CN1726548A - 一种处理模拟信号的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种处理模拟信号的方法。该方法包括通过组合水印信号和模拟信号(103)从而在模拟信号中隐藏数字水印信号。水印信号可以被接收该模拟信号的设备(108)检测并提取。该方法包含在水印信号中嵌入密钥，以使得该密钥可以被编码设备(108)提取并使用，以用来对基于模拟信号的数字内容进行加密。本发明还涉及用于执行该加密的编码设备。

Description

一种处理模拟信号的方法
本发明涉及一种用于处理与模拟信号相应的信息的方法，其中水印信号以这样一种方式隐藏在模拟信号中：水印信号可以由接收该模拟信号的设备提取出来。
在US-B2-6,442,285中对该方法进行了描述。水印可以包含使用控制信息。如果从这种信号生成MP3数据，并且使用控制信息被转换成数据，则接收这种数据的设备就可以检测该设备是否被授权使用该数据。如果没被授权，则该设备例如可以拒绝使用所述信息来播放音乐。由此，这种方法可用来防止非法拷贝受版权保护的素材。
与该方案相关的一个问题是，音频/视频设备可以被制造成不检查对应于使用控制信息的数据。由此，无论这类设备是否已经被授权，它们都可以使用这些数据。
本发明的一个目的是全部或部分解决该问题。利用根据开头段落描述的方法可以达到该目的，该方法的特征在于在水印信号中嵌入加密密钥，所述加密密钥意图要由编码设备识别，以使用该密钥来加密与所述模拟信号相应的数字编码的信息序列。这样，编码设备可以产生与模拟信号相应的数字数据，而这些数据只能被授权的设备使用。
在一个优选实施例中，水印信号进一步包含关于编码设备应该如何处理模拟信号的指令。
在另一个优选实施例中，水印信号进一步包含版权信息。
优选地，所述处理进一步包括将与模拟信号相应的数据存储在存储介质上，或者广播与模拟信号相应的信号。这样，即使当模拟信号以明文被发送时，版权利益也会得到保护。
根据另一方面，本发明涉及一种用于数字编码与模拟信号相应的信息的设备。该设备的特征在于：一个水印检测器，用来检测嵌入在模拟信号中的水印信号；一个密钥检测器，用来识别水印信号中的加密密钥；一个编码器，用来对模拟信号进行数字编码；和一个加密单元，用来用该加密密钥对数字编码的信号进行加密。
优选地，该设备可进一步包含用于从水印信号中获取应该怎样处理模拟信号的指令的装置。
在一个优选实施例中，该设备进一步包含一个用来解码数字输入信号的解码器，这样，可以获取嵌入在与该数字输入信号相应的模拟信号中的水印信号。
优选地，加密单元可使用驻留(residential)密钥来加密编码过的模拟信号，所述模拟信号没有嵌入在水印信号中的密钥或者根本就没有水印信号。
在一个优选实施例中，水印检测器、密钥检测器、编码器和加密单元被提供在单个集成电路上。这样可防止为了提取出压缩的、未加密的信息而篡改(tampering)所述设备。
参照下面描述的实施例，本发明的各个方面都将会得到清楚说明。
图1示例了一种可以使用根据本发明的方法和设备的情况。
图2示例了一种根据本发明的一个实施例的编码设备。
图1示例了一种可以使用根据本发明的方法和设备的情况。模拟信号101例如可以是音频信号或视频信号，其在组合单元103中和水印信号102组合在一起。水印信号包含例如版权信息之类的数据。
典型地，水印信号可以是低比特率的数字信号，但是可以使用任何可随后被识别出来而且不干扰模拟信号的预定使用的信号，例如音频信号中的听不见的信号。
可以用任何通用的方法来处理模拟信号，举例来说，模拟信号可以被转换成数字格式，并且通过存储处理104存储在例如CD或者DVD盘105之类的信息介质上，或者通过广播处理106而被广播。无论如何，模拟信号随后通过播放器107被再现。播放器107可以是产生模拟输出的收音机或者CD播放器之类。播放器107可以和一个编码器单元108连接或者集成起来，编码器单元108将由播放器107产生的模拟输出信号转换成数字格式109，例如MPEG2或H264等。这种格式的信息被高度压缩，并可通过计算机通信介质被容易地拷贝和传送。这种编码器成本较低，但是可以产生高质量的输出。根据本发明，建议在水印信号102中加入加密密钥。而且建议修改编码器单元108以使其从模拟信号中获取密钥并且利用该密钥来加密数字格式的输出109。通过这种方法，由于只有能够使用密钥的播放器才可以再现模拟信号，因此可更有效地阻止对模拟信号的非法拷贝和传播。
来自编码器的数字输出可以优选地用于有条件访问(CA)环境中，例如，其中(例如在家中的)已授权设备可以以一种安全的方式交换信息的领域。
尽管使用的是低比特率的数字水印信号，但为了在合理的时间里传送足够强大的密钥，其优选地能超过8bits/s。CA环境通常需要64比特的强密钥(strongkey)。如果使用了8bit/s的水印信号，则加密过程可以在8秒后开始，这对大部分应用而言都足够快了。在任何情况下，水印信号都不干扰对模拟信号的正常使用，例如可以用普通方式观看视频信号，而水印信号是看不见的。
优选地，所述密钥可以是适合于与DES(数据加密标准)或者AES(高级加密标准)标准一起使用的密钥，或者所述密钥也可以是与DVB标准(数字视频广播)一起使用的密钥。然而，也可以设想其他加密方案。
图2示例了一个根据本发明一个实施例的编码设备200。它包含一个用于将模拟信号转换成数字格式的A/D转换器208，以及一个常规类型的编码器201，用来编码/压缩来自A/D转换器208的输出。而且，该编码设备还包含一个水印检测器202，用于获取嵌入在模拟输入中的水印。水印检测器202工作于模拟输入的未压缩的数字版本，并包含用于识别隐藏在水印信号中的加密密钥并将该密钥馈送给加密单元203的装置。加密单元使用该密钥来加密来自编码器201的编码过的输出。该加密处理提供来自编码设备200的输出。优选地，编码设备也输出由已授权设备用来解密内容所需的信息，例如密钥管理结构。
这个输出可以被自由分发，但只有已授权设备(例如在一个可以使用密钥的CA领域内)才可以使用该输出。而且，当内容已被解密后，这些设备可以对模拟信号进行检查以验证使用了正确的密钥进行加密，因为在模拟信号里依然存在该水印密钥。也因为水印信号依然存在，所以进一步使得对模拟内容的广播也会以同样的方式受到保护。
设备200也可以处理数字输入。这时，需要由解码器204产生可被水印检测器202使用的未压缩的数字输出。多路复用器205、206用来选择应该处理数字输入还是应该处理模拟输入。
如果在输入中不存在水印信号，或者如果水印信号中缺少加密密钥信息，则加密单元就可以使用固定的内部密钥207。
水印检测器202还可从水印信号中获取信息，该信息对应于编码设备应该如何处理到来信息的指令。该指令例如可以包含应该怎样加密输出，比如不应该加密该输出或者应该加密部分输出。其它指令可以包含应该使用所包含的密钥还是驻留密钥等等。
优选地，水印检测器202、水印检测器中的密钥检测器、编码器201和加密单元203作为单个集成电路200被提供。这样就不会出现为了提取压缩的、未加密的数据而篡改编码设备的情况。
概括地讲，本发明涉及一种用于处理模拟信号的方法。该方法包括通过组合水印信号和模拟信号从而在模拟信号中隐藏数字水印信号。水印信号可被接收模拟信号的设备检测并提取。该方法包含在水印信号中嵌入密钥，以使该密钥可以被编码设备提取并使用，以用来加密基于模拟信号的数字的内容。本发明还涉及用于执行这种加密的编码设备。
虽然已经结合优选实施例对本发明进行了描述，但应当理解，本发明不应被视为限于该实施例。本发明应当包含由熟知本领域的技术人员在所附的权利要求书范围内所做的一切改变。

Claims (10)

1、一种用于处理与模拟信号相应的信息的方法，其中数字水印信号被隐藏在模拟信号中，以使得水印信号可以被接收该模拟信号的设备提取，其特征在于：在所述水印信号中嵌入一个加密密钥，该加密密钥预定由编码设备识别，以利用该密钥来加密与所述模拟信号相应的数字编码的信息序列。
2、根据权利要求1所述的方法，其中水印信号还包含关于编码设备应该如何处理模拟信号的指令。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其中水印信号还包含版权信息。
4、根据上述权利要求中的任一条所述的方法，其中所述处理还包含在存储介质上存储与模拟信号相应的数据。
5、根据权利要求1至3中的任一条所述的方法，其中所述处理还包含广播与模拟信号相应的信号。
6、一种用于对与模拟信号相应的信息进行数字编码的设备，其特征在于：一个水印检测器，用来检测隐藏在模拟信号中的水印信号；一个密钥检测器，用来识别水印信号中的加密密钥；一个编码器，用来对该模拟信号进行数字编码；以及一个加密单元，用来用该加密密钥加密所述数字编码的信号。
7、根据权利要求6所述的设备，还包含用于从水印信号中获取关于应该怎样处理模拟信号的指令的装置。
8、根据权利要求6或7所述的设备，还包含一个解码器，用来对数字输入信号进行解码，以便可以获取嵌入在与该数字输入信号相应的模拟信号中的水印信号。
9、根据权利要求6至8中的任一条所述的设备，其中加密单元使用驻留密钥来加密已编码的模拟信号，该已编码的模拟信号没有嵌入在水印信号中的密钥。
10、根据权利要求6至9中的任一条所述的设备，其中所述水印检测器、所述密钥检测器、所述编码器以及所述加密单元被提供在单个集成电路上。
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