TWI820916B - 水印嵌入方法及顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種水印嵌入方法，包含下列步驟。由處理電路，接收輸入影像。由處理電路，依據時間序列資料以及預設方案產生浮水印訊號的浮水印訊息。其中於複數個連續週期每一者的暗態期間以及亮態期間，時間序列資料的相位相反並且預設方案的灰階的平均值相等。由處理電路，將浮水印訊號嵌入輸入影像訊號以產生具有浮水印訊息的輸出影像訊號。由顯示面板，依據輸出影像訊號顯示影像。

Description

水印嵌入方法及顯示裝置

本案係關於一種水印嵌入方法，特別係關於一種關聯於人類視覺很難察覺的水印嵌入方法及顯示裝置。

在現今的生活中，隨著人們對顯示器的依賴性及具的提升，使用者常常需要利用顯示器呈現簡報、資料、畫面、影像。然而，在這樣的情形中，若顯示器所呈現的畫面或影像未註明其來源，被拍攝且隨意傳播後，通常很難追朔其源頭。因此，如何改善顯示資料經相機拍攝外流而無法追朔其來源的情形為本領域中重要的議題。

本揭示文件提供一種水印嵌入方法，包含下列步驟。由處理電路接收輸入影像。由處理電路依據時間序列資料以及預設方案產生浮水印訊號的浮水印訊息。其中於複數個連續週期每一者的暗態期間以及亮態期間，時間序列資料的相位相反並且預設方案的灰階的平均值相等。由處理電路將浮水印訊號嵌入輸入影像訊號以產生具有浮水印訊息的輸出影像訊號。由顯示面板依據該輸出影像訊號顯示影像。

本揭示文件提供一種電子裝置。顯示裝置包含處理電路以及儲存裝置。處理電路電性耦接處理電路。處理電路用以進行下列步驟。接收輸入影像。依據時間序列資料以及預設方案產生浮水印訊號的浮水印訊息，其中於複數個連續週期每一者的暗態期間以及亮態期間，該時間序列資料的相位相反並且該預設方案的灰階的平均值相等。將浮水印訊號嵌入輸入影像訊號以產生具有浮水印訊息的輸出影像訊號。

綜上所述，本揭示文件提供的顯示裝置用以顯示具有浮水印訊息的影像，而使相機拍攝顯示裝置時會擷取到所述浮水印圖樣的訊息，從而確保資料來源，並進一步降低資料外流的風險。

下列係舉實施例配合所附圖示做詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。另外，圖示僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件或相似元件將以相同之符號標示來說明。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明除外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。

此外，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本文中所使用之『及／或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。

於本文中，當一元件被稱為『耦接』或『耦接』時，可指『電性耦接』或『電性耦接』。『耦接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。

請參閱第1圖，第1圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的顯示裝置100以及電子裝置DEC的示意圖。在一些實施例中，顯示裝置100可以由顯示器實施。在另一些實施例中，顯示裝置100可以由電腦、平板、手機的螢幕及其相關連元件、組件、電路或模組實施。因此，本案不以此為限。

如第1圖所示，顯示裝置100包含處理電路110、儲存裝置130、以及顯示面板120。在一些實施例中，處理電路110可以由中央處理器、微處理器、圖形處理器、可程式閘陣列積體電路(Field-Programmable Gate Array；FPGA)、特定應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit；ASIC)或其他適用於提取或執行儲存於記憶體中的指令的硬體裝置。

儲存裝置130可以由電性、磁性、光學記憶裝置或其他儲存指令或資料的記憶體實施。在一些實施例中，儲存裝置130可以由揮發性記憶體或非揮發性記憶體實施。在一些實施例中，儲存裝置130可以由隨機存取記憶體(Random Access Memory；RAM)、動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory；DRAM)、磁阻式隨機存取記憶體(Magnetoresistive Random Access Memory；MRAM)、相變化記憶體(Phase-Change Random Access Memory；PCRAM)或其他記憶體實施。

在一些實施例中，電子裝置DEC包含圖形處理器GPU。圖形處理器GPU提供第一影像訊號VIDEO1至處理電路110。處理電路110用以自圖形處理器GPU接收第一影像訊號VIDEO1，並且自儲存裝置130獲取時間序列資料TSD以及預設方案PGP。時間序列資料TSD用以決定浮水印在相對亮態或相對暗態的顯示時序。預設方案PGP包含浮水印圖樣的待疊加位置以及灰階資料。

處理電路110依據時間序列資料TSD以及預設方案PGP產生浮水印訊號。並且，處理電路110用以將浮水印訊號嵌入輸入影像訊號VIN，從而產生輸出影像訊號VOUT，供顯示面板120顯示影像。

請一併參閱第1圖至第4圖。第2圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的水印嵌入方法200的流程圖。第3圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的時間序列資料TSDa、預設方案PGPa以及浮水印訊號的灰階訊息IGRAa的示意圖。第4圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的輸入影像訊號的畫面410、輸出影像的畫面411以及412以及人類視覺感受的畫面HUMV的示意圖。在一些實施例中，浮水印訊號的灰階訊息可由浮水印訊號的浮水印訊息理解。

如第2圖所示，水印嵌入方法200包含步驟S210~S240。於步驟S210中，由處理電路110，接收輸入影像VIN。在一些實施例中，處理電路110自圖形處理器GPU接收輸入影像VIN。

於步驟S220中，由處理電路110，依據時間序列資料TSDa以及預設方案PGPa產生浮水印訊號的灰階訊息IGRAa。如第3圖所示，於週期C1~C3的時間t0~t1、t2~t3、t4~t5中，時間序列資料TSDa的相位為負相位(數值為-1)，故各週期C1~C3中的時間t0~t1、t2~t3、t4~t5可以由浮水印的暗態期間理解。另一方面，於週期C1~C2的時間t1~t2、t3~t4中，時間序列資料TSDa的相位為正相位(數值為+1)，故各週期C1~C2中的時間t1~t2、t3~t4可以由浮水印的亮態期間理解。換言之，於各週期(例如，週期C1)中的暗態期間(例如，時間t0~t1)以及亮態期間(例如，時間t1~t2) 時間序列資料TSDa的相位相反。

在一些實施例中，為了讓人類視覺很難/無法察覺浮水印圖樣，預設方案PGPa於各週期(例如，週期C1~C3任一者)的暗態(例如，t0~t1)以及亮態期間(例如，時間t1~t2)的數值經設定相等。浮水印以高頻率在高灰階以及低灰階閃爍的方式，造成視覺暫留的現象，使人類視覺難以察覺。

在一些實施例中，假設預設方案PGPa的數值設定在「x」，所述「x」可由任意數值實施。在一些實施例中，處理電路110將時間序列資料TSDa以及預設方案PGPa相乘而產生浮水印訊號的灰階訊息IGRAa。因此，浮水印訊號的灰階訊息IGRAa的值域會落在「-x」至「+x」之間。

具體而言，於各週期(例如，週期C1~C3任一者)中的暗態期間(例如，時間t0~t1、t2~t3或t4~t5)，浮水印訊號的灰階訊息IGRAa的灰階值為「-x」。因此，顯示面板120所顯示的影像會包含在相對較低灰階的浮水印(例如，畫面IMG1L、IMG2L或IMG3L中在低灰階的三角形圖樣)的畫面(例如，畫面IMG1L、IMG2L或IMG3L)。

於各週期(例如，週期C1~C2任一者)中的亮態期間(例如，時間t1~t2、t3~t4)，浮水印訊號的灰階訊息IGRAa的灰階值為「+x」。因此，顯示面板120所顯示的影像會包含在相對較高灰階的浮水印(例如，畫面IMG1H、IMG2H或IMG3H中在高灰階的三角形圖樣)的畫面(例如，畫面IMG1H、IMG2H或IMG3H)。

在一些實施例中，時間序列資料TSDa的頻率(各週期(例如，週期C1~C3)的時間長度的倒數)對應於/近似於顯示面板120的更新率(例如，30、60、120Hz或其他頻率)。在另一些實施例中，時間序列資料TSDa的頻率對應於/近似於顯示面板120的更新率的倍數。

如此，顯示面板120的顯示影像會包含在高頻(例如，60、120、240Hz或其他頻率)閃爍的浮水印圖樣，使人類視覺難以察覺。

如第4圖所示，輸入影像經由處理電路110嵌入浮水印訊號的灰階訊息IGRAa後，輸出影像的畫面411包含浮水印在低灰階的圖樣，並且輸出影像的畫面412包含浮水印在高灰階的圖樣。在一些實施例中，輸出影像的畫面411以及412對應於時間序列資料TSDa的一個週期(例如，週期C1~C3中任一者)中的暗態(例如，t0~t1)以及亮態期間(例如，t1~t2)。並且，將時間序列資料TSDa的頻率經設定在一定數值(例如，30或60Hz)以上，人類視覺感受的畫面HUMV便不會含有浮水印圖樣。

請一併參閱第1至第8圖。第5圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的浮水印訊號的灰階訊息IGRAa、相機快門速度以及輸出影像的畫面IMG1L~IMG3L以及IMG1H~IMG3H的示意圖。第6圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的浮水印訊號的灰階訊息IGRAa、相機快門速度以及輸出影像的畫面IMG1L~IMG3L以及IMG1H~IMG3H的示意圖。第7圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的攝像裝置710、顯示裝置730以及螢幕720的示意圖。於第7圖中的顯示裝置730對應於第1圖中的顯示裝置100。第8A圖以及第8B圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的攝像裝置710拍攝的顯示裝置730的螢幕720的拍攝畫面的示意圖。

在一些實施例中，如第5圖所示，在使用攝像裝置710對顯示裝置730的螢幕720拍攝時，若攝像裝置710的曝光時間(例如，1/60秒)的倒數 對應於/相等於時間序列資料TSDa的頻率，則在攝像裝置710的曝光時間內，浮水印圖樣的積分平均會等同於原影像畫面的灰階，造成拍攝畫面中不會攜帶浮水印圖像的訊息。

在一些實施例中，如第6圖所示，時間序列資料TSDa的頻率經設定在質數(例如，23Hz、37Hz、41Hz、43Hz、53 Hz、73 Hz、79 Hz、83 Hz、127Hz、131Hz、137Hz、139Hz、149Hz、251Hz、257Hz、263Hz、269Hz或其他質數)或特定數值以不對應至攝像裝置710的曝光時間。在這樣的情形中，時間序列資料TSDa的頻率相異於及/或近似於顯示面板120的更新率。如此，在使用攝像裝置710對顯示裝置730的螢幕720拍攝時，在攝像裝置710的曝光時間內，浮水印圖樣的積分平均會相異於原影像畫面的灰階，而使拍攝畫面中會攜帶浮水印圖像的訊息。如第8A圖以及第8B圖所示，攝像裝置710拍攝顯示裝置730的螢幕720所產生的拍攝畫面811包含在低灰階的浮水印圖樣(例如，第8A圖中較低灰階的「AUO」)，拍攝畫面812包含在低灰階的浮水印圖樣(例如，第8A圖中較高灰階的「AUO」)。換言之，攝像裝置710的曝光期間的倒數無法完全對應於時間序列資料TSDa的頻率時，攝像裝置710所拍攝的畫面會攜帶浮水印圖樣的訊息。

值得注意的是，時間序列資料TSDa的頻率亦可由其他不對應至攝像裝置的曝光時間的倒數的合數實施。因此，本案不以此為限。

第9圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的時間序列資料TSDb、預設方案PGPb以及浮水印訊號的灰階訊息IGRAb示意圖。時間序列資料TSDb包含週期C1~C3，各週期C1~C3包含暗態期間(例如，時間0~1/3t、t~4/3t以及2t~7/3t，所述「t」為任意正數)以及亮態期間(例如，時間1/3t ~t、4/3t~2t)。其中，所述「t」為任意正數，並且，時間長度「t」代表週期C1~C3每一者的時間長度。

在第9圖的實施例中，各週期C1~C3內的暗態期間的時間長度可以相異於亮態期間的時間長度。並且對預設方案IGRAb進行相應的設定，使預設方案IGRAb於暗態期間的數值以及暗態期間的時間長度的乘積與預設方案IGRAb於亮態期間的數值以及亮態期間的時間長度的乘積相等。

舉例而言，在暗態期間(例如，時間0~1/3t)中預設方案IGRAb具有一第一灰階值(例如，2x，所述「x」可以為任意正整數)，其亮態期間(例如，時間1/3t~t)中預設方案IGRAb具有第二灰階值(例如，x)，並且第一灰階值以及暗態期間(例如，時間0~1/3t)的時間長度的乘積與該第二灰階值以及該亮態期間的時間長度(例如，時間1/3t~t)的乘積相等，從而避免人類視覺察覺到浮水印圖樣。

如此，浮水印訊號的灰階訊息IGRAb於各週期C1~C3中前1/3週期、1/3至2/3週期以及2/3至3/3週期的灰階值為「低、高、高」，進而增加攝像裝置拍攝到浮水印的機率。

第10圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的時間序列資料TSDc、預設方案PGPc以及浮水印訊號的灰階訊息IGRAc的示意圖。時間序列資料TSDc包含週期C1~C3，各週期C1~C3包含暗態期間(例如，時間0~2/3t、t~5/3t以及2t~8/3t，所述「t」為任意正數)以及亮態期間(例如，時間0t ~2/3t、5/3t~2t)。其中，所述「t」為任意正數，並且，時間長度「t」代表週期C1~C3每一者的時間長度。

在第10圖的實施例中，各週期C1~C3內的暗態期間的時間長度可以相異於亮態期間的時間長度。並且對預設方案IGRAc進行相應的設定，使預設方案IGRAc於暗態期間的數值以及暗態期間的時間長度的乘積與預設方案IGRAc於亮態期間的數值以及亮態期間的時間長度的乘積相等。

與第9圖的實施例相較，第10圖中的時間序列資料TSDc、預設方案PGPc以及浮水印訊號的灰階訊息IGRAc的差異在於，時間序列資料TSDc於暗態期間以及亮態期間的時間長度以及預設方案IGRAc的相應設定。

具體而言，在暗態期間(例如，時間0~2/3t)中預設方案IGRAc具有一第一灰階值(例如，x，所述「x」可以為任意正整數)，其亮態期間(例如，時間2/3t~t)中預設方案IGRAc具有第二灰階值(例如，2x)，並且第一灰階值以及暗態期間(例如，時間0~2/3t)的時間長度的乘積與第二灰階值以及亮態期間的時間長度(例如，時間2/3t~t)的乘積相等，從而避免人類視覺察覺到浮水印圖樣。

如此，浮水印訊號的灰階訊息IGRAc於各週期C1~C3中前1/3週期、1/3至2/3週期以及2/3至3/3週期的灰階值為「低、低、高」，進而增加攝像裝置拍攝到浮水印的機率。

第11圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的時間序列資料TSDd、預設方案PGPd以及浮水印訊號的灰階訊息IGRAd的示意圖。時間序列資料TSDd包含週期C1~C3，各週期C1~C3包含暗態期間(例如，時間0~1/2t、t~3/2t以及2t~5/2t，所述「t」為任意正數)以及亮態期間(例如，時間1/2t ~t、3/2t~2t)。其中，所述「t」為任意正數，並且，時間長度「t」代表週期C1~C3每一者的時間長度。

在第11圖的實施例中，各週期C1~C3內的暗態期間的時間長度可以相異於亮態期間的時間長度。並且對預設方案IGRAd進行相應的設定，使預設方案IGRAd於暗態期間的數值以及暗態期間的時間長度的乘積與預設方案IGRAd於亮態期間的數值以及亮態期間的時間長度的乘積相等。

與第9圖的實施例相較，第11圖中的時間序列資料TSDd、預設方案PGPd以及浮水印訊號的灰階訊息IGRAd的差異在於，時間序列資料TSDd於暗態期間以及亮態期間的時間長度以及預設方案IGRAd的相應設定。

具體而言，在暗態期間(例如，時間0~1/2t)中預設方案IGRAd具有第一灰階值(例如，x，所述「x」可以為任意正整數)，在亮態期間(例如，時間1/2t~t)中預設方案IGRAd具有第二灰階值(例如，x)，並且第一灰階值以及暗態期間(例如，時間0~1/2t)的時間長度的乘積與第二灰階值以及亮態期間的時間長度(例如，時間1/2t~t)的乘積相等，從而避免人類視覺察覺到浮水印圖樣。

如此，浮水印訊號的灰階訊息IGRAd於各週期C1~C3中前1/3週期、1/3至2/3週期以及2/3至3/3週期的灰階值為「低、中、高」，進而增加攝像裝置拍攝到浮水印的機率。

綜上所述，本揭示文件提供的顯示裝置100依據嵌入浮水印訊號的輸出影像訊號顯示畫面。由於浮水印圖樣在高灰階以及低灰階之間以高頻閃爍，較難由人類視覺所察覺。並且，利用預設方案PGPa~PGPd中的設定，可避免浮水印在高及低灰階切換的一個顯示週期內與攝像裝置的曝光時間重合，從而增加攝像裝置拍攝顯示裝置的螢幕的拍攝畫面中具有浮水印圖樣的機率。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何本領域通具通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

為使本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：

100:顯示裝置

110:處理電路

120:顯示面板

130:儲存裝置

200:水印嵌入方法

410,411,412:畫面

710:攝像裝置

720:螢幕

730:顯示裝置

811,812:拍攝畫面

HUMV:畫面

DEC:電子裝置

GPU:圖形處理器

VIN:輸入影像訊號

VOUT:輸出影像訊號

TSD:時間序列資料

PGP:預設方案

TSD,TSDa~TSDd:時間序列資料

PGP,PGPa~PGPd:預設方案

IGRAa~IGRAd:灰階訊息

IMG1L~IMG3L,IMG1H~IMG3H:畫面

C1~C3:週期

S210~S240:步驟

為使本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的顯示裝置以及電子裝置的示意圖。 第2圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的水印嵌入方法的流程圖。 第3圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的時間序列資料、預設方案以及浮水印訊號的灰階訊息的示意圖。 第4圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的輸入影像訊號的畫面、輸出影像的畫面以及人類視覺感受的畫面的示意圖。 第5圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的浮水印訊號的灰階訊息、相機快門速度以及輸出影像的畫面的示意圖。 第6圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的浮水印訊號的灰階訊息、相機快門速度以及輸出影像的畫面的示意圖。 第7圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的攝像裝置、顯示裝置以及螢幕的示意圖。 第8A圖以及第8B圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的攝像裝置拍攝的顯示裝置的影幕的拍攝畫面的示意圖。第9圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的時間序列資料、預設方案以及浮水印訊號的示意圖。 第10圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的時間序列資料、預設方案以及浮水印訊號的示意圖。 第11圖為依據本揭示文件的一些實施例所繪示的時間序列資料、預設方案以及浮水印訊號的示意圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:顯示裝置

110:處理電路

120:顯示面板

130:儲存裝置

DEC:電子裝置

GPU:圖形處理器

VIN:輸入影像訊號

VOUT:輸出影像訊號

TSD:時間序列資料

PGP:預設方案

Claims (9)

1. 一種水印嵌入方法，包含：由一處理電路，接收一輸入影像訊號；由一處理電路，依據一時間序列資料以及一預設方案產生一浮水印訊號的一灰階訊息，其中於複數個連續週期每一者的一暗態期間以及一亮態期間，該時間序列資料的相位相反並且該預設方案的灰階的平均值相等；由該處理電路，將該浮水印訊號嵌入該輸入影像訊號以產生具有該灰階訊息的一輸出影像訊號；以及由一顯示面板，依據該輸出影像訊號顯示影像，其中該輸出影像訊號的該浮水印訊號的該灰階訊息依據該時間序列資料的一頻率在亮態以及暗態切換，並且其中該頻率為人類視覺無法察覺的頻率。
2. 如請求項1所述之水印嵌入方法，其中於該暗態期間該預設方案具有一第一灰階值，其中於該亮態期間，該預設方案具有一第二灰階值，並且其中該第一灰階值以及該暗態期間的時間長度的乘積與該第二灰階值以及該亮態期間的時間長度的乘積相等。
3. 如請求項2所述之水印嵌入方法，其中該第一灰階值與該第二灰階值相異，並且其中該暗態期間的時間長度與該亮態期間的時間長度相異。
4. 如請求項1所述之水印嵌入方法，其中該第一灰階值與該第二灰階值相等，並且其中該暗態期間的時間長度與該亮態期間的時間長度相等。
5. 如請求項1所述之水印嵌入方法，其中該些連續週期每一者的時間長度的倒數為一質數。
6. 如請求項1所述之水印嵌入方法，其中該些連續週期每一者的時間長度的倒數為一合數。
7. 如請求項1所述之水印嵌入方法，其中該些連續週期每一者的時間長度的倒數對應於該顯示面板的一更新率。
8. 如請求項1所述之水印嵌入方法，其中該些連續週期每一者的時間長度的倒數對應於該顯示面板的一更新率的倍數。
9. 一種顯示裝置，包含一處理電路；以及一儲存裝置，電性耦接該處理電路，用以儲存指令或資料供該處理電路執行，其中該處理電路用以：接收一輸入影像訊號； 依據一時間序列資料以及一預設方案產生一浮水印訊號的一浮水印訊息，其中於複數個連續週期每一者的一暗態期間以及一亮態期間，該時間序列資料的相位相反並且該預設方案的灰階的平均值相等；以及將該浮水印訊號嵌入該輸入影像訊號以產生具有該浮水印訊息的一輸出影像訊號，其中該輸出影像訊號的該浮水印訊息依據該時間序列資料的一頻率在亮態以及暗態切換，並且其中該頻率為人類視覺無法察覺的頻率。