CN101449572A - 数据隐藏技术 - Google Patents

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Abstract

将在解码器处可得到的信息解码之后嵌入到图像内容中，这是通过首先由至少一个胶片颗粒图案来表示该信息、然后将该至少一个胶片颗粒图案与被解码的图像内容进行混合而进行的。这样的图像内容典型地是以电影的形式并且要被嵌入的信息的例子包括在许多其他可能的数据中间的特定解码设备的识别、解码设备的用户、解码的时间和日期、设备的型号、在设备上运行的软件的版本、设备或到该设备的连接的状态、设备寄存器的内容、或者设备内的存储器位置。当发现了未经授权的图像内容的拷贝，所拷贝的图像内容经过与被解码的图像内容的比较以产生差异数据。其后，该差异数据经过与胶片颗粒图案的数据库的比较以恢复所嵌入的数据。

Description

数据隐藏技术
相关申请的交叉引用
本申请要求于2006年5月18日提交的、序列号为第60/801，527的美国临时专利申请在35 U.S.C.119(e)下的优先权，其教导在此被并入。
技术领域
本发明涉及一种用于将胶片颗粒(film grain)的至少一个特定图案与图像内容进行混合以提供用于产生这样的内容的多个拷贝的机制，该多个拷贝在感知上是类似的，但可被分别辨别。
背景技术
以数字形式分发(distribute)的图像内容的增长，(例如，静止图像、运动图像序列，视频)和相对容易可以发生的未授权的分发，已经促使需要提供对于所授权的分发渠道(channel)的一些方面特定的内容的法务(forensic)标记(marking)。这样的图像内容的标记使原始内容拥有者或他们的代理人能够分析未经授权的该内容的拷贝以恢复所嵌入的信息，并且从中获悉关于制造该信息的未经授权的行为的信息。
当前，图像内容的提供者，诸如电影工作室，已开始体验通过因特网传递(deliver)图像内容。最终，因特网将成为图像内容的主要的分发渠道。由于传递高质量的图像内容所需要的带宽，跨越多个对应的专用(dedicated)渠道向多于少量的个人订户分发这样的内容将可能被证明为不现实。因此，其它分发技术、诸如多播(multicast)和点对点(P2P)网络将会成为主流。诸如这些的分发技术用来(serve to)将同一内容向所有订户广播，排除了法务辨别同一内容的不同拷贝的能力。数字影像的传统的广播(例如，通过卫星或电缆)表示另一种情形，其中向每个订户发送唯一的拷贝是不现实的。
因此，存在对于用于便利于法务跟踪、唯一地标记图像的内容的技术的一种需要。
发明内容
简要地，根据本原理的优选实施例的一个方面，提供了一种用于标记图像内容的方法，该图像内容诸如但不限于静止图像或者例如表示电影或电视节目的运动图像序列的形式的图像内容。该方法开始于产生与图像内容的特定接受者(recipient)相关联的至少一个胶片颗粒图案。该胶片颗粒图案经过(undergo)与该图像内容进行混合。以这种方式，如果该图像接受者分发该图像内容的未经授权的拷贝，这样的拷贝将具有对于(unique to)该接受者唯一的胶片颗粒图案或胶片颗粒图案的序列或胶片颗粒图案的集合以便利于法务跟踪。
根据本原理的另一方面，提供了一种用于跟踪图像内容的拷贝到原始图像内容的所授权的接受者的方法，其中从该原始图像内容制作该拷贝。该方法开始于将所拷贝的图像内容与原始图像内容的版本进行比较以产生差异数据。其后，该差异数据经过与多个胶片颗粒图案的比较以提取可以与特定接受者相关联的标识符。当在差异数据与表示该标识符的胶片颗粒图案(或胶片颗粒图案的集合或序列)之间的比较超过规定的阈值时，在所拷贝的图像内容与该接受者所接收的图像内容之间发生匹配。
附图说明
图1描绘了系统的第一实施例的示意性的框图，该系统用于将对于一份图像内容的接受者特定的至少一个胶片颗粒图案嵌入到该图像内容；
图2描绘了系统的第一实施例的示意性的框图，该系统用于检测通过图1的系统嵌入到图像内容的胶片颗粒图案；
图3描绘了系统的第二实施例的示意性的框图，该系统用于将对于一份图像内容的接受者特定的至少一个胶片颗粒图案嵌入到该图像内容；
图4描绘了系统的第二实施例的示意性的框图，该系统用于检测通过图3的系统嵌入到图像内容的胶片颗粒图案；
图5描绘了系统的第三实施例的示意性的框图，该系统用于将对于一份图像内容的接受者特定的至少一个胶片颗粒图案嵌入到该图像内容；
图6描绘了系统的第三实施例的示意性的框图，该系统用于检测通过图5的实施例嵌入到图像内容的胶片颗粒图案；
图7描绘了示出内容服务器与图像接受者之间下载协议的时间线(timeline)；
图8描绘了系统的第一实施例的示意性框图，该系统用于产生由图1到图7的系统所使用的比较图像内容；
图9描绘了系统的第二实施例的示意性框图，该系统用于产生由图1到图7的系统所使用的比较图像内容。
具体实施方式
根据本原理，诸如具有或没有所嵌入的音频的视频的图像内容经过用唯一的图案进行标记。该图案表现为至少一个胶片颗粒图案的形式，其与所接收的图像内容进行混合以便胶片颗粒图案对于该内容的接收解码设备、以下简单称之为内容接受者是特定的(即，唯一的)。为了在所接收的图像内容的未授权的拷贝中检测这样的胶片颗粒标记的出现，在被怀疑的未授权的拷贝与原始图像内容的版本之间做出比较以产生差异数据。该差异数据经过与多个胶片颗粒图案进行比较以提取可以与原始图像数据的特定接受者相关联的标识符。如果该比较超过了阈值，则在未授权的拷贝与接受者所接收的图像内容之间存在匹配。
为更好地理解根据本原理发生水印(watermark)创建和检测的方式，胶片颗粒的简要理解将证明是有用的。运动画面胶片包括在片基上的薄层中涂上的感光乳剂(emulsion)中散布的卤化银晶体。这些晶体的曝光和显影形成由分散的银的微小粒子构成的相片的图像。在彩色负片(color negative)中，染色的微小的光泡(blobs)出现在生胶片(film stock)的显影期间在银的化学移除之后银晶体形成的位置上。这些小的染色的斑点(speck)通常在彩色胶片中标明(bear)标签“胶片颗粒”。因为银晶体在原始的感光乳剂上随机形成，因此颗粒随机地分布出现在生成的图像中。在均匀曝光的区域内，一些晶体在曝光后显影而其他的晶体则不会。
最近，H.264视频压缩标准经过修改以采用标准的补充增强信息(SEI)的报文(message)，该报文指定至少一个胶片颗粒仿真(simulation)参数，用于在解码期间使用由示例申请的受让人最近所公开的技术来仿真图像内容内的胶片颗粒。由申请人的受让人开发的胶片颗粒仿真技术通过在压缩之前首先将颗粒滤除出图像来仿真胶片颗粒。被压缩的图像与包含关于在压缩前图像中的原始颗粒的信息的补充增强信息(SEI)报文一起经过传输到接收设备(例如，机顶盒(set-top box)、DVD播放机、或者例如电视机)以用于解码。随后接收设备基于该SEI报文仿真一个或多个胶片颗粒图案以恢复在压缩前图像的原始颗粒外观。
使用频率-滤波模型可以产生胶片颗粒仿真，其构成在精确性与硬件实施复杂性之间的折衷。在逐块(block-by-block)基础上发生频率-滤波。对于被解码的图像的每个8 x 8块，产生一个8 x 8高斯随机场(Gaussian random field)并且随后转换成DCT域。在滤波后，该DCT域系数经过转换回空间域以形成胶片颗粒图案。高斯随机变量的变化(variance)可以控制被仿真的胶片颗粒的强度。由使用四个剪切频率(cut frequency)的频率滤波来控制颗粒的尺寸，两个用于水平方向而两个用于垂直方向。
如以上所描述的，使用诸如图1中描绘的系统10的系统通过将胶片颗粒的图案添加到依赖于与图像内容的接受者(例如，接收解码设备)相关联的标识符的一个或多个视频帧，图像内容经过根据本原理的标记。为了最好地理解这样的标记是怎样产生的，让O表示原始的图像内容，让I表示没有胶片颗粒的原始的图像内容(在此称之为比较图像)，让G表示胶片颗粒图案，其具有与原始画面的相同的尺寸并且可以由小的胶片颗粒图案的集合组成，让I’表示加上胶片颗粒图案的图像内容。
如图1中所见，解码器11从压缩的图像中解码出在此称之为比较图像12的被解码的画面。由解码器11产生的被解码的比较图像12在混合块14处经过与由胶片颗粒图案产生器16产生的胶片颗粒图案的混合。胶片颗粒图案产生器16用来根据伪随机数种子(seed)产生胶片颗粒。根据图1的实施例，胶片颗粒产生器16根据与特定接收设备18、诸如机顶盒、DVD播放机、电视或接收被压缩的图像内容的其他装置相关联的用户标识Ui来建立初始种子。对于接收设备Ui 18特定的初始种子、或者在多个设备用户的情形下对于该设备的特定用户特定的初始种子使胶片颗粒图案产生器16能够产生与该种子相关联的至少一个特定的胶片颗粒图案。当胶片颗粒图案与被解码的画面进行混合时，其用来法务标记被解码的图像内容。
胶片颗粒图案产生器16使用对于每个块不同的种子在逐块(block byblock)的基础上产生胶片颗粒图案。对于每个后来(subsequent)的块，胶片颗粒图案产生器16利用函数从对于前面的块所建立的种子来确定新的种子。新的SEI报文将复位初始种子。因此，一旦胶片颗粒图案产生器16根据与接收设备Ui相关联的标识符建立了初始种子，整个胶片颗粒图案GUi变为经过设定(set)的。注意到接收设备18的不同用户可以具有不同的标识符Ui以便初始种子将对于这样的不同使用而不同，从而使胶片颗粒图案产生器能够为每个用户产生特定的图案GUi。
当由解码器12产生的比较图像I与由胶片颗粒图案产生器16产生的胶片颗粒图案GUi在混合块14处进行混合时，创建画面20，该画面用对于设备18唯一的图案来标记，或者在多个用户的情形下，用对于该设备的特定用户唯一的图案来标记。为了容易参照，所标记的画面20标明图1中的标签I′Ui以表示所标记的画面对应于比较图像I，但标明根据唯一的标识符Ui产生的胶片颗粒图案。
图2描绘了根据本原理的第一优选实施例、用于检测标明名称为I’的测试画面22的胶片颗粒图案的系统20。通过检测测试画面22的胶片颗粒图案，系统20可以确定该测试画面I’是从由设备或者在多个设备用户的情形下由该设备的特定用户接收的比较图像12中复制的。系统20包括比较器24，用于将测试画面22与比较图像12进行比较并根据这些画面之间的差异产生差异数据G’25。该差异数据G’是胶片颗粒图案的估计。标识符数据库30包含标识符U的列表，可以将标记符U中的任何一个嵌入测试画面I’22。每个数据库入口对应于诸如图1的设备18的所给定的接收设备的标识符，或者对应于在多个设备用户的情形下与用户相关联的标识符。由胶片颗粒图案产生器16对这些标识符中的每个标识符进行处理以产生对应的胶片颗粒图案。比较器28计算在差异数据G’25与由胶片颗粒图案产生器16产生的每个胶片颗粒图案之间的相似性(例如，相关)。
如以上关于图1所讨论的，设备标识符Ui、或者在多个设备用户的情形下用户标识符Ui用来为胶片颗粒图案建立初始的种子。在所提取的胶片颗粒图案G’与和与特定设备标识符或用户标识符相关联的胶片颗粒图案GUi之间的高度相似性指示该测试画面I’22源自于相关联的接收设备或者该设备的特定用户。以这种方式，系统20可以确定该测试画面的来源(origin)，即复制该测试画面22的特定设备Ui或者该设备Ui的用户。
在一些情形下，通过图1的胶片颗粒图案产生器16采用的胶片颗粒仿真技术可以利用有限数量的种子、典型地是256个种子来减小计算的复杂性，从而产生有限数量的胶片颗粒图案。为此目的，图1的胶片颗粒图案产生器16可以利用查找表格(未示出)来从所有可得到的图案的集合中选择胶片颗粒图案。
图3描绘了根据本原理的第二优选实施例的系统100的框图，用于将胶片颗粒图案嵌入到被解码的画面中以便该图案表示在解码时在接收设备18处可得到的信息。系统100利用与图1的系统许多相同的元件，并且因此同样的参考标号标识同样的元件。
图3的系统100与图1的系统10不同在于通过利用图3中的编码设备21以将在解码器23上可得到的信息编码为码元(symbol)的序列。编码设备21可以使用纠错编码(ECC)和/或抗共谋(Anti-Collusion)编码(ACC)方案通过进一步编码该码元序列来增强可恢复性(recoverability)。这个被编码的码元流经过逐码元(symbol-by-symbol)地嵌入到被编码的画面。由于在逐块的基础上将胶片颗粒图案加到各画面中，每个胶片颗粒块可以用于表示一个码元。对于高清晰度(HD)分辨率画面(1920 x 1080像素)，假设胶片颗粒块尺寸是16乘16像素，从而每个帧将具有8100个码元的容量。然而，为了高可靠性，应当将每个码元嵌入多于一个块。例如，对于某种类型的块，因为该块的平均值(mean)太小，胶片颗粒图案将全部为零。因此，块的组或甚至整个帧可以用来嵌入至少一个码元。为增加可靠性，帧的组可以嵌入至少一个码元。在这种情形下，如果一些帧被丢弃(drop)了，仍然可以发生被隐藏码元的恢复。
基本上，有效负载(payload)码元为某个块控制胶片颗粒噪声(noise)图案。表示有效负载码元的胶片颗粒图案的产生可以以几种方式中的一种方式而发生，下面描述每种方式。
不同的不相关的图案
用于产生表示有效负载码元的胶片颗粒图案的一种方法是利用不同的不相关的胶片颗粒图案。为此目的，所有可得到的随机图案经过分为M个组，其中有效负载码元是尺寸为M的符号表(alphabet)的成员。随后每个组与该符号表中的M个码元中的一个码元相关。为了嵌入码元，通过胶片颗粒选择器26从对应的集合中选择任何胶片颗粒图案。作为例子，考虑取值为0或1的二进制码元的情形。在该情形下，所有可得到的胶片颗粒图案经过分为表示为组‘0’和组‘1’的两个组，其中这些组分别具有N0和N1个不同的图案。当图案的自相关是1时，在从每个组中选择的任何两个图案之间的相关应当保持非常小：
G i 0 * G j 1 ≈ 0 , G i 0 * G i 0 = 1 , G j 1 * G j 1 = 1 , ∀ i ∈ [ 1 , N 0 ] ∀ j ∈ [ 1 , N 1 ]
为了嵌入比特‘0’，从组‘0’中发生图案选择。为了嵌入比特‘1’，从组‘1’中发生胶片颗粒噪声图案选择。依下面发生所选择的胶片颗粒图案与块的混合：
I’＝I+G0嵌入比特‘0’或
I’＝I+G1嵌入比特‘1’
其中I是来自比较图像12的块，I’是被标记的画面20中对应的块，G0表示来自组‘0’的块图案而G1表示来自组‘1’的块图案。
图4描绘了根据本原理的第二优选实施例的系统200的框图，用于检测由图3的系统100所嵌入的测试画面I’的胶片颗粒图案和恢复由系统100嵌入的信息。图4的系统200利用与图2的系统20许多同样的元件，同样的参考标号描述同样的元件。如对于图1的系统20，系统200包括比较器24，其将测试画面22与比较图像12进行比较以产生差异数据25。该提取的差异数据25以与图1的混合块14中发生的同样的方式经过划分为块。比较器28用来使所提取的胶片颗粒图案与来自被标注(label)的数据库30的颗粒图案相关。在该数据库中，用与每个图案所属的组对应的码元来标注该图案。在用于描述图3的例子中，每个图案或者与码元‘0’或者与码元‘1’相关联。通过比较器28所做的相似性测量将确定最有可能被嵌入测试画面的每个块中的图案并且将输出对应的码元。解码设备32执行解码以获得被嵌入的信息23’。该被嵌入的信息23’是图3中由系统100嵌入的信息23的恢复。
同样的图案不同的记号(sign)
当码元是二进制时用于有效负载码元插入(嵌入)的另一方法利用同样的图案，但取决于所嵌入比特的二进制值以代数的方式发生图案加法。最初，将被嵌入的信息编码为比特序列。再一次，编码设备可以利用ECC和/或ACC编码技术以改善所嵌入信息的可恢复性。该嵌入在逐比特(bit-by-bit)基础上发生。然而，图案选择将与当前比特的值无关。将发生将同样的图案混合到块，而与要被嵌入的比特是比特‘0’还是比特‘1’无关。为嵌入比特‘1’，该混合将是加法，反之，为嵌入比特‘0’，该混合将是减法。在下面显示代数图案混合的数学表示：
I’＝I-Gk嵌入比特‘0’或
I’＝I+Gk嵌入比特‘1’
其中I是来自比较图像的块，I’是被标记的画面中对应的块，而Gk表示任何可得到的块图案。
图5描绘了根据本原理的第三优选实施例的系统1000的框图，用于将胶片颗粒图案嵌入被解码的画面。图5的系统1000使用上述的“同样的图案不同的记号”的技术将至少一个图案嵌入以便表示在解码时在接收设备18处可得到的信息。图5的系统1000采用与图3的系统100的许多相同的元件，并且因此同样的参考标号描述同样的元件。然而，与图3的系统100相比较，图5的系统1000的不同在于以下几个方面。首先，图5的胶片颗粒图案选择器27与编码设备21无关地操作，而图3的胶片颗粒图案选择器26用来嵌入由编码设备产生的被编码的码元。其次，图5的系统1000利用混合块14’，该混合块14’基于如上所述的编码设备21的输出比特而操作来从胶片颗粒图案选择器27中加上或减去该图案。相反，图1和图3的混合块14只是用来加上胶片颗粒图案。
图5的系统1000的操作紧密地遵循现有的胶片颗粒技术标准。在图像内容包括电影的情形下，对于所有用户预先发生关于哪一个胶片颗粒图案经过加到特定电影标题(title)的判断，以确认每个观众将具有相同的体验。在电影上映(release)之前，具有“极好的(golden)”眼光的专家将观看加入胶片颗粒的电影。如果这样的专家发现一些不满意的伪像(artifact)，则胶片颗粒参数经过调整以为后来的评估创建不同的胶片颗粒图案。由图5的系统1000执行的胶片颗粒图案的加法或减法产生与将胶片颗粒加到原始电影标题相同的视觉效果。
图6描绘了根据本原理的第三优选实施例的系统2000，用于使用前述的图案加法/图案减法模型来恢复所嵌入的信息。如对于图2和图4的检测系统20和200，图6的检测系统2000采用比较器24，其将测试画面22与比较图像12进行比较以产生差异数据25。胶片颗粒图案选择器27选择在嵌入处理期间所选择的同样的图案。然后通过比较器28将该胶片颗粒图案与差异数据25进行比较。比较器28确定差异数据是与胶片颗粒图案更好地匹配还是与胶片颗粒图案的反量(inverse)更好地匹配，并且分别输出1或0，前者暗示在嵌入期间在比较图像上加上该胶片颗粒图案，后者暗示在比较图像上减去该胶片颗粒图案。图6的解码设备32可以解码该值以产生所嵌入的信息23’。
注意到由图3的系统100所采用的“不同的不相关图案”方法与由图5的系统1000所采用的“同样的图案不同的记号”方法不是相互排斥的。这两种方法可以进行组合。如果比较图像不可用，测试画面可以经过滤波以产生去噪声(de-noised)的画面。然后，该去噪声的画面可以用作比较图像12以供图2、图4、图6的胶片颗粒检测系统使用。
图7描绘了示出协议中的顺序步骤的时序图，该协议与从服务器36下载内容到诸如图1、图3和图5的接收设备18的内容接收设备(例如，客户端)相关联。该下载处理开始于在服务器36处接收到接收设备18的下载内容的请求(步骤50)。作为响应，服务器36将要求来自接收设备的认证(authentication)(步骤52)，触发该接收设备以登录服务器(步骤54)。假设登录成功，服务器36以点对点种子/多播链路信息和客户端帐户信息来对于接收设备的接收进行响应(步骤56)。其后，开始下载(步骤58)。在播放(playout)期间，以上面讨论的关于图1、图3和图5的方式发生唯一的一个或多个胶片颗粒图案的嵌入。
分别在图1、图3和图5的数据嵌入系统10、100、1000中，以及分别在图2、图4和图6的被嵌入信息恢复系统20、200、2000中，使用比较图像12。该比较图像是在已经移除胶片颗粒之后的原始图像内容的版本。合成(synthetic)的胶片颗粒的典型使用是在压缩之前从原始内容中移除天然胶片(natural film)并且建模。所解码的内容将不具有胶片颗粒。这就是比较图像12。
图8描绘了根据本原理的第一实施例的系统30的示意性框图，用于产生由在此描述的系统所使用的比较图像内容。胶片颗粒移除器102用于处理原始图像内容101以产生比较图像12。胶片颗粒移除器所应用的技术的一个例子是噪声减少滤波。
图9描述了根据本原理的第二实施例的系统40的示意性框图，用于产生由在此描述的系统所使用的比较图像内容。图9的系统40利用与图8的系统30的许多相同的元件，并且相同的参考标号描述相同的元件。如对于图8的系统30，系统40包括胶片颗粒移除器102，用于从原始图像内容101中移除胶片颗粒。其后跟随压缩器103和解压缩器104，它们使用分发渠道中所采用的相同的压缩技术和压缩参数。实际上，胶片颗粒移除器102和压缩器103的组合典型地是用于为分发而准备图像内容的系统的部分。应用到被压缩的流的解压缩器104将产生比较图像12。与由系统30产生的比较图像相比，由此系统40创建的比较图像12更好，由于其包括了将呈现在测试图像中的压缩伪像。
前面描述了一种技术，该技术用于将胶片颗粒的至少一个特定图案与图像内容进行混合以提供唯一地标记这样的内容的机制。

Claims (19)

1.一种用于在图像内容中隐藏数据的方法，包括步骤：
根据用于接收图像内容的特定设备产生至少一个胶片颗粒图案；以及
将该至少一个胶片颗粒图案与该图像内容进行混合。
2.根据权利要求1的方法，其中所述产生步骤还包括步骤：根据与特定图像内容接收设备相关联的标识符产生至少一个胶片颗粒图案。
3.根据权利要求2的方法，其中所述标识符包括内容接收设备的序列号。
4.根据权利要求2的方法，还包括步骤：根据伪随机数种子产生胶片颗粒，该伪随机数种子是根据与特定图像内容接收设备相关联的标识符建立的。
5.根据权利要求2的方法，其中所述标识符标识图像内容接收设备的用户。
6.一种用于将信息嵌入到图像内容中的方法，包括步骤：
将该信息编码为码元流；
为每个码元选择至少一个胶片颗粒图案；以及
将所选择的至少一个胶片颗粒图案与图像内容进行混合。
7.根据权利要求6的方法，其中所述编码步骤还包括对信息流进行纠错编码的步骤。
8.根据权利要求6的方法，其中所述编码步骤还包括对信息流进行抗共谋编码的步骤。
9.根据权利要求6的方法，其中所述选择胶片颗粒图案的步骤依赖于所编码的码元，并且
其中所述混合步骤包括加上所选择的胶片颗粒图案的步骤。
10.根据权利要求6的方法，其中所述选择胶片颗粒图案的步骤依赖于所编码的码元，并且
其中所述混合步骤包括减去所选择的胶片颗粒图案的步骤。
11.根据权利要求6的方法，其中所述选择步骤还包括步骤：将胶片颗粒图案的集合划分为多个组；并且从与对应的码元值相关联的组中选择图案；并且
其中所述混合步骤包括加上或者减去所选择的图案。
12.根据权利要求1的方法，其中所述产生步骤还包括步骤：
根据与特定内容接收设备相关联的至少一个胶片参数产生至少一个胶片颗粒图案。
13.一种跟踪所拷贝的图像内容到原始图像的客户端的方法，包括步骤：
将所拷贝的图像内容与原始图像内容进行比较以产生差异数据；
使该差异数据与该原始图像内容中的胶片颗粒图案相关；以及
当该差异数据与识别符之间的相关超过规定的阈值时将所拷贝的图像内容与该原始图像内容进行匹配。
14.根据权利要求13的方法，其中所述标识符与特定的内容接收设备相关联。
15.根据权利要求13的方法，其中所述标识符包括内容接收设备的序列号。
16.根据权利要求13的方法，其中所述标识符标识原始接收该图像内容的接收设备的用户。
17.用于在图像内容中隐藏数据的装置方法，包括：
一种胶片颗粒图案产生器，用于根据特定的内容接收设备产生用于混合到图像内容中的至少一个胶片颗粒图案。
18.一种方法，包括步骤：
从图像内容中移除被混合到其中的胶片颗粒图案，其中该胶片颗粒图案是根据用于接收该图像内容的特定设备产生的。
19.根据权利要求18的方法，还包括步骤：
在胶片颗粒图案移除之后压缩所述图像内容；以及
在压缩之后解压缩该图像内容。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109660693A (zh) * 2017-12-12 2019-04-19 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 基于串行级联码和dct系数相对关系的jpeg图像鲁棒隐写方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5693089B2 (ja) * 2010-08-20 2015-04-01 キヤノン株式会社 画像処理装置、及び画像処理装置の制御方法
CN103826128B (zh) * 2014-02-25 2017-01-25 宁波工程学院 一种加密域h.264/avc视频可逆数据隐藏方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5430525A (en) * 1990-11-30 1995-07-04 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus
DE69217403T2 (de) * 1991-03-29 1997-07-10 Canon Kk Bildverarbeitungsgerät
EP0506469B1 (en) * 1991-03-29 1997-09-17 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus
JPH0778251A (ja) * 1993-07-22 1995-03-20 Xerox Corp ソースベリファイ方法
JPH1012954A (ja) * 1996-06-26 1998-01-16 Fujitsu Ltd 光増幅器
US6101602A (en) * 1997-12-08 2000-08-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Digital watermarking by adding random, smooth patterns
JP2001351319A (ja) * 2000-06-06 2001-12-21 Pioneer Electronic Corp 著作権保護方法、再生方法、再生装置、記録方法及び記録装置
JP2002196985A (ja) * 2000-07-11 2002-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンテンツ流通システムの制御方法、システム、コンテンツの流通制御プログラム、および、そのプログラムを記録した記録媒体
CN1386226A (zh) * 2000-07-11 2002-12-18 松下电器产业株式会社 内容流通系统的控制方法及其系统
JP4723483B2 (ja) * 2003-04-10 2011-07-13 トムソン ライセンシング 符号化ビデオに於いてフィルム粒子をシミュレートする技術
SI3457359T1 (sl) * 2003-05-15 2020-04-30 Dolby International Ab Postopek in naprava za predstavitev zrnatosti slike z enim ali več parametri
EP1511320A1 (en) * 2003-09-01 2005-03-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Film grain encoding
JP2005130039A (ja) * 2003-10-21 2005-05-19 Sharp Corp データ処理装置
JP2005151503A (ja) * 2003-11-20 2005-06-09 Sony Corp データ処理装置およびその方法
JP2005191994A (ja) * 2003-12-26 2005-07-14 Kyocera Mita Corp 画像形成装置
US6980226B2 (en) * 2004-02-13 2005-12-27 Eastman Kodak Company Watermarking method for motion picture image sequence
JP2005322028A (ja) * 2004-05-10 2005-11-17 Sony Corp データ処理方法及びデータ処理装置
FR2875358B1 (fr) * 2004-09-15 2006-12-15 Eads Telecom Soc Par Actions S Insertion d'un flux secondaire d'informations binaires dans un flux principal de symboles d'une modulation numerique
WO2006044276A1 (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Thomson Licensing Methods, apparatus and system for film grain simulation
ZA200703153B (en) * 2004-10-18 2008-08-27 Thomson Licensing Film grain simulation method
US8013888B2 (en) * 2005-02-14 2011-09-06 Broadcom Corporation Method and system for implementing film grain insertion
US7432986B2 (en) * 2005-02-16 2008-10-07 Lsi Corporation Method and apparatus for masking of video artifacts and/or insertion of film grain in a video decoder
US7596239B2 (en) * 2005-08-02 2009-09-29 Lsi Corporation Method and/or apparatus for video watermarking and steganography using simulated film grain
EP1898396A1 (en) * 2006-09-07 2008-03-12 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Method and apparatus for encoding/decoding symbols carrying payload data for watermarking of an audio or video signal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109660693A (zh) * 2017-12-12 2019-04-19 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 基于串行级联码和dct系数相对关系的jpeg图像鲁棒隐写方法
CN109660693B (zh) * 2017-12-12 2019-11-22 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 基于串行级联码和dct系数相对关系的jpeg图像鲁棒隐写方法

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