KR20030022893A - 워터마크를 검출하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

워터마크를 검출하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20030022893A
KR20030022893A KR10-2003-7002097A KR20037002097A KR20030022893A KR 20030022893 A KR20030022893 A KR 20030022893A KR 20037002097 A KR20037002097 A KR 20037002097A KR 20030022893 A KR20030022893 A KR 20030022893A
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젠 제이. 피. 엠. 비크만스
프리츠 에이. 스텐호프
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

비디오 데이터의 고속 복사 동안 MPEG-2 인코딩된 비디오 데이터에서 워터마크를 검출하기 위한 방법 및 시스템. 버스 스파이(120)는 비디오 데이터로부터 I-프레임들과 같은 독립적으로 코딩된 프레임들을 선택하고 이 선택된 프레임들을 이 안의 워터마크를 검출하기 위해 워터마크 검출기(130)에 공급한다. 이 프레임들의 일부를 워터마크 검출기(130)에 공급하기만 하여, 워터마크 검출기(130)로의 평균 입력 데이터 레이트는 고속 복사 동안의 데이터 레이트보다 훨씬 더 낮다. 다양한 실시예들은 선택된 프레임들의 컨텐츠들을 워터마크 검출기(130)에 효율적으로 공급하기 위한 다양한 방법들을 제시한다.

Description

워터마크를 검출하기 위한 방법 및 장치{Method and device for detecting a watermark}
오디오 또는 비디오 스트림과 같은 데이터 스트림 내에 추가의 정보를 삽입하는 처리인 워터마킹은 이들 데이터 스트림들을 마킹하고 보호하는 중요하고 잘 알려진 기술이다. 영화는 그 원본이 식별될 수 있도록 또는 허가 없는 복사들이 원본으로부터 구별될 수 있도록 워터마킹될 수 있다. 또한 워터마크들은 데이터 스트림의 복사에 제한들을 가하기 위해 그 사용이 증가하고 있다. DVD 복사 방지에서, 워터마크들은 "1회 복사","복사 금지","더이상 복사 금지", 또는 "무제한"으로서의 라벨 자료로서 사용된다. 데이터 스트림이 DVD 디스크로부터 복사될 때, 복사를 수행하는 장치는 워터마크의 존재를 체크해야 한다. 워터마크가 발견되면, 이 워터마크는 이 데이터 스트림이 (더이상) 복사될 수 없음을 나타내고, 그후 이 장치는 데이터 스트림의 복사를 거절해야 한다.
이 데이터 스트림이 비디오 스트림일 때, 처리될 데이터의 양은 거대하다. 전형적으로, 비디오 스트림은 ISO/IEC 11172 MPEG-1 또는 ISO/IEC 13818 MPEG-2 압축과 같은 스킴을 사용하여 압축될 것이다. 미래에, 또한, ISO/IEC 14496 MPEG-4 스킴이 사용될 수 있을 것이다. 이것은 비디오 스트림이 사이즈에 있어서 감소를 성취한다. 그러나, 이것은 또한 비디오 스트림 내의 워터마크의 검출에 대해 요구되는 처리 전력에서의 상당한 증가를 의미한다. 워터마크의 검출은 비디오 스트림의 프레임들의 압축해제와 어떠한 워터마크를 검출하기 위해 압축해제된 프레임들의 처리를 요구한다.
MPEG-2 압축된 비디오 스트림을 처리하는 것이 비디오 스트림이 실시간으로 복사될 때 실현 가능하다 하더라도, 고속 복사동안 요구되는 처리 속도는 불가능할 정도로 크게 된다. 예를 들어, 전형적인 비디오 스트림은 초당 25-30 프레임들을 포함한다. 정상 속도의 20배의 고속으로 이 비디오 스트림을 복사할 때 이것은 초당 500 또는 600 프레임들이 워터마크를 검출하기 위해 처리된다는 것을 의미한다. 이것은 초당 800Mbit 까지의 피크들을 갖는 초당 약 300-400Mbit의 비트스트림이다. 대조적으로, MPEG 비트스트림들 상에 동작하는 현재 하드웨어-기반 워터마크 검출기들은 초당 100Mbit 보다 더 많은 비트스트림내의 워터마크를 신뢰성있게 검출할 수 없다. 동시에, 워터마크들이 복사 제한들을 강요하기 위해 사용될 때 워터마크의 검출을 지연시키는 것은 수용할 수 없다. 복사 처리의 시작과 복사가 금지된 것을 나타내는 워터마크를 검출하는 것 사이의 시간이 더 길어질수록 더 많은자료를 해적이 불법적으로 복사할 수 있다.
본 발명은 프레임들을 포함하는 데이터 스트림 내에 워터마크를 검출하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 프레임들을 포함하는 데이터 스트림 내의 워터마크를 검출하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 양상은 도면들에 보여지는 실시예들을 참조하여 명백하고도 명료해 질 것이며, 이 도면들에서,
도 1은 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시예를 개략적으로 도시하며;
도 2는 MPEG-2 표준에 따라 포맷된 데이터 스트림의 구조를 개략적으로 보여주며; 및
도 3은 본 발명에 따른 장치의 제 2 실시예를 개략적으로 보여준다.
본 발명의 목적은 고속 복사 처리동안 빠르게 동작할 수 있는 상기 서문에 따른 방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 다음의 방법으로 본 발명에 따라서 성취되며, 이 방법은 데이터 스트림으로부터 독립적으로 코딩된 프레임을 선택하는 단계, 및 선택된 프레임 안의 워터마크를 검출하기 위해 워터마크 검출기로 선택된 프레임에 대해 식별 데이터를 공급하는 단계를 포함한다. DVD 또는 다른 소스로부터 복사될 데이터는 오디오 스트림들, 비디오 스트림들, 및 다른 정보의 혼합된 것을 포함할 것이다. 이것은 이들 스트림들 중 단지 하나 내의 워터마크를 검출하기에 족하다. 또한, 선택된 데이터 스트림의 모든 프레임들이 선택된 데이터 스트림 내의 워터마크를 검출할 필요가 있는 것은 아니다. 일부 프레임들은 다른 것들 보다 더 많은 워터마크 정보를 포함한다. 특히, 독립적으로 코딩된 프레임들은 전형적으로 의존적으로 코딩된 프레임들 보다 더 많은 워터마크 정보를 포함한다. 독립적으로 코딩된 프레임들 만을 선택하여, 워터마크 검출기는 복사 처리 보다 훨씬더 낮은 레이트로 데이터를 제공받는다. 여전히, 이들 프레임들은 신뢰성있는 워터마크 검출을 용이하게 하기 위해 충분한 정보를 워터마크 검출기에 제공한다.
한 실시예에서, 본 방법은 버퍼 메모리 내에 프레임들을 버퍼링하는 단계, 프레임의 버퍼 메모리 내의 주소 위치를 결정하는 단계, 및 이 주소 위치를 워터마크 검출기로 공급하는 단계를 더 포함한다. 종종, 복사 처리는 데이터 스트림(의 일부)을 버퍼 메모리 내에 일시적으로 저장하는 단계를 포함한다. 이 버퍼 메모리의 사이즈는 보통 상대적으로 높으며, 그래서 그 안에 저장되는 프레임들은 이들이 새로운 데이터에 의해 덮어쓰기되기 전까지 상대적으로 긴 시간 동안 거기에 머무를 것이다. 저장된 프레임들은 이들이 판독된 후에 버퍼 메모리에 남는다. 워터마크 검출기가 선택된 프레임들의 컨텐츠를 필요로 하기 때문에, 이들 프레임들의 버퍼 메모리 내의 주소 위치를 결정하는 것이 유리하다.
또다른 실시예에서, 본 방법은 프레임의 적어도 컨텐츠 부분을 복사하는 단계와 로컬 메모리의 컨텐츠 부분을 워터마크 검출기로 공급하는 단계를 더 포함한다. 선택된 프레임들(의 컨텐츠 부분들)을 로컬 메모리에 저장함으로서, 워터마크 검출기는 로컬 메모리를 간단히 엑세스할 수 있으며, 저장된 프레임 데이터를 검색하고 그 안의 워터마크를 검출한다.
또다른 실시예에서, 데이터 스트림은 ISO/IEC 13818 MPEG-2 포맷에 따라 포맷된 비디오 기초 스트림(Video Elementary Stream)을 포함하고, 선택된 프레임은 비디오 기초 스트림의 I-프레임을 포함한다. 전형적인 MPEG-2 비디오 스트림에서, 통상적으로 매 10-12 프레임들 내의 대략 하나는 I-프레임이다. 그래서, 데이터 스트림의 비디오 부분의 I-프레임만을 선택하여, 워터마크 검출기로 공급되는 데이터 스트림의 사이즈에서의 상당한 감소가 성취된다.
또다른 실시예에서, 본 방법은 적어도 하나의 DCT 계수를 얻기 위해 선택된 프레임을 처리하는 단계, 및 적어도 하나의 DCT 계수를 워터마크 검출기로 공급하는 단계를 더 포함한다. 워터마크 검출기들은 워터마크를 검출하기 위해 선택된 프레임들로부터 모든 데이터를 항상 요구하는 것은 아니다. 특히 본 발명과 동일한 출원인에 의한 WO99/45707(대리인 문서 PHN 17315)에 개시되는 바와 같은 워터마크 검출 시스템은 개별 프레임들로부터 DCT 계수들만을 사용하여 비디오 스트림 내의 워터마크를 검출할 수 있다.
본 발명의 또다른 목적은 고속 복사동안 워터마크를 빠르게 검출할 수 있는 서두에 따른 장치를 제공하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따라서 프레임들을 포함하는 장치로 성취되는데, 이 장치는 데이터 스트림으로부터 독립적으로 코딩된 프레임을 선택하기 위한 선택수단, 및 선택된 프레임에 대한 식별 데이터를 그 안의 워터마크를 검출하기 위한 워터마크 검출기로 공급하기 위한 처리 수단을 포함한다.
본 장치의 유리한 실시예들은 청구항 7-9에 개시된다.
본 발명은 또한 프로세서가 본 발명에 따른 방법을 실행하도록 구성되는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
도면들 전체를 통하여, 동일한 참조 번호들은 유사한 또는 대응하는 특성들을 나타낸다. 도면들에서 지시되는 특성들의 일부는 소프트웨어로 전형적으로 구현되며, 그래서 소프트웨어 모듈들 및 오브젝트들과 같은 소프트웨어 개체들을 나타낸다.
도 1은 데이터 스트림내의 워터마크를 검출하기 위해 배열되는 장치(100)의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한다. 장치(100)는 예를 들어 DVD 드라이브에 사용되는 처리 IC이며, 그러나 또한 일반 목적 컴퓨터 시스템 상에서 동작하는 컴퓨터 프로그램일 수 도 있다. 예를 들어 DVD 재생기인 입력 처리기(101)는 DVD(190)로부터 데이터 스트림을 읽는다. 물론 본 발명은 DVD로 부터 판독되는 데이터 스트림들에 제한되는 것은 아니다. 또한 다른 데이터 소스들이 사용될 수 있다. 데이터 스트림은 양호하게는 ISO/IEC 13818 MPEG-2 포맷에 따라 포맷될 수 있다.
입력 처리기(101)는 버스(102)에 연결되며, 여기에 이것이 데이터 스트림을 공급한다. 출력 처리기(110)는 버스(102)로부터 데이터 스트림을 판독하고 이 데이터 스트림을 출력 터미널(170)로 출력한다. 출력 터미널(170)은 외부 MPEG 디코딩 및 디스플레이 장치(도시안됨)에 연결될 수 있다. 출력 터미널(170)은 또한 하드디스크 또는 DVD-판독/기록 유닛에 연결될 수 있으며, 그래서 데이터 스트림의 복사가 여기서 이루어 질 수 있다. 장치(100)에 의해 수행될 수 있는 동작들은 부분적으로 출력 터미널(170)이 결합되어 있는 것에 의존한다.
DVD(190)로부터 판독되는 바와 같은 데이터 스트림은 데이터 스트림의 복사 및/또는 재생에 제한들을 나타내는 워터마크를 포함한다는 것을 가정한다. 장치(100)는 워터마크 검출기(130)가 제공되며, 이것은 또한 버스(102)에 연결된다. 워터마크 검출기(130)는 버스(102)를 통해 통과하는 데이터 스트림을 판독하고, 워터마크가 데이터 스트림내에 존재하는지 여부를 결정한다.
워터마크 검출기(130)가 데이터 스트림내에 워터마크를 검출할 때, 그리고 워터마크가 현재 처리중인 동작을 금지할 때, 워터마크 검출기(130)는 출력 터미널(170)로의 출력을 금지하도록 스위치(160)를 작동한다. 예를 들어, 데이터 스트림이 복사되고 있으면, 워터마크는 "절대 복사금지" 제한을 나타내고, 그후 워터마크 검출기(130)는 데이터가 출력 터미널(170)로 출력되는 것을 방지하기 위해 스위치(160)를 개방할 것이다. 워터마크가 발견되지 않는다면, 또는 워터마크가 처리중인 동작을 금지하지 않는다고 발견된다면, 스위치(160)는 폐쇄되고 출력은 출력 터미널(170)로 통과된다.
대안적인 실시예에서, 워터마크 검출기(130)는 워터마크가 발견되었다는 것을 나타내기 위해 제어 모듈(도시 안됨)로 신호를 단순히 보낸다. 그후 제어 모듈은 적합한 동작을 취할 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈은 사용자에게 이 동작이 허용되지 않은 것임을 경고할 수 있거나, 사용자에게 처리 전에 요금납부를 요청하기 위해 그 동작을 일시적으로 중지할 수 있다.
워터마크 검출기(130)는 처리 모듈(125)에 결합되며, 이것은 이들이 워터마크 검출기(130)로 공급되기 전에 데이터 스트림으로부터 프레임들을 디코딩하고 처리할 수 있다. 처리 모듈(125)은 예를 들어 프레임들을 MPEG 인코딩된 데이터로부터 워터마크 검출기(130)에 의해 처리되기에 적합한 라우 이미지 데이터(raw image data)로 변환하는 MPEG 디코더를 포함할 수 있다.
양호한 실시예에서, 워터마크 검출기(130)는 본 발명과 동일한 출원인에 의한 WO99/45707(대리인 문서 PHN 17.315)에 개시되는 바와 같이 동작한다. 이 실시예에서, 처리 모듈(125)은 적어도 하나의 DCT 계수를 얻기 위해 선택된 프레임을 처리하고, 적어도 하나의 DCT 계수를 워터마크 검출기(130)에 공급한다. 워터마크 검출기들은 워터마크를 검출하기 위해 선택된 프레임들로부터 모든 데이터를 항상 요구하는 것은 아니다. 특히, WO 99/45707에 개시되는 바와 같은 워터마킹 검출 시스템은 개별 프레임들로부터 단지 DCT계수들만을 사용하여 비디오 스트림 내의 워터마크를 검출할 수 있다.
데이터 스트림이 복사되고 있으면, 이것은 출력 터미널(170)로 출력하기 전에 버퍼 메모리(150)내에 종종 일시적으로 저장된다. 메모리 제어기(151)는 버퍼링 처리를 제어하기 위해 버스(102)에 연결된다. 장치(100)외부의 버퍼 메모리(150)는 예를 들어 16 메가 비트 SDRAM 일 수있다. 입력 처리기(101)는 데이터 스트림을 버스(102)에 기록하고, 메모리 제어기(151)는 이것을 읽을 수 있고 이것을 버퍼 메모리(150)에 저장한다. 출력 처리기(110)는 버퍼 메모리(150)에 저장된 바와 같은 데이터 스트림의 부분들을 요청하고 그후 출력 터미널(170)로 향하여 출력한다. 버퍼링을 사용하여, 입력 데이터 레이트에서의 변화들이 제거될 수 있으며, 그래서 출력 처리기(110)가 실질적으로 일정한 속도로 데이터 스트림을 출력할 수 있다.
메모리 제어기(151)는 버퍼 메모리(150) 내의 정보를 다루기 위해 판독 포인터와 기록 포인터를 사용한다. 프레임들은 기록 포인터에 의해 지시되는 주소 위치에 버퍼 메모리(150)에 기록되고, 그후 기록 포인터가 다음 활용 가능한 주소 위치로 진행하여 움직인다. 프레임들은 판독 포인터에 의해 지시되는 주소 위치에 버퍼 메모리(150)로부터 유사하게 판독되고, 그후 판독 포인터가 다음 버퍼링된 프레임의 주소 위치로 진행하여 움직인다.
에러 정정과 같은 다른 처리는 또한 예를 들어 에러 정정 모듈(140)에 의해 DVD(190)로부터 판독되면서 데이터 스트림 상에서 수행될 수 있다.
DVD(190)의 복사를 할 때, 복사가 보통 재생 속도의 20 또는 25배 와 같은 고속으로 만들어지는 것이 바람직하다. 이것은 장치(100)가 초당 많은 양의 데이터를 처리해야 할 것이라는 것을 의미한다. 예를 들어, PAL 표준에 따라 포맷된 비디오 스트림은 초당 25프레임들을 포함한다. 보통 속도의 20배에서 이것은 초당 500프레임들을 의미한다. 그러나, 그 안의 워터마크를 검출하기 위해 초당 500 MPEG-인코딩된 프레임들을 처리할 수 있는 워터마크 처리기는 없다.
워터마크 검출기(130)에 대해 더 낮은 평균 데이터 레이트를 얻기 위해, 버스 스파이(120 ; bus spy)가 버스(102)에 연결된다. 버스 스파이(120)는 예를 들어 입력 처리기(101)에서 메모리 제어기(151)로 버스 상으로 통과하는 데이터 스트림을 관찰한다. 버스 스파이(120)는 데이터 스트림 내의 독립적으로 코딩된 프레임들이 식별되도록 간단한 처리를 수행한다. 양호한 실시예에서, 버스 스파이(120)는 MPEG-2 포맷된 데이터 스트림으로부터 I-프레임들을 식별한다. 그러한 프레임이 식별되면, 버스 스파이(120)는 추가적인 처리를 위해 선택된 프레임의 컨텐츠를 처리 모듈(125)로 공급하고, 그후 워터마크 검출 처리에서 사용하기 위해 워터마크 검출기(130)로 공급한다.
선택된 프레임이 버퍼링 처리의 부분으로서 버퍼 메모리(150)에 이미 저장되어 있으므로, 버퍼 메모리(150)를 워터마크 검출기(130)를 위한 입력으로 사용하는 것이 의미가 있다. 프레임들은 주기적인 방식으로 버퍼 메모리(150)에 기록된다. 초기에, 기록 포인터는 버퍼 메모리(150) 내의 제 1 메모리 위치를 가리키고, 그래서 제 1 프레임이 버퍼 메모리(150) 내의 제 1 메모리 위치에 기록될 것이다. 기록 포인터는 그후 제 2 위치로 이동하고, 그후 제 2 프레임이 제 2 위치에 기록되며, 이런식으로 계속 기록 된다.
일단 프레임이 버퍼 메모리(150) 내의 마지막 메모리 위치에 기록되었다면, 기록 포인터는 제 1 메모리 위치로 돌아가고 그후 다음 프레임이 제 1 메모리 위치에 기록될 것이다. 그러나, 보통 버퍼 메모리(150)의 사이즈가 프레임의 사이즈에 비해 상대적으로 크기 때문에, 프레임들은 이들이 새로운 프레임들에 의해 덮어쓰기되기 전까지 긴 시간동안 버퍼 메모리(150) 내에 머무를 것이다. 또한, 이들은 판독된 후에도 삭제되지 않는다.
그래서, 프레임이 독립적으로 코딩된 프레임으로 식별되면, 버스 스파이(120)는 이제 이 프레임의 버퍼 메모리(150) 내에 주소 위치를 결정한다. 그후 처리 모듈(125)은 버퍼 메모리(150)로부터 선택된 프레임을 직접 엑세스할 수 있다.
선택적으로, 버스 스파이(120)는 프레임의 컨텐츠 부분의 시작 포인트를 결정하기 위해 프레임의 헤더 부분을 심사한다. 전형적으로 프레임의 헤더는 가변 사이즈를 가질 것이며, 그래서 헤더는 어디서 컨텐츠 부분이 시작하는 지를 결정하기 위해 심사될 필요가 있다. 워터마크 검출기(130)는 컨텐츠 부분으로 부터의 데이터만 필요로 하며, 그래서 이 위치만 기억하는 것이 의미가 있다. 그후 버스 스파이(120)는 컨텐츠 부분의 버퍼 메모리(150) 내의 주소 위치를 결정할 수 있다. 그 후 이 주소 위치는 워터마크 검출기(130)에 제공될 수 있다. 워터마크 검출기(130)는 그후 버퍼 메모리(150)로부터 선택되는 프레임의 컨텐츠 부분을 직접 판독할 수 있으며, 이것을 워터마크 데이터가 선택된 프레임 내에 존재하는 지를 결정하기 위해 처리한다. 그러나, 이것은 처리 모듈(125)이 프레임의 헤더 부분에 엑세스 하지 않고 필요한 정보를 추출할 수 있는 경우에만 동작한다. 차례로 이것은 어떤 정보를 워터마크 검출기(130)가 개별 프레임들로부터 필요로하는 지에 의존한다.
워터마크 검출기(130)가 공급되는 바와 같은 주소 위치를 엑세스하는 시간까지 문제의 프레임이 새로운 데이터에 의해 덮어쓰기된다는 것이 발생할 수 있다. 일반적으로 주소 위치에서 새로운 데이터는 새로운 프레임의 시작이 되지 않을 것이며 독립적으로 코딩된 프레임으로 남는다. 처리 모듈(125) 또는 워터마크 검출기(130)가 이 상황에 대항하여 보호되지 않는다면, 새로운 데이터의 디코딩은실패할 것이다. 처리 모듈(125)은 동기가 벗어날 것이며 시간이 걸리는 스크래치로부터 디코딩 처리를 재시작해야 할 것이다.
그래서, 양호한 실시예에서, 버스 스파이(120)는 독립적으로 코딩된 프레임의 주소 위치를 기록할 뿐만 아니라 이 주소 위치가 기록되는 시간도 기록한다. 그후 처리 모듈(125)은 현재 시간, 버퍼 메모리(150) 내의 기록 포인터의 현재 위치를 결정하 수 있고 이로부터 주소 위치가 여전히 유효한지를 유도할 수 있다. 처리 모듈(125)이 주소 위치가 새로운 데이터에 의해 덮어쓰기되었다고 결정하면, 이 것은 이 주소 위치를 스킵하고 다음 것을 처리한다.
프레임들이 고속 레이트로 입력되기 때문에, 또한 독립적으로 코딩된 프레임들이 고속 레이트로 입력될 것이며, 그래서 평균적으로 처리 모듈(125)이 다시 동기되기 전까지 작은 시간이 걸린다.
버퍼 메모리(150)의 컨텐츠들을 다시 사용하여, 장치(100)의 메모리 요구들이 감소된다. 또한, 장치(100)는 부가적인 처리를 하기 위해 가장 낮은 가능한 부가적인 메모리 요구를 갖는다. 이런 방식으로 운영하여, 장치(100)는 데이터 스트림 내의 비디오 기본 스트림 데이터를 검색하는데 최소 오버헤드 시간을 사용한다.
도 2는 MPEG-2 표준에 따라 포맷된 데이터 스트림(200)의 구조를 개략적으로 도시한다. 이 구조는 이제 여기서 본 발명과 관련있는 요소들이 간단히 설명될 것이다. 정확한 구조의 상세한 설명과 여기서의 요소들의 의미는 ISO/IEC 13818, MPEG-2 명세서에서 발견될 수 있다.
데이터 스트림(200)은 시퀀스들(201,202,203,204)을 포함한다.시퀀스들(201-204)의 각각은 비디오 시퀀스, 오디오 시퀀스, 또는 다른 정보를 포함하는 시퀀스일 수 있다. 그러한 시퀀스들은 또한 스트림들로 불린다.
시퀀스(202)가 비디오 시퀀스 또는 비디오 기본 스트림(VES)이라고 가정한다. 비디오 시퀀스는 시작 코드(211)를 포함하는 시퀀스 헤더, 비디오 파라메터들(212), 비트스트림 파라메터들(213), 및 다른 헤더 정보(214)와 시작한다. 헤더에는 화상들의 하나 또는 그 이상의 그룹들(GOP;215-218)이 뒤따른다.
화상들의 그룹(GOP;215)은 차례로 헤더, 및 다수의 화상들을 포함한다. 헤더는 GOP 시작 코드(221), 시간 코드(222), 및 GOP 파라메터들(223)을 포함한다. 이것은 실제 화상들(224-227)이 뒤따른다. MPEG-2 문맥에서, 이들 화상들은 또한 "프레임들"로 인용된다. MPEG-2 비디오 스트림 내의 프레임은 3가지 타입들 중 하나가 될 수 있다. 프레임의 타입은 어떤 예상 모드들이 프레임 내의 블록들을 코딩하는데 사용될 수 있는 지를 정의한다.
I-프레임들(Intra-frames)은 다른 프레임들을 참조하지 않고 코딩된다. 보통의 압축은 공간적 여분(spatial redundancy)을 감소하여 성취되며, 그러나 시간적 여분은 아니다. I-프레임들은 디코딩이 시작될 수 있는 데이터 스트림 내에 엑세스 포인트들을 제공하기 위해 주기적으로 사용된다.
P-프레임들(Predictive frames)은 이전의 I- 또는 P-프레임들을 참조하여 코딩된다. P-프레임 내의 블록들은 예상되거나, 인트라-코딩될 수 있다. 공간적 및 시간적 여분을 감소시켜, P-프레임들은 I-프레임들에 비해 증가된 압축을 제공한다.
B-프레임들(bidirectionally predictive frames)은 이전의 그리고 다음 I-또는 P-프레임들을 참조하여 코딩된다. B-프레임 내의 블록들은 전진, 후진 또는 양방향으로 예상되거나 인트라-코딩된다. B-프레임들은 가장 높은 수준의 압축을 제공한다. 미래 프레임들로부터 후진 예상을 가능하게 하기 위해, B-프레임이 이전 및 다음 P- 및 I-프레임들 후에 전송되도록 MPEG 코더는 프레임들을 보통 "디스플레이" 오더(order)에서 "비트스트림"오더로 리오더(reorder)한다. 이것은 연속 B-프레임들의 수에 의존하여 리오더 지연을 도입한다.
디스플레이 오더에서 전형적인 GOP는:
B1B2I3B4B5P6B7B8P9B10B11P12B13B14I15
대응하는 비트스트림 오더는:
I3B1B2P6B4B5P9B7B8P12B10B11I15B13B14
정규 GOP 구조는 두 파라메터들로 설명될 수 있다: N, GOP 내의 화상들의 수이고, M은 P-프레임들의 공간이다. 여기에 주어진 GOP는 N=12, 및 M=3으로 설명된다. 워터마크의 존재를 검사하기 위해 GOP로부터 모든 프레임들을 처리하는 대신에 I-프레임들 만을 처리하는 것은 처리될 프레임들의 양에서 계수 12에서 감소를 제공한다. 차례로 프레임(224)은 화상 시작 코드(231), 타입 지시기(232), 버퍼 파라메터들(233), 인코딩 파라메터들(234)을 갖는 헤더를 포함하고, 이 헤더에는 다수의 슬라이스들(235-238)이 뒤따른다. 슬라이스들은 프레임의 부분 상에 정보를 포함한다. 슬라이스(235)는 슬라이스 시작 코드(241), 수직 위치 지시기(242), 품질 스케일(243)을 포함하며, 매크로 블록들(244-247)의 세트가 뒤따른다.
매크로 블록(244)은 MPEG-2 알고리즘내의 기본 코딩 유닛이다. 이것은 슬라이스의 16x16 픽셀 세그먼트이다. 슬라이스 내의 매크로 블록들의 오더는 왼쪽에서 오른쪽으로 이고 위에서 아래로이다. 매크로 블록(244)은 주소 지시기(251), 타입(252), 움직임 벡터(253), 품질 스케일(254), 코딩된 블록 패턴(255) 및 6개 블록들(256)을 포함한다.
MPEG-2의 화상 또는 프레임은 휘도(Y)와 두 색차(Cb 및 Cr) 값들을 나타내는 3개의 직사각 매트릭스들을 포함한다. 이 Y 매트릭스는 행들과 열들의 동일한 수를 갖고, Cb 및 Cr 매트릭스들은 각 방향에서 Y 매트릭스의 사이즈의 반이다. 각 색차 성분이 휘도 성분의 수직 및 수평 해상도의 반을 가지므로, 매크로 블록은 총 6 블록들이라고 하면 4개의 Y, 하나의 Cr 및 하나의 Cb 블록을 포함한다.
도 3은 본 발명에 따라 장치(300)의 제 2 실시예를 보여준다. 비록 장치(300)가 도 1의 장치(100)와 유사하지만, 장치(300)는 버퍼 메모리(150)에 연결되어 있지 않다. 여전히, 장치(300)가 DVD(190)로부터 데이터 스트림내의 워터마크를 이것이 고속으로 복사되면서 검출될 수 있는 것이 바람직하다.
이제 버스 스파이(120)는 여전히 프레임들이 버스(102) 상으로 통과함에 따라 프레임들을 검사하고 이들이 독립적으로 코딩된 프레임들인지를 결정하기 위해 프레임들의 헤더 포인트들을 심사한다. MPEG-2의 경우에, 버스 스파이(120)는 프레임이 I-프레임인지를 결정하기 위해 프레임의 헤더 부분을 심사한다.
이러한 것으로 발견되면, 버스 스파이(120)는 선택된 프레임을 로컬메모리(302)에 복사한다. 이 로컬 메모리(302)는 양호하게는 32kB SDRAM이다. 그후 처리 모듈(125)은 로컬 메모리(302)의 컨텐츠를 판독할 수 있고 이 컨텐츠들을 예를 들어 버스(102)를 경유하여 워터마크 검출기(130)에 공급할 수 있다. 위에서 예상되는 바와 같이, 처리 모듈(125)은 적어도 하나의 DCT 계수를 얻기 위해 로컬 메모리(302) 내에 저장되는 프레임들을 먼저 처리할 것이며, 이 적어도 하나의 DCT 계수를 워터마크 검출기(130)로 공급할 것이다.
양호하게는, 전체 프레임을 저장하는 것 대신에, 버스 스파이(120)가 프레임의 단지 컨텐츠 부분만을 로컬 메모리(302)로 복사한다. 이 방법은 로컬 메모리(302)내에 저장되는 데이터의 양이 프레임당 더 작아진다.
로컬 메모리(302)내의 I-프레임의 모든 컨텐츠를 저장할 필요까지는 없을 것이다. I-프레임으로 부터의 다스의 슬라이스들은 충분할 것이다. 데이터 스트림을 워터마킹할 때, 워터마크 데이터는 프레임들의 다양한 부분들로 자주 반복되며, 그래서, 워터마크 검출기(130)는 단지 부분적인 프레임 상에서 동작할 수도 있다. 그래서, 버스 스파이(120)는 I-프레임으로부터 하나 또는 그 이상의 슬라이스들을 저장할 필요가 있을 것이다. 슬라이스가 로컬 메모리(302)의 사이즈 보다 더 큰 것은 이론적으로 발생할 수 있다. 그러한 경우에, 슬라이스의 단지 제 1 32kB 만이 로컬 메모리(302)에 저장된다. 이것은 워터마크를 검출하기에 충분하다.
다중 I-프레임들이 저장될 때, 다른 I-프레임들로부터 다른 슬라이스들을 저장하는 것이 바람직 할 것이다. 예를 들어, 제 1 I-프레임의 제 1 슬라이스가 저장되고 제 1 I-프레임의 제 2 슬라이스가 저장되고, 이렇게 계속된다. 대안적으로,제 1 I-프레임들의 모든 슬라이스들이 저장되고, 제 2 I-프레임의 제 2 및 부가적인 슬라이스들이 저장되고, 제 3 I-프레임의 제 3 및 부가적인 슬라이스들이 저장되고, 이렇게 계속된다. 이 방법은, 워터마크 검출기(130)가 데이터 스트림의 표시 샘플을 제공받으며, 이는 다른 슬라이스들이 비디오 스트림 내에 묘사되는 장면의 다른 부분들을 표시할 것이기 때문이다. 모든 I-프레임들로부터 단지 제 1 슬라이스가 저장되어야 했다면, 이들 슬라이스들 모두는 워터마크를 신뢰성 있게 검출하기 위해 충분하지 않은 정보를 나르는 상대적으로 연속적인 영역들을 나타내는 것이 발생할 수 있다.
장치(300)의 실시예에서, 버스 스파이(120), 로컬 메모리(302), 처리 모듈(125) 및 워터마크 검출기(130)는 버스(102)로부터 데이터를 판독하고 여기에 데이터를 기록하여 장치(100)의 나머지와 상호 동작하기만 한다. 이것은 버스 스파이(120), 로컬 메모리(302), 처리 모듈(125) 및 워터마크 검출기(130)를 집적회로와 같은 분리된 구성(310)으로 구현하는 것이 가능하게 한다. 이 구성(310)은 그후 분리적으로 제조될 수 있고 고속 복사 동안 워터마크를 신뢰성 있게 검출하는 것이 바람직한 어떤 장치에 부가될 수 있다.
구성(310)은 대안적으로 워터마크 검출기(130) 없이 구성될 수 있으며, 그래서 구성(310)과 워터마크 검출기(130)는 두 분리된 유닛들로 판매될 수 있다. 장치(300)는 이미 워터마크 검출기를 포함할 것이다. 버스 스파이(120), 로컬 메모리(302) 및 처리 모듈(125)을 포함하는 구성을 부가하여, 장치(300)는 그후 고속으로 워터마크들을 신뢰성있게 검출할 수 있다. 그후 구성(310)은 버스(102) 또는 분리 연결을 통하여 워터마크 검출기(130)와 통신한다.
선택된 프레임들을 워터마크 검출기(130)에 공급하는 대신에, 선택된 프레임들은 이 데이터 스트림의 부분만을 요구하는 다른 모듈에 또한 상상할 수 있게 공급될 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 방법은 데이터의 부분만이 낮은 속도로 처리될 필요가 있는 어떤 고속 시스템에서 일반적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 비디오 스트림에 대해 소위 트릭 플레이 스트림(trick play stream)을 생성하기 위해 적용될 수 있다. 그러한 스트림은 오리지널 비디오 스트림의 표시이지만, 훨씬 더 낮은 수의 프레임들을 갖는다. 이것은 예를 들어 MPEG-2 비디오 스트림으로부터 I-프레임들을 선택하고 새로운 비디오 스트림을 얻기 위해 이들을 처리하여 생성된다. 이 새로운 비디오 스트림이 재생될 때, 보이는 것은 전형적으로 고속 전진 또는 고속 후진 재생과 연관된 더 빠른 재생 속도로 오리지널 비디오 스트림을 그가 본다는 감동을 줄 것이다. 위에서 강조한 바와 같이, 버스 스파이(120)는 I-프레임들을 식별하기 위해 사용될 수 있으며, 처리 모듈(125)은 이들 프레임들을 트릭 플레이 발생기(160)에 공급할 수 있다.

Claims (10)

  1. 프레임들을 포함하는 데이터 스트림 내의 워터마크를 검출하는 방법에 있어서,
    상기 데이터 스트림으로부터 독립적으로 코딩된 프레임을 선택하는 단계, 및
    선택된 프레임 내의 워터마크를 검출하기 위해 상기 선택된 프레임에 대한 식별 데이터를 워터마크 검출기에 공급하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임을 버퍼 메모리 내에 버퍼링하는 단계,
    상기 프레임의 상기 버퍼 메모리 내의 주소 위치를 결정하는 단계, 및
    상기 주소 위치를 상기 워터마크 검출기에 공급하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임의 적어도 컨텐츠 부분을 로컬 메모리에 복사하는 단계, 및
    상기 로컬 메모리의 상기 컨텐츠들을 상기 워터마크 검출기에 공급하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 스트림은 ISO/IEC 13818 MPEG-2 포맷에 따라 포맷된 비디오 기본 스트림(Video Elementary Stream)을 포함하고, 상기 선택된 프레임은 상기 비디오 기본 스트림의 I-프레임을 포함하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    적어도 하나의 DCT 계수를 얻기 위해 상기 선택된 프레임을 처리하는 단계, 및
    상기 적어도 하나의 DCT 계수를 상기 워터마크 검출기로 공급하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 프레임들을 포함하는 데이터 스트림 내의 워터마크를 검출하는 장치에 있어서, 상기 장치는,
    상기 데이터 스트림으로부터 독립적으로 코딩된 프레임을 선택하기 위한 선택수단, 및
    선택된 프레임 내의 워터마크를 검출하기 위해 상기 선택된 프레임에 대한 식별 데이터를 워터마크 검출기에 공급하기 위한 처리 수단을 포함하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프레임을 버퍼 메모리 내에 버퍼링하기 위한 버퍼링 수단,
    상기 프레임의 상기 버퍼 메모리 내의 주소 위치를 결정하도록 배열되는 선택 수단, 및
    상기 주소 위치를 상기 워터마크 검출기에 공급하도록 배열되는 처리 수단을 더 포함하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 선택 수단은 상기 프레임의 적어도 컨텐츠 부분을 로컬 메모리에 복사하도록 배열되고, 및
    상기 처리 수단은 상기 로컬 메모리의 상기 컨텐츠들을 상기 워터마크 검출기에 공급하도록 배열되는 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 처리 수단은 적어도 하나의 DCT 계수를 얻기 위해 상기 선택된 프레임을 처리하고, 상기 적어도 하나의 DCT 계수를 상기 워터마크 검출기로 공급하도록 배열되는 장치.
  10. 청구항 1에 청구된 바와 같은 방법을 처리기가 실행하도록 배열되는 컴퓨터 프로그램 제품.
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