專利名稱：實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬多媒體內(nèi)容保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種能夠?qū)崿F(xiàn)加密和水印互操作的多 媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方法。
二
背景技術(shù)：
加密和水印技術(shù)被廣泛應(yīng)用于多媒體數(shù)據(jù)(圖像、聲音和視頻等)內(nèi)容保護(hù)。其 中，多媒體加密用于保護(hù)多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容的機(jī)密性。g卩，采用加密算法將多媒體數(shù)據(jù) 編碼成混亂不可理解的形式，只有擁有正確密鑰的用戶才能解密并獲得原始數(shù)據(jù)。考 慮到多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，通常僅僅加密多媒體數(shù)據(jù)的一部分?jǐn)?shù)據(jù)(C. H. Ho， W. H. Hsu. Image protection system and method. US Patent: US2005114669; —種視頻信息 的加解密方法。徐正全，李偉等。專利申請(qǐng)?zhí)朇N200410061009.X。)，如數(shù)據(jù)格式信息、 圖像中的感興趣區(qū)域、視頻中的運(yùn)動(dòng)信息等。
多媒體水印技術(shù)通過在多媒體數(shù)據(jù)中嵌入一些版權(quán)信息來保護(hù)多媒體數(shù)據(jù)的版 權(quán)。如果嵌入了版權(quán)標(biāo)識(shí)的視頻被傳播，通過提取此標(biāo)識(shí)，可以追溯其來源。為了抵 抗一定的去除攻擊，如壓縮、濾波、放縮等，通常將水印嵌在比較魯棒的地方，如數(shù) 據(jù)頻率域的中低頻段。
由于加密和水印實(shí)現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)保護(hù)的不同方面的功能，在實(shí)際應(yīng)用中，有必要 將此二者結(jié)合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)密性和版權(quán)保護(hù)功能。目前，已有一些將加密和水印結(jié)合 應(yīng)用的方法。例如，利用水印來傳遞加解密的密鑰，接收端先提取密鑰，然后進(jìn)行解 密操作(X. Xu, S. Dexter, A.M. Eskicioglu, "A hybrid scheme for encryption and watermarking," Security, Steganography， and >Vatermarking of Multimedia Contents 2004: 725-736);利用水印來隱藏一部分圖像，即將一幅圖像分割成多個(gè)部分，每個(gè)部分隱 藏于不同的載體圖像中，通過多個(gè)載體圖像來傳送一幅圖像(M.Fu，Q.C.Au， "Joint visual cryptography and watermarking," 2004 IEEE International Conference on Multimedia and Expro(ICME 2004)， 2004, 975-978.);先將水印嵌入多媒體數(shù)據(jù)中，然后加密嵌了
水印的多媒體數(shù)據(jù)(D. Simitopoulos, N. Zissis, P. Georgiadis， V, Emmanouilidis and M. G.Strintzis "Encryption and Watermarking for the Secure Distribution of Copyrighted MPEG Video on DVD", ACM Multimedia Systems Journal, Special Issue on Multimedia Security, Volume 9， Number 3, pp 217-227, September 2003.)。
在這些加密和水印結(jié)合的方法中，存在一個(gè)潛在的問題加密后的數(shù)據(jù)不能夠直 接提取水印，加密后的數(shù)據(jù)不能夠重復(fù)嵌入水?。槐仨毾冉饷茉偬崛』蛑匦虑度胨?， 然后再加密。如果能夠?qū)用芎蟮亩嗝襟w數(shù)據(jù)直接嵌入或提取水印，這將大大降低重 復(fù)操作的代價(jià)。但是，目前還沒有解決方法。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)加密和水印可交互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和 版權(quán)保護(hù)方法，使得加密后的多媒體數(shù)據(jù)可以直接進(jìn)行水印的提取或者水印的再嵌入， 有效解決現(xiàn)有技術(shù)中的存在的不足。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案 一種實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容 和版權(quán)保護(hù)方法，包括以下步驟
第一步，多媒體數(shù)據(jù)的加密和水印的嵌入，即為實(shí)現(xiàn)加密和水印的互操作，將多 媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇以產(chǎn)生重要數(shù)據(jù)和魯棒數(shù)據(jù)，然后對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對(duì)在 魯棒數(shù)據(jù)中嵌入水印信息，加密和水印后的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)后處理產(chǎn)生處理后的多媒體 數(shù)據(jù)；
第二步，多媒體數(shù)據(jù)的解密和水印的提取，即首先將多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)后恢復(fù)， 并對(duì)恢復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行上一步的數(shù)據(jù)選擇，通過選擇出的魯棒數(shù)據(jù)進(jìn)行水印信息的提取， 通過將重要數(shù)據(jù)解密并和魯棒數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)組合并經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)恢復(fù)產(chǎn)生最終的多 媒體信號(hào)。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方法中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)加 密后的多媒體數(shù)據(jù)的水印提取和水印重復(fù)嵌入，水印提取和水印重復(fù)嵌入是通過將數(shù) 據(jù)后恢復(fù)操作后的多媒體信息經(jīng)過數(shù)據(jù)選擇得到魯棒數(shù)據(jù)后，在魯棒數(shù)據(jù)上直接進(jìn)行 水印的提取和再嵌入。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方法中，對(duì)加密后的多 媒體數(shù)據(jù)的水印提取和水印重復(fù)嵌入的步驟如下
第一步，子密鑰產(chǎn)生器在密鑰K的控制下產(chǎn)生分別用于加密和嵌水印的加密子密 鑰Ko和水印子密鑰Kj;
第二步，多媒體數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)后恢復(fù)操作處理，此處的數(shù)據(jù)后恢復(fù)操作是數(shù)據(jù)后處理 操作的逆過程；
第三步，數(shù)據(jù)后恢復(fù)處理后的多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇過程，產(chǎn)生魯棒數(shù)據(jù)Y'， 此過程與魯棒數(shù)據(jù)選擇過程相同；
第四步，水印提取操作，在水印密鑰K,的控制下從魯棒數(shù)據(jù)Y'中提取出水印Wi， 其中水印提取操作是水印嵌入操作的逆過程；
第五步，水印重復(fù)嵌入過程:在水印密鑰K,的控制下將水印W2嵌入到魯棒數(shù)據(jù)Y' 中，獲得Y";
第六步，嵌過水印的Y"連同加密后的X'和其它數(shù)據(jù)Z通過后處理操作，產(chǎn)生處 理后的多媒體數(shù)據(jù)。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方法中，多媒體數(shù)據(jù) 的加密和水印嵌入的操作步驟如下
第一步，子密鑰產(chǎn)生器在密鑰K的控制下產(chǎn)生分別用于加密和嵌水印的加密子密 鑰Ko和水印子密鑰Id，密鑰產(chǎn)生過程可使用M序列發(fā)生器或者其他的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 實(shí)現(xiàn)；
第二步，預(yù)處理多媒體數(shù)據(jù)，該預(yù)處理過程為多媒體壓縮處理中涉及的各種操作； 或者為空操作，即不進(jìn)行預(yù)處理；
第三步，預(yù)處理后的多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇過程，即數(shù)據(jù)選擇過程依賴對(duì)不同形 式的多媒體數(shù)據(jù)的分析，最終數(shù)據(jù)被分為相互獨(dú)立的三個(gè)部分重要數(shù)據(jù)X，魯棒數(shù) 據(jù)Y和其他數(shù)據(jù)Z;其中，通過重要數(shù)據(jù)選擇過程獲得的重要數(shù)據(jù)X是指即使是輕微 的改變也會(huì)引起多媒體數(shù)據(jù)的視聽質(zhì)量極大下降的數(shù)據(jù)；通過魯棒數(shù)據(jù)選擇過程獲得 的魯棒數(shù)據(jù)Y是具有一定冗余空間的數(shù)據(jù)，且它的適度改變不會(huì)影響到多媒體數(shù)據(jù)的
視聽質(zhì)量；其他的數(shù)據(jù)Z是指除了重要數(shù)據(jù)X和魯棒數(shù)據(jù)Y之外的數(shù)據(jù)；
第四步，在加密密鑰Ko的控制下加密重要數(shù)據(jù)X，獲得X';
第五步，在水印密鑰K,的控制下將水印W,嵌入到魯棒數(shù)據(jù)Y中，獲得Y';水 印嵌入方法是擴(kuò)頻方法或者是量化索弓I調(diào)制的方法；
第六步，加密后的X'，嵌過水印的Y'和Z通過數(shù)據(jù)后處理操作，產(chǎn)生處理后的多 媒體數(shù)據(jù)，后處理操作是游長(zhǎng)編碼、算術(shù)編碼或Huffman編碼的熵編碼操作；或者是 空操作，即不進(jìn)行操作。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方法中，完成對(duì)加密和 嵌水印后的多媒體數(shù)據(jù)的解密的步驟如下
第一步，子密鑰產(chǎn)生器在密鑰K的控制下產(chǎn)生用于解密的解密密鑰K0;
第二步，多媒體數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)后恢復(fù)操作處理；
第三步，數(shù)據(jù)后恢復(fù)處理后的多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇過程，產(chǎn)生重要數(shù)據(jù)X'， 魯棒數(shù)據(jù)Y'或Y"，和其它數(shù)據(jù)Z，其中Y'是指嵌水印后的數(shù)據(jù)，Y"是指重復(fù)嵌入水 印的數(shù)據(jù)；
第四步，解密操作在解密密鑰Ko的控制下把重要數(shù)據(jù)X'解密成X，其中解密操
作是加密操作的逆操作；
第五步，解密后的數(shù)據(jù)X連同嵌過水印的Y'或Y"和其他數(shù)據(jù)Z通過數(shù)據(jù)預(yù)恢復(fù)
操作，產(chǎn)生解密后的多媒體數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)預(yù)恢復(fù)操作是數(shù)據(jù)預(yù)處理操作逆過程。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是該方法可以十分方便有效的實(shí)現(xiàn)水印和
加密的同時(shí)操作，并且解決了以往水印的提取和再嵌入需要多多媒體數(shù)據(jù)解密的帶來
的計(jì)算復(fù)雜度和時(shí)間效率上的缺陷，使得使用者可直接利用加密后的數(shù)據(jù)中進(jìn)行水印
的提取和重復(fù)嵌入的操作。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
四
圖l是本發(fā)明的多媒體加密和嵌水印過程框圖。
圖2是本發(fā)明的多媒體水印提取和重復(fù)嵌入過程框圖。
圖3是本發(fā)明的多媒體解密過程框圖。 圖4是本發(fā)明的可交換操作的視頻加密和水印過程框圖。 圖5是本發(fā)明的DCT塊中重要數(shù)據(jù)X和魯棒數(shù)據(jù)Y的組成方式示意圖。 圖6是本發(fā)明的視頻加密和水印效果圖。 五
具體實(shí)施例方式
結(jié)合圖1至3， 1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方 法，其具體步驟為-
1.1多媒體數(shù)據(jù)的加密和水印的嵌入。為實(shí)現(xiàn)加密和水印的互操作，在這步驟中個(gè) 需要將多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇以產(chǎn)生重要數(shù)據(jù)和魯棒數(shù)據(jù)，然后對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加 密并對(duì)在魯棒數(shù)據(jù)中嵌入水印信息，加密和水印后的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)后處理產(chǎn)生處理后 的多媒體數(shù)據(jù)。
1.2多媒體數(shù)據(jù)的解密和水印的提取。在這個(gè)步驟中需要首先將多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù) 據(jù)后恢復(fù)，并對(duì)恢復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行如步驟1.1的數(shù)據(jù)選擇，通過選擇出的魯棒數(shù)據(jù)進(jìn)行水 印信息的提取，通過將重要數(shù)據(jù)解密并和魯棒數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)組合并經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)恢 復(fù)產(chǎn)生最終的多媒體信號(hào)。
2、 本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方法中，可以在 步驟1.1進(jìn)行多媒體數(shù)據(jù)的加密和水印的嵌入后，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加密后的多媒體數(shù)據(jù)的水 印提取和水印重復(fù)嵌入，水印提取和水印重復(fù)嵌入是通過將數(shù)據(jù)后恢復(fù)操作后的多媒 體信息經(jīng)過數(shù)據(jù)選擇得到魯棒數(shù)據(jù)后，在魯棒數(shù)據(jù)上直接進(jìn)行水印的提取和再嵌入。
3、 本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方法中，多媒體 數(shù)據(jù)的加密和水印嵌入的操作步驟如下
3.1子密鑰產(chǎn)生器在密鑰K的控制下產(chǎn)生分別用于加密和嵌水印的加密子密鑰Ko 和水印子密鑰Kp密鑰產(chǎn)生過程可使用M序列發(fā)生器或者其他的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器實(shí)現(xiàn)。
3.2預(yù)處理多媒體數(shù)據(jù)，這里預(yù)處理過程可以是一般多媒體壓縮處理中涉及的各種 操作。例如，F(xiàn)FT (快速傅立葉變換)，DCT (余弦變換)或者小波變換，量化，運(yùn)動(dòng) 估計(jì)和補(bǔ)償?shù)?；也可以是空操作，即不進(jìn)行預(yù)處理
3.3預(yù)處理后的多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇過程，數(shù)據(jù)選擇過程依賴對(duì)不同形式的多 媒體數(shù)據(jù)的分析。最終數(shù)據(jù)被分為相互獨(dú)立的三個(gè)部分重要數(shù)據(jù)X，魯棒數(shù)據(jù)Y和 其他數(shù)據(jù)Z;其中，通過重要數(shù)據(jù)選擇過程獲得的重要數(shù)據(jù)X是指即使是輕微的改變 也會(huì)引起多媒體數(shù)據(jù)的視聽質(zhì)量極大下降的數(shù)據(jù)；通過魯棒數(shù)據(jù)選擇過程獲得的魯棒 數(shù)據(jù)Y是具有一定冗余空間的數(shù)據(jù)，且它的適度改變不會(huì)影響到多媒體數(shù)據(jù)的視聽質(zhì) 量；其他的數(shù)據(jù)Z是指除了重要數(shù)據(jù)X和魯棒數(shù)據(jù)Y之外的數(shù)據(jù)。
3.4在加密密鑰Ko的控制下加密重要數(shù)據(jù)X，獲得X';這里加密可以是流密碼或 者塊密碼，如流密碼中的數(shù)據(jù)位的異，或者塊密碼中的DES或者AES。
3.5在水印密鑰K,的控制下將水印W,嵌入到魯棒數(shù)據(jù)Y中，獲得Y';水印嵌入 方法可以是擴(kuò)頻方法或者是量化索引調(diào)制的方法。
3.6加密后的X，，嵌過水印的Y'和Z通過數(shù)據(jù)后處理操作，產(chǎn)生處理后的多媒體 數(shù)據(jù)。后處理操作可以是熵編碼操作，例如，游長(zhǎng)編碼，算術(shù)編碼，Huffman編碼等； 也可以是空操作，即不進(jìn)行操作。
4、本發(fā)明對(duì)加密后的多媒體數(shù)據(jù)的水印提取和水印重復(fù)嵌入，其步驟如下-
4.1子密鑰產(chǎn)生器在密鑰K的控制下產(chǎn)生分別用于加密和嵌水印的加密子密鑰K。 和水印子密鑰K,，該子密鑰產(chǎn)生器與步驟3.1中的子密鑰產(chǎn)生器相同；
4.2多媒體數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)后恢復(fù)操作處理，此處的數(shù)據(jù)后恢復(fù)操作是步驟3.6中的數(shù) 據(jù)后處理操作的逆過程；
4.3數(shù)據(jù)后恢復(fù)處理后的多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇過程，產(chǎn)生魯棒數(shù)據(jù)Y'，此過程 與步驟3.3中的魯棒數(shù)據(jù)選擇過程相同；
4.4水印提取操作，在水印密鑰K,的控制下從魯棒數(shù)據(jù)Y'中提取出水印W,，其中 水印提取操作是水印嵌入操作的逆過程；
4.5水印重復(fù)嵌入過程在水印密鑰&的控制下將水印W2嵌入到魯棒數(shù)據(jù)Y'中， 獲得Y"，水印嵌入操作與步驟3.5中的嵌入方法相同；
4.6嵌過水印的Y"連同加密后的X'和其它數(shù)據(jù)Z通過后處理操作，產(chǎn)生處理后的 多媒體數(shù)據(jù)，該后處理操作與步驟3.6中的方法相同。 下面結(jié)合圖4至圖5，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù) 方法，以下基于MPEG2視頻編碼為例，可交換操作的視頻加密和水印方法的過程如下
(1) 視頻數(shù)據(jù)在進(jìn)行DCT變換，量化，運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償?shù)阮A(yù)處理操作后，被分割
成三個(gè)部分
1) 重要數(shù)據(jù)X: DC (直流)系數(shù)，AC (交流)系數(shù)的符號(hào)，MVD (運(yùn)動(dòng)向量差) 的符號(hào)；
2) 魯棒數(shù)據(jù)Y:中頻AC系數(shù)的幅值；
3) 其它數(shù)據(jù)Z:其它AC系數(shù)的幅值，MVD的幅值，格式信息等。 圖5給出了在一個(gè)DCT塊中，重要數(shù)據(jù)X和魯棒數(shù)據(jù)Y的組成方式。其中，X=
(xo，s(x,),s(x2),…,s(x63》(s(a)表示a的符號(hào)位，如果a>0， s(a)=l，否則，s(a)= -1)， Y 二(Ix乂I,IjCwJ,…，Ix J〉 (0<W,<A^<63)。此處，W,=6， A^=13，即Y包含了 8 個(gè)中頻系數(shù)的幅值。
(2) 對(duì)于重要數(shù)據(jù)X，采用流密碼加密，加密方法采用由密鑰KO生成的序列和X 的比特異或，得到X'?？紤]到，水印嵌入操作可能改變系數(shù)的符號(hào)，從而影響解密的 結(jié)果，采用流密碼可以避免解密過程中的錯(cuò)誤擴(kuò)散。
(3) 對(duì)于魯棒數(shù)據(jù)Y，采用基于量化索引調(diào)制的方法來嵌入水印，得到Y(jié)'。為了 降低水印操作對(duì)系數(shù)符號(hào)的影響，采用如下水印嵌入方法
令一個(gè)DCT塊要嵌入的水印W= w。hv..wa 如果w, =1(/ = 0,1,...,A^—，
<formula>formula see original document page 11</formula>
其中，「W是指不小于a的最小的整數(shù)，％是整數(shù)取余運(yùn)算，q是量化步長(zhǎng)。為了 對(duì)保持對(duì)壓縮過程的魯棒性，q的取值一般要大于壓縮過程的量化步長(zhǎng)。
如果<formula>formula see original document page 12</formula>其中，「^， X和q的含義同上(
可見，當(dāng)系數(shù)的幅值^,+,過小(
=0)時(shí)，水印嵌入操作將其幅值擴(kuò)大
到q或2q。這不僅能保持其符號(hào)在水印嵌入過程不變，還能夠保持對(duì)一些可接受的操 作(重壓縮，濾波，放縮等)保持不變，從而保證解密過程能夠正確進(jìn)行。
(4)對(duì)加密后的數(shù)據(jù)，嵌入水印后的數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)進(jìn)行熵編碼，獲得加密和嵌 水印后的數(shù)據(jù)流。
因?yàn)榧用芎退∵^程不改變數(shù)據(jù)格式，編碼后的數(shù)據(jù)流可以正確得分離出重要數(shù)據(jù) 和魯棒數(shù)據(jù)，從而提取出X'和Y'。對(duì)于X'，可以采用流密碼解密；對(duì)于Y'可以進(jìn)行 水印提取和水印再嵌入操作。此處，水印嵌入操作不會(huì)改變系數(shù)的符號(hào)，從而不會(huì)影 響解密的結(jié)果。水印提取過程為
<formula>formula see original document page 12</formula>其中，「^， 。/。和q的含義同上。
圖6給出了一段視頻的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?？梢?，此方法能夠?qū)崿F(xiàn)在不解密情況下提取和嵌 入水印。((a)原始視頻(b)加密和嵌水印后的視頻(c)重新嵌水印的視頻(d)解 密后的視頻)。
權(quán)利要求
1. 一種實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方法，其特征在于包括以下步驟第一步，多媒體數(shù)據(jù)的加密和水印的嵌入，即為實(shí)現(xiàn)加密和水印的互操作，將多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇以產(chǎn)生重要數(shù)據(jù)和魯棒數(shù)據(jù)，然后對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對(duì)在魯棒數(shù)據(jù)中嵌入水印信息，加密和水印后的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)后處理產(chǎn)生處理后的多媒體數(shù)據(jù)；第二步，多媒體數(shù)據(jù)的解密和水印的提取，即首先將多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)后恢復(fù)，并對(duì)恢復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行上一步的數(shù)據(jù)選擇，通過選擇出的魯棒數(shù)據(jù)進(jìn)行水印信息的提取，通過將重要數(shù)據(jù)解密并和魯棒數(shù)據(jù)以及其他數(shù)據(jù)組合并經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)恢復(fù)產(chǎn)生最終的多媒體信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利1所述的實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方法， 其特征在于可實(shí)現(xiàn)對(duì)加密后的多媒體數(shù)據(jù)的水印提取和水印重復(fù)嵌入，水印提取和水印重復(fù)嵌入是通過將數(shù)據(jù)后恢復(fù)操作后的多媒體信息經(jīng)過數(shù)據(jù)選擇得到魯棒數(shù)據(jù)后，在魯棒數(shù)據(jù)上直接進(jìn)行水印的提取和再嵌入。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方 法，其特征在于對(duì)加密后的多媒體數(shù)據(jù)的水印提取和水印重復(fù)嵌入的步驟如下第一步，子密鑰產(chǎn)生器在密鑰K的控制下產(chǎn)生分別用于加密和嵌水印的加密子密鑰K0和水印子密鑰K1;第二步，多媒體數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)后恢復(fù)操作處理，此處的數(shù)據(jù)后恢復(fù)操作是數(shù)據(jù)后處理操作的逆過程；第三步，數(shù)據(jù)后恢復(fù)處理后的多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇過程，產(chǎn)生魯棒數(shù)據(jù)Y'， 此過程與魯棒數(shù)據(jù)選擇過程相同；第四步，水印提取操作，在水印密鑰K1的控制下從魯棒數(shù)據(jù)Y'中提取出水印W1。 其中水印提取操作是水印嵌入操作的逆過程；第五步,水印重復(fù)嵌入過程:在水印密鑰K1的控制下將水印W2嵌入到魯棒數(shù)據(jù)Y'中，獲得Y";第六步，嵌過水印的Y"連同加密后的X'和其它數(shù)據(jù)Z通過后處理操作，產(chǎn)生處 理后的多媒體數(shù)據(jù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方 法，其特征在于多媒體數(shù)據(jù)的加密和水印嵌入的操作歩驟如下第一步，子密鑰產(chǎn)生器在密鑰K的控制下產(chǎn)生分別用于加密和嵌水印的加密子密 鑰Ko和水印子密鑰K1;密鑰產(chǎn)生過程可使用M序列發(fā)生器或者其他的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 實(shí)現(xiàn)；第二步，預(yù)處理多媒體數(shù)據(jù)，該預(yù)處理過程為多媒體壓縮處理中涉及的各種操作； 或者為空操作，即不進(jìn)行預(yù)處理；第三步，預(yù)處理后的多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇過程，即數(shù)據(jù)選擇過程依賴對(duì)不同形 式的多媒體數(shù)據(jù)的分析，最終數(shù)據(jù)被分為相互獨(dú)立的三個(gè)部分重要數(shù)據(jù)X，魯棒數(shù) 據(jù)Y和其他數(shù)據(jù)Z;其中，通過重要數(shù)據(jù)選擇過程獲得的重要數(shù)據(jù)X是指即使是輕微 的改變也會(huì)引起多媒體數(shù)據(jù)的視聽質(zhì)量極大下降的數(shù)據(jù)；通過魯棒數(shù)據(jù)選擇過程獲得 的魯棒數(shù)據(jù)Y是具有一定冗余空間的數(shù)據(jù)，且它的適度改變不會(huì)影響到多媒體數(shù)據(jù)的 視聽質(zhì)量；其他的數(shù)據(jù)Z是指除了重要數(shù)據(jù)X和魯棒數(shù)據(jù)Y之外的數(shù)據(jù)；第四步，在加密密鑰Ko的控制下加密重要數(shù)據(jù)X，獲得X';第五步，在水印密鑰K,的控制下將水印W,嵌入到魯棒數(shù)據(jù)Y中，獲得Y';水 印嵌入方法是擴(kuò)頻方法或者是量化索引調(diào)制的方法；第六步，加密后的X'，嵌過水印的Y'和Z通過數(shù)據(jù)后處理操作，產(chǎn)生處理后的多 媒體數(shù)據(jù)，后處理操作是游長(zhǎng)編碼、算術(shù)編碼或Huffman編碼的熵編碼操作；或者是 空操作，即不進(jìn)行操作。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方 法，其特征在于第四步的加密是流密碼中的數(shù)據(jù)位的異，或者塊密碼中的DES或 AES。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方 法，其特征在于完成對(duì)加密和嵌水印后的多媒體數(shù)據(jù)的解密的步驟如下 第一步，子密鑰產(chǎn)生器在密鑰K的控制下產(chǎn)生用于解密的解密密鑰Ko; 第二步，多媒體數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)后恢復(fù)操作處理；第三步，數(shù)據(jù)后恢復(fù)處理后的多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇過程，產(chǎn)生重要數(shù)據(jù)X'， 魯棒數(shù)據(jù)Y'或Y"，和其它數(shù)據(jù)Z，其中Y'是指嵌水印后的數(shù)據(jù)，Y"是指重復(fù)嵌入水 印的數(shù)據(jù)；第四步，解密操作在解密密鑰Ko的控制下把重要數(shù)據(jù)X'解密成X，其中解密操作是加密操作的逆操作；第五步，解密后的數(shù)據(jù)X連同嵌過水印的Y'或Y"和其他數(shù)據(jù)Z通過數(shù)據(jù)預(yù)恢復(fù)操作，產(chǎn)生解密后的多媒體數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)預(yù)恢復(fù)操作是數(shù)據(jù)預(yù)處理操作逆過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)加密和水印互操作的多媒體數(shù)據(jù)內(nèi)容和版權(quán)保護(hù)方法。該方法是對(duì)多媒體數(shù)據(jù)的加密和水印的嵌入，即為實(shí)現(xiàn)加密和水印的互操作，將多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)選擇以產(chǎn)生重要數(shù)據(jù)和魯棒數(shù)據(jù)，然后對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行加密并對(duì)在魯棒數(shù)據(jù)中嵌入水印信息；多媒體數(shù)據(jù)的解密和水印的提取，即首先將多媒體數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)后恢復(fù)，并對(duì)恢復(fù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇，通過選擇出的魯棒數(shù)據(jù)進(jìn)行水印信息的提取，通過將重要數(shù)據(jù)解密并和魯棒數(shù)據(jù)等組合并經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)恢復(fù)產(chǎn)生最終的多媒體信號(hào)。本發(fā)明可以十分方便有效的實(shí)現(xiàn)水印和加密的同時(shí)操作，并且簡(jiǎn)化了以往水印的提取和再嵌入需要多多媒體數(shù)據(jù)解密的帶來的計(jì)算復(fù)雜度和時(shí)間效率上的缺陷。
文檔編號(hào)H04N7/167GK101207793SQ200610161339
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者劉光杰, 孫金生, 廉士國(guó), 戴躍偉, 王執(zhí)銓, 茅耀斌 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)