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数字水印在影视产品版权保护中的应用

减小字体 增大字体 作者:谢春梅 韩晓颖  来源:www.bob123.com  发布时间:最新发布
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  [摘要] 影视界除了要适应和发展高新数字技术的挑战外,还面临着大量盗版行为对市场的干扰,数字水印的应用可以为影视产品所有者提供版权监控和盗版追查的有效技术支持。
  [关键词] 数字水印 影视产品 版权保护
  
  引言
  
  数字技术在给人们带来更高质量的影视产品的同时,也带来了更加方便的盗版手段。在数字电影的制作、加工、保存、播放和传递等环节中,未加密的数字化素材几乎可以在任何计算机设备中被非法复制。为了防止影视产品被侵权,利用数字水印技术作为安全系统中“取证标记”(Forensic Mark)技术的一部分,可以为影视产品所有者提供版权监控和盗版追查的有效技术支持。
  
  1 数字水印基本原理
  数字水印的思想源于古代的隐写术,它是通过一定的算法将具有特定意义的标志性信息(水印)利用数字嵌入的方法隐藏在数字图像、声音、文档、图书、视频等要保护的数字产品中,用以证明创作者对其作品的所有权,并作为鉴定、起诉非法侵权的证据,同时通过对水印的检测和分析来保证数字信息的完整可靠性的一种知识产权保护和数字多媒体防伪的有效手段。
  数字水印具有如下的基本特性:
  (1)不可感知性:在多媒体数字作品中嵌入水印标记,不能引起数字作品质量的明显下降。
  (2)鲁棒性:数字水印在经过有意或无意的处理后,应仍能在一定程度上保证其完整性或可被检测到。
  (3)可证明性:能够为受保护的信息产品的归属提供完全和可靠的证明。
  (4)安全性:数字水印应该难以被伪造或者加工,并且未经授权的个体不能阅读、修改或检测水印。
  数字水印可以根据具体的应用领域而划分为许多具体的种类,例如用于版权保护的鲁棒水印、用于保护数据完整性的易损水印和用于标示数据内容的注释水印等。其中,用于版权保护的鲁棒水印是目前研究的热点。
  
  2、数字水印在版权保护中应用
  数字水印技术的主要作用是在不被察觉的情况下,保护作者的合法知识产权。但它并不能直接阻止拷贝行为,而是通过验证产品的所有权来揭露非法拷贝、传播行为,以法律的手段对其进行制裁,间接地打消盗版者非法复制的企图,起到保护知识产权的作用。
  假设有一幅数字摄影图像,为了标识作者对该作品创作的所有权,可以采用在原图上加入可见标记的方法,但这样可能伤害图像的完整性,因此可以利用数字水印嵌入技术,将作者标识作为一种不可见数据(数字水印)隐藏于原始图像中,达到既注明所有权又不伤害图像的质量和完整性的目的。含水印的图像既能保持原图的图像格式等信息,同时又不影响正常信息的复制和处理。从图像质量而言,两种图像的差别微乎其微,无法用肉眼察觉,只有通过特定的解码器才能从中提取隐藏信息。
  数字视频水印技术于1999年首次由欧洲广播联盟测试,从那以后,它在隐蔽性与鲁棒性方面取得了很大的进展。目前很多业内公司基于不同用户群的需求,开发了众多不同的数字视频水印产品,并能提供完整的技术解决方案。
  
  3、数字水印的制作过程
  数字水印技术包括嵌入和检测两个过程。嵌入数字化应用阶段的设计主要解决两个问题:一是数字水印的生成,可以是一串伪随机数,也可以是与作者有关的字符串、图标等信息经过加密产生:二是嵌入算法,嵌入方案的目标是使数字水印在隐蔽性和鲁棒性之间找到一个较好的折中。
  检测阶段主要是设计一个相应于嵌入过程的检测算法。检测的结果或是原水印(如字符串或图标等),或是基于统计原理的检验结果以判断水印存在与否。检测方案的目标是使错判与漏判的概率尽量小。
  数字水印的简单工艺模型如下图1、图2所示:
  图1:数字水印嵌入模型
  图2:数字水印检测模型
  
  数字视频水印可以被加在文件或实时节目流上的每一帧视频中,并且对视频进行多种编辑与转换(模拟、数字、MPEG压缩)后,水印仍可被读出。读取水印后,通过与存储的其它信息进行链接来识别内容。即便在部分的视频序列经过了再加工或再编辑之后,这种检测与读取仍可实时地按视频序列进行。
  这种技术的关键特点是水印可存活于多种视频格式,加过水印的数字媒体在经过任何的格式转换(无论是在格式转换、压缩还是几何变换)后都不会被抹掉。
  为了给侵权者增加去除水印的难度,目前大多数水印制作方案都在加入、提取时采用了密钥方法,做到了只有掌握密钥的人才能读出水印。
  
  4 数字水印在影视产品版权保护中的应用举例
  下面以某公司开发的数字水印技术NexGuard DRM系统为例,具体介绍一下数字水印技术在数字电影安全技术中的应用前景。
  NexGuard DRM系统,是基于MPEG-2算法核心部分的某些机制(例如8×8像素块中的亮度DCT转换等)加工完成的。其水印嵌入是通过一种替换技术实现的,水印信息可以加载在各种压缩、非压缩视频格式的各帧之间。水印数据可随每帧的分辨率而改变,在每帧中水印的强度是自适应的。而隐蔽性与鲁棒性之间的平衡,则是根据对图像的每个像素块结构的分析来达到最佳优化。检测是通过分析接收到的每一帧、或者几个相关的连续帧来实现的。
  在数字电影后期制作中,NexGuard DRM系统通过一个软件和一个安全智能卡(Token)将未加密的内容转化成被加密的内容和一个对应的证书。一旦内容被加密,对内容的访问就必须通过包含在证书内的数字版权进行有条件的访问,因此用户可以很方便地管理任何第三方使用者。而第三方使用者,只有同时使用NexGuard软件和一个用于解密的安全智能卡,才可以对收到的内容进行访问。NexGuard可以使用加密技术、水印技术、安全智能卡等安全技术保护内容的存储、传输和预览的整个工作流程。
  
  结语
  
  数字视频水印技术,可以适用于包括电影公司、影片版权所有者、电影后期制作公司、发行商等在内的任何视频媒体所有者,并为其视频产品提供版权监控和盗版追查的有效技术支持。
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