專利名稱：對數(shù)字圖像加水印的設(shè)備與方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及對數(shù)字圖像加水印的方法與設(shè)備，可應(yīng)用于新涌現(xiàn)的數(shù)字影院領(lǐng)域。
2.相關(guān)技術(shù)說明在傳統(tǒng)的影片行業(yè)中，劇院經(jīng)營者從制片廠或通過發(fā)售窗收到成盤電影膠片在劇場里播放。膠片盤包括正片節(jié)目(全幅活動圖片)和若干預告片及其它常稱為來加演片的推銷材料，該方式早已成熟并基于可回溯到百年以前的技術(shù)。
近來影片業(yè)界已開始演變，正從電影膠片轉(zhuǎn)向數(shù)字化的圖像與音頻節(jié)目，涉及的眾多先進技術(shù)正匯集成眾所周知的數(shù)字電影。計劃中的數(shù)字電影將提供一種系統(tǒng)，運用數(shù)字技術(shù)向全世界的影院提供全長的活動的圖像、加演片、廣告和其它視聽節(jié)目，包括“電影品質(zhì)”的圖像與聲響。數(shù)字電影將使活動圖片電影業(yè)逐漸從35mm膠片的百年老媒體轉(zhuǎn)換成當今的數(shù)字/無線通信時代，這一先進的技術(shù)將造福于電影業(yè)的所有部門。
數(shù)字電影的目的在于運用物理的媒體發(fā)售(如DVD-ROM)或電子傳輸方法，如通過衛(wèi)星多播法，向劇院提供已被數(shù)字化、壓縮和加密的活動圖片。經(jīng)授權(quán)的劇院將自動地接收數(shù)字化節(jié)目并把它們存入硬盤存儲器，同時保持加密與壓縮。每次放映時，數(shù)字化信息通過局域網(wǎng)從硬盤存儲器中檢出，經(jīng)解密與解壓縮，再用具有高品質(zhì)數(shù)字伴音的電影品質(zhì)的電子投影儀播放。
數(shù)字電影將涉及多種先進技術(shù)，包括數(shù)字壓縮、電子保密方法、網(wǎng)絡(luò)體系與管理、傳輸技術(shù)以及成本有效的硬件、軟件與集成電路設(shè)計。成本有效的可靠而安全的系統(tǒng)所需的技術(shù)正在分析與開發(fā)之中，這些技術(shù)包括新的圖像壓縮形式，因為大多數(shù)標準的壓縮技術(shù)如MPEG-2都是為電視品質(zhì)優(yōu)化的，所以在大屏幕上投射圖像時，容易出現(xiàn)與該技術(shù)有關(guān)的人為假像與其它畸變。無論采納怎樣的圖像壓縮方法，都會影響投影圖像最終的品質(zhì)。為了以平均比特速率小于40Mbps提供“電影品質(zhì)”的圖像，專門對數(shù)字電影應(yīng)用設(shè)計了專用壓縮系統(tǒng)。運用這種技術(shù)，2小時的影片只要求40GB的存貯量，適合例如在所謂的數(shù)字多用途盤(PVD)等媒體上傳播，或通過無線鏈路進行傳輸或廣播。
這在影片發(fā)售上具有明顯的優(yōu)點，但也有其自身的問題，因為這種傳送與傳輸并不安全，所以為防止影片的盜版，還在開發(fā)加密與有條件訪問的方法。除了數(shù)字盜竊即偷竊數(shù)字原版的DVD內(nèi)容和/或發(fā)送的數(shù)據(jù)以外，還存在光學盜竊問題，即在把影片投射到劇院屏幕上時錄下其圖像和音頻內(nèi)容。只要用一臺攝錄像機就很容易實行光學盜竊。

發(fā)明內(nèi)容
盡管尚無可靠的防止數(shù)字或光學盜竊的方法，但是通過提高捕捉竊賊的概率，可以減少其發(fā)生率。本發(fā)明針對上述與數(shù)字電影有關(guān)的問題，有助于克服或至少減少數(shù)字與光學盜竊問題。為此，本發(fā)明提供的方法與設(shè)備是將一種不可感覺水印或“數(shù)字指紋”插入圖像內(nèi)容。較佳地，該水印至少指示影片放映的地點、日期和時間之一，從而斷定盜竊的地點。日期與時間。
雖然上述與下述內(nèi)容集中于在影片獻映時把水印插入圖像(從而跟蹤在劇院內(nèi)的數(shù)字與光學盜竊)。但是有經(jīng)驗的技術(shù)人員將明白，同樣的技術(shù)完全適用于將原始膠片轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的電視電影演播室(從而可跟蹤在劇院外的數(shù)字與光學盜竊)。例如，水印可識別膠片的數(shù)字版創(chuàng)制的地點、日期和時間以及膠片擁有者身份或版權(quán)信息中的任一個或多個。除了活動圖像外，該技術(shù)還適用于靜止圖像。
根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供的設(shè)備用于對代表圖像的技術(shù)數(shù)據(jù)加上代表水印的數(shù)據(jù)。該設(shè)備包括地點與時間來源數(shù)據(jù)；連接的接收地點與時間數(shù)據(jù)的差錯編碼單元，用于對所述地點與時間數(shù)據(jù)應(yīng)用前向糾錯算法并從中輸出差錯編碼數(shù)據(jù)；連接成接收差錯編碼數(shù)據(jù)的擴碼單元，通過多次重復輸出差錯編碼數(shù)據(jù)部分，對差錯編碼數(shù)據(jù)擴展而產(chǎn)生擴展數(shù)據(jù)；DES碼發(fā)生器，用于生成和輸出代表DES碼的數(shù)據(jù)；組合器，用于組合擴展數(shù)據(jù)與DES碼，輸出代表地點與時間的特定水印的水印數(shù)據(jù)；接收機，用于在變換空間內(nèi)把含所述代表圖像的數(shù)據(jù)的信號接收為DCT系數(shù)，該數(shù)據(jù)在信號媒體上以編碼與壓縮的形式接收，還用于接收設(shè)備專用密鑰；對設(shè)備專用密鑰作出響應(yīng)的譯碼電路，用于譯碼與解密收到的信號以從中恢復代表圖像的數(shù)據(jù)；控制電路，用于分析至少一個圖像數(shù)據(jù)的分量以確定其一個屬性，并輸出表示該屬性的信號；標記控制單元，被連接成接收來自控制電路的信號、來自源的圖像數(shù)據(jù)和來自組合器的水印數(shù)據(jù)，用于根據(jù)屬性的特征和圖像數(shù)據(jù)的特征，對圖像數(shù)據(jù)添加水印數(shù)據(jù)；逆DCT變換電路，被連接成接收加水印的圖像數(shù)據(jù)，并將來自在變換空間中把圖像表示為DCT系數(shù)的數(shù)據(jù)的同一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成在像素空間中代表圖像的數(shù)據(jù)；像素處理器，被連接成接收在像素空間中代表圖像的數(shù)據(jù)，用于把像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合顯示的格式；以及投影儀，被連接成接收來自像素處理器的格式化像素數(shù)據(jù)，用于投射由其表示的圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供的設(shè)備用于對代表圖像的數(shù)據(jù)加上代表水印的數(shù)據(jù)。該設(shè)備包括提供地點與時間數(shù)據(jù)的裝置；接收地點與時間數(shù)據(jù)并對所述數(shù)據(jù)應(yīng)用差錯編碼后再從中輸出差錯編碼數(shù)據(jù)的裝置；擴展裝置，被連接成接收差錯編碼數(shù)據(jù)并對其執(zhí)行擴展功能后再從中輸出擴展數(shù)據(jù)，生成和輸出代表偽隨機碼的數(shù)據(jù)的裝置；組合擴展數(shù)據(jù)和偽隨機碼并輸出代表地點與時間專用水印的水印數(shù)據(jù)的裝置；提供在變換空間中代表圖像的圖像數(shù)據(jù)的裝置；分析圖像數(shù)據(jù)至少一個分量以確定其屬性并輸出表示該屬性的信號的裝置；以及標記裝置，被連接成接收代表屬性的信號、圖像數(shù)據(jù)與水印數(shù)據(jù)，用于根據(jù)屬性特征與圖像數(shù)據(jù)特征對圖像數(shù)據(jù)添加水印數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種對代表圖像的數(shù)據(jù)加上代表水印的數(shù)據(jù)的方法。該方法包括提供地點與時間數(shù)據(jù)；對所述地點與時間數(shù)據(jù)應(yīng)用前向糾錯算法，產(chǎn)生差錯編碼數(shù)據(jù)；通過多次重復差錯編碼數(shù)據(jù)部分，對差錯編碼數(shù)據(jù)執(zhí)行擴展功能而產(chǎn)生擴展數(shù)據(jù)；生成代表DES碼的數(shù)據(jù)；組合擴展數(shù)據(jù)和DES碼，產(chǎn)生代表地點與時間專用水印的水印數(shù)據(jù)；接收包含所述在變換空間中代表作為DCT系數(shù)的圖像的數(shù)據(jù)的信號，該數(shù)據(jù)在信號媒體上以編碼與壓縮形式接收；接收設(shè)備專用鑰；譯碼與解壓縮響應(yīng)于設(shè)備專用密鑰收到的信號，恢復代表圖像的數(shù)據(jù)；分析圖像數(shù)據(jù)的至少一個分量，以確定其屬性并產(chǎn)生表示該屬性的信號；根據(jù)屬性特征與圖像數(shù)據(jù)特征，對圖像數(shù)據(jù)添加水印數(shù)據(jù)；以及把來自在變換空間中將圖像表示為DCT系數(shù)的數(shù)據(jù)的加水印圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成在像素空間中表示圖像的數(shù)據(jù)；把像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合顯示的格式；再投射用格式化像素數(shù)據(jù)表示的圖像。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種對代表圖像的數(shù)據(jù)加上代表水印的數(shù)據(jù)的方法。該方法包括提供地點與時間數(shù)據(jù)；對所述地點與時間數(shù)據(jù)作差錯編碼，產(chǎn)生差錯編碼數(shù)據(jù)；對差錯編碼數(shù)據(jù)執(zhí)行擴展功能，產(chǎn)生擴展數(shù)據(jù)；生成代表偽隨機碼的數(shù)據(jù)；組合擴展數(shù)據(jù)和偽隨機碼，產(chǎn)生代表地點與時間專用水印的水印數(shù)據(jù)；提供在變換空間中代表圖像的圖像數(shù)據(jù)；分析圖像數(shù)據(jù)至少一個分量以確定其屬性，產(chǎn)生表示該屬性的信號；以及根據(jù)屬性特征與圖像數(shù)據(jù)特征，對圖像數(shù)據(jù)添加水印數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供一種對顯示的活動圖像添加水印的設(shè)備。該設(shè)備包括生成代表水印的數(shù)據(jù)的水印發(fā)生器，所述數(shù)據(jù)包含有關(guān)活動圖像顯示并受前向差錯編碼保護的第一信息和有關(guān)活動圖像顯示并受擾碼保護的第二信息；和加水印器，用于根據(jù)數(shù)據(jù)特征對代表幾乎所有活動圖像的圖像數(shù)據(jù)加水印數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供一種加水印系統(tǒng)，用于施加代表活動圖像的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生輸出給顯示裝置的加水印的圖像數(shù)據(jù)而顯示據(jù)此表示的活動圖像，其中標識系統(tǒng)、圖像與圖像顯示中至少之一的系統(tǒng)信息被卷積編碼和擴展，而標識系統(tǒng)、圖像與圖像顯示中至少之一的信息經(jīng)加密而產(chǎn)生水印數(shù)據(jù)，該水印數(shù)據(jù)加給除了其值低于預定電平的數(shù)據(jù)以外的幾乎所有代表活動的圖像的數(shù)據(jù)，以盡量減少水印把可見的噪聲與其它人為假像引入該圖像。
附圖簡介通過以下參照附圖對本發(fā)明一示例性實施例的詳述，在所附權(quán)項中具體提出的本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點將變得更清楚了，其中

圖1示出數(shù)字電影系統(tǒng)的框圖；圖2是圖1系統(tǒng)所用的壓縮器/加密器電路的框圖；圖3示出圖1系統(tǒng)中所用的觀眾廳模塊；圖4是一框圖，代表加密/解密單元中對圖像數(shù)據(jù)加水印的部件；圖5是一框圖，代表圖4加密/解密單元的水印單元；和圖6是一框圖，代表圖1系統(tǒng)所用的劇院管理器及其有關(guān)的諸接口。
本發(fā)明一實施例的詳細描述以下描述既對實施本發(fā)明的數(shù)字電影系統(tǒng)作一概述，又詳細揭示目前較佳實施例本身的內(nèi)容。與本文所示系統(tǒng)類似的一些系統(tǒng)，在其它已轉(zhuǎn)讓給本申請受讓人的申請中作了廣泛描述，包括題為“Apparatus And Method ForEncoding And Storage Of Digital Image And Audio Signals”的USSNO9/564,174和題為“Apparatus And Method For Decoding DigitalImage And Audio Signals”的USSN09/563,880，二者都于2000年5月3日提交，其內(nèi)容通過應(yīng)用包括在這里。
附圖1示出實施本發(fā)明的數(shù)字電影系統(tǒng)100，它包括二大系統(tǒng)至少一個中央設(shè)施或中樞102和至少一個顯現(xiàn)廳或劇院分系統(tǒng)104，二者的設(shè)計與1998年5月8日提交的待批美國專利申請序列號09/075,152的設(shè)計相似，該申請已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的同一受讓人，其內(nèi)容通過引用包括在這里。
音像信息經(jīng)壓縮被存貯在存貯媒體上，由中樞102發(fā)售給劇院分系統(tǒng)104。一般而言，在接收圖像或音頻信息的顯現(xiàn)地點網(wǎng)絡(luò)中，每個劇院或顯現(xiàn)地點應(yīng)用一個劇院分系統(tǒng)104，除了各顯現(xiàn)電視電影演播室應(yīng)用的某種設(shè)備外，還包括某種集中控制的設(shè)備。
在中央中樞102中，源發(fā)生器108接收膠片材料并生成膠片的數(shù)字版本。數(shù)字信息經(jīng)壓縮器/加密器(CE)112的壓縮與加密，由中樞存貯裝置116存貯在一存貯媒體上。網(wǎng)絡(luò)管理器120對源發(fā)生器108、CE112與中樞存貯裝置116進行監(jiān)視并發(fā)送控制信息，有條件訪問管理器124提供專用電子密鑰信息，只準特定的劇院放映特定的節(jié)目。
在劇院分系統(tǒng)104中，劇院管理器128控制演播室模塊132。根據(jù)接收來自演播室模塊132的控制信息，劇院存貯裝置136把貯存在存貯媒體上的壓縮的信息轉(zhuǎn)移到播放模塊140。播放模塊140接收來自劇院存貯裝置136的壓縮信息，并把該壓縮信息制備成預定的序列、大小和數(shù)據(jù)率。播放模塊140把該壓縮的信息輸出給譯碼器144。譯碼器144輸入來自播放模塊140的壓縮信息并作解密、解壓縮與格式化，再將該信息輸出給投影儀148和音響模塊152。投影儀148在一投影儀上播放信息，音響模塊152在一音響系統(tǒng)上播放音響信息，二者均受演播室模塊132控制。
操作中，源發(fā)生器108向系統(tǒng)提供數(shù)字化的電子圖像和/或節(jié)目。通常，源發(fā)生器108接收膠片材料，生成含數(shù)字化信息或數(shù)據(jù)的磁帶。以極高分辨率對膠片作數(shù)字式掃描，產(chǎn)生活動圖片或其它節(jié)目的數(shù)字化版本。通常，已知的“電視電影”處理產(chǎn)生圖像信息，而眾所周知的數(shù)字音頻轉(zhuǎn)換處理產(chǎn)生節(jié)目的音頻部分。正在處理的圖像不必由膠片提供，而可以是單幅圖片或靜止幀型圖像，或者一連串幀或圖片，包括長度不一的活動圖片。這些圖像可以成串或成組顯現(xiàn)，形成所說的圖像節(jié)目。此外，還可提供其它材料，諸如用于弱視觀眾的目視提示磁道、外語和/或弱聽觀眾用的字幕，或者多媒體時間提示磁道。類似地，可利用單組或幾組音響或錄音構(gòu)成希望的音頻節(jié)目。
或者，高分辨度數(shù)碼相機或其它已知的數(shù)字圖像發(fā)生裝置或方法也可提供數(shù)字化圖像信息。應(yīng)用直接產(chǎn)生數(shù)字化圖像信息的數(shù)碼相機，尤其適合幾乎即時或同期發(fā)售實況事件的捕捉。計算機工作站或類似設(shè)備也能直接生成要發(fā)售的圖形圖像。
數(shù)字圖像信息或節(jié)目供給壓縮器/加密器112，后者用預選的已知格式或處理方法壓縮該數(shù)字信號，減少再現(xiàn)具有極高品質(zhì)的原始圖像所需的數(shù)字信息量。較佳地用ABSDCT技術(shù)壓縮圖像源，美國專利號5,012,891、5,107,345和5,452,104都揭示了合適ABSDCT壓縮術(shù)，其內(nèi)容通過引用包括在這里。音頻信息也可用普通技術(shù)作數(shù)字壓縮，并與壓縮的圖像信息時間同步，然后用一種或多種可靠的電子技術(shù)方法對壓縮的圖像與音頻信息作加密和/或擾碼。
網(wǎng)絡(luò)管理器120監(jiān)視壓縮器/加密器112狀態(tài)，把壓縮的信息從壓縮器/加密器112導向中樞存貯裝置116，裝置116包括一個或多個存儲器，存貯媒體/媒介可以是任一類大容量數(shù)據(jù)存貯裝置，包括但不限于一個或多個數(shù)字多用途盤(DVD)或可移動硬驅(qū)器(RHD)。在把壓縮信息存貯到存貯媒體后，以物理方法把存貯媒體運到劇院分系統(tǒng)104，具體地說，運到劇院的存貯裝置136。
或者，壓縮的音像信息各自以非連接或分離的方式存貯，相互無關(guān)。即提供一裝置，用于壓縮和存貯與圖像信息或節(jié)目關(guān)聯(lián)但在時間上分開的音頻節(jié)目。不要求同時處理音頻圖像。只要合適，可用預定義的標識符或標識機制或方法使相應(yīng)的音像節(jié)目互相關(guān)聯(lián)。這樣在呈現(xiàn)時或者在顯現(xiàn)事件期間，可按要求使一個或多個預選的音頻節(jié)目與至少一個預選的圖像節(jié)目聯(lián)接起來，即雖然開始時與壓縮的圖像信息并不同步，但是在顯現(xiàn)節(jié)目時可將壓縮的音頻聯(lián)接和同步起來。
而且，音頻節(jié)目與圖像節(jié)目保持分離，允許音頻節(jié)目的多種語言與圖像節(jié)目同步，不必對各種語言重新形成圖像節(jié)目。再者，保持獨立的音頻節(jié)目可以支持多種揚聲器配置，無須同圖像節(jié)目交織多條音頻磁道。
除了音像節(jié)目，還可對該系統(tǒng)增添一種獨立的宣傳或廣告節(jié)目。通常，宣傳材料比電影正片的變化頻度更大。應(yīng)用獨立的宣傳節(jié)目，在更新訊傳材料時并不需要新的正片圖像節(jié)目。宣傳節(jié)目包括的信息有例如在劇院播放的廣告(幻燈片、音頻、活動畫面等)與加演片。由于DVD與RHD等存貯媒體的存貯量跟大，故可以存貯上千張幻燈片或多則廣告。存貯量大可在針對客戶的特定劇院里播放定制的材料，如專用的幻燈片、廣告或加演片。
雖然圖1示出存貯裝置116中壓縮的信息并以物理方法把存貯媒體/媒介運到劇院分系統(tǒng)104，但應(yīng)理解，可用任一種無線或有線傳輸方法向劇院存貯裝置136發(fā)送壓縮信息或其一部分，傳輸方法包括衛(wèi)星傳輸、眾所周知的多站通信網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)訪問節(jié)點、專用電話線路或點對點光纖網(wǎng)絡(luò)。
壓縮器/加密器112的框圖示于圖2。與源發(fā)生器108相似，壓縮/加密器112可以是中央中樞102的組成部分或位于獨立的設(shè)施內(nèi)，如壓縮/加密器112可以連同源發(fā)生器108一起位于影片或電視制作的演播室內(nèi)。此外，圖像或者音頻信息或數(shù)據(jù)的壓縮處理可以當作一種可變速率處理來實施。
壓縮器/加密器112接收源發(fā)生器108提供的數(shù)字音像信息，該信息在進一步處理前可存貯在幀緩沖器里(未示出)。數(shù)字圖像信號被送到圖像壓縮器184。在一實施例中，圖像壓縮器184用上述美國專利NO.5,021,891、5,107,345和5,452,104中描述的ABSDCT技術(shù)處理數(shù)字圖像信號。
在ABSDCT技術(shù)中，彩色輸入信號一般為YIQ格式，其中Y是亮度分量，I與Q都是色度分量。也可用其它格式，如YUV、YCbCr或RGB等。由于人的肉眼對彩色的空間靈敏度低下，故ABSDCT技術(shù)沿每個水平與垂直方向?qū)Σ噬?I與Q)分量作二倍亞采樣，相應(yīng)的用四個亮度分量和兩個色度分量代表圖像輸入的每一空間段。ABSDCT技術(shù)還支持所謂的4:4:4格式，其中對色度分量不發(fā)生不采樣。各分量的像素以多達10比特的線性或?qū)?shù)標度作數(shù)字表示。
亮度和色度分量各自送到塊交織器。通常，將16×16的塊呈現(xiàn)給塊交織器，后者在16×16塊內(nèi)排列圖像樣本，產(chǎn)生數(shù)據(jù)的塊和復合成子塊作離散余弦變換(DCT)分析。DCT操縱器是一種把時間采樣的信號轉(zhuǎn)換成同一信號的頻率表示的方法。通過轉(zhuǎn)換成頻率表示，由于可將量化器設(shè)計成利用圖像頻率分布特征，故DCT技術(shù)顯現(xiàn)出極高的壓縮程度。較佳地，一個16×16DCT用于第一次排序，四個8×8DCT用于第二次排序，16個4×4DCT用于第三次排序，64個2×2DCT用于第四次排序。
DCT操作減小了圖像源所固有的空間冗余度。在執(zhí)行DCT之后，大部分圖像信號能量被濃縮成少量的DCT系數(shù)。
對于16×16塊和每個子塊，分析變換的系數(shù)，確定編碼該塊或子塊所需的比特數(shù)，然后選擇要求用最少比特數(shù)作編碼的塊或子塊的組合組來代表該圖像段，例如可選擇兩個8×8子塊、6個4×4子塊和8個2×2子塊代表該圖像段。
接著，正確地依次排列選擇的塊或子塊的組合，然后對DCT系數(shù)值作進一步處理，如包括但不限于運用已知的技術(shù)進行頻率加權(quán)、量化與編碼(如可變長度編碼)、為傳輸作好準備。于是，將壓縮的圖像信號供給至少一個圖像加密器188。
數(shù)字音頻信號一般傳到音頻壓縮器192。較佳地，音頻壓縮器192用普通數(shù)字音頻壓縮算法處理多聲道音頻信息，而壓縮的音頻信號供給至少一個音頻加密器196?；蛘撸纛l信號以不壓縮但仍保持數(shù)字的格式予以傳遞和應(yīng)用。
圖像和音頻加密器188與196運用任一種已知的加密技術(shù)對壓縮的音像信號分別加密。圖像和音頻信號可用相同或不同的技術(shù)加密。在一實施例中，使用的加密技術(shù)包括對音像兩種節(jié)目作實時數(shù)字序列擾碼。
在圖像和音頻加密器196與188處，擾碼器/加密器電路用時變電子密鑰信息(一般每秒變幾次)處理節(jié)目材料，然后把經(jīng)擾碼的節(jié)目信息存貯起來或在無線鏈路中通過空中發(fā)送，不被不擁有有關(guān)電子密鑰信息(用來擾碼節(jié)目材料或數(shù)字數(shù)據(jù))的任何人辨認出來。
加密通常涉及對壓縮信號的數(shù)字序列擾碼或直接加密?！凹用堋迸c“擾碼”可以互換使用，可理解成指任何一種應(yīng)用任一密碼術(shù)處理各種源的數(shù)字數(shù)據(jù)流的手段，以便利用秘密數(shù)字值(“鑰”)生成的序列擾碼、覆蓋或直接加密所述數(shù)字流，沒有密鑰值的知識極難恢復原來的數(shù)據(jù)序列。
每個圖像或音頻節(jié)目都可應(yīng)用特定的電子密鑰信息，該信息用放映地點或劇院專用電子密鑰信息加密后提供給獲準放映該特定節(jié)目的劇院或放映地點。有條件訪問管理器(CAM)124執(zhí)行這一功能。在節(jié)目放映前，把演播廳解密存貯信息所需的加密的節(jié)目密鑰發(fā)送或提供給授權(quán)的劇院。注意，存貯的節(jié)目信息可在獲準的演映期開始前幾天或幾周發(fā)送，而加密的圖像或音頻節(jié)目鑰則在獲準的播放期剛開始之前發(fā)送或提供。也可用低數(shù)據(jù)率鏈路或可運輸?shù)拇尜A單元如磁盤或光盤、智能卡或其它帶可擦存貯單元的裝置傳遞加密的節(jié)目密鑰。加密的解密鑰還可以某種方式提供，以便控制特定劇院復合體或觀眾廳獲準放映該節(jié)目的時間周期。
接收加密節(jié)目密鑰的各劇院分系統(tǒng)104應(yīng)用其觀眾廳專用密鑰解密該值，并把該解密的節(jié)目密鑰存入存貯裝置或其它保密的存儲器。要播放該節(jié)目時，較佳地與對稱算法一起使用劇院或地點專用與節(jié)目專用的加密信息。該對稱算法供加密器112用于以實時方式把加密的信號制備成現(xiàn)在解擾碼/解密的節(jié)目信息。
現(xiàn)在回到圖2，除了擾碼以外，圖像加密器188還可對圖像節(jié)目加添通常在本質(zhì)上為數(shù)字的“水印”或“指紋”。這涉及到把地點專用和/或時間專用目視標識符插入節(jié)目序列。即構(gòu)成水印來指示用于顯現(xiàn)的授權(quán)位置和時間，以便必要時更有效地跟蹤非法復制源。水印可編制成在播放過程中頻繁地以偽隨機周期出現(xiàn)，而且不被觀眾看到。在以預定為正常傳遞速率顯現(xiàn)解壓縮的圖像或音頻信息期間，感覺不到該水印。但在圖像或音頻信息以明顯不同于正常速率譬如以“非實時”或靜止幀回放速率顯現(xiàn)時，就可檢測出水印。若發(fā)現(xiàn)未授權(quán)的節(jié)目復制，管理機構(gòu)可讀出數(shù)字水印信息，確定進行復制的劇院。這種水印技術(shù)逐步用來識別音頻節(jié)目。
壓縮加密的音像信號都送到復用器200。在復用器200，音像信息與時間同步信息一起復用，使音像流信息在劇院分系統(tǒng)104以時間對準方式播放。然后，節(jié)目打包器204處理該復用信號，把數(shù)據(jù)打包成節(jié)目流。通過把數(shù)據(jù)打包或形成“數(shù)據(jù)塊”，在劇院分系統(tǒng)104(見圖1)作解壓縮期間，監(jiān)視節(jié)目流，查找解壓縮期間接收塊的差錯。劇院分系統(tǒng)104的劇院管理器128可以請求得到出錯的數(shù)據(jù)塊。因此，若有錯，只需調(diào)換小部分節(jié)目而不是整套節(jié)目?？赏ㄟ^有線或無線鏈路請求少量數(shù)據(jù)塊，因而提高了可靠性與效率。
或者，把節(jié)目的音像部分處理為獨立的不同節(jié)目，這樣就不用復用器200來復用音像信號，可將圖像信號分開打包，從而運送的圖像節(jié)目不包括音頻節(jié)目，反之亦然。因此，只在播放時把音像節(jié)目組裝成組合式節(jié)目，使不同的音頻節(jié)目與圖像節(jié)目組合以供各種用途，諸如改變語種、提供發(fā)布后更新或節(jié)目變動，以適合本地的團體標準等。對圖像節(jié)目靈活地分配音頻不同的多磁道節(jié)目的能力，在更改已發(fā)布節(jié)目和面向制片業(yè)現(xiàn)有的更大的多文化市場方面，極有利于將成本減到最小。
壓縮/加密模塊(CEM)控制器208即經(jīng)編程以執(zhí)行這里所述諸功能的軟件控制的處理器，可構(gòu)成壓縮器184與192、加密器188與196、復用器200。即可將它們配置成通用化的功能硬件，包括各種在軟件或固件程序控制下操作的可編程電子裝置或計算機。或者它們用某種其它技術(shù)如通過ASIC或通過一個或多個電路卡組件構(gòu)成，即構(gòu)成專用的硬件。
音像節(jié)目流送到中樞存貯裝置116。CEM控制器208主要負責監(jiān)控整個壓縮/加密器112。CEM控制器208通過將通用硬件裝置或計算機編程為執(zhí)行所需功能或應(yīng)用專用硬件實現(xiàn)。如本文所述，網(wǎng)絡(luò)管理器120(圖2)通過中樞內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對CEM控制器208作網(wǎng)絡(luò)控制。CEM控制器208利用已知的數(shù)字接口與壓縮器184與192、加密器188與196、多路復用器200和打包器204通信，并控制這些單元的操作。CEM控制器208還還監(jiān)控存貯模塊116和這些裝置間的數(shù)據(jù)傳遞。
較佳地將存貯裝置116構(gòu)建成一張或多張RHD、和DVD盤或其它大容量存貯媒體/媒介，其設(shè)計一般類似于劇院分系統(tǒng)104里的劇院存貯裝置116。但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，在某些應(yīng)用中可使用其它媒介，包括但不限于DVD(數(shù)字多用盤)或IBOD(“just a Bunch of Drivers”)。存貯裝置116在壓縮階段接收來自節(jié)目打包器204的壓縮加密的圖像、音頻和控制數(shù)據(jù)。存貯裝置116的操作受CEM控制器208管理。
圖3示出應(yīng)用一個或多個RHD(可移動硬盤驅(qū)動器)308的觀眾廳模塊132的操作。出于速度、容量和方便上的考慮，希望應(yīng)用一個以上RHD308a～308n。在順序地數(shù)據(jù)時，有些RHD具有“預取”特性，可按最近的命令歷史預測下一讀取命令，該預取特性有利于減少從盤讀取順序信息的時間。然而，若RHD接收不希望的命令，則會延長從盤讀非順序信息的時間，此時RHD的預取特性會使RHD的隨機存取存儲器被存滿，要用更多的時間訪問請求的信息。因此，擁有一個以上RHD有利于更快地讀取順序的數(shù)據(jù)流，如圖像節(jié)目。而且，還有利于訪問獨立RHD盤上的第二組信息，諸如音頻節(jié)目、加演尾、控制信息或廣告，因為在單個RHD上訪問這類信息更費時間。
這樣，把壓縮信息從一個或多個RHD308讀入緩沖器284。播放模塊140中的FIFD-RAM緩沖器284以預定速率接收來自存貯裝置136的壓縮信息部分。緩沖器284有足夠的容量，使譯碼器144和后面的投影儀148不致信息過載或欠載。較佳地，F(xiàn)IFD-RAM緩沖器284的容量為100～200MB。應(yīng)用緩沖器284是實踐的必然結(jié)果，因為在從一個驅(qū)動器到另一個驅(qū)動器切換時有幾秒鐘的延遲。
壓縮信息部分從FIFD-RAM緩沖器輸出給網(wǎng)絡(luò)接口288，后者向譯碼器144提供該壓縮信息。較佳地，網(wǎng)絡(luò)接口288是光纖信道仲裁型環(huán)狀(FC-AL)接口。雖未特地圖示，受劇院管理器128控制的切換網(wǎng)絡(luò)接收播放模塊140的輸出數(shù)據(jù)，并把該數(shù)據(jù)導向指定的譯碼器144。應(yīng)用開關(guān)網(wǎng)絡(luò)可讓任一指定播放模塊140上的節(jié)目傳給任一指定的譯碼器144。
準備收看節(jié)目時，節(jié)目信息從存貯裝置136中檢出后通過劇院管理器128傳給觀眾廳模塊132。譯碼器144用只供給授權(quán)劇院的密鑰信息解密接收自存貯裝置136的數(shù)據(jù)，并用與源發(fā)生器108所用的壓縮算法相反的解壓縮算法解壓縮存貯的信息。譯碼器144包括一轉(zhuǎn)換器(圖3未示出)，把解壓縮的圖像信息轉(zhuǎn)換成投影系統(tǒng)使用的圖像顯示格式(模擬或數(shù)字格式)，通過電子投影儀148顯示圖像。音頻信息也經(jīng)解壓縮后送給觀眾廳的音響系統(tǒng)152，與圖像節(jié)目一起播放。
現(xiàn)參照圖3詳述譯碼器144。譯碼器144處理準備目視投射到屏或表面上并用音響系統(tǒng)152可聽地顯現(xiàn)的壓縮/加密節(jié)目。譯碼器144包括控制該譯碼器的控制CPU(中央處理單元)312，或者該譯碼器通過劇院管理器128受控。譯碼器還至少包括一個解包器316、緩沖器314、圖像解密器/解壓縮器320和音頻解密器/解壓縮器324。緩沖器可暫存解包器316的信息。上面標識的所有譯碼器144的單元可在一個或多個電路卡組件上實現(xiàn)。該電路卡組件可裝在投影儀148上或附近的獨立機殼里。順便提一下，還可用密碼智能卡328與控制CPU312和/或圖像解密器/解壓縮器320接口，用于傳遞與存貯單元專用密碼鍵控信息。
解包器316識別和分離來自播放模塊140、CPU312和/或劇院管理器128的各別控制、圖像與音頻包，控制包送給劇院管理器128，而圖像和音頻包分別送給圖像和音頻解密/解壓縮系統(tǒng)324與320。讀寫操作以突發(fā)形式實現(xiàn)，因此緩沖器314把來自解包器316的數(shù)據(jù)平穩(wěn)地流到投影設(shè)備。
劇院管理器128配制和管理操作安全性，監(jiān)視劇院分系統(tǒng)104，包括外部接口、音像解密/解壓縮模塊324與320以及投影儀148與音響系統(tǒng)模塊152。控制信息來自播放模塊140、CPU312、劇院管理器系統(tǒng)128、遙控端口或本機控制輸入端，如觀眾廳模塊132機殼或底盤外面的控制面板。譯碼器CPU312還管理分配給各觀眾廳模塊132的電子密鑰。分配給觀眾廳模塊132的預選的電子密碼密鑰與埋在音像數(shù)據(jù)中的電子密碼密鑰信息一起用于在音像信息作解壓縮處理前先作解密。較佳地，CPU312把埋置在各觀眾廳模塊132的軟件里運行的標準微處理器用作基本的功能或控制單元。
此外，較佳地把CPU312配置成向劇院管理器128傳送某些信息，保持各觀眾廳里的顯現(xiàn)過程的歷史。然后用返回鏈路或通過在預選時間可運送的媒體將這一顯現(xiàn)過程信息傳給中樞102。
圖像解密/解壓縮器320取得來自解包器316的圖像數(shù)據(jù)流，作解密，添加水印，再組裝原始圖像在屏上顯現(xiàn)。這一操作的輸出一般對數(shù)字電影投影儀148提供標準的模擬RGB信號。通常，以實時方式解密與解壓縮，以便實時播放節(jié)目材料。
圖像解密/解壓縮器320對圖像數(shù)據(jù)流作解密與解壓縮，與中樞102的圖像壓縮器184和圖像加密器188的操作相反。在同一劇院分系統(tǒng)104中，各觀眾廳模塊132可以處理和顯示與其它觀眾廳模塊132不同的節(jié)目，或者一個或多個觀眾廳模塊132可同時處理和顯示同一節(jié)目?；蛘?，同一節(jié)目可在多臺投影儀上顯示，多臺投影儀在時間上相互延遲。
解密處理應(yīng)用先前提供的單元專用和節(jié)目專用電子密碼密鑰信息連同埋置在數(shù)據(jù)流里的電子密鑰，對圖像信息解密。對所有授權(quán)在各觀眾廳模塊132上顯現(xiàn)的節(jié)目，為各劇院分系統(tǒng)104設(shè)備了必要的密碼密鑰信息。
多級密碼密鑰管理器用于授權(quán)特定的顯現(xiàn)系統(tǒng)顯示特定節(jié)目。多級密鑰管理器一般應(yīng)用各授權(quán)劇院管理員128、特定圖像和/或音頻節(jié)目專用的電子密鑰值和/或該圖像和/或音頻節(jié)目內(nèi)的時變密碼密鑰序列。一般56比特或更長的“觀眾廳專用”電子密鑰被編程入各觀眾廳模塊132。
為傳遞和呈現(xiàn)密鑰信息供使用，可用幾種技術(shù)實現(xiàn)這一編程，例如可通過一鏈路使用上述的返回鏈路來傳遞來自有條件訪問管理器124的密碼信息。或者，可使用智能卡技術(shù)，諸如智能卡328、預編程快閃存儲卡和其它已知的便攜存貯裝置。
例如，智能卡328經(jīng)設(shè)計，該值一旦載入卡中就不能從智能卡存儲器里讀出。
運用物理與電子保密措施防止篡改該密鑰信息并探測篡改或損害企圖。存貯的該密鑰可在探測出篡改企圖時被擦除。智能卡電路包括一微處理器核心部件，含有軟件實施的加密算法，通常為“數(shù)據(jù)加密標準”(DES)。智能卡能輸入提供給它的值，用卡上的DES算法和預先存貯的觀眾廳專用密鑰對這些值加密(解密)，并輸出結(jié)果。或者，可用智能卡328直接把加密的電子密鑰信息傳給劇院分系統(tǒng)104中的電路，后者在使用時通過音像解密處理來處理這一密鑰信息。
圖像節(jié)目數(shù)據(jù)流運用逆ABSDCT算法或其它與中樞壓縮器/加密器112應(yīng)用的圖像壓縮對稱的圖像解壓縮處理經(jīng)歷動態(tài)的圖像解壓縮。若圖像壓縮基于ABSDCT算法，則解壓縮處理包括可變長度譯碼、逆頻率加權(quán)、逆量化、逆差分四叉樹(quad-tree)變換、IDCT和DCT塊組合器解交織。用于解壓縮的處理單元可用配置成該功能的專用硬件來實現(xiàn)，諸如ASIC或一個或多個電路卡組件?；蛘撸蓪⒔鈮嚎s處理單元構(gòu)成標準單元或通用硬件，包括各種數(shù)字信號處理器或可編程電子裝置或者在特種功能軟件或固件程序控制下操作的計算機?？蓪⒍鄩KASIC構(gòu)成處理圖像信息，同時支持高圖像數(shù)據(jù)率。
圖像數(shù)據(jù)在輸出供投影儀顯示前，先加上數(shù)字水印。數(shù)據(jù)在輸出給投影儀148顯示其呈現(xiàn)的圖像前，由解密器/解壓縮器320加水印。
現(xiàn)參照圖4，圖中示出解密器/解壓縮器320對圖像加水印的有關(guān)部件。解密器/解壓縮器320有一經(jīng)壓縮的數(shù)據(jù)接口(CDI)401，可接收來自解包器316解包的經(jīng)壓縮與加密的數(shù)據(jù)(見圖3)。數(shù)據(jù)傾向于以突發(fā)方式移動與處理，故把收到的數(shù)據(jù)存入隨機存儲存儲器402，后者較佳地為SDRAM器件等，直到被需要。輸入到SDRAM存儲器402的數(shù)據(jù)對應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)壓縮加密的版本，因此存儲器402不必大得(相對而言)能存貯對應(yīng)于大量圖像幀的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)隨時被CDI401從存儲器402中取出而輸出給解密電路403，并用DES(數(shù)據(jù)加密標準)密鑰解密。該DES密鑰在中央設(shè)施102(圖1)作加密所專用，因此能解密進入的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在從中央設(shè)施發(fā)送前，還用無損技術(shù)壓縮，包括Huffman或游程長度編碼和/或有損技術(shù)，包括將塊中數(shù)據(jù)值除以2的冪(即2或4或8等)的塊量化。因此，解密器/解壓縮器320包括對解密數(shù)據(jù)解壓縮的解壓縮器，如逆量化塊(Huffman/IQB)解壓縮器404。以Huffman/IQB解壓縮器404來的解壓縮的數(shù)據(jù)代表DCT域的圖像數(shù)據(jù)。
由于該系統(tǒng)已經(jīng)包括執(zhí)行DCT壓縮技術(shù)所需的硬軟件，尤其是上述壓縮數(shù)據(jù)的ABSDCT壓縮技術(shù)，所以可用這些硬軟件將水印埋入DCT域的圖片。當然可用其它變換方法，但因系統(tǒng)中已有該硬件，所以這是最經(jīng)濟的辦法。
因此，來自解壓縮器404的數(shù)據(jù)輸入水印處理器405，以下述方法加水印。然后將來自水印處理器405的數(shù)據(jù)輸入逆DCT變換電路406，把數(shù)據(jù)從DCT域轉(zhuǎn)換成像素域的圖像數(shù)據(jù)。
這樣產(chǎn)生的像素數(shù)據(jù)輸入幀緩沖器接口407和相關(guān)聯(lián)的SDRAM存儲器408。幀緩沖器接口407和存儲器408用作緩沖器，其中保存的像素數(shù)據(jù)由圖像處理器409以適合的像素格式重建。SDRAM存儲器408的容量與同壓縮數(shù)據(jù)接口401關(guān)聯(lián)的SDRAM存儲器402的大小相似。但因輸入幀緩沖器接口407的數(shù)據(jù)代表像素域圖像，故只有較少量的圖像幀數(shù)據(jù)能存貯在SDRAM存儲器408里。這不成問題，因為幀緩沖器接口407的作用只是重排來自逆DCT電路的數(shù)據(jù)，提供給像素圖像處理器409以顯示速率重新格式化。
解壓縮的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換，將模擬信號輸出給投影儀148，顯示由圖像數(shù)據(jù)表示的圖像。投影儀148在屏上顯現(xiàn)電子方式表示的節(jié)目。高品質(zhì)投影儀以先進技術(shù)為基礎(chǔ)，如用液晶光閘(LCLV)法處理光學或圖像信息。投影儀148接收來自圖像解密/解壓縮器320的圖像信號，通常為普通紅綠蘭(RGB)視頻信號格式?；蛘撸捎脭?shù)字接口把解壓縮的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)傳給投影儀148，以免作數(shù)/模處理的需要。投影儀148的監(jiān)控信息傳遞，通常通過數(shù)字串行接口由控制器312提供。
圖5詳細示出水印處理器405，它是一種可配置的系數(shù)調(diào)制器，其中諸寄存器存貯了水印標識信息，并決定哪些盤要加標記及標記的輕重。
在數(shù)據(jù)輸出給投影儀顯示前，水印處理器405將覺察不到的投影儀標識碼與時間戳埋入連續(xù)的視頻幀。該標識編碼法能經(jīng)受基本的圖像處理，如分辨率標定與剪切。雖然可能涉及更復雜的攻擊，如幀間求平均、多源片段串通與圖像卷繞等，但是超出了偶然的視頻資源盜竊。將水印信息插入視頻數(shù)據(jù)，在時間不超過5分鐘的活動圖像節(jié)目的任意鄰接片斷期間，可讀出水印所含的所有信息。
水印處理器405應(yīng)用的DES引擎被鍵控到節(jié)目密鑰，這樣做有三個目的首先，因序列與非線性噪聲發(fā)生器相連系，故無法預測水印圖案；其次，水印為各個節(jié)目專用，保證盜竊者無法篡改，不管是否相容于另外的節(jié)目還是了解水印技術(shù)；再次，由于水印隱蔽在噪聲類隨機序列即由DES引擎生成的碼中，故覺察不到。
假定視頻盜竊者知道他在偷竊的電影材料包含某種原始的水印，他可能無法感覺到它或從將它剝離圖像，但可用下述諸方法改變它。
在節(jié)目被錄制到電視攝像機等設(shè)備上時，會發(fā)生分辨度標定與剪切等操作。數(shù)字電影顯示格式能像256×1088這么大；而大多數(shù)消費類設(shè)備被限于最大為800×600像素(SVHS)。這意味著分辨度標定操作，還可能有剪切操作。視頻盜竊者可以決定捕獲圖像的全幅(信箱(letterbox)格式)還是其一部分(搖擺鏡頭與掃描)。
在用同一景像的兩個視頻幀平均出加水印的區(qū)域時，要作幀間求平均等復雜的操作。當電視攝像機中的電荷耦器件(CCD)把投影儀的24或30fps轉(zhuǎn)換成其內(nèi)部刷新速率時，會出現(xiàn)該幀間求平均的一種形式。
以不同的投影儀以不同的水印標識碼捕獲同一節(jié)目序列時，會出現(xiàn)另一種復雜操作工作。可以比較幾組幀來識別幀的哪些部分作了記號并作平均。該法的一種變型即串通法用節(jié)目的兩個復制品識別有標記部分，再經(jīng)修改而制出第三復制品的偽特征。另一種復雜操作是圖像卷繞，涉及對每一幀應(yīng)用幾何變換。根據(jù)該方法，圖像位略移到新的位置，使圖像似乎保持原樣，但水印檢測器卻無法檢測出這些比特。
水印處理器405包括許多寄存器421～425，它們保存著水印處理所使用的諸變量。寄存器421與422保存的數(shù)據(jù)分別識別投影儀(哪一臺投影儀和哪一家劇院)和節(jié)目顯示時間。將投影儀身份數(shù)據(jù)和時間戳數(shù)據(jù)輸入給糾錯單元427，在此應(yīng)用前向糾錯即卷積編碼。來自糾錯單元427的糾錯的數(shù)據(jù)與來自寄存器423的擴展系數(shù)一起輸入給擴展塊429，后者擴展來自糾錯單元427的各位，使水印數(shù)據(jù)更能抵抗短期操作。在每個輸入位進到下一位之前，擴展塊429執(zhí)行的擴展功能可以例如復制多次，這能能使該數(shù)據(jù)在幀內(nèi)被擴展，碼按逐幀變化，或者在若干幀內(nèi)被擴展，碼在預定的幀數(shù)之后變化。
水印處理器405還包括DES引擎432，它生成的DES碼完全與DES解密單元403(圖4)使用的DES碼無關(guān)。DES解密單元403使用的DES密鑰適合對來自中央設(shè)施(圖1)的數(shù)據(jù)作加密與解密，而DES引擎432生成的DES密鑰專用于放影片的劇院和/或投影儀I。
用DES引擎432產(chǎn)生偽隨機噪聲(PN)序列，用于將水印數(shù)據(jù)埋入電影位。節(jié)目開始時，節(jié)目密鑰從寄存器424載入DES引擎432，在整個節(jié)目中使用。各幀開始時，用當前幀數(shù)裝載初始矢量。將DES引擎432配置成輸出反饋模式，這樣就產(chǎn)生對每個節(jié)目的每一幀獨特的長期PN序列。這樣產(chǎn)生的長PN序列被輸出給異-或(XOR)組合器433，按逐位原則與來自擴展塊429的數(shù)據(jù)組合。
幅度控制塊434識別各被標記的DCT系數(shù)的電平。幅度控制方法是測定每個DCT系數(shù)的幅值，再用諸DCT系數(shù)幅度來索引查表中的數(shù)據(jù)。系數(shù)幅度確定為絕對系數(shù)值的log2。DCT變換域的優(yōu)點在于能適合水印，因為水印取決于原始圖像諸DCT系數(shù)的強度值。水印強度值大的DCT系數(shù)中做得很強，在DCT值小的區(qū)域被衰減。
盡管可以使用任一種彩色分量，但是圖5示出只把圖像亮度(y)分量的DCT系數(shù)輸入到幅度控制塊434(實際上輸入水印處理器405)。該例中，與圖像不同的彩色分量(CR與CB)相關(guān)的DCT系數(shù)繞過整個水印處理器405，因為色差分量(CR與CB)本身不能用于產(chǎn)生有意義的圖像，倒是亮度(y)分量可建立圖像的黑白版本。處理y分量的DCT系數(shù)減少了處理開銷。在另一實施例中，對水印處理器輸入CR和/或CB分量。
幅值控制塊434產(chǎn)生的幅值傳給標記控制塊436，該標記控制塊436控制作標記分量的實際選擇，它決定在哪一類子塊中標記哪一個DCT系數(shù)。任何塊大小(16×16、8×8、4×4、2×2)都可標記，無論該塊是否明顯地感覺得到。在一實施例中，明顯感覺得到的和其它塊都作標記。在另一實施例中，明顯感覺得到的塊不作標記。標記控制塊436轉(zhuǎn)換來自XOR組合器433的水印值，若水印位是零(0)，就轉(zhuǎn)換成負值(-1)，若水印位是一(1)，則轉(zhuǎn)換成正值(+1)。標記控制塊436還決定是否將水印數(shù)據(jù)真的引入亮度分量的DCT系數(shù)，為此要檢查該系數(shù)值和/或來自幅值控制塊的幅值以及關(guān)于DCT系數(shù)的其它信息(包括塊大小)。通常，不對log2值為零的系數(shù)加水印，否則會將噪聲引入圖像，而這類噪聲可能在圖像中看得出，故不能接受。要加水印時，要把正(+1)或負(-1)值加到亮度(y)數(shù)據(jù)。
來自標記控制塊436的數(shù)據(jù)被輸入加法器438，在這里它們被加到圖像亮度分量的DCT系數(shù)。這樣即把水印數(shù)據(jù)加到了圖像數(shù)據(jù)里，又保持在DCT域中。除了DC分量，所有DCT系數(shù)均被視為應(yīng)用水印的候選者。數(shù)據(jù)的應(yīng)用特別地依賴于系數(shù)的幅度。對DCT系數(shù)加水印數(shù)據(jù)將對圖像中某一區(qū)域有影響，因為每個DCT系數(shù)都對圖像中若干像素有貢獻。因此，要對幾乎整個圖像而不只是選擇的圖像部分加水印，這樣易使水印更能耐受諸如上述的攻擊。
技術(shù)人員將明白，水印被構(gòu)成指示授權(quán)顯現(xiàn)的地點與時間，以便更有效地跟蹤非法復制源。在播放過程中，水印以頻繁但確定的周期出現(xiàn)，而且觀眾看不見。在以預定為正常傳遞速率顯現(xiàn)解壓縮的圖像或音頻信息期間，感覺不出該水印。但在以明顯不同于該正常速率的速率如較慢的“非實時”或靜止幀播放速率顯現(xiàn)圖像或音頻信息時，水印雖然感覺不到，但可被檢測出來。若發(fā)現(xiàn)了未經(jīng)授權(quán)的節(jié)目復制，管理當局就能讀出數(shù)字水印信息，確定復制的影院。
將水印處理器405如此產(chǎn)生的加水印DCT數(shù)據(jù)輸入逆DCT單元406，在這里轉(zhuǎn)換成參照圖4說明的像素數(shù)據(jù)。于是，解密器/解壓縮器320就對輸入的數(shù)據(jù)解密、解壓縮、加水印，把數(shù)據(jù)從DCT域轉(zhuǎn)換到像素域，并將像素重構(gòu)成適合投影儀148顯示該圖像的格式。
圖3的音頻解密器/解壓縮器324以類似的方式操作音頻數(shù)據(jù)，雖然它不對音頻信號加代表水印或指紋的數(shù)據(jù)。當然，需要的話，也可用這種水印技術(shù)識別音頻節(jié)目。音頻解密器/解壓縮器324從解包器316中取出音頻數(shù)據(jù)流進行解密，再重新組裝原始音頻供劇院的揚聲器或音響系統(tǒng)152播放。該操作的輸出向音響系統(tǒng)152提供標準的線電平音頻信號。
與圖像解密/解壓縮器320相似，音頻解密器/解壓縮器324的操作與中樞102的音頻壓縮器192和音頻加密器196的操作相反。解密器324利用來自密碼智能卡328的電子密鑰和嵌在數(shù)據(jù)流里的電子密鑰對音頻信號解密，再對解密的音頻數(shù)據(jù)解壓縮。
被執(zhí)行的音頻解壓縮的算法與中樞102使用的音頻壓縮算法呈對稱。解壓縮多條音頻聲道(有的話)。音頻聲道數(shù)取決于特定觀眾廳或顯現(xiàn)系統(tǒng)的多音響聲音系統(tǒng)的設(shè)計。中央中樞102還可發(fā)送附加音頻聲道來增強音頻節(jié)目，以便提供多語言聲道和為弱視聽眾的音頻提示。該系統(tǒng)還可為弱聽觀眾提供與圖像節(jié)目同步的附加數(shù)據(jù)軌道，如多媒體專用效果軌道、字幕與專用目視提示軌道。
如前所述，音頻與數(shù)據(jù)軌道可與圖像節(jié)目時間同步，或者異步顯現(xiàn)而無須時間同步。圖像節(jié)目可以包括單幀(即靜止像)、單幀靜止像序列或持續(xù)時間有短有長的活動圖像序列。
必要時，可將音頻聲道提供給音頻延遲單元，后者插入使音頻與有關(guān)圖像幀同步所需的延遲。然后各聲道經(jīng)歷數(shù)-模轉(zhuǎn)換，對音響系統(tǒng)152提供所謂的“沿線電平”輸出。即由數(shù)字數(shù)據(jù)生成的合適模擬電平或格式信號以驅(qū)動適當?shù)囊繇懴到y(tǒng)。在大多數(shù)劇院音響系統(tǒng)中，沿線電平音頻輸出通常使用標準的XLR或AES/EBU連接器。
再參照圖3，譯碼器底盤144包括光纖信道接口288、解包器316、譯碼控制器或CPU312、圖像解密器/解壓縮器320、音頻解密器/解壓縮器304和密碼智能卡328。譯碼器底盤144是一種牢固、自包容的底盤，還裝有加密智能卡328接口、內(nèi)部電源和/或穩(wěn)壓、冷風扇(必要的話)、本機控制面板和外部接口。本機控制面板可以應(yīng)用任一種已知的輸入裝置，如嵌入了LED指示器的隔膜開關(guān)平面板。本機控制面板通常應(yīng)用或構(gòu)成鉸鏈式檢修門，可進入底盤內(nèi)部作保養(yǎng)。該門有安全鎖，防止未授權(quán)進入、偷竊或篡改該系統(tǒng)。安裝期間，把含有加密密鑰信息(觀眾廳專用鑰)的智能卡328裝在譯碼器底盤144內(nèi)，被緊固在鎖住的前面板后面。密碼智能卡插槽只有在緊固的前面板內(nèi)才能觸及。圖像解密器/解壓縮器320輸出給投影儀148的YIQ信號，以某種方式牢固地連接在譯碼器底盤144內(nèi)，在譯碼器底盤144裝到投影儀機殼時不能訪問該YIQ信號。在譯碼器144未正確裝到投影儀148時，可用保安聯(lián)鎖裝置防止操作譯碼器144。
音響系統(tǒng)152在劇院揚聲器上播出節(jié)目的音頻部分，較佳地從音頻解密器/解壓縮器324接收多達12聲道的數(shù)字或模擬格式的標準格式音頻信號。
或者，可將播放模塊140和譯碼器144集成為單個播放譯碼單元132。組合播放模塊140和譯碼模塊148可節(jié)約成本與訪問時間，因為只要用單個CPU(292或312)就可起到播放模塊140和譯碼器144的雙重作用。播放模塊140與譯碼器144的組合也不要求使用光纖信道接口288。
若希望有多個觀看地點，就在任一存貯裝置136上將信息配置成向不同的觀眾廳傳遞單個圖像節(jié)目的壓縮信息，在時間上相互有一預選的可編程偏移或延遲。在向選擇的多個觀眾廳幾乎同時顯現(xiàn)單個圖像節(jié)目時，這些預選的可編程偏移做成基本上為零或極小。在其它時間，可將這些偏移置成幾分鐘到數(shù)小時，視存儲器配置與容量而定，以提供極為靈活的顯現(xiàn)時間表，這便于劇院綜合體更好地迎合顯現(xiàn)頭輪影片等事件的市場需求。
圖6更詳細地示出劇院管理器128。參照圖6，劇院管理器128操作監(jiān)控整個顯現(xiàn)或劇院分系統(tǒng)104，或者劇院綜合體內(nèi)的一個或多個觀眾廳模塊132。劇院管理器128還可利用節(jié)目控制裝置或機構(gòu)根據(jù)一個或多個收到的各別音像節(jié)目建立節(jié)目組，在授權(quán)期內(nèi)安排在觀眾廳系統(tǒng)上顯現(xiàn)。
劇院管理器包括劇院管理處理器336，可選任地包含至少一個調(diào)制解調(diào)器340或其它與返回鏈路接口的裝置，以將消息送回中樞102。劇院管理器128可以包括監(jiān)視器等視頻顯示單元和鍵盤等用戶接口裝置，它們可以駐留在劇院綜合體管理器的辦公室、票房或便于劇院經(jīng)營的任何其它合適的地點。
劇院管理處理器336一般是標準的商業(yè)或商務(wù)級計算機，與網(wǎng)絡(luò)管理器120和有條件訪問管理器124(圖1)通信。較佳地，用調(diào)制解調(diào)器340與中央中樞102聯(lián)系。調(diào)制解調(diào)器340通常是駐留于或連接處理器的標準的電話線調(diào)制解調(diào)器，接至標準雙線電話線而回傳至中央中樞102。或者，劇院管理處理器336與中央中樞102之間的通信用其它低數(shù)據(jù)率通信方法發(fā)送，諸如因特網(wǎng)、專用或公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、無線或衛(wèi)星通信系統(tǒng)，對此可將調(diào)制解調(diào)器340配置成提供合適的接口結(jié)構(gòu)。
劇院管理器128讓每個觀眾廳模塊132與各存貯裝置136通信。劇院管理模塊接口包括一緩沖存儲器，使信息突發(fā)脈沖串可從劇院存貯裝置136用劇院管理接口126以高數(shù)據(jù)率傳遞，并被觀眾廳模塊132的其它單元以較慢的速率處理。
劇院管理器128與網(wǎng)絡(luò)管理器120和/或有條件訪問管理器124之間傳送的信息，包括請求重新傳輸劇院分系統(tǒng)104收到的有不可糾正位錯的信息部分、監(jiān)控信息、操作報告與報警及密碼密鑰信息。傳送的消息可受密碼保護，以提供竊聽型保密性和/或驗證與審核。
劇院管理器128可配置成提供顯現(xiàn)系統(tǒng)的全自動操作，包括播放/顯示、安全性和網(wǎng)絡(luò)管理功能的控制，還可控制外圍劇院功能，如票子儲備與銷售、核準經(jīng)營和環(huán)境管理。或者，可用人工介入來補充控制某些劇院經(jīng)營。劇院管理器128還可與劇院綜合體中某些現(xiàn)有的控制自動系統(tǒng)接口，以控制或調(diào)整這些功能。眾所周知，準備使用的系統(tǒng)將取決于現(xiàn)有的技術(shù)和具體劇院的要求。
通過控制劇院管理器128或網(wǎng)絡(luò)管理器120，本發(fā)明一般支持在多臺顯示投影儀上同時播放和顯示錄制的節(jié)目。而且在劇院管理器128或網(wǎng)絡(luò)管理器120的控制下，即使劇院分系統(tǒng)104只需要接收一次節(jié)目，通常就能授權(quán)某節(jié)目播放多次。安全性管理可以控制允許各節(jié)目的播放時間和/或次數(shù)。
通過網(wǎng)絡(luò)管理模塊112對劇院管理器128的自動控制，提供的一裝置用于自動地存貯和顯現(xiàn)節(jié)目。此外，遠離中央設(shè)施的地點具有運用控制單元控制某些預選的網(wǎng)絡(luò)操作的能力。例如，電視或影片演播室可自動控制來自中央位置諸如演播辦公室的影片或其它顯現(xiàn)材料的發(fā)售，并考慮到市場需求的迅速變化或?qū)︼@現(xiàn)內(nèi)容的反應(yīng)或其它本領(lǐng)域所知的原因，幾乎能立即更改顯現(xiàn)內(nèi)容。
劇院分系統(tǒng)104可用劇院接口網(wǎng)(未示出)與觀眾廳模塊132相連。劇院接口網(wǎng)包括一局域網(wǎng)(電學或光學)，在劇院分系統(tǒng)104提供本地的節(jié)目路由。節(jié)目貯存在各存貯裝置136內(nèi)，通過劇院接口網(wǎng)傳給劇院分系統(tǒng)104的一個或多個觀眾廳系統(tǒng)132。劇院接口網(wǎng)126可用任一呈現(xiàn)出適當數(shù)據(jù)傳遞率、連接性與可靠性的許多標準局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的任一個實現(xiàn)，如仲裁環(huán)路、交換型或面向中樞的網(wǎng)絡(luò)。
如圖1所示，各存貯裝置136對授權(quán)播放和顯示的節(jié)目材料提供本地存貯。存貯系統(tǒng)可在各劇院系統(tǒng)集中，此時劇院存貯裝置136讓劇院分系統(tǒng)104在一個或多個觀眾廳里構(gòu)成顯現(xiàn)事件，每次供若干觀眾廳共用。
根據(jù)容量，劇院存貯裝置136一次可存貯若干節(jié)目。該劇院存貯裝置136可用局域網(wǎng)連接成在任一授權(quán)的顯現(xiàn)系統(tǒng)(即投影儀)上播放和顯現(xiàn)任何節(jié)目，而且可在兩個或更多顯現(xiàn)系統(tǒng)上同時播放同一節(jié)目。
先已參照一較佳實施例描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解，有關(guān)實施例僅用于舉例，具備有關(guān)知識和技能的人可作出修正和變更而不違反所附權(quán)項及其等效文件提出的本發(fā)明的精神與范圍。
權(quán)利要求
1.一種把代表水印的數(shù)據(jù)施加到代表圖像的數(shù)據(jù)的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括地點與時間數(shù)據(jù)源；連接成接收地點與時間數(shù)據(jù)的差錯編碼單元，用于對所述地點與時間數(shù)據(jù)應(yīng)用前向糾錯算法，從中輸出差錯編碼的數(shù)據(jù)；耦合成接收差錯編碼數(shù)據(jù)的擴碼單元，通過從中重復多次輸出差錯編碼數(shù)據(jù)部分，擴展差錯編碼數(shù)據(jù)而產(chǎn)生擴展數(shù)據(jù)；DES碼發(fā)生器，用于生成和輸出代表DES碼的數(shù)據(jù)；組合器，用于組合擴展數(shù)據(jù)和DES碼，輸出代表地點與時間專用水印的水印數(shù)據(jù)；接收機，用于把包含所述代表圖像的數(shù)據(jù)的信號接收為變換空間內(nèi)的DCT系數(shù)，數(shù)據(jù)在信號媒體上以編碼與壓縮的形式接收，并用于接收設(shè)備專用鑰；對設(shè)備專用密鑰作出響應(yīng)的譯碼電路，用于譯碼和解壓縮收到的信號以恢復代表圖像的數(shù)據(jù)；控制電路，用于分析至少一個圖像數(shù)據(jù)分量，以確定其屬性并輸出代表該屬性的信號；耦合成接收來自控制電路的信號、來自源的圖像數(shù)據(jù)和來自組合器的水印數(shù)據(jù)的標記控制單元，用于根據(jù)屬性特征與圖像數(shù)據(jù)特征對圖像數(shù)據(jù)加水印數(shù)據(jù)；逆DCT變換電路，被連接成接收加水印的圖像數(shù)據(jù)，并將其從在變換空間中把圖像代表為DCT系數(shù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到在像素空間中代表圖像的數(shù)據(jù)；連接成接收在像素空間中代表圖像的數(shù)據(jù)的像素處理器，用于把像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合顯示的格式；和連接成接收來自像素處理器的格式化像素數(shù)據(jù)的投影儀，用于投射這樣代表的圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)源和唯一地識別活動圖像中每一幀的幀索引數(shù)據(jù)源，其中把DES碼發(fā)生器連接至該源，以便從中接收幀索引數(shù)據(jù)，并且根據(jù)幀索引數(shù)據(jù)與節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)生成DES碼。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)源和唯一地識別活動圖像中預定幀數(shù)的幀索引數(shù)據(jù)源，其中DES碼發(fā)生器連接該源，以便從中接收幀索引數(shù)據(jù)，并根據(jù)幀索引數(shù)據(jù)與節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)生成DES碼。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，組合器包括一異-或(XOR)門電路，用于按XOR功能以逐位原則組合擴展數(shù)據(jù)與DES碼。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，控制電路連接成接收代表圖像亮度分量的數(shù)據(jù)，并被配置成按照所述屬性確定作為亮度分量值的log2的亮度分量幅度。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，標記控制單元被安排成從水印數(shù)據(jù)生成一正或負值，并根據(jù)亮度分量值的log2大于預定閾值，而在圖像數(shù)據(jù)上加上生成的值。
7.一種把代表水印的數(shù)據(jù)加到代表圖像的數(shù)據(jù)的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括提供地點與時間數(shù)據(jù)的裝置；接收地點與時間數(shù)據(jù)的裝置，用于對所述地點與時間數(shù)據(jù)應(yīng)用差錯編碼，從中輸出差錯編碼數(shù)據(jù)；耦合成接收差錯編碼數(shù)據(jù)的擴展裝置，用于對差錯編碼數(shù)據(jù)應(yīng)用擴展功能，從中輸出擴展數(shù)據(jù)；生成和輸出代表偽隨機碼的數(shù)據(jù)的裝置；組合擴展數(shù)據(jù)和偽隨機碼并輸出代表地點與時間的專用水印的水印數(shù)據(jù)的裝置；提供代表變換空間中圖像的圖像數(shù)據(jù)的裝置；用于分析至少一個圖像數(shù)據(jù)分量以確定其屬性并用于輸出代表該屬性的信號的裝置；和耦合成接收代表屬性、圖像數(shù)據(jù)和水印數(shù)據(jù)的信號的標記裝置，用于根據(jù)屬性特征與圖像數(shù)據(jù)特征對圖像數(shù)據(jù)加水印數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，生成和輸出代表偽隨機碼的數(shù)據(jù)的裝置被配置成對地點與時間數(shù)據(jù)應(yīng)用前向糾錯算法。
9.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，擴展裝置被配置成根據(jù)擴展系數(shù)應(yīng)用擴展功能。
10.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，擴展裝置被配置成應(yīng)用一擴展功能，其中差錯編碼數(shù)據(jù)中的各位被重復多次。
11.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，生成和輸出代表偽隨機碼的數(shù)據(jù)的裝置包括一DES引擎。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，還包括提供節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)的裝置，其中DES引擎連接至該提供裝置以從中接收節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)，并根據(jù)節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)生成偽隨機碼。
13.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，還包括提供唯一地識別活動圖像中每幀的幀索引數(shù)據(jù)的裝置，其中DES引擎連接至提供幀索引數(shù)據(jù)的裝置，以從中接收幀索引數(shù)據(jù)并根據(jù)該幀索引數(shù)據(jù)生成偽隨機碼。
14.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，還包括提供唯一地識別活動圖像在預定幀數(shù)的幀索引數(shù)據(jù)的裝置，其中DES引擎連接至提供幀索引數(shù)據(jù)的裝置，以從中接收幀索引數(shù)據(jù)并根據(jù)該幀索引數(shù)據(jù)生成偽隨機碼。
15.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，還包括提供唯一地識別活動圖像中各幀的幀索引數(shù)據(jù)的裝置，其中DES引擎接至提供幀索引數(shù)據(jù)的裝置，以從中接收幀索引數(shù)據(jù)并根據(jù)幀索引數(shù)據(jù)與節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)生成偽隨機碼。
16.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，組合裝置包括一異-或(XOR)門電路，用于按XOR功能以逐位原則組合擴展數(shù)據(jù)和偽隨機碼。
17.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，分析至少一個圖像數(shù)據(jù)的分量的裝置連接成接收代表圖像亮度分量的數(shù)據(jù)。
18.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，分析至少一個圖像數(shù)據(jù)分量的裝置連接成接收代表圖像色度分量的數(shù)據(jù)。
19.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，分析至少一個圖像數(shù)據(jù)分量的裝置配置成把幅度值確定為屬性。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，幅度被定為圖像某分量值的log2。
21.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，把標記裝置安排成將水印數(shù)據(jù)生成的值生成為正或負值，并根據(jù)所述屬性特征對圖像數(shù)據(jù)加生成的值。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，分析至少一個圖像數(shù)據(jù)分量的裝置被配置成將幅度值確定為屬性，而特征是大于預定閾值的幅度值。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，將幅度確定為圖像數(shù)據(jù)該分量值的log2。
24.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于還包括用于接收包含所述在單個媒體上的以編碼與壓縮形式代表圖像的數(shù)據(jù)的信號并接收設(shè)備專用密鑰的裝置；對設(shè)備專用密鑰作出響應(yīng)的譯碼裝置，用于譯碼和解壓縮收到的信號，從而恢復代表圖像的數(shù)據(jù)。
25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，信號在媒體上作為數(shù)據(jù)包傳送，接收信號的裝置包括用于接收數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)接口裝置。
26.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，接收信號的裝置安排成通過一媒體接收設(shè)備專用密鑰，所述媒體不同于從其接收編碼與壓縮數(shù)據(jù)信號的媒體。
27.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，信號用DES加密法編碼，而譯碼電路包括一DES解密引擎。
28.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，信號用無損壓縮技術(shù)壓縮。
29.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其特征在于，無損壓縮技術(shù)包括掃描寬度編碼法。
30.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，信號用有損壓縮技術(shù)壓縮。
31.如權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其特征在于，有損壓縮技術(shù)包括塊量化。
32.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，還包括逆變換裝置電路，被耦合成接收加水印的圖像數(shù)據(jù)，并將所述圖像數(shù)據(jù)從代表變換空間中的圖像的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到代表像素空間中的圖像的數(shù)據(jù)。
33.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其特征在于，還包括耦合接收代表像素空間中圖像的數(shù)據(jù)的像素處理裝置，用于把像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合投影儀顯示的格式。
34.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，還包括一接收裝置，用于緩沖來自像素處理裝置的逆變換裝置的數(shù)據(jù)。
35.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其特征在于，還包括耦合成接收來自像素處理器的格式化像素數(shù)據(jù)的顯示裝置，用于顯示像素數(shù)據(jù)代表的圖像。
36.一種對代表圖像的數(shù)據(jù)施加代表水印的數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述方法包括提供地點與時間數(shù)據(jù)；對所述地點與時間數(shù)據(jù)應(yīng)用前向糾錯算法，以產(chǎn)生差錯編碼數(shù)據(jù)；對差錯編碼數(shù)據(jù)應(yīng)用擴展功能，通過多次重復部分差錯編碼數(shù)據(jù)而形成擴展數(shù)據(jù)；生成代表DES碼的數(shù)據(jù)；組合擴展數(shù)據(jù)和DES碼，形成代表地點與時間專用水印的水印數(shù)據(jù)；接收包含把圖像表示為變換空間中DCT系數(shù)的所述數(shù)據(jù)的信號，所述數(shù)據(jù)在信號媒體上以編碼與壓縮形式接收；接收設(shè)備專用密鑰；響應(yīng)于設(shè)備專用密鑰譯碼和解壓縮收到的信號，從中恢復代表圖像的數(shù)據(jù)；分析至少一個圖像數(shù)據(jù)分量，以確定其屬性并形成代表該屬性的信號；根據(jù)屬性特征和圖像數(shù)據(jù)特征，對圖像數(shù)據(jù)加上水印數(shù)據(jù)；把加水印的圖像數(shù)據(jù)從將圖像代表為變換空間中DCT系數(shù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到代表像素空間中圖像的數(shù)據(jù)；把像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合顯示的格式；和投射由格式化像素數(shù)據(jù)代表的圖像。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于還包括提供節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)；提供唯一地識別活動圖像中每幀的幀索引數(shù)據(jù)；和根據(jù)幀索引數(shù)據(jù)和節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)生成DES碼。
38.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于還包括提供節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)；提供唯一地識別活動圖像中預定幀數(shù)的幀索引數(shù)據(jù)；和根據(jù)幀索引數(shù)據(jù)和節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)生成DES碼。
39.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，還包括按XOR功能以逐位原則組合擴展數(shù)據(jù)和DES碼。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于還包括接收代表圖像亮度分量的數(shù)據(jù)；和把作為所述屬性的亮度分量幅度值確定為亮度分量值的log2。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于還包括從水印數(shù)據(jù)生成作為生成值的正或負值；和根據(jù)亮度分量值的log2大于預定閾值，對圖像數(shù)據(jù)加上生成值。
42.一種對代表圖像的數(shù)據(jù)施加代表水印的數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述方法包括提供地點與時間數(shù)據(jù)；對所述地點與時間數(shù)據(jù)應(yīng)用差錯編碼法，產(chǎn)生差錯編碼數(shù)據(jù)；對差錯編碼數(shù)據(jù)應(yīng)用擴展功能，產(chǎn)生擴展數(shù)據(jù)；生成代表偽隨機碼的數(shù)據(jù)；組合擴展數(shù)據(jù)和偽隨機碼，產(chǎn)生代表地點與時間專用水印的水印數(shù)據(jù)；提供代表變換空間中圖像的圖像數(shù)據(jù)；分析至少一個圖像數(shù)據(jù)分量，確定其屬性以產(chǎn)生代表該屬性的信號；和根據(jù)屬性特征和圖像數(shù)據(jù)特征，對圖像數(shù)據(jù)加上水印數(shù)據(jù)。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，還包括對地點與時間數(shù)據(jù)應(yīng)用前向糾錯算法。
44.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)擴展系數(shù)應(yīng)用擴展功能。
45.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，還包括應(yīng)用一擴展功能，其中差錯編碼數(shù)據(jù)的各位被重復多次。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中利用DES引擎生成偽隨機碼發(fā)生器。
47.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于，還包括接收節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)并根據(jù)該節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)生成偽隨機碼。
48.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于還包括提供唯一地識別活動圖像中各幀的幀索引數(shù)據(jù)；和根據(jù)幀索引數(shù)據(jù)生成偽隨機碼。
49.如權(quán)利要求46所述的方法，其特征在于還包括提供唯一地識別活動圖像中預定幀數(shù)的幀索引數(shù)據(jù)；和根據(jù)幀索引數(shù)據(jù)生成偽隨機碼。
50.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于還包括提供唯一地識別活動圖像中每幀的幀索引數(shù)據(jù)；和根據(jù)幀索引數(shù)據(jù)和節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)生成偽隨機碼。
51.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于還包括提供唯一地識別活動圖像中預定幀數(shù)的幀索引數(shù)據(jù)；和根據(jù)幀索引數(shù)據(jù)和節(jié)目密鑰數(shù)據(jù)生成偽隨機碼。
52.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，還包括按XOR功能以逐位原則組合擴展數(shù)據(jù)和偽隨機碼。
53.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，還包括提供代表圖像亮度分量的數(shù)據(jù)。
54.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，還包括把幅度值確定為圖像的屬性。
55.如權(quán)利要求54所述的方法，其中幅度被確定為圖像數(shù)據(jù)分量值的log2。
56.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)水印數(shù)據(jù)生成作為生成值的正或負值；和根據(jù)所述屬性特征，對圖像數(shù)據(jù)加上生成的值。
57.如權(quán)利要求56所述的方法，其特征在于，還包括將幅度值確定為屬性，其中特征是幅度值大于預定閾值。
58.如權(quán)利要求57所述的方法，其特征在于還包括幅度被確定為圖像數(shù)據(jù)分量值的log2。
59.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于還包括在信號媒體上接收包含所述以編碼與壓縮形式代表圖像的數(shù)據(jù)的信號；接收設(shè)備專用密鑰；和響應(yīng)于設(shè)備專用密鑰，譯碼與解壓縮收到的信號，以從中恢復代表圖像的數(shù)據(jù)。
60.如權(quán)利要求59所述的方法，其中信號在媒體上作為數(shù)據(jù)包傳送。
61.如權(quán)利要求59所述的方法，其中設(shè)備專用密鑰通過一媒體接收，所述媒體不同于從其接收編碼與壓縮信號的媒體。
62.如權(quán)利要求59所述的方法，其中信號用DES加密法編碼。
63.如權(quán)利要求59所述的方法，其中信號用無損壓縮技術(shù)壓縮。
64.如權(quán)利要求63所述的方法，其中無損壓縮技術(shù)包括游程長度編碼。
65.如權(quán)利要求59所述的方法，其中信號用有損壓縮技術(shù)壓縮。
66.如權(quán)利要求65所述的方法，其中有損壓縮技術(shù)包括塊量化。
67.如權(quán)利要求59所述的方法，其特征在于，還包括把加水印的圖像數(shù)據(jù)從在變換空間中代表圖像的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到在像素空間中代表圖像的數(shù)據(jù)。
68.如權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，還包括把像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合投影儀顯示的格式。
69.如權(quán)利要求68所述的方法，其特征在于，還包括顯示像素數(shù)據(jù)代表的圖像。
70.一種對顯示的活動圖像加水印的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括水印發(fā)生器，其中生成的代表水印的數(shù)據(jù)包含第一和第二信息，第一信息適合顯示活動圖像并受前向差錯編碼保護，第二信息適合顯示活動圖像并受擾碼保護；和水印施加器，用于根據(jù)數(shù)據(jù)特征對代表幾乎所有活動圖像的圖像數(shù)據(jù)施加水印數(shù)據(jù)。
71.如權(quán)利要求70所述的設(shè)備，其特征在于，水印發(fā)生器連接成把地點數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)中的至少一個接收為所述適合顯示圖像的第一信息。
72.如權(quán)利要求70所述的設(shè)備，其特征在于，水印發(fā)生器連接成把識別活動圖像的節(jié)目數(shù)據(jù)和唯一地識別活動圖像每幀的幀數(shù)據(jù)中的至少一個接收為所述適合顯示圖像的第二信息。
73.如權(quán)利要求70所述的設(shè)備，其特征在于，水印發(fā)生器連接成把識別活動圖像的節(jié)目數(shù)據(jù)和唯一地識別活動圖像預定幀數(shù)的幀數(shù)據(jù)中的至少一個接收為所述適合顯示圖像的第二信息。
74.如權(quán)利要求72所述的設(shè)備，其特征在于，水印發(fā)生器連接成把地點數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)中的至少一個接收為所述適合顯示圖像的第一信息。
75.如權(quán)利要求70所述的設(shè)備，其特征在于，水印發(fā)生器包括一糾錯電路，用于接收所述適合顯示圖像的第一信息，并應(yīng)用所述前向差錯編碼。
76.如權(quán)利要求70所述的設(shè)備，其特征在于，水印發(fā)生器包括一DES引擎，用于接收所述適合顯示圖像的第二信息，并通過根據(jù)第二信息生成偽隨機碼而擾碼該信息。
77.如權(quán)利要求70所述的設(shè)備，其特征在于，水印施加器包括一幅度控制模塊，用于根據(jù)圖像數(shù)據(jù)的幅度控制對圖像數(shù)據(jù)施加水印數(shù)據(jù)。
78.如權(quán)利要求70所述的設(shè)備，其特征在于，水印施加器包括一加法器，用于對圖像數(shù)據(jù)加上水印數(shù)據(jù)。
79.一種水印系統(tǒng)，用于應(yīng)用于代表活動圖像的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生加水印的圖像數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被輸出給顯示裝置而顯示由此表示的活動圖像，其中識別系統(tǒng)、圖像和圖像顯示中至少一個的系統(tǒng)信息被卷積編碼與擴展，識別系統(tǒng)、圖像和圖像顯示中至少一個的信息被加密，從而產(chǎn)生水印數(shù)據(jù)并被加到除了其值低于預定電平的數(shù)據(jù)以外的幾乎所有代表活動圖像的數(shù)據(jù)，以便盡量減少被水印引入圖像的可見噪聲和其它人為假像。
全文摘要
一種對顯示的活動圖像加上水印的設(shè)備，包括生成代表水印的數(shù)據(jù)的水印發(fā)生器。水印包括與顯示活動圖像有關(guān)的地點數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)中的至少一個。地點與時間數(shù)據(jù)通過前向差錯編碼保護。水印還包括識別活動圖像的節(jié)目數(shù)據(jù)和唯一地識別活動圖像每一幀的幀數(shù)據(jù)中的至少一個。節(jié)目與時間數(shù)據(jù)通過擾碼而保護。根據(jù)數(shù)據(jù)的特征如幅度，水印施加器對代表幾乎所有活動圖像的圖像數(shù)據(jù)施加水印數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N7/167GK1630884SQ02815664
公開日2005年6月22日 申請日期2002年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月13日
發(fā)明者B·弗吉, K·蒂亞加拉簡, E·羅森 申請人:高通股份有限公司