数字水印技术分析及其在电视领域的应用

文章摘要：4 视频数字水印在电视领域的应用 目前视频数字水印在电视领域的应用还不多见。但随着电视数字化的进一步深入，这一新技术的应用前景将十分乐观．原因是数字水印技术可以应用于数字电视平台的诸多方面。www.88dzw.com4．1 版权保护 电视节目的版权所有者可用密钥产生一个用于表明所有权的水印信息，并将之嵌入到电视节目的视频数据中，当该节目被盗版或出现版权纠纷时，版权所有者可通过提取或检测水印来维护自己的权益。标志版权所有者的水印信息可以在拍摄时就捆绑在节目素材中，使水印信息一直伴随节目素材存在于整个生命周期。这可由设备厂商在摄像机、ENG等设备中加入相应功能来实现，也可在电视节目对外

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4 视频数字水印在电视领域的应用
    目前视频数字水印在电视领域的应用还不多见。但随着电视数字化的进一步深入，这一新技术的应用前景将十分乐观．原因是数字水印技术可以应用于数字电视平台的诸多方面。

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4．1 版权保护
    电视节目的版权所有者可用密钥产生一个用于表明所有权的水印信息，并将之嵌入到电视节目的视频数据中，当该节目被盗版或出现版权纠纷时，版权所有者可通过提取或检测水印来维护自己的权益。标志版权所有者的水印信息可以在拍摄时就捆绑在节目素材中，使水印信息一直伴随节目素材存在于整个生命周期。这可由设备厂商在摄像机、ENG等设备中加入相应功能来实现，也可在电视节目对外发布时。加入水印信息。嵌入到数字视频中的水印，只有当视频数据被严重破坏时，它才有可能被抹去，即使视频质量降低，只要水印有效，就可识别。应用于数字电视的水印应在不影响节目画质和音质的前提下采用，其产生的变化人的视觉和听觉很难发现，因此视频水印一定是不可见的，强鲁棒的，只有通过专用的工具才能提取，并且要求可以实时操作。除此之外，嵌入水印的算法应是不可逆的，如果是可逆的话，依然存在多个所有权的问题，因为可逆的嵌入水印，使得恶意攻击者可伪造出一个原始数据。
4．2 内容认证
    将数字水印用于视频的内容认证，是为了验证视频内容的完整性。视频与音频除了要验证画面外，还要验证时序关系和连续性。对于视频的时间特性，可以是每一帧里嵌入该帧在视频中的帧号。这样，如果不考虑单帧画面内容的攻击，可以很容易检测到其他视频内容的插入，视频帧的删除、交换，帧频的改变等操作。对于视频的内容特性，可以把该帧画面对应的边缘信息，经变换后作为水印嵌入到该画面中。检测时，如果内容发生变化，则提取的边缘信息和嵌入到该画面的边缘信息不匹配，由此可确定出画面该部分内容发生改变。视频节目是由视频流和音频流组成，还可把视频特征数据作为水印利用音频水印技术嵌入到音频流中，把音频数据特征也作为水印利用视频水印技术嵌入到视频流中，从而识别出节目的视频或音频的改变。
4．3 指纹跟踪
    为避免未经授权的拷贝并且非法销售，版权所有者或发行商将不同的用户识别码或序列号作为不同的水印(指纹)嵌入到作品的合法拷贝中，并保存售出拷贝中对应指纹与用户身份的数据库，那么非法拷贝一经发现，版权所有者或发行商就可通过提取其中指纹来追踪出该作品的非法分发者。对于实时发送的视频，如PPV和VOD，需要采取不同的水印方案。对于PPV(Pay-Per-View)，可根据分发路径制作不同的指纹水印，如每个中继节点都嵌入指纹(不同的水印)；而对于VOD，可根据不同的用户，由服务器端制作指纹水印，如果VOD系统采用预先加密方式保存视频流在服务器，用户点播时，可能需要实时解密后，加入指纹水印，再加密。另外，为了防止用户的翻拍，在播放时，可考虑从电视中提取一个唯一标识该电视的标识码作为指纹信息嵌入到视频中。
4．4 拷贝控制
    DVD的非法拷贝对影视业是致命的打击。单独使用数字水印技术不能实现拷贝控制，因为数字水印本身不能阻止非法拷贝，它只是数据保护系统的一部分。要杜绝非法拷贝最终离不开硬件支持。比如IBM等公司提出的“星际方案”，通过给DVD设置4种状态来控制其播放、转录和拷贝。这4种状态分别是“Copy Free”、“One Copy”、“No MoreCopy”、“Never Copy”，这些状态通过嵌人视频数据中的“Primary Mark”和“Copy Mark”来实现。拷贝控制的水印需要嵌入的信息量非常小，但对鲁棒性和安全性要求很高。
4．5 电视节目监视
    在电视台做广告的厂商，想监视某个电视频道是否按时播出了他们的广告?电视剧、电影、MTV等内容生产商想知道电视台播出自己作品的时间和次数是否超过允许的次数限制，都可借助水印技术，准确监视。把标识厂商或生产商的信息作为水印信号，将之嵌入到广告或电视剧等数据中，厂商或生产商利用水印监视功能系统(软件或硬件)就可以准确监视作品播出的次数、时间等。
4．6 视频音频延时自动校正

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