TW384615B - Method and arrangement for detecting a watermark - Google Patents

Description

B7 鲤濟.郅中央榡準局員工消費合作社印繁 五、發明説明（1 ) 發明領域 本發明係有關於用以偵測一内盎认咨#、上 J円欣於貪訊訊號之浮水印的 方法及配置。 發明背景.. 浮水印係爲知覺上地（pereeptually)不可見訊息，内歲於 資訊訊號之中，像是多媒體資料，例如聲音、靜態影像、 動畫或者視訊。浮水印可以被使用以辨識資訊複製權之擁 有者ϋ許複製權之擁有者藉由審視其浮水印是否存在 於該複製品上來追蹤其資料的非法複製。 浮水印係藉由修改該訊號（例如：_音頻訊號之音頻取樣 、影像之像素、一轉換编碼訊號之轉換係數…等等）之資 料取樣而内嵌於一資訊訊號之中，使得資料未被知覺上地 影響》此技藝中已知各式各樣之印浮水印方法。舉例而言 ，一原始影像之像素係根據一個二元化（binary)浮水印圖 樣之相應位元輕微地增加或者減少。 爲了偵測是否一資訊訊號具有一内嵌之浮水印，該資訊 訊號係依從一統計分析，該統計分析產生一參數，此後係 對照爲「決定變數」，其表示該浮水印於該資訊訊號中呈 現 < 程度。例如，若是一影像訊號係藉由根據—浮水印圖 樣增加或者減少該影像訊號之像素來印上浮水印，該決定 變數可以是該訊號與一施加之該浮水印的參考複製 (reference copy)之間的相關量。若是—影像藉由修改被選 之像素來印上浮水印，一該像素之預測係由時間地或空間 地比鄰向素（adjacent pixel)而被計算。接著該決定變數可 -4- 本紙張尺度逋用中國國家樣隼（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、ΤΓ ^. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ___________B7 * 五、發明説明（2 ) 以是與其預測充分地不同之像素數目。 浮水印偵測器產生一個二進位輪出訊號以顯示「找到浮 水印」或者「未找到浮水印」。此係藉由將該決定變數與 —預定之閥限値做比較來達成。若是該決定變數値超過該 閥限値，則琢浮水印被設想爲存在於該訊號中。該閥限値 係由浮水印偵測器之效能所決定。若是該閥限値太低，該 浮水印偵測器將經常做下—錯誤之主決定（false alarm)。特 別地疋，像素領域之浮水印係易受錯誤決定之影響。若是 錯誤警告（falSealarm)之機率夠低的話，藉由浮水印偵測之 複製保護僅能施加於消費性產品。 發明目的及概述 本發明之一目的係提供一用以偵測一浮水印之改良方法 及配置。 爲茲目的，根據本發明之方法特徵在於其包含用以依照 資訊訊號之統計特性以及一所欲之錯誤偵測機率來產生閥 限値之裝置。伴隨於此，達成適應性地控制該閥限値以獲 得一所欲之錯誤警告率。 本發明之進一步有利的具體實施例係於申請專利範圍中 之附屬項所界定。 圖式之簡單説明 圖1係顯示一先前技藝之系統，包含一浮水印内嵌器以 及一浮水印偵測器。 圖2係顯示一浮水印圖樣以闡明顯示於圖}中系統之運 作。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公董） (锖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央橾準局員工消費合作社印褽 A7 B7 五、發明説明（3 ) ~ 圖3係顯示機率密度函數以闡明根據本❹之浮水印作 測器之運作。 圖4係顯示根據本發明之-浮水印相器之—具體實施 例。 具體實施例之描述 本發明現在將參照-浮水印偵測器而描述，其中決定變 敦顯示該浮水印於訊號中呈現之程度，該決定變數係爲該 被分析之訊號與一要被偵測之浮水印之參考複製之間的相 關量。然而，此㈣不應該解釋爲縮限本發明i該具體實 施例。 圖1係顯示-先前技藝之系統’包含—浮水印内嵌器⑴ 以及一浮水印偵測器（2)。該浮水印内嵌器接收一原始資訊 訊號P以及—浮水印訊號w。該資訊訊號p係被假設爲一 具有8位元亮度像素値P(n)之數位化影像。該浮水印訊號 w係被假設爲一具有値w(n) = 1或者评卜卜-丨之特定二元圖 樣。如此之浮水印圖樣之—例係顯示於圖2，其中白及黑 點分別代純。料水印内嵌器包含一 加法級（10)，孩加法級〇0)將該浮水印値w⑷加至輸入影 像足文間地相應像纟P⑷。有利的是此將不影響該影像之 視覺外觀》該内嵌式浮水印因此係爲知覺上地不可見。 f傳送或者儲存之後（未顯示），.資訊訊號q係被施加给 5茨子％印偵測器（2)。該浮水印偵測器包含一乘法級（川以 及一如總線路（22),其一起组成—相關（c〇rreIati〇n)電路。 这乘法級接收孩資訊訊號q以及一浮水印w之參考複製， (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙浪尺度適用中國國定进也/ ο V" i '6 釐 公 7 9 2 五、發明説明（ 4 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 該浮水印w之參考複製於該資訊訊號q中之呈現係要被读 測的9 所收影像之像素値q(n)以及參考浮水印之相應値w(n)係 被個別地相乘並接著被加總’以獲得一決;定變數y，其代 表在該輸入訊號q與浮水印W之間的相關量。數學式表示 爲： N Y='ZHn)*q{n) 其中N係爲像素之總數》 該相關値y係被施加給一比較器（23)，用以與—閥限値 ythr做比較9該比較器於y>ythr時產生一輸出丨（找到浮 水印），並於y<ythr時產生一輸出D=o(未找到浮水印）。該 浮水印囷樣w以及該閥限値ythr係被仔細地選擇以避免該 偵測器太常做出一錯誤決定。當該訊號係未被印上浮水印 時，該比較器產生一輸出D=1，以及當該訊號係被印上浮 水印時’該比較器產生一輸出D = 0，則做出如此之錯誤決 定。此係顯示於圖3 ，其顯示一無浮水印訊號之相關値y 的機率密度函數（3 1)，以及一有浮水印訊號之相關値y的 機率密度函數（32)。其個別之平均値標示爲y 1及y2，且ythr 係爲閥限値。有利的是’陰影區（34)表示一錯誤警告發生 之機率（當該訊號係未被印上浮水印時D= 1)。類似地，該 陰影區（33)表示做下一互補之錯誤警告之機率（雖然該訊 浮水印’但是D = 0)。當内嵌之浮水印之能量較 等函數（3 1)以及（32)進一步互相遠離（也就是説 號係被印上 大時，則該 該平均値yi變大） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公嫠） 請 先 閲 5 背 面 之 注 | 1" 再

頁 訂 五、發明説明（ 本發明提供依照資躲， 一 所欲之錯誤偵測機率來調^錢計特性之測量以及- - 來碉整孩間限値y… 發月者已經發現—錯每寧主、过 式所表示： 祆警。〈發生機率可以被以下方程 少tin |_ σ ρ⑷誤警告卜βφ( 方程式1 咕，所謂之「錯誤函數」，其爲數學镇 知且σ係爲眞正施加之資訊^% 7··、 s *巩巩唬i訊號値q(n)的襟準差 根據本發明之一浮水印偵測器之且 誤警告率、間限値以及椁準差 ',用在錯 、 知+差之此間關係。圖4顯示如斗 义〜體實施例。於該圖中，使用已經顯示於圖H 兀件的相同對照編號，該浮水印偵測器進—步包含用 算輸入影像之像素値q⑷之標準差σ的裝置，以及二 之錯誤警告機率產生間限値y t h r之閥限値產生裝置 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 該閥限値產生裝置（25)執行由方程式丨所定義之運赏之 相反者，也就是説，其爲了一所欲之錯誤警告機率計 應之閥限値ythr ^爲該目的該電路之—具體實施例執 遞迴程序，其中爲了不同之閥限値候選，該錯誤警告機率 係根據方程式1遞迴計算，直到p(錯誤警告）係足夠等於— 所欲値》所獲得之所欲機率的閥琅値（ythr)係接著被施加於 孩比較器（23) »該閥限値（ythr)係因此被適應性地控制以獲 得一所欲之錯誤警告率。 本發明可總括如下。近來發展之防止複製方法倚賴於— 8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS〉A4規格（210X297公釐） A7 B/

SSioiS 五、發明説明（ 浮水印，以判匕是否可以複製多媒體内容。於此等防止複 製疋設計中，一檢驗多媒體内容並輪出一訊號（〇)以顯示是 請 否存在一浮水印。已知之浮水印偵測器決定一決定變數（乂） 以顯示該浮水印呈現之程度，例如，在輸入訊號與要被偵 測之該浮水印的參彳複製（referenee eQpy)之間之相關量。 Η 如果該決定變數超過-預定之閥限値(yth。，則偵測到該浮 水印β 根據本發明’該闕限値（ythr)係依照資訊訊號之統計特性 以及一所欲之錯誤警告（雖然該訊號未被印上浮水印，但卻 偵測到浮水印）機率而被適應性地控制。於— 具體實施例中 ’該浮水印偵測器決定像素閥限値位階之抨 w卡是（σ )，並根 4ί 據下列蘭係計算閥限値： Ρ(錯誤警告〉= erfc( ) 其中，erfc係爲錯誤函數，且σ係爲所謂資訊訊號値之 標準差。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 張 紙 本

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 584615 六、申請專利範圍 1- 一種偵測一浮水印（W)之配置，該浮水印（W)係内嵌於一 j訊訊號（q)中，包含：一 用以決定一決定之裝置（21，22)，該決定變笔 (y)顯示該浮水印呈現於該訊號中之程度；以及θ 用以產生一Λτ出訊號（P)之裝置’該輸出赛號（D)顯示 若是該決定變數超過一預定之閥限値（ythr)則偵測到該 浮_水印； 其特徵在於該配置包含用以依照該資訊訊號之統計特性 (σ)以及一所欲之錯誤偵測機率而產生該閥限値之 裝置。 一 2. 如申請專利範圍第1項之配置，其中該產生裝置包含用 以計算該資訊訊號値之標準差（σ)或者變異數（σ2)的裝置 ’以獲得該資訊訊號之統計特性（σ)。 3. 如申請專利範圍第1項之配置，其中該產生裝置進—步 包·含用以根據下列關係計算該閥？艮」直.（ythr)之裝置： ythr P(錯誤警告卜erfc(_^ ) 其中’ erfc係爲錯誤函數，且σ係爲該資訊訊號値之垣 一--__ 準差。 4. —種偵測一内嵌於一資訊訊號⑷中之^_水_^_〇)的方法 ，包含步驟有： 決定一決定變數（y) ’該決定變數（y)顯示該里水印呈 現於該訊號中之程"k ;以及 產生一輸出訊號（D)，該輸出訊號(P)顯示若是該決定 變數超過一預定之閥限値（ytiu)則彳貞測到該浮水印； -----〜 _ 〜^ ' • 10 - 本紙張尺度逋用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ；---..—策------訂------^ (诗先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 S84615 A8 ?s - · ^ DS 7Γ、申請專利範圍 其特徵在於依照該資^訊號之統計特性（σ)以及一所欲 之錯誤偵測機率而產生該閥限値（ythr)。 5. —種多媒體播放及/或記錄裝置，包含一如申請專利範圍 第1至3項中任一項之配置。 -----；---„-IΛ策------訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4既格（210X297公釐）