[摘要] 影視界除了要適應(yīng)和發(fā)展高新數(shù)字技術(shù)的挑戰(zhàn)外，還面臨著大量盜版行為對市場的干擾，數(shù)字水印的應(yīng)用可以為影視產(chǎn)品所有者提供版權(quán)監(jiān)控和盜版追查的有效技術(shù)支持。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)字水印 影視產(chǎn)品 版權(quán)保護(hù)

引言

數(shù)字技術(shù)在給人們帶來更高質(zhì)量的影視產(chǎn)品的同時，也帶來了更加方便的盜版手段。在數(shù)字電影的制作、加工、保存、播放和傳遞等環(huán)節(jié)中，未加密的數(shù)字化素材幾乎可以在任何計算機(jī)設(shè)備中被非法復(fù)制。為了防止影視產(chǎn)品被侵權(quán)，利用數(shù)字水印技術(shù)作為安全系統(tǒng)中“取證標(biāo)記”(Forensic Mark)技術(shù)的一部分，可以為影視產(chǎn)品所有者提供版權(quán)監(jiān)控和盜版追查的有效技術(shù)支持。

1 數(shù)字水印基本原理

數(shù)字水印的思想源于古代的隱寫術(shù)，它是通過一定的算法將具有特定意義的標(biāo)志性信息(水印)利用數(shù)字嵌入的方法隱藏在數(shù)字圖像、聲音、文檔、圖書、視頻等要保護(hù)的數(shù)字產(chǎn)品中，用以證明創(chuàng)作者對其作品的所有權(quán)，并作為鑒定、起訴非法侵權(quán)的證據(jù)，同時通過對水印的檢測和分析來保證數(shù)字信息的完整可靠性的一種知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)和數(shù)字多媒體防偽的有效手段。

數(shù)字水印具有如下的基本特性：

(1)不可感知性：在多媒體數(shù)字作品中嵌入水印標(biāo)記，不能引起數(shù)字作品質(zhì)量的明顯下降。

(2)魯棒性：數(shù)字水印在經(jīng)過有意或無意的處理后，應(yīng)仍能在一定程度上保證其完整性或可被檢測到。

(3)可證明性：能夠?yàn)槭鼙Ｗo(hù)的信息產(chǎn)品的歸屬提供完全和可靠的證明。

(4)安全性：數(shù)字水印應(yīng)該難以被偽造或者加工，并且未經(jīng)授權(quán)的個體不能閱讀、修改或檢測水印。

數(shù)字水印可以根據(jù)具體的應(yīng)用領(lǐng)域而劃分為許多具體的種類，例如用于版權(quán)保護(hù)的魯棒水印、用于保護(hù)數(shù)據(jù)完整性的易損水印和用于標(biāo)示數(shù)據(jù)內(nèi)容的注釋水印等。其中，用于版權(quán)保護(hù)的魯棒水印是目前研究的熱點(diǎn)。

2、數(shù)字水印在版權(quán)保護(hù)中應(yīng)用

數(shù)字水印技術(shù)的主要作用是在不被察覺的情況下，保護(hù)作者的合法知識產(chǎn)權(quán)。但它并不能直接阻止拷貝行為，而是通過驗(yàn)證產(chǎn)品的所有權(quán)來揭露非法拷貝、傳播行為，以法律的手段對其進(jìn)行制裁，間接地打消盜版者非法復(fù)制的企圖，起到保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)的作用。

假設(shè)有一幅數(shù)字?jǐn)z影圖像，為了標(biāo)識作者對該作品創(chuàng)作的所有權(quán)，可以采用在原圖上加入可見標(biāo)記的方法，但這樣可能傷害圖像的完整性，因此可以利用數(shù)字水印嵌入技術(shù)，將作者標(biāo)識作為一種不可見數(shù)據(jù)(數(shù)字水印)隱藏于原始圖像中，達(dá)到既注明所有權(quán)又不傷害圖像的質(zhì)量和完整性的目的。含水印的圖像既能保持原圖的圖像格式等信息，同時又不影響正常信息的復(fù)制和處理。從圖像質(zhì)量而言，兩種圖像的差別微乎其微，無法用肉眼察覺，只有通過特定的解碼器才能從中提取隱藏信息。

數(shù)字視頻水印技術(shù)于1999年首次由歐洲廣播聯(lián)盟測試，從那以后，它在隱蔽性與魯棒性方面取得了很大的進(jìn)展。目前很多業(yè)內(nèi)公司基于不同用戶群的需求，開發(fā)了眾多不同的數(shù)字視頻水印產(chǎn)品，并能提供完整的技術(shù)解決方案。

3、數(shù)字水印的制作過程

數(shù)字水印技術(shù)包括嵌入和檢測兩個過程。嵌入數(shù)字化應(yīng)用階段的設(shè)計主要解決兩個問題：一是數(shù)字水印的生成，可以是一串偽隨機(jī)數(shù)，也可以是與作者有關(guān)的字符串、圖標(biāo)等信息經(jīng)過加密產(chǎn)生：二是嵌入算法，嵌入方案的目標(biāo)是使數(shù)字水印在隱蔽性和魯棒性之間找到一個較好的折中。

檢測階段主要是設(shè)計一個相應(yīng)于嵌入過程的檢測算法。檢測的結(jié)果或是原水印(如字符串或圖標(biāo)等)，或是基于統(tǒng)計原理的檢驗(yàn)結(jié)果以判斷水印存在與否。檢測方案的目標(biāo)是使錯判與漏判的概率盡量小。

數(shù)字水印的簡單工藝模型如下圖1、圖2所示：

圖1：數(shù)字水印嵌入模型

圖2：數(shù)字水印檢測模型

數(shù)字視頻水印可以被加在文件或?qū)崟r節(jié)目流上的每一幀視頻中，并且對視頻進(jìn)行多種編輯與轉(zhuǎn)換(模擬、數(shù)字、MPEG壓縮)后，水印仍可被讀出。讀取水印后，通過與存儲的其它信息進(jìn)行鏈接來識別內(nèi)容。即便在部分的視頻序列經(jīng)過了再加工或再編輯之后，這種檢測與讀取仍可實(shí)時地按視頻序列進(jìn)行。

這種技術(shù)的關(guān)鍵特點(diǎn)是水印可存活于多種視頻格式，加過水印的數(shù)字媒體在經(jīng)過任何的格式轉(zhuǎn)換(無論是在格式轉(zhuǎn)換、壓縮還是幾何變換)后都不會被抹掉。

為了給侵權(quán)者增加去除水印的難度，目前大多數(shù)水印制作方案都在加入、提取時采用了密鑰方法，做到了只有掌握密鑰的人才能讀出水印。

4 數(shù)字水印在影視產(chǎn)品版權(quán)保護(hù)中的應(yīng)用舉例

下面以某公司開發(fā)的數(shù)字水印技術(shù)NexGuard DRM系統(tǒng)為例，具體介紹一下數(shù)字水印技術(shù)在數(shù)字電影安全技術(shù)中的應(yīng)用前景。

NexGuard DRM系統(tǒng)，是基于MPEG-2算法核心部分的某些機(jī)制(例如8×8像素塊中的亮度DCT轉(zhuǎn)換等)加工完成的。其水印嵌入是通過一種替換技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，水印信息可以加載在各種壓縮、非壓縮視頻格式的各幀之間。水印數(shù)據(jù)可隨每幀的分辨率而改變，在每幀中水印的強(qiáng)度是自適應(yīng)的。而隱蔽性與魯棒性之間的平衡，則是根據(jù)對圖像的每個像素塊結(jié)構(gòu)的分析來達(dá)到最佳優(yōu)化。檢測是通過分析接收到的每一幀、或者幾個相關(guān)的連續(xù)幀來實(shí)現(xiàn)的。

在數(shù)字電影后期制作中，NexGuard DRM系統(tǒng)通過一個軟件和一個安全智能卡(Token)將未加密的內(nèi)容轉(zhuǎn)化成被加密的內(nèi)容和一個對應(yīng)的證書。一旦內(nèi)容被加密，對內(nèi)容的訪問就必須通過包含在證書內(nèi)的數(shù)字版權(quán)進(jìn)行有條件的訪問，因此用戶可以很方便地管理任何第三方使用者。而第三方使用者，只有同時使用NexGuard軟件和一個用于解密的安全智能卡，才可以對收到的內(nèi)容進(jìn)行訪問。NexGuard可以使用加密技術(shù)、水印技術(shù)、安全智能卡等安全技術(shù)保護(hù)內(nèi)容的存儲、傳輸和預(yù)覽的整個工作流程。

結(jié)語

數(shù)字視頻水印技術(shù)，可以適用于包括電影公司、影片版權(quán)所有者、電影后期制作公司、發(fā)行商等在內(nèi)的任何視頻媒體所有者，并為其視頻產(chǎn)品提供版權(quán)監(jiān)控和盜版追查的有效技術(shù)支持。