基于试验性水印的水印提取.pdf

方法、装置及计算机程序产品在存在内容失真的情况下促进嵌入水印的提取。使用预失真同步模板来检测嵌入水印帧的同步部分。最佳匹配所述嵌入水印帧的所述同步部分的预失真同步模板产生对存在于内容中的一或多个失真的估计。可基于比较的结果评估水印帧的其余部分。

权利要求书1.  一种方法，其包括：接收包括同步部分及包部分的水印帧，所述水印帧已从嵌入有水印的内容获得；将所述所接收同步部分与一或多个预失真同步模板进行比较；及基于所述比较的至少一结果评估所述所接收水印帧。2.  根据权利要求1所述的方法，其中至少部分地通过以下操作产生所述一或多个预失真同步模板：产生多个导频内容；使所述多个导频内容嵌入有包括同步部分的水印；借助一或多个失真使所述多个嵌入导频内容失真；及从所述多个失真导频内容获得候选预失真同步模板。3.  根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：在通过发射媒体发射之后接收一子组的所述多个嵌入导频内容，其中所述发射媒体将一或多个失真引入到所述子组的所述多个嵌入导频内容中；将所述所接收子组的所述多个导频内容的同步部分与所述候选预失真同步模板中的每一者进行比较；及选择在预定义容限内与所述所接收子组的所述多个导频内容的所述同步部分匹配的一或多个候选预失真同步模板。4.  根据权利要求1所述的方法，其中所述比较产生以下各项中的一者或两者：所述一或多个预失真同步模板中的每一者的错误计数，其指示所述水印帧的所述所接收同步部分与所述一或多个预失真同步模板中的每一者之间的不匹配符号的数目；及所述一或多个预失真同步模板中的每一者的相关值，其指示所述水印帧的所述同步部分在多大程度上匹配所述一或多个预失真同步模板中的每一者。5.  根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：在所述比较之后，识别最佳匹配所述水印帧的所述所接收同步部分的预失真同步模板；及选择与所述经识别预失真同步模板相关联的一或多个失真类型及失真量来表示存在于所述内容中的所述失真。6.  根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：针对每一类型的失真及/或失真组合以预分类次序组织所述候选预失真同步模板，其中所述预分类次序使具有表示现实内容失真的较高可能性的第一候选预失真同步模板排名高于具有表示现实内容失真的较小可能性的第二候选预失真同步模板。7.  根据权利要求1所述的方法，其中所述评估产生对存在以下各项中的一者的指示：试验性水印，其表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印，结论性水印，其表示经检测具有小于或等于所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的水印，存在于所述内容中的一或多个失真类型及失真量。8.  根据权利要求1所述的方法，其中：所述内容包括至少第一及第二水印消息；所述第一水印消息具有小于所述第二水印消息的有效负载；评估所述所接收水印帧导致将所述第一水印消息检测为试验性水印；且使用针对所述试验性水印获得的内容失真估计来提取所述第二水印消息。9.  根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：从主机内容提取试验性水印，所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印；通过获得定位于所述内容内在相对于所述经提取试验性水印的预定义位置处的潜在水印帧的符号而形成一或多个经外推水印；及确定在与所述经检测试验性水印共同评价时所述经外推水印是否满足所要假水印检测概率。10.  根据权利要求9所述的方法，其中所述潜在水印帧的所述符号定位于所述内容 内在相对于所述经提取试验性水印的预定义时间及/或空间位置处。11.  根据权利要求9所述的方法，其中所述确定包括：确定所述经外推水印中的一或多者中的错误符号的数目；至少部分地基于错误符号的所述经确定数目向所述经外推水印中的所述一或多者指派权重；及确定在与所述经检测试验性水印组合时所述经加权经外推水印是否满足所述所要假水印检测概率。12.  根据权利要求11所述的方法，其中通过以下各项中的一或多者确定每一经外推水印中的错误符号的所述数目：所述经外推水印符号与所述经提取试验性水印的符号的比较；执行所述经外推水印符号的错误校正码解码；及所述经外推水印与一或多个预失真水印模板的比较。13.  根据权利要求9所述的方法，其中：形成所述经外推水印包括在逐分段基础上获得所述潜在水印帧的符号，其中每一分段包括更多水印符号中的两者；且所述确定包括：获得一或多个分段中的错误符号的数目；至少部分地基于所述一或多个分段中的每一者中的错误符号的所述数目向所述一或多个分段中的每一者指派权重；组合与所述一或多个分段相关联的所述经指派权重以产生一或多个经加权经外推水印区段；及确定在与所述经检测试验性水印组合时所述经加权经外推水印区段是否满足所述所要假水印检测概率。14.  根据权利要求13所述的方法，其中获得所述一或多个分段中的每一者中的错误符号的所述数目包括：将所述一或多个分段中的每一者中的所述潜在水印帧的所述符号与一或多个预失真水印模板进行比较；及产生所述一或多个分段中的每一者的计数，所述计数表示所述一或多个分段中的所述潜在水印帧的所述符号与所述一或多个预失真水印模板之间的不匹配符号的数目。15.  根据权利要求13所述的方法，其中基于以下各项中的一或多者确定所述经外推水印内的分段的数目：所述经提取试验性水印的范围；存在于所述内容中的失真量；及存在于所述内容中的失真类型。16.  根据权利要求13所述的方法，其中至少部分地基于在长度上等于特定分段的未加水印分段的预期权重指派所述特定分段的所述权重。17.  根据权利要求9所述的方法，其中所述所要假水印检测概率对应于结论性水印的检测。18.  根据权利要求9所述的方法，其进一步包括报告存在于所述嵌入主机内容中的失真或失真组合的量及类型的估计。19.  根据权利要求13所述的方法，其中至少部分地基于以下各项中的一或多者确定每一分段的范围：预期存在于所述内容中的失真量；及预期存在于所述内容中的失真类型。20.  根据权利要求1所述的方法，其进一步包括从所述内容提取多个试验性水印，每一试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印；使用所述经提取试验性水印中的至少两者获得与存在于所述嵌入主机内容中的一或多个失真相关联的所估计失真信息；基于所述所估计失真信息，获得一或多个预失真水印模板；及使用所述一或多个预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印中的至少一者。21.  根据权利要求20所述的方法，其中所述重新评估导致以下各项中的一或多者：检测到与关联于所述经提取试验性水印中的每一者的假水印检测概率相比具有经改进假水印检测概率的水印；检测到具有小于或等于所述所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的结论性水印；及存在于所述嵌入主机内容中的失真的经改进估计。22.  根据权利要求21所述的方法，其中使用所述至少两个经提取试验性水印的两个或两个以上同步部分获得所述所估计失真信息。23.  根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：从所述内容提取试验性水印，所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印；使用所述经提取试验性水印获得指示存在于所述嵌入主机内容中的特定失真或失真组合的粗略值的所估计失真信息；选择对应于在所述粗略值附近的一或多个失真值的一或多个补充预失真水印模板；及使用所述所选择一或多个补充预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印。24.  根据权利要求23所述的方法，其中获得所述所估计失真信息包括：以粗略粒度选择对应于特定失真或失真组合的失真值的范围的多个粗略预失真水印模板；将所述经提取试验性水印与所述多个粗略预失真水印模板中的每一者进行比较；及通过识别最佳匹配所述经提取试验性水印的第一粗略预失真水印模板而获得所述所估计失真信息。25.  根据权利要求23所述的方法，其中所述重新评估导致检测到具有小于或等于所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的结论性水印。26.  根据权利要求23所述的方法，其中所述重新评估包括：将所述一或多个补充预失真水印模板与所述经提取试验性水印进行比较；产生与每一比较相关联的错误计数，所述错误计数表示所述对应补充预失真水印模板在多大程度上匹配所述经提取试验性水印；及选择对应于最小的所产生错误计数的所述补充预失真水印模板。27.  一种装置，其包括：接收器，其经配置以接收包括同步部分及包部分的水印帧，所述水印帧已从嵌入有水印的内容获得；比较器，其经配置以将所述所接收同步部分与一或多个预失真同步模板进行比较；及评估器，其经配置以基于所述比较器的至少一结果评估所述所接收水印帧。28.  根据权利要求27所述的装置，其中所述比较器经配置以产生以下各项中的一者或两者：所述一或多个预失真同步模板中的每一者的错误计数，其指示所述水印帧的所述所接收同步部分与所述一或多个预失真同步模板中的每一者之间的不匹配符号的数目；及所述一或多个预失真同步模板中的每一者的相关值，其指示所述水印帧的所述同步部分在多大程度上匹配所述一或多个预失真同步模板中的每一者。29.  根据权利要求27所述的装置，其中所述比较器经配置以：识别最佳匹配所述水印帧的所述所接收同步部分的预失真同步模板；及选择与所述经识别预失真同步模板相关联的一或多个失真类型及失真量来表示存在于所述内容中的所述失真。30.  根据权利要求27所述的装置，其中所述评估器经配置以产生对以下各项中的一或多者的存在的指示：试验性水印，其表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印，结论性水印，其表示经检测具有小于或等于所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的水印，及存在于所述内容中的一或多个失真类型及失真量。31.  根据权利要求27所述的装置，其中：所述内容包括至少第一及第二水印消息；所述第一水印消息具有小于所述第二水印消息的有效负载；且所述评估器经配置以产生对将所述第一水印消息检测为试验性水印的指示及内容失真估计，其中使用所述内容失真估计来提取所述第二水印消息。32.  根据权利要求27所述的装置，其进一步包括提取器，其经配置以从所述内容提取试验性水印，所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印；及水印外推器，其经配置以通过获得定位于所述内容内在相对于所述经提取试验性水印的预定义位置处的潜在水印帧的符号而形成一或多个经外推水印；其中所述评估器进一步经配置以确定在与所述经检测试验性水印共同评价时所述经外推水印是否满足所要假水印检测概率。33.  根据权利要求32所述的装置，其中所述水印外推器经配置以从所述内容内在相对于所述经提取试验性水印的预定义时间及/或空间位置处的位置获得所述潜在水印帧的所述符号。34.  根据权利要求32所述的装置，其中所述评估器经配置以：确定所述经外推水印中的一或多者中的错误符号的数目；至少部分地基于错误符号的所述经确定数目向所述经外推水印中的所述一或多者指派权重；及确定在与所述经检测试验性水印组合时所述经加权经外推水印是否满足所述所要假水印检测概率。35.  根据权利要求34所述的装置，其中通过以下各项中的一或多者确定每一经外推水印中的错误符号的所述数目：所述经外推水印符号与所述经提取试验性水印的符号的比较；执行所述经外推水印符号的错误校正码解码；及所述经外推水印与一或多个预失真水印模板的比较。36.  根据权利要求32所述的装置，其中：所述水印外推器经配置以通过至少部分地在逐分段基础上获得所述潜在水印帧的符号而形成所述经外推水印，其中每一分段包括更多水印符号中的两者；且所述评估器经配置以：获得一或多个分段中的错误符号的数目；至少部分地基于所述一或多个分段中的每一者中的错误符号的所述数目向所述一或多个分段中的每一者指派权重；组合与所述一或多个分段相关联的所述经指派权重以产生一或多个经加权经外推水印区段；及确定在与所述经检测试验性水印组合时所述经加权经外推水印区段是否满足所述所要假水印检测概率。37.  根据权利要求36所述的装置，其中所述评估器经配置以至少部分地通过以下操作获得所述一或多个分段中的每一者中的错误符号的所述数目：将所述一或多个分段中的每一者中的所述潜在水印帧的所述符号与一或多个预失真水印模板进行比较；及产生所述一或多个分段中的每一者的计数，所述计数表示所述一或多个分段中的所述潜在水印帧的所述符号与所述一或多个预失真水印模板之间的不匹配符号的数目。38.  根据权利要求32所述的装置，其中所述评估器经配置以至少部分地基于在长度上等于特定分段的未加水印分段的预期权重向所述特定分段指派所述权重。39.  根据权利要求32所述的装置，其中所述评估器经配置以报告存在于所述内容中的失真或失真组合的量及类型的估计。40.  根据权利要求27所述的装置，其进一步包括提取器，其经配置以从所述内容提取多个试验性水印，每一试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印；及失真估计器，其经配置以使用所述经提取试验性水印中的至少两者获得与存在于嵌入主机内容中的一或多个失真相关联的所估计失真信息且获得一或多个预失真水印模板；其中评估器经配置以使用所述一或多个预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印中的至少一者。41.  根据权利要求40所述的装置，其中所述失真估计器经配置以确定所述所估计失真信息是否对应于超过特定失真阈值的失真量，且仅在所述所估计失真信息对应于不超过所述特定失真阈值的失真量的情况下获得所述一或多个预失真水印模板。42.  根据权利要求40所述的装置，其中所述失真估计器经配置以使用所述至少两个经提取试验性水印的两个或两个以上同步部分获得所述所估计失真信息。43.  根据权利要求27所述的装置，其进一步包括提取器，其经配置以从所述内容提取试验性水印，所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印；失真估计器，其经配置以使用所述经提取试验性水印获得指示存在于所述内容中的特定失真或失真组合的粗略值的所估计失真信息，且选择对应于在所述粗略值附近的一或多个失真值的一或多个补充预失真水印模板；其中所述评估器进一步经配置以使用所述所选择一或多个补充预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印。44.  根据权利要求43所述的装置，其中所述失真估计器经配置以：以粗略粒度选择对应于特定失真或失真组合的失真值的范围的多个粗略预失真水印模板；将所述经提取试验性水印与所述多个粗略预失真水印模板中的每一者进行比较；及通过识别最佳匹配所述经提取试验性水印的第一粗略预失真水印模板而获得所述所估计失真信息。45.  根据权利要求43所述的装置，其中所述评估器经配置以：将所述一或多个补充预失真水印模板与所述经提取试验性水印进行比较；产生与每一比较相关联的错误计数，所述错误计数表示所述对应补充预失真水印模板在多大程度上匹配所述经提取试验性水印；及选择对应于最小的所产生错误计数的所述补充预失真水印模板。46.  一种体现于非暂时性计算机可读媒体上的计算机程序产品，其包括：用于接收包括同步部分及包部分的水印帧的程序代码，所述水印帧已从嵌入有水印的内容获得；用于将所述所接收同步部分与一或多个预失真同步模板进行比较的程序代码；及用于基于所述比较的至少一结果评估所述所接收水印帧的程序代码。47.  根据权利要求46所述的计算机程序产品，其进一步包括：用于从所述内容提取试验性水印的程序代码，所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印；用于通过获得定位于所述内容内在相对于所述经提取试验性水印的预定义位置处的潜在水印帧的符号而形成一或多个经外推水印的程序代码；及用于确定在与所述经检测试验性水印共同评价时所述经外推水印是否满足所要假水印检测概率的程序代码。48.  根据权利要求46所述的计算机程序产品，其进一步包括：用于从所述内容提取多个试验性水印的程序代码，每一试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印；用于使用所述经提取试验性水印中的至少两者获得与存在于嵌入主机内容中的一或多个失真相关联的所估计失真信息的程序代码；用于基于所述所估计失真信息获得一或多个预失真水印模板的程序代码；及用于使用所述一或多个预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印中的至少一者的程序代码。49.  根据权利要求46所述的计算机程序产品，其进一步包括：用于从所述内容提取试验性水印的程序代码，所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印；用于使用所述经提取试验性水印获得指示存在于所述嵌入主机内容中的特定失真或失真组合的粗略值的所估计失真信息的程序代码；用于选择对应于在所述粗略值附近的一或多个失真值的一或多个补充预失真水印模板的程序代码；及用于使用所述所选择一或多个补充预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印的程序代码。50.  一种装置，其包括：水印嵌入器，其经配置以使多个导频内容嵌入有包括同步部分的水印；失真处理组件，其经配置以借助一或多个失真使所述多个嵌入导频内容失真；及水印提取器，其经配置以从所述多个失真导频内容产生候选预失真同步模板。51.  根据权利要求50所述的装置，其进一步包括：接收器，其经配置以在通过发射媒体发射之后接收一子组的所述多个嵌入导频内容，其中所述发射媒体将一或多个失真引入到所述子组的所述多个嵌入导频内容中；及模板匹配组件，其经配置以将所述所接收子组的所述多个导频内容的同步部分与所述候选预失真同步模板中的每一者进行比较，且选择在预定义容限内与所述所接收子组的所述多个导频内容的所述同步部分匹配的一或多个候选预失真同步模板。

说明书基于试验性水印的水印提取
相关申请案
本申请案主张来自第13/288,937号、第13/288,945号、第13/288,952号及第13/288,958号美国专利申请案的优先权，所述专利申请案均在2011年11月3日提出申请。之前所提及的专利申请案的全部内容以引用方式并入为本申请案的揭示内容的一部分。
技术领域
本申请案一般来说涉及内容管理领域。更特定来说，所揭示实施例涉及来自媒体内容的水印的嵌入及提取。
背景技术
本章节打算提供权利要求书中所陈述的所揭示实施例的背景或上下文。本文中的说明可包含可推行的但未必是先前已设想出或推行的概念的概念。因此，除非本文中另有指示，否则本章节中所描述的内容对本申请案中的说明及权利要求书并非现有技术，且不认为会因包含本章节而成为现有技术。
水印实质上为嵌入到主机内容中的不可感知信号。主机内容可为以下各项中的任一者：音频、静止图像、视频或可存储于物理媒体上或者从一个点发射或广播到另一点的任一其它内容。水印经设计以载运辅助信息，而实质上不影响主机内容的保真度或不干扰主机内容的正常使用。出于此原因，有时使用水印来执行隐蔽通信，其中重点放在隐藏经隐藏信号的存在上。另外，水印的其它广泛应用包含：防止有版权的多媒体内容的未授权的使用(例如，复制、播放及传播)，所有权证明，验证，篡改检测，内容完整性检验，广播监视，交易跟踪，受众测量，触发次要活动(例如与软件程序或硬件组件互动)，传递关于内容的辅助信息(例如标题文本、全称及艺术家姓名或关于如何购买内容的指令)等等。以上应用列表不打算具穷尽性，因为许多其它当前及未来系统可受益于主要与辅助信息的共信道发射。
设计水印系统需要达到嵌入水印的透明度(不可感知性)、嵌入水印的稳健性(即，水 印承受有意及无意信号失真的能力)与系统的安全性要求(即，嵌入水印可逃避检测、删除及/或由未授权方操纵的程度)之间的恰当平衡。必须执行此平衡动作同时限制低于通常针对水印嵌入器及/或水印提取器的实际软件及/或硬件实施方案强加的特定级的处理操作(即，处理负载)及存储器使用的平均数目及/或最大数目。
发明内容
本章节打算提供对特定示范性实施例的总结且不打算限制本申请案中所揭示的实施例的范围。
所揭示实施例的一个方面涉及一种方法，其包含：接收包括同步部分及包部分的水印帧，所述水印帧已从嵌入有水印的内容获得；将所述所接收同步部分与一或多个预失真同步模板进行比较；及基于所述比较的至少一结果评估所述所接收水印帧。
在一个实例性实施例中，至少部分地通过以下操作产生所述一或多个预失真同步模板：产生多个导频内容；使所述多个导频内容嵌入有包括同步部分的水印；借助一或多个失真使所述多个嵌入导频内容失真；及从所述多个失真导频内容获得候选预失真同步模板。在一种实例性变化形式中，产生所述一或多个同步模板进一步包含在通过发射媒体发射之后接收一子组的所述多个嵌入导频内容，其中所述发射媒体将一或多个失真引入到所述子组的所述多个嵌入导频内容中。此外，产生所述一或多个同步模板还包含：将所述所接收子组的所述多个导频内容的同步部分与所述候选预失真同步模板中的每一者进行比较，及选择在预定义容限内与所述所接收子组的所述多个导频内容的所述同步部分匹配的一或多个候选预失真同步模板。
在一个实例性实施例中，所述比较产生所述一或多个预失真同步模板中的每一者的错误计数，所述错误计数指示所述水印帧的所述所接收同步部分与所述一或多个预失真同步模板中的每一者之间的不匹配符号的数目。在另一实例性实施例中，所述比较产生所述一或多个预失真同步模板中的每一者的相关值，所述相关值指示所述水印帧的所述同步部分在多大程度上匹配所述一或多个预失真同步模板中的每一者。
根据另一实施例，上文所提及的方法进一步包含：在所述比较之后，识别最佳匹配所述水印帧的所述所接收同步部分的预失真同步模板，及选择与所述经识别预失真同步模板相关联的一或多个失真类型及失真量来表示存在于所述内容中的所述失真。在一个实施例中，上文所提及的方法进一步包括针对每一类型的失真及/或失真组合以预分类次序组织所述候选预失真同步模板。在此实施例中，所述预分类次序使具有表示现实内容 失真的较高可能性的第一候选预失真同步模板排名高于具有表示现实内容失真的较小可能性的第二候选预失真同步模板。
在又一实施例中，所述一或多个预失真同步模板对应于在失真空间内的特定搜索粒度。在以上实施例的一种变化形式中，选择所述一或多个预失真同步模板的数目以减小以下各项中的一者或两者：假水印检测概率及/或评估所述所接收水印帧所需的计算资源。
根据另一实施例，所述评估产生对以下各项中的一者的存在的指示：试验性水印，其表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印；或结论性水印，其表示经检测具有小于或等于所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的水印。在另一实施例中，所述评估识别存在于所述内容中的一或多个失真类型及失真量。
在另一实施例中，所述内容包括至少第一及第二水印消息，且所述第一水印消息具有小于所述第二水印消息的有效负载。在此实施例中，评估所述所接收水印帧导致将所述第一水印消息检测为试验性水印，且使用针对所述试验性水印获得的内容失真估计来提取所述第二水印消息。
所揭示实施例的另一方面涉及一种装置，其包括接收器，所述接收器经配置以接收包括同步部分及包部分的水印帧，所述水印帧已从嵌入有水印的内容获得。所述装置还包含：比较器，其经配置以将所述所接收同步部分与一或多个预失真同步模板进行比较；及评估器，其经配置以基于所述比较器的至少一结果评估所述所接收水印帧。
另一实施例涉及一种装置，其包含：水印嵌入器，其经配置以使多个导频内容嵌入有包括同步部分的水印；失真处理组件，其经配置以借助一或多个失真使所述多个嵌入导频内容失真；及水印提取器，其经配置以从所述多个失真导频内容产生候选预失真同步模板。在一个实施例中，此装置进一步包括：接收器，其经配置以在通过发射媒体发射之后接收一子组的所述多个嵌入导频内容，其中所述发射媒体将一或多个失真引入到所述子组的所述多个嵌入导频内容中；及模板匹配组件，其经配置以将所述所接收子组的所述多个导频内容的同步部分与所述候选预失真同步模板中的每一者进行比较，且选择在预定义容限内与所述所接收子组的所述多个导频内容的所述同步部分匹配的一或多个候选预失真同步模板。
所揭示实施例的另一方面涉及一种装置，其包含处理器及存储器，所述存储器包括处理器可执行代码。所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时配置所述装置以接收包括同步部分及包部分的水印帧，所述水印帧已从嵌入有水印的内容获得；将所述所接收同步部分与一或多个预失真同步模板进行比较；且基于所述比较的至少一结果评估所 述所接收水印帧。
所揭示实施例的另一方面涉及一种体现于非暂时性计算机可读媒体上的计算机程序产品，其包括用于接收包括同步部分及包部分的水印帧的程序代码，所述水印帧已从嵌入有水印的内容获得。所述计算机程序产品还包含用于将所述所接收同步部分与一或多个预失真同步模板进行比较的程序代码及用于基于所述比较的至少一结果评估所述所接收水印帧的程序代码。
所揭示实施例的另一方面涉及一种方法，其包含从嵌入主机内容提取多个试验性水印，其中每一试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。此方法还包含：使用所述经提取试验性水印中的至少两者获得与存在于所述嵌入主机内容中的一或多个失真相关联的所估计失真信息；及基于所述所估计失真信息，获得一或多个预失真水印模板。所述方法进一步包含使用所述一或多个预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印中的至少一者。
在一个实施例中，所述重新评估导致检测到与关联于所述经提取试验性水印中的每一者的假水印检测概率相比具有经改进假水印检测概率的水印。在另一实施例中，所述重新评估导致检测到具有小于或等于所述所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的结论性水印。在再一实施例中，所述预失真水印模板中的每一者表示可污染所述嵌入主机内容的至少一种类型的失真的特定类型及特定量。根据另一实施例，所述重新评估导致对存在于所述嵌入主机内容中的失真的经改进估计。
在一个实施例中，上文所提及的方法进一步包含在获得一或多个预失真水印模板之前，确定所述所估计失真信息是否对应于超过特定失真阈值的失真量。在此实施例中，仅在所述所估计失真信息对应于不超过所述特定失真阈值的失真量的情况下获得所述一或多个预失真水印模板。
在另一实施例中，使用所述至少两个经提取试验性水印的两个或两个以上同步部分获得所述所估计失真信息。在此实施例中，通过将所述经提取试验性水印中的所述至少两者之间的间距与关联于未失真内容的水印的标称间距进行比较而获得所述所估计失真信息。在又一实施例中，所述试验性水印中的每一者的所述提取包括检测所述试验性水印的触发所述试验性水印的包部分的提取的同步部分。
所揭示实施例的另一方面涉及一种装置，其包含提取器，所述提取器经配置以从嵌入主机内容提取多个试验性水印，其中每一试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。此装置还包含失真估计器，所述失真估计器经配置以使用所述经提取试验性水印中的至少两者获得与存在于所述嵌入主机内容中的 一或多个失真相关联的所估计失真信息且获得一或多个预失真水印模板。此装置进一步包含评估器，所述评估器经配置以使用所述一或多个预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印中的至少一者。
所揭示实施例的另一方面涉及一种装置，其包括处理器及存储器，所述存储器包含处理器可执行代码。所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时配置述装置以从嵌入主机内容提取多个试验性水印，其中每一试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时还配置所述装置以使用所述经提取试验性水印中的至少两者获得与存在于所述嵌入主机内容中的一或多个失真相关联的所估计失真信息；且基于所述所估计失真信息，获得一或多个预失真水印模板。所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时进一步配置所述装置以使用所述一或多个预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印中的至少一者。
所揭示实施例的另一方面涉及一种体现于非暂时性计算机可读媒体上的计算机程序产品，其包含用于从嵌入主机内容提取多个试验性水印的程序代码，其中每一试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。所述计算机程序产品还包含用于使用所述经提取试验性水印中的至少两者获得与存在于所述嵌入主机内容中的一或多个失真相关联的所估计失真信息的程序代码，及用于基于所述所估计失真信息获得一或多个预失真水印模板的程序代码。所述计算机程序产品进一步包含用于使用所述一或多个预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印中的至少一者的程序代码。
所揭示实施例的另一方面涉及一种方法，其包含从嵌入主机内容提取试验性水印，其中所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。此方法还包含：使用所述经提取试验性水印获得指示存在于所述嵌入主机内容中的特定失真或失真组合的粗略值的所估计失真信息；及选择对应于在所述粗略值附近的一或多个失真值的一或多个补充预失真水印模板。此方法进一步包含使用所述所选择一或多个补充预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印。
在一个实施例中，获得所述所估计失真信息包括：以粗略粒度选择对应于特定失真或失真组合的失真值的范围的多个粗略预失真水印模板；将所述经提取试验性水印与所述多个粗略预失真水印模板中的每一者进行比较；及通过识别最佳匹配所述经提取试验性水印的第一粗略预失真水印模板而获得所述所估计失真信息。在此实施例的一种变化形式中，从预失真水印模板的较大集合当中随机选择所述多个粗略预失真水印模板。在 此实施例的另一变化形式中，选择对应于可能存在于所述嵌入主机内容中的失真的一或多种类型的所述多个粗略预失真水印模板。
根据另一实施例，选择所述一或多个补充预失真水印模板以实现以精细粒度搜索在所述粗略值附近的失真空间。在再一实施例中，所述重新评估导致对存在于所述嵌入主机内容中的失真的经改进估计。在一种变化形式中，利用所述经改进估计来从所述嵌入主机内容提取额外水印。在一个实施例中，所述重新评估导致检测到与关联于所述经提取试验性水印的假水印检测概率相比具有经改进假水印检测概率的水印。在另一实施例中，所述重新评估导致检测到具有小于或等于所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的结论性水印。
在另一实施例中，所述重新评估包括：将所述一或多个补充预失真水印模板与所述经提取试验性水印进行比较；产生与每一比较相关联的错误计数，其中所述错误计数表示所述对应补充预失真水印模板在多大程度上匹配所述经提取试验性水印；及选择对应于最小的所产生错误计数的所述补充预失真水印模板。在另一实施例中，以反复方式一次一个地选择所述一或多个补充预失真水印模板。
所揭示实施例的另一方面涉及一种装置，其包含提取器，所述提取器经配置以从嵌入主机内容提取试验性水印，其中所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。此装置进一步包含失真估计器，所述失真估计器经配置以使用所述经提取试验性水印获得指示存在于所述嵌入主机内容中的特定失真或失真组合的粗略值的所估计失真信息，且选择对应于在所述粗略值附近的一或多个失真值的一或多个补充预失真水印模板。此装置另外包括评估器，所述评估器经配置以使用所述所选择一或多个补充预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印。
根据所揭示实施例的另一方面，提供一种装置，其包含处理器及存储器，所述存储器包含处理器可执行代码。所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时配置所述装置以从嵌入主机内容提取试验性水印，其中所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时还配置所述装置以使用所述经提取试验性水印获得指示存在于所述嵌入主机内容中的特定失真或失真组合的粗略值的所估计失真信息，且选择对应于在所述粗略值附近的一或多个失真值的一或多个补充预失真水印模板。所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时进一步配置所述装置以使用所述所选择一或多个补充预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印。
所揭示实施例的另一方面涉及一种体现于非暂时性计算机可读媒体上的计算机程 序产品，其包含用于从嵌入主机内容提取试验性水印的程序代码，其中所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。所述计算机程序产品还包含用于使用所述经提取试验性水印获得指示存在于所述嵌入主机内容中的特定失真或失真组合的粗略值的所估计失真信息的程序代码，及用于选择对应于在所述粗略值附近的一或多个失真值的一或多个补充预失真水印模板的程序代码。所述计算机程序产品进一步包含用于使用所述所选择一或多个补充预失真水印模板重新评估所述经提取试验性水印的程序代码。
所揭示实施例的另一方面涉及一种方法，其包含从嵌入主机内容提取试验性水印，其中所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。所述方法还包含通过获得定位于所述嵌入主机内容内在相对于所述经提取试验性水印的预定义位置处的潜在水印帧的符号而形成一或多个经外推水印，及确定在与所述经检测试验性水印共同评价时所述经外推水印是否满足所要假水印检测概率。在一个实施例中，所述潜在水印帧的所述符号定位于所述嵌入主机内容内在相对于所述经提取试验性水印的预定义时间及/或空间位置处。
在另一实施例中，确定所述经外推水印是否满足所要假水印检测概率包括：确定所述经外推水印中的一或多者中的错误符号的数目，至少部分地基于错误符号的所述经确定数目向所述经外推水印中的所述一或多者指派权重，及确定在与所述经检测试验性水印组合时所述经加权经外推水印是否满足所述所要假水印检测概率。在此实施例中，可通过以下各项中的一或多者确定每一经外推水印中的错误符号的所述数目：所述经外推水印符号与所述经提取试验性水印的符号的比较，执行所述经外推水印符号的错误校正码解码，及/或所述经外推水印与一或多个预失真水印模板的比较。
在一个实施例中，形成所述经外推水印中的每一者包括：获得一或多个分段中的错误符号的数目，至少部分地基于所述一或多个分段中的每一者中的错误符号的所述数目向所述一或多个分段中的每一者指派权重，组合与所述一或多个分段相关联的所述经指派权重以产生一或多个经加权经外推水印区段，及确定在与所述经检测试验性水印组合时所述经加权经外推水印区段是否满足所述所要假水印检测概率。在此实施例中，获得所述一或多个分段中的每一者中的错误符号的所述数目包含：将所述一或多个分段中的每一者中的所述潜在水印帧的所述符号与一或多个预失真水印模板进行比较；及产生所述一或多个分段中的每一者的计数，所述计数表示所述一或多个分段中的所述潜在水印帧的所述符号与所述一或多个预失真水印模板之间的不匹配符号的数目。此外，在此实施例的一种变化形式中，基于以下各项中的一或多者确定所述经外推水印内的分段的数 目：所述经提取试验性水印的范围、存在于所述嵌入主机内容中的失真量及/或存在于所述嵌入主机内容中的失真类型。另外，在此实施例的一种变化形式中，至少部分地基于在长度上等于特定分段的未加水印分段的预期权重指派所述特定分段的所述权重。根据另一实施例，至少部分地基于以下各项中的一或多者确定每一分段的范围：预期存在于所述嵌入主机内容中的失真量及预期存在于所述嵌入主机内容中的失真类型。在另一实施例中，针对共同跨过比所述试验性水印小的范围的所述一或多个分段执行关于在与所述经检测试验性水印组合时所述经加权经外推水印区段是否满足所述所要假水印检测概率的所述确定。
根据另一实施例，所述所要假水印检测概率对应于结论性水印的检测。在又一实施例中，上文所提及的方法进一步包含报告对存在于所述嵌入主机内容中的失真或失真组合的量及类型的估计。
所揭示实施例的另一方面涉及一种装置，其包含提取器，所述提取器经配置以从嵌入主机内容提取试验性水印，其中所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。所述装置还包含：水印外推器，其经配置以通过获得定位于所述嵌入主机内容内在相对于所述经提取试验性水印的预定义位置处的潜在水印帧的符号而形成一或多个经外推水印；及评估器，其经配置以确定在与所述经检测试验性水印共同评价时所述经外推水印是否满足所要假水印检测概率。
所揭示实施例的另一方面涉及一种装置，其包含处理器及存储器，所述存储器包含处理器可执行代码。所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时配置所述装置以从嵌入主机内容提取试验性水印，其中所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时还配置所述装置以通过获得定位于所述嵌入主机内容内在相对于所述经提取试验性水印的预定义位置处的潜在水印帧的符号而形成一或多个经外推水印，且确定在与所述经检测试验性水印共同评价时所述经外推水印是否满足所要假水印检测概率。
所揭示实施例的另一方面涉及一种体现于非暂时性计算机可读媒体上的计算机程序产品，其包含用于从嵌入主机内容提取试验性水印的程序代码，其中所述试验性水印表示具有超过所要假水印检测概率的相关联假水印检测概率的候选水印。所述计算机程序产品还包含用于通过获得定位于所述嵌入主机内容内在相对于所述经提取试验性水印的预定义位置处的潜在水印帧的符号而形成一或多个经外推水印的程序代码，及用于确定在与所述经检测试验性水印共同评价时所述经外推水印是否满足所要假水印检测概率的程序代码。
所揭示实施例的另一方面涉及一种方法，其包括：从嵌入有一或多个水印的内容提取潜在水印帧，其中每一嵌入水印包括形成水印帧的多个符号；将所述水印帧划分成多个分段，其中所述多个分段中的每一者包括更多水印符号中的两者；向每一分段指派权重；组合与两个或两个以上分段相关联的所述经指派权重以产生一或多个经加权部分或完全水印帧；及确定所述一或多个经加权完全或部分水印帧是否满足所要假水印检测概率。
在一个实施例中，根据存在于所述内容中的错误的类型选择每一分段的范围。在另一实施例中，至少部分地基于在长度上等于特定分段的未加水印分段的预期权重指派所述特定分段的所述权重。
所揭示实施例的另一方面涉及一种装置，其包括提取器，所述提取器经配置以从嵌入有一或多个水印的内容提取潜在水印帧，其中每一嵌入水印包括形成水印帧的多个符号。所述装置还包含评估器，所述评估器经配置以将所述水印帧划分成多个分段，其中所述多个分段中的每一者包括更多水印符号中的两者；向每一分段指派权重；组合与两个或两个以上分段相关联的所述经指派权重以产生一或多个经加权部分或完全水印帧；及确定所述一或多个经加权完全或部分水印帧是否满足所要假水印检测概率。
所揭示实施例的另一方面涉及一种装置，其包含处理器及存储器，所述存储器包含处理器可执行代码。所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时配置所述装置以从嵌入有一或多个水印的内容提取潜在水印帧，其中每一嵌入水印包括形成水印帧的多个符号；将所述水印帧划分成多个分段，其中所述多个分段中的每一者包括更多水印符号中的两者；向每一分段指派权重；组合与两个或两个以上分段相关联的所述经指派权重以产生一或多个经加权部分或完全水印帧；且确定所述一或多个经加权完全或部分水印帧是否满足所要假水印检测概率。
所揭示实施例的另一方面涉及一种体现于非暂时性计算机可读媒体上的计算机程序产品，其包含：用于从嵌入有一或多个水印的内容提取潜在水印帧的程序代码，其中每一嵌入水印包括形成水印帧的多个符号；用于将所述水印帧划分成多个分段的程序代码，其中所述多个分段中的每一者包括更多水印符号中的两者；用于向每一分段指派权重的程序代码；用于组合与两个或两个以上分段相关联的所述经指派权重以产生一或多个经加权部分或完全水印帧的程序代码；及用于确定所述一或多个经加权完全或部分水印帧是否满足所要假水印检测概率的程序代码。
附图说明
图1是可适应所揭示实施例的水印系统的框图。
图2是可适应所揭示实施例的水印提取器装置的框图。
图3A展示具有同步(SYNCH)及PACKET部分的实例性水印帧。
图3B图解说明在水印帧的SYNCH部分的成功及未成功汇编之后的实例性PACKET汇编尝试。
图3C图解说明根据示范性实施例的使用预失真SYNCH模板的PACKET汇编操作。
图4展示根据示范性实施例的预失真SYNCH模板。
图5图解说明根据示范性实施例执行的一组操作。
图6是根据示范性实施例的可用于执行图5的操作中的一些或所有操作的特定组件的框图。
图7图解说明根据示范性实施例的可经执行以产生一组预失真水印模板的一组操作。
图8是可用于执行图7的操作中的一些或所有操作的特定组件的框图。
图9图解说明根据示范性实施例的可经执行以促进嵌入水印的提取的一组操作。
图10图解说明根据示范性实施例的可经执行以从失真内容提取嵌入水印的一组操作。
图11A展示具有同步(SYNCH)及PACKET部分的实例性水印帧。
图11B图解说明在水印帧的SYNCH部分的成功及未成功汇编之后的实例性PACKET汇编尝试。
图11C图解说明根据示范性实施例的在检测试验性水印之后的PACKET汇编操作。
图11D图解说明根据示范性实施例的在检测试验性水印之后且使用水印分段的PACKET汇编操作。
图12图解说明根据示范性实施例的将独立水印搜索与稀疏粒度搜索及精细粒度搜索进行比较的假水印检测概率对水印权重阈值的示范性曲线图。
图13图解说明根据示范性实施例的可经执行以在逐分段基础上外推水印的一组操作1300。
图14是根据示范性实施例的可用于执行图13及/或图18的操作中的一些或所有操作的特定组件的框图。
图15展示根据示范性实施例的未加水印分段的预期权重的曲线图。
图16图解说明可在其内实施各种所揭示实施例的装置的简化图。
图17图解说明根据示范性实施例的SYNCH汇编及预失真SYNCH模板操作。
图18图解说明根据示范性实施例的可经执行以外推水印的一组操作。
具体实施方式
在以下说明中，出于解释而非限制的目的，陈述细节及说明以便提供对所揭示实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员将明了，可在背离这些细节及说明的其它实施例中实践本发明。
另外，在本发明说明中，使用词语“示范性”来意指充当实例、例子或图解说明。在本文中描述为“示范性”的任一实施例或设计未必应视为比其它实施例或设计优选或有利。而是，打算使用词语示范性来以具体方式呈现概念。
可通过以下操作使用各种水印嵌入技术将水印嵌入到主机内容中：举例来说，在时域或频域中操纵主机信号的最低有效位，使用扩展频谱、相位、振幅或频率调制技术借助独立载波信号插入水印，及使用主机相依载波信号(例如特征调制及知情嵌入技术)插入水印。多数嵌入技术利用主机内容的心理视觉或心理声学(或者两者)分析来确定插入水印的最优位置及振幅。此分析通常识别主机信号可隐藏或掩蔽如人感知的嵌入水印的程度。
通常使用各种存储及/或发射信道存储嵌入主机内容及/或将嵌入主机内容发射到另一位置。这些信道由固有噪声及失真表征，例如由于污染光学媒体上的数据的划痕及指纹导致的错误，音频-视觉内容的无线广播中的噪声，经由因特网或来自媒体服务器的多媒体内容的流动中的包丢弃等等。可影响嵌入水印的保真度的额外损害可能由于通常对多媒体内容执行的各种信号处理操作(例如有损压缩、缩放、旋转、模/数转换等等)导致。在多数数字水印应用中，嵌入水印必须能够在此类噪声及失真条件下维持其完整性。
嵌入水印的安全性为水印系统的另一方面。在特定应用(例如所有权证明、来源验证、盗版跟踪、对有版权的内容的存取控制)中，嵌入水印必须抵抗旨在检测水印的存在、译解由那些水印载运的数据、修改或插入不合法值(伪造)及/或移除嵌入水印的有意操纵。
设计水印系统中的另一考虑为水印有效负载容量。此要求取决于水印系统的特定应用。典型应用介于从需要检测仅水印的存在(即，需要单状态水印)到需要每秒几十位的辅助信息的范围内。在后一种情形中，可使用嵌入位来载运识别及时序信息，例如序列号及时间戳、元数据(metadata)，例如标题、艺术家姓名、购买信息等。
设计实际水印系统中的另一因素为嵌入及/或提取单元的计算成本。此因素对必须借助有限硅面积或计算要求实施的消费型电子装置或软件利用变得越来越重要。此因素可 与水印系统的既定用途密切相关。举例来说，用于盗版渠道的法庭跟踪的水印(例如将不同代码嵌入于经由因特网散布的每一内容副本中的那些水印)需要简单嵌入器并可容忍复杂且高成本的法庭提取器。另一方面，举例来说，经设计以防止对消费型电子装置中的多媒体内容的未授权的存取的拷贝控制系统可容忍精致嵌入器但需要简单且高效的提取器。
设计水印系统中的又一重要因素为假水印检测概率。假水印可在从未标记的内容检测到水印时产生，或可能由于检测到不同于最初嵌入的水印值的水印值而导致。所要假水印检测级还可取决于水印系统的既定应用而变化。举例来说，在拷贝控制应用中，假检测概率必须非常低(例如，约10-12)，因为由于对合法购买的内容的假水印检测而执行限制行动(例如，停止内容的回放)势必使用户沮丧且对装置制造者及/或内容提供者具有消极影响。另一方面，针对(举例来说)跟踪未来歌曲已广播的次数以便产生版税或流行榜的广播监视应用，可容忍相对较高假检测率(例如，约10-6)，因为几个假检测的存在可对计数的最后结果有很少影响。
影响水印系统的总体性能的另一重要因素为用于水印嵌入及提取的特定技术的选择。鉴于在手边的特定应用，在上文所提及的要求之间做出最优折衷为非常具挑战的任务。
所揭示实施例显著改进水印的嵌入及提取，同时平衡各种系统要求，包含水印透明度、稳健性、假阳性检测、安全性、有效负载容量及处理负载。在一些实施例中，水印提取基于试验性水印检测作为朝向结论性水印提取的中间步骤。
可使用以下转换来促进与所揭示实施例相关的概念的理解。然而，应理解，可使用其它标号及表示来表示可适应本申请案的实施例的水印系统。水印系统可由元组{O，W，K，EK，DK，CT}描述，其中O为一组全部原始主机内容(即，不具有嵌入水印的一或多个主机内容)，W为一组全部水印，K为一组全部隐写密钥，EK为嵌入运算，DK为提取运算且CT为比较运算。嵌入运算EK及提取运算DK可分别由方程式(1)及(2)表示。
EK：O×W×K→Ow (1)。
DK：Ow×K→W′ (2)。
在方程式(1)及(2)中，Ow为所述组嵌入内容且W′为从所述组嵌入内容Ow提取的所述组候选水印。由方程式(3)表示的比较运算CT将经提取水印W′与所述组全部水印W进行比较。
CT：<W′，W>→{0，1} (3)。
应注意，在一些实施例中，可不针对全部水印而是针对全部水印的一子组执行所述比较。举例来说，此子组可包含具有特定值范围的水印、用于嵌入特定类型的内容的水印等。在获得W′与W之间的成功匹配后，所述比较运算即刻产生第一值(例如，“1”)，且在不成功匹配后，比较运算即刻产生第二值(例如，“0”)。
图1展示根据示范性实施例的水印系统100的简化框图。原始主机内容102，co及水印110W为到水印嵌入器104的输入。水印110由使用嵌入隐写密钥106，K及原始主机内容102的水印设计模块108产生。所产生水印110嵌入到主机内容102中以产生嵌入主机内容112，cw。通过嵌入运算EK的嵌入主机内容112的产生可由以下方程式(4)表示。
cw＝Ek(co，W) (4)。
嵌入主机内容112使用一或多个发射/存储媒体114存储及/或发射。发射/存储媒体114可为单向或双向发射媒体。在利用双向发射信道的实施例中，来自水印提取器的信息可回流到水印系统100的嵌入组件。此反馈可包含但不限于识别、验证及/或授权信息的发射，关于水印提取操作的成功或失败的指示，与提取器操作相关的各种统计的报告等。
往回参考图1，通过发射/存储媒体114发射的内容可包含由于固有发射/存储媒体114导致及/或为对嵌入主机内容112的有意攻击的结果的失真。此经修改嵌入主机内容116，c′w为到水印提取器118的输入，水印提取器118使用提取隐写密钥120，K及(可能地)原始主机内容102来产生一或多个候选水印122，W′。通过提取运算DK执行的候选水印122的产生可由以下方程式(5)表示。
W′＝DK(c′w，co) (5)。
注意，许多水印检测器不需要原始主机内容102来提取嵌入水印，且因此，在那些情境(通常称为盲检测)中，在方程式(5)中，提取运算DK对原始主机内容102的相依性可下降。应进一步注意，在一些实施例中，嵌入隐写密钥106与提取隐写密钥120相同。然而，在其它实施例中，嵌入隐写密钥106不同于提取隐写密钥120。
候选水印122一般来说由于可能内容操纵或由于不完美嵌入程序步骤而不同于针对嵌入选择的水印110。由比较器124对候选水印122与一或多个可能水印126，Wi进行比较。所述比较器产生指示是否产生候选水印122与可能水印126中的一者之间的匹配 的水印检测器输出128。举例来说，可根据方程式(3)产生水印检测器输出128。水印检测器输出128可进一步包含关于经检测水印的值、状态及/或样式的指示。应注意，图1的比较器124仅图解说明用于评价候选水印W′是否的确上表示内容中的真水印的示范性机构。用于评价水印的存在及/或值的其它示范性技术包含但不限于使用错误检测及/或错误校正码。例如，可将经错误校正码(ECC)编码的候选水印W′解码以确定是否可恢复无错误的水印包及/或获得污染特定水印包的错误的数目。
鉴于所要假水印提取概率Pf产生水印检测器输出128。假水印检测可以两种不同方式发生。首先，针对任一水印提取系统，存在于未加水印内容中错误地检测水印的小的但有限的概率(有时还称为假阳性检测)。举例来说，安全数字音乐倡议(SDMI)及DVD音频要求规定小于10-12/15秒检测间隔的假阳性水印检测概率。此意味着，假阳性水印检测之间的平均时间必须为对未加水印内容连续监视476万年。第二类型的假检测在检查有水印的内容且检测到不同于最初嵌入的水印值的水印值时发生。此类型的假检测(通常称作误检测)可产生不希望的结果。举例来说，误检测可潜在地导致检测到“不允许回放”水印而非“不允许拷贝”水印，且因此，致使合法购买的内容的回放停止。针对恰当设计的水印系统，误检测率应大概为与上文所描述的假阳性检测率相同的数量级。
在一些系统中，使用阈值T来确定由方程式(3)表示的比较运算的输出。即，比较器输出可由以下方程式(6)表示。
CT(W′,W)=1,m>T0,m≤T---(6).]]>
在方程式(6)中，m为比较结果(及/或相关值)使得随着m增加假水印检测概率Pf单调地减小。
比较器运算及假水印检测概率的计算取决于所选择水印算法。举例来说，许多基于扩散频谱的水印算法使用W′与W之间的相关度量作为比较度量m。特定来说，估计候选水印W′与在嵌入水印时使用的伪随机样式W之间的相关系数m。接下来，如果所估计相关系数m大于特定阈值T，那么报告成功水印提取。在未标记内容的情形中，在经提取假水印样式与长伪随机样式之间运算的相关系数大致遵循正常分布，此意味着可使用众所周知的误差函数运算假水印检测概率Pf。随着相关系数m增加，假水印检测概率Pf单调地减小。因此，阈值T与Pf具有一对一映射。
或者，还可将候选水印提取为位串，且接着可使用错误检测/校正码或与潜在水印的位样式匹配的直接样式运算位错误的数目e。接着，可使用二项分布运算假水印检测概 率Pf。举例来说，如果水印为N位长且位错误的数目小于或等于e，那么可使用方程式(7)计算假检测概率。
Pf(N,e)=2-NΣj=0eNj---(7).]]>
如果水印由N＝64位组成且检测器仅找到e＝5位错误，那么假水印检测概率Pf小于10-12。此Pf条件通常足以进行结论性水印提取及(举例来说)完全版权实施。依据方程式(7)获得的假水印检测概率Pf随着匹配的位的数目m(即，N-e)增加而单调地减小。
上文所描述的比较运算仅产生两个结果。在第一结果中，提取并报告水印(例如)以实施版权规则。此结果有时称为检测到强水印。在第二结果中，未找到水印且不开始其它行动。除先前所提及的结论性水印检测及无水印检测外，还可确立比较程序步骤的指定检测到“试验性”水印的第三结果。举例来说，第三结果可指定其中比较产生针对强水印检测大于或等于阈值T但小于另一阈值t的值(例如，具有错误的位的数目e)的提取情境。比较运算的三个输出可由以下方程式(8)表示。
CT,t(w′,w)=1,e<T0.5,T≤e<t0,e&GreaterEqual;t---(8).]]>
再次考虑其中水印由位串组成且比较器输出计数由位错误的数目组成的情形。在以上实例中，在64位长串中找到多达5个错误可足以进行结论性水印提取。然而，如果检测器找到20位错误，那么假水印检测概率小于0.2％，此使水印存在可能但不足以确定证明其在提取器外部的使用。因此，可使用超过5(即，T＝6)但小于21(即，t＝21)的任一错误计数来将试验性水印检测发讯。如果错误计数大于或等于21个错误，那么假水印检测概率大于0.2％，且因此，可忽略水印。
图2展示可适应所揭示实施例的水印提取器装置200的简化框图。水印提取器装置200可为独立装置或可并入为较大内容处置装置(例如内容回放装置、内容中继装置、内容记录装置、机顶盒等等)的组件。在接收器204处接收传入经修改嵌入内容202。图2中将接收器204描绘为水印提取器装置200内的单独组件。然而，应理解，接收器204可为较大媒体处置装置的不同子系统内的组件或可并入为水印提取器装置200内的另一组件的一部分。由于经修改嵌入内容202可呈各种格式且可包括数个音频、视频、多媒体或数据信号，因此接收器204将经修改嵌入内容202适当地调节成可由水印提取器装置200的其它组件辨识的恰当形式可为必要的。所述调节可包括信号处理操作，例如解调制、解压缩、解交错、解密、解扰、重新取样、A/D转换、重新格式化、滤波等等。
隐写密钥选择组件208接着从由水印提取引擎206用于提取嵌入水印的隐写密钥的集合选择至少一个隐写密钥。在一些实施例中，隐写密钥存储于隐写密钥存储组件210中。水印提取结果216由水印提取引擎206产生。水印提取结果216可指示经恢复水印的存在及/或值以及对经恢复水印及其它信息的可靠性的指示。可以预定时间间隔(例如，向特定用户或装置)报告水印提取结果216。在一些实施例中，失真估计组件212产生对可存在于所接收内容中的一或多个失真的类型及量的估计。所估计失真信息可在存在内容失真的情况下由水印提取引擎206用于促进嵌入水印的检测。所估计失真信息还可传递到评估器组件214，评估器组件214通过评估由水印提取引擎206处理的水印帧促进嵌入水印的检测。在一些实施例中，评估器组件214可执行例如以下各项的操作：向经提取潜在水印或水印分段指派权重；组合经指派权重；评估经提取水印或经积累水印分段是否满足所要假水印检测概率等等。在一些实施例中，水印提取结果216可由评估器组件214而非水印提取引擎206输出。失真估计组件212、评估器组件214及水印提取引擎206可与含有预失真水印模板及其它信息的存储装置218(例如，数据库)通信。将在以下章节中详细论述预失真水印模板。存储装置218可为与隐写密钥存储组件210相同或不同的物理存储单元。应注意，为促进对基础概念的理解，图2图解说明水印提取器装置200内的单独组件。然而，应理解，在一些实施方案中，可将所描绘组件中的两者或两者以上组合在一起。举例来说，在一些实施方案中，可将失真估计组件212、评估器组件214及存储装置218中的一或多者并入为水印提取引擎206的一部分。
在一些应用中，如果水印提取结果216指示检测到至少一个结论性水印，那么可在水印提取器装置200外部执行其它强制行动(例如停止内容回放、停止内容记录、显示警报消息等)。如果水印提取结果216指示检测到至少一个试验性水印，那么经提取试验性水印的使用可限于在水印提取器装置200内以(举例来说)起始对检测器操作的各种调整。如较早所提及，可基于阈值检测试验性水印，所述阈值取决于试验性水印使用以及处理负载与稳健性增益之间的所要折衷。
对数字水印的许多有意攻击或甚至常规内容处理操作导致改变水印位置、大小、定向及其它参数的水印失真。举例来说，录制显示于屏幕上的影片可导致图片旋转、在时域或空间域上裁剪、图片拉伸、角度修改等。类似地，音频水印可经受时间移位(例如，由于音频裁剪或与其它音频串接导致)、时间缩放、音调移位、颤抖及颤动等。可通过在水印提取之前检测内容失真并使内容失真反相而补偿所述失真中的多数失真。或者，在一些实施例中，可通过调整水印搜索程序步骤以使经提取候选水印与预失真水印模板相关而完全或部分地缓解此类失真的影响。
失真检测及补偿可为手动或自动的，且其可在具有或不具有检测器处的原始内容的情况下实现。清楚地，最合意的方法为提供自动失真检测而不使用原始内容以便简化水印检测程序步骤。通常，此可通过引入同步(或注册)水印实现。
图3A展示包含同步部分(SYNCH)及包部分(PACKET)的长度L的实例性水印帧。在图3A的示范性图式中，为了简化，描绘水印帧(例如，对应于音频内容)的一维视图。然而，应理解，类似原理可适用于具有两个或两个以上维度的水印(例如嵌入于图像、视频序列等等中的水印)。水印帧的同步及包部分可各自包括多个符号(即，二进制或非二进制符号)。在一些实施例中，水印帧的同步部分可为嵌入于主机内容中的特定样式或序列。如此，水印帧的同步部分有时称为同步水印、同步样式、同步标记、同步序列等等。同步部分的功能中的一者为帮助定位主机内容内的水印帧。举例来说，水印提取器可搜索内容(例如，处理内容的样本)以找到标记水印帧的开始的已知同步样式。在成功检测到同步部分后，水印提取器可接着即刻尝试恢复在同步部分之后的水印包符号。在一些实施例中，同步样式的检测以粗略粒度将水印帧的开始发讯，此可进一步触发以精细粒度进行额外处理以增加水印检测的可靠性。在一些系统中，水印帧可含有用于(举例来说)以不同粒度级确立水印帧的位置及/或将水印帧的开始、结束及/或其它区段发讯的两个或两个以上同步部分。
在实例性提取操作工作流程中，在SYNCH的成功汇编及检测之后，汇编PACKET。然而，当在内容中存在显著量的失真时，可难以或不可能检测SYNCH。图3B展示在成功检测标记PACKET#1的开始的SYNCH部分之后汇编PACKET#1。然而，由于领先于PACKET#2及#3中的每一者的SYNCH部分的失真而未汇编PACKET#2及#3。为进一步图解说明水印的提取，考虑其中音频内容嵌入有水印且随后由于有意或无意内容处理操作而在时间上被线性地压缩(例如，借助相关联音调上移)的应用。取决于特定水印嵌入技术，经嵌入水印帧的SYNCH部分可能够在其检测失败之前容忍特定量的时间缩放。在内容已遭受线性时间缩放的一些情境中，如果可估计时间缩放的量，那么可通过在尝试提取SYNCH样式之前在相反方向上对内容进行缩放而改进对时间缩放的免疫性。以此方式，使音频时间缩放压缩反相(即，被补偿)且水印检测变得针对较大范围的压缩损害可行。
在另一实施例中，替代修改经时间缩放(或以其它方式损害)的内容，产生一或多个预失真同步模板(例如，经时间压缩同步模板)且在不改变内容本身的情况下将其用于检测经嵌入同步样式。如较早所提及，使用SYNCH样式来确立水印帧的位置。SYNCH模板为经形成以促进嵌入于内容中的SYNCH样式的检测的预定义SYNCH样式。根据 一些实施例，SYNCH检测程序步骤包含处理所接收内容以获得候选SYNCH样式且接着将候选SYNCH样式与可包含多个预失真SYNCH模板的一或多个SYNCH模板进行比较。分析及实证结果指示产生一组预失真SYNCH模板提供与对内容进行缩放同样多但在较低处理成本下的水印检测可靠性。
为了促进对所揭示实施例的理解，考虑其中SYNCH样式包括使用特定嵌入算法嵌入于音频内容的顺序区段中的50位的序列的实例为有益的。进一步假设SYNCH样式的每一位跨过主机音频内容的1秒。针对具有每秒44,100个样本的音频内容，SYNCH样式的每一位嵌入于内容的44,100个样本上。检测来自所接收内容的SYNCH样式的一种方法为(1)收集所接收内容的44,100个样本，(2)处理所述样本以提取候选位值，(3)重复步骤(1)及(2)49次以形成50位候选SYNCH样式，及(4)将候选SYNCH样式与一或多个SYNCH模板进行比较以确定候选SYNCH样式是否的确对应于具有特定可信级的真SYNCH样式。
由于不知晓SYNCH样式在内容内的位置，因此可需要以滑动窗的方式重复步骤(1)到(4)，其中在步骤(1)到(4)的每一反复中，所接收音频内容的经处理样本与先前反复重叠。在极端情形中，可重复步骤(1)到(4)44,100次以产生具有一个样本搜索粒度的44,100个候选SYNCH样式的池。然而，在多数实际应用中，此极端方法在计算上不可行，也对检测具有合理的可靠性的嵌入SYNCH样式不必要。因此，通常针对每一水印位持续时间重复步骤(1)到(4)几次。此有时称为以X子位粒度搜索内容，其中X表示针对每一位持续时间重复步骤(1)到(4)或至少步骤(1)及(2)的次数。在一些实施例中，检测程序步骤可以粗略子位粒度(例如，3个子位)开始，且一旦检测到潜在SYNCH样式就以较高子位粒度重复或重新开始搜索。
在不存在内容失真的情况下，可通过汇编彼此以标称距离间隔开的候选SYNCH样式位值执行上文所提及的SYNCH检测过程。图17是可根据示范性实施例执行的SYNCH汇编及/或模板产生的简化图。如较早所提及，子位池表示以子位粒度产生的候选位值。图17的示范性图式中的标称模板选择操作包含选择每一第五子位(或更一般来说，分开d0的子位)。在以上实例中，其中SYNCH样式为50位序列，选择50个此类子位以形成候选SYNCH样式。接着将候选SYNCH样式与标称(或未失真)SYNCH模板进行比较以确定其在多大程度上匹配(例如，检测到多少个不匹配位)。
在存在失真(例如时间缩放失真)的情况下，可通过以不同于标称间距的间距选择子位而形成候选SYNCH样式。参考图17，可针对第一类型的失真(例如，时间扩展)以距离d1且针对第二类型的失真(例如，时间收缩)以距离d2选择子位。在一些情境中，将 基于不同子位间距获得的候选SYNCH样式与标称SYNCH模板进行比较以评价其在多大程度上匹配。
在一些实施例中，替代对候选SYNCH样式与标称SYNCH模板进行匹配，将候选SYNCH样式与可不同于标称SYNCH模板的一或多个预失真SYNCH模板进行比较。可通过以下操作获得此类预失真SYNCH模板：使一内容(或各种内容)嵌入有SYNCH样式，使内容遭受各种失真，及以标称及/或经修改子位间距从失真内容提取SYNCH样式。举例来说，参考图17，可通过以d1间距选择N个子位获得长度N(例如，N＝50)的预失真模板#1，而可通过以d2间距选择N个子位获得长度N的预失真模板#2。基于不同子位间距选择预失真模板对缩放类型失真最有效。针对一些失真(例如，声传播、强度/振幅调制、摄录像机捕获等)，可通过以标称间距d0选择子位而获得预失真模板。
一般来说，可使用预失真SYNCH模板开发失真空间的许多维度。图4展示其中使原始(或标称)SYNCH模板402(即，在不存在内容失真的情况下的SYNCH模板)通过各种潜在失真A到K404、406、408、410以产生一组预失真SYNCH模板A到K414、416、418、420的实例。图4还描绘可与预失真SYNCH模板A到K414、416、418、420一起存储的未失真SYNCH模板412。模板的预失真可适用于在频域/时域/空间域/振幅域中的一或多个维度上修改(包含线性或非线性缩放(扭曲)及旋转)的内容。可影响插入到图像中的水印的失真的非穷尽性列表包含图像旋转、在垂直或水平维度上拉伸、照度信号的动态范围压缩、色彩平衡等。可影响插入到音频内容中的水印的损害的非穷尽性列表包含线性时间缩放、音调不变的时间缩放、时间不变的音调缩放、动态范围压缩、均衡及重新取样。
应注意，关于SYNCH样式的以上论述可容易地扩展到包含水印包。此外，所揭示原理可延伸到包含嵌入于空间域、时域及/或频域中的两个或两个以上维度中的SYNCH或PACKET。此类SYNCH或PACKET可由二进制或非二进制符号表示，且其检测可基于二进制或非二进制符号及/或参数。举例来说，可一般将嵌入水印的SYNCH部分描述为可使用相关程序步骤提取的预定义信号样式。
图3C图解说明与图3B中所展示的包相同的包的类似PACKET汇编操作，但图3C中的操作利用预失真SYNCH模板来在存在内容失真的情况下实现嵌入SYNCH的成功检测。处理量及假水印检测概率取决于用于检测嵌入同步样式的预失真模板的数目K。预失真模板的数目K取决于需要适应的失真的范围及粒度以及对特定失真的水印技术敏感性。举例来说，基于扩展频谱的水印技术一般对时间缩放失真比对基于复制调制的技术更敏感。因此，当与复制调制技术相比时，基于扩展频谱的技术需要更多的预失真 模板来在存在时间缩放失真的情况下有效地检测水印。
考虑其中使用时间不变的音调缩放(TIPS)修改使音频水印失真的情境。进一步假设预失真水印模板仅计及以下TIPS修改值：3％、6％及9％。在此情形中，水印提取器可仅可靠地检测来自已借助大约3％、6％或9％TIPS损害(加减容限值)失真的内容的水印并将其报告为试验性或结论性的。在此实例性情境中，当音频水印以任一其它TIPS比率(例如，4.5％)失真时，存在检测不到结论性水印的可能性。清楚地，预失真模板的数目的选择显著取决于SYNCH检测的所要可靠性。随着预失真模板的粒度增加，检测到可靠SYNCH(例如，具有低位错误计数或高相关系数值)的机会也增加，但处理负载也增加。因此，提供预失真同步模板的数目与假水印检测概率之间的折衷为重要的。
在一些实施例中，特定失真范围内的预失真同步模板的粒度(及因此，预失真模板的数目)经选择使得在失真内容中检测到至少单个试验性水印。举例来说，以一方式选择预失真同步模板的数目及间距使得即使失真介于两个预失真模板中间(如在以上实例中)，仍存在检测到SYNCH样式后续接着检测到试验性水印的良好机会。
一旦找到试验性水印，提取器便可开始失真空间的更精心搜索。图5图解说明根据实例性实施例执行的一组操作500。在502处，接收水印帧。所接收帧可包含同步(SYNCH)及水印包(PACKET)。在504处，将所接收SYNCH与多个预失真SYNCH模板进行比较。在506处，确定是否已成功检测到SYNCH，且如果如此(即，在506处为“是”)，那么所述组操作500在508处继续汇编PACKET。另一方面，如果506处的确定不指示成功SYNCH检测(即，在506处为“否”)，那么所述组操作500在520处继续，其中丢弃PACKET。
往回参考图5，在508处，PACKET汇编可包含各种操作，例如解交错、解扰及其它包形成操作。在510处，确定经汇编PACKET中的错误的数目。举例来说，510处的操作可包含使用错误校正/检测码进行解码、模板匹配等等。在512处，确定经汇编PACKET中的错误的数目是否小于与强(即，结论性)水印的检测相关联的第一阈值，且如果如此(即，在512处为“是”)，那么在514处宣告检测到结论性水印。如果512处的确定指示大于第一阈值的错误值(即，在512处为“否”)，那么所述组操作500在516处继续，其中确定经汇编PACKET中的错误的数目是否小于与试验性水印的检测相关联的第二阈值。如果516处的确定为“是”，那么所述组操作500在518处继续，其中宣告检测到试验性水印。另一方面，如果516处的指示为“否”，那么所述组操作500在520处继续，且丢弃PACKET。
图6是图解说明可用于执行图5中所描述的操作中的一些或所有操作的组件600的 简化图。水印帧接收器602经配置以接收包含水印帧的SYNCH及PACKET部分的水印帧。比较器604(a)经配置以接收SYNCH且将其与预失真同步模板以及未失真SYNCH模板中的一或多者进行比较。所述比较的结果可由失真估计器604(b)用于获得对存在于内容中的一或多个失真的估计。举例来说，失真估计器可识别产生与所接收SYNCH的最佳匹配的预失真同步模板，且选择与经识别预失真SYNCH模板相关联一或多个失真类型及/或失真量来表示存在于内容中的失真。在一些实施例中，将比较器604(a)及失真估计器604(b)组合成单个组件(例如，比较器604(a))。
模板可存储于存储606组件中。PACKET汇编组件608经配置以接收至少PACKET及关于比较器604(a)获得所接收SYNCH与预失真同步模板或未失真SYNCH模板中的一或多者之间的匹配的成功或失败的指示。在检测到成功SYNCH后，PACKET汇编组件608即刻汇编水印帧的PACKET，所述PACKET由PACKET错误确定组件610用于产生错误计数。所产生错误计数由包括决策逻辑组件的评估器612用于确定错误计数是拘限在特定包错误范围内还是高于或低于所述特定包错误范围。举例来说，评估器612可确定是否检测到结论性或试验性水印(且提供指示其的输出)。评估器612还可产生将由于比较器604(a)及/或失真估计器604(b)检测SYNCH匹配失败或在检测不到试验性或结论性水印时丢弃PACKET的指示。评估器612的输出可用于触发额外操作，例如在检测到试验性水印时触发扩展包搜索。评估器612的输出可包含额外信息，例如水印值(即，经检测水印状态、水印样式等)，此类水印检测中的可信级的指示(例如，包错误计数、同步错误计数等)，存在于内容中的一或多个失真的量及类型等等。
结合图5及6所描述的多步骤方法实现水印提取器中的总体处理负载与相关联假阳性水印检测概率的高效平衡，且进一步改进水印提取的总体稳健性及安全性。
在一些实施例中，可以一方式实施失真空间的两步骤搜索使得预失真SYNCH模板与所检测候选SYNCH样式之间的匹配立即触发扩展提取器操作，例如扩展对同步样式及/或水印包的搜索的位置及粒度。然而，提取器操作的此立即扩展可能不产生在处理负载与假阳性水印检测概率方面的最优折衷。举例来说，假设希望在-20％到+20％音调不变的时间缩放(PITS)失真范围内改进结论性水印提取性能。必须仔细地选择搜索粒度以便恰当地填入预失真SYNCH模板数据库606。如果选择精细搜索粒度(例如，具有1％PITS间距)，那么可必须利用大量预失真模板(例如，40个预失真SYNCH模板及一个未失真SYNCH模板)以便可靠地检测SYNCH样式。在此情境中，所述大量预失真SYNCH模板可消极地影响处理负载及假水印检测概率。此外，如果预失真模板匹配具有高的假SYNCH检测概率，那么每一SYNCH检测可触发扩展提取器操作，此将增加处理负载 及假水印检测概率。另一方面，如果选择粗略搜索粒度(例如，具有5％PITS间距)，那么存在检测不到嵌入SYNCH以及对应水印PACKET的可能。此外，如果预失真模板匹配具有太低的假SYNCH检测概率，那么可能不能检测到失真内容中的许多水印。然而，此缺陷可通过以额外处理负载为代价增加预失真模板的数目而补偿。因此，产生有限数目个预失真同步模板且在水印提取器中以一方式利用其使得改进真水印检测、处理负载与假水印检测概率的平衡为有利的。
图7图解说明根据示范性实施例的可经执行以产生一组预失真水印模板的一组操作700。应注意，在描述图7中的所述组操作700时，参考预失真水印模板。然而，应理解，可针对同步样式及已知水印包样式中的一者或两者产生此类模板。举例来说，具有两位有效负载的水印可仅将四个不同状态中的一者的存在发讯。在此系统中，独特符号样式可与水印状态中的每一者相关联，且针对每一独特符号样式，可执行结合图7描述的所述组操作700。
参考图7，在702处，产生一或多个导频信号。这些信号可对应于特定函数，例如脉冲、正弦函数、正方形波、平面图像、边缘图像等等。应注意，使用术语“信号”来传达可以数字或模拟形式发射、接收及存储的特定类型的内容。此类信号可遭受信号处理操作，例如调制/解调制、A/D及D/A转换、压缩、重新取样等等。在702处产生(或以其它方式获得)的导频信号一旦嵌入有同步样式及/或水印包且失真(或通过噪声信道发射)便可提供关于失真及发射信道的特性以及此类失真及/或发射如何影响嵌入水印的洞察。在替代实施例中，替代导频信号，另外或替代地在702处产生或获得典型内容(例如，不同类型的影片的串接)。
在704处，使导频信号嵌入有水印。在704处，嵌入导频信号经历一或多个失真。这些失真可包含但不限于各种时间缩放失真、A/D及D/A失真、裁剪、旋转、缩放、空间及/或时间移位等等。在706处，可使用可跨过特定范围的一或多个失真参数将所述失真应用于主机导频信号。举例来说，可根据以1％增量介于-10％到+10％之间的范围内的线性时间缩放(LTS)百分比参数应用LTS失真。在708处，从失真导频信号提取水印。在710处，针对每一成功水印提取，产生对应于具有特定失真参数的特定失真的预失真候选水印模板。在712处，从字段接收一组失真水印。在一个实例中，在主机导频信号已经历通过噪声信道的现实世界发射之后，通过在704处的水印嵌入之后从主机导频信号提取水印而产生712处的所述组失真水印。例如，含有嵌入水印的主机导频信号可在电影院回放、使用摄录像机捕获且输入到水印提取器以获得失真水印。
在714处，将所接收失真水印与候选预失真水印模板进行比较。此比较可揭露候选 预失真水印模板中的哪一者为最佳匹配或相关。在716处，将相关预失真水印模板分类(例如，以相关或最佳匹配的次序)且存储于数据库中。在一些实施例中，所述数据库可包含产生试验性水印或强水印的一子组的所述预失真水印模板。注意，可在获得来自字段的新失真水印时用新模板更新及/或补充预失真模板数据库。
如图7的示范性图式中所描述，可针对特定范围内的每一失真以及针对失真的组合重复预失真水印模板的实验选择的程序步骤。在一些实施例中，为了将对导频信号执行的失真的数目限于实际限度内，首先识别临界失真向量(例如，由于特定范围内的时间/空间/频率缩放攻击、摄录像机捕获、低位率感知压缩等导致的失真)。接着，确定临界失真向量的预失真水印模板及其组合。可对照临界失真向量的预失真模板测试所有其它失真向量(例如，非临界失真向量)以确定是否需要额外预失真水印模板。
图8是可用于执行图7的操作700中的一些或所有操作的组件的简化图。嵌入设备802用于嵌入随后遭受使用失真处理组件804的各种失真的导频信号。由失真处理组件804产生的失真嵌入导频信号被输入到提取器组件806，其中产生对应于具有特定失真参数的特定失真的预失真水印模板。在图8中，将这些水印模板标示为“WM模板1”、“WM模板2”等。图8还描绘从输入到提取器组件808的字段获得的经修改嵌入导频内容。在一些实施例中，提取器组件806及提取器组件808为相同物理装置。在其它实施例中(例如在其中使用分散式处理的实施例中)，提取器组件806及提取器组件808可为可位于不同物理位置处的不同物理实体。
图8进一步图解说明将来自字段的失真水印与由提取器组件806产生的预失真候选水印模板进行比较且使其匹配的模板匹配与分类组件810。各种失真的匹配与分类操作的结果存储于数据库812中。
在一些实施例中，为了减小处理负载及假水印检测概率，提取器可跳过任一候选水印位置处的预失真水印模板中的一或多者。在以下章节中，此方法有时称为失真空间内的稀疏搜索。跳过一子组的预失真水印的一个缺点为提取器可失去水印提取的时机。然而，如果时机的数目充分大，那么错失的时机的总体影响可为可忽略的。此外，在一些实施例中，如果提取器在水印提取程序步骤的另一阶段处(例如，在不同提取时机下)找到试验性水印，那么提取器可经配置以(举例来说)基于下文所论述的试验性水印外推开发错失的时机中的一些时机。在一种变化形式中，仅访问具有高的成功水印检测概率的错失的时机而并非所有错失的时机。此通过重新访问仅匹配与(一或若干)经检测试验性水印相关联的失真参数的那些时机而实现。
在设计失真空间内的稀疏搜索时，所揭示实施例可利用以下两个特征。首先，随机 (或伪随机)选择一子组的预失真水印模板。如果此决策为确定性的，那么攻击者可以实验方式或通过逆向工程找到确定性样式，且随后调整失真样式以匹配所跳过搜索空间以逃避水印检测。
其次，如果提取器知晓存在的特定失真的可能性为有利的。举例来说，如果水印传达视听内容中的“影院放映”状态，那么典型盗版情境涉及录制内容。针对此攻击情境，以比其它预失真模板(例如，时间/频率缩放等)高的概率选择适合类型的预失真模板(例如，对应于裁剪、拉伸、旋转等的模板)。类似地，如果水印传达指示内容呈数字加密格式的“信赖来源”状态，那么感知代码转换为可能攻击且以高概率选择与感知压缩相关联的预失真模板。一般来说，预失真模板选择的概率与存在于内容中的特定失真的概率成比例，只要可估计此概率即可。
在一些实施例中，基于两个或两个以上相异水印进行失真运算。两个或两个以上相异水印可包括单独SYNCH样式、单独试验性水印或SYNCH与试验性水印的组合。当那些水印在嵌入器处具有预定义相互关系且所述关系为提取器已知时，可使用与此关系的任何背离来运算失真的本质及量。举例来说，如果沿水平线嵌入图像中的两个同步样式且其经检测使得连接其的线与水平线成一角度，那么可假设图像被旋转所检测的角度。类似地，如果以周期P周期性地嵌入音频水印且提取器找到以P′间隔开的音频水印，那么可假设内容被时间缩放因数P′/P。
基于单独SYNCH样式的失真运算可具有特定优点，例如减小的处理负载。然而，使用试验性水印而非SYNCH样式可提供优越性能，因为试验性水印通常具有较低假检测概率及较好位置分辨率。如较早所提及，当与水印包的检测相比时，SYNCH样式的检测通常由较高假检测概率表征。这样做是为了平衡提取程序步骤的处理负载与稳健性要求。因此，基于单独嵌入SYNCH样式的失真运算可产生不正确或不可靠失真估计。然而，如果检测到试验性水印，那么其提供经检测水印的存在及位置的额外可信度。
一旦基于两个或两个以上水印运算失真量，那么下一步骤为评估失真是否为现实的。举例来说，假设视频录制期间的图像旋转将不大于20度(相对于垂直或水平基线)或音频轨道的时间压缩将不大于50％为安全的。大于那些预定义限度的任一失真量均可能使图像或音频不可感知，且因此，产生超出那些限度的值的失真计算可能归因于假水印检测。
当检测到现实失真量时，接着可选择及/或产生对应于在经运算失真的邻域中的失真的额外预失真水印模板，且所述额外预失真水印模板用于其它水印搜索。预失真水印模板可对应于水印帧的SYNCH部分、水印帧的PACKET部分、水印帧的经组合SYNCH 与PACKET部分或者水印帧的SYNCH或PACKET部分的一小部分。可重复地使额外预失真水印模板与经提取水印相关以便增加水印检测的可靠性及失真运算的可靠性。举例来说，借助新水印模板的水印提取可产生具有比先前检测的试验性水印少的错误或比其高的相关值(及因此比其高的可靠性)的水印。接着，可使用经检测具有较高可靠性的水印来重新运算所估计失真的量。在一些实时应用中(例如，当水印提取在内容的实时回放期间发生时)，可难以进行对内容的同一分段的重复搜索。因此，在一些实施例中，额外预失真水印模板仅用于后续内容分段。
图9图解说明根据实例性实施例的可经执行以促进失真的搜索的一组操作900。在902处，提取试验性水印。在904处，基于两个或两个以上试验性水印的检测估计失真量。举例来说，如较早所提及，可使用两个经检测水印之间的间距来估计音频内容中的线性时间缩放的量。在906处，确定所估计失真量是否低于特定阈值。906处的操作提供用以确定所估计失真是否为现实的机制。如果所估计失真高于阈值，那么在912处丢弃失真估计。此时，所述组操作900返回到902以等待直到另一组可行试验性水印变得可用于重复904处的失真估计为止，或使用另一组已经可用的试验性水印来产生另一失真估计。
如果失真估计低于阈值(即，在906处为“是”)，那么在908处选择及/或产生额外预失真水印模板。可使用允许产生新预失真水印模板的算法及相关联参数实现908处的预失真水印模板的“产生”。或者或另外，可从数据库选择适当预失真水印模板。在910处，使用额外预失真水印模板来检测具有较高可靠性的水印及/或改进对内容失真的估计。
在失真内容中，试验性水印带有关于其确切位置及参数的不确定性。因此，失真运算也为近似的。如结合图9所提及，可在908处选择额外预失真水印模板以改进水印检测及/或失真估计。在一些实施例中，以一方式选择额外预失真水印模板以实现更高效且可靠水印检测及/或失真估计。特定来说，当产生预失真水印模板时，以预定义方式使多个有水印的内容失真，检测试验性水印，基于经检测试验性水印估计失真，且收集与经运算失真相关联的错误的统计。当在水印提取器处选择/产生额外预失真水印模板(例如，图9中的操作908)时，不仅基于所估计失真(例如，从操作904获得)而且基于在预期错误的范围内的失真选择/产生此类额外预失真水印模板。因此，针对每一所估计失真量，可选择多个预失真水印模板，所有所述预失真水印模板在所估计失真附近。以此方式，显著改进提取具有高可靠性的水印的机会，而不显著增加模板匹配尝试的数目。
在一些实施例中，使用单个试验性水印执行对失真的估计。如较早所提及，为了减 小提取器的处理负载以及假水印检测概率，可使用仅一子组的预失真水印模板来进行嵌入水印的初始搜索。此一子组的模板实现失真空间的粗略搜索。当使用失真空间的粗粒化检测到单个试验性水印时，如果在触发试验性水印的检测的失真参数附近以较精细粒度搜索失真空间，那么存在可找到更可靠水印的良好机会。
图10图解说明根据示范性实施例的可经执行以从失真内容提取嵌入水印的一组操作1000。在1002处，接收水印帧，且在1004处，进行对试验性水印的多步骤搜索。在一个实例中，使用结合图5所描述的所述组操作执行1002及1004处的操作。在1006处，确定是否检测到试验性水印。如果未检测到试验性水印，那么操作1000在1018处继续，其中系统等待下一试验性水印。如果1006处的确定指示检测到试验性水印，那么操作1000在1008处继续，其中估计失真信息。举例来说，对失真信息的估计可包含确定存在于所接收内容中的特定失真(或失真组合)的量。在一个实施例中，可通过以下操作执行此估计：汇编水印帧的一或多个SYNCH部分(或以其它方式获得经汇编SYNCH部分)；及将其与对应于各种量的特定失真(或失真组合)的一或多个预失真SYNCH模板进行比较。如较早所提及，在一些实施例中，依据失真空间的粗略搜索执行对失真量的估计及/或试验性水印的检测。依据此粗略搜索产生的水印检测提供指示存在于嵌入主机内容中的特定失真或失真组合的粗略值的所估计失真信息。
在1010处，选择及/或产生额外(或补充)预失真水印模板以进行失真空间的较精细搜索。另外选择/产生的模板对应于在1008处获得的(粗略)失真值的邻域中的失真值。考虑音频内容的TIPS修改实例，其中初始组的预失真水印模板允许处于3％、6％及9％值的时间缩放空间的粗略或稀疏搜索。如果在此实例中在失真空间的粗略搜索期间以3.5％使音频内容失真，那么可使用与3％TIPS相关联的预失真水印模板获得最佳SYNCH汇编后续接着成功试验性水印包汇编。针对此实例，选择额外失真水印模板(即，1010处的操作)可包含选择或产生在3％TIPS失真(例如，以0.1％步进的2.5％到3.5％)的邻域中的预失真水印模板。
在1012处，使用新选择/产生的预失真水印模板重新评估与试验性水印相关联的包错误的数目。在一个实施例中，将候选恢复的PACKET与额外预失真水印模板中的一些或所有额外预失真水印模板进行比较以产生相关联错误计数。如此，新一组的预失真PACKET模板可用于对其中检测到试验性水印的同一内容分段的重复搜索或用于后续内容分段中的搜索。
在1014处，选择产生最小错误数目的包或包模板。所选择包/包模板对应于更准确地表示存在于所接收内容中的真失真量的失真量。因此，在一些情境中，经重新评估的 包错误可指示具有较高可靠性的嵌入水印的存在(及更准确位置)。举例来说，1014处的操作可导致检测到强或结论性水印。在1016处，基于在1014处产生最佳错误值的包/模板更新用于汇编未来包及/或同步样式的失真信息。
应注意，尽管将1014处的操作描述为选择产生最少错误数目的包/模板，但1012及1014处的操作还应产生对应于低假阳性检测概率的选择。在替代实施例中，使用反复过程来实现水印的提取及对失真的估计。在此实施例中，一次一个地选择/产生在先前估计的失真的邻域中的补充预失真水印模板。举例来说，第一补充预失真水印模板可对应于比用于1004处的试验性水印检测的预失真水印模板略少的内容失真。如果第一补充预失真水印模板产生较少位错误或与候选水印的较高相关，那么将第二补充预失真水印模板选择为对应于小于第一补充预失真水印模板的内容失真。另一方面，如果第一补充预失真水印模板导致较大位错误数目或减小的相关值，那么将第二补充预失真水印模板选择为对应于大于与用于1004处的试验性水印检测的预失真水印模板相关联的失真的内容失真。迭代可继续直到预失真水印模板中的一者提供最佳水印检测及对内容失真的最佳估计为止。在一些实例中，可使用数值方法(例如二分法或牛顿法)来促进迭代的收敛。上文所描述的迭代过程更高效地且以比在精细粒度下的多个搜索低的假检测概率获得经检测水印的最可靠估计。
在一些实施例中，在检测到试验性水印后，即刻使用外推技术来改进水印检测的可靠性。在失真内容中，个别水印可被损坏到尽管有上文所描述的失真运算及补偿的努力但无结论性水印检测为可能的程度。在这些情况下，提取器可在经检测试验性水印附近继续对内容中的后续水印的搜索。然而，如果在后续搜索中找到一或多个额外试验性水印，那么可运算两个或两个以上水印的联合“权重”且使用其来进一步重新评估水印存在。
在一些实施例中，可采用依赖于水印嵌入样式来预测相邻水印的位置、符号样式及水印参数的替代方法。通常，预期遍及内容的同一水印的重复嵌入，但更复杂嵌入样式也为可能的，且在一些情形中，为有利的。举例来说，在一些情境中，相邻水印可以已知方式(例如当嵌入水印包含随每一额外水印包的嵌入递增的计数器时，或当以不同加扰密钥将相邻水印包的有效负载加扰时)彼此不同。在其中已知随后及/或先前水印的嵌入样式的情境中，可外推试验性水印的检测以评价内容内的预料位置中的其它嵌入水印的存在及值。在一些实施例中，使用经检测试验性水印来预测内容内的其它水印样式的存在。随后测试此预测(例如，使用假设测试统计方法)，此可导致水印检测的可行性的拒绝或确认。
图11A展示具有类似于图3A中所呈现的那些部分的SYNCH及PACKET部分的实例性水印帧序列。在成功汇编及检测SYNCH之后，汇编PACKET。当将显著量的失真应用于内容时，可难以或不可能检测水印帧的SYNCH部分。图11B展示在成功汇编先前SYNCH之后汇编PACKET#1。然而，由于水印帧#2及#3的对应SYNCH部分的严重失真而未汇编PACKET#2及#3。图11C展示其中在检测到试验性水印之后，跨越水印帧#2及#3(预期包含PACKET#2及#3)执行试验性水印的外推的实例。在典型外推情境中，预期经外推水印的符号中的一些符号匹配未外推(即，试验性)水印中的相关联符号。在汇编经外推水印的符号后，即刻计数符号错误，估计假水印检测概率且向经外推水印指派权重。可累加经指派权重以共同评价水印的存在及值。
所揭示实施例的外推技术包含可改进检测嵌入水印的可能性同时使假水印检测概率维持在合意的限度内的特征。特定来说，在一些实施例中，当进行外推以搜索额外水印时，不需要找到额外SYNCH样式以便汇编接下来的水印包符号。在失真内容中，许多SYNCH样式可能被损坏而无法辨识。然而，即使并未针对所有潜在水印帧检测到水印帧的SYNCH部分，本申请案的外推技术仍实现包符号的汇编及使用。
此外，在所揭示实施例的外推技术中的一些外推技术中，用以检测经外推水印的提取尝试的数目可低到1。因此，不需要调整向经外推水印符号指派的权重以维持所要假检测概率。然而，在特定实施例中，为了计及与试验性水印的失真估计及真位置相关联的不确定性，可使用几个开始偏移及几个失真估计执行水印外推尝试。此方法促进实现稳健性与假检测概率之间的最佳折衷。即使在此情境中，尝试的数目仍显著低于在其中基于嵌入水印的独立检测触发权重累加的系统中。在嵌入水印的此独立检测中，每一水印(例如，每一试验性水印)的检测需要相关联SYNCH部分的检测，如图3B及11B中所图解说明。
图12展示假水印检测概率对水印权重阈值的示范性曲线图。图12中的示范性曲线图对应于针对具有二进制符号的水印帧获得的实验结果，所述二进制符号具有嵌入于音频内容中的32位SYNCH部分及64位PACKET部分。曲线1220对应于失真空间的稀疏粒度搜索，且曲线1240对应于使用所揭示实施例的水印外推技术获得的精细粒度搜索。图12还展示对应于基于水印的独立恢复操作以实现权重累加的提取器的假水印检测概率的第三曲线1260。注意，针对大约5×10-9的假水印检测概率，使用所揭示试验性水印外推技术(稀疏及精细搜索两者)的水印权重阈值小于独立权重累加技术中所使用的阈值。如此，与基于嵌入水印的独立检测的权重累加技术相比，基于先前检测的试验性水印的外推的所揭示外推技术在较低计算处理负载下产生类似或较好假阳性性能。同 时，与结论性水印的检测相对，基于先前检测的试验性水印的外推的检测针对试验性水印的检测需要较低水印检测阈值。这些特征极大地改进水印提取器的稳健性性能。
图18图解说明根据示范性实施例的可经执行以外推水印的一组操作1800。在1802处，提取试验性水印。举例来说，1802处的操作可包含结合图5、9及10所论述的操作中的至少一些操作。在1804处，形成一或多个经外推水印。举例来说，可通过获得定位于嵌入主机内容内相对于经提取试验性水印的预定义位置处的潜在水印帧的符号而实现此包形成。在1806处，共同评价经外推水印与已提取的试验性水印。在1808处，确定水印的共同评价是否导致满足所要假水印检测概率。举例来说，此所要假水印检测概率可对应于与结论性水印相关联的检测概率。
根据所揭示实施例执行的水印外推的量取决于失真的本质以及失真估计的精确性。举例来说，在由于主机内容的声传播而失真的音频水印的情形中，当背景噪声及混响看似为主要失真源时，时间缩放失真通常为可忽略的。在此环境中，假设周期性地嵌入水印，可能进行跨过数个水印长度的成功外推。另一方面，如果内容遭受时间缩放攻击，那么可限制与估计时间缩放失真相关联的精确性，且因此，在每一时间方向上仅小数目个水印外推可为可行的。
在一些情形中，失真由于内容变换或有意攻击而在时间或空间上变化。举例来说，已知音频磁带播放器由于磁带播放器的电机的速度的变化而产生颤抖或颤动假象。因此，所产生的时间缩放因数基于电机速度的变化而随时间改变。攻击者可采用类似技术以便干扰有水印的内容中的时间缩放失真的恰当估计及补偿。然而，一个警告为太快及/或太大的时间变化的失真通常产生令人反感的感知假象且减小攻击的可行性。因此，开发在存在在水印持续时间内缓慢变化的时间变化的失真的情况下增加水印提取的稳健性的更有效对抗错失可为有益的。
由发明人进行的实验指示，当失真在水印的长度内缓慢变化时，通常借助大概适合失真变化范围内的某一处的预失真SYNCH模板实现试验性水印检测。然而，在通常大于SYNCH部分的水印PACKET的持续时间内，失真可波动到在预失真水印模板的检测范围外的值。此意味着预失真包模板可仅匹配水印帧的有限区段的实际失真，借此导致显著符号错误率。
根据一些实施例，在其中事先知晓嵌入水印符号样式(例如，通过先前检测的试验性水印有效负载，通过考虑仅一组有限有效负载等)的情形中，将整个水印间隔划分成若干分段且针对每一分段进行水印提取尝试。可参考图11D更好地理解此操作。注意，图11D中的水平比例尺可不同于图11A到11C中的那些水平比例尺。以从PACKET#1的 SYNCH检测及/或试验性水印检测获得的失真估计开始，使用对应于所估计失真值的预失真水印模板中的一或多者尝试第一水印分段SEG1的提取。在一些实施例中，SEG1包含SYNCH的预期在PACKET#1之后的全部或一部分。例如，如果水印帧由20位SYNCH及100位PACKET组成，那么在一个实例中，每一分段可包括20个位(即，6个分段/帧)。在另一实例中，每一分段可包括30个位(即，4个分段/帧)。在又一实例中，每一分段可包括10个位(即，12个分段/帧)。在再一实例中，可跳过SYNCH部分，且可仅执行水印帧的PACKET部分的分段匹配。以上实例不打算提供不同分段大小及分段配置的穷尽性列表，但经提供以图解说明可基于水印检测系统及目标应用的需要及能力选择不同分段大小及配置。
在一些实施例中，基于经提取试验性水印的范围(例如，持续时间、空间范围等)选择分段的数目。举例来说，可将具有较小有效负载的水印分段成比具有较大有效负载的水印少的分段。确定分段的数目的其它因素为存在(或预料存在)于嵌入主机内容中的失真量及/或存在(或预料存在)于嵌入主机内容中的失真类型。分段的数目的选择可基于(举例来说)失真量及类型动态地改变，或者可静态地或半静态地进行，其中分段的数目为固定的。此外，可基于内容中的预料失真量及/或类型选择每一分段的长度。
往回参考图11D，在一些实施例中，最接近所估计失真值的预失真水印模板用于SEG1以及对应于在所估计失真值附近的失真的一或多个预失真水印模板的经外推检测。无论哪一匹配尝试产生最佳结果，将其相关联失真级用作下一分段SEG2的开始失真估计。上文所提及的操作针对经外推水印的其它分段SEG2、…、SEG K继续。以此方式，可通过利用恰当预失真水印模板而有效地跟踪并缓解缓慢变化的失真。
图13图解说明根据示范性实施例的可经执行以在逐分段基础上外推水印的一组操作1300。在1302处，接收水印帧，且在1304处，进行对试验性水印的多步骤搜索。在一个实例中，使用结合图5所描述的所述组操作执行1302及1304处的操作。在1306处，确定是否检测到试验性水印。如果未检测到试验性水印，那么所述组操作1300在1320处继续，其中系统等待下一帧，且接着重复在1302到1306处进行的操作。如果1306处的确定指示检测到试验性水印(即，在1306处为“是”)，那么所述组操作1300在1308处继续，其中估计失真信息。举例来说，对失真信息的估计可包含确定存在于所接收内容中的失真(或失真的组合)的量及类型。在一个实施例中，可通过以下操作执行此估计：汇编水印帧的SYNCH部分(或获得已汇编的SYNCH部分)；及将其与对应于各种量的一(或若干)特定失真的一或多个预失真SYNCH模板进行比较。如较早所提及，通常依据失真空间的粗略搜索执行对失真量的估计及/或试验性水印的检测。
在1310处，确定搜索的粒度。可最初基于特定默认值选择搜索的粒度(例如，预失真包的数目及其在失真空间中的间距)，可基于所估计失真信息针对初始分段评价调整所述粒度及/或所述粒度可基于在逐分段基础上的错误最小化准则。可基于所要假水印检测概率、稳健性及计算复杂性选择所述准则。在一些实施例中，响应于所观察或预料失真而调适所述准则。基于错误最小化准则，将分段级处的预失真水印模板(其可在本地驻存于水印提取器处或远程地驻存于数据库处)重新布置并重新分类以符合错误最小化准则。此外，可更新用于选择预失真水印模板的选择规则以使得水印外推器能够选择一组最佳预失真水印分段模板。在一些实施例中，错误最小化准则进一步触发可用于提取后续水印的新隐写密钥的选择。可以一方式进行隐写密钥选择以优化嵌入于主机内容中的水印的提取的稳健性、安全性及计算效率中的至少一者。另外，一或多个隐写密钥的选择可适于预料主机内容的变换。举例来说，所述变换可更改以第一嵌入隐写密钥嵌入的至少一个水印的外观，使得所述至少一个嵌入水印看似以第二嵌入隐写密钥嵌入。
往回参考图13，在1312处，执行所考虑的分段的水印外推。在一些实施例中，1312处的操作包括将所考虑的分段的符号与分段级处的一或多个预失真水印模板进行比较。举例来说，可使用分段位与预失真水印模板的位之间的逐位异“或”(XOR)运算执行此比较。基于搜索的粒度及所估计失真信息，可进行(举例来说)产生一或多个错误值的一或多个外推尝试。1312处的操作进一步包括选择最佳匹配结果(例如，产生最少错误数目的结果)。在1314处，任选地确定是否已处理所有分段。可通过将目前为止已处理的分段的数目与基于包含经检测试验性水印包的长度、存在的失真量及类型等等的因素而预料包括水印包的分段的数目进行比较而做出此确定。在一些实施例中，不必处理所有分段。如此，可在共同跨过比试验性水印小的范围(例如，持续时间、空间范围等)的一或多个分段的外推后即刻执行后续操作(即，1316及1318处的操作)。在这些实施例中，1314处的操作可包括关于是否已处理1到k的范围内的预定数目个分段的确定。在一些实施例中，k为预料包括一个水印包的分段的数目。在其它实施例中，k为预料包括一个以上水印包的分段的数目。在其中经处理分段共同跨过比试验性水印小的范围的实施例中，如果1318处的操作不能产生所要结果，那么可处理并评估额外经外推分段。
往回参考图13且假设执行了1314处的操作，如果1314处的确定指示必须处理额外分段(即，在1314处为“否”)，那么所述组操作1300返回到1308，且基于先前分段的外推的结果获得失真信息的新估计。举例来说，在1308处，可细化失真空间的估计(例如，基于在1312处产生最佳匹配结果的预失真水印模板)。
如果1314处的确定指示已处理所有分段(在1314处为“是”)，那么所述组操作1300 在1316处继续，其中向每一分段指派权重。在一个实例中，根据在以下章节中提供的方程式(9)及(10)指派权重。在1318处，基于一或多个分段的共同评价评估水印的存在及值。举例来说，可将在1316处指派的权重加在一起且将其与表示具有特定可靠级的水印的检测的权重阈值进行比较。应注意，可以不同顺序次序执行图13中所描绘的所述组操作1300。举例来说，可同时或在执行每一分段的水印外推之后立即执行向所述分段指派权重。应进一步注意，上文所描述的失真跟踪的程序步骤还增加假水印检测概率。因此，必须小心以确保假结论性水印检测概率保持在预定义限度内。
图14是根据所揭示实施例的可用于执行图13及/或图18的操作中的一些或所有操作的特定组件的简化图。图14中所展示的组件可至少部分地驻存于可(举例来说)播放、记录、拷贝、传送或以其它方式存取内容的内容处置装置中。内容接收器组件1402经配置以接收经修改嵌入内容。经修改嵌入内容可(举例来说)为含有嵌入水印且已遭受有意或无意失真的内容。所接收经修改嵌入内容以恰当格式提供到多步骤搜索组件1404，多步骤搜索组件1404经配置以产生将遭受外推的一或多个试验性水印及分段。多步骤搜索组件1404可利用由隐写密钥选择组件1410供应的隐写密钥。隐写密钥可存储于隐写密钥存储组件1408上。水印外推器组件1406经配置以针对整个水印帧或在逐分段基础上执行水印外推。在一些实施例中，模板选择组件1418经配置以完全地或在逐分段基础上接收/检索预失真水印模板。举例来说，模板选择组件1418可从数据库1416检索一或多个预失真水印模板且使其可用于水印外推器组件1406。
往回参考图14，错误最小化准则确定组件1412经配置以接收由水印外推器组件1406产生的结果。错误最小化准则确定组件1412可进一步经配置以从用户或者允许错误最小化准则确定组件1412确定所要搜索粒度的较大系统或装置内的实体接收额外输入。错误最小化准则确定组件1412进一步经配置以与隐写密钥选择组件1410、模板选择组件1418及模板重新布置组件1414通信以(举例来说)传达新搜索粒度、更新模板选择规则等等。模板重新布置组件1414经配置以基于由错误最小化准则确定组件1412提供的信息重新布置预失真水印模板。模板重新布置组件1414可从数据库1416检索预失真水印模板并将预失真水印模板存储到数据库1416。评估器组件1420可执行各种水印评价操作，例如向经外推分段或水印指派权重、将经外推水印或其分段与预失真模板进行比较、确定经外推水印或水印分段的共同评价是否符合所要假水印检测概率、报告存在于主机内容中的失真量及类型等等。在一些实施例中，评估器组件1420并入到水印外推器组件1406中。
根据一些实施例，取决于可污染内容或使内容失真的错误的本质促进水印提取。特 定来说，内容处理及/或有意内容攻击可将随机或突发错误注入到嵌入于内容中的水印中。举例来说，由摄录像机捕获的视频图像中的突发错误可由突然摄录像机移动导致，且所捕获音频中的突发错误可(举例来说)由背景中的不希望的声音(例如人的咳嗽声)导致。根据一些实施例，在存在突发错误的情况下，如果针对水印分段而非针对整个水印估计假水印检测概率，那么可增强水印提取系统的性能。在一个实例性实施例中，为实现水印提取中的此增强且减小处理负载，替代针对整个水印自身运算权重，对整个水印运算并累加个别分段的权重。
以下实例性实施例图解说明如何估计个别水印分段的权重。假设水印分段由n个位的串表示，且提取器发现特定分段含有e个位错误。举例来说，可通过将包括分段的位与表示所述水印分段中的实际位的模板进行比较而确定数目错误e。与此分段相关联的权重W(n，e)可由以下方程式(9)表示。
W(n,e)=-log10(2-nΣi=0eni)-wu(n)---(9).]]>
在方程式(9)中，wu(n)表示长度n的未加水印分段的预期权重，其可根据以下方程式(10)表示。
wu(n)=-Σj=0n2-nnjlog10(2-nΣi=0jni)---(10).]]>
图15展示基于方程式(10)产生的未加水印分段的预期权重随以位为单位的分段长度n而变的示范性曲线图。为图解说明方程式(9)及(10)以及图15中的曲线图的利用，考虑其中20个位有错误的64位候选水印PACKET。根据方程式(9)，与此包相关联的权重为2.3462。然而，如果将水印划分成两个32位分段且如果错误突发恰好导致第一分段中的16位错误及第二分段中的4位错误，那么两个分段的经累加权重为4.52。因此，通过单独地检查两个分段且接着组合结果，可确立具有较高可信度的水印的存在。在一些实施例中，以一方式选择分段长度(或更一般来说，如可适用于多维水印的分段范围)以促进(或优化)不同失真环境中的水印的检测。举例来说，如果通过可能产生突发错误的通信信道发射嵌入内容(或其遭受特定类型的失真)，那么可选择特定范围内的分段长度(例如，4≤n≤10)。在其它实例中，可以反复方式使用可能分段长度(例如，2≤n≤(水印帧长度/2))中的一些或所有分段长度评估潜在水印以便选择产生最高经累加权重的分段长度。
在许多情形中，将各自载运不同有效负载的多个水印嵌入到同一内容中。举例来说， 内容可同时载运既定用于拷贝控制、内容识别、内容所有者的识别、分配者及/或接收者的识别的水印消息，从而提供与外部应用的同步操作等等。在这些情形中，不同水印可具有关于有效负载大小、稳健性、安全性、假检测概率、处理负载的不同性能要求及其它要求。在这些系统中，可通常独立地嵌入及提取每一水印消息。
当将多个水印消息嵌入于内容中时，可通过以协调方式提取嵌入水印消息中的一者或两者而极大地增强所述水印消息的提取。特定来说，在一些实施例中，可重新使用针对第一水印消息执行的失真估计来促进具有与第一水印消息不同的性能要求的第二水印消息的提取。通常，与具有较大有效负载大小的水印消息(例如内容识别水印及/或用于区分内容的不同副本的法庭水印)相比，可更高效地使用具有较低有效负载大小的水印消息(例如拷贝控制水印)来估计内容失真。举例来说，具有带较小有效负载的水印消息可实现更有力错误校正能力的使用。此外，具有较小占用面积的水印消息可较不易受时间/空间变化的失真影响且可以较大数目嵌入，借此改进水印提取的稳健性。另外，具有小的有效负载可实现基于与错误校正解码过程相对的模板匹配的更高效搜索算法的使用。因此，在一些实施例中，基于具有较小有效负载大小的水印消息进行失真估计，且使用结果来进行针对具有较大有效负载大小的水印消息的目标提取尝试。
根据一些实施例，当在内容中存在多个水印消息时，通过仅在检测到具有较小有效负载的试验性水印时起始具有较大有效负载(及较低稳健性)的水印的提取而进一步改进嵌入水印的提取。以此方式，可由于防止对未加水印内容中的较大有效负载水印的无效搜索而实现显著计算节省。此外，甚至在有标记的内容中，仍消除在失真空间内对较大有效负载水印的多个搜索。必须进行较少搜索还减小与较大有效负载水印相关联的假水印检测概率。由发明人进行的实验已揭露，在一些情境中，使对较大有效负载水印消息的搜索与结论性较低有效负载水印消息的检测关联产生水印提取效率及假阳性率的可忽略的改进，但可显著减小较大有效负载水印消息的稳健性。即，不够频繁地触发较大有效负载水印消息的提取，且因此浪费较大有效负载水印的检测的充足时机。因此，如较早所提及，基于试验性较小有效负载水印消息的检测触发较大有效负载水印消息改进提取操作的效率及处理负载，同时提供较大有效负载水印消息的合理稳健检测结果。
应理解，可在由各种硬件及/或软件模块及组件构成的装置中个别地或共同地实施本发明的各种实施例。在描述所揭示实施例时，有时已将单独组件图解说明为经配置以执行一或多个操作。然而，应理解，可将此类组件中的两者或两者以上组合在一起及/或每一组件可包括未描绘的子组件。此外，以特定顺序次序呈现本申请案的各种图中所描述的操作以便促进对基础概念的理解。然而，应理解，可以不同顺序次序进行此类操作， 且此外，可使用额外或较少步骤来执行各种所揭示操作。
在一些实例中，本申请案中所描述的装置可包括处理器、存储器单元、彼此以通信方式连接的接口，且可介于从桌上型计算机及/或膝上型计算机到消费型电子装置(例如媒体播放器、移动装置等等)的范围内。举例来说，图16图解说明可在其内实施各种所揭示实施例的装置1600的框图。装置1600包括至少一个处理器1602及/或控制器、与处理器1602通信的至少一个存储器1604单元及实现直接或通过通信链路1608间接与其它实体、装置、数据库及网络的数据及信息的交换的至少一个通信单元1606。通信单元1606可根据一或多个通信协议提供有线及/或无线通信能力，且因此，其可包括恰当发射器/接收器天线、电路及端口以及可对数据及其它信息的恰当发射及/或接收必要的编码/解码能力。图16中所描绘的示范性装置1600可集成为内容处置装置、水印嵌入及/或提取装置的一部分。
在可由计算机程序产品实施于一个实施例中的方法或程序步骤的一般上下文中描述本文中所描述的各种实施例，所述计算机程序产品体现于包含由联网环境中的计算机执行的计算机可执行指令(例如程序代码)的计算机可读媒体中。计算机可读媒体可包含可装卸式及非可装卸式存储装置，包含但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、光盘(CD)、数字多功能光盘(DVD)、蓝光光盘等。因此，本申请案中所描述的计算机可读媒体包含非暂时性存储媒体。通常，程序模块可包含执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机可执行指令、相关联数据结构及程序模块表示用于执行本文中所揭示的方法的步骤的程序代码的实例。此类可执行指令或相关联数据结构的特定序列表示用于实施此类步骤或程序步骤中所描述的功能的对应动作的实例。根据所揭示实施例的嵌入有水印的内容可存储于存储媒体上。在一些实施例中，包含一或多个不可感知嵌入水印的此经存储内容在由配置有水印提取器的内容处置装置(例如，软件或硬件媒体播放器)存取时可触发水印提取程序步骤、相关联信号处理操作以及通过本申请案中所揭示的水印提取器及/或内容处置装置的后续操作。
已出于图解及说明的目的呈现对实施例的前述说明。前述说明不打算为穷尽性的或将本发明的实施例限于所揭示的精确形式，且可依据上述教示内容做出或可从各种实施例的实践获取修改及变化形式。选择并描述本文中所论述的实施例以便解释各种实施例及其实际应用的原理及本质以使得所属领域的技术人员能够在各种实施例中且在涵盖适于特定用途的各种修改的情况下利用本发明。可在方法、设备、模块、系统及计算机 程序产品的所有可能组合中组合本文中所描述的实施例的特征。