量化水印的方法技术

本发明专利技术提供了一种对经由量化索引调制（ＱＩＭ）而加入信号中的水印进行检测的方法。嵌有水印的信号可以在检测之前进行几何变换（例如空间或者时间缩放）。为了即使在这样的情况下也能检测到水印，嵌入器强加自相关结构到嵌入水印数据上，例如以平铺方式。首先，检测器应用传统的ＱＩＭ检测。该步骤产生第一符号矢量，当信号未被篡改时其与嵌入数据相对应，而当信号进行缩放时其与嵌入数据不对应。例如，当向图像的每个像素中嵌入一个数据位时，图像５０％的过采样使ＱＩＭ检测器能从３个接收像素中获得３个数据位，即从２个原始图像像素获得３个数据位。令人惊讶地是，第一符号矢量的自相关将给出特定几何变换（例如特定的缩放因子）的峰值。根据本发明专利技术，检测器计算所述自相关函数，然后使用该结果以应用反变换，即取消缩放。随后，第二次应用传统ＱＩＭ检测将接收该嵌入数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及量化水印视听对象的方法。此外，该专利技术涉及能执行 所述方法的设备，还涉及用于实施所述方法、可在计算硬件上执行的 软件。而且，该专利技术涉及根据上述方法而受到量化水印处理的视听对 象。
技术介绍
数字水印包括嵌入辅助信息到视听对象中，例如到视听数据对象 和音频数据对象中。当要求对视听对象进行版权保护时、当监控与这 样的视听对象分发相关的版税时、以及当潜在地提供真实性的指示给 视听对象的买方时，这样的水印是至关重要的。对包括信号S的视听 对象进行水印处理的一种传统方法是添加己知的似噪音信号W来生 成相对应的水印信号(W + W。随后经由计算来生成需要的项々，^> 和干扰项々，^>的自相关，从而完成水印检测。现在人们认为，似 噪音信号添加不是对视听对象进行水印处理的最优方法。量化水印(QIM)提供了一种更先进的水印处理方法，J.Eggers， R. Baiiml， R. Tzchoppe禾卩B. Girod在IEEE Transactions on Signal Processing上的2004年第4期51巻1003-1019页发表表的"Scalar Costa Scheme for information embedding"中对其迸行了描述，例如为 了描述本专利技术，在此其以引用方式加入。这样的QIM水印处理与宿 主信号s的空间S有关，在该宿主信号s中选择N组代码点Cn; N 是数值上等于将要嵌入的消息数量的参数，即水印荷载。当实施QIM 水印处理时，通过修改宿主信号s而在宿主信号s中嵌入消息m，得 到相对应的信号？，由此-(a) 信号s， 在感知上彼此相近；(b) 水印信号Z比任意其它代码组Cn中的任意其它点更接近于代码点组Cm中的点，下标"和m具有相互不同的值。为方便起见，代码组的点之间的距离称为网格参数或者量化步长D。上述量化水印(QIM)提供的水印处理方法和方案使用了抖动矢 量量化和失真补偿。抖动矢量量化和失真补偿的这种组合产生一类名 为"失真补偿量化索引调制水印"的技术，其縮写成DC-QIM。虽然在有高斯加性白噪声时QIM式的水印处理方案能够提供最 大的荷载容量，但是在实践中人们发现这样的方案容易受到实际的攻 击，例如伪造者的攻击。这些实际攻击可能包含几何变换，例如应用 到视听信号上的时基修改、视频信号和静止图像的放大、旋转及其它 仿射变换。因此，产生的一个技术问题是QIM式的水印方案对于 蓄意的实际攻击来说是不够鲁棒的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对实际攻击来说更具鲁棒性的水印处 理方案。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种检测嵌在信号中的水印的 方法，所述水印经由量化索引调制(QIM)而嵌在信号内，所述方法包括以下步骤(a) 接收内嵌有水印的信号；(b) 对该信号应用QIM检测，以由此获得水印的第一符号矢量;(c) 处理第一符号矢量，以由此确定应用于该接收信号的几何变换；(d) 把在步骤(c)中确定的几何变换的反变换应用到接收信号，以生成几何标准化接收信号；(e) 对几何标准化接收信号应用QIM检测，以获得表示嵌在接收信号中的水印的第二符号矢量。本专利技术的优点在于水印对实际的攻击，例如经由仿射(affined) 变换的遮蔽化(obscuration)来说是更具鲁棒性的。优选地，所述方法的步骤(c)包括通过生成其自相关来处理第一符号矢量，以确定应用于接收信号的几何变换。可选地，所述方法的步骤(b)和(e)用于当包括视听数据对象、 音频数据对象、图像的一个或多个时，处理接收信号。所述方法的好处在于它适用于这些数据对象类型，其已经成为分发程序内容最普 遍使用的现代方式。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种水印检测器，其用于处理 水印信号以生成表示包括在水印信号中的水印的相应符号矢量，所述 检测器用于根据本专利技术第一方面的方法处理水印信号，并且所述检测器包括用于处理水印的处理器，所述水印是经由量化索引调制(QIM)而加入到水印信号中。根据本专利技术的第三个方面，提供了一种经由量化索引调制(QIM) 将水印嵌入到信号中以生成相对应的水印信号的方法，所述方法包括 以下步骤(a) 强加自相关结构到水印上；(b) 嵌入与水印相关联的至少一个符号矢量到信号中以生成水 印信号，所述信号受其中具有彼此相似值的符号矢量值的游程分布的 控制。可选地，所述方法用于在信号中嵌入水印，所述信号包括视听数 据对象、音频数据对象、图像的至少一个。可选地，所述方法用于通过在信号的预定区域上重复一个或多个水印符号矢量值来对至少一个符号矢量应用游程控制。可选地，所述方法用于控制具有彼此相似值的符号矢量值的游程 分布。可选地，水印是用一个抖动因子嵌入水印信号中的，该抖动因子的幅度小于用于量化索引调制(QIM)的量化区间。根据本专利技术的第四个方面，提供了一种嵌入器，其用于将表示水 印的消息矢量嵌入到信号中来生成水印信号，该嵌入器用于根据本发 明的第三方面执行所述方法。根据本专利技术的第五个方面，提供了存储在数据载体上的并且可在 计算硬件上执行的软件，用于根据本专利技术的第一方面实施所述方法。根据该专利技术的第六个方面，提供了存储在数据载体上的并且可在 计算硬件上执行的软件，用于根据本专利技术的第三方面实施所述方法。根据本专利技术的第七个方面，提供了根据权利要求6的方法所生成 的水印信号，所述信号包括位于数据载体上或者用于通过通信网络通 信的一个或多个数据对象。应该理解的是，本专利技术的特征容许在不背离本专利技术的保护范围下 结合成任意组合。附图说明以下将参考附图，以举例的方式对本专利技术的实施例进行描述，其中图1是水印信号的两个相邻像素A、 &+1的示意图，其中两个信 号都已经进行QIM编码而嵌入水印荷载数据的"0"值； 图2是由不同样本值所引起的错误编码的示意图； 图3是由不同水印荷载消息值所引起的错误编码的示意图 图4是由已经应用的不同抖动值所引起的错误编码的示意图； 图5是根据本专利技术的水印检测器的示意图； 图6是根据本专利技术的水印嵌入器的示意图。具体实施方式为了在上下文中描述本专利技术的实施例，首先阐明使水印更能抵抗 几何变换的三种现有的一般方法。在对被称为"自相关"的视听对象进行水印处理的第一种现有方 法中，对视听对象进行水印处理所使用的水印信号具有已知的自相 关。当向视听对象添加这样的水印信号时，缩放所得的经过水印处理 的视听对象会导致把水印信号的自相关函数加入正在相应地变形的 对象中。当执行水印检测时，从经过水印处理的视听对象中估计嵌入 的水印信号的自相关。自相关估计函数的估计与嵌入水印的自相关函 数的已知版本相比。根据比较结果，就可以确定在执行水印检测之前 已经应用于经过水印处理的视听对象上的任意变形。其后，考虑到变形，对经过水印处理的视听对象执行第二次水印检测。在对视听对象进行水印处理的第二种现有方法中，添加基准信号 到视听对象，由此生成相对应的水印视听对象；该基准信号也被称为 "注册模板"。水印视听对象的随后几何变换导致也变换包括在其中 的基准信号，但是仍然容易检测到，因此提供了变换的方法。然后能 够对变换后的视听对象应用反变换来生成正确的縮放视听对象，然后 能够容易地提取所述縮放视听对象的水印信号。这样的注册模板的使 用能本文档来自技高网...

【技术保护点】
对嵌在信号中的水印进行检测的一种方法，所述水印是经由量化索引调制（ＱＩＭ）而加入所述信号内的，所述方法包括以下步骤：（ａ）接收其中嵌有水印的信号；（ｂ）对所述信号应用ＱＩＭ检测，以由此获得所述水印的第一符号矢量；（ｃ）处理所述第一符号矢量，以由此确定应用于所述接收信号的几何变换；（ｄ）把在步骤（ｃ）中确定的几何变换的反变换应用于所述接收信号，以生成几何标准化接收信号；（ｅ）对所述几何标准化接收信号应用ＱＩＭ检测，以由此获得表示嵌在所述接收信号中的水印的第二符号矢量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC奥斯特维恩，JP迪朗，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]