數(shù)字水印技術(shù)分析及其在電視領(lǐng)域的應(yīng)用
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4．1 版權(quán)保護(hù)
電視節(jié)目的版權(quán)所有者可用密鑰產(chǎn)生一個(gè)用于表明所有權(quán)的水印信息，并將之嵌入到電視節(jié)目的視頻數(shù)據(jù)中，當(dāng)該節(jié)目被盜版或出現(xiàn)版權(quán)糾紛時(shí)，版權(quán)所有者可通過提取或檢測(cè)水印來維護(hù)自己的權(quán)益。標(biāo)志版權(quán)所有者的水印信息可以在拍攝時(shí)就捆綁在節(jié)目素材中，使水印信息一直伴隨節(jié)目素材存在于整個(gè)生命周期。這可由設(shè)備廠商在攝像機(jī)、ENG等設(shè)備中加入相應(yīng)功能來實(shí)現(xiàn)，也可在電視節(jié)目對(duì)外發(fā)布時(shí)。加入水印信息。嵌入到數(shù)字視頻中的水印，只有當(dāng)視頻數(shù)據(jù)被嚴(yán)重破壞時(shí)，它才有可能被抹去，即使視頻質(zhì)量降低，只要水印有效，就可識(shí)別。應(yīng)用于數(shù)字電視的水印應(yīng)在不影響節(jié)目畫質(zhì)和音質(zhì)的前提下采用，其產(chǎn)生的變化人的視覺和聽覺很難發(fā)現(xiàn)，因此視頻水印一定是不可見的，強(qiáng)魯棒的，只有通過專用的工具才能提取，并且要求可以實(shí)時(shí)操作。除此之外，嵌入水印的算法應(yīng)是不可逆的，如果是可逆的話，依然存在多個(gè)所有權(quán)的問題，因?yàn)榭赡娴那度胨?，使得惡意攻擊者可偽造出一個(gè)原始數(shù)據(jù)。
4．2 內(nèi)容認(rèn)證
將數(shù)字水印用于視頻的內(nèi)容認(rèn)證，是為了驗(yàn)證視頻內(nèi)容的完整性。視頻與音頻除了要驗(yàn)證畫面外，還要驗(yàn)證時(shí)序關(guān)系和連續(xù)性。對(duì)于視頻的時(shí)間特性，可以是每一幀里嵌入該幀在視頻中的幀號(hào)。這樣，如果不考慮單幀畫面內(nèi)容的攻擊，可以很容易檢測(cè)到其他視頻內(nèi)容的插入，視頻幀的刪除、交換，幀頻的改變等操作。對(duì)于視頻的內(nèi)容特性，可以把該幀畫面對(duì)應(yīng)的邊緣信息，經(jīng)變換后作為水印嵌入到該畫面中。檢測(cè)時(shí)，如果內(nèi)容發(fā)生變化，則提取的邊緣信息和嵌入到該畫面的邊緣信息不匹配，由此可確定出畫面該部分內(nèi)容發(fā)生改變。視頻節(jié)目是由視頻流和音頻流組成，還可把視頻特征數(shù)據(jù)作為水印利用音頻水印技術(shù)嵌入到音頻流中，把音頻數(shù)據(jù)特征也作為水印利用視頻水印技術(shù)嵌入到視頻流中，從而識(shí)別出節(jié)目的視頻或音頻的改變。
4．3 指紋跟蹤
為避免未經(jīng)授權(quán)的拷貝并且非法銷售，版權(quán)所有者或發(fā)行商將不同的用戶識(shí)別碼或序列號(hào)作為不同的水印(指紋)嵌入到作品的合法拷貝中，并保存售出拷貝中對(duì)應(yīng)指紋與用戶身份的數(shù)據(jù)庫，那么非法拷貝一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，版權(quán)所有者或發(fā)行商就可通過提取其中指紋來追蹤出該作品的非法分發(fā)者。對(duì)于實(shí)時(shí)發(fā)送的視頻，如PPV和VOD，需要采取不同的水印方案。對(duì)于PPV(Pay-Per-View)，可根據(jù)分發(fā)路徑制作不同的指紋水印，如每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)都嵌入指紋(不同的水印)；而對(duì)于VOD，可根據(jù)不同的用戶，由服務(wù)器端制作指紋水印，如果VOD系統(tǒng)采用預(yù)先加密方式保存視頻流在服務(wù)器，用戶點(diǎn)播時(shí)，可能需要實(shí)時(shí)解密后，加入指紋水印，再加密。另外，為了防止用戶的翻拍，在播放時(shí)，可考慮從電視中提取一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)該電視的標(biāo)識(shí)碼作為指紋信息嵌入到視頻中。
4．4 拷貝控制
DVD的非法拷貝對(duì)影視業(yè)是致命的打擊。單獨(dú)使用數(shù)字水印技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)拷貝控制，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/數(shù)字水印">數(shù)字水印本身不能阻止非法拷貝，它只是數(shù)據(jù)保護(hù)系統(tǒng)的一部分。要杜絕非法拷貝最終離不開硬件支持。比如IBM等公司提出的“星際方案”，通過給DVD設(shè)置4種狀態(tài)來控制其播放、轉(zhuǎn)錄和拷貝。這4種狀態(tài)分別是“Copy Free”、“One Copy”、“No MoreCopy”、“Never Copy”，這些狀態(tài)通過嵌人視頻數(shù)據(jù)中的“Primary Mark”和“Copy Mark”來實(shí)現(xiàn)?？截惪刂频乃⌒枰度氲男畔⒘糠浅Ｐ?，但對(duì)魯棒性和安全性要求很高。
4．5 電視節(jié)目監(jiān)視
在電視臺(tái)做廣告的廠商，想監(jiān)視某個(gè)電視頻道是否按時(shí)播出了他們的廣告?電視劇、電影、MTV等內(nèi)容生產(chǎn)商想知道電視臺(tái)播出自己作品的時(shí)間和次數(shù)是否超過允許的次數(shù)限制，都可借助水印技術(shù)，準(zhǔn)確監(jiān)視。把標(biāo)識(shí)廠商或生產(chǎn)商的信息作為水印信號(hào)，將之嵌入到廣告或電視劇等數(shù)據(jù)中，廠商或生產(chǎn)商利用水印監(jiān)視功能系統(tǒng)(軟件或硬件)就可以準(zhǔn)確監(jiān)視作品播出的次數(shù)、時(shí)間等。
4．6 視頻音頻延時(shí)自動(dòng)校正
視頻音頻延時(shí)校正簡(jiǎn)單來說就是“對(duì)口型”。在電視節(jié)目的制作過程中，視頻信號(hào)和音頻信號(hào)通常都是分開處理的。這樣，由于處理和傳輸鏈路的不同，造成視頻信號(hào)和音頻信號(hào)之間定時(shí)關(guān)系的改變，出現(xiàn)聲圖不同步。利用數(shù)字水印技術(shù)可以很好解決上述問題，從音頻信號(hào)中提取特征值把它作為水印嵌入到同步的數(shù)字視頻信號(hào)中，加有水印的數(shù)字視頻信號(hào)和音頻信號(hào)正常傳輸分配。在接收端先從數(shù)字視頻信號(hào)中檢測(cè)提取出數(shù)字水印(音頻特征值)，并與從接收到的音頻信號(hào)中提取的特征值相比較，從而找到相應(yīng)的同步點(diǎn)。計(jì)算兩者之間的延量時(shí)，以此控制音頻延時(shí)器，從而達(dá)到視頻音頻延時(shí)的自動(dòng)校正。
4．7 信號(hào)源傳輸安全檢測(cè)
為了確保廣播電視安全播出，防止各類故障事故及非法攻擊，在轉(zhuǎn)播外來信號(hào)前，需對(duì)外來信號(hào)源的技術(shù)質(zhì)量和節(jié)目?jī)?nèi)容進(jìn)行監(jiān)控。借助數(shù)字水印技術(shù)，可以在數(shù)字域?qū)π盘?hào)節(jié)目的合法性進(jìn)行監(jiān)測(cè)。比如說要監(jiān)測(cè)數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)是否被非法傳播，可在數(shù)字電視信號(hào)發(fā)送到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器之前，先用一密鑰嵌入水印。在接收到衛(wèi)星信號(hào)后，通過密鑰檢測(cè)接收到的信號(hào)中是否存在水印。數(shù)字衛(wèi)星新聞采集系統(tǒng)是借助同步通信衛(wèi)星．把在新聞現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)字視、音頻信號(hào)發(fā)射轉(zhuǎn)送回電視臺(tái)新聞演播室，若在此系統(tǒng)中應(yīng)用數(shù)字水印技術(shù)，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)直播特別是多點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)直播，可有效達(dá)到視、音頻的延時(shí)校正和信號(hào)源監(jiān)控的雙重功能。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/166917.htm
5 結(jié)語
依據(jù)視頻特點(diǎn)，指出作為視頻的數(shù)字水印應(yīng)滿足的要求，對(duì)視頻數(shù)字水印算法進(jìn)行分析和探討。最后針對(duì)數(shù)字電視版權(quán)管理的具體問題，提出利用數(shù)字水印技術(shù)巧妙解決問題的方案。
評(píng)論