CN109845271B

CN109845271B - 流媒体剽窃检测方法及装置、存储介质

Info

Publication number: CN109845271B
Application number: CN201780053548.4A
Authority: CN
Inventors: 艾薇·哈杉; 奥里尔·艾尔卡贝兹
Original assignee: Xina Media Co ltd
Current assignee: Xina Media Co ltd
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2017-06-25
Publication date: 2021-05-07
Anticipated expiration: 2037-06-25
Also published as: EP3482565A1; US20190069044A1; CN109845271A; US10136194B2; US20180014089A1; EP3482565B1; WO2018007893A1; US10575068B2

Abstract

在一个实施例中，在媒体呈现设备处接收来自视频提供商的命令，该命令是将订户ID嵌入视频流中的至少一个视频帧中的命令。在媒体呈现设备处还接收来自视频提供商的随机密钥k。针对k和订户ID调用单射变换，该单射变换生成以下对的序列：近透明图案和相应时间段。用这些近透明图案中的一个近透明图案来叠加视频流中的至少一个视频帧的逻辑块并在这些相应时间段中对应这个近透明图案的一个时间段期间持续。还描述了相关的装置、系统、和方法。

Description

流媒体剽窃检测方法及装置、存储介质

技术领域

本发明公开总体涉及视频的取证标记(forensic making)。

背景技术

视频服务提供商应对互联网上流媒体剽窃(streaming piracy)持续施加的压力。流媒体剽窃已成为目前条件接收(CA)和数字版权管理 (DRM)系统面临的最大威胁之一。剽窃者可以使用简单的抓帧器设备来从媒体呈现设备(例如，机顶盒(STB)、平板电脑或手持设备、或其他适当的媒体设备)中抓取视频、输出(通过模拟传输接口或通过HDMI) 视频、然后将输出流送到他们的网站。视频服务提供商使用基于人进行的检测来检测被剽窃的视频的剽窃副本。视频服务提供商可以发送使得指纹识别(fingerprint)(包含订户卡ID)被显示在观看屏上的命令。然后，视频服务提供商在内容的剽窃副本中手动搜寻这样的ID。该手动方法的替代方案包括使用光学字符识别系统，该系统对屏幕上的ID进行解析。然而，由于已知的OCR问题(例如“B-8”置乱等)，OCR系统通常具有约95％的成功率。

试图对视频进行未授权访问的人(有时被称为“黑客”或“剽窃者”) 可能试图通过以下技术中的任何一种来规避对经这样指纹识别的 (fingerprinted)内容的检测：

通过会导致IRQ(中断请求线)溢位的硬件修改来阻止中间件或电子节目向导(Electronic Program Guide，EPG)进程，从而阻止跟安全令牌(例如，智能卡)通信的机顶盒模块与EPG或中间件之间的正确通信，从而禁用指纹识别；

阻止触发指纹识别的条件接收授权管理消息(EMM)；

修改EMM和授权内容消息(ECM)中的指向与安全令牌通信的媒体设备模块的部分，以便解除指纹识别触发；

协同攻击，其使用多个媒体设备的输出，其中各个输出流之间不同的区域被遮挡(black out)；以及

交错攻击，其使用来自多个媒体设备的输出，并将一个流与另一流彼此交错以模糊经指纹识别的ID。

黑客或者剽窃者通过未授权或者不合法访问获取的视频可被称为窃取视频、窃取内容、扒窃内容、或者其他同类词语。

发明内容

概览

在独立权利要求中阐述了本发明的各方面，并且在从属权利要求中阐述了优选特征。一个方面的特征可以单独应用于每个方面或者与其他方面组合应用。在一个实施例中，在媒体呈现设备处接收来自视频提供商的命令，该命令是将订户ID嵌入视频流中的至少一个视频帧中的命令。还在媒体呈现设备处接收来自视频提供商的随机密钥k。针对k和订户ID调用单射变换，该单射变换生成以下对的序列：近透明图案和相应时间段。视频流中的至少一个视频帧的逻辑块被叠加这些近透明图案中的一个近透明图案并在相应时间段中对应这个近透明图案的一个时间段期间持续。在另一实施例中，在视频提供商处生成随机密钥k。将订户ID嵌入视频流中的至少一个视频帧中的命令被发送到媒体呈现设备，该命令针对k和订户ID调用单射变换，该单射变换生成：近透明图案和相应时间段的序列。随机密钥k被发送到媒体呈现设备，并且媒体呈现设备被指示用这些近透明图案中的一个近透明图案来叠加视频流中的至少一个视频帧的逻辑块并在相应时间段中的对应这个近透明图案的一个时间段期间持续。可以认为第一实施例和第二实施例被布置为类似于发射器-接收器系统的系统或多个相互关联的产品或方法。还描述了相关的装置、系统、和方法。

附图说明

将从以下结合附图的详细描述中更全面地理解和认识本公开，其中：

图1是机顶盒的简化框图说明，该机顶盒包括根据本发明的实施例构造和操作的叠加图(overlay)嵌入子系统；

图2是细分为用于嵌入叠加图的逻辑块的视频帧的简化图示说明；

图3是图2中的视频帧的带有嵌入叠加图的若干逻辑块的简化图示说明；

图4是根据实施例的对包括嵌入叠加图的两个视频帧中的每一者的一部分的比较，其中一个视频帧来自剽窃流而第二视频帧来自源流；

图5是在图1的机顶盒处实现本文描述的实施例的方法的简化流程图；

图6是在与图1的机顶盒通信的视频提供商处实现本文描述的实施例的方法的简化流程图；以及

图7是图3的嵌入叠加图的替代实施例的简化图示说明。

将从以下结合附录的详细描述中更全面地理解和认识本发明，其中：

附录A讨论了通过对视频的时域分析来找出随机定位的叠加图的计算难度，特别是在黑客可以访问编码视频(可能经内容加密)和所呈现的视频帧两者的情况下。

具体实施方式

现参照图1，其为一种示例性媒体设备(即，媒体呈现设备10(可例如为机顶盒(STB)、平板电脑或者手持设备、或者其他合适的媒体设备))的简化框图，该设备包括根据实施例构造和操作的叠加图嵌入子系统。现在描述图1中的媒体呈现设备10。应理解，如本领域中所已知的，以下提到的媒体呈现设备10的各种子系统可以包括他们各自的子系统、硬件、软件等。媒体呈现设备10从视频提供商20接收视频，其通常是经加密的编码视频155的形式。视频提供商20可以包括广播头端或视频服务器 (例如，越顶(over the top，OTT)视频服务器)中的至少一者。图1描绘了处理和组件之间的逻辑关系，而不是这些组件之间的物理关系。另外，图1中描绘的组件可以包括物理硬件元件以及逻辑或虚拟组件。如下所述，叠加图嵌入子系统被包括在显示输出处理180中。

媒体呈现设备10通常包括处理器120，它可以包括单个处理器、包括用于嵌入订户ID(其通常是唯一的订户ID，如下将描述的那样)的一个或多个专用处理器120的若干处理器。处理器120通过智能卡接口140可操作地连接到安全元件，例如智能卡130。视频解密器150从媒体呈现设备10系统接收经加密的编码视频155，该系统可以包括实时视频流系统或长期存储系统(例如长期存储装置170)中的任一者。视频解密器150还接收由智能卡接口140产生的控制字，并根据控制字来对经加密的编码视频155进行解密。经解密的编码视频由视频解码器160进行解码。

处理器还可操作地连接到长期存储装置170、非暂态计算机可读存储介质(即，存储器)173、以及用户界面175。用户界面175可以包括电子节目向导及其子程序，以及用户输入/输出机构，如本领域中所已知的。存储器173可以存储指令，处理器120可以运行这些指令来执行本文所描述的方法。如本领域中所已知的，媒体呈现设备10还包含其他典型和标准的硬件、中间件和软件组件，这些组件为了便于描述而未在图1中被示出。

处理器120还可操作地连接到包括嵌入器185的显示输出处理180。嵌入器185从解码器160接收经解码的解密视频，并且如下将描述的那样，将订户ID嵌入到视频190中。嵌入了订户ID的视频190由媒体呈现设备 10输出，并且可被显示在视频显示器上。

嵌入器185将一系列订户ID(以0x000000-0xFFFFFF作为非限制性示例)编码到视频中的若干位置中的一组半透明叠加块的组合中并持续可变的时间段。如上面所注意到的，这些嵌入叠加图是由显示输出处理180创建的，该显示输出处理本身可以是EPG的进程。一组叠加图通常在视频显示器上示出较长的一段时间(例如，60秒)。这些叠加图通常足够大(在一些实施例中多达屏幕的1/8)，因此黑客不会遮挡这些包括了嵌入叠加图的区域，因为如果他们这样做了，屏幕上的大部分图像将被遮挡较长时间段(即，在此示例中，1/8的屏幕将被遮挡一分钟)。然而，叠加图被设计成几乎不会被人类视觉察觉到，因此原则上不会干扰用户的观看体验。

例如，为了对100,000,000个ID进行编码，显示输出处理180将屏幕分成8个虚构块，从而以叠加图覆盖每个虚构块1到10秒。这样，可以使用8个虚构块来对ID的10⁸个组合(即，100,000,000个ID)进行编码。显示输出处理180创建用于各自根据给定的订户ID而嵌入到屏幕上的各种位置中并持续不同时间段的若干透明(约90％的透明度)叠加图。

由于黑客能够在所剽窃的视频流上添加持续随机秒数的附加随机叠加图，视频提供商20生成随机密钥(下文中简称为“密钥”)，并且每次在视频提供商20发送将订户ID值嵌入到视频中的指令时发送该密钥。显示输出处理180将密钥转换为各种形状的叠加图，以便检测机制可以基于叠加图的形状来克服黑客所添加的随机叠加图。现参考附录A，其讨论了通过对视频的时域分析来找到随机定位的叠加图的计算难度，特别是在黑客可以访问经编码视频(有可能经内容加密)和所呈现的视频帧两者的情况下。

现参考图2，其是被细分为用于嵌入叠加图的逻辑块的视频帧的简化图示说明；显示输出处理180(图1)将要显示的视频帧分成多个逻辑块 B₁、B₂、……、B_n(如图2中所示的块B₁-B₈)并且将嵌入叠加图添加到这些逻辑块上，如以下所描述的那样。这种在逻辑块上的对嵌入叠加图的添加通常在界面级别上执行，即，使用HTML 5或flash将近乎透明的用户界面元素注入到视频中。

显示输出处理180接收订户ID，例如，图1的智能卡130的ID。可选地，订户ID在DRM(数字版权管理)、OTT(越顶)、或其他基于非 STB的系统的情况下可以是媒体设备ID。显示输出处理180执行用E表示的单射变换，将接收到的智能卡130ID映射到对集合：{(B₁,X₁),(B₂, X₂),...,(B_n,X_n)}，使得n是每个视频帧中块的总数，并且X_i是将嵌入叠加图放置在块B_i上的时间段的数目。嵌入叠加图并不叠加在整个逻辑块上，如下文中将更详细地讨论的那样。视频提供商20向显示输出处理180提供被用作叠加图的若干种预定形状的集合。应注意，时间段可以是一秒、一秒半、400毫秒、或一些其他适当的时间。

现参考图3，其是图2中的视频帧的带有嵌入叠加图的若干逻辑块的简化图示说明；图3示出了图2的逻辑块B₁、B₂、和B₃，每个逻辑块具有一个特定示例性图案/形状的嵌入叠加图。具体地，逻辑块B₁具有包含水平线310的嵌入叠加图。逻辑块B₂具有包含垂直线320的嵌入叠加图。逻辑块B₃具有包含45度线330的嵌入叠加图。其他逻辑块可以具有诸如不限于-45度线、其他角度的对角线、圆形、三角形、分形等之类的图案/形状的嵌入叠加图。应理解，在图3和其他附图中，嵌入叠加图被描绘为可见的。然而，通过几乎是透明(例如，约90-95％或89％-96％透明度)的设计使得嵌入在所显示的视频中的嵌入叠加图对视频的观看者而言几乎是察觉不到的。

如上所述，每个块B_i的嵌入叠加图将以某时间段改变一次，例如，每秒、每一秒半、每400毫秒、或一些其他适当的时间频率。应理解，在明亮视频内容的情况下，显示输出处理180可被视频提供商20配置为嵌入叠加图并持续增加的时间量(以2秒替代1秒作为示例)。将在该时间段期间被使用的嵌入叠加图的形状/图案是使用由视频提供商20发送的密钥来确定的，如现在将被描述的那样。

令F＝{F₁,F₂,...,F_m}为预定叠加图(例如，上面提到的形状/图案)中的一组图案(即，形状)，并且令k表示由视频提供商20发送的密钥，然后，如上所述，显示输出处理180执行单射变换E，下文中被标记为T，使得T(k,i)＝(F_i,1,F_i,2,...,F_i,Xi)，其中，T(k,i)中的每一结果项F_i,j都是从F 中选择的形状。因此，在图3的示例中，逻辑块B₂覆盖有垂直样嵌入叠加图的图案。相应地，T(k,i)中的对应F_i,j是出现在图3的逻辑块B₂中的水平样嵌入叠加图的图案。

若给定了智能卡130的ID和密钥k，显示输出处理180现在具有对集合：{(B₁,X₁),(B₂,X₂),...,(B_n,X_n)}和n个相应序列(F_i,1,F_i,2,…,F_i,Xi)，针对每个块B_i有一组对和一个相应的序列。因此，显示输出处理180现在能够用叠加图在屏幕上对智能卡ID进行编码，如下文描述的那样。为了增加 F中的潜在形状数，可以使用具有不同颜色的相同形状。例如，水平的、近乎透明的叠加图可以被添加以蓝色、红色、或绿色(使用RGB色板)。

对于每个块B_i，显示输出处理180添加叠加图并持续X_i个时间段，其中，在第一个时间段期间叠加图的形状将是F_i,1，且在第二个时间段期间，叠加图的形状将是F_i,2，以此类推，直到在第X_i个时间段期间，叠加图的形状将是F_i,Xi。

现参考表格1，其描述了n个逻辑块B₁-B_n将根据上述方法而被叠加的形状：

表格1

块	时间段1	时间段2	…	时间段X
					B<sub>1</sub>	F<sub>1,1</sub>	F<sub>1,2</sub>	…	F<sub>1,X1</sub>
B<sub>2</sub>	F<sub>2,1</sub>	F<sub>2,2</sub>	…	F<sub>2,X2</sub>
					…	…	…	…	…
B<sub>n</sub>	F<sub>n,1</sub>	F<sub>n,2</sub>	…	F<sub>n,Xn</sub>

因此，在每个逻辑块B_i中，并且在每个时间段中，用于检测的方法的实施例将能够确定什么形状应被叠加在每个块B_i上。因为用于检测的方法的实施例将在给定块B_i上的叠加图是所期望的形状的情况下确定在给定块 B_i上存在有叠加图。然而，如果叠加图不是所期望的形状，即，在黑客在该块B_i上添加了叠加图的情况下，则该方法的实施例将过滤掉黑客所添加的叠加图，因为黑客所添加的叠加图通常不是所期望的形状。应理解，即使黑客通过调整大小、裁剪、转码等操纵了视频流，但仍可以通过本领域中已知的视频比较算法来检测嵌入叠加图。

举例来说，考虑存在两个逻辑块的情况：B₁和B₂，即n＝2。令形状集合F被定义为：F＝{F1＝垂直线，F2＝水平线}。给定了示例性智能卡 ID为0x111111，显示输出处理180需要将该智能卡ID映射到集合{(B₁,X₁), (B₂,X₂)}。例如，{(B₁,X₁),(B₂,X₂)}可以是{(B₁,4),(B₂,3)}，即嵌入叠加图在右侧逻辑块(B₁)上应该出现4秒(假设本示例中的时间段为一秒)，并且嵌入叠加图在左侧逻辑块(B₂)上应该出现3秒。

出于本示例的目的，令由视频提供商20发送到显示输出处理180的密钥k为0x222222。因此，显示输出处理180调用T(0x222222,1)和 T(0x222222,2)以获得用于选择叠加图形状的序列。例如：作为示例， T(0x222222,1)＝(F₂,F₁,F₁,F₁)，并且作为示例，T(0x222222,2)＝(F₁,F₁,F₂)，即，在第一块(B₁)中，显示输出处理180将添加叠加图并持续4秒，其中，在第一秒中将为水平线(F₂)的叠加图，然后随后3秒为垂直线叠加图(F₁)。并且在左侧块(B₂)中，显示输出处理180将添加垂直线叠加图(F₁)并持续2秒，然后是水平线(F₂)并持续再一秒。应理解，在上面的该示例(即，T(0x222222,1)＝(F₂,F₁,F₁,F₁)和T(0x222222,2)＝(F₁,F₁, F₂))中给出的单射变换是任意的并且仅用于示例的目的。表格2总结了上述示例的结果：

表格2

在一些实施例中，存在参考机顶盒(或其他媒体呈现设备)，其不对会被引入到源视频流的剽窃版本(其例如可以是从剽窃网站下载的)的那种类型的源视频流进行任何修改。在一些实施例中，参考机顶盒包括智能卡130，该智能卡130具有使得不会为在参考媒体呈现设备10上显示的视频产生叠加图而选择的智能卡ID。可选地，视频提供商20可以永远不寻址向参考智能卡嵌入叠加图的命令。举例来说，实现叠加图在视频中的嵌入的参考命令可以通过比特位来寻址，并且该比特位可以在参考机顶盒中被关闭。例如，可以在参考机顶盒中置位智能卡130或智能卡接口140中的比特位，这防止嵌入器185在参考机顶盒中对嵌入叠加图进行嵌入。

现参考图4，其是根据实施例的对包括嵌入叠加图的两个视频帧中的每一者的一部分的比较，其中，一个视频帧来自所捕获的剽窃流而第二个视频帧来自源流。在来自剽窃流的一个视频帧中，B₁、B₂、……、B_n表示来自剽窃流的一个视频帧中的n个块。类似地，来自源流的第二视频帧中的n个块被表示为B'₁、B'₂、……、B'_n，并且B_i和B'_i被选择为使得它们在各自的视频帧中共享相同(即，相应)的位置。即，在两个流之间的相同视频帧中的块的位置之间存在一对一的对应关系。

在用于检测的方法的实施例中，来自源流的块中的每一者被匹配到给定的剽窃流中的相应块，即B_i到B'_i。对于每个i，B_i将被叠加(部分地) 透明叠加图并持续X_i个时间段。用于检测的方法的实施例找到X₁、 X₂、……、X_n以使得X_i是B_i被嵌入叠加图叠加的时间段数目。即使叠加图是近乎透明的(例如，90-95％或89％-96％透明)，对所捕获的第一剽窃流与第二参考流进行比较，从而能够确定在所捕获的剽窃流中的每个块上的嵌入叠加图是何时出现的以及持续多少个时间段。然后可以从所捕获的剽窃视频流中索取{(B₁,X₁),(B₂,X₂),...,(B_n,X_n)}集合。因为E是单射变换，所以仅存在一个将{(B₁,X₁),(B₂,X₂),...,(B_n,X_n)}集合匹配到与从其中获取所捕获的剽窃视频的智能卡ID的相应ID。

如以上在对编码方法的描述中所注意到的，当解码智能卡ID时，已知的是，针对每个时间段，什么形状/图案的嵌入叠加图应该在每个逻辑块中。因此，已经被黑客添加的嵌入叠加图可能会被过滤掉并被认为是虚假的而被忽略。

应理解，黑客可以在所捕获的剽窃流中引入延迟，从而导致相比参考视频流的滞后。在一些实施例中，为了警告检测系统编码处理(即，叠加图嵌入)将在视频中开始，显示输出处理180可以用透明叠加图覆盖整个视频屏幕约数百毫秒。这样的叠加图减轻了所捕获的剽窃视频和参考视频之间的同步。

继续上面给出的示例以示出示例性智能卡ID 0x111111可以如何被编码为嵌入叠加图，在匹配和对齐两个视频流之后，每个块要被嵌入叠加图覆盖的秒数(在上面的示例中，时间段被设置为一秒)被观察到。在解码设备中，ID到集合{(B1,X1),(B2,X2)}的映射也是已知的。由于变换E是单射变换，因此只有一个值x使得E(x)＝{(B₁,X₁),(B₂,X₂)}，即，示例性智能卡ID 0x111111。

现参考图5和图6。图5是在图1的媒体呈现设备10处实现本文描述的实施例的方法的简化流程图。图6是在与图1的媒体呈现设备10通信的视频提供商20(图1)处实现本文描述的实施例的方法的简化流程图。以下讨论描述了视频提供商20(图1)、智能卡接口140(图1)、和显示输出处理180(图1)的实施例，以便嵌入对唯一订户ID(例如，智能卡ID) 进行编码的叠加图，如上文所述。视频提供商20发送将叠加图在嵌入视频中的命令(步骤510、610)。该命令可以使用授权管理消息(EMM)和授权控制消息(ECM)或视频提供商20可用的其他命令中的一者来发送。视频提供商20还生成随机密钥k(步骤520、620)。如上所述，密钥k通过适当的命令被发送到机顶盒(步骤630)。

在智能卡接口140中接收来自视频提供商20的这些命令。智能卡接口 140将用于嵌入叠加图的命令以及将被嵌入在要显示的视频中的智能卡ID 的值和密钥k发送到显示输出处理180。

显示输出处理180针对给定的订户ID(例如，智能卡ID)调用单射变换E(步骤530)，以便生成对集合：{(B₁,X₁),(B₂,X₂),...,(B_n,X_n)}。对于 i的每个值和密钥k，显示输出处理180调用T(k,i)，生成序列：(F_i,1,F_i,2,..., F_i,Xi)，从而确定针对每个给定时间段的每个叠加图的形状/图案。

显示输出处理180用近乎透明的形状为F_i,1的叠加图覆盖每个块B_i并在第一时间段期间持续。然后用几乎透明的形状为F_i,2的叠加图覆盖块B_i并在第二时间段期间持续，以此类推(步骤540)。

以这种方式标记视频会导致视频用近乎透明的嵌入叠加图被唯一地标记。然而，黑客无法覆盖嵌入叠加图，因为例如用黑色块覆盖嵌入叠加图实际上覆盖了视频的实质部分，从而对观看体验产生负面影响(例如，覆盖八分之一的屏幕并持续1秒)。可选地，如果黑客用透明叠加图覆盖视频，则检测方法会过滤掉这些叠加图(这作为检测处理的一部分)。

现参考图7，图7是图3的嵌入叠加图的替代实施例的简化图示说明。在叠加图的一些实施例中(例如，图5中所描述的那些)，显示输出处理 180可以将叠加图边缘设置为不规则渐变(gradient)的透明图案710(如在块B₆中那样)，而不是完全透明的叠加图720(如在块B₅中描绘的那样)。应理解，使用透明图案的不规则渐变将产生使叠加图的可见度降低的影响。

嵌入与编码与加密

术语“嵌入”在整个本说明书和权利要求书中以其所有语法形式来使用，以指代涉及将水印或其一部分放置在视频流中的任何类型的活动。例如，“嵌入水印”、“嵌入比特位”、“水印嵌入设备”等等。

术语“编码”在整个本说明书和权利要求书中以其所有语法形式来使用，以指代任何类型的数据流编码，包括已知类型的编码(例如但不限于 MPEG-2编码、H.264编码、VC-1编码、和诸如可缩放矢量图形(SVG) 和LASER(ISO/IEC 14496-20)之类的合成编码等)但不限制定义的范围。应理解，经编码的数据流通常需要比未经编码的数据流更多的处理并且通常需要更多的时间来读取。无论经编码数据的接收者是否为预期接收者，经编码数据的任何接收者至少有可能能够在不需要密码分析的情况下读取经编码数据。应理解，编码可以在若干阶段中执行，并且可以包括许多不同的处理，包括但不必限于：压缩数据；将数据转换为其他形式；以及使数据更强健(例如，复制数据或使用纠错机制)。

术语“压缩”在整个说明书和权利要求书中以其所有语法形式来使用，以指代任何类型的数据流压缩。压缩通常是编码的一部分，并且可以包括图像压缩和移动补偿。通常，数据压缩减少了构成数据的比特数。由于压缩是编码的子集，因此术语“编码”和“压缩”以其所有语法形式在整个本说明书和权利要求书中通常可互换使用。

类似地，术语“解码”和“解压缩”在整个本说明书和权利要求书中以其所有语法形式来使用，以指代所有语法形式的“编码”和“压缩”的相反面。

术语“加扰”和“加密”可在整个本说明书和权利要求书中以其所有语法形式来互换使用，以指代用于加扰和/或加密数据流的任何适当的加扰和/或加密方法，和/或用于使数据流除了(一个或多个)预期接收者外难以理解的任何其他适当的方法。已知的加扰或加密类型包括但不限于 DES、3DES、和AES。类似地，术语“解扰”和“解密”在整个本说明书和权利要求书中以其所有语法形式来使用，以指代所有语法形式的“加扰”和“加密”的相反面。

根据上述定义，术语“编码”；“压缩”；以及术语“加扰”和“加密”用于指代不同且独有类型的处理。因此，特定数据流可以是，例如：

经编码，但是没有经加扰和经加密；

经压缩，但是没有经加扰和经加密；

经加扰或经加密，但是没有经编码；

经加扰或经加密，但是没有经压缩；

经编码，并且经加扰或经加密；或者

经压缩，并且经加扰或经加密。

同样地，一方面的术语“解码”和“解压缩”和另一方面的术语“解扰”和“解密”用于指代不同且独有类型的处理。

应理解，本发明的软件组件可以根据需要以ROM(只读存储器)的形式来实现。软件组件通常可以根据需要使用传统技术通过硬件来实现。还应理解，软件组件可以例如：作为计算机程序产品或在有形介质上被实例化。在一些情况下，可行的是，将软件组件实例化为能够由适当的计算机解释的信号，但在本发明的某些实施例中可以排除这样的实例化。

应理解，为了清楚起见，在单独实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以以组合的形式被提供在单个实施例中。相反地，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以被单独提供或以任何合适的子组合形式来提供。

本领域技术人员应理解，本发明不限于上文具体示出和描述的内容。而是，本发明的范围是由所附权利要求及其等同物来限定的。

附录A

附录A讨论了通过对视频的时域分析来找出随机定位的叠加图的计算难度，特别是在黑客可以访问经编码视频(可能经内容加密)和所呈现的视频帧两者的情况下。

令以下变量被如下定义：

D＝将叠加图示出于块上的最大秒数

R＝示出每个形式的叠加图的时间

S＝将通过叠加图来编码的订户ID的数目

F＝叠加图的形式的数目

C＝供叠加图选择的颜色的数目(通过使用F中的形式的不同颜色，潜在的不同叠加图可以是多个)

然后，黑客能够干扰解码算法的概率P是：

通过以上证明，考虑以下示例。假设D(将叠加图示出于块上的最大秒数)为90，并且R(示出每个形式的叠加图的时间)为5秒。在这种情况下，块可以具有叠加图并持续0,5,10,15，...，90秒，以允许5秒的叠加图持续时间。

假设F(叠加图的形式的数目)为30，并且C(供叠加图选择的颜色的数目)为8(当使用RGB时，使用了2³种基本色，以便于减轻解码器计算)。

然后，在块I中，对于第一个5秒的叠加图，存在30*8＝240个不同的可构成叠加图的形状。类似地，对于接下来的5秒以及随后的每个5秒时间段，存在240个潜在的、不同的叠加图。

为了模仿编码器并通过添加另一叠加图来干扰解码器，黑客必须猜测所添加的叠加图的形式和颜色。并且实现的概率是1/(C*F)，在示例性情况下该概率是1/(8*30)＝1/240。但是，这是针对单个块而言。然而，如果任何给定的视频帧被分成n个逻辑块并且黑客必须正确地模仿至少一个逻辑块中的一个叠加图，那么黑客在其中一个块中添加正确的形状(并由此模仿编码器的编码)的概率是n/(C*F)。

因此，为了完成证明，有必要表明：

由于在每个块中叠加图可以被示出0秒、或R秒、或2*R秒、...、或 D秒，存在(D/R)+1个选项(在理论上，若只存在一个块，则(D/R)+1个不同的订户ID可被编码)。由于存在n个块，所以存在((D/R)+1)ⁿ个选项，即，每个订户ID一个选项。

由于存在可被编码的S个订户ID，因此：

((D/R)+1)ⁿ＝S

因此，

并且因此，

相应地，块的数目是

因此，在上面S＝10,000,000的示例中，黑客将成功模仿编码器的概率是：

在这样的选项可用的系统中，一旦确定特定订户ID被黑客入侵，则屏幕显示(on-screen display，OSD)可被寻址到该特定订户ID。然后可以检查被黑客入侵的流以验证在被显示时OSD是否出现在该流中。

Claims

1.一种流媒体剽窃检测方法，包括：

在媒体呈现设备处接收来自视频提供商的将订户ID嵌入视频流中的至少一个视频帧中的命令；

从所述视频提供商接收随机密钥k；

针对k和所述订户ID调用单射变换，该单射变换生成以下对的序列：近透明图案和相应时间段，其中，所述单射变换包括：

将所述订户ID映射到对集合：{(B₁,X₁),(B₂,X₂),...,(B_n,X_n)}，其中，n是每个视频帧的逻辑块总数，并且X_i是要在块B_i上叠加嵌入叠加图的时间段的数目；

创建一组近透明图案序列，这些图案中的每个图案都与一个逻辑块相关联；

在所述逻辑块中的每个逻辑块上显示该组近透明图案序列中的一个近透明图案并在多个时间段期间持续；以及

在该多个时间段结束时将在所述逻辑块中的每个逻辑块上所显示的该组近透明图案序列中的这个近透明图案改变为在所述逻辑块中的每个逻辑块上的该组近透明图案序列中的这个近透明图案的下一个近透明图案；以及

用所述近透明图案中的一个近透明图案来叠加所述视频流中的所述至少一个视频帧的逻辑块并在所述相应时间段中的对应这个近透明图案的一个时间段期间持续。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：以逻辑块的形式输出所述视频流中的所述至少一个视频帧，其中该逻辑块被用具有颜色分量的近透明图案叠加。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述订户ID包括智能卡ID或设备ID中的一者。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述逻辑块中的每个逻辑块的大小等于所述媒体呈现设备的视频显示屏幕的大小的八分之一。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述时间段为一秒。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述近透明图案的透明度在89％-96％之间。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述近透明图案对于人眼是不可察觉的。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述近透明图案包括以下各项中的一者：水平线；垂直线；对角线；圆形；三角形；分形；以及不规则渐变。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述视频提供商包括广播头端或视频服务器中的至少一者。

10.一种流媒体剽窃检测方法，包括：

在视频提供商处生成随机密钥k；

向媒体呈现设备发送将订户ID嵌入视频流中的至少一个视频帧中的命令，该命令针对k和所述订户ID调用单射变换，该单射变换生成：近透明图案和相应时间段的序列，其中，所述单射变换包括：

将所述订户ID映射到对集合：{(B₁,X₁),(B₂,X₂),...,(B_n,X_n)}，使得n是每个视频帧的逻辑块总数，并且X_i是要在块B_i上叠加嵌入叠加图的时间段的数目；

在该多个时间段结束时将在所述逻辑块中的每个逻辑块上所显示的该组近透明图案序列中的这个近透明图案改变为在所述逻辑块中的每个逻辑块上的该组近透明图案序列中的这个近透明图案的下一个近透明图案；

将k发送到所述媒体呈现设备；以及

指示所述媒体呈现设备用所述近透明图案中的一个近透明图案来叠加所述视频流中的至少一个视频帧的逻辑块并在所述相应时间段中的对应这个近透明图案的一个时间段期间持续。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：向媒体设备发送的命令为输出所述视频流中的包括逻辑块的所述至少一个视频帧的命令，其中该逻辑块被用具有颜色分量的近透明图案叠加。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述订户ID包括智能卡ID或设备ID中的一者。

13.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述逻辑块中的每个逻辑块的大小等于所述媒体呈现设备的视频显示屏幕的大小的八分之一。

14.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述时间段为一秒。

15.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述近透明图案的透明度在89％-96％之间。

16.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述近透明图案对于人眼是不可察觉的。

17.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述近透明图案包括以下各项中的一者：水平线；垂直线；对角线；圆形；三角形；分形；以及不规则渐变。

18.根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述视频提供商包括广播头端或视频服务器中的至少一者。

19.一种流媒体剽窃检测装置，包括：

用于在媒体呈现设备处接收来自视频提供商的将订户ID嵌入视频流中的至少一个视频帧中的命令的器件；

用于从所述视频提供商接收随机密钥k的器件；

用于针对k和所述订户ID调用单射变换的器件，该单射变换生成以下对的序列：近透明图案和相应时间段，其中，所述单射变换包括：

用于用所述近透明图案中的一个近透明图案来叠加所述视频流中的所述至少一个视频帧的逻辑块并在所述相应时间段中的对应这个近透明图案的一个时间段期间持续的器件。

20.根据权利要求19所述的装置，还包括用于实施根据权利要求2至9中任一项所述的方法的器件。

21.一种流媒体剽窃检测装置，包括：

用于在视频提供商处生成随机密钥k的器件；

用于向媒体呈现设备发送将订户ID嵌入视频流中的至少一个视频帧中的命令的器件，该命令针对k和所述订户ID调用单射变换，该单射变换生成：近透明图案和相应时间段的序列，其中，所述单射变换包括：

用于将k发送到所述媒体呈现设备的器件；以及

用于指示所述媒体呈现设备用所述近透明图案中的一个近透明图案来叠加所述视频流中的所述至少一个视频帧的逻辑块并在所述相应时间段中的对应这个近透明图案的一个时间段期间持续的器件。

22.根据权利要求21所述的装置，还包括用于实施根据权利要求11至18中任一项所述的方法的器件。

23.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被处理器执行时，实施根据权利要求1至18中任一项所述的方法。