TW401700B - Watermarking an information signal - Google Patents

Description

401700 五、發明說明（1) 發明範圍 本發明是有關於水印資訊信號及如何彳貞測水印。 發明背景 水印是喪入於資訊信號中不可見的訊息，該資訊信號諸 如多媒體材料，例如語音、靜止圖片、動畫或視訊。水印 可以使用於識別資訊之版權所有。它們允許版權所有者以 檢視該複製中是否出現他的水印以追蹤他的材料之非法複 製。 水印以修改信號之資料樣本被嵌入資訊信號中（例如一 語音信號之語音樣本、影像之像素、變換編碼信號之變換 係數等等...），而原始資料顯然不會受影響。許多種水印 方法在此技藝中是有名的。例如，原始影像之像素根據二 進位水印樣式之對應位元些許地增加或減少。 為了偵測資訊信號是否具有一嵌入水印，信號接受統計 分析。此統計分析得到一參數，在此稱為''決定變數"，其 代表水印出現在信號中。例如，如果影像信號以根據水印 樣式增加或減少其像素水印，此決定變數可能是信號與水 印應用參考備份之間關連之總和。如果一影像以修改選擇 像素水印，該像素之預報是由暫時或場所鄰近像素計算。 此決定變數可能是與它們預設報完全不同像素的數量。 水印偵測器產生一二進位輸出信號指示'’發現水印''或" 沒有發現水印"。此是利用決定變數與一預定臨界值比較 完成。如果決定變數之值超過此臨界值，則信號中可考慮 出現水印。

C: \1234\54761. ptd 第5頁 401700 五、铎明說明（2) 發明目的及摘要 本發明的一個目的是提供一種用於偵測信號中，多重位 元水印出現之方法與配置。本發明的另一目的是提供一種 用於將此多重位元水印加入一視訊信號之影像中。 此是以一種在信號中偵測一多重位元水印之方法完成該 多重位元水印之各位元以一各自的水印副樣式表示，包含 步驟有：於各水印副樣式偵測一關連值指示該副樣式是否 出現在信號中；組合該關連值以偵測水印是否出現在信號 中而不管其多重位元值；且將該關連值與一應用多重位元 值之對應位.元比較以得到一指示表示偵測水印具有該應用 多重位元值。 本發明是根據需要在信號中喪入一多重位元水印。此是 利用一各自水印副樣式表示水印之各位元完成。一種偵測 水印的明確方法將包含使用一傳統水印偵測器於各個別的 水印位元利用偵測對應副樣式之出現。然而，如上文所提 及，偵測一水印是一統計分析處理，其可能導致錯誤的決 定。各個別的位元偵測之信號性是弱的，因為它的信號強 度是完整水印中能量之第1 / η ( η代表位元數目）。 本發明已經驗證偵測水印之出現而不管其多重位元值之 優點是具有最大信賴性 '且比較中間結果與被檢查多重位 元值之間的（H a m m i n g )差距。多重位元之信賴性現在是可 以與一整個完整強度水印偵測之信賴性比較。 本發明尚提供一種在一視訊影像中利用加一水印樣式進 入該影像嵌入一多重位元水印之方法，包含步驟有：將試

C： 1234X54761.ptd 第6頁 401700 五、發明說明（3) 訊影像及該水印樣式分割成一些區塊，水印樣式之區塊構 成副樣式：且以加上或不加上一副樣式至對應影像區塊表 示多重位元值之各位元， 附圖摘要說明 圖1顯示包含一水印嵌入器及一水印偵測器之一先前技 藝系統。 圖2顯示一水印樣式說明圖1中所示系統之操作。 · 圖3顯示根據本發明包含一水印嵌入器及一水印偵測器 之系統。 圖4顯示一水印樣式說明圖3中所示系統之操作。 較佳實施例之說明 本發明現在將參考一水印偵測器說明，其中指示水印出 現於信號中之決定變數是被分析信號與被偵測水印之參考 備份之間關連總和。然而，此說明不應該解釋成限制本發 明於此實施例。 圖1顯示一先前技藝水印偵測器，其包含一水印嵌入器1 及水印偵測器2。水印嵌入器接收一原始資訊信號p及一水 印信號w。資訊信號p假設有一具有8位元流明（1 u m i n a n c e ) 像素值p ( i )之數位影像。水印w假設是一值w ( i ) = 1或 w ( i ) = - 1之特定二進位樣式。圖2中顯示此一水印樣式之範 例，其中白色及黑色點各自表示值w ( i ) = 1 -及w ( i ) = 1。水 印嵌入器包含一加級1 0，其加上水印值w ( i )至輸入影像之 空間對應像素p ( 1 )。幸好這樣不影響影像之視覺表面。因 此嵌入水印是眼睛看不見的。

C:\1234\54761.ptd 第7頁 401700 五、發明說明（4) 在傳送或儲存（未顯示）之後，資訊信號q被應用至水印 偵測器2。水印偵測器包含一乘法級2 1及一共同構成一關 連電路之總和電路2 2。此乘法級接收資訊信號q及一水印w 之參考備份，信號q中偵測出現。接收影像之像素值P ( i ) 及參考水印之對應值w ( i )被個別的乘且然後相加以得到一 決定變數y，其代表輸入信號q與水印w之間關連之總和。 數學表示法： - 關聯值y被應用至一比較器23與一臨界值Yth,。如果y> ythl_，則比較器產生一輸出D = 1 (發現水印），如果y <ythr， 則比較器產生一輸出D = 0 (未發現水印）。水印樣式w及臨界 值yUlf小心地選擇以避免偵測器太常作成錯誤決定。 圖3顯示一根據本發明包含水印嵌入器及水印偵測器之 系統。對應圖1中所示元件之電路元件使用相同的參考號 碼。此範例中，應用水印w假設是一 1 6位元值。於是，利 用區塊分割裝置11將輸入影像分割成16個區塊（n = 16)。再 次利用區塊分割裝置1 2，水印樣式w被分割成1 6個副樣 式。一多重位元值％ ... w,,控制一副樣式是否被加入影像 中。此說明於圖4中，其中黑色矩形代表對應影像區塊沒 有被水印。為了補償用於沒有水印所有影像區塊所引起的

C: ,123^X54761. ptd 第8頁 401700 五、發明說明（5) 減少水印’能量’，其他區塊被更加強地水印，例如以值2 取代如前文所討論之1遞加/遞減個別的像素。 水印偵測器2現在包含部份累積器2 2. 1、 2 2. 2、... 2 2. η。各用於水印之各位元。它們的輸出在一 最後加級24被組合以得到被應用至比較器23之決定變數 y。部份累積器之個別輸出代表個別的關連值y,... yn。在 正規化之後，它們的值介於0 (沒有關連）與1 (最大關連總 和）之間。一後來的求值電路2 5用於各關連值計算它與多 重位元值之對應位元之差被檢查且計算該差平方之總和。 因此，求值電路計算： Μ = Σ _i w ( η ) - y ( n ) j. 2 η 例如，如果被檢查水印是一 4位元值1 0 0 1，且對應關連值 是 y, = 0. 8、y2 = 0. 3、y:; = 0 . 1 且 y.4 = 0. 6，則求值電路計算： M = ( 0. 2 ) +( 0. 3 )' + ( 0. 1 )' + (0. 4 )' 此結果是一彳貞測水印類似已知的多位元值之指示。 結論，一種用於偵測信號(例如視訊影像）中多重位元水 印之方法及配置被發現。多重位元值之各位元是以一信號 中嵌入水印副樣式表示。替代以傳統方式偵測各個別副樣 式之出現(即偵測各個別位元），此偵測包含步驟有：偵測

C:\1234\54761.ptd 第9頁 401700 五、發明說明（6) (2 4, 2 3 )信號中完整水印之出現而不考慮多重位元值，且 湞測(2 5 )副樣式出現對應被檢查之多重位元值。在此改良 了水印偵測之信賴性。 第10頁 C: 1234\54761.ptd II··

Claims (1)

1. 401700 87114549 六、申請專利範圍 1. 一種偵測信號中一多重位元水印之方法.，該多重位元 水£卩之各位元〔w ( η ))以一個別水印副樣式表示，包含下列 之步驟： 決定(2 1，2 2 )各水印副樣式之一關連值（y ( η ))，以指 示該副樣式出現於信號中之範圍； 組合（2 4，2 3 )該關連值以偵測（D )水印是否出現於信號 中而不考慮其多重位元值：及 - 比較（2 5 )該關連值(y ( η ))及應用多重位元值之對應位 元（w ( η ))以得到一指示〇丨）具有該應用多重位元值之該偵 測水印。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該比較步驟包含 計算各關連值與應用多重位元值對應位元之圭的平方總 和° 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中信號是一視訊影 像，其以加上一水印樣式至該影像之方式水印，視訊影像 及水印樣式被分成一些方塊/水印樣式之方塊構成該副^樣 式，且其中多重位元值之各位元是以一副樣式是否已經被 加至一對應影像方塊表示。 4. 一種用於偵測信號中多重位元水印之配置，該多重位 元水印之各位元（w ( η ))以一個別水印副樣式表示，包含： 用‘於決定（2 1, 2 2 )各水印副樣式之裝置，一關連值 (y ( η ))指示信號中出現該副樣式之範圍； 用於組合（2 4，2 3 )該關連值以偵測（D)信號中是否出現 水印而不考慮它的多重位元值之裝置；及

   C: 123^x54761. ptd 第丨丨頁 401700 六、申請專利範圍 用於比較（25 )該關連值（y(n ))與一應用多重位元值之 對應位元（w ( η ))以得到一指示（Μ )之裝置，其中指示（Μ )代 表偵測水印具有該應用多i位元值。 5. —種在一視訊影像中以加入一水印樣式至該影像方式 嵌入一多重位元水印之方法，包含下列步驟： 將視訊影像及該水印樣式分離（11，1 2)成方塊，水印 樣式之方塊構成副樣式〉及― 以加入或不加入一副樣式至對應影像方塊表示（1 0 )多 重位元值之各位元（w,. . . wn )。 6. —種用於在一視訊影像（P )中以加一水印樣式（W)至該 影像方式嵌入一多重位元水印之配置，包含： _ 用於將視訊影像及該水印樣式分離（11, 1 2 )成方塊之 裝置，水印樣式之方塊構成副樣式；及 用於根據多重位元值之對應位元（\^ . . . wn)加入（1 0 )或 不加入一副樣式至對應影像方塊之裝置。

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