數字水印技術分析及其在電視領域的應用
加入技術交流群
4．1 版權保護
電視節(jié)目的版權所有者可用密鑰產生一個用于表明所有權的水印信息，并將之嵌入到電視節(jié)目的視頻數據中，當該節(jié)目被盜版或出現版權糾紛時，版權所有者可通過提取或檢測水印來維護自己的權益。標志版權所有者的水印信息可以在拍攝時就捆綁在節(jié)目素材中，使水印信息一直伴隨節(jié)目素材存在于整個生命周期。這可由設備廠商在攝像機、ENG等設備中加入相應功能來實現，也可在電視節(jié)目對外發(fā)布時。加入水印信息。嵌入到數字視頻中的水印，只有當視頻數據被嚴重破壞時，它才有可能被抹去，即使視頻質量降低，只要水印有效，就可識別。應用于數字電視的水印應在不影響節(jié)目畫質和音質的前提下采用，其產生的變化人的視覺和聽覺很難發(fā)現，因此視頻水印一定是不可見的，強魯棒的，只有通過專用的工具才能提取，并且要求可以實時操作。除此之外，嵌入水印的算法應是不可逆的，如果是可逆的話，依然存在多個所有權的問題，因為可逆的嵌入水印，使得惡意攻擊者可偽造出一個原始數據。
4．2 內容認證
將數字水印用于視頻的內容認證，是為了驗證視頻內容的完整性。視頻與音頻除了要驗證畫面外，還要驗證時序關系和連續(xù)性。對于視頻的時間特性，可以是每一幀里嵌入該幀在視頻中的幀號。這樣，如果不考慮單幀畫面內容的攻擊，可以很容易檢測到其他視頻內容的插入，視頻幀的刪除、交換，幀頻的改變等操作。對于視頻的內容特性，可以把該幀畫面對應的邊緣信息，經變換后作為水印嵌入到該畫面中。檢測時，如果內容發(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，還可把視頻特征數據作為水印利用音頻水印技術嵌入到音頻流中，把音頻數據特征也作為水印利用視頻水印技術嵌入到視頻流中，從而識別出節(jié)目的視頻或音頻的改變。
4．3 指紋跟蹤
為避免未經授權的拷貝并且非法銷售，版權所有者或發(fā)行商將不同的用戶識別碼或序列號作為不同的水印(指紋)嵌入到作品的合法拷貝中，并保存售出拷貝中對應指紋與用戶身份的數據庫，那么非法拷貝一經發(fā)現，版權所有者或發(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。對于實時發(fā)送的視頻，如PPV和VOD，需要采取不同的水印方案。對于PPV(Pay-Per-View)，可根據分發(fā)路徑制作不同的指紋水印，如每個中繼節(jié)點都嵌入指紋(不同的水印)；而對于VOD，可根據不同的用戶，由服務器端制作指紋水印，如果VOD系統(tǒng)采用預先加密方式保存視頻流在服務器，用戶點播時，可能需要實時解密后，加入指紋水印，再加密。另外，為了防止用戶的翻拍，在播放時，可考慮從電視中提取一個唯一標識該電視的標識碼作為指紋信息嵌入到視頻中。
4．4 拷貝控制
DVD的非法拷貝對影視業(yè)是致命的打擊。單獨使用數字水印技術不能實現拷貝控制，因為數字水印本身不能阻止非法拷貝，它只是數據保護系統(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設置4種狀態(tài)來控制其播放、轉錄和拷貝。這4種狀態(tài)分別是“Copy Free”、“One Copy”、“No MoreCopy”、“Never Copy”，這些狀態(tài)通過嵌人視頻數據中的“Primary Mark”和“Copy Mark”來實現?？截惪刂频乃⌒枰度氲男畔⒘糠浅Ｐ。珜︳敯粜院桶踩砸蠛芨?。
4．5 電視節(jié)目監(jiān)視
在電視臺做廣告的廠商，想監(jiān)視某個電視頻道是否按時播出了他們的廣告?電視劇、電影、MTV等內容生產商想知道電視臺播出自己作品的時間和次數是否超過允許的次數限制，都可借助水印技術，準確監(jiān)視。把標識廠商或生產商的信息作為水印信號，將之嵌入到廣告或電視劇等數據中，廠商或生產商利用水印監(jiān)視功能系統(tǒng)(軟件或硬件)就可以準確監(jiān)視作品播出的次數、時間等。
4．6 視頻音頻延時自動校正
視頻音頻延時校正簡單來說就是“對口型”。在電視節(jié)目的制作過程中，視頻信號和音頻信號通常都是分開處理的。這樣，由于處理和傳輸鏈路的不同，造成視頻信號和音頻信號之間定時關系的改變，出現聲圖不同步。利用數字水印技術可以很好解決上述問題，從音頻信號中提取特征值把它作為水印嵌入到同步的數字視頻信號中，加有水印的數字視頻信號和音頻信號正常傳輸分配。在接收端先從數字視頻信號中檢測提取出數字水印(音頻特征值)，并與從接收到的音頻信號中提取的特征值相比較，從而找到相應的同步點。計算兩者之間的延量時，以此控制音頻延時器，從而達到視頻音頻延時的自動校正。
4．7 信號源傳輸安全檢測
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，在轉播外來信號前，需對外來信號源的技術質量和節(jié)目內容進行監(jiān)控。借助數字水印技術，可以在數字域對信號節(jié)目的合法性進行監(jiān)測。比如說要監(jiān)測數字衛(wèi)星信號是否被非法傳播，可在數字電視信號發(fā)送到衛(wèi)星轉發(fā)器之前，先用一密鑰嵌入水印。在接收到衛(wèi)星信號后，通過密鑰檢測接收到的信號中是否存在水印。數字衛(wèi)星新聞采集系統(tǒng)是借助同步通信衛(wèi)星．把在新聞現場采集到的數字視、音頻信號發(fā)射轉送回電視臺新聞演播室，若在此系統(tǒng)中應用數字水印技術，對于現場直播特別是多點現場直播，可有效達到視、音頻的延時校正和信號源監(jiān)控的雙重功能。本文引用地址：http://2s4d.com/article/166917.htm
5 結語
依據視頻特點，指出作為視頻的數字水印應滿足的要求，對視頻數字水印算法進行分析和探討。最后針對數字電視版權管理的具體問題，提出利用數字水印技術巧妙解決問題的方案。
評論