DE69834969T2 - System für elektronische Wasserzeichen - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Autorisierungssystem und insbesondere ein Autorisierungssystem, das in Bilddaten eingebettete Identifikationsinformationen verwendet, um eine nicht autorisierte Vervielfältigung der Bilddaten zu verhindern.
  • Nicht autorisiertes Kopieren digitaler Bilddaten ist in letzter Zeit ein bedeutsames Problem geworden, weil eine Vervielfältigung digitaler Daten äußerst einfach sein kann. Um nicht autorisiertes Kopieren zu verhindern, sind verschiedene Autorisierungssysteme, die in Bilddaten eingebettete Identifikationsinformationen (ein elektronisches Wasserzeichen) verwenden, vorgeschlagen worden.
  • Ein System für sichtbare Wasserzeichen ist in der japanischen, nicht geprüften Patentveröffentlichung Nr. 8-241403 offenbart, die dem Patent der Vereinigten Staaten Nr. 5,530,759 entspricht. Bei diesem System wird ein sichtbares Wasserzeichen auf einem digitalen Bild so angeordnet, dass das entsprechende Pixel des ursprünglichen Bildes seine Helligkeit ändert, aber seine Farbart und -sättigung.
  • Ein System für unsichtbare Wasserzeichen ist in NIKKEI ELECTRONICS 1996.4.22 (Nr. 660) offenbart. Bei diesem System werden ursprüngliche Bilddaten in ein Frequenzspektrum umgewandelt und dann werden ID-Informationen in das Frequenzspektrum eingebettet, das wiederum in Bilddaten umgewandelt wird, die die ID-Informationen unsichtbar umfassen. Bei einer Autorisierungsüberprüfung werden abgefragte Bilddaten in ein Frequenzspektrum umgewandelt. In die abgefragten Bilddaten eingebettete ID-Informationen werden aus einem Unterschied zwischen dem abgefragten Frequenzspektrum und dem ursprünglichen Frequenzspektrum erhalten. Weil die ID-Informationen in das Frequenzspektrum der ursprünglichen Bilddaten eingebettet sind, hat dies nur geringe Auswirkung auf die Bildqualität und ferner ist es sehr schwierig geworden, die ID-Informationen aus den Bilddaten zu löschen.
  • Bei dem obigen System für unsichtbare Wasserzeichen ist es, weil die ID-Informationen nicht zu sehen sind, schwierig, zu überprüfen, ob Bilddaten in dem Fall autorisiert sind, wenn man die ID-Informationen nicht kennt. Insbesondere gibt es bei einem Verteilungssystem für ein Datenspeichermedium einschließlich CD-ROMs Fälle, wo für jeden Verteilungskanal ein anderes Wasserzeichen verwendet wird. In diesem Fall werden die Autorisierungsüberprüfung und das Herstellungsmanagement zu sehr komplizierten und zeitaufwendigen Tätigkeiten.
  • "A WWW service to embed and prove digital copyright watermarks", J. Zhao, PROCEEDINGS OF THE EUROPEAN CONFERENCE ON MULTIMEDIA APPLICATIONS, SERVICES AND TECHNIQUES, Bd. 2, 28. Mai 1996, Seiten 695–709 offenbart ein System mit einem Wasserzeichen-Server und einem Wasserzeichen einbettenden Gateway, um Wasserzeicheninformationen zu erzeugen und um die Wasserzeicheninformationen in ein Dokument einzubetten sowie um das mit dem Wasserzeichen versehene Dokument zu dem Ort einer anfragenden Vorrichtung bzw. die Informationen zu einer Datenbasis oder lokalen Festplatte eines Server zu übertragen.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein System bereitzustellen, das schnell überprüfen kann, ob ein Medium autorisiert ist, um nicht autorisiertes Kopieren der Bilddaten wirksam zu verhindern.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System bereitzustellen, das ein unsichtbar in Bilddaten eingebettetes, elektronisches Wasserzeichen einfach identifizieren kann, um zu überprüfen, ob die Bilddaten autorisiert sind.
  • Hierfür stellt die folgende Erfindung Systeme und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
  • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Kodierseite eines Systems für elektronische Wasserzeichen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Wasserzeichenüberprüfungsabschnitt des Systems für elektronische Wasserzeichen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Abschnitts zum Markieren mit Wasserzeichen der Kodierseite von 1 zeigt;
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Einrichtung zum Extrahieren von Wasserzeichen des Wasserzeichenüberprüfungsabschnitts von 2 zeigt;
  • 5 ist ein Diagramm, das eine erste Ausführungsform eines Systems für elektronische Wasserzeichen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 6 ist ein Diagramm, das ein elektronisches System für elektronische Wasserzeichen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7A ist ein schematisches Diagramm, das eine Kodierseite eines Systems für elektronische Wasserzeichen gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 7B ist ein schematisches Diagramm, das eine Dekodierseite des Systems für elektronische Wasserzeichen gemäß der dritten Ausführungsform zeigt.
  • KODIERSEITE
  • Bezug nehmend auf 1 gibt eine Kodierseite eines Systems für elektronische Wasserzeichen einen Strom ursprünglicher Bilddaten D0 ein und erzeugt sowohl einen MPEG (Motion Picture Experts Group) Datenstrom D4 und Wasserzeichendaten, die unsichtbar in die MPEG-Daten D4 eingebettet sind. Im Spezielleren gibt ein Stromeingangsabschnitt 101 einen Strom der ursprünglichen Daten ein, die von einem Abschnitt 102 zur DCT (diskrete Kosinus Transformation) in Frequenzspektrumsdaten D1 umgewandelt werden. Ein Abschnitt 103 zum Markieren mit Wasserzeichen liest ein Wasserzeichen DWM aus, das einer Mehrzahl von in einer Wasserzeichendatentabelle 104 gespeicherten Wasserzeichen gewählt wird, und bettet dann das gewählte Wasserzeichen DWM in die Frequenzspektrumsdaten D1 ein, um Frequenzspektrumsdaten D2 mit eingebettetem Wasserzeichen zu erzeugen. Die Frequenzspektrumsdaten D2 mit eingebettetem Wasserzeichen werden durch einen Quantisierungsabschnitt 105 quantisiert und die quantisierten Daten D3 werden kodiert, um durch einen Kodierabschnitt 106 MPEG-Daten zu erzeugen. Eine Übertragungssteuereinrichtung 107 gibt die MPEG-Daten von dem Kodierabschnitt 106 ein, um einen Strom der MPEG-Daten Da zu erzeugen, und eine Übertragungssteuereinrichtung 108 gibt das gewählte Wasserzeichen DWM von der Wasserzeichendatentabelle 104 ein, um gewählte Wasserzeichendaten zu erzeugen. Der Strom der MPEG-Daten D4 wird über einen Kommunikationskanal zu einem Speichermedium oder einem Client übertragen und die gewählten Wasserzeichendaten werden zu einem anderen Speichermedium oder zu dem gleichen Speichermedium übertragen, wie später beschrieben ist.
  • Es sollte beachtet werden, dass die obigen Abschnitte 101–106 mit einem programmgesteuerten Prozessor, wie zum Beispiel eine CPU oder DSP, implementiert sein können. Mit anderen Worten, der Prozessor lässt Programme ablaufen, die die Funktionen der obigen Abschnitte 101–106 aufweisen, um die Markierung mit Wasserzeichen und MPEG-Datenkomprimierung, wie oben beschrieben, durchzuführen.
  • WASSERZEICHENÜBERPRÜFUNGSABSCHNITT
  • Bezug nehmend auf 2 gibt in einem Wasserzeichenüberprüfungsabschnitt des Systems für elektronische Wasserzeichen ein Datenstromeingangsabschnitt 201 einen Strom von MPEG-Daten D4' ein und gibt ein Wasserzeicheneingabeabschnitt 202 Wasserzeichendaten ein, die den eingegebenen MPEG-Daten D4' zugeordnet sind. Die eingegebenen MPEG-Daten D4' werden von einem Dekodierabschnitt 203 dekodiert, um Daten D3' zu erzeugen, und dann werden die Daten D3' durch einen Invers-Quantisierungsabschnitt 204 invers quantisiert, um Daten D2' zu erzeugen. Dem gegenüber ist der Wasserzeichenprüfungsabschnitt mit einem Speicher 205 für ursprüngliche Bilder versehen, um die ursprünglichen Bilddaten D0 zu speichern. Die ursprünglichen Bilddaten D0 werden von einem DCT-Abschnitt 206 in Frequenzspektrumsdaten D1 umgewandelt.
  • Wenn die eingegebenen Frequenzspektrumsdaten D2' von dem DCT-Abschnitt 204 und die ursprünglichen Frequenzspektrumsdaten D1 von dem DCD-Abschnitt 206 erhalten werden, extrahiert eine Einrichtung 207 zum Extrahieren von Wasserzeichen ein Wasserzeichen DWM1 aus den eingegebenen Frequenzspektrumsdaten D2', indem ein Unterschied zwischen den ein gegebenen Frequenzspektrumsdaten D2' und den ursprünglichen Frequenzspektrumsdaten D1 berechnet wird. Ein Abschnitt 208 zum Berechnen von Skalarprodukten gibt das extrahierte Wasserzeichen DWM1 von der Einrichtung 207 zum Extrahieren von Wasserzeichen und das erhaltene Wasserzeichen DDM2 von dem Wasserzeicheneingabeabschnitt 202 ein und berechnet deren Skalarprodukt, um ein Maß statistischer Ähnlichkeit zwischen diesen zu erzeugen. Ein Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 209 überprüft, ob das extrahierte Wasserzeichen DWM1 mit dem erhaltenen Wasserzeichen DWM2 identisch ist, indem das Maß statistischer Ähnlichkeit mit einem Referenzwert verglichen wird.
  • Die eingegebenen MPEG-Daten D4' können von einem Speichermedium oder einem Kommunikationsnetzwerk erhalten werden. Das den eingegebenen MPEG-Daten D4' zugeordnete Wasserzeichen wird von einer Managementdatenbasis, die Herstellungsmanagementdaten speichert, oder dem gleichen Speichermedium wie die MPEG-Daten D4' erhalten, wie später beschrieben ist. In dem Fall, bei dem die eingegebenen MPEG-Daten D4' und/oder die Wasserzeichendaten von einem Kommunikationsnetzwerk erhalten werden, ist der Wasserzeichenüberprüfungsabschnitt mit einer Kommunikationseinrichtung ausgestattet, wie zum Beispiel einer Netzwerkschnittstelle oder einem Funktransceiver.
  • Es sollte beachtet werden, dass die obigen Abschnitte 201–209 mit einem programmgesteuerten Prozessor, wie zum Beispiel eine CPU oder DSP, implementiert sein können. Mit anderen Worten, der Prozessor lässt Programme ablaufen, die die Funktionen der obigen Abschnitte 201–209 aufweisen, um das Extrahieren von Wasserzeichen, die MPEG-Datenkomprimierung und die Autorisierungsüberprüfung, wie oben beschrieben, durchzuführen.
  • MARKIEREN MIT WASSERZEICHEN
  • Bezugnehmend auf 3 erhält der Abschnitt 103 zum Markieren mit Wasserzeichen die Frequenzspektrumsdaten D1 von dem DCT-Abschnitt 102 und wählt einen Satz von N Datenstichproben: f(1) – f(n), die größer als ein vorbestimmter Grenzwert von den Frequenzspektrumsdaten D1 sind. Ferner wählt der Abschnitt 103 zum Markieren mit Wasserzeichen einen Satz von Wasserzeichendaten: w(1) – w(n) aus Zufallszahlen abhängig von einer Normalverteilung mit einem Mittelwert von 0 und einer Varianz von 1. Der Abschnitt 103 zum Markieren mit Wasserzeichen berechnet F(1) = f(i) + α |f(1)|·w(i) für jede Variable i (1 ≤ i ≤ n) unter Verwendung von Vervielfachern 301 und 302, einer Konstanten α und einem Addierer 303, wobei α ein Skalierungselement ist (im Folgenden wird α = 1 angenommen). Die berechneten Datenstichproben F(1) – F(n) werden anstelle der gewählten N Datenstichproben f(1) – f(n) der Frequenzspektrumsdaten D1 verwendet, um mit Wasserzeichen markierte DCT-Frequenzspektrumsdaten zu erzeugen, die in der folgenden Stufe 105 einer inversen DCT unterzogen werden. Auf diese Weise wird das gewählte Wasserzeichen DWM unsichtbar in die ursprünglichen Bilddaten D0 eingebettet.
  • WASSERZEICHENÜBERPRÜFUNG
  • Bezug nehmend auf 4 gibt die Einrichtung 207 zum Extrahieren von Wasserzeichen die erhaltenen Datenstichproben F(1) – F(n) der erhaltenen Frequenzspektrumsdaten D2' und die ursprünglichen Datenstichproben f(1) – f(n) der ursprünglichen Frequenzspektrumsdaten D1 ein. Die Einrichtung 207 zum Extrahieren von Wasserzeichen berechnet w1(1) = (F(i) – f(i))/f(1) für jede Variable i (1 ≤ i ≤ n) unter Verwendung eines Subtrahierers 401 und eines Teilers 402, um das Wasserzeichen DWM1 = (w1(1), w1(2), ..., w1(n)) zu extrahieren.
  • Nachfolgend berechnet der Abschnitt 208 zum Berechnen von Skalarprodukten ein Maß statistischer Ähnlichkeit C zwischen dem extrahierten Wasserzeichen DWM1 = (w1(1), w1(2), ..., w1(n)) und dem erhaltenen Wasserzeichen DWM2 = (w2(1), w2(2), ..., w2(n)) unter Verwendung der folgenden Gleichung: C = DWM1·DWM2/|DWM1|·|DWM2|. Wenn C gleich größer als das vorbestimmte Niveau ist, wird festgestellt, dass das erhaltene Wasserzeichen in den empfangenen MPEG-Daten D4' eingebettet ist und dem gemäß die erhaltenen MPEG-Daten D4' die autorisierten Daten sind. Wenn C kleiner als das vorbestimmte Niveau ist, wird festgestellt, dass die erhaltenen MPEG-Daten D4' eine nicht autorisierte Vervielfältigung ist.
  • ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Bezugnehmend auf 5 umfasst die Kodierseite des Systems für elektronische Wasserzeichen einen Prozessor 501, die Wasserzeichendatentabelle 104, eine Datenspeichersteuereinrichtung 502 und eine Datenübertragungssteuereinrichtung 503. Wie oben beschrieben, lässt der Prozessor 501 Programme ablaufen, die die Funktionen der Abschnitte 101–106, wie in 1 gezeigt, umfassen, um das Markieren mit Wasserzeichen und die MPEG-Datenkompression durchzuführen.
  • Der Prozessor 501 gibt einen Strom von ursprünglichen Bilddaten D0 ein und erzeugt einen mit Wasserzeichen versehenen MPEG-Datenstrom D4, der auf einem Speichermedium 504, wie zum Beispiel einer CD-ROM oder einer magneto-optischen Platte, von der Datenspeichersteuereinrichtung 502 gespeichert wird. Zur gleichen Zeit gibt die Datenspeichersteuereinrichtung 502 eine Seriennummer des Speichermediums 504 zu der Datenübertragungssteuereinrichtung 503 aus. Auf diese Weise wird ein autorisiertes Medium 504 hergestellt, das den MPEG-Datenstrom D4 speichert, in den die gewählten Wasserzeichendaten DWM eingebettet sind. Wenn der Prozessor 501 andere Wasserzeichendaten wählt, wird auf einfache Weise ein autorisiertes Medium 507 hergestellt, das den gleichen MPEG-Datenstrom D4 speichert, in den andere Wasserzeichendaten eingebettet sind. Es ist überflüssig festzustellen, dass die Datenspeichersteuereinrichtung 502 die Seriennummer des Speichermediums 504 zu der Datenübertragungssteuereinrichtung 503 ausgibt.
  • Die Datenübertragungssteuereinrichtung 503 gibt die eingebetteten Wasserzeichendaten DWM von der Wasserzeichendatentabelle 104 ein und überträgt dann ein Paar der eingebetteten Wasserzeichendaten DWM und der Seriennummer des Speichermediums 504 zu einer in einem Managementzentrum vorgesehenen Herstellungsmanagementdatenbasis 505. Daher kann das Wasserzeichen für jedes autorisierte Medium 504 auf einfache Weise identifiziert werden, indem die Herstellungsmanagementdatenbasis 505 durchsucht wird. In dem Fall, bei dem das Managementzentrum in einer Entfernung von der Kodierseite entfernt angeordnet ist, kann die Datenübertragungssteuereinrichtung 503 diese über ein lokales Netzwerk oder einen Funkkommunikationskanal übertragen.
  • Wenn ein verdächtiges Medium 506 aufgefunden wird, wird die Autorisierungsüberprüfung durch einen Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 507 durchgeführt, der die Programme ablaufen lässt, die die Funktionen der obigen Abschnitte 201–209, wie in 2 gezeigt, umfassen, um das Extrahieren von Wasserzeichen, die MPEG-Datendekomprimierung und die Autorisierungsüberprüfung durchzuführen. In diesem Fall weist der Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 507 eine Datenkommunikationseinrichtung auf.
  • Zuallererst liest der Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 507 die Seriennummer von dem verdächtigen Medium 506 und überträgt unter Verwendung der ausgelesenen Seriennummer eine Ausleseanfrage über ein Netzwerk zu der Herstellungsmanagementdatenbasis 505. Bei Empfang der Ausleseanfrage wird die Herstellungsmanagementdatenbasis 505 nach dem entsprechenden Wasserzeichen für die Seriennummer durchsucht. Wenn das entsprechende Wasserzeichen gefunden ist, werden die ausgelesenen Wasserzeichendaten zurück zu dem Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 507 gesendet.
  • Unter Verwendung der ausgelesenen Wasserzeichendaten führt der Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 507 die Operationen zum Extrahieren von Wasserzeichen und zum Überprüfen von Wasserzeichen, wie oben beschrieben, durch. Dies bedeutet, dass, wenn das Maß statistischer Ähnlichkeit C zwischen dem extrahierten Wasserzeichen und dem ausgelesenen Wasserzeichen gleich oder größer als das vorbestimmte Niveau ist, festgestellt wird, dass das Medium 506 eines von autorisierten Medien ist. Wenn C kleiner als das vorbestimmte Niveau ist, wird festgestellt, dass das Medium 506 eine nicht autorisierte Vervielfältigung ist.
  • ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Bezug nehmend auf 6 umfasst die Kodierseite des Systems für elektronische Wasserzeichen einen Prozessor 601, die Wasserzeichendatentabelle 104, eine Datenkommunikationssteuereinrichtung 602 und eine Datenübertragungssteuereinrichtung 603. Wie zuvor beschrieben, lässt der Prozessor 601 Programme ablaufen, die die Funktionen der Abschnitte 101–106, wie in 1 gezeigt, aufweisen, um das Markieren mit Wasserzeichen und die MPEG-Datenkomprimierung durchzuführen.
  • Der Prozessor 601 gibt einen Strom ursprünglicher Bilddaten D0 ein und erzeugt den mit Wasserzeichen markierten MPEG-Datenstrom D4, der von der Datenkommunikationssteuereinrichtung 602 zu einem Client 604 übertragen wird. Hier wird angenommen, dass die mit Wasserzeichen markierten MPEG-Daten abhängig von einer von dem Client 604 erhaltene Datenübertragungsanfrage verteilt werden. Gleichzeitig gibt die Datenkommunikationssteuereinrichtung 602 die Adresszahl des Client 604 an die Datenübertragungssteuereinrichtung 603 aus. Auf diese Weise wird der MPEG-Datenstrom D4, in den die gewählten Wasserzeichendaten DWM eingebettet sind, zu dem autorisierten Client 604 übertragen. Wenn die Datenübertragungsanfrage von einem anderen Client erhalten wird, wählt der Prozessor 601 andere Wasserzeichendaten, die in die MPEG-Daten eingebettet werden. Der MPEG-Datenstrom D4, in dem andere Wasserzeichendaten eingebettet sind, wird zu dem neuen Client übertragen. Es ist nicht erforderlich, festzustellen, dass die Datenspeichersteuereinrichtung 602 die Adresszahl des neuen Client zu der Datenübertragungssteuereinrichtung 603 ausgibt.
  • Die Datenübertragungssteuereinrichtung 603 gibt die eingebetteten Wasserzeichendaten DWM von der Wasserzeichendatentabelle 104 ein und überträgt dann ein Paar der eingebetteten Wasserzeichendaten DWM und der Adresszahl des Client zu einer in einem Managementzentrum vorgesehenen Herstellungsmanagementdatenbasis 605. Daher kann das Wasserzeichen für jeden autorisierten Client 604 auf einfache Weise identifiziert werden, indem die Herstellungsmanagementdatenbasis 605 durchsucht wird. In dem Fall, bei dem das Managementzentrum in einer Entfernung von der Kodierseite entfernt angeordnet ist, kann die Datenübertragungssteuereinrichtung 603 diese über ein lokales Netzwerk oder Kommunikationskanal übertragen. Ferner ist die Managementdatenbasis 605 mit einer Datenkommunikationssteuereinrichtung 606 versehen.
  • Wenn ein verdächtiger Daten-Provider 605 ermittelt ist, wird die Autorisierungsüberprüfung vom Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 608 durchgeführt, der die Programme ablaufen lässt, die die Funktionen der obigen Abschnitte 201–209, wie in 2 gezeigt, aufweisen, um das Extrahieren von Wasserzeichen, die MPEG-Datendekomprimierung und die Autorisierungsüberprüfung führen. In diesem Fall umfasst der Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 508 eine Datenkommunikationseinrichtung.
  • Zuallererst erhält der Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 608 die Adresszahl von dem verdächtigen Daten-Provider 607 und überträgt unter Verwendung der Adresszahl eine Ausleseanfrage über die Datenkommunikationssteuereinrichtung 606 zu der Herstellungsmanagementdatenbasis 605. Bei Erhalt der Ausleseanfrage wird die Herstellungsmanagementdatenbasis 605 nach dem der Adressnummer entsprechenden Wasserzeichen durchsucht. Wenn das entsprechende Wasserzeichen gefunden wurde, wird das ausgelesene Wasserzeichen zurück zu dem Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 608 gesendet.
  • Unter Verwendung der ausgelesenen Wasserzeichendaten führt der Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 608 die Operationen zum Extrahieren von Wasserzeichen und zum Überprüfen von Wasserzeichen, zuvor beschrieben, durch. Dies bedeutet, dass, wenn das Maß statistischer Ähnlichkeit C zwischen dem extrahierten Wasserzeichen und dem ausgelesenen Wasserzeichen gleich oder größer als das vorbestimmte Niveau ist, festgestellt wird, dass der Daten-Provider 607 einer von autorisierten Client's ist. Wenn C kleiner als das vorbestimmte Niveau ist, wird festgestellt, dass der Daten-Provider 607 eine nicht autorisierte Vervielfältigung verteilt.
  • DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
  • Bezug nehmend auf 7A umfasst die Kodierseite des Systems für elektronische Wasserzeichen einen Prozessor 701, die Wasserzeichendatentabelle 104, einen Verschlüsselungsabschnitt 702 und eine Datenspeichersteuereinrichtung 703. Wie zuvor beschrieben, lässt der Prozessor 701 Programme ablaufen, die die Funktionen der Abschnitte 101–106, wie in 1 gezeigt, aufweisen, um das Markieren mit Wasserzeichen und die MPEG-Datenkomprimierung durchzuführen. Ferner kann der Prozessor 701 den Verschlüsselungsabschnitt 702 und die Datenspeichersteuereinrichtung 703 umfassen.
  • Der Prozessor 701 gibt einen Strom ursprünglicher Bilddaten D0 ein und erzeugt den mit Wasserzeichen markierten MPEG-Datenstrom D4, der von der Datenspeichersteuereinrichtung 703 auf einem Speichermedium 704, wie zum Beispiel eine CD-ROM oder eine magneto-optische Scheibe, gespeichert wird. Zur gleichen Zeit verschlüsselt der Verschlüsselungsabschnitt 702 die gewählten Wasserzeichendaten DWM und die verschlüsselten Wasserzeichendaten werden von der Datenspeichersteuereinrichtung 703 auf dem gleichen Speichermedium 704 gespeichert. Es ist bevorzugt, dass das Speichermedium 704 einen ersten Bereich 705 zum Speichern der mit Wasserzeichen markierten MPEG-Daten und einen zweiten Bereich 706 aufweist, der für die verschlüsselten Wasserzeichendaten vorgesehen ist. Beim Lesen von MPEG-Daten können aus dem zweiten Bereich 706 keine Daten gelesen werden.
  • Auf diese Weise wird ein autorisiertes Medium 704 hergestellt, das die verschlüsselten Wasserzeichendaten DWM und den mit Wasserzeichen markierten MPEG-Datenstrom D4 speichert. Wenn der Prozessor 701 andere Wasserzeichendaten wählt, wird auf einfache Weise ein autorisiertes Medium 704 hergestellt, das die neuen Wasserzeichendaten und den gleichen MPEG-Datenstrom D4 speichert, in den die neuen Wasserzeichendaten eingebettet sind.
  • Bezug nehmend auf 7 wird, wenn ein verdächtiges Medium 707 aufgefunden wurde, die Autorisierungsüberprüfung durch einen Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 708 durchgeführt, der die Programme ablaufen lässt, die die Funktionen der obigen Abschnitte 201–207, wie in 2 gezeigt, aufweist, um das Extrahieren von Wasserzeichen, die MPEG-Datenkomprimierung und die Autorisierungsüberprüfung durchzuführen. In diesem Fall umfasst der Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 708 einen Entschlüsselungsabschnitt 709.
  • Zuallererst liest der Entschlüsselungsabschnitt 709 die Wasserzeichendaten aus dem zweiten Bereich aus, der speziell vorgesehen ist, um das verdächtige Medium mit Wasserzeichen zu markieren, und entschlüsselt diese, um Wasserzeichendaten DWM' zu dem Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 708 auszugeben. Unter Verwendung der ausgelesenen Wasserzeichendaten DWM' führt der Autorisierungsüberprüfungsabschnitt 708 die Operationen zum Extrahieren von Wasserzeichen und zum Überprüfen von Wasserzeichen, wie oben beschrieben, durch. Dies bedeutet, wenn das Maß statistischer Ähnlichkeit C zwischen dem extrahierten Wasserzeichen und dem ausgelesenen Wasserzeichen DWM' gleich oder größer als das vorbestimmte Niveau ist, wird festgestellt, dass das Medium 701 eines von autorisierten Medien ist. Wenn C kleiner als das vorbestimmte Niveau ist, wird festgestellt, dass das Medium 707 eine nicht autorisierte Vervielfältigung ist.
  • Wie oben beschrieben, kann die Autorisierungsüberprüfung auf einfache Weise zuverlässig durchgeführt werden, weil das autorisierte Wasserzeichen auf einfache Weise von einem Ma nagementzentrum oder dem Speichermedium, das die mit Wasserzeichen markierten MPEG-Daten speichert, erhalten werden kann.
  • FIGURENLEGENDE
  • 1
    • STREAM OF ORIGINAL IMAGE DATA
      STROM URSPRÜNGLICHER BILDDATEN
      DATA STREAM INPUT
      DATENSTROMEINGABE
      DCT
      DCT
      WATER MARKING
      MARKIEREN MIT WASSERZEICHEN
      QUANTIZING
      QUANTISIERUNG
      ENCODING
      KODIERUNG
      TRANSFER CONTROLLER
      ÜBERTRAGUNGSSTEUEREINRICHTUNG
      STREAM OF MPEG DATA
      STROM VON MPEG-DATEN
      SELECTED WATER MARK DATA
      GEWÄHLTE WASSERZEICHENDATEN
      TRANSFER CONTROLLER
      ÜBERTRAGUNGSSTEUEREINRICHTUNG
      SELECTED WATER MARK
      GEWÄHLTES WASSERZEICHEN
      WATER MARK DATA TABLE
      WASSERZEICHENDATENTABELLE
  • 2
    • STREAM OF MPEG DATA
      STROM VON MPEG-DATEN
      STREAM DATA INPUT
      STROMDATENEINGABE
      DECODING
      DEKODIERUNG
      INVERSE QUANTIZING
      INVERSE QUANTISIERUNG
      WATER MARK EXTRACTION
      EINRICHTUNG ZUM EXTRAHIEREN VON WASSERZEICHEN
      DCT
      DCT
      ORIGINAL IMAGE DATA
      URSPRÜNGLICHE BILDDATEN
      WATER MARK DATA
      WASSERZEICHENDATEN
      WATER MARK INPUT
      WASSERZEICHENEINGABE
      RECEIVED/RETRIEVED WATER MARK
      ERHALTENES/AUSGELESENES WASSERZEICHEN
      INNER PRODUCT
      SKALARPRODUKT
      AUTHORIZATION CHECK BASED ON STATISTICAL SIMILARITY
      AUTORISIERUNGSÜBERPRÜFUNG AUF DER GRUNDLAGE STATISTISCHER ÄHNLICHKEIT
  • 3
    • DCT DATA
      DCT-DATEN
      SELECTED WATER MARK
      GEWÄHLTES WASSERZEICHEN
      WATER-MARKED DCT DATA
      MIT WASSERZEICHEN MARKIERTE DCT-DATEN
      CONSTANT α
      KONSTANTE α
  • 4
    • FROM INVERSE-QUANTIZING SECTION 204
      VOM ABSCHNITT 204 ZUM INVERSEN QUANTISIEREN
      ORIGINAL DCT DATA FROM DCT
      URSPRÜNGLICHE DCT-DATEN VON DCT
      EXTRACTED WATER MARK
      EXTRHIERTES WASSERZEICHEN
  • 5
    • ORIGINAL IMAGE DATA
      URSPRÜNGLICHE BILDDATEN
      WATER-MARKING/DATA COMPRESSION PROCESSOR
      PROZESSOR ZUR MARKIERUNG MIT WASSERZEICHEN/DATENKOMPRIMIERUNG
      DATA STORAGE CONTROLLER
      DATENSPEICHERSTEUEREINRICHTUNG
      AUTHORIZED MEDIUM
      AUTORISIERTES MEDIUM
      WATER MARK DATA TABLE
      WASSERZEICHENDATENTABELLE
      DATA TRANSFER CONTROLLER
      DATENÜBERTRAGUNGSSTEUEREINRICHTUNG
      SERIAL NUM.
      SERIENNUMMER
      MANUFACTURE MANAGEMENT DATABASE
      HERSTELLUNGSMANAGEMENT DATENBASIS
      MANAGEMENT CENTER
      MANAGEMENTZENTRUM
      RETRIEVAL REQUEST USING SERIAL NUM.
      AUSLESEANFRAGE UNTER VERWENDUNG DER SERIENNUMMER
      RETRIEVED WATER MARK DATA
      AUSGELESENE WASSERZEICHENDATEN
      MEDIUM TO BE CHECKED
      ZU ÜBERPRÜFENDES MEDIUM
      SERIAL NUM.
      SERIENNUMMER
      MPEG DATA
      MPEG-DATEN
      AUTHORIZATION CHECK SECTION
      AUTORISIERUNGSÜBERPRÜFUNGSABSCHNITT
      ORIGINAL IMAGE DATA
      URSPRÜNGLICHE BILDDATEN
  • 6
    • ORIGINAL IMAGE DATA
      URSPRÜNGLICHE BILDDATEN
      WATER-MARKING/DATA COMPRESSION PROCESSOR
      PROZESSOR ZUR MARKIERUNG MIT WASSERZEICHEN/DATENKOMPRIMIERUNG
      DATA COMMUNICATION CONTROLLER
      DATENKOMMUNIKATIONSSTEUEREINRICHTUNG
      MPEG DATA TRANSMISSION
      MPEG-DATENÜBERTRAGUNG
      DATA REQUEST
      DATENANFORDERUNG
      CLIENT
      CLIENT
      (AUTHORIZED)
      (AUTORISIERT)
      WATER MARK DATA TABLE
      WASSERZEICHENDATENTABELLE
      DATA TRANSFER
      DATENÜBERTRAGUNG
      CLIENT ADDRESS DATA
      CLIENT-ADRESSDATEN
      CLIENT ADDRESS
      CLIENT-ADRESSE
      MANAGEMENT DATABASE
      MANAGEMENTDATENBASIS
      DATA COMMUNICATION CONTROLLER
      DATENKOMMUNIKATIONSSTEUEREINRICHTUNG
      RETRIEVAL REQUEST USING ADDRESS
      AUSLESEANFRAGE UNTER VERWENDUNG DER ADRESSE
      RETRIEVED WATER MARK
      AUSGELESENES WASSERZEICHEN
      DATA PROVIDER
      DATEN-PROVIDER
      (TO BE CHECKED)
      (ZU ÜBERPRÜFEN)
      MPEG DATA AND ADDRESS
      MPEG-DATEN UND ADRESSE
      AUTHORIZATION CHECK SECTION
      AUTORISIERUNGSÜBERPRÜFUNGSABSCHNITT
      ORIGINAL IMAGE DATA
      URSPRÜNGLICHE BILDDATEN
  • 7A
    • ORIGINAL IMAGE DATA
      URSPRÜNGLICHE BILDDATEN
      WATER-MARKING/DATA COMPRESSION PROCESSOR
      PROZESSOR ZUR MARKIERUNG MIT WASSERZEICHEN/DATENKOMPRIMIERUNG
      DATA STORAGE CONTROLLER
      DATENSPEICHERSTEUER-EINRICHTUNG
      MPEG DATA
      MPEG-DATEN
      ENCRYPTED WATER MARK
      VERSCHLÜSSELTES WASSERZEICHEN
      AUTHORIZED MEDIUM
      AUTORISIERTES MEDIUM
      ENCRYPTION
      VERSCHLÜSSELUNG
      ENCRYPTED DWM
      VERSCHLÜSSELTE DWM
      WATER MARK DATA TABLE
      WASSERZEICHENDATENTABELLE
  • 7B
    • MEDIUM TO BE CHECKED
      ZU ÜBERPRÜFENDES MEDIUM
      MPEG DATA
      MPEG-DATEN
      DECRYPTION
      ENTSCHLÜSSELUNG
      AUTHORIZATION CHECK SECTION
      AUTORISIERUNGSÜBERPRÜFUNGSABSCHNITT
      ORIGINAL IMAGE DATA
      URSPRÜNGLICHE BILDDATEN

Claims (7)

  1. System, mit: einem Informationsgenerator (104) zum Erzeugen von Wasserzeicheninformation (DWM); und einem Kombinator (103) zum unsichtbaren Einbetten der Wasserzeicheninformation in ursprüngliche Bilddaten (D0), um mit Wasserzeichen versehene Bilddaten (D4) zu erzeugen; gekennzeichnet durch umfassend: eine Übertragungssteuereinrichtung (107, 108; 502, 503) zum Übertragen der mit Wasserzeichen versehenen Bilddaten zu einem ersten Medium (504; 604) und der Wasserzeicheninformation zu einem zweiten Medium (505; 605), wobei die Übertragungssteuereinrichtung ferner Mediumidentifikationsinformation (serial number; client address), die das erste Medium für das zweite Medium identifizieren, überträgt, um ein Abrufen zu ermöglichen.
  2. System nach Anspruch 1, bei dem das erste Medium ein erstes Speichermedium (504) zum Speichern der mit Wasserzeichen versehenen Bitdaten ist; und das zweite Medium ein zweites Speichermedium (505) zum Speichern der Wasserzeicheninformation und der das erste Speichermedium identifizierenden Mediumidentifikationsinformation ist, um ein Abrufen zu ermöglichen.
  3. System nach Anspruch 2, bei dem die Mediumidentifikationsinformation eine Herstellungsseriennummer des ersten Speichermediums ist.
  4. System nach Anspruch 1, bei dem das erste Medium ein Kommunikationsmedium ist, über das die mit Wasserzeichen versehenen Bilddaten zu einem Ziel (604) in einem Kommunikationsnetzwerk übertragen werden; und das zweite Medium ein Speichermedium (605) zum Speichern der Wasserzeicheninformation und von das Ziel identifizierender Mediumidentifikationsinformation ist, um ein Abrufen zu ermöglichen.
  5. System nach Anspruch 4, bei dem die Mediumidentifikationsinformation eine Adresse des Ziels in dem Kommunikationsnetzwerk ist.
  6. System zum Prüfen, ob abgefragtes Medium (506, 607) autorisiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: einen Speicher (505, 605) zum Speichern von Wasserzeicheninformation (DWM2) und von Mediumidentifikationsinformation (serial number; client address), die ein Medium (504, 604) identifiziert, wobei das Medium mit Wasserzeichen versehene Bilddaten (D4) speichert, die durch unsichtbares Einbetten der Wasserzeicheninformation (DWM2) in ursprüngliche Bilddaten (D0) erzeugt sind; eine Abrufsteuereinrichtung (507; 606, 608) zum Abrufen von Wasserzeicheninformation (DWM2), die der Mediumidentifikationsinformation des ausgehend von dem Speicher (505; 605) abgefragten Mediums entspricht; eine Wasserzeichenextraktionsvorrichtung (207) zum Extrahieren von abgerufener Wasserzeicheninformation (DWM1) von in dem abgefragten Medium gespeicherten Bilddaten; und eine Prüfvorrichtung (208, 209, 507; 608) zum Prüfen, ob das abgefragte Medium autorisiert ist, indem die extrahierte Wasserzeicheninformation (DWM1) mit der abgerufenen Wasserzeicheninformation (DWM2) verglichen wird.
  7. Verfahren zum Prüfen, ob ein abgefragtes Medium autorisiert ist, die Schritte umfassend: Erzeugen von Wasserzeicheninformation; und Unsichtbares Einbetten der Wasserzeicheninformation in ursprüngliche Bilddaten, um mit Wasserzeichen versehene Bilddaten zu erzeugen; gekennzeichnet durch die Schritte: Übertragen der mit Wasserzeichen versehenen Bilddaten zu einem autorisierten Medium; Übertragen der Wasserzeicheninformation und das autorisierte Medium angebender Mediumidentifikationsinformation zu einem Abrufmedium; Abrufen von Wasserzeicheninformation, die der Mediumidentifikationsinformation des abgerufenen Mediums entspricht, von dem Abrufmedium; Extrahieren von von in dem abgefragten Medium gespeicherten Bilddaten abgerufener Wasserzeicheninformation; und Prüfen, ob das abgefragte Medium autorisiert ist, indem die extrahierte Wasserzeicheninformation mit der abgerufenen Wasserzeicheninformation verglichen wird.
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