数字数据序列的识别

1、一种用于识别一个第一数字数据序列的方法，包括：
基于该第一序列的至少一部分计算第一数字指纹，
将该第一指纹与至少一个第二指纹进行比较，该第二指纹与至少 一个第二数字数据序列相关，
根据该比较的结果，计算至少一个与第一数据序列相关的数字水 印，将所计算的水印和与第二数据序列相关的一个水印进行比较，并 因此确定该第一数据序列的身份。
2、如权利要求1所述的方法，其中：
所述计算至少一个数字水印依赖于包括在第一指纹中的信息。
3、如权利要求1所述的方法，其中：
所述计算至少一个数字水印依赖于由在第一指纹和第二指纹之间 的比较所产生的信息。
4、一种用于识别一个第一数字数据序列的系统，包括一个处理器、
一个存储器单元和一个输入/输出单元，将所述处理器、存储器单元 和输入/输出单元配置成能够：
基于该第一序列的至少一部分计算第一数字指纹，
将该第一指纹与至少一个第二指纹进行比较，该第二指纹与至少 一个第二数字数据序列相关，
根据该比较的结果，计算至少一个与第一数据序列相关的数字水 印，将所计算的水印和与第二数据序列相关的一个水印进行比较，并 因此确定该第一数据序列的身份。
5、如权利要求4所述的系统，其中将所述处理器、存储器单元和 输入/输出单元配置成能够：依赖于包括在第一指纹中的信息计算至少 一个数字水印。
6、如权利要求4所述的系统，其中将所述处理器、存储器单元和 输入/输出单元配置成能够：依赖于由在第一指纹和第二指纹之间的比 较所产生的信息计算至少一个数字水印。
7、一种用于能够进行一个第一数字数据序列识别的方法，包括：
基于该第一序列的至少一部分计算第一数字指纹，
将该第一指纹与至少一个第二指纹进行比较，该第二指纹与至少 一个第二数字数据序列相关，
根据该比较的结果，计算和存储至少一个与该第一数据序列相关 的数字水印，从而提供能够进行该第一数据序列识别的信息。
8、如权利要求7所述的方法，其中：
所述计算至少一个数字水印依赖于包括在第一指纹中的信息。
9、如权利要求7所述的方法，其中：
所述计算至少一个数字水印依赖于由在第一指纹和第二指纹之间 的比较所产生的信息。
10、一种用于能够进行一个第一数字数据序列识别的系统，包括 一个处理器、一个存储器单元和一个输入/输出单元，将所述处理器、 存储器单元和输入/输出单元配置成能够：
基于该第一序列的至少一部分计算第一数字指纹，
将该第一指纹与至少一个第二指纹进行比较，该第二指纹与至少 一个第二数字数据序列相关，
根据该比较的结果，计算和存储至少一个与该第一数据序列相关 的数字水印，从而提供能够进行该第一数据序列识别的信息。
11、如权利要求10所述的系统，其中将所述处理器、存储器单元 和输入/输出单元配置成能够：依赖于包括在第一指纹中的信息计算至 少一个数字水印。
12、如权利要求10所述的系统，其中将所述处理器、存储器单元 和输入/输出单元配置成能够：依赖于由在第一指纹和第二指纹之间的 比较所产生的信息计算至少一个数字水印。

技术领域\n本发明涉及一种方法和系统，用于能够进行数字数据序列的识别。\n背景技术\n在最近的十或二十年间，如音频、图像和图像序列等媒体内容的 处理已经进入了“数字时代”。出现的越来越多的媒体内容通过数字装 置，例如计算机存储介质和数字传输网络，制造、存储和传输。不必 说，这会导致优点和问题；具体的问题涉及到法律问题，如媒体内容 的所有权验证和内容的未授权复制问题。\n现有技术至少包括两种技术来识别数字媒体内容。他们是水印和 指纹。\n水印技术概述为，一个唯一的标识符，即一种多个位的数字序列 难以察觉的隐藏到内容中，并能够由一个接收器获取以进行进一步处 理，例如识别或验证。然而水印技术带来一个问题，即需要嵌入大量 的位以允许全局的唯一识别，但是隐藏如此大量的标识符是非常困难 的，同时从这些标识符所嵌入的媒体序列中去除它们是不可能的或是 非常困难的。\n指纹技术包括确认表示其内容的、一种数字序列的独有特征，并 将这些特征转换为一个理想上唯一的位序列，即一个指纹。这个指纹 能够与其它指纹进行比较，并且从而识别与其它媒体序列相关的内容。 然而，水印技术带来一个问题，即一个特定的指纹可能匹配两个或多 个媒体序列的指纹。当指纹技术在指纹中包括忽略的“不可靠”位时， 即，当关于噪声等需要一定程度的稳定时，这个问题进一步加重。\n在现有技术中，例如在公开号为2361136的英国专利申请中所披 露的现有技术，结合水印和指纹技术以改进数字音频/视频流的识别。 为了改进证明一个数字数据流的来源的过程，以水印形式的一个识别 代码插入到数据中，并且基于该数据还计算出一个签名。因此，水印 和签名就提供了两种证明来源的独立方法。\n发明内容\n本发明的目的是，对于如何简化数字媒体序列的识别，提供一个 解决办法。\n通过本发明的技术方案达到了这个目的。\n根据本发明的第一方面，相当详细的提供了一种方法、系统和计 算机程序，用于识别一个第一数字数据序列。该方法包括：基于该第 一序列的至少一部分计算第一数字指纹。这个指纹随后与至少一个第 二指纹进行比较，第二指纹与至少另一个、第二数字数据序列相关。 根据该比较的结果，比较至少一个与相应的第一和第二数据序列相关 的数字水印，该比较的结果是，从而能够确定该第一数据序列的身份 (identity)。\n根据本发明的第二方面，提供了一种方法、系统和计算机程序， 用于能够进行一个第一数字数据序列的识别。该方法包括：基于该第 一序列的至少一部分计算第一数字指纹。这个指纹随后与至少一个第 二指纹进行比较，第二指纹与至少另一个、第二数字数据序列相关。 根据该比较的结果，存储与该第一序列相关的水印，进一步用于能够 进行该数据序列的识别。\n此外，水印的使用可以包括使用水印信息，该水印信息根据包括 在第一水印中的信息或在该指纹与已经存储在数据库中的指纹之间的 差别而计算出来。\n因此，本发明所获得的技术效果是，通过有条件的结合水印和指 纹技术，能够进行数据序列的识别，这能够看成是一个混合识别方法 和系统，或作为本发明所述的两个方面，在一个编码方面和一个解码 方面。\n当接收到用于识别的一个内容条目时，即接收到表示一个媒体条 目或部分媒体条目的一个数字序列时，计算出指纹，并将其优选地与 适当的元数据一起加入到数据库中。该新计算的指纹与数据库中已经 存在的指纹进行比较。如果发现在新计算的指纹与一个存在的指纹之 间的距离足够小，那么嵌入一个水印到该数据序列的内容中。这个水 印最好包括附加的识别信息。优选地，这个识别信息也作为元数据加 入到对于该内容条目的数据库输入。\n那么该媒体序列的识别能够如下进行。接收到要被识别的序列， 并计算出它的指纹。基于该指纹的数据库查找产生了一个或多个匹配 结果，这些匹配结果都与所计算的指纹相似到一定程度。如果存在超 过一个的匹配结果，那么至少进行一次尝试以检测该序列中的一个水 印。如果发现了一个水印，那么获取这个水印的至少一部分，并用于 从与要识别的媒体序列相似的那些序列中，选择一个匹配结果。\n该水印或其中一部分随后是该媒体序列的标识符。该标识符优选 地表示该内容条目本身，但也能够例如为广播监控表示其内容的所有 者，或另外提供在该媒体序列与其提供者或所有者之间的一个关联等。\n实际上，本发明可以分成三个单独的子过程：嵌入过程、数据库 存储过程和检测(即，识别)过程。在嵌入过程中，生成如所述的、 包含有指纹和水印的数据库。一个指纹与该数据库中存在的指纹进行 比较，这个比较操作的结果全部或部分地确定了包括在该水印信息中 的一个或多个参数。在数据库存储过程中，附加该水印信息。这种信 息例如是水印类型、水印密钥、负载等。在数据库中的信息存储可以 认为是一个“训练(traning)”过程，在这种意义上，在将来的检测/ 识别过程中的后来的数据库咨询期间，数据库中的这些信息将越来越 有用。\n该检测过程非常简单地描述为一个识别过程，其中使用指纹和元 数据以及水印的数据库来识别一个数字信号。\n本发明的一个优点在于，仅需要对所有考虑的内容条目的一部分 提供水印。仅当在该数据库的两个输入之间有“抵触”的危险时，即， 仅当该媒体序列与其它媒体序列存在混淆的危险时。这意味着，加水 印的内容条目的总数小于在一个纯基于水印的识别系统中的数量。结 果，与现有技术相比，以水印模式嵌入的标识符能够比较小，因为仅 需要在加水印的、小量的内容条目中是唯一的。这样减小了所期望的 水印容量。\n附图说明\n本发明将参照附图标记通过优选实施例进行描述，其中：\n图1示意性的示出了根据本发明的一个系统；\n图2示意性的示出了根据本发明的一个数据库结构；和\n图3和4示出了根据本发明的一个方法的流程图。\n具体实施方式\n现在将详细描述结合了水印和指纹技术的方法和系统。如本领域 技术人员能够理解的，本方法和系统均包括处理装置和存储单元以及 通信装置，它们是一般特征的或是专用特征的。即，通用计算机具有 外设，如硬盘、CD/DVD记录器，并连接到一个数字网络，例如因特网， 可以使用通用计算机实现本发明。专门设计的系统包括处理器、存储 单元和通信装置，能够仅执行本发明，这样的系统也是可行的，并且 对于设计计算机系统中的软件和硬件的本领域技术人员来说是可实现 的。\n图1示出了计算机系统100的示意性的硬件图，计算机系统100 包括通过总线104相互连接的处理器101、存储单元102和输入/输出 单元103。系统100与数字通信网络105连接，以例如数字媒体序列形 式的信息通过数字通信网络105，数字媒体序列包括系统100、提供者 106和用户107想要传递的音频、视频或任何其它序列。如本领域技术 人员可以理解的，该系统100可以包括多个附加单元。\n现在讨论根据本发明的方法，其中该系统将处理的数字媒体序列， 系统100的初始状态也将被限定。\n首先参照图2，描述了一个预先建立的数据库200，其优选地在系 统100的存储单元102中实现。数据库200包括如序列编号201所表 示的、数字媒体序列的指纹202形式的信息。数据库200中的指纹202 是，如技术人员根据各自的媒体序列进行计算而获得的一个数字序列。 链接到指纹202的是各自的水印203。然而，不是所有的指纹202都有 相关的水印203，如空水印位置204和205所示，如上所示，这样描述 了本发明的优点，即仅有所有考虑的媒体序列的一部分需要提供水印。 与各自媒体序列相关的附加信息，如媒体内容“元数据”，也能够容纳 到数据库200中。\n继续讨论关于根据本发明的方法进行，现在将参照图1、2和3。 图3示出了一个流程图，该图包括由系统100所执行的步骤。\n在输入步骤301，一个数字媒体序列从媒体序列提供者106输入。 在接下来的计算步骤302中，计算指纹。所计算的指纹用Hx表示，进 入到比较步骤303，与数据库200中已经存在的指纹进行比较，数据库 200中存在的指纹用H1...N表示，其中1...N表示在1到N之间的指纹编 号。\n在判定步骤304中，判定在计算的指纹Hx与存在的指纹H1...N之间 的数学距离是否足够大，即，如果M(Hx，H1...N)＞D1，其中M定义一个 数学距离测度，而D1是一个限制距离，那么该指纹定义为唯一的。随 后该过程继续到存储步骤307，其中指纹存储在数据库中，并与该媒体 序列相关联。即，在该指纹唯一的情况下，仅基于指纹的识别是成功 的。\n然而，如果发生了一种可能的非唯一性，即，如果M(Hx，H1...N)＜D1， 那么在计算步骤305中计算水印Wx，并在嵌入步骤306将水印Wx嵌入 到媒体序列X中。这个水印可以包括附加的识别信息，附加的识别信 息基于在比较步骤303中获得的结果，即一组水印，用在相应的多媒 体信号的嵌入中。基于这组水印，选择一个新的水印。例如通过为该 水印选择一个新的密钥或新的负载(payload)。该水印随后用于嵌入 到该新的多媒体信号中。\n因为在这种情况下，在判定步骤304中判定了唯一性，所以新的 指纹和相关的水印填加到数据库200中。\n在一个识别过程中，当要求系统100用于一媒体序列的识别时， 用户107可以执行该过程。由该系统可以执行下列步骤，如图4的流 程图所示。\n在输入步骤401，一个数字媒体序列输入到系统100。在接下来的 计算步骤402中，计算指纹。所计算的指纹用Hx表示，在比较步骤403， 与数据库200中已经存在的指纹进行比较，数据库200中存在的指纹 用H1...N表示，其中1...N表示在1到N之间的指纹编号。\n在判定步骤404中，判定在计算的指纹Hx与存在的指纹H1...N之间 的数学距离是否足够大，即，如果M(Hx，H1...N)＞D2，其中M定义一个 数学距离测度，而D2是一个限制距离，那么确定了该指纹的唯一性， 即，身份的识别仅基于指纹。\n然而，如果发生了一种可能的非唯一性，即，如果M(Hx，H1...N)＜D2， 那么在计算步骤405中计算水印Wx。数据库200中的水印203与指纹 202相关，发现指纹202在数学上接近于该媒体序列的指纹，随后在获 取步骤406中，从数据库200中获取水印203。最后，在比较步骤407， 所计算的水印与这些获取的水印相比较，从而确定了该媒体序列的唯 一性。\n应当注意的是，虽然上述实施例以非常通用方式讨论了媒体数据 序列，但是应当理解所有类型的媒体是相关的，并且能够用数字音频 或视频序列还有要被识别的和/或与例如一个所有者或提供者相关的 其它数据序列举例说明。任一这样的序列被认为是等效的，并且在所 附权利要求书的范围内。\n因此，总而言之，一个数字媒体序列的识别由一个编码和一个解 码过程执行。接收一个序列并计算它的数字指纹。基于该指纹的数据 库查找产生了一个或多个匹配结果，这些匹配结果都与所计算的指纹 相似到一定程度。如果存在超过一个的匹配结果，那么至少进行一次 尝试以检测该序列中的一个水印。如果发现了一个水印，那么提取这 个水印的至少一部分，并用于从与要识别的媒体序列相似的那些序列 中，选择一个匹配结果。