多媒体数字水印系统

国泰信安

多媒体数字水印集成管理平台(CPSec WaterMark)

1 技术架构

CPSec WaterMark平台是针对多媒体音视频数字内容(JPEG,MP3,MPEG,H264,RM)版权保护的一款专用产品。CPSec WaterMark的基本思想是在原始媒体数据中,如音频、视频、图像等,隐藏具有一定意义的附加信息作为标记,这些信息与原始数据紧密结合,并随之一起被传输。在接收端,通过计算机水印信号被提取出来用于各种目的,可能的应用包括数字签名、数字指纹、广播监视、内容认证、拷贝控制和秘密通信等。CPSec WaterMark系统流程图如下所示:

2 系统功能

CPSec WaterMark多媒体数字水印平台核心功能包括系统管理、水印模板管理、算法管理、任务状态管理、日志管理等。

2.1 系统管理

查看:系统列表显示所有水印服务器 详细信息,包括服务器名称、IP地址、 端口、状态(运行、暂停、关闭等)

新增:可增加一个水印服务器的配置 信息,包括服务器名称、IP地址、端口 (增加的状态设置为关闭)

删除:可删除一个水印服务器配置信息

修改:可修改水印服务器的配置信息, 包括服务器名称、IP地址、端口、状态 (运行、暂停、关闭等)

状态管理:可启动、停止、关闭一个 水印服务器

2.2 水印模板管理

查看:系统列表显示所有水印模板详 细信息,包括模板名称、图片地址、文 字信息、默认模板

新增:可增加一个水印模板的信息, 包括模板名称、图片地址、文字信息( 增加的模板自动设置为不是默认模板)

删除:可删除一个水印模板信息

修改:可修改水印模板信息,包括模 板名称、图片地址、文字信息、默认模 板(是或者否)

设置默认模板:将选中的模板设置为 默认的水印模板

2.3 算法管理

算法的选择:载体类型、水印信息等 约束条件后,系统自动选择最佳的水印 加载算法

算法的升级:CPSec水印系统根据技 术的发展和市场业务的需求变化,更新、 升级水印算法

算法的更新:提供版本识别能力,并 根据不同版本使用对应的水印算法提取 水印信息

2.4 任务状态管理

水印注入

可显示注入类型,包括实时和非实时

可显示注入状态,如准备注入、正在注入、已注入完成等

可显示注入进度,对于正在注入的状态,能显示出当前处理的进度,如50%

可取消正在注入的任务

水印检测与提取

可浏览选定水印检测目标文件

可对任何格式的目标文件进行水印检测扫描

可汇总显示具有水印的文件,需显示文件名称,修改日期,类型,大小和标记

可对检测后确认存在水印的文件进行水印提取

显示水印检测判定结果,支持显示失真度或相似度

对水印提取失败结果进行人性化显示

支持批处理

可对浏览查找到的任何格式的目标文件,一键完成水印信息的检测、提取、判断和显示

2.5 日志管理

操作日志

记录:记录系统的操作信息,包括记录时间、服务器、操作、载体、水印

查看:详细显示日志记录的时间、服务器、操作、载体、水印信息等

异常日志

记录:务器的异常报警信息,包括记录时间、服务器、异常、可能原因

查看:详细显示异常记录的时间、服务器、异常、可能原因

系统功能截图:

 

 

3 应用场景及模式

CPSec WaterMark水印系统针对三种应用场景:视频版权保护场景、音频保护版权场景、图片版权保护场景。 根据系统应用模式分为实时水印加载和非实时水印加载两种模式。实时水印加载应用模式体现在广播监控系统、在线点播等工作模式。而非实时水印加载则体现在一般用于版权跟踪、内容认证等工作模式。 应用场景系统结构如下所示:

 

4 系统特色

(1)CPSecWaterMark终端平台

支持Windows操作系统

支持Linux操作系统

(2)水印格式

支持BMP、JPEG、GIF等图片格式

支持字符格式

支持文本格式

支持字符加图片格式

支持文本加图片格式

(3)媒体格式

支持BMP及JPEG、JPEG2000等压缩图片格式

支持MPEG系列、H26L系列等标清和高清压缩方式的视频格式

支持TS、PS格式流媒体文件和流媒体信息

(4)提供对外系统交互接口

支持单个/批量水印注入接口

支持单个、批量水印提取接口

支持任务查询接口

支持日志信息的定时回传接口

支持任务取消接口

支持远程模板获取

5 CPSec WaterMark 系统在广电行业中的应用

CPSec WaterMark 系统基于数字水印技术、数据隐藏、与内容相关的特点,在广播行业有多种可行应用,可以在内容制作、内容播出、内容消费这些产业链环节环节使用。应用数字水印技术主要目的在于数字内容版权标识、数字内容添加指纹、数字内容防篡改、数字内容认证、数字内容使用控制和数字内容广播监控等。

(1)数字内容版权标识

通过将能够证明原作者所有权的信息嵌入到原始载体当中,然后发布水印版本的作品。当作品因被盗版而发生版权纠纷时,原作者可以用从盗版作品或原始水印作品中提取的水印信号来证明其对作品的所有权。

(2)数字内容添加指纹

为避免未经授权的拷贝制作和发行,出品人可以将不同用户的ID或序列号作为不同的水印(指纹)嵌入作品的合法拷贝中。一旦发现未经授权的拷贝,就可以根据此拷贝所恢复出的指纹来确定它的合法拥有者,这也是版权保护的一种手段。

(3)数字内容防篡改

数据的标识信息往往比数据本身更具有保密价值,如遥感图像的拍摄日期、经/纬度等。没有标识信息的数据有时甚至无法使用,但直接将这些重要信息标记在原始文件上又很危险。数字水印技术提供了一种隐藏标识的方法,标识信息在原始文件上是看不到的,只有通过特殊的阅读程序才可以读取。这种方法已经被国外一些公开的遥感图像数据库所采用。 数据的篡改提示也是十分重要的。基于数字水印的篡改提示是解决这一问题的一种理想技术途径,通过隐藏水印的状态可以判断声像信号是否被篡改。

(4)数字内容认证

内容认证的目的在于检测作品内容是否被修改,通常通过脆弱或半脆弱水印来实现。根据作品能够承受合理失真而会被恶意篡改破坏的特征,设计一个数字签名将其嵌入到载体当中去。在使用作品时用同样的方法计算出特征,并与提取出的水印信息相比较,根据它们是否一致判断内容是否真实有效。

(5)数字内容使用控制

拷贝控制的应用宗旨在于防止人们制造或使用有版权内容的非法副本。这种应用的一个典型的例子是DVD防拷贝系统,首先将特定水印信息:“可以复制”、“无法复制”或“只可复制一次”嵌入到DVD数据中合法的DVD播放机即可,通过检测DVD数据中的水印信息而判断其合法性和可拷贝性;而非法的播放机由于无法正确解密也不能使用水印作品,从而保护了制造商的商业利益。也可以应用于VOD视频点播,或者因特网中视频下载服务等。

(6)数字内容广播监控

广播电视是人们最常见、最广泛的视频形式。广播电视中会出现电视节目盗播、广告不能按约定的时间、数量播放等各种问题。而这些问题单纯靠人工来监控不但费时、费力效果也不理想,因此将数字水印运用到视频广播监控上来,通过数字视频水印实现监控的功能。

6 应用场所

广电运营商(有线数字电视、IPTV等)

电信运营商(宽带IPTV、WebIPTV等)

移动电信运营商(手机电视、3GI PTV、Mobile TV等)

互联网运营商(视频网站、视频门户、影视频道等)

7 运行环境

服务器端

操作系统:Windows NT WorkStation,Windows2000 Serial,Windows 2003 Serial,Linux Serial

数 据 库:SQL Server、Oracle

用户端

操作系统:Windows全系列操作系统均支持

设计软件:CPSec WaterMark

8 应用举例

国泰信安Logo水印提取界面:

字画水印:

 

9 技术服务支持

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