehnten Schritt S10 wird im elften Schritt
S11 überprüft, ob das
Ende des geschützten
Datenstroms DS' erreicht
ist. Ist dies der Fall so wird das Ablaufdiagramm im Zustand END
beendet. Ansonsten wird im achten Schritt S8 fortgefahren. Der elfte
Schritt S11 wird auch erreicht, falls die Prüfung im zweiten oder neuen
Schritte S2, S9 negativ ist.
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Unter
Verwendung einer Erkennungsvorrichtung EV kann das Verfahren zum
Erkennen von zumindest einem geschützten Abschnitt des geschützten Datenstroms
implementiert und realisiert werden. Dabei kann durch eine Selektionseinrichtung
SE der zweite Schritt S2 und durch eine Prüfeinrichtung PE der neunte
Schritt S9 durchgeführt
werden. Ferner können
mit der Erkennungsvorrichtung EV unter Verwendung von zumindest
einer weiteren Einrichtung weitere Schritte gemäß 3 und 4 realisiert und
ausgeführt
werden. So wird bspw. eine Information des Schritts 10 an einem
Display DSY visualisiert. Die Erkennungsvorrichtung EV ist in 7 abgebildet.
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Zum
Entfernen von Wasserzeichen WM in dem geschützten Datenstrom DS' kann gemäß 5 vorgegangen
werden. Nach dem Start STA wird zunächst im achten Schritt S8 ein
Abschnitt aus dem geschützten
Datenstrom extrahiert und in dem zweiten Schritt S2 mit Hilfe des
Auswahlkriteriums AK analysiert. Hierbei wird zunächst untersucht,
ob es sich prinzipiell um einen ersten Abschnitt handelt oder nicht.
Denn ein geschützter
Abschnitt dient, wie jeder erste Abschnitt, nicht zur Erzeugung
eines anderen Abschnitts. Ferner muss nicht jeder erste Abschnitt
mit einem Wasserzeichen versehen sein. Somit kann ein zum Verfahren
zur Markierung verwendetes Auswahlkri terium AK auch im Verfahren
zum Entfernen eingesetzt werden. Ist ein erster Abschnitt lokalisiert
worden, so wird in dem neunten Schritt S9 untersucht, ob es sich
hierbei um einen geschützten Abschnitt
handelt oder nicht. Ist dies der Fall, so kann in einem zwölften Schritt
S12 das Wasserzeichen aus dem geschützten Abschnitt A1M entfernt
werden. Dieser korrigierte Abschnitt A1K wird in einem nachfolgenden
dreizehnten Schritt S13 an das Ende des bis dahin rekonstruierten
Datenstrom DSR gestellt. Sollte es sich aufgrund der Schritte S2
oder S9 bei dem extrahierten Abschnitt um keinen geschützten Abschnitt
handeln, so wird der jeweilige extrahierte Abschnitt ebenfalls im
dreizehnten Schritt S13 an das Ende des bereits rekonstruierten
Datenstroms DSR gestellt. In einer alternativen Ausführungsform wird
lediglich der geschützte
Abschnitt durch den korrigierten Abschnitt ersetzt. Hierdurch entsteht
nach dem Ersetzen aller geschützten
Abschnitte des geschützten
Datenstroms DS' der
rekonstruierte Datenstrom DSR. In einer Variante kann es erforderlich sein,
neben dem korrigierten Abschnitt weitere Abschnitte des geschützten Datenstroms
anzupassen, weil bspw. eine Arithmetische Kodierung benutzt wird.
Nach dem dreizehnten Schritt S13 wird im elften Schritt S11 überprüft, ob das
Ende des geschützten Datenstroms
DS' erreicht ist.
Ist dies der Fall so wird das Ablaufdiagramm im Zustand END beendet.
Ansonsten wird im achten Schritt S8 fortgefahren.
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Unter
Verwendung einer Entfernungsvorrichtung FV kann das Verfahren zum
Entfernen von Wasserzeichen aus zumindest einem geschützten Abschnitt
eines geschützten
Datenstroms implementiert und realisiert werden. Dabei kann durch
eine Selektionseinrichtung SE der zweite Schritt S2, durch eine Prüfeinrichtung
PE der neunte Schritt S9, durch eine Erzeugungseinrichtung RE der
zwölfte
Schritt S12 und mit einer Rekonstruktionseinrichtung KE der dreizehnte
Schritt S13 durchgeführt
werden. Ferner können
mit der Entfernungsvorrichtung FV unter Verwendung von zumindest
einer weiteren Einrichtung weitere Schritte gemäß 3 und/oder 5 realisiert
und ausgeführt werden.
Die Entfernungsvorrichtung FV ist in 8 abgebildet.
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Die
Entfernungsvorrichtung FV, die Erkennungsvorrichtung EV und/oder
die Markierungsvorrichtung MV können
in Hardware, oder in Software auf einem Prozessor mit Speicher oder
in einer Kombination aus Hardware und Software implementiert und
realisiert werden. Ferner können
diese Vorrichtungen bzw. die dazugehörigen Verfahren einzeln oder
in einer Kombination in einer Datenkodiereinheit, einer Transkodiereinheit,
einer Sendeeinheit eines Datenverteildienstes, einer Weitervermittlungseinheit
eines Datennetzwerkes, einer Empfangseinheit eines Endgeräts, wie
z.B. eines Festnetz- oder Mobilfunkgeräts, und/oder in einer Datenkopiereinheit
integriert und/oder ausgeführt
werden.
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Literatur
-
- [1] F. Hartung, M. Kutter: "Multimedia watermarking techniques", Proceedings of
the IEEE, Vol. 87, No. 7, pp. 1079–1109, July 1999