DE69836699T2 - 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 Frequenzspek trum 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 einen digitalen Wasserzeichen-Dienst für urheberrechtlich geschützte, über das World Wide Web verteilte Unterlagen. Bei dem Wasserzeichendienst kann urheberrechtlich geschütztes Material ausgehend von einem lokalen Computer zu einem Server zum Versehen mit Wasserzeichen und zur Registrierung gesendet werden, kann lokal mit einem Wasserzeichen versehen und dann gegenüber dem Server registriert werden oder kann lokal mit einem Wasserzeichen versehen und registriert werden.
  • "Software copy-potection method using serial number of disk storage", IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 38, Nr. 12, Dezember 1995, offenbart ein Kopierschutzverfahren, das für ein Speichermedium eindeutige Identifikationsdaten verwendet. Um ein Kopieren eines Programms zu verhindern, ist das Programm nur ausführbar, wenn eine Seriennummer des Speichermediums, auf dem das Programm gespeichert ist, mit der zuvor ausgelesenen und gespeicherten Seriennummer übereinstimmt.
  • "Method for transferring copyprotected software without destroying copy-protection", L. Comerford und S. R. Light, IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 27, Nr. 5, Oktober 1984, offenbart ein Softwareprodukt, das mittels eines Softwareschlüssels, der ausgehend von einem ersten Medium, wie zum Beispiel eine Floppy-Disk, zu einem zweiten Medium, zum Beispiel eine Festplatte, übertragen wird, kopiergeschützt ist.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Lösungen bereit zu stellen, die schnell überprüfen können, ob Bilddaten autorisiert sind, um nicht autorisiertes Kopieren der Bilddaten wirksam zu verhindern, und die ein unsichtbar in Bilddaten eingebettetes, elektronisches Wasserzeichen einfach identifizieren können, um zu überprüfen, ob die Bilddaten autorisiert sind.
  • Um diese Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung Gegenstände gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden sowohl mit einem Wasserzeichen versehene Bilddaten, die Wasserzeicheninformation unsichtbar eingebettet aufweisen, als auch die eingebettete Wasserzeicheninformation zu einem einzelnen Medium übertragen. Die eingebettete Wasserzeicheninformation wird in einem speziell vorgesehenen Speicherbereich des einzelnen Mediums gespeichert. Ferner kann die eingebettete Wasserzeicheninformation verschlüsselt und gespeichert werden. Weil die eingebettete Wasserzeicheninformation auf dem gleichen Medium gespeichert ist, kann eine Wasserzeichenidentifizierung auf einfache Weise durchgeführt werden.
  • Bei einem Autorisierungsüberprüfungssystem zum Überprüfen, ob ein abgefragtes Medium autorisiert ist, weist das abgefragte Medium einen ersten Speicherbereich zum Speichern von mit Wasserzeichen versehenen Bilddaten und einen zweiten Speicherbereich auf, um Wasserzeicheninformation zu speichern. Nach einem Extrahieren von Wasserzeicheninformation aus den in dem abgefragten Medium gespeicherten Bilddaten überprüft eine Überprüfungseinrichtung, ob das abgefragte Medium autorisiert ist, in dem die extrahierte Wasserzeicheninformation mit der Wasserzeicheninformation verglicher. wird, die in dem zweiten Speicherbereich des abgefragten Mediums gespeichert ist.
  • 1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Kodierseite eines Systems für elektronische Wasserzeichen zeigt;
  • 2 ist ein schematisches Blockdiagramm, das einen Wasserzeichenüberprüfungsabschnitt des Systems für elektronische Wasserzeichen 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 Version eines Systems für elektronische Wasserzeichen zeigt;
  • 6 ist ein Diagramm, das ein elektronisches System für elektronische Wasserzeichen gemäß einer zweiten Version 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 D4 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 eingegebenen 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 ei ner 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 Wasserzei chen 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 = (wi(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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 Managementzentrum oder dem Speichermedium, das die mit Wasserzeichen markierten MPEG-Daten speichert, erhalten werden kann. FIGURENLEGENDE FIG. 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
    FIG. 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 AUTORISIERUNGSÜBERPRÜFUNG AUF
    STATISTICAL SIMILARITY DER GRUNDLAGE STATISTISCHER
    ÄHNLICHKEIT
    FIG. 3
    DCT DATA DCT-DATEN
    SELECTED WATER MARK GEWÄHLTES WASSERZEICHEN
    WATER-MARKED DCT DATA MIT WASSERZEICHEN MARKIERTE
    DCT-DATEN
    CONSTANT α KONSTANTE α
    FIG. 4
    FROM INVERSE-QUANTIZING VOM ABSCHNITT 204 ZUM INVERSEN
    SECTION 204 QUANTISIEREN
    ORIGINAL DCT DATA FROM DCT URSPRÜNGLICHE DCT-DATEN VON
    DCT
    EXTRACTED WATER MARK EXTRHIERTES WASSERZEICHEN
    FIG. 5
    ORIGINAL IMAGE DATA URSPRÜNGLICHE BILDDATEN
    WATER-MARKING/DATA COMPRESSION PROZESSOR ZUR MARKIERUNG MIT
    PROCESSOR WASSERZEICHEN/DATENKOMPRI
    MIERUNG
    DATA STORAGE CONTROLLER DATENSPEICHERSTEUER
    EINRICHTUNG
    AUTHORIZED MEDIUM AUTORISIERTES MEDIUM
    WATER MARK DATA TABLE WASSERZEICHENDATENTABELLE
    DATA TRANSFER CONTROLLER DATENÜBERTRAGUNGSSTEUER
    EINRICHTUNG
    SERIAL NUM. SERIENNUMMER
    MANUFACTURE MANAGEMENT HERSTELLUNGSMANAGEMENT
    DATABASE DATENBASIS
    MANAGEMENT CENTER MANAGEMENTZENTRUM
    RETRIEVAL REQUEST USING SERIAL AUSLESEANFRAGE UNTER
    NUM. 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 AUTORISIERUNGSÜBERPRÜFUNGS
    ABSCHNITT
    ORIGINAL IMAGE DATA URSPRÜNGLICHE BILDDATEN
    FIG. 6
    ORIGINAL IMAGE DATA URSPRÜNGLICHE BILDDATEN
    WATER-MARKING/DATA COMPRESSION PROZESSOR ZUR MARKIERUNG MIT
    PROCESSOR WASSERZEICHEN/DATENKOMPRI
    MIERUNG
    DATA COMMUNICATION CONTROLLER DATENKOMMUNIKATIONSSTEUER
    EINRICHTUNG
    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 DATENKOMMUNIKATIONSSTEUER
    EINRICHTUNG
    RETRIEVAL REQUEST USING AUSLESEANFRAGE UNTER
    ADDRESS 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 AUTORISIERUNGSÜBERPRÜFUNGS
    ABSCHNITT
    ORIGINAL IMAGE DATA URSPRÜNGLICHE BILDDATEN
    FIG. 7A
    ORIGINAL IMAGE DATA URSPRÜNGLICHE BILDDATEN
    WATER-MARKING/DATA COMPRESSION PROZESSOR ZUR MARKIERUNG MIT
    PROCESSOR WASSERZEICHEN/DATENKOMPRI
    MIERUNG
    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
    FIG. 7B
    MEDIUM TO BE CHECKED ZU ÜBERPRÜFENDES MEDIUM
    MPEG DATA MPEG-DATEN
    DECRYPTION ENTSCHLÜSSELUNG
    AUTHORIZATION CHECK SECTION AUTORISIERUNGSÜBERPRÜFUNGS
    ABSCHNITT
    ORIGINAL IMAGE DATA URSPRÜNGLICHE BILDDATEN

Claims (6)

  1. System, mit: einem Informationsgenerator (104) zum Erzeugen von Wasserzeicheninformation; und einem Kombinator (701) zum unsichtbaren Einbetten der Wasserzeicheninformation in ursprüngliche Bilddaten, um mit Wasserzeichen versehene Bilddaten zu erzeugen; gekennzeichnet durch umfassend: eine Übertragungssteuereinrichtung (702, 703) zum Übertragen sowohl der mit Wasserzeichen versehenen Bilddaten als auch der Wasserzeicheninformation zu einem einzelnen Medium (704), wobei das einzelne Medium ein Speichermedium (704) ist, das einen ersten Speicherbereich (705) zum Speichern der mit Wasserzeichen versehenen Bilddaten und einen zweiten Speicherbereich (706) zum Speichern der Wasserzeicheninformation aufweist, wobei der zweite Speicherbereich (706) speziell für die Wasserzeicheninformation vorgesehen ist, so dass nur die Wasserzeicheninformation gelesen werden kann, und im Fall einer Betriebsart zum Lesen von Bilddaten keine Daten aus dem zweiten Speicherbereich (706) gelesen werden können.
  2. System nach Anspruch 1, bei dem die Übertragungssteuereinrichtung (702, 703) die Wasserzeicheninformation verschlüsselt und die verschlüsselte Wasserzeicheninformation zu dem einzelnen Medium (704) überträgt.
  3. System zum Überprüfen, ob ein abgefragtes Medium autorisiert ist, wobei das abgefragte Medium ein einzelnes Speichermedium (704) ist und einen ersten Speicherbereich (705) zum Speichern von mit Wasserzeichen versehenen Bilddaten und einen zweiten Speicherbereich (706) zum Speichern von Wasserzeicheninformation aufweist, wobei der zweite Speicherbereich (706) speziell für die Wasserzeicheninfor mation vorgesehen ist, so dass nur die Wasserzeicheninformation gelesen werden darf, und im Fall einer Betriebsart zum Lesen von Bilddaten keine Daten aus dem zweiten Speicherbereich (706) gelesen werden können, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: eine Wasserzeichenextraktionsvorrichtung (207) zum Extrahieren von Wasserzeicheninformation aus in dem abgefragten Medium gespeicherten Bilddaten; und einer Prüfvorrichtung (208, 209), um zu überprüfen, ob das abgefragte Medium autorisiert ist, indem die extrahierte Wasserzeicheninformation mit der Wasserzeicheninformation verglichen wird, die in dem zweiten Speicherbereich (706) des abgefragten Mediums gespeichert ist.
  4. System nach Anspruch 3, bei dem die gespeicherte Wasserzeicheninformation verschlüsselte Wasserzeicheninformation ist, wobei das System ferner umfasst: einen Entschlüsselungsabschnitt (709), um die aus dem zweiten Speicherbereich (706) ausgelesene, verschlüsselte Wasserzeicheninformation zu entschlüsseln, um die Wasserzeicheninformation der Prüfvorrichtung (208, 209) bereit zu stellen.
  5. 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 ersten Speicherbereich (705) eines autorisierten Mediums, das ein einzelnes Speichermedium (704) ist, und der Wasserzeicheninformation zu einem zweiten Speicherbereich (706) des autorisierten Mediums, wobei der zweite Speicherbereich (706) speziell für die Wasserzeicheninformation vorgesehen ist, so dass nur die Wasserzeicheninformation ausgelesen werden kann, und im Fall einer Betriebs art zum Lesen von Bilddaten keine Daten aus dem zweiten Speicherbereich (706) ausgelesen werden können; Extrahieren von Wasserzeicheninformation von aus in dem abgefragten Medium gespeicherten Bilddaten; und Prüfen, ob das abgefragte Medium autorisiert ist, indem die extrahierte Wasserzeicheninformation mit der in dem zweiten Speicherbereich (706) gespeicherten Wasserzeicheninformation vergleichen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner die Schritte umfassend: Verschlüsseln der Wasserzeicheninformation vor dem Übertragungsschritt; Übertragen der verschlüsselten Wasserzeicheninformation zu dem zweiten Speicherbereich (706); und Entschlüsseln der verschlüsselten Wasserzeicheninformation, die aus dem zweiten Speicherbereich (706) ausgelesen wird, um die Wasserzeicheninformation dem Überprüfschritt bereit zu stellen.
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