A7 -~ _B7 —__ 五、發明說明（i ) 本發明係有關於在編碼數位資料中嵌入數位資料，而更 明確而言，係有關一方法及裝置。 越來越夕的資訊能以數位形式使用；不管資訊是否爲影 像^聲音娛樂、影像、或膠膜影像、電腦程式或電腦產生 的貝讯、又學素材或其他資料内容或規畫、及包括網際網 路乂CD_R0MS、DVDS、地面與衛星廣播等的來源。此 數，資訊是電腦駭客及盜用者極力透過除了正當方法之外 〜尋獲或風用此内容或程式，由於數位形式資料或資訊可 、复製夕/人而不致將資料或資訊損壞或破壞。此高品質複 製實質可由剽竊者及他人以錄製媒體之外的低成本快速達 成。 打擊此動作的一防衛可透過例如防火牆、反複製方法、 編碼等的安全措施提供，這些安全措施可提供一障礙或阻 礙，以避免非法複製受保護的數位資訊。安全互補方法是 識別方法，其可提供唯一識別數位資訊的特性，所以如果 數位資訊遭複製或盜印，副本將包含識別特徵，以證明複, ‘製檔案的來源與起源，.例如證明版權擁有者的識別。實際 與此類似的是將擁有者姓名記錄在實體物體上。理想上， 識別的資訊可隱藏，所以一盜用者或剽竊者不能將他確 認，而且如此將不能將它塗掉以嘗試阻止追蹤合法擁有者 的複製内容。與此類似的是使用汽車的序號標示汽車零 件，其通常是不明顯或不容易找到位置，用以隨後識別偷 取的汽車與零件。 資訊可透過任何編碼方法以數位形式編碼傳輸，例如由 __;_ -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·丨丨丨丨丨丨丨訂-丨丨丨丨丨丨丨-. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503664 A7 _B7_ 五、發明說明（2 ) 瑞士日内瓦的例如國際標準ISO/IEC 13818-1國際標準組織 所發佈的編碼標準，"Information Technology - Generic Coding or Moving Pictures and Associated Audio: Systems"，其普遍稱 爲MPEG-2系統，及國際標準ISO/IEC 11172-2與 ISO/IEC 13818-2，"Information Technology — Generic Coding or Moving Pictures and Associated Audio-Video”，其普遍分別稱 爲MPEG-l影像與MPEG-2影像。 識別資訊可例如在適當解碼時，以本希望在再生資料出 現的一方法，而在信號編碼期間略微修改聲頻或影像像素 群的像素取樣而在以MPEG-2標準編碼的資訊中嵌入。此 技術時常稱爲”數位浮水印"，由於它類似紙張的傳統浮水 印，以提供業者或創始人（例如，至於文具）提供的一視覺 指示、或一文件或工具（例如，股票証書與貨幣）的確實 性。嵌入的數位浮水印資訊是否插入影像信號本身（像素 領域技術），或在壓縮的MPEG或類似MTIEG視訊位元流 (壓縮的領域技術），影像品質會在類似雜訊圖案重疊於影 像上而必然衰減到某些程度，此通常是低於一典型觀看者 視覺臨界値的位準。 •雖然傳統浮水印可透過MPEG-2編碼在資料壓縮的期間 或之後插入，但是某些缺點會發生，因爲它是在像素領 域。例如’ MPEG壓縮會使浮水印（雖然浮水印可用於適 度的額外解碼與解碼）降低或移除。此外，浮水印必須是 在一低位準，如此不會明顯降低解碼資料，例如再生影像 或其他資料，而且如此局限於只有每訊框64個位元率或 一 _ 5應 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) —丨—丨訂·丨丨丨丨丨 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ ^非¥低位兀率，而且例如每訊框150-340個位元/ 1較高的想要-較高位元率不是很有用。而且，浮水印可 二易^準與映射’而且然後移除，如果—具有可存取例如 同與—浮水印副本、或兩不同浮水印副本的兩相 欠 m要用以識別或以不影響解碼資料的方法將其他 '貝訊插入編碼數位資料。而且插入資訊的 於傳統資料浮水印的使用。 人η:本發明的方法可用於在—編碼的位元流中嵌 '、中I編碼的位元流具有可在複數位置中編碼的 至 >、一語法元件，在一位置中編碼的値可覆窝在另一位置 中編碼的俊，該方法包含·· 在該覆寫語法元件位置中編碼一語法元件値；及 將該嵌入資料插入另一語法元件位置。 資明的—進一步觀點’―成碼器可在具有標題與 貝枓£塊的一編碼位元流中嵌入資料，其中該編碼的位元 说具有可在-標題及τ資料區塊位£中編碼的至少一气 兀件，該成碼器包含裝置，用以編碼具有至少—語法:件 的位元流，而該語法元件可在一標題及—資科區塊位置中 編碼，其中在標題與資料區塊位置的_者中的編碼値可覆 寫在標題與資料區塊位置的另一者中的編碼値；裝置，用 以編碼在標題與資料區塊位置的其中覆窝_者中的一語法 兀裝置’用以將該嵌入資料插入標題與資 位置的其中另一者。 •6. ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -·1111111 ·111111. 503664 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 -------- B7______ 五、發明說明（4 ) 圖式之簡單説明 本發明較佳具體實施例的詳細描述從下列連同附圖的詳 細而變的更容易了解，其中： 圖1係根據本發明的一資料嵌入配置的具體實施例方塊 圖； ‘ 圖2A和2B係根據MPEG或一類似MPEG編碼方法的以 區段與巨區塊編碼數位資料圖； 圖3A、3B和3C是例如圖2A和2B編碼數位資料一 MPEG或一類似MPEG編碼數位資料編碼巨區塊之區段 圖。 圖4和8係根據本發明而使用的巨區塊成碼器與資料插 入器之具體實施例方塊圖； 圖5係描述例如在圖4所示修改的MpEG_2編碼器的_ MPEG或類似MPEG編碼配置中的一區段編碼迴路方法流 程圖； 圖6係描述例如在圖4所示資料插入器的一 MpEG或類 似MPEG編碼配置中插.入資料方法流程圖； 圖7係描述例如在圖4和8資料移除器的一 MpEG或類 似MPEG編碼配置中移除資料方法流程圖； 圖9係描述例如在圖8的資料通道建立器與插入器的一 MPEG或類似MPEG編碼配置中的一區段編碼迴路及資料 插入器方法流程圖；及 圖10係根據本發明的一資料嵌入配置應用方塊圖。 在圖中，元件或特徵顯示在一圖以上，相同文字數字的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 曹裝--------訂i A7 —. _u 11111 B7 ................................................ 丨丨丨丨丨丨丨 一.-.................................... 五、發明說明（5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 扣不可能用來指定此顯示一元件或特徵的相關圖中，相同 的文數字指定可用來表示在所有圖中的相同元件或特徵， 而且其中一緊始、相關或修改元件或特徵是在圖中顯示，提 供的相同文數字指定可用來表示修改的元件或特徵。同樣 地，類似的元件或特徵可透過在野中不同圖樣的類似文字 數丰扣7F及在規格中使用類似的專門用.語而表示，但是在 圖中，是描述的具體實施例是以唯一數字導前表示。例 如，一特殊元件在圖中能以"χχ，，表示，在另一圖是由"1χχ” 表示，在另一圖是由·，2ΧΧ”表示等。 較佳具體實施例之詳細説明 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此所使用的"浮水印"可視爲在信號編碼期間透過修改 聲晋或影像取樣群的像素取樣而根據MPEG或一類似 MPEG編碼標準編碼信號資訊嵌入，而且，，浮水印，，可視爲 透過浮水印嵌入的資訊。浮水印資訊是在透過根據適當的 MPEG或類似MPEG編碼標準操作的一標準解碼器所產生 的解碼信號中提供。嵌入的數位浮水印資訊是否插入信號 本身（像素領域技術）今在壓縮的MPEG或類似MPEG位元 流（壓縮領域技術），影像品質必然會降低而存在一些類似 雜訊，或其他圖案通常是以低於聽覺及或視覺靈敏度的臨 界値位準而重疊在聲頻及影像上。 在此使用，的”資料隱藏”可視爲將資訊嵌入根據MPEG或 類似MPEG編碼標準而編碼的信號，其中資訊是嵌入編碼 的信號語法，而無需改變聲音或影像像素的像素取樣，而 且”隱藏資料”可視爲嵌入的資訊或透過資料隱藏而嵌入。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503664 A7 _B7_ 五、發明說明（6 ) 隱藏資料不會出現在根據適當MPEG或類似MPEG編碼標 準操作的一標準解碼器所產生的解碼信號中。 一”MPEG”或一 ”類似MPEG”編碼標準可視爲上述 ISO/IEC標準；及任何其他編碼標準，其係採用包括任何 參數或値的冗餘或複數規格的一編碼語法，其中冗餘或複 數規格可透過不相關的資料而整個或部分取代。MPEG包 括MPEG-1及/或MPEG-2及/或隨後的MPEG標準。 圖1係根據本發明而採用資料隱藏的一資料嵌入配置10 的具體實施例方塊圖。數位格式的影像資料可運用在一影 像編碼器20，例如一 MPEG影像編碼器，其可根據一 MPEG或類似MPEG編碼標準而將影像編碼。箭號22係表 示在本發明的一具體實施例中，MPEG編碼器20可被修 改，所以在除了根據一 MPEG標準將影像資料編碼之外， 它亦能以下述的隱藏資料格式插入或嵌入在編碼的影像額 外資訊。在此情況，透過MPEG編碼器20所產生的位元流 24係符合根據一 MPEG或類似MPEG標準所編碼的位元 流，而且根據本發明可包括隱藏資料，而且隱藏資料插入 器40是不需要。 或者，影像資料可透過一傳統浮水印插入器12 (未在圖 中顯示）處理，其可在影像資料運用到成碼器20之前將一 浮水印圖案運用在像素取樣，其中想要利用本發明的資料 隱藏與傳統影像資料浮水印。 或者，一標準MPEG編碼器20可產生一位元流，其包括 根據一 MPEG標準編碼標準所編碼的輸入影像資料。隨 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼ « m til n n tmme m n 一口γ I I— n n n 1 n n I # 503664 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7 ) 後’位元流24可透過隱藏資料插入器40處理，以便使用 下述的隱藏資料形式插入MPEG編碼視訊位元流額外資 訊。藉此所產生的位元流可根據一 MPEG或類似MpEG標 準编碼的一位元流，此亦包括根據本發明的隱藏資料，使 用藏著資料的位元流符合可適用的‘ MPEG或類似MPEG標 準，並且可由符合該標準的解碼器解碼。 因爲隱藏資料可直接嵌入MPEG與類似MPEG語法元 件’所以沒有影像元件相互間的衰減，如此當信號解碼 時，可產生木衰減的影像品質。更明確而言，資料的隱藏 可使用額外裝置與编碼資訊的一低負荷提供，而仍然可提 供實質高於由傳統浮水印方法所提供的隱藏資訊的資料 率。 圖2A和2B係根據一 MPEG或一類似MPEG編碼方法而 在區段130與巨區塊140中編碼數位資料範例圖。一編碼 資料的訊框100能以列112、114、116等的列順序而構成 許多列110。必須的區段標題120在每個及每列11〇妁開始 上是需要的，並且包食屬於在那之後巨區塊M0中的資訊 編碼（在圖2A和2B中代表一巨區塊14〇的每個矩形）。因 此，必須的區段標題122包括語法資訊，其屬於在其後的 3個巨區塊140，而且必須的區段標題124包括語法資訊， 其屬於在其後的10個巨區塊140等。 一列可包括在整個列中的一與巨區塊14〇數量之間的任 何數量區段130。在一列中的區段數量或在區段中的巨區 塊數量不需要與隨著不同區段或列而相同或相符。例如， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝-----I--訂---------^ M33664 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 不必要的位元負荷。在MPEG-1影像編碼標準中— 可以是-巨區塊的大小及以光柵掃描順序而具有該^ 、發明說明（8 ) 列m可包括3個區⑨130，—第區段包括3個巨區塊 第一區#又包括5個巨區塊14();及一第三區段包括 6個巨區塊U0。例如，列114包括2個區段削，一第一 區段包括1〇個巨區塊140，及—第二區段包括4個巨區塊 14〇。每個區段13 〇能只包括單—巨區塊i 4 0，但是在資訊 編碼具有較低效率，而且在編碼的計算程度必須在編碼的 位元流中包括較多的位元。例如们18的—列是單一區段 no ’其可包括在们18中的所有巨區塊14〇，此通常可提 供較佳編碼效率的一配置。 在圖2B的訊框1〇〇中，每列包括一區段η…可包 t在該列中的所有巨區塊14G。―訊框⑽是數量V的垂 直線條及數量Η的説平傻杳跑接_ , t … 十像素取樣，例如，代表如傳統利用 在黾視及其他影像顯示格式的— e 光柵#描影像。每列110 :複數巨區塊140的-區段13〇，而該等巨區塊係對 應以光柵掃描順序編碼的一像素取樣水平線條。在垂直 描順序中的複數列區段110_130包含訊框100。告: 訊根據MPEG-2影像编瑪庐唯工☆、 印以像資 〜像4碼‘準而編碼時，此類的訊 便可利用，而且典型可用於,1主要輪廊"應用，例如^碼 從地面發射器或直接廣播衛星、或在有線電视、二 路、CD-ROM 、 DVTD 十甘从2杰各 #丁、網 、或其他傳輸媒體數位電视 廣播與多媒體。雖然一區段可小於在聰〇_2 =輪的 像編碼中的一整列，但是在實施方面是較 网廓影 一 --- I兄’由於 區段 區 --- —_____ - 11 - 本紙張尺度適財€^準（CNS)A4 297 i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------I 訂---------· 503664 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 ) 塊的一整個訊框大小。 圖3A、3B和3C是例如圖2A和2B的編碼數位資料名稱 100的一 MPEG或一類似MPEG編碼數位資料的數目、"編 碼區塊140區段範例目。目3A的區段13〇範例包括區段標 題122 ’其後面接著複數巨區塊14〇&、i4〇b、i4〇e、、 1恤，其後接著下—區段的區段標題124φ。影像資訊是 根據適當的MPEG或類似MPEG編碼標準而在每個區段標 題及在每個巨區塊中編碼。在MpEG_2影像編碼中，例 如，每個編碼巨區塊14〇包括一 16χ16陣列的亮度像素取 樣，其係包括色訊像素取樣的一子取樣的陣列，如此在編 碼的信號位元中每訊框有v/16列及每列H/16個巨區塊。 例如，在從上到下包含48〇條水平掃描線的一標準定義影 像影像中，一訊框包括48〇/16=3〇個區段，其係假設如圖 2B中所示巨區塊每列的一區段。每當在包含巨區塊的任 何8x8區塊中任何元件係數的至少一量化非連續餘弦變換 (DCT)具有一非零値時，一 MpEG巨區塊便可稱爲”編碼 除了亮度與色訊的像素取樣之外，每個編碼的巨區塊包 括在一巨區塊標題中的編碼語法資訊或元件，以指定DCT 係數的編碼，因此是解碼器應如何將在該巨區塊中的DCT 係數解碼。這些語法元素可在一巨區塊中明確編碼，即是 元件値可實際指定及包含在巨區塊標題；或元件値可在巨 區塊中隱含編碼，在此情況中，巨區塊包含語法元件値， 而且該巨區塊可根據一先前區段標題或巨區塊所指定的語 _ - 12- 本紙張ϋ適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） """ """ 一- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----- 訂-------！· 503664 A7 _B7_ 五、發明說明（10 ) 法元件値而解碼。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一此元件値是與使用在壓縮編碼應用像素取樣及解碼這 些取樣的標度量子化有關的量子化標度碼或QSC。QSC可 在每個巨區塊140中明確編碼或隱含編碼，但是在每個區 段標題120中是明確編碼。因此，‘ QSC語法元件値在區段 層與巨區塊層的MPEG編碼位元流中是已兩不同”層π編 碼。在圖3Α、3Β和3C中，一明確編碼QSC是透過在一 巨區塊140或一區段標題130内的數値表示，而且一隱含 編碼QSC是透過刮弧内的一數値表示。QSC是5個位元字 組，其可採用除了在MPEG-1和MPEG-2編碼標準中 π00000π之外的任何値。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在圖3Α中，一範例MPEG區段130包括具有一明確編碼 QSC値”4”的區段標題。在區段標題122後面的巨區塊 140a、140b沒有明確編碼QSC値，所以是隱含編碼，其在 於他們利用：如’’(4)”所示在區段標題122中所指定的QSC 値。巨區塊140c具有一明確編碼QSC値π5”，其是在後面 的巨區塊140d、140efc和140f的隱含編碼値。此區段的最 後巨區塊140h是以値"6”明確編碼，而且在其後面的區段 標題124具有一不同明確編碼QSC値"7”，而且是以類似方 式形成。如此，在巨區塊140中使用明確與隱含QSC編碼 是完全自由，但是明確QSC編碼對於區段標題122、124 是必須的。典型上，QSC値不會在不同巨區塊之間大幅改 變，對於提高的編碼效率而言，巨區塊QSC可明確編碼， 而且只不同於區段標題中編碼的QSC値傳送。既然區段 _ 13-_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 川3664 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（n ) QSC値始終明確編碼，所以它的値可由隨後的巨區塊使 用’直到另- QSC値在區段或巨區塊層，亦即在一隨後的 區段標題或巨區塊標題中明確編碼爲止。在巨區塊層上的 Qsc隱含編碼可於正常操作節省位元。 在圖3B中，-MPEG區段13〇包括具有明一確編碼卿 値"4"的區段標題。然而，.在此範例中.，在區段標題i22 後面的巨區塊140a具有一明確編碼QSC値"4"，其後巨區 塊1儀沒有明確編碼QSC俊，所以是隱含編碼，其㈣ 用在如在巨區塊i40b的"(4)"所示的巨區塊14〇a中指定的 Qsc值。巨區塊140c至140n是類似圖3A的明確與隱含編 碼，而且區段標題124與巨區塊其後可明確編碼成Qsc値 "7"。如此可看出當在區段標題122後的第一巨區塊14如是 明確編碼時，亦即是編碼的巨區塊，在區段標題122、 124中編碼的必須明確編碼QSC値便包含在壓縮位元流解 碼中忽略的冗餘或不必要的資訊。 根據本發明，在區段標題的QSC値必須明確編碼中所包 含的冗餘資訊可移除，以利用在區段標題中的Qsc語法元 件編碼位置來建立一資料通道。因爲此資訊實際是冗餘， 由於每個區段標題後面的第一編碼巨區塊中的Q%値明確 編碼，所以在巨區塊、區段、與訊框的任何—者中沒有衰 減的影像資訊編碼，此是傳統浮水印情況。根據本發明， 雖然在巨區塊140中使用明確與隱含qSc編碼保有完全的 自由’但是明確QSC編碼對於在每個區段標題後面的第一 編碼巨區塊會變成是必須的。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 503664 A7 _B7_ 五、發明說明（12 ) 圖3C係根據本發明而顯示一區段130，其包括在區段標 題122、124等中的一隱藏資料通道。在區段標題122後面 的第一編碼巨區塊140a是明確編碼成QSC値"4”，而且每 個區段的第一編碼巨區塊140亦明確編碼成一 QSC値。隱 藏資料或”秘密訊息”可取代在每個區段標題的必須編碼 QSC値，例如在區段標題122中的値”9"及在區段標題124 中的値 ”3，，。在 MPEG-l(ISO/IEC 11172-2)與 MPEG-2(ISO/IEC 13818-2)影像規格中，量子化標度碼的5位元QSC語法元 件編碼可提供插入不相亂影像資料的每線條通道5位元， 藉此提供具有大約美訊框150個位元或每秒資料率4500個 位元的一資料通道。實際的資料率是略低的，因爲需要避 免如前述的禁止QSC碼値"00000”。 注意，一符合的MPEG-1或MPEG-2解碼器可忽略在該 等區段標題的QSC語法元件位置中嵌入的隱藏資料，因爲 他們可由在其後的相對第一編碼巨區塊中包含的明確編碼 QSC値所覆寫。一修改的符合MPEG解碼器可如下述而從 區段標題擷取隱藏資料，而且此擷取的資料可用於許多不 同目的。 圖4是根據本發明使用的一巨區塊成碼器220與資料插 入器240的一具體實施例方塊圖。適用於修改的MPEG-2 編碼器220的影像資料可根據MPEG-2編碼標準編碼壓 縮，以產生一符合MPEG-2位元流。此外，透過編碼器 220的編碼可修，其在於量子化標度編碼語法元件的値可 明確編碼成在每個區段標題後面的第一編碼的巨區塊，所 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（13 ) 以在母個區^又標題中的QSC語法編碼位置係包含冗餘的 QSC値 > 料。在區段標題中的這些qsc語法編碼位置可提 供資料插入的一資料通道，而且該插入的資料是隱藏資 料，而且不需與影像資料的任何方式有關。資料插入器 240可接收具有在區段標題QSC語法元件位置中形成一資 料通迢的位tl流’並且將想要的資料data m"插入資料 通道，以產生符合mpeg編碼標準的一位元流，而且包括 在貝料通道中的隱藏資料。最後，構成位元流與DATA IN 隱藏資料可運用於一標準的MPEG符合解碼器（未在圖中 顯示），用以擷取影像資料，增加亦可運用在一資料移除 器260 ’其可找出在資料通道中所隱藏的DATA IN資料， 亦即疋在區段標題的QSC元件位置中，以便從資料通道擷 取S敗入或隱藏的DATA IN資料，並且與DATA OUT相同 的再生。 汪意，在圖4的具體實施例是較佳，因爲在壓縮視訊位 兀流中的隱藏資料嵌入是較容易及可自動適於視訊位元流 的編碼。明確而言，释改的成碼器22〇的率控制功能可自 動考慮透過將在每個區段的第一編碼巨區塊中的qSC値明 確編碼所引起的額外位元，如此便可產生符合編碼標準的 一壓縮編碼視訊位元流。 圖4的修改MPEG-2編碼器22〇操作可參考圖5而了解 到其是描述在一 MPEG或類似MPEG編碼配置中一區段編 碼迴路方法的流程圖。一區段可提供222，而且一區段# 題是在224形成，而且可根據MPEG編碼標準而接收必要 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂------1!^·- 503664 A7 ----_B7____ 五、發明說明（14 ) 的語法元件編碼，其包括用以接收QSC語法元件的5位元 値之位置。在每個區段標題後面的第一編碼巨區塊是使 用QSC语法元件的値編碼226。在區段中的其餘巨區塊能 以正常方式編碼228，直到在區段中的所有巨區塊編碼爲 止。下一區段然後可獲得222，而且只要在區段中有資料 編碼，该處理便可重複。 圖4的資料插入器240操作可參考圖6而了解到，其係 描述將資料插入或嵌入在一 MPEG或類似MPEG編碼配置 所編碼的一位元流中隱藏資料通道的方法流程圖。資料插 入器240可搜尋242具有下一事件區段標題資料通道的位 元流。當一區段標題找到時，資料插入器24〇可使用嵌入 或隱藏的DATA IN資料而取代244在區段標題（其是冗 餘’因爲每個區段的第一編碼巨區塊是使用qSC値明確編 碼）中的QSC値。在MPEG_1與MPEG_2標準的5位元qSC 値編碼中，隱藏資料或秘密訊息DATA IN可採用一 5位元 數位字組形狀，其中一位元始終是4"，以致於可避免禁 止的QSC値，’0〇〇〇〇，，'因此，例如，區段qSC値可由値 "bbbbl"取代，其中”bbbb”是在DATA IN資料中的下一 4個 位元’亦即，DATA IN資料可構成4位元部分，而且4位 元部分可插入在MPEG符合位元流的區段標題中的隱藏資 料通道。雖然此會減少資料率，其中隱藏資料可以大約 20%傳送，因爲一位元始終是"，使用8位元資料（每個 位元組具有8個位元）處理是非常方便，其中4個最高有 效位元是在一區段標題中嵌入，而且4個最低有效位元是 -17 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ♦裝 訂------ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ~~-- B7 五、發明說明（15 ) ^~" £段標題中嵌入。資料取代可持續246 ,直到沒有 次二用的區段標題接收當作QSC値取代資料的DATA IN /或直到/又有更多的篏入DATA IN資料爲止。 h ΤΑ IN貝料映射到區段標題的QSC値不需要採用 1或”ibbbb”、或結合任何一特殊位元設定成値"i"的 :資料位元形式所以，_..可避免。例如，-連續 钵位兀貝料區段(例如，位元組)的每一區段可映射到兩連 、、“位元符號，以避免"_〇〇，，値。藉由進一步範例，在一 標準定義視訊影像中，連續149位元資料區段可每個映射 到5位7°的32個符號，以避免”00000”値。若要減少盜用 者或他人進才丁影像非法複製的可能性，包括隱藏資料的位 7流可發現資料是嵌入在區段標題中所嵌入的一區段形態 /料t C知貝料更複雜映射到區段標題的QSC位置可利 用以確保區段標題的QSC位置中的隱藏資料値可接近隨 後在罘一編碼巨區塊中明確編碼的SQC値，所以位元流從 句子構造的觀點將出現更類似—自然產生的位it流。而且 要压思資料不需要插八編碼視訊位元流的每個區段標題。 圖4的資料移除器260操作可參考圖7而了解到是根據 一 MPEG或像MPEG編碼配置而描述移除在一位元流的隱 藏貝料通遒中所隱藏或嵌入資料的方法。資料移除器260 可決足262每個區段的第一編碼巨區塊是否包括一明確編 碼QSC値。如果不包括，沒有隱藏資料通遒與資料移除器 260可停止270 |試擴取資料。既然任何MpEG編碼位元流 可能包括至少一些區段，其中第一編碼巨區塊包括一明確 ___ -18-_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------^---I----- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503664 16 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（ 編碼QSC値，在一決定可確信接收包括一隱藏資料通遒的 位元流之前，許多此方塊應該在一連_區段中出現。最 後’貝料移除存260可決定262何時可接收在第一編碼巨 區塊中具有明確編碼QSC値的一連串，fSn區段，其中S是 足夠大的一數値，以提供想要的確信程度。在一些範例 中，如果S選取太小，當此資料通道未出現在接收的位元 泥’亦即錯誤偵測時，資料移除器260便可嘗試從一隱藏 資料通道擷取隱藏資料。另一方面，如果s是太大，一些 隱藏資料會在資料移除器260決定接收的位元流包括一隱 藏資料通遒之前遺失，而且開始從其中擷取資料。 要貝料移除器260決定262 —隱藏資料通道可能出現 在接收的位元流，它便可透過尋找264下一區段標題而開 始從其中擷取隱藏資料。它然後可擷取266在區段標題中 編碼QSC値的最初4個位元，亦即它可擷取隱藏資料的 ”bbbb”値，其中資料是上述的形式”bbbbl"。隱藏資料的擷 取4個位元可儲存在一 〇ΑΤΑ OUT檔案或暫存器。資料移 ’除器260可持續268，·直到沒有更多的區段標題發現、或 區段標題不再包含資料爲止。 雖然隱藏資料是以四位元增量擷取及儲存，但是資料能 以任何方便的方式而如同DATA OUT產生。例如，當他們 從接收位元流中的區段標題擷取及本質以8位元平行字即 時讀出時，4位元資料位元組可在移位暫存器或其他記憶 體中時脈計時。而且，例如，4位元資料位元組可儲存在 一 C憶體及以任何方便的格式稍後讀出。 -19- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)
I ί- ί > / zy X iu /-Ϊ a* Λ J/ D IN JΪ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503664 A7 _B7_ 五、發明說明（17 ) 圖8是根據本發明而使用的一巨區塊成碼器320與資料 插入器340的一另一具體實施例方塊圖。運用在標準 MPEG-2編碼器320的影像資料是根據MPEG-2編碼編碼而 壓縮編碼，以產生一 MPEG-2符合的位元流。資料通道建 立器與資料插入器340可透過將在每個區段標題後面的第 一編碼巨區塊中的量子化標度碼語法元件値明確編碼，而 修改由編碼器320所產生的MPEG符合位元流，所以在每 個區段標題中的SQC語法編碼位置包含冗餘的QSC値資 料。在區段標題中的這些QSC語法編碼位置可提供插入資 料的一資料通道，而該插入資料是隱藏資料，不需與影像 資料有任何關係。資料通道建立器與插入器340可將想要 的資料"DATA IN”播入在區段標題QSC語法元件位置中所 建立的資料通道，以產生與MPEG編碼標準符合的一位元 流，而且在資料通道中包括隱藏資料。最後，符合的位元 流與DATA IN資料隱藏可提供給一標準MPEG符合的解碼 器（未在圖中顯示），用以從其中擷取影像資料，而且亦運 用在資移除器260，以找出在資料通道中的DATA IN資料 隱藏，亦即在區段標題的QSC元件位置中，以便從資料通 道擷取嵌入或隱藏的DATA IN資料，並且再生相同的 DATA OUT 〇 圖8的資料通道建立器與插入器340操作可參考圖9而 了解，其係描述在區段標題中建立一資料通道及在一 MPEG或類似MPEG編碼位元流中插入資料的方法流程 圖。資料通道建立器與插入器340可搜尋342下一事件區 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503664 A7 _B7_ 五、發明說明（18 ) 段標題的MPEG編碼位元流。當找到一區段標題時，它可 檢查以判斷344相關區段的第一編碼巨區段是否具有一明 確編碼QSC値。如果判斷3 4 4是肯定，那麼340的資料插 入器部分可使用嵌入的或隱藏的DATA IN資料而取代340 在區段標題（其是冗餘的，因爲每‘個區段的第一編碼巨區 塊是使用QSC値而明確編碼.）中的QSC値。如上述，隱藏 資料或秘密訊息DATA IN可採用一位元始終是"Γ的5位 元數位形式，如此便可避免禁止的QSC値π00000π。因 此，區段QSC値115可透過値"bbbbl”取代346，其中 ”bbbbn是在DATA IN資料中的下一 4位元。亦即DATA IN 資料可構成4位元部分，而且4位元部分可插入MPEG符 合位元流的區段標題中的隱藏資料通道。下一區段標題的 搜尋342然後可重新開始，而且只要找到的區段在第一編 碼巨區塊中具有一明確編碼QSC値，亦即判斷344是肯 定，先前的操作便可重複。
如果一區段的第一編碼巨區塊沒有明確編碼QSC値，判 斷344便是否定，而具區段標題的QSC値可儲存例如在一 隨機存取記憶體或其他適當的記憶體，而且可稱爲”最初 的區段QSC ”。340的資料回答部分可使用嵌入或隱藏的 DATA IN資料而取代352在區段標題中的QSC値，亦即區 段QSC値可透過値"bbbbl"取代352，其中"bbbbn是在DATA IN資料中的下一 4位元。雖然QSC値尚未編碼，但是若 要回復區段的QSC値資料，第一編碼巨區塊可透過改變巨 區塊標題而改變354，以反映其包含的一明確編碼QSC -21-_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
503664 A7 B7_ 五、發明說明（19 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 値。結果，無論在區段標題中的QSC値語法元件位置中的 資料是可冗餘提供，直到影像編碼建立隱藏資料的資料通 道。明確而言，巨區塊標題可透過將nmacroblock_typen變 數長度碼（VLC)改變成一新的VLC値而改變354，以表示 ”macroblock一quant" = l(根據到 MPEG-2 標準 ISO/IEC 13818-2 的表B_2至B-8 )，以表示明確QSC編碼。這兩操作典型是 將6-9個位元加入第一編碼巨區塊的編碼大小，或將大約 180-270個位元加到一標準定義影像插。若要避免VBV潛 •流，每訊框的位元編碼量要如下述而減少。 最初的區段QSC値然後可從記憶體取回，並且明確編碼 356成該區段的第一編碼巨區塊標題。加入區段的額外位 元數量Μ可如下述於稍後使用的整個編碼累積358。如果 影像不完全，判斷358會是否定，而且處理會返回到搜尋 342區段標題，並且重複前述的處理，直到在影像中的所 有區段改變而在每個區段的第一編碼巨區塊中具有一明確 編碼QSC値爲止，而且在區段標題中的所有QSC値可由隱 ，藏資料的4位元部分所取代352。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當影像的所有區段已如此處理時，判斷358會是肯定。 敦値Μ現會反映已加入影像MPEG-2編碼位元流的總額外 位元數量，並且比較360以決定可能的任何影像位準零填 補（影像填補）數量，此會在位元流出現。影像填補是與額 外位元有關，而該等位元是透過標準MPEG編碼器而加入 影像的視訊位元流，以更正壓縮MPEG編碼位元流的缓衝 器位元計數，而可避免資料損失的解碼器影像緩衝確認器 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503664 A7 _B7_ 五、發明說明（20 ) (VEV)的潛流。透過資料通道建立器與插入器340接收的 視訊位元流可或不包括影像填補位元，而該等位元不攜帶 任何影像資訊。 測試360可決定影像填補位元是否出現。如果影像填補 位元出現，測試360結果會是肯定，而且填補位元可減少 362亦即移除多達數量Μ個位元。此對於回復與編碼語法 一致的位元計數之較佳方法。如果影像填補位元的數量 Ns超過加入位元流的位元數量Μ，而該等位元是透過在 區段標題中建立隱藏資料通道及將QSC値加入該等區段的 第一編碼巨區塊，那麼此Μ位元的減算362可回復位元流 的位元計數語法，而且不會是解碼器VBV缓衝器溢載或 潛流，而且不需要除去額外位元，所以判斷364是否定。 隱藏資料的一資料通道建立及在其中的資料插入可於此影 像完成36δ。此處理可持續，直到所影影像處理，而且沒 有更多的區段標題或沒有更多的較隱藏資料插入爲止。 如果增加的位元數量Μ超過填補位元數量Ns，那麼在 N s填補位元減去之後，一過度的M-Ns位元便可保留在位 元流，所以仍然需要減去位元，而且判斷364會是肯定。 因此可保留一過度位元，所以VBV緩衝器發生潛流是可 能的，至少在少部分範例中，額外的位元數量是較小。此 可透過只處理記錄影像的語法而可避免，所以位元計數與 語法編碼是符合使用一已知位元率控制方法的編碼標準。 或者，因爲再處理一過去的影像將需要儲存及明顯再處 理該影像的視訊位元流，所以一實際的選擇性是要將下一 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) | 裝.· 訂---------- 503664 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（21 ) 隨後影像（和可能地一或多個圖在之後）的位元計數調整甚 至超過兩或多個連續影像的位元計數。最後，理想下一 B 訊框影像及非理想下一 P訊框影像的巨區塊中的下一影像 可使用較咼的QSC値或使用跳越的巨區塊重新編碼366， 直到所有過多的M_Ns位元補償圍止。資料取代及/或資料 通道建上358與位元計數更正368可持續，直到沒有更多 區段標題用於接收當作QSC値的取代資料的DATAm資料 或直到沒有更多嵌入的DATA IN爲止。 另一選擇性可發生，因爲資料不需要插入編碼視訊位元 流的每個區段標題，所以您可停止明確編碼第一編碼巨區 塊，、並且在區段標題中插入資料。例如，一已編碼視訊位 7L流的每個區段的第一編碼巨區塊之明確編碼將造成許多 額外的位元足以使位元流不符合編碼標準，例如句子構造 或從VBV缓衝器的潛流，資料隱藏可透過暫停資料通道 建立器與插入器340的操作而暫停，直到下一訊框爲止。 Q S C符號的某些値可保留及用來表示在視訊位元流中資料 隱藏的開始與終止。咩者停止資料隱藏，在影像框中的選 取巨區塊可使用較高的QSC値重新量化，以在 元流:所需的位元數量，所以VBV緩衝潛== 使用最小衰減的影像品質以降低影像位元率的壓縮影像重 新量子化的其他方法是已知的。 圖4和8的具體實施例亦描述當例如於確認目的視訊位 元流解碼時，隱藏資料可透過解碼器26〇恢復，如此便可 使用，而且當視訊位元流如需要重新編碼時，可重新編 -24- M氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----1-1---------------I ------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 五、發明說明（22 不昂 〇 本發明能以一電腦實施的 具體實施，用以執行如電腦s —些處理及/或裝置而 亦能以舍本一兩 、 ^々處理或一些處理，而且 ”)的—實；儲：：：式或機器可讀指令(在此是”電腦程式 -電腦戈其他虚形式具體實施，其中當電腦程式載入 4或其他處理器(在此 '戰 行，電腦可變成實施本發明的—裝置可由電腦執 儲存媒體包括例如軟碟與二此電腦程式的 (不管是否可窝）、DVD數位光^ 射唱片叫臟s 電腦硬碟與備份裝置 /、RAM和R0M記憶體、 訂 體。本發明亦腦可讀的任何其他儲存媒 存在儲，：：腦程式形式具體實施，例如，可儲 =過:=、或在例如電導體、光纖或其他光導體、 =:幅射上傳送，其中當電腦程式載入-電腦及/ 執行執行，電腦可變成用以實施本發明的裝 在:別建構實施本發明的-般目的微處理ΐ 電腦程式::可採用-般目的微處理機時， 路配置。處益的電路，以建立特殊的邏輯電 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 圖::係根據本發明的一資料㈣置範例 日而網路源或加工製公司的—來源400可根據本發 “㈣像資訊料給例如—❹個分支廣播台的— 二:固接收杂430。影像能以任何格式開始，此稱爲通用 而且可透過格式轉換器彻轉換成想要的格式 用格式可以是例如每秒率24或3G訊框以1〇位元紅、綠、 本紙張尺度適用中國(21〇 χ 297 ^ 503664 A7 _B7_ 五、發明說明（23 ) 藍（RGB)像素所格式化的一 1920x1440像素影像。提供的 格式視訊位元流可透過編碼器420處理，其係類似在圖4 和8所示的成碼器420，其能以如圖4-9上述的類似方式 而在提供位元流的一隱藏資料通道裝中將”操縱資訊"當作 隱藏資料嵌入。提供的位元流可以是只使用一 4:2:2亮度 色訊格式編碼的具I訊框的一 300 Mb/s MPEG-2視訊位元 流，而此亮度色訊格式的主要輪廓是設定成可用於廣播聲 音應用的高定義影像的高水準功能。MPEG-2提供的成碼 器420能以即時（RT)或一非即時（NRT)方式操作。 每個接收器430可利用一 MPEG-2提供解碼器440，其包 括一標準MPEG-2解碼器，以產生提供給錄音處理設備 450的視訊位元流；一資料移除器，其係類似上述的資料 移除器260，以擷取在接收位元流區段標題的隱藏資料通 道中所包含的隱藏操縱資訊。MPEG-2解碼莽440可使用 與成碼器420所執行的一即時（RT)或非即時（NRT)方式的其 中相同一者操作。聲音處理設備450可插入其他影像資 訊，例如一固定位置今識別或台圖案；或一移動顯示，例 如從解碼器440將影像捲動到視訊位元流的一”彩帶”訊 息。操縱資訊可用來控制在聲音處理設備450、ATSC數 位格式編碼器460、或兩者中的影像處理，而且可在ATSC 位元流中視需要傳送給伺服器、廣播、或其他發射器。發 射編碼器460亦響應發射格式選擇輸入，以選取想要的 ATSC編碼格式。 在隱藏資料操縱資訊在編碼器420中編碼之前，該資訊 -26 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 Ί — ^-----訂---------, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 503664 A7 B7 五、發明說明（24 可例如從提供的影俊公姑I γ 工+ θ ”像刀析取仵，而且表π取佳的編碼，以 便在I由各種不同接收器使用的可用發射格式中的每一者 的最高品質信號，㈣可控制或指示一下游處理器有關如 何最佳處理影像資料、或控制下游處理器的另—功能。或 者，該隱藏資料可用來傳送其他資訊，例如宣傳資訊、聲 晋訊息、開始處理方法確認、影像處理歷S、位置識別及 或4 ^ GPS另一位置座標、時間/日期記錄等。在一 航i應用方面，隱藏資料通遒可當作從飛行員或航空人員 到地面或家庭爲主人員接收編碼視訊位元流的_語音通信 通運使用。同樣地，在—數位電影院應用方面，隱藏資料 可插入數位位心虎，以特別記錄每份複製，例如，使用有 關副本發生的日期、時間、及/或位置、及/或其他標籤， 以允許討論分析可識別一盜用的位元流。 雖然本發明已在前面的具體實施例描a，但是如申請專 利範圍所定義的下列本發明範圍與精神内的變化對於在技 藝中熟諳此技者是可了解的。例如’雖然前述的具體實施 例是從MPEG4與MPEG_2編碼格式觀點描述，但是本發 明對於使用任何編碼格式是很有用，以允許或需要一或多 個參數的冗餘編碼，其中該編碼包括隱含與覆寫値，例如 該等隱含QSC値可由在MPEG區段標題中的QSC元件所指 足，而且在MPEG巨區塊中的隱含Qsc値可明確覆寫，藉 此使隱含値明確，區段標題値將變成冗餘，而且可由在位 元流中礙入的無關資料所取代。 此外，根據隱藏資料典型會在—標準MpEG符解碼器 ^* _ ---------------— - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27- 503664 A7 B7 五、發明說明（ 失的本發明資料隱藏可使用在傳統浮水印，其典 透過利用在此述的資料成碼器與解碼器而用於―二:列如 碼及錄製操作，以表示—祯 _夕固解 視訊位兀流疋否由除了利用 隱藏發明以維持副本隱藏資料的—合法人員之外所改變、 調整、或再生。 ’ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} ..--— III— ^--I I I I I I I - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -2S- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐） 503664 讲· 8,之修正 年月日4 士補;^ 第090106997號專利申請案 中文說明書修正頁(91年8月） A? B7 ?5a 五、發明説明（“ ) 圖式元件符號說明 10 資料砍入配置 12 浮水印插入器 20 MPEG編碼器 22 箭號 24 位源流 40 隱藏資料插入器 100 編碼後數位資料訊框 110，112，114，116，118 列 120,122,124,126,128 必須的區段標題 130 區段 140，140a，140b，...140n 巨區塊 220 巨區塊編碼器 240 資料插入器 260 資料移除器 320 巨區塊編碼器 340 資料插入器 400 來源 410 格式轉換器 420 MPEG-2提供解碼器 430 接收器 440 MPEG-2提供解碼器 450 聲音處理設備 460 ATSC數位格式編碼器 -28a - 艮紙浪义度逍用令國國家標準i(:NS) Λ.〖規格（210 X 297公釐〉