IT202100011090A1 - PROCESS OF INCORPORATING A WATERMARK INTO A VIDEO AND CORRESPONDING PROCESS OF EXTRACTING A WATERMARK FROM A VIDEO - Google Patents

PROCESS OF INCORPORATING A WATERMARK INTO A VIDEO AND CORRESPONDING PROCESS OF EXTRACTING A WATERMARK FROM A VIDEO Download PDF

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IT202100011090A1
IT202100011090A1 IT102021000011090A IT202100011090A IT202100011090A1 IT 202100011090 A1 IT202100011090 A1 IT 202100011090A1 IT 102021000011090 A IT102021000011090 A IT 102021000011090A IT 202100011090 A IT202100011090 A IT 202100011090A IT 202100011090 A1 IT202100011090 A1 IT 202100011090A1
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IT
Italy
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frames
frame
video
watermark
optical information
Prior art date
Application number
IT102021000011090A
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Italian (it)
Inventor
Paolo Costanzo
Loris Gaetano DEDAMIANI
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Code R T D S R L
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    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00General purpose image data processing
    • G06T1/0021Image watermarking
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    • GPHYSICS
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Description

DESCRIZIONE dell?invenzione industriale dal titolo: ?Procedimento di incorporamento di un watermark in un video e corrispondente procedimento di estrazione di un watermark da un video? DESCRIPTION of the industrial invention entitled: ?Procedure for incorporating a watermark into a video and corresponding procedure for extracting a watermark from a video?

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Settore tecnico Technical field

La presente invenzione si colloca, in generale, nel settore della tutela del diritto di autore di contenuti multimediali pubblicabili sul web. In particolare, l?invenzione si riferisce ad un procedimento di incorporamento di un watermark in un video e ad un corrispondente procedimento di estrazione di un watermark da un video. The present invention falls, in general, in the sector of copyright protection of multimedia content that can be published on the web. In particular, the invention relates to a process for incorporating a watermark into a video and to a corresponding process for extracting a watermark from a video.

Tecnica nota Known technique

Sono noti nel settore processi di watermarking che consistono nell?inserimento di determinate informazioni aggiuntive all?interno di un contenuto digitale, tipicamente multimediale. Tali informazioni aggiuntive potranno essere estratte e recuperate in un secondo momento dal contenuto digitale, a discrezione di policy di accesso a tale informazioni aggiuntive. Tipicamente, le informazioni aggiuntive non sono immediatamente visibili, o quantomeno interpretabili, da parte di un terzo soggetto estraneo al contenuto digitale. Watermarking processes are known in the sector which consist in the insertion of certain additional information within a digital content, typically multimedia. Such additional information may be extracted and later retrieved from the digital content, at the discretion of the access policy to such additional information. Typically, the additional information is not immediately visible, or at least interpretable, by a third party unrelated to the digital content.

I soggetti che hanno accesso a tali informazioni aggiuntive sono in grado di elaborarle al fine di ottenere risultati utili per scopi specifici, ad esempio, determinare se il contenuto digitale ? stata modificato o per ricostruire il contenuto digitale a seguito di un degrado talvolta indotto da opportuni attacchi (codici di correzione). The subjects who have access to this additional information are able to process it in order to obtain useful results for specific purposes, for example, to determine whether the digital content is been modified or to reconstruct the digital content following a degradation sometimes induced by appropriate attacks (correction codes).

L?obiettivo principale di effettuare attacchi contro gli algoritmi di watermarking ? quello di distruggere o degradare l?informazione aggiuntiva incorporata nel contenuto digitale. The main goal of carrying out attacks against watermarking algorithms ? to destroy or degrade additional information incorporated in digital content.

Esistono attacchi di diversa natura, ad esempio, attacchi geometrici, attacchi di rumore e attacchi di codifica. There are attacks of different nature, for example, geometry attacks, noise attacks and coding attacks.

Gli attacchi di rumore sono attacchi che coprono l?immagine del contenuto digitale, creando confusione, e generano una grana che sostituisce micro-sezioni dell?immagine originale. ? un tipo di attacco fastidioso che riduce notevolmente la qualit? dell?immagine e risulta particolarmente visibile. Noise attacks are attacks that obscure the image of digital content, creating confusion, and generate grain that replaces micro-sections of the original image. ? a type of annoying attack that significantly reduces the quality? of the image and is particularly visible.

Gli attacchi di tipo geometrico sono atti a modificare in maniera decisa l?immagine del contenuto digitale, eseguendo tagli laterali, superiori o inferiori, o trasformazioni come rotazioni, o spostamenti, oppure ancora specchiamenti. Geometric attachments are capable of decisively modifying the image of the digital content, performing lateral, upper or lower cuts, or transformations such as rotations, or displacements, or even mirroring.

Gli attacchi di codifica mirano a tagliare notevolmente informazioni di dettaglio da un contenuto digitale originale senza intaccare in maniera percettibile il contenuto visivo, almeno con un solo processamento (se si eseguono operazioni di codifica successive si degrada la qualit? del video). The coding attacks aim to significantly cut detailed information from an original digital content without perceptibly affecting the visual content, at least with a single processing (if successive coding operations are performed, the quality of the video is degraded).

Gli obiettivi generali che spingono all?utilizzo di tecniche di watermarking possono essere, tra altri, la protezione del copyright digitale di un contenuto (Digital copyright protection), il monitoraggio della diffusione e riproduzione del contenuto digitale (Broadcast monitoring), l'autentificazione del contenuto digitale (Data authentication) e l'identificazione di file o strutture di dati di grandi dimensioni utilizzando informazioni troncate (Digital fingerprinting). The general objectives that lead to the use of watermarking techniques can be, among others, the protection of the digital copyright of a content (Digital copyright protection), the monitoring of the diffusion and reproduction of the digital content (Broadcast monitoring), the authentication of the digital content (Data authentication) and the identification of large files or data structures using truncated information (Digital fingerprinting).

Le fasi dei processi di watermarking sono solitamente composte da incorporamento del watermark (?Watermark embedding?), estrazione del watermark (?Watermark extraction?) e rilevamento del watermark (?Watermark detection?). Queste fasi possono eventualmente cambiare in base alla tecnica utilizzata. The stages of watermarking processes are usually composed of watermark embedding, watermark extraction and watermark detection. These phases may possibly change according to the technique used.

Le propriet? che caratterizzano il watermarking digitale sono la Trasparenza percettiva, la Robustezza, e la Capacit?. The properties? that characterize digital watermarking are the perceptive transparency, the robustness, and the capacity.

L?algoritmo di watermarking pu? essere classificato secondo vari aspetti, ad esempio, il tipo di dati che vengono incorporati, la tecnica di estrazione e cos? via. The watermarking algorithm can? be classified according to various aspects, for example, the type of data that are incorporated, the extraction technique and so on? Street.

Un?esaustiva classificazione permette di riconoscere i vari algoritmi di watermarking che sono presenti in letteratura. Basando la classificazione in base al tipo di dati incorporati si ottiene: watermark di testo (Text watermark), Watermark di immagine (Image watermark), watermark di video (Video watermark) e watermark di audio (Audio watermark). An exhaustive classification allows to recognize the various watermarking algorithms that are present in the literature. Basing the classification on the type of embedded data we get: Text watermark, Image watermark, Video watermark and Audio watermark.

Basando invece la classificazione in base alla tecnica di estrazione si ottiene: Blind oppure watermarking pubblico, Non-blind oppure watermarking privato e Semi-blind watermarking. Instead, basing the classification on the basis of the extraction technique we obtain: Blind or public watermarking, Non-blind or private watermarking and Semi-blind watermarking.

Nel watermarking pubblico, non ? necessario un segnale originale durante un processo di rilevamento del watermark. ? richiesta solo una chiave segreta. Nel watermarking pubblico, gli utenti del contenuto sono autorizzati a rilevare il watermark. In public watermarking, isn't it? an original signal is needed during a watermark detection process. ? only a secret key is required. In public watermarking, users of the content are allowed to detect the watermark.

Con watermarking privato o non-cieco, ? richiesto un segnale originale per il rilevamento del watermark. Nel watermarking privato gli utenti non sono autorizzati a rilevare il watermark. With private or non-blind watermarking, ? required an original signal for watermark detection. In private watermarking, users are not allowed to detect the watermark.

Con watermarking semi-cieco, a volte sono necessarie ulteriori informazioni per rilevare correttamente il watermark. Alcuni algoritmi devono accedere al contenuto digitale originale subito dopo aver aggiunto il watermarking, che ? chiamato segnale watermarked pubblicato. With semi-blind watermarking, sometimes more information is needed to correctly detect the watermark. Some algorithms need to access the original digital content immediately after adding the watermark, which is? called published watermarked signal.

Basando la classificazione in base alle caratteristiche di robustezza, si ottiene: Robust watermark, Fragile watermark e Semi-fragile watermark. Basing the classification on the basis of robustness characteristics, we obtain: Robust watermark, Fragile watermark and Semi-fragile watermark.

Un algoritmo di watermark ? robusto se pu? sopravvivere dopo operazioni di elaborazione del segnale comuni come il filtraggio e la compressione con perdita di dati. A watermark algorithm? robust if it can? survive after common signal processing operations such as filtering and lossy compression.

Un algoritmo di watermark fragile dovrebbe essere in grado di rilevare dopo ogni cambiamento nel segnale e anche possibile identificare il segnale prima della modifica. Questo tipo di watermark viene utilizzato per l'autenticit? o la verifica del contenuto originale. Pu? essere utile quando si vuole dimostrare che il contenuto ? stato attaccato. A brittle watermark algorithm should be able to detect after any change in the signal and also be able to identify the signal before the change. Is this type of watermark used for authenticity? or verification of the original content. Can? be useful when you want to demonstrate that the content ? been attacked.

Un algoritmo di watermark Semi-fragile ? sensibile a un certo grado di modifica di un segnale watermarked. A Semi-fragile watermark algorithm? sensitive to a certain degree of modification of a watermarked signal.

Le tecniche per effettuare l?operazione di watermarking su contenuti digitali video possono essere distinte in due macro-categorie. Quelle che vengono effettuate nel dominio spaziale e quelle che vengono effettuate nel dominio della frequenza. The techniques for carrying out the watermarking operation on digital video content can be divided into two macro-categories. Those that are done in the spatial domain and those that are done in the frequency domain.

Nel dominio spaziale ci sono la Least significant bit modification (LSB modification) e la Correlation-based technique. In the spatial domain there are the Least significant bit modification (LSB modification) and the Correlation-based technique.

Nel dominio della frequenza/quantizzazione ci sono: In the frequency/quantization domain there are:

- la Trasformata di Fourier Discreta (?Discrete Fourier Transform?, DFT); - the Discrete Fourier Transform (?Discrete Fourier Transform?, DFT);

- la Trasformata del Coseno Discreta (?Discrete Cosine Transform?, DCT); - the Discrete Cosine Transform (?Discrete Cosine Transform?, DCT);

- la Trasformata Wavelet Discreta (?Discrete Wavelet Transform?, DWT); e - the Discrete Wavelet Transform (?Discrete Wavelet Transform?, DWT); And

- la Transformata Contourlet (?Contourlet Transform?, CT). - Contourlet Transformata (?Contourlet Transform?, CT).

Ad esempio, in figura 1 ? illustrato un esempio di decomposizione attraverso una Trasformata Wavelet Discreta DWT a 3 livelli. For example, in figure 1 ? illustrated an example of decomposition through a 3-level DWT Discrete Wavelet Transform.

Alcune tecnologie provenienti dall?ambito video sono: Some technologies coming from the video field are:

- Motion Vector: Vettore di spostamento delle aree dell?immagine. Viene utilizzato per ottimizzare la codifica di video, che necessitano una quantit? considerevole di spazio per essere memorizzati ?raw? frame per frame su disco. L?idea in questo caso ? quello di scomporre il video in frame principali, anche detti i-frame, e frame dipendenti. Dove la dipendenza ? espressa come movimento di aree dell?immagine del frame o degli i-frame principali all?interno della sequenza. Questo permette di risparmiare una considerevole quantit? di memoria. Senza tale tecnica non sarebbe possibile gestire tale quantit? di dati su video a risoluzione molto elevata e ad alti frame rate; - Motion Vector: Movement vector of the image areas. It is used to optimize the encoding of videos, which need a quantity? considerable space to be stored ?raw? frame by frame on disk. The idea in this case? that of breaking down the video into main frames, also called i-frames, and dependent frames. Where the addiction? expressed as movement of image areas of the main frame or i-frames within the sequence. This allows you to save a considerable amount? of memory. Without this technique it would not be possible to manage this quantity? of data on very high resolution, high frame rate video;

- frame principali, anche detti i-frame, e frame secondari: gli i-frame sono i frame da cui partono tutti gli altri frame ?inter-allacciati? (uno o pochi per cambio di scena). - main frames, also called i-frames, and secondary frames: i-frames are the frames from which all the other ?inter-laced? (one or a few for scene change).

Parlando ora della Trasformata di Fourier Discreta, DFT, essa ? la trasformata discreta pi? utilizzata, in particolare viene usata per effettuare l?Analisi di Fourier in svariate applicazioni pratiche. Essa scompone un segnale periodico in componenti pi? semplici in modo da garantire un?analisi migliore. Speaking now of the Discrete Fourier Transform, DFT, it ? the discrete transform pi? used, in particular it is used to carry out the Fourier analysis in various practical applications. It decomposes a periodic signal into components more? simple in order to guarantee a better analysis.

Questa trasformata viene usata quando si vuole accedere alle caratteristiche geometriche dell?immagine. Dal momento che l?immagine viene scomposta nelle sue componenti sinusoidali, ? pi? facile esaminare o processare certe frequenze dell?immagine, e quindi influenzare la struttura geometrica nel dominio spaziale. This transform is used when you want to access the geometric characteristics of the image. Since the? Image is decomposed into its sinusoidal components, ? more easy to examine or process certain frequencies of the image, and thus influence the geometric structure in the spatial domain.

Parlando ora della Trasformata Discreta del Coseno DCT, essa ? una tecnica per convertire un segnale in componenti di frequenza elementari. Rappresenta un'immagine come somma di sinusoidi di varie grandezze e frequenze. La sua definizione ? la seguente: Speaking now of the Discrete Cosine Transform DCT, it ? a technique for converting a signal into elementary frequency components. It represents an image as the sum of sinusoids of various sizes and frequencies. His definition? the following:

La Trasformata Discreta del Coseno DCT consente di scomporre un'immagine in diverse bande di frequenza, facilitando l'incorporamento delle informazioni di watermark nelle bande di frequenza dell'immagine. Per l'incorporamento, le bande di frequenza media sono preferite. Aumenta la robustezza contro gli attacchi che, in molti casi, possono distorcere le frequenze pi? alte. Inoltre, scegliendo le frequenze medie, vengono evitate le parti pi? visivamente importanti dell'immagine, concentrate nelle frequenze pi? basse. Per impedire l'estrazione delle informazioni nascoste direttamente dal dominio trasformato, in genere le filigrane vengono incorporate modificando la relazione dei blocchi adiacenti dei coefficienti a media frequenza dell'immagine originale, anzich? utilizzare un'operazione additiva. Di solito la trasformazione del watermark digitale in DCT viene applicata al segnale di luminanza. La trasformazione DCT si basa sulla divisione dell'immagine originale in 8 x 8 blocchi di pixel e l'applicazione della trasformazione singolarmente a ciascun blocco. L'intervallo della frequenza media dai coefficienti DCT viene estratto applicando una maschera 2D a media frequenza. The Discrete Cosine Transform DCT allows you to decompose an image into different frequency bands, making it easier to embed watermark information into image frequency bands. For embedding, mid-frequency bands are preferred. Increases robustness against attacks which, in many cases, can distort lower frequencies. high. Furthermore, by choosing the medium frequencies, the louder parts are avoided. visually important image, concentrated in the frequencies pi? low. To prevent the hidden information from being extracted directly from the transformed domain, watermarks are typically incorporated by changing the relationship of adjacent blocks of the original image's mid-frequency coefficients, rather than use an additive operation. Usually the digital watermark transformation to DCT is applied to the luminance signal. The DCT transform is based on dividing the original image into 8 x 8 blocks of pixels and applying the transform individually to each block. The mean frequency range from the DCT coefficients is extracted by applying a 2D mean frequency mask.

Uno dei problemi principali che i soggetti produttori di contenuti digitali devono affrontare oggi giorno ? la riproduzione illegale di contenuti. One of the main problems that digital content producers have to face today? illegal reproduction of content.

Solitamente un contenuto digitale viene registrato, o copiato, e ricaricato sul web, di fatto appropriandosi illegalmente dei diritti di sfruttamento del contenuto digitale. Digital content is usually recorded, or copied, and re-uploaded on the web, effectively illegally appropriating the rights to exploit the digital content.

Alla luce delle spiegazioni precedenti in merito alle tecnologie note e utilizzate nel settore del watermarking, attualmente non vi sono algoritmi di watermarking sufficientemente robusti e leggeri in termini computazionali, che consentano il loro utilizzo in grande scala e che siano in grado di affrontare in modo sistematico e affidabile la lotta alla pirateria e all'appropriazione indebita di un contenuto digitale protetto da copyright. In the light of the previous explanations regarding the technologies known and used in the watermarking sector, currently there are no watermarking algorithms sufficiently robust and light in computational terms, which allow their use on a large scale and which are able to systematically address and reliably the fight against piracy and misappropriation of copyrighted digital content.

Sintesi dell?invenzione Summary of the invention

Uno scopo della presente invenzione ? dunque quello di fornire un procedimento di incorporamento di un watermark in un video e un corrispondente procedimento di estrazione di un watermark da un video che siano robusti e leggeri a livello computazionale, che possano essere utilizzati per la lotta alla pirateria e all'appropriazione indebita di un contenuto digitale protetto da copyright. An object of the present invention ? therefore that of providing a process for embedding a watermark in a video and a corresponding process for extracting a watermark from a video that are robust and lightweight at a computational level, which can be used to fight piracy and misappropriation of copyrighted digital content.

La presente invenzione potr? essere sfruttata in vari scenari di utilizzo, che sfruttano le sue peculiarit? e risolvono alcuni problemi quali la protezione dei contenuti, la messa in sicurezza delle identit? degli autori, la scalabilit? del servizio nei confronti della moltitudine di portali di riproduzione video gi? diffusi su scala globale. The present invention could be exploited in various usage scenarios, which exploit its peculiarities? and solve some problems such as the protection of content, the security of identities? of the authors, the scalability? of the service against the multitude of video reproduction portals already? spread on a global scale.

Per ragioni di praticit? sono stati elaborati tre scenari possibili: For practical reasons? Three possible scenarios have been developed:

1) scenario piattaforma confederata 1) Confederate platform scenario

2) scenario cinematografico 2) film scenery

3) scenario utente 3) user scenario

Nello scenario 1, come mostrato in Figura 2, un utente privato o un?azienda 2, che ? produttore di contenuti video professionali o non, pu? richiedere la necessit? di mettere in sicurezza il proprio elaborato 3 garantendo che lui o chi per lui sia riconosciuto come l?autore, utilizzando un qualche sistema per applicare, mantenere e riconoscere l?informazione di copyright. L?utente privato o l?azienda pertanto pu? far uso del procedimento di incorporamento di un watermark secondo l'invenzione, andando a richiedere il servizio di protezione presso una piattaforma 4 disponibile in rete e facilmente accessibile. La piattaforma disponibile in rete mette in campo un sistema di incorporamento ed estrazione in maniera individuale e separata. Quando l?utente privato o l?azienda richiede il servizio di incorporamento dell?informazione di copyright caricher? sulla piattaforma il filmato ed esso verr? modificato - ossia ne verr? incorporata l?informazione sul possesso -, in maniera impercettibile all?occhio umano, in maniera che l?informazione resista ad eventuali attacchi di un qualche tipo, e in maniera da estrarre in un secondo momento ci? che ? stato impresso. Il video modificato verr? poi rilasciato al richiedente in maniera che questo possa poi distribuirlo come voglia, e a chi voglia. In uno scenario del genere, un utente malintenzionato 6 che ? riuscito a mettere le mani su un contenuto video non di sua propriet? 8, qualora decidesse di caricare il video su uno di questi portali della piattaforma confederata, ne vedrebbe negato il caricamento effettivo perch? il portale, previa accettazione andrebbe ad eseguire un controllo sul video in richiesta di caricamento e troverebbe tracce sulla paternit? non legittima dell?autore. Esso, il sito di streaming video, per riconoscere il possesso o il mancato possesso andrebbe a richiamare una API, un?interfaccia software applicativa, resa disponibile e accessibile solo agli attori confederati, che richiama il procedimento di estrazione di un watermark da un video, il quale controlla se il video ha una qualche forma di copyright. I siti di riproduzione video potranno quindi fare da terza parte tra il procedimento di protezione e l?attore richiedente il servizio. In scenario 1, as shown in Figure 2, a private user or a company 2, which ? professional video content producer or not, pu? request the need to secure his work 3 by ensuring that he or someone on his behalf is recognized as the author, using some system to apply, maintain and recognize the copyright information. The private user or the company can therefore? making use of the process for incorporating a watermark according to the invention, by requesting the protection service from a platform 4 available on the net and easily accessible. The platform available on the net implements a system of incorporation and extraction in an individual and separate manner. When the private user or the company requests the copyright information embedding service, will he upload? on the platform the movie and it will come? modified - that is, will it come? information on possession -, in an imperceptible way to the human eye, so that the information resists eventual attacks of some kind, and in a way to extract at a later time what? That ? been imprinted. The edited video will be then released to the applicant so that he can then distribute it as he wishes, and to whomever he wishes. In such a scenario, an attacker 6 who ? managed to get his hands on video content not owned by him? 8, if he decides to upload the video on one of these portals of the confederate platform, he would be denied the actual upload because? the portal, upon acceptance would go to perform a check on the video in the upload request and would find traces on the paternity? not legitimate of the author. It, the video streaming site, to recognize possession or non-possession would call up an API, an application software interface, made available and accessible only to confederated actors, which recalls the process of extracting a watermark from a video, which checks if the video has some form of copyright. The video reproduction sites will therefore be able to act as a third party between the protection procedure and the actor requesting the service.

Nello scenario 2, l?attore che richiede il servizio di protezione del contenuto digitale ? una casa cinematografica o similare che, prima di rilasciare un film in uscita, imprime all?interno di ciascuna delle copie distribuite, tramite il procedimento di watermark di un video, un?informazione che specifica quale ? il cinema di destinazione. In questo modo, qualora il filmato venisse utilizzato in violazione del copyright, sarebbe possibile estrarre l?informazione impressa all?interno e risalire a quale cinema ha permesso la sua distribuzione illecita. Tramite il procedimento di watermark di un video si va dapprima a incidere un?informazione specifica sul cinema di destinazione, prima del rilascio, poi, in un secondo momento, quando il video verr? indebitamente clonato, sar? possibile estrarre quella informazione nascosta tramite il procedimento di estrazione del watermark da un video. In scenario 2, the actor requesting the digital content protection service ? a cinematographic company or similar which, before releasing an outgoing film, imprints inside each of the copies distributed, through the watermark process of a video, an information which specifies which one? the destination cinema. In this way, if the film is used in violation of copyright, it would be possible to extract the information imprinted inside and trace which cinema allowed its illicit distribution. Through the watermark process of a video, specific information on the destination cinema is first engraved, before release, then, at a later time, when the video will be released. unduly cloned, sar? It is possible to extract that hidden information through the process of extracting the watermark from a video.

Nello scenario 3, chi richiede la protezione del contenuto ? un utente comune. Egli ha registrato un filmato e ha intenzione di condividerlo con altri enti o persone ma in maniera sicura, facendo in modo che nessuno possa appropriarsi del contenuto e impersonarlo. Per questa ragione l?utente decide di imprimere un?informazione chiara e concisa che indica chi sar? il destinatario, tramite il procedimento di incorporamento di un watermark in un video. Come nel precedente scenario, in questa maniera, se il video venisse distribuito nuovamente sotto altro nome, l?utente comune potrebbe prendere quella copia distribuita ed estraendo la sua informazione nascosta all?interno, tramite il procedimento di estrazione di un watermark da un video, sarebbe in grado di capire chi ? che violato la sua fiducia. In questo caso il procedimento di incorporamento di un video agisce nella sua parte di incorporamento prima della distribuzione, e nella sua parte di validazione, tramite il procedimento di estrazione di un watermark da un video, dopo l?avvenuta violazione di propriet?. In scenario 3, who requests content protection? a common user. He has recorded a video and intends to share it with other entities or people but in a secure manner, making sure that no one can appropriate the content and impersonate it. For this reason, the user decides to give clear and concise information indicating who will be? the recipient, through the process of embedding a watermark in a video. As in the previous scenario, this way, if the video is distributed again under another name, the ordinary user could take that distributed copy and extracting his hidden information inside, through the process of extracting a watermark from a video, would be able to figure out who? that violated his trust. In this case, the process of embedding a video acts in its embedding part before distribution, and in its validation part, through the process of extracting a watermark from a video, after the infringement of ownership.

I suddetti ed altri scopi e vantaggi sono raggiunti, secondo un aspetto dell?invenzione, da un procedimento di incorporamento di un watermark in un video e un corrispondente procedimento di estrazione di un watermark da un video aventi le caratteristiche definite nelle rispettive rivendicazione indipendenti. Forme di attuazione preferenziali dell?invenzione sono definite nelle rivendicazioni dipendenti, il cui contenuto ? da intendersi come parte integrante della presente descrizione. The above and other objects and advantages are achieved, according to one aspect of the invention, by a process for incorporating a watermark into a video and a corresponding process for extracting a watermark from a video having the characteristics defined in the respective independent claims. Preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims, the content of which? to be understood as an integral part of this description.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Verranno ora descritte le caratteristiche funzionali e strutturali di alcune forme di realizzazione preferite di un procedimento di incorporamento di un watermark in un video e di un procedimento di estrazione di un watermark da un video secondo l?invenzione. Si fa riferimento ai disegni allegati, in cui: The functional and structural characteristics of some preferred embodiments of a process for incorporating a watermark into a video and of a process for extracting a watermark from a video according to the invention will now be described. Reference is made to the attached drawings, in which:

- la figura 1 mostra un esempio di decomposizione attraverso una Trasformata Wavelet Discreta DWT a 3 livelli; - figure 1 shows an example of decomposition through a 3-level DWT Discrete Wavelet Transform;

- la figura 2 illustra un esemplificativo scenario di utilizzo della presente invenzione; - figure 2 illustrates an exemplary scenario of use of the present invention;

- la figura 3A illustra un algoritmo a blocchi di una forma di realizzazione esemplificativa di un procedimento di incorporamento di un watermark in un video secondo l'invenzione; - la figura 3B illustra un algoritmo a blocchi di una forma di realizzazione esemplificativa di un procedimento di estrazione di un watermark in un video secondo l'invenzione; Figure 3A illustrates a block algorithm of an exemplary embodiment of a method of embedding a watermark in a video according to the invention; figure 3B illustrates a block algorithm of an exemplary embodiment of a method of extracting a watermark in a video according to the invention;

- la figura 4 illustra un diagramma esplicativo di un incorporamento esemplificativo di un?informazione ottica all'interno di un frame principale, attraverso l'utilizzo della chiave crittografica; - figure 4 illustrates an explanatory diagram of an exemplary incorporation of an optical information within a main frame, through the use of the cryptographic key;

- la figura 5 illustra un algoritmo a blocchi esplicativo di una ulteriore forma di realizzazione esemplificativa di un procedimento di incorporamento di un watermark in un video secondo l'invenzione; figure 5 illustrates a block algorithm explaining a further exemplifying embodiment of a process for incorporating a watermark into a video according to the invention;

- la figura 6 illustra la disposizione dei coefficienti nel domino della frequenza ottenuti da un frame principale; Figure 6 illustrates the arrangement of the coefficients in the frequency domain obtained from a main frame;

- la figura 7 illustra un algoritmo a blocchi esemplificativo in cui sono applicati ad un video contemporaneamente un procedimento di incorporamento di un watermark in un video e il procedimento di estrazione di watermark da un video; figure 7 illustrates an exemplary block algorithm in which a process of embedding a watermark in a video and the process of extracting watermarks from a video are applied to a video at the same time;

- la figura 8 illustra un esempio che mostra il concetto di suddivisione di un?informazione ottica; figure 8 illustrates an example showing the concept of subdividing an optical information;

- la figura 9 illustra a un esempio di informazione ottica parzialmente compromessa e la stessa informazione ottica in seguito alla sostituzione di alcune sue regioni note; figure 9 illustrates an example of partially compromised optical information and the same optical information following the replacement of some known regions thereof;

- la figura 10 illustra un esempio di tabella di associazione memorizzata in una banca dati; - la figura 11 illustra un esempio di pseudocodice per una fase di incorporamento di un watermark; - figure 10 illustrates an example of an association table stored in a database; - figure 11 illustrates an example of pseudocode for a phase of embedding a watermark;

- la figura 12 illustra un esempio di pseudocodice per effettuare una trasformata DWT; - Figure 12 illustrates an example of pseudocode for performing a DWT transform;

- la figura 13 illustra un esempio di una prima parte di pseudocodice per un?estrazione di un watermark da un frame; - figure 13 illustrates an example of a first part of pseudocode for an extraction of a watermark from a frame;

- la figura 14 illustra un esempio di una seconda parte di pseudocodice per un?estrazione di un watermark da un frame, che prosegue la prima parte della figura 13; e figure 14 illustrates an example of a second part of pseudocode for an extraction of a watermark from a frame, which continues the first part of figure 13; And

- la figura 15 illustra un esempio di pseudocodice per la realizzazione di un procedimento di miglioramento del QR code. - Figure 15 illustrates an example of pseudocode for implementing a QR code improvement method.

Descrizione dettagliata Detailed description

Prima di spiegare nel dettaglio una pluralit? di forme di realizzazione dell?invenzione, va chiarito che l?invenzione non ? limitata nella sua applicazione ai dettagli costruttivi e alla configurazione dei componenti presentati nella seguente descrizione o illustrati nei disegni. L?invenzione ? in grado di assumere altre forme di realizzazione e di essere attuata o realizzata praticamente in diversi modi. Si deve anche intendere che la fraseologia e la terminologia hanno scopo descrittivo e non vanno intese come limitative. L?utilizzo di ?includere? e ?comprendere? e le loro variazioni sono da intendersi come ricomprendenti gli elementi enunciati a seguire e i loro equivalenti, cos? come anche elementi aggiuntivi e gli equivalenti di questi. Before explaining in detail a plurality? of embodiments of the invention, it should be clarified that the invention is not limited in its application to the details of construction and the configuration of the components presented in the following description or illustrated in the drawings. The invention? capable of taking other embodiments and of being implemented or practically accomplished in various ways. It is also to be understood that the phraseology and terminology are for descriptive purposes and are not to be understood as limiting. Using ?include? and ?understand? and their variations are to be understood as including the elements stated below and their equivalents, so? as well as additional elements and the equivalents of these.

Nel seguito ? descritta una pima forma di realizzazione di un procedimento di incorporamento di un watermark (anche detto filigranatura digitale in italiano) in un video secondo l'invenzione. Tale video include una pluralit? di frame predisposti per essere riprodotti secondo un predeterminato ordine di riproduzione. Ciascun frame della pluralit? di frame comprende una matrice di pixel. Ciascun pixel della matrice presenta un?informazione cromatica e una predeterminata posizione in detta matrice. In the sequel ? described a first embodiment of a process for incorporating a watermark (also called digital watermark in Italian) in a video according to the invention. This video includes a plurality? of frames arranged to be reproduced according to a predetermined reproduction order. Each frame of the plurality? of frames comprises an array of pixels. Each pixel of the matrix presents a chromatic information and a predetermined position in said matrix.

Il procedimento di incorporamento di un watermark comprende i passi di: The process of incorporating a watermark includes the steps of:

a) selezionare un frame di detta pluralit? di frame; a) select a frame of said plurality? of frames;

b) confrontare la matrice di pixel di detto frame selezionato e una matrice di pixel di un frame di confronto, in cui il frame di confronto ? un frame immediatamente successivo a detto frame selezionato secondo detto predeterminato ordine di riproduzione; b) comparing the pixel matrix of said selected frame and a pixel matrix of a comparison frame, wherein the comparison frame ? a frame immediately following said selected frame according to said predetermined order of reproduction;

c) determinare un indice di variazione di immagine di detto frame selezionato al passo a), tramite il calcolo del numero di pixel della matrice di pixel del frame di confronto che hanno variato la loro informazione cromatica rispetto a pixel corrispondenti della matrice di pixel di detto frame selezionato, in cui detti pixel corrispondenti sono pixel che presentano la stessa posizione nella matrice di pixel del frame di confronto e nella matrice di pixel del frame selezionato; c) determining an image variation index of said frame selected in step a), by calculating the number of pixels of the pixel matrix of the comparison frame which have changed their chromatic information with respect to corresponding pixels of the pixel matrix of said selected frame, wherein said corresponding pixels are pixels having the same position in the pixel matrix of the comparison frame and in the pixel matrix of the selected frame;

d) ripetere i passi a), b), e c) fino a quando per tutti i frame di detta pluralit? di frame ? stato determinato il rispettivo indice di variazione di immagine; d) repeat the steps a), b), and c) until when for all the frames of said plurality? of frames ? the respective image variation index was determined;

e) identificare una pluralit? di i-frame, tramite la selezione di un predeterminato numero di frame di detta pluralit? di frame, che presentano l?indice di variazione di immagine pi? elevato; e) identify a plurality? of i-frame, through the selection of a predetermined number of frames of said plurality? of frame, which have the index of image variation pi? high;

Con i-frame si intendono i frame principali da cui dipende la generazione di tutti gli altri frame nella fase di decodifica video. Togliendo gli iframe si eliminerebbero di conseguenza tutti gli altri. With i-frame we mean the main frames on which the generation of all the other frames in the video decoding phase depends. Removing the iframes would consequently eliminate all the others.

In altre parole, i passi da a) ad e) riguardano quindi la selezione di una pluralit? di i-frame che risultano essere strategici, ossia la selezione dei frame che contengono maggiormente l?informazione circa un cambio di scena identificativa del passaggio tra una scena e la successiva, in maniera che un eventuale cancellazione di tali frame mostrerebbe all?osservatore un cambio repentino. I flussi video, nelle varie forme di codifica, operano principalmente dietro l?idea fondamentale che ? pi? efficiente memorizzare la differenza tra il frame precedente e quello attuale che ripetere del tutto l?informazione. Al netto di questa informazione teorica circa i sistemi di codifica video, gli i-frame selezionati dal presente procedimento saranno quelli che contengono la maggior differenza tra due o pi? frame consecutivi. In other words, the steps from a) to e) therefore concern the selection of a plurality? of i-frames that appear to be strategic, i.e. the selection of frames that contain the most information about a change of scene identifying the passage between one scene and the next, so that any cancellation of these frames would show the observer a change sudden. Video streams, in their various forms of encoding, mainly operate behind the fundamental idea that ? more It is more efficient to memorize the difference between the previous and the current frame than to repeat the information altogether. Net of this theoretical information about video coding systems, the i-frames selected by this procedure will be those that contain the greatest difference between two or more? consecutive frames.

Come specificato poc'anzi, la loro selezione ha un valore strategico per diverse ragioni. Innanzitutto ? importante specificare che il passo di incorporamento descritto successivamente, avverr? proprio negli i-frame di detta pluralit? di iframe, quindi se un attaccante dovesse scoprire che esiste un segnale nascosto al loro interno e decidesse di eliminare tali frame completamente, il flusso video risulterebbe fortemente intaccato e un osservatore vedrebbe un video con cambi repentini e dalla storia deformata. As specified above, their selection has a strategic value for several reasons. First of all ? important to specify that the step of incorporation described later, will happen? right in the i-frame of said plurality? of iframes, so if an attacker were to discover that there is a hidden signal inside them and decide to eliminate these frames completely, the video stream would be greatly affected and an observer would see a video with sudden changes and a distorted history.

Il procedimento di incorporamento di un watermark in un video comprende inoltre: The process of embedding a watermark into a video also includes:

f) generare una chiave crittografica; f) generate a cryptographic key;

In altre parole, una chiave crittografica ? un segreto che pu? essere condiviso o generato con diverse metodologie. Lo scopo della chiave crittografica ? quello di rendere accessibili solo ai proprietari (?owner?) o ai soggetti autorizzati le informazioni presenti all?interno degli i-frame. La chiave crittografica pu? quindi essere a sua volta un'immagine (sequenza di pixel bianco nero). Ogni immagine, in bianco e nero, pu? essere codificata in una sequenza di zeri ed uno. In other words, a cryptographic key ? a secret that can be shared or generated with different methodologies. The purpose of the encryption key ? that of making the information present inside the i-frames accessible only to the owners (?owner?) or authorized persons. The encryption key can therefore being in turn an image (sequence of black and white pixels). Each image, in black and white, can be encoded in a sequence of zeros and ones.

La chiave crittografica potr? essere un parametro univoco (con una minima variabilit?) per un video o un gruppo di video che pu? essere definito sulla base dei frame e dei collegamenti tra gli stessi. Tale parametro pu? essere il valore di determinate bande medie di frequenza per ogni singolo frame (le stesse utilizzate per l?incorporamento) e la sua approssimazione ad un valore intero. The cryptographic key can be a unique parameter (with a minimum variability?) for a video or a group of videos that can? be defined on the basis of frames and the links between them. This parameter can? be the value of certain average frequency bands for each single frame (the same ones used for embedding) and its approximation to an integer value.

Questo processo ? utile nella misura in cui, nel momento in cui si dovr? estrarre in fase di estrazione del watermark la chiave crittografica per poter estrarre un?informazione ottica dall?iframe, vi sar? un'ottimizzazione nella ricerca, in quanto non sar? necessario provare tutte le chiavi crittografiche presenti in una banca dati di chiavi crittografiche (Key Store), altrimenti sarebbe impraticabile a livello computazionale. This process ? useful to the extent that, when you have to? extract the cryptographic key during the extraction phase of the watermark in order to extract an optical information from the iframe, there will be? an optimization in the search, as it will not be? It is necessary to try all the cryptographic keys present in a database of cryptographic keys (Key Store), otherwise it would be computationally impractical.

Pi? chiavi crittografiche possono essere usate dato che pi? utenti del servizio finale difficilmente vorranno condividere la stessa chiave. Inoltre in caso di esfiltrazione (?exfiltration?) di dati sensibili e la perdita della chiave si perderebbe la sicurezza di tutti i video protetti fino a quel momento. Una struttura di gestione di chiavi pi? granulare migliora considerevolmente questo aspetto. Pi? cryptographic keys can be used since pi? End service users are unlikely to want to share the same key. Furthermore, in the event of exfiltration (?exfiltration?) of sensitive data and the loss of the key, the security of all the videos protected up to that moment would be lost. A key management structure more? granular considerably improves this aspect.

Il procedimento di incorporamento di un watermark in un video secondo la presente invenzione comprende inoltre: The method of embedding a watermark in a video according to the present invention further comprises:

g) generare un'informazione ottica includente dati di copyright del video. g) generating an optical information including copyright data of the video.

Preferibilmente, l'informazione ottica ? un codice QR e i dati da ?nascondere? all?interno degli i-frame sono stati codificati in formato QR code. Questa soluzione ? preferibile vista la necessit? di codificare il contenuto con immagini e la volont? di preservare informazioni leggibili da macchina (?machine-readable?). All?interno del QR code potranno essere codificate stringhe di informazione, trattate per comodit?, almeno in questo scenario di utilizzo, come dati strutturati in formato JSON. Tali informazioni permettono agevolmente di essere crittografate a loro volta prima dell?embedding nel QR code per avere un ulteriore livello di sicurezza (crittografia asimmetrica o PKI). Alla fine il QR code sar? impresso all?interno degli i-frame tramite la chiave crittografica e tale processo porter? alla produzione di i-frame visivamente non distinguibili dai precedenti ma con all?interno il contenuto precedentemente presentato. Ci sono ovviamente diversi parametri relativi all?informazione che ? possibile codificare all?interno del video (quantit? di caratteri, ridondanza, codici di correzione e resistenza ad attacchi/disturbi). La fase di processamento del QR code corrisponde a quella di codifica dell?informazione di copyright sotto forma di QR code. Il messaggio che si vuole incorporare ? pertanto codificato sotto forma di QR code e sar? poi l?immagine del QR code ad essere incorporata. La scelta del QR code viene spiegata da una serie innumerevole di motivazioni. Innanzitutto ? un formato standard, ben consolidato, di largo utilizzo, fortemente compatibile su pi? piattaforme che offre dei vantaggi circa la sua larga adozione. In secondo luogo la presenza delle varie versioni di QR code garantisce un minimo di dinamicit? tra la quantit? di informazione da incorporare e quella incorporabile all?interno di un frame di una certa risoluzione. Terza ragione sull?utilizzo del QR code ? la sua capacit? di correzione degli errori, che garantisce creando ridondanza dell?informazione codificata, e fornendo cos? un range di perdita dell?informazione che si attesta al 30% per la versione con maggior livello di correzione dell?errore. In altre parole, se il video venisse attaccato con una qualche tecnica e il QR code venisse deturpato, la massima tolleranza di perdita dell?informazione ? 30%: al di sopra di essa si perderebbe l?informazione di copyright contenuta al suo interno. Preferably, the optical information ? a QR code and the data to ?hide? inside the i-frames they have been encoded in QR code format. This solution ? preferable given the need? to encode the content with images and the will? to preserve machine-readable information. Strings of information may be encoded within the QR code, treated for convenience, at least in this usage scenario, as structured data in JSON format. This information easily allows itself to be encrypted before embedding in the QR code to have an additional level of security (asymmetric encryption or PKI). Eventually the QR code will be? imprinted inside the i-frame through the cryptographic key and this process will bring? to the production of i-frames visually indistinguishable from the previous ones but with the previously presented content inside. There are obviously several parameters relating to the information that ? It is possible to encode within the video (quantity of characters, redundancy, correction codes and resistance to attacks/jams). The QR code processing phase corresponds to the encoding of the copyright information in the form of a QR code. The message you want to embed ? therefore encoded in the form of QR code and sar? then the QR code image to be incorporated. The choice of the QR code is explained by an innumerable series of reasons. First of all ? a standard format, well established, widely used, highly compatible on pi? platforms that offers advantages regarding its wide adoption. Secondly, the presence of the various versions of QR code guarantees a minimum of dynamism? between the amount of information to embed and that which can be embeded within a frame of a certain resolution. Third reason for using the QR code? his ability? error correction, which guarantees creating redundancy of? information encoded, and thus providing? an information loss range that stands at 30% for the version with the highest level of error correction. In other words, if the video was attacked with some technique and the QR code was defaced, the maximum tolerance of loss of information? 30%: above it, the copyright information contained within it would be lost.

Preferibilmente, il passo f) generare una chiave crittografica, pu? includere: Preferably, step f) generate a cryptographic key, pu? to include:

- generare una sequenza di pixel bianchi e neri in modo da creare un determinato pattern di pixel a partire da una sequenza di bit predeterminata; - generating a sequence of black and white pixels so as to create a certain pattern of pixels starting from a predetermined sequence of bits;

- associare la sequenza di bit predeterminata ad un indice di riconoscimento di chiave; - associating the predetermined bit sequence to a key recognition index;

- memorizzare l?associazione dell'indice di riconoscimento di chiave e della sequenza di bit predeterminata in una tabella di associazione TA in una banca dati. - storing the association of the key recognition index and of the predetermined bit sequence in an association table TA in a database.

Per questa ragione l?idea di base ? la generazione di una chiave random e, a partire dal parametro estratto nella fase di "analisi e estrazione degli i-frame", creare un indice di riconoscimento di chiave per poterla raggiungere in fase di estrazione del watermark dal video. La tecnica per poter andare a velocizzare l?accesso a tale chiave crittografica e che verr? discussa potr? basarsi su una progettazione di una funzione di hash che ? lasciata ad una delle tecniche previste in letteratura a seconda dell?efficienza richiesta. For this reason, the basic idea? the generation of a random key and, starting from the parameter extracted in the "analysis and extraction of the i-frame" phase, create a key recognition index to be able to reach it in the phase of extracting the watermark from the video. The technique to be able to speed up access to this cryptographic key and which will be? discussed may be based on a design of a hash function that ? left to one of the techniques foreseen in the literature according to the required efficiency.

Come osservabile ad esempio in figura 5, il procedimento di incorporamento di un watermark in un video comprende inoltre: As can be seen for example in figure 5, the procedure for incorporating a watermark into a video also includes:

h) applicare una trasformata wavelet discreta almeno ad un livello agli i-frame di detta pluralit? di i-frame; h) apply a discrete wavelet transform at least at one level to the i-frames of said plurality? of i-frames;

i) applicare una trasformata del coseno discreta a un livello agli i-frame di detta pluralit? di i-frame; i) apply a one-level discrete cosine transform to the i-frames of said plurality? of i-frames;

l) applicare una trasformata wavelet discreta almeno a un livello all'informazione ottica includente dati di copyright del video; l) applying a discrete wavelet transform at least at one level to the optical information including video copyright data;

m) applicare una trasformata del coseno discreta a un livello all'informazione ottica includente dati di copyright del video. m) applying a one-level discrete cosine transform to the optical information including video copyright data.

Ulteriormente, il procedimento di incorporamento di un watermark in un video comprende: Additionally, the process of embedding a watermark into a video includes:

n) per ciascun i-frame di detta pluralit? di i-frame, selezionare una pluralit? di coefficienti nel dominio della frequenza in una banda di coefficienti nel dominio della frequenza in funzione della chiave crittografica, in cui la banda di coefficienti nel dominio della frequenza includono i coefficienti nel dominio della frequenza che presentano una frequenza compresa tra una prima frequenza ed una seconda frequenza. n) for each i-frame of said plurality? of i-frame, select a plurality? of frequency domain coefficients in a band of frequency domain coefficients as a function of cryptographic key, wherein the band of frequency domain coefficients includes frequency domain coefficients having a frequency between a first and a second frequency frequency.

Ad esempio, la prima e la seconda frequenza possono essere scelte in funzione della tipologia della trasformata discreta del coseno DCT, ad esempio blocchi 8x8. For example, the first and second frequencies can be chosen according to the type of discrete cosine transform DCT, for example 8x8 blocks.

Preferibilmente, ? possibile incorporare l'informazione ottica includente dati di copyright del video nei coefficienti 602 aventi una frequenza media, ossia quelli compresi tra i coefficienti 604 in aree pi? chiare che indicano componenti a bassa frequenza e i coefficienti 606 in aree pi? scure che indicano quelle a pi? alta frequenza (vedasi figura 6). Preferably, ? Is it possible to embed the optical information including video copyright data in the 602 coefficients having an average frequency, i.e., those between the 604 coefficients in more? clear that indicate low-frequency components and the 606 coefficients in areas pi? dark that indicate those to pi? high frequency (see figure 6).

La scelta rispetto alle medio-bande ? motivata da una considerazione importante. I coefficienti nel dominio della frequenza delle frequenze pi? basse contengono la maggior parte dell?informazione visiva, e gli occhi umani sono pi? sensibili ai cambiamenti in queste frequenze rispetto a quelle in alta frequenza. Dall?altro lato, i coefficienti delle frequenze pi? alte contengono le informazioni circa i margini delle figure e i dettagli. Un cambiamento alle basse frequenze comporterebbe un degrado generale nella qualit? dell?immagine, mentre un cambiamento alle alte frequenze renderebbe pi? vulnerabile l?incorporamento ad alcuni attacchi come tecniche di compressione dei dati, oppure filtro passa-basso, o persino sotto-campionamento. La scelta delle frequenze medie ? quindi motivata da due parametri fondamentali che caratterizzano il watermark: la trasparenza percettiva e la robustezza. The choice compared to the mid-bands? motivated by an important consideration. The coefficients in the frequency domain of the frequencies pi? low contain most of the visual information, and human eyes are more? sensitive to changes in these frequencies relative to those in the high frequency range. On the other hand, the coefficients of the frequencies pi? high contain information about the edges of the figures and the details. Would a change at low frequencies result in a general degradation in quality? dell?image, while a change to the high frequencies would make more? vulnerable to some attacks such as data compression techniques, or low-pass filtering, or even under-sampling. The choice of medium frequencies ? therefore motivated by two fundamental parameters that characterize the watermark: perceptive transparency and robustness.

Il procedimento di incorporamento di un watermark in un video comprende anche: The process of embedding a watermark in a video also includes:

in ciascun i-frame di detta pluralit? di iframe, incorporare almeno una parte dell'informazione ottica trasformata nel dominio della frequenza attraverso la modifica dei coefficienti nel dominio della frequenza selezionati. in each i-frame of said plurality? of iframes, embed at least a part of the optical information transformed into the frequency domain through the modification of the selected frequency domain coefficients.

In altre parole, i passi n) e o) descrivono una fase di generazione delle sequenze pseudocasuali, a partire da una chiave crittografica. La chiave crittografica consente di poter codificare e poi decodificare l?informazione contenuta al suo interno solo ai loro possessori. Inoltre, ? da notare che l?informazione stessa pu? essere soggetta a cifratura per garantire cos? due livelli di sicurezza e il massimo livello di protezione possibile per il messaggio contenuto all?interno. In other words, steps n) and o) describe a generation step of the pseudorandom sequences, starting from a cryptographic key. The cryptographic key allows only their owners to encode and then decode the information contained within it. Furthermore, ? to note that the information itself can? be subject to encryption to ensure cos? two levels of security and the highest possible level of protection for the message contained within.

La figura 4 illustra un diagramma esplicativo di un incorporamento esemplificativo di un?informazione ottica all'interno di un i-frame, attraverso l'utilizzo della chiave crittografica. Figure 4 illustrates an explanatory diagram of an exemplary embedding of an optical information within an i-frame, through the use of the cryptographic key.

Questo passo ha la funzione di introdurre sul video originale un'informazione aggiuntiva, l?informazione di copyright, in maniera sicura e riducendo al minimo l?impatto percettivo sull?immagine. Come descritto nei passi da h) a m) ? possibile applicare la combinazione di tecniche di trasformata wavelet discreta DWT e di trasformata discreta del coseno DCT, come descritto successivamente, che garantiscono l?aggiunta dell?informazione di copyright in un dominio diverso da quello spaziale, quindi in un dominio non visibile all?occhio umano. La fase di embedding ? vista come quella di produzione del frame protetto. This step has the function of introducing additional information, copyright information, onto the original video, in a secure manner and minimizing the perceptual impact on the image. As described in steps h) to m) ? It is possible to apply the combination of discrete wavelet transform DWT and discrete cosine transform DCT techniques, as described later, which guarantee the addition of copyright information in a domain other than the spatial one, therefore in a domain not visible to the eye human. The embedding phase? seen as that of production of the protected frame.

Ancora ulteriormente, il procedimento di incorporamento di un watermark in un video comprende: p) applicare una trasformata del coseno discreta inversa a un livello agli i-frame di detta pluralit? di i-frame; Still further, the method of embedding a watermark into a video comprises: p) applying a one-level inverse discrete cosine transform to the i-frames of said plurality? of i-frames;

q) applicare una trasformata wavelet discreta inversa almeno ad un livello agli i-frame di detta pluralit? di i-frame. q) apply an inverse discrete wavelet transform at least at one level to the i-frames of said plurality? of i-frames.

A procedimento di incorporamento di un watermark in un video terminato, si potr? ottenere quindi un video, ad esempio un filmato multimediale a codifica H264 e formato file mp4, al cui interno ? presente l?informazione aggiuntiva di copyright messa in sicurezza, e impercettibile all?occhio umano, capace di essere mantenuta al suo interno in maniera indefinita, e capace di resistere a vari attacchi possibili. Once the process of embedding a watermark in a finished video, you can then obtain a video, for example a multimedia movie with H264 encoding and mp4 file format, within which ? present the additional copyright information secured, and imperceptible to the human eye, capable of being kept inside indefinitely, and capable of resisting various possible attacks.

In figura 3A ? illustrato un diagramma a blocchi di un algoritmo di una forma di realizzazione esemplificativa di un procedimento di incorporamento di un watermark da un video, in cui, in seguito all?incorporamento dell'informazione ottica all'interno degli i-frame selezionati, ? possibile avere una fase di validazione dei risultati 112, in cui si va a verificare la correttezza dell?inserimento dell'informazione ottica negli i-frame corretti, ossia si va a controllare che, una volta modificato il video aggiungendo al suo interno l?informazione di copyright, questo presenta gli stessi i-frame del video originale, senza il quale l?algoritmo di decodifica non potrebbe funzionare. In figure 3A ? Illustrated is an algorithm block diagram of an exemplary embodiment of a method of embedding a watermark from a video, wherein, upon embedding of the optical information within the selected i-frames, ? It is possible to have a validation phase of the results 112, in which the correctness of the insertion of the optical information in the correct i-frames is verified, i.e. it is checked that, once the video has been modified by adding the information inside of copyright, this has the same i-frames as the original video, without which the decoding algorithm could not work.

Per specificare meglio, la selezione degli iframe pu? essere eseguita con degli strumenti automatici: librerie software open-source e facilmente accessibili, che rendono disponibile alcune funzioni apposite. Il controllo che viene eseguito ? che, a parit? di algoritmo di selezione, gli i-frame prima e dopo il processamento siano gli stessi. To better specify, the selection of iframes can? be performed with automatic tools: open-source and easily accessible software libraries, which make available some specific functions. What check is performed? which, on equal terms? of selection algorithm, the i-frames before and after processing are the same.

Sempre con riferimento alla figura 3A: Again with reference to figure 3A:

- il blocco 102 corrisponde genericamente ai passi da a) a d) del procedimento di incorporamento di un watermark in un video; - block 102 generically corresponds to steps a) to d) of the process for incorporating a watermark into a video;

- il blocco 104 corrisponde genericamente al passo e) del procedimento di incorporamento di un watermark in un video; - block 104 generically corresponds to step e) of the process for incorporating a watermark into a video;

- il blocco 106 corrisponde genericamente al passo f) del procedimento di incorporamento di un watermark in un video; - block 106 generically corresponds to step f) of the process for incorporating a watermark into a video;

- il blocco 108 corrisponde genericamente al passo g) del procedimento di incorporamento di un watermark in un video; - block 108 generically corresponds to step g) of the process for incorporating a watermark into a video;

- il blocco 110 corrisponde genericamente ai passi da h) a q) del procedimento di incorporamento di un watermark in un video. - block 110 generically corresponds to steps h) to q) of the process for incorporating a watermark into a video.

In figura 11 ? illustrato un esempio di pseudocodice per una fase di incorporamento di un watermark. In figure 11 ? shows an example of pseudocode for a step of embedding a watermark.

In figura 12 ? illustra un esempio di pseudocodice per effettuare una trasformata wavelet discreta DWT. In figure 12 ? illustrates an example of pseudocode for performing a discrete wavelet transform DWT.

Preferibilmente, le trasformate wavelet discrete applicate agli i-frame di detta pluralit? di i-frame e all'informazione ottica includente dati di copyright del video sono trasformate wavelet discrete a 2 livelli. Preferably, the discrete wavelet transforms applied to the i-frames of said plurality of i-frames and optical information including video copyright data are discrete 2-level wavelet transforms.

Preferibilmente, la trasformata wavelet discreta inversa applicata a detta pluralit? di iframe ? una trasformata wavelet discreta inversa a 2 livelli. Preferably, the inverse discrete wavelet transform applied to said plurality? of iframes ? a 2-level inverse discrete wavelet transform.

Preferibilmente, il passo o) in ciascun iframe di detta pluralit? di i-frame, incorporare l'informazione ottica trasformata nel dominio della frequenza attraverso la modifica dei coefficienti nel dominio della frequenza selezionati, pu? comprendere il passo di: Preferably, step o) in each iframe of said plurality? of i-frame, incorporate the optical information transformed in the frequency domain through the modification of the coefficients in the frequency domain selected, pu? understand the step of:

- convertire ciascun i-frame di detta pluralit? di i-frame in scala di grigio. - convert each i-frame of said plurality? of grayscale i-frames.

Preferibilmente, il passo g) generare un'informazione ottica includente dati di copyright del video, pu? includere: Preferably, step g) generating an optical information including copyright data of the video, can to include:

- suddividere l'informazione ottica in almeno una prima porzione e una seconda porzione. - dividing the optical information into at least a first portion and a second portion.

Preferibilmente, il passo o) in ciascun iframe di detta pluralit? di i-frame, incorporare l'informazione ottica trasformata nel dominio della frequenza attraverso la modifica dei coefficienti nel dominio della frequenza selezionati, pu? includere: Preferably, step o) in each iframe of said plurality? of i-frame, incorporate the optical information transformed in the frequency domain through the modification of the coefficients in the frequency domain selected, pu? to include:

- incorporare la prima porzione e la seconda porzione in rispettivi i-frame differenti di detta pluralit? di i-frame. - incorporate the first portion and the second portion in respective different i-frames of said plurality? of i-frames.

La figura 8 illustra un esempio che mostra il concetto di suddivisione di un?informazione ottica. Figure 8 illustrates an example showing the concept of splitting an optical information.

La suddivisione del messaggio codificato (il QR code) in n parti pu? avere un impatto rilevante sulla capacit? di estrazione dell?informazione di copyright al momento dell?estrazione. Suddividendo il QR code infatti si suppone che, se il video fosse oggetto di manipolazione, ? possibile che solo alcune di queste n parti siamo colpite da deturpazione ma in questa maniera non andrebbe perso un intero QR cose ma solo una porzione di essa. Nel caso del QR code questo assume un valore aggiuntivo. Il QR code infatti permette di decodificare l?informazione codificata al suo interno se il QR code ha subito deformazioni per meno del 30%. Questo ? dovuto alla sua capacit? intrinseca di correzione degli errori. Quindi andando a riformare il QR code iniziale unendo le n parti, qualora solo alcune di esse non fossero chiare e utilizzabili, e queste risultino in proporzione meno del 30%, allora si potrebbe ancora decodificare il contenuto. Questa tecnica di miglioramento la sia attua al momento dell?incorporamento ma richiede anche un passo in pi? al momento dell?estrazione in quanto ? richiesto di ricostruire il QR code a partire dalle n parti. In Fig. 9, ? illustrato un esempio che mostra il concetto di suddivisione successiva per il fine di ottenere un risultato a seconda del livello di sicurezza e il livello di performance richiesto. The subdivision of the encoded message (the QR code) into n parts can? have a significant impact on the ability extraction of the copyright information at the time of extraction. In fact, by dividing the QR code, it is assumed that, if the video were subject to manipulation, ? It is possible that only some of these n parts are affected by disfigurement but in this way an entire QR of things would not be lost but only a portion of it. In the case of the QR code this takes on an additional value. In fact, the QR code allows you to decode the information encoded inside if the QR code has undergone deformations of less than 30%. This ? due to its ability intrinsic error correction. So going to reform the initial QR code by joining the n parts, if only some of them were not clear and usable, and these are proportionally less than 30%, then the content could still be decrypted. This improvement technique is implemented at the time of incorporation but also requires an extra step? at the time of?extraction as ? requested to reconstruct the QR code starting from the n parts. In Fig. 9, ? illustrated an example showing the concept of successive subdivision in order to obtain a result according to the level of security and the level of performance required.

La suddivisione qui rappresentata ? parte di un paradigma ben noto in letteratura chiamato divide-et-conquer. The division represented here ? part of a well-known paradigm in the literature called divide-et-conquer.

In un ulteriore aspetto, il procedimento di incorporamento di un watermark in un video pu? presentare una serie di parametri o gradi di libert? che possono essere modificati e che hanno un impatto diretto sulle propriet? del watermark (robustezza, trasparenza percettiva). Essi sono ad esempio: In a further aspect, the process of embedding a watermark in a video can present a series of parameters or degrees of freedom? that can be modified and that have a direct impact on the properties? of the watermark (robustness, perceptive transparency). They are for example:

- il fattore di guadagno; questo parametro ? un fattore moltiplicativo che serve a creare maggiore ?distanza? tra le sequenze pseudo-casuali che vengono incorporate ai blocchi delle bande. Valori comuni di applicazione sono [0.5, 5], con estremi compresi; - the gain factor; this parameter? a multiplicative factor that serves to create greater ?distance? between the pseudo-random sequences that are incorporated into the blocks of the bands. Common application values are [0.5, 5], with extremes included;

- la funzione di Discrete Wavelet Transform (DWT); ? la funzione core che esegue la DWT e ne esistono varie implementazioni. Ci sono tre possibilit?: Haar, Daubechies, Dual-Tree Complex Wavelet Transform (DT-CWT); - the Discrete Wavelet Transform (DWT) function; ? the core function that performs the DWT and there are various implementations of it. There are three possibilities: Haar, Daubechies, Dual-Tree Complex Wavelet Transform (DT-CWT);

- dimensione dei blocchi ?Block-size?; indica la dimensione del blocco tramite cui viene suddivisa la sottobanda, e successivamente su ciascun blocco viene applicata la DCT. Dei possibili valori sono 4, 8; - block size ?Block-size?; indicates the size of the block by which the sub-band is divided, and subsequently the DCT is applied to each block. Of the possible values are 4, 8;

- Chiave-steganografica, ? la chiave che inizializza lo stato di pseudocasualit? della funzione random; (?Anche detto seed?). - Steganographic key, ? the key that initializes the state of pseudorandom? of the random function; (?Also called seed?).

L'invenzione riguarda inoltre, un procedimento di estrazione di un watermark da un video. The invention also relates to a process for extracting a watermark from a video.

Tale procedimento di estrazione di un watermark comprende: This watermark extraction process includes:

a) selezionare un frame di detta pluralit? di frame; a) select a frame of said plurality? of frames;

b) confrontare la matrice di pixel di detto frame selezionato e una matrice di pixel di un frame di confronto, in cui il frame di confronto ? un frame immediatamente successivo a detto frame selezionato secondo detto predeterminato ordine di riproduzione; b) comparing the pixel matrix of said selected frame and a pixel matrix of a comparison frame, wherein the comparison frame ? a frame immediately following said selected frame according to said predetermined order of reproduction;

c) determinare un indice di variazione di immagine di detto frame selezionato al passo a), tramite il calcolo del numero di pixel della matrice di pixel del frame di confronto che hanno variato la loro informazione cromatica rispetto a pixel corrispondenti della matrice di pixel di detto frame selezionato, in cui detti pixel corrispondenti sono pixel che presentano la stessa posizione nella matrice di pixel del frame di confronto e nella matrice di pixel del frame selezionato; c) determining an image variation index of said frame selected in step a), by calculating the number of pixels of the pixel matrix of the comparison frame which have changed their chromatic information with respect to corresponding pixels of the pixel matrix of said selected frame, wherein said corresponding pixels are pixels having the same position in the pixel matrix of the comparison frame and in the pixel matrix of the selected frame;

d) ripetere i passi a), b) e c) fino a quando per tutti i frame di detta pluralit? di frame ? stato determinato il rispettivo indice di variazione di immagine; d) repeat the steps a), b) and c) until when for all the frames of said plurality? of frames ? the respective image variation index was determined;

e) identificare una pluralit? di i-frame, tramite la selezione di un predeterminato numero di frame di detta pluralit? di frame, che presentano l?indice di variazione di immagine pi? elevato. e) identify a plurality? of i-frame, through the selection of a predetermined number of frames of said plurality? of frame, which have the index of image variation pi? high.

Una volta determinati gli i-frame, il procedimento di estrazione di un watermark comprende inoltre: Once the i-frames have been determined, the process of extracting a watermark also includes:

f) identificare una corretta chiave crittografica, tra una pluralit? di chiavi crittografiche, predisposta per consentire l'estrazione di un'informazione ottica includente dati di copyright del video incorporata negli i-frame di detta pluralit? di i-frame; f) identify a correct cryptographic key, among a plurality? of cryptographic keys, arranged to allow the extraction of an optical information including copyright data of the video embedded in the i-frames of said plurality? of i-frames;

g) applicare una trasformata wavelet discreta almeno ad un livello agli i-frame di a detta pluralit? di i-frame; g) apply a discrete wavelet transform at least at one level to the i-frames of said plurality? of i-frames;

h) applicare una trasformata del coseno discreta a un livello agli i-frame di detta pluralit? di i-frame; h) apply a one-level discrete cosine transform to the i-frames of said plurality? of i-frames;

i) ricavare l'informazione ottica includente dati di copyright del video dall'analisi dei coefficienti nel dominio della frequenza di ciascun iframe di detta pluralit? di i-frame. i) obtain the optical information including copyright data of the video from the analysis of the coefficients in the frequency domain of each iframe of said plurality? of i-frames.

Preferibilmente, la trasformata wavelet discreta applicata agli i-frame di detta pluralit? di i-frame ? una trasformata wavelet discreta a 2 livelli. Preferably, the discrete wavelet transform applied to the i-frames of said plurality of i-frames ? a 2-level discrete wavelet transform.

Nella figura 13 ? illustrato un esempio di una prima parte di pseudocodice per un?estrazione di un watermark da un frame e in figura 14 illustrato un esempio di una seconda parte di pseudocodice per un?estrazione di un watermark da un frame, che prosegue la prima parte della figura 13. In figure 13 ? illustrated an example of a first part of pseudocode for an extraction of a watermark from a frame and in figure 14 illustrated an example of a second part of pseudocode for an extraction of a watermark from a frame, which continues the first part of the figure 13.

In figura 3B ? illustrato a blocchi un algoritmo di una forma di realizzazione esemplificativa di un procedimento di estrazione di un watermark da un video, in cui: In figure 3B ? illustrated in blocks an algorithm of an exemplary embodiment of a method of extracting a watermark from a video, wherein:

- il blocco 202 corrisponde genericamente ai passi da a) a d) del procedimento di estrazione di un watermark da un video; - block 202 generically corresponds to steps a) to d) of the process for extracting a watermark from a video;

- il blocco 204 corrisponde genericamente al passo e) del procedimento di estrazione di un watermark da un video; - block 204 generically corresponds to step e) of the process for extracting a watermark from a video;

- il blocco 206 corrisponde genericamente al passo f) del procedimento di estrazione di un watermark da un video; - block 206 generically corresponds to step f) of the process for extracting a watermark from a video;

- il blocco 208 corrisponde genericamente ai da g) a i) del di estrazione di un watermark da un video. - block 208 generically corresponds to steps g) to i) of the extraction of a watermark from a video.

Sempre con riferimento alla figura 3B, in seguito al passo i) ricavare l'informazione ottica includente dati di copyright del video dall'analisi dei coefficienti nel dominio della frequenza di ciascun frame di detto set di i-frame, pu? essere presente una fase 210 di processamento dell?informazione ottica. Questa fase ? utile per il corretto funzionamento del sistema sotto condizioni limite come per esempio in presenza di attacchi. L?abilit? di poter processare l?informazione ottica per avere una certa misura di miglioramento garantisce una informazione ottica pi? limpida e chiara, ossia pi? decodificabile, rispetto a non avere questa fase. Qui per le modalit? di elaborazione dell?algoritmo e per i test effettuati i tipi di processamento possono essere sostanzialmente due: il miglioramento dell?informazione ottica, e la riunificazione di una informazione ottica dopo la sua suddivisione effettuata durante il procedimento di incorporamento di un watermark in un video (spiegata in precedenza per il procedimento di incorporamento). Again with reference to figure 3B, following step i) obtaining the optical information including copyright data of the video from the analysis of the coefficients in the frequency domain of each frame of said set of i-frames, can? a phase 210 for processing the optical information is present. This phase ? useful for the correct functioning of the system under limit conditions such as for example in the presence of attacks. The ability to be able to process the optical information to have a certain measure of improvement guarantees an optical information more? limpid and clear, that is more? decodable, versus not having this stage. Here for the modalities? of processing of the algorithm and for the tests carried out, the types of processing can be essentially two: the improvement of the optical information, and the reunification of an optical information after its subdivision carried out during the process of incorporating a watermark in a video ( explained above for the incorporation procedure).

In figura 3B viene illustrato che dopo un eventuale processamento dell?informazione ottica pu? avvenire l?estrazione dei dati di copyright dall?informazione ottica, blocco 212. Figure 3B illustrates that after a possible processing of the optical information it can take place the extraction of copyright data from optical information, block 212.

In caso invece di un miglioramento dell?informazione ottica, con riferimento alla figura 9, il procedimento di estrazione di un watermark da un video pu? comprendere inoltre il passo: In case instead of an improvement of the optical information, with reference to the figure 9, the procedure of extraction of a watermark from a video can? Also understand the step:

l) sostituire predeterminate aree dell'informazione ottica includente dati di copyright del video ricavata con strutture di informazione ottica note a priori per dette predeterminate aree. l) replacing predetermined areas of the obtained optical information including video copyright data with optical information structures known a priori for said predetermined areas.

Il procedimento di miglioramento del QR code ? innestato nell?algoritmo di estrazione e consente di chiarire (rendere chiare) alcune regioni 90 del QR code. Si tratta di impostare in maniera netta alcune parti del QR code che sono statiche e costanti e che servono principalmente ai lettori di QR code a riconoscere la struttura e inizializzare la fase di decodifica. In questa maniera, cos? come mostrato in Fig. 10, si migliora la capacit? di riconoscimento del QR code perch? gli algoritmi che decodificano il QR partono proprio da quelle regioni per essere certi che quello che stanno esaminando sia proprio un QR code. Questa tecnica non va applicata durante la fase di incorporamento ma solo alla fase di estrazione del watermark, in quanto ? uno strumento che migliora la decodifica del messaggio all?interno del QR code. The process of improving the QR code ? inserted in the extraction algorithm and allows to clarify (make clear) some 90 regions of the QR code. It is a question of clearly setting some parts of the QR code which are static and constant and which mainly serve the QR code readers to recognize the structure and initialize the decoding phase. In this way, what? as shown in Fig. 10, it improves the capacity? of recognition of the QR code why? the algorithms that decode the QR start from those regions to be sure that what they are examining is really a QR code. This technique should not be applied during the embedding phase but only during the watermark extraction phase, as it is a tool that improves the decoding of the message inside the QR code.

In figura 15 ? illustrato un esempio di pseudocodice per la realizzazione di un procedimento di miglioramento del QR code. In figure 15 ? An example of pseudocode for the implementation of a QR code improvement procedure is illustrated.

Una ulteriore considerazione pu? essere fatta per il processamento che vien fatto a posteriori, ossia al momento dell?estrazione dei QR code. In quel caso si hanno a disposizione numerose versioni di un pezzo di QR code, e un miglioramento possibile va a considerare solo le migliori per ricostruire il QR code migliore possibile. In altre parole, dopo la fase di estrazione dei pezzi di QR code da tutti gli i-frame si ottiene una lista di essi. Se si prende in esame il caso n/2, quello usato in questo studio, e nominiamo le sezioni del QR code come BR (Bottom Right), BL (Bottom Left), TR (Top Right) e TL (Top Left), alla fine, dopo la fase di estrazione otteniamo K immagini della sezione BR (dove K ? il numero di i-frame), cos? come K immagini della sezione TR, TL, BL. L?algoritmo di miglioramento esegue delle permutazioni che consentono di trovare la combinazione migliore che garantisce il miglior QR code estraibile. A further consideration can? be done for the processing that is done afterwards, i.e. at the time of extraction of the QR codes. In that case, numerous versions of a piece of QR code are available, and a possible improvement considers only the best ones to reconstruct the best possible QR code. In other words, after the phase of extracting the QR code pieces from all the i-frames, a list of them is obtained. If we consider case n/2, the one used in this study, and name the sections of the QR code as BR (Bottom Right), BL (Bottom Left), TR (Top Right) and TL (Top Left), the finally, after the extraction phase we get K images of the BR section (where K is the number of i-frames), so? such as K images of section TR, TL, BL. The improvement algorithm performs permutations that allow you to find the best combination that guarantees the best extractable QR code.

Preferibilmente, il passo f) identificare una corretta chiave crittografica, tra una pluralit? di chiavi crittografiche, predisposta per consentire l'estrazione di un'informazione ottica includente dati di copyright del video incorporata negli iframe di detta pluralit? di i-frame, pu? includere: Preferably, step f) identify a correct cryptographic key, among a plurality of cryptographic keys, arranged to allow the extraction of an optical information including copyright data of the video incorporated in the iframes of said plurality? of i-frame, can? to include:

f1) selezionare una prima chiave crittografica da una tabella di associazione (TA) memorizzata in una banca dati ed in cui sono associate la sequenza di bit predeterminata e un indice di riconoscimento di chiave; f1) selecting a first cryptographic key from an association table (TA) stored in a database and in which the predetermined bit sequence and a key recognition index are associated;

f2) tentare di estrarre l'informazione ottica includente dati di copyright del video dagli iframe di detta pluralit? di i-frame, attraverso l'utilizzo della prima chiave crittografica e selezionata; f2) attempt to extract the optical information including video copyright data from the iframes of said plurality? of i-frames, through the use of the first selected cryptographic key;

f3) se il recupero dell'informazione ottica al passo f2) fallisce, scartare la prima chiave crittografica selezionata al passo g1) e ripartire dal passo f1) selezionando una differente chiave crittografica. f3) if the recovery of the optical information in step f2) fails, discard the first cryptographic key selected in step g1) and restart from step f1) by selecting a different cryptographic key.

La figura 10 illustra un esempio di tabella di associazione memorizzata in una banca dati. Figure 10 illustrates an example of an association table stored in a database.

Preferibilmente, il passo f) identificare una corretta chiave crittografica, tra una pluralit? di chiavi crittografiche, predisposta per consentire l'estrazione di un'informazione ottica includente dati di copyright del video incorporata negli iframe di detta pluralit? di i-frame, include: Preferably, step f) identify a correct cryptographic key, among a plurality of cryptographic keys, arranged to allow the extraction of an optical information including copyright data of the video incorporated in the iframes of said plurality? of i-frames, includes:

- ricavare un indice di riconoscimento di chiave da un i-frame di detta pluralit? di i-frame; - obtain a key recognition index from an i-frame of said plurality? of i-frames;

- recuperare una chiave crittografica associata a tale indice di riconoscimento di chiave da una banca dati in cui tale chiave crittografica e tale indice di riconoscimento di chiave sono memorizzati. - recovering a cryptographic key associated with this key recognition index from a database in which this cryptographic key and this key recognition index are stored.

La figura 7 illustra un algoritmo a blocchi esemplificativo in cui sono applicati ad un video contemporaneamente un procedimento di incorporamento di un watermark in un video e il procedimento di estrazione di watermark da un video secondo l?invenzione. Figure 7 illustrates an exemplary block algorithm in which a method of embedding a watermark into a video and the method of extracting watermarks from a video according to the invention are simultaneously applied to a video.

Il vantaggio conseguito ? quello di aver realizzato procedimenti di incorporazione di un watermark in un video e di estrazione di un watermark da un video che siano particolarmente robusti alla maggior parte degli attacchi comuni, e che possano essere utilizzati per la lotta alla pirateria e all'appropriazione indebita di un contenuto digitale protetto da copyright. The benefit achieved? that of having developed procedures for incorporating a watermark into a video and for extracting a watermark from a video which are particularly robust against most of the common attacks, and which can be used to combat piracy and misappropriation of a copyrighted digital content.

Sono stati descritti diversi aspetti e forme di realizzazione di un procedimento di incorporamento di un watermark di un video e di un procedimento di estrazione di un watermark da un video secondo l?invenzione. Si intende che ciascuna forma di realizzazione pu? essere combinata con qualsiasi altra forma di realizzazione. L?invenzione, inoltre, non ? limitata alle forme di realizzazione descritte, ma potr? essere variata entro l?ambito definito dalle rivendicazioni annesse. Different aspects and embodiments of a method of embedding a watermark of a video and of a method of extracting a watermark from a video according to the invention have been described. It is understood that each embodiment can? be combined with any other embodiment. Furthermore, the invention is not limited to the embodiments described, but may? be varied within the scope defined by the appended claims.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di incorporamento di un watermark in un video includente una pluralit? di frame predisposti per essere riprodotti secondo un predeterminato ordine di riproduzione, in cui ciascun frame di detta pluralit? di frame comprende una matrice di pixel, in cui ciascun pixel di detta matrice presenta un?informazione cromatica e una predeterminata posizione in detta matrice;1. Process of embedding a watermark in a video including a plurality? of frames predisposed to be reproduced according to a predetermined order of reproduction, in which each frame of said plurality? of frame comprises an array of pixels, wherein each pixel of said array has color information and a predetermined position in said array; detto procedimento di incorporamento di un watermark comprendendo i passi di:said procedure for incorporating a watermark comprising the steps of: a) selezionare un frame di detta pluralit? di frame;a) select a frame of said plurality? of frames; b) confrontare la matrice di pixel di detto frame selezionato e una matrice di pixel di un frame di confronto, in cui il frame di confronto ? un frame immediatamente successivo a detto frame selezionato secondo detto predeterminato ordine di riproduzione;b) comparing the pixel matrix of said selected frame and a pixel matrix of a comparison frame, wherein the comparison frame ? a frame immediately following said selected frame according to said predetermined order of reproduction; c) determinare un indice di variazione di immagine di detto frame selezionato al passo a), tramite il calcolo del numero di pixel della matrice di pixel del frame di confronto che hanno variato la loro informazione cromatica rispetto a pixel corrispondenti della matrice di pixel di detto frame selezionato, in cui detti pixel corrispondenti sono pixel che presentano la stessa posizione nella matrice di pixel del frame di confronto e nella matrice di pixel del frame selezionato;c) determining an image variation index of said frame selected in step a), by calculating the number of pixels of the pixel matrix of the comparison frame which have changed their chromatic information with respect to corresponding pixels of the pixel matrix of said selected frame, wherein said corresponding pixels are pixels having the same position in the pixel matrix of the comparison frame and in the pixel matrix of the selected frame; d) ripetere i passi a), b), e c) fino a quando per tutti i frame di detta pluralit? di frame ? stato determinato il rispettivo indice di variazione di immagine;d) repeat the steps a), b), and c) until when for all the frames of said plurality? of frames ? the respective image variation index was determined; e) identificare una pluralit? di i-frame, tramite la selezione di un predeterminato numero di frame di detta pluralit? di frame, che presentano l?indice di variazione di immagine pi? elevato;e) identify a plurality? of i-frame, through the selection of a predetermined number of frames of said plurality? of frame, which have the index of image variation pi? high; f) generare una chiave crittografica;f) generate a cryptographic key; g) generare un'informazione ottica includente dati di copyright del video;g) generating an optical information including copyright data of the video; h) applicare una trasformata wavelet discreta almeno ad un livello agli i-frame di detta pluralit? di i-frame;h) apply a discrete wavelet transform at least at one level to the i-frames of said plurality? of i-frames; i) applicare una trasformata del coseno discreta a un livello agli i-frame di detta pluralit? di i-frame;i) apply a one-level discrete cosine transform to the i-frames of said plurality? of i-frames; l) applicare una trasformata wavelet discreta almeno a un livello all'informazione ottica includente dati di copyright del video; l) applying a discrete wavelet transform at least at one level to the optical information including video copyright data; m) applicare una trasformata del coseno discreta a un livello all'informazione ottica includente dati di copyright del video;m) applying a one-level discrete cosine transform to the optical information including video copyright data; n) per ciascun i-frame di detta pluralit? di iframe, selezionare una pluralit? di coefficienti nel dominio della frequenza in una banda di coefficienti nel dominio della frequenza in funzione della chiave crittografica, in cui la banda di coefficienti nel dominio della frequenza includono i coefficienti nel dominio della frequenza che presentano una frequenza compresa tra una prima frequenza ed una seconda frequenza;n) for each i-frame of said plurality? of iframes, select a plurality? of frequency domain coefficients in a band of frequency domain coefficients as a function of cryptographic key, wherein the band of frequency domain coefficients includes frequency domain coefficients having a frequency between a first and a second frequency frequency; o) in ciascun i-frame di detta pluralit? di iframe, incorporare almeno una parte dell'informazione ottica trasformata nel dominio della frequenza attraverso la modifica dei coefficienti nel dominio della frequenza selezionati;o) in each i-frame of said plurality? of iframes, incorporating at least a portion of the optical information transformed into the frequency domain through modification of the selected frequency domain coefficients; p) applicare una trasformata del coseno discreta inversa a un livello agli i-frame di detta pluralit? di i-frame;p) apply a one-level inverse discrete cosine transform to the i-frames of said plurality? of i-frames; q) applicare una trasformata wavelet discreta inversa almeno ad un livello agli i-frame di detta pluralit? di i-frame. q) apply an inverse discrete wavelet transform at least at one level to the i-frames of said plurality? of i-frames. 2. Procedimento di incorporamento di un watermark in un video secondo la rivendicazione 1, in cui:2. Process of embedding a watermark in a video according to claim 1, wherein: - le trasformate wavelet discrete applicate agli i-frame di detta pluralit? di i-frame e all'informazione ottica includente dati di copyright del video sono trasformate wavelet discrete a 2 livelli; e- the discrete wavelet transforms applied to the i-frames of said plurality? of i-frames and optical information including video copyright data are discrete 2-level wavelet transforms; And - la trasformata wavelet discreta inversa applicata a detta pluralit? di i-frame ? una trasformata wavelet discreta inversa a 2 livelli.- the inverse discrete wavelet transform applied to said plurality? of i-frames ? a 2-level inverse discrete wavelet transform. 3. Procedimento di incorporamento di un watermark in un video secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il passo o) in ciascun i-frame di detta pluralit? di iframe, incorporare l'informazione ottica trasformata nel dominio della frequenza attraverso la modifica dei coefficienti nel dominio della frequenza selezionati, comprende il passo di:3. Process for embedding a watermark in a video according to claim 1 or 2, wherein step o) in each i-frame of said plurality? of iframe, embedding the transformed optical information in the frequency domain through the modification of the selected frequency domain coefficients, includes the step of: - convertire ciascun i-frame di detta pluralit? di i-frame in scala di grigio.- convert each i-frame of said plurality? of grayscale i-frames. 4. Procedimento di incorporamento di un watermark in un video secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il passo f) generare una chiave crittografica, include: 4. Process of embedding a watermark in a video according to any one of the preceding claims, wherein step f) generating a cryptographic key, includes: - generare una sequenza di pixel bianchi e neri in modo da creare un determinato pattern di pixel a partire da una sequenza di bit predeterminata;- generating a sequence of black and white pixels so as to create a certain pattern of pixels starting from a predetermined sequence of bits; - associare la sequenza di bit predeterminata ad un indice di riconoscimento di chiave;- associating the predetermined bit sequence to a key recognition index; - memorizzare l?associazione dell'indice di riconoscimento di chiave e della sequenza di bit predeterminata in una tabella di associazione (TA) in una banca dati.- storing the association of the key recognition index and of the predetermined bit sequence in an association table (TA) in a database. 5. Procedimento di incorporamento di un watermark in un video secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il passo g) generare un'informazione ottica includente dati di copyright del video, include:5. Process of embedding a watermark in a video according to any one of the preceding claims, wherein step g) generating an optical information including copyright data of the video, includes: - suddividere l'informazione ottica in almeno una prima porzione e una seconda porzione;- dividing the optical information into at least a first portion and a second portion; in cui il passo o) in ciascun i-frame di detta pluralit? di i-frame, incorporare l'informazione ottica trasformata nel dominio della frequenza attraverso la modifica dei coefficienti nel dominio della frequenza selezionati, include:in which the step o) in each i-frame of said plurality? of i-frames, incorporating the transformed optical information in the frequency domain through the modification of the selected frequency domain coefficients, includes: - incorporare la prima porzione e la seconda porzione in rispettivi i-frame differenti di detta pluralit? di i-frame. - incorporate the first portion and the second portion in respective different i-frames of said plurality? of i-frames. 6. Procedimento di estrazione di un watermark da un video includente una pluralit? di frame predisposti per essere riprodotti secondo un predeterminato ordine di riproduzione, in cui ciascun frame di detta pluralit? di frame comprende una matrice di pixel, in cui ciascun pixel di detta matrice presenta un?informazione cromatica e una predeterminata posizione in detta matrice;6. Process of extracting a watermark from a video including a plurality? of frames predisposed to be reproduced according to a predetermined order of reproduction, in which each frame of said plurality? of frame comprises an array of pixels, wherein each pixel of said array has color information and a predetermined position in said array; detto procedimento di estrazione di un watermark comprendendo i passi di:said watermark extraction process comprising the steps of: a) selezionare un frame di detta pluralit? di frame;a) select a frame of said plurality? of frames; b) confrontare la matrice di pixel di detto frame selezionato e una matrice di pixel di un frame di confronto, in cui il frame di confronto ? un frame immediatamente successivo a detto frame selezionato secondo detto predeterminato ordine di riproduzione;b) comparing the pixel matrix of said selected frame and a pixel matrix of a comparison frame, wherein the comparison frame ? a frame immediately following said selected frame according to said predetermined order of reproduction; c) determinare un indice di variazione di immagine di detto frame selezionato al passo a), tramite il calcolo del numero di pixel della matrice di pixel del frame di confronto che hanno variato la loro informazione cromatica rispetto a pixel corrispondenti della matrice di pixel di detto frame selezionato, in cui detti pixel corrispondenti sono pixel che presentano la stessa posizione nella matrice di pixel del frame di confronto e nella matrice di pixel del frame selezionato;c) determining an image variation index of said frame selected in step a), by calculating the number of pixels of the pixel matrix of the comparison frame which have changed their chromatic information with respect to corresponding pixels of the pixel matrix of said selected frame, wherein said corresponding pixels are pixels having the same position in the pixel matrix of the comparison frame and in the pixel matrix of the selected frame; d) ripetere i passi a), b) e c) fino a quando per tutti i frame di detta pluralit? di frame ? stato determinato il rispettivo indice di variazione di immagine;d) repeat the steps a), b) and c) until when for all the frames of said plurality? of frames ? the respective image variation index was determined; e) identificare una pluralit? di i-frame, tramite la selezione di un predeterminato numero di frame di detta pluralit? di frame, che presentano l?indice di variazione di immagine pi? elevato;e) identify a plurality? of i-frame, through the selection of a predetermined number of frames of said plurality? of frame, which have the index of image variation pi? high; f) identificare una corretta chiave crittografica, tra una pluralit? di chiavi crittografiche, predisposta per consentire l'estrazione di un'informazione ottica includente dati di copyright del video incorporata negli iframe di detta pluralit? di i-frame;f) identify a correct cryptographic key, among a plurality? of cryptographic keys, arranged to allow the extraction of an optical information including copyright data of the video incorporated in the iframes of said plurality? of i-frames; g) applicare una trasformata wavelet discreta almeno ad un livello agli i-frame di detta pluralit? di i-frame;g) apply a discrete wavelet transform at least at one level to the i-frames of said plurality? of i-frames; h) applicare una trasformata del coseno discreta a un livello agli i-frame di detta pluralit? di i-frame;h) apply a one-level discrete cosine transform to the i-frames of said plurality? of i-frames; i) ricavare l'informazione ottica includente dati di copyright del video dall'analisi dei coefficienti nel dominio della frequenza di ciascun i-frame di detta pluralit? di i-frame.i) deriving the optical information including copyright data of the video from the analysis of the coefficients in the frequency domain of each i-frame of said plurality? of i-frames. 7. Procedimento di estrazione di un watermark da un video secondo la rivendicazione 6, in cui la trasformata wavelet discreta applicata agli i-frame di detta pluralit? di i-frame ? una trasformata wavelet discreta a due livelli.7. Process for extracting a watermark from a video according to claim 6, wherein the discrete wavelet transform applied to the i-frames of said plurality? of i-frames ? a two-level discrete wavelet transform. 8. Procedimento di estrazione di un watermark da un video secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui il passo f) identificare una corretta chiave crittografica, tra una pluralit? di chiavi crittografiche, predisposta per consentire l'estrazione di un'informazione ottica includente dati di copyright del video incorporata negli iframe di detta pluralit? di i-frame, include:8. Process for extracting a watermark from a video according to claim 6 or 7, wherein step f) identifying a correct cryptographic key, among a plurality of of cryptographic keys, arranged to allow the extraction of an optical information including copyright data of the video incorporated in the iframes of said plurality? of i-frames, includes: f1) selezionare una prima chiave crittografica da una tabella di associazione (TA) memorizzata in una banca dati ed in cui sono associate la sequenza di bit predeterminata e un indice di riconoscimento di chiave;f1) selecting a first cryptographic key from an association table (TA) stored in a database and in which the predetermined bit sequence and a key recognition index are associated; f2) tentare di estrarre l'informazione ottica includente dati di copyright del video dagli i-frame di detta pluralit? di i-frame, attraverso l'utilizzo della prima chiave crittografica e selezionata; f3) se il recupero dell'informazione ottica al passo f2) fallisce, scartare la prima chiave crittografica selezionata al passo f1) e ripartire dal passo f1) selezionando una differente chiave crittografica.f2) attempt to extract the optical information including video copyright data from the i-frames of said plurality? of i-frames, through the use of the first selected cryptographic key; f3) if recovery of the optical information in step f2) fails, discard the first cryptographic key selected in step f1) and restart from step f1) by selecting a different cryptographic key. 9. Procedimento di estrazione di un watermark da un video secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui il passo f) identificare una corretta chiave crittografica, tra una pluralit? di chiavi crittografiche, predisposta per consentire l'estrazione di un'informazione ottica includente dati di copyright del video incorporata negli iframe di detta pluralit? di i-frame, include:9. Process for extracting a watermark from a video according to any one of claims 6 to 8, wherein step f) identifying a correct cryptographic key, among a plurality of of cryptographic keys, arranged to allow the extraction of an optical information including copyright data of the video incorporated in the iframes of said plurality? of i-frames, includes: - ricavare un indice di riconoscimento di chiave da un i-frame di detta pluralit? di i-frame;- obtain a key recognition index from an i-frame of said plurality? of i-frames; - recuperare una chiave crittografica associata a tale indice di riconoscimento di chiave da una banca dati in cui tale chiave crittografica e tale indice di riconoscimento di chiave sono memorizzati.- recovering a cryptographic key associated with this key recognition index from a database in which this cryptographic key and this key recognition index are stored. 10. Procedimento di estrazione di un watermark da un video secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9, comprendente inoltre:The process of extracting a watermark from a video according to any one of claims 6 to 9, further comprising: l) sostituire predeterminate aree dell'informazione ottica includente dati di copyright del video ricavata con strutture di informazione ottica note a priori per dette predeterminate aree. l) replacing predetermined areas of the obtained optical information including video copyright data with optical information structures known a priori for said predetermined areas.
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