用于在经编码的视频中嵌入数据的框架制造技术

在一个实施例中，接收视频流，并且识别要修改的接收的视频流中的帧的空间上不同的区域，帧的空间上不同的区域与帧中的任何其他区域分开编码。提取要修改的帧的空间上不同的区域的区段。修改所提取的空间上不同区域的区段。将所提取的空间上不同的区域的区段编码成单区段空间上不同的区域。网络抽象层(NAL)报头与经编码的单区段空间上不同的区域相关联。经编码的单区段空间上不同的区域及其相关联的NAL报头被插入到所接收的视频流中所识别的要修改的帧的空间上不同的区域之后。还描述了相关的方法、系统和装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在经编码的视频中嵌入数据的框架
本公开一般涉及用于提供能够将数据嵌入到视频流中的框架的方法和系统。
技术介绍
视频水印可用于付费电视领域中的各种目的，例如允许水印检测器识别视频的创建者、广播视频的运营商、或甚至是接收视频的订户的身份。后者被称为取证水印(forensicwatermarking)，并且可以用于识别背叛者(traitor)，即，正在泄露被盗视频内容并且例如在线流式传输被盗视频内容的付费电视服务的合法订户。传统上在付费电视系统中，如果水印意图作为对终端用户的身份进行编码的取证水印，则将水印嵌入到用户的客户端设备(例如，机顶盒(STB))中的视频中是自然的。通常，STB具有有限的计算能力和其他限制，这阻止其将某些类型的(即，不可察觉的、弹性的、高容量的等)强水印嵌入到其显示的视频中。因此，在从视频头端发布视频之前，需要在视频头端嵌入取证水印。为此，视频头端通常广播视频的部分的多个版本，每个版本在视觉上彼此略微不同。H.264和H.265视频编码器通常将基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC)熵编码系统用于宏块级语法元素的熵编码层。CABAC是一种极具状态的、非常自适应的熵层，其可以将类似的语法元素流编码为显著不同的位流，这是由于CABAC随着其处理输入流而调整其上下文模型的方式。换句话说，即使两个视频帧仅在单个语法元素(例如，单一宏块的预测模式、某个宏块的残差中的系数等)上不同，根据视频编码标准，所得到的后CABAC位流通常完全不同，从语法元素不同的点开始直到CABAC引擎被重置。由于CABAC的状态性本质，只要CABAC引擎未被重置(这通常不会发生在切片(slice)的解码期间，该切片通常包括整个图片)，则将水印嵌入到视频流中就具有挑战性。附图说明通过以下结合附图的详细描述，将更全面地理解和了解本专利技术，其中：图1是系统的简化框图图示，该系统包括根据本专利技术的实施例构建和操作的覆盖水印嵌入子系统、客户端设备、以及内容分发网络和检测子系统；图2是包括由图1的水印覆盖嵌入子系统嵌入其中的水印覆盖的视频流的简化框图图示；图3A是在被覆盖由图1的水印覆盖嵌入子系统嵌入的水印覆盖之前的视频帧的部分图示说明的部分框图；图3B是在被覆盖由图1的水印覆盖嵌入子系统嵌入的水印覆盖之后的视频帧的部分图示说明的部分框图；以及图4是用于在图1的系统中产生和插入帧内预测覆盖切片的方法的简化流程图。具体实施方式概览在一个实施例中，接收视频流，并且识别所接收的视频流中要修改的帧的空间上不同的区域，该帧的空间上不同的区域与帧中的任何其他区域分开编码。提取要修改的帧的空间上不同的区域的区段(segment)。修改所提取的空间上不同区域的区段。将所提取的空间上不同区域的区段编码成单区段空间上不同的区域。网络抽象层(NAL)报头与经编码的单区段空间上不同的区域相关联。将经编码的单区段空间上不同的区域及其相关联的NAL报头插入到所接收的视频流中要修改的帧的所识别的空间上不同的区域的后面。还描述了相关的方法、系统和装置。示例实施例现在参考图1，图1是系统10的简化框图图示，系统10包括根据本专利技术的实施例构造和操作的通常设置在广播头端100处的覆盖水印嵌入子系统、客户端设备200、以及内容分发网络及检测子系统300。现在描述图1的系统10的三个子系统100、200、300。可以理解的是，上面提到的各种子系统本身可以在本文被描述为“系统”而非“子系统”，具体是因为图1的一些子系统在独立系统中或者本身就是独立系统。头端100是将视频覆盖水印110插入到经编码的视频流120的地方，如下所述。客户端设备200是对由头端100产生的带水印视频130进行解码，从而产生经解码的带水印视频210的地方，其中经解码的带水印视频210可以可选地由本地播放系统220显示。在经解码的带水印视频210被解码之后，然后可以捕获视频并使其可用于内容分发网络310，如下所述。内容分发网络及检测子系统300是可以将捕获的经解码的带水印视频210上传到内容分发网络310的地方。在视频流210可用于在内容分发网络310中的进一步下载之后，可以将视频流210下载并输入到检测系统320，以便使用由覆盖水印嵌入器150嵌入在广播头端100处的覆盖水印110，从而确定从中捕获内容并将内容上传到内容分发网络310的设备的身份。现在将解释图1的子系统的操作。转向头端100，头端100包括H.264(有时可选地被称为MPEG-4Part10或AVC)或H.265(有时可选地被称为高效视频编码，HEVC)视频编码器140。视频编码器140产生经编码的视频流120。经编码的视频流120被描绘为具有两个部分，第一部分120A和第二部分120B。经编码的视频流120被输入到水印嵌入器150。覆盖水印嵌入器150创建覆盖水印110，其作为覆盖被嵌入在经编码的视频流120中(如下所述)。包括覆盖水印110的经编码的视频流120(现在被称为带水印视频130)被输入到复用器(mux)160。复用器160还可以包括对带水印视频130进行加密的加密器。经加密、复用、嵌入水印、编码的视频流170然后被准备好并随后被广播，如本领域中已知的。嵌入vs编码vs加密在整个说明书和权利要求中，所有语法形式的术语“嵌入”用于指代涉及将水印或其部分放置在视频流中的任何类型的活动。例如，“嵌入水印”、“嵌入位”、“水印嵌入设备”等。在整个本说明书和权利要求中，所有语法形式的术语“编码”用于指代任何类型的数据流编码，包括(例如但不限制定义的范围)公知类型的编码，例如但不限于MPEG-2编码、H.264编码、VC-1编码、以及诸如可缩放矢量图形(SVG)和LASER(ISO/IEC14496-20)之类的合成编码等。应理解的是，经编码的数据流通常比未经编码的数据流需要更多处理并且通常需要更多时间来读取。经编码的数据的任何接收者(无论经编码的数据的接收者是否是预期接收者)至少有可能能够在不需要密码分析的情况下读取经编码的数据。应理解的是，编码可以在若干阶段中执行，并且可以包括多个不同的过程，包括但不必限于：压缩数据；将数据转换为其他形式；并使数据更鲁棒(例如，复制数据或使用纠错机制)。在整个说明书和权利要求中，所有语法形式的术语“压缩”用于指代任何类型的数据流压缩。压缩通常是编码的一部分，并且可以包括图像压缩和运动补偿。通常，数据压缩减少了构成数据的位数。由于压缩是编码的子集，因此在所有语法形式中，术语“编码”和“压缩”通常在本说明书和权利要求中可互换使用。类似地，在本说明书和权利要求中使用所有语法形式的术语“解码”和“解压缩”以指代所有语法形式的“编码”和“压缩”的反向操作。所有语法形式的术语“加扰”和“加密”在本说明书和权利要求中可互换使用，以指代用于加扰和/或加密数据流的任何适当的加扰和/或加密方法，和/或旨在使数据流除了对于其预期的(一个或多个)接收者之外都难以理解的任何其他适当的方法。公知的加扰或加密类型包括但不限于DES、3DES、和AES。类似地，所有语法形式的术语“解扰”和“解密”在本说明书和权利要求中用于指代所有语法形式的“加扰”和“加密”的反向操作。根据以上定义，术语“编码”；“压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：接收视频流；识别所接收的视频流中要修改的帧的空间上不同的区域，所述帧的所述空间上不同的区域与所述帧中的任何其他区域分开编码；提取要修改的所述帧的所述空间上不同的区域的区段；修改所提取的所述空间上不同的区域的区段；将所提取的所述空间上不同的区域的区段编码成单区段空间上不同的区域；将网络抽象层(NAL)报头与经编码的单区段空间上不同的区域相关联；以及将经编码的单区段空间上不同的区域及其相关联的NAL报头插入到所接收的视频流中所识别的要修改的所述帧的所述空间上不同的区域之后。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.25 US 15/052,9061.一种方法，包括：接收视频流；识别所接收的视频流中要修改的帧的空间上不同的区域，所述帧的所述空间上不同的区域与所述帧中的任何其他区域分开编码；提取要修改的所述帧的所述空间上不同的区域的区段；修改所提取的所述空间上不同的区域的区段；将所提取的所述空间上不同的区域的区段编码成单区段空间上不同的区域；将网络抽象层(NAL)报头与经编码的单区段空间上不同的区域相关联；以及将经编码的单区段空间上不同的区域及其相关联的NAL报头插入到所接收的视频流中所识别的要修改的所述帧的所述空间上不同的区域之后。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述视频流包括符合H.264的视频流，所述帧的所述空间上不同的区域包括符合H.264的切片，并且所述帧的所述空间上不同的区域的区段包括H.264宏块。3.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述NAL报头与所述经编码的单区段空间上不同的区域相关联包括：在所述单区段空间上不同的区域中的切片报头中设置first_mb_in_slice字段，所述first_mb_in_slice字段是所提取的所述空间上不同的区域的区段的宏块地址，在所述切片报头中设置所述first_mb_in_slice字段是通过修改所述first_mb_in_slice字段以及将包括经修改的first_mb_in_slice字段的经编码的单区段空间上不同的区域包装在所述NAL报头中来完成的。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述提取包括提取所述帧的所述空间上不同的区域的至少两个区段，并且相应地导致至少两个新的NAL单元根据所述新的NAL单元的first_mb_in_slice值的递增顺序被插入在所述帧的所述空间上不同的区域之后。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述视频流包括符合H.265的视频流，所述帧的所述空间上不同的区域包括符合H.265的切片区段，并且所述帧的所述空间上不同的区域的区段包括符合H.265的编码树。6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述NAL报头与经编码的单区段空间上不同的区域相关联包括：在所述单区段空间上不同的区域中的切片报头中设置slice_segment_address字段，所述slice_segment_address字段是所提取的所述空间上不同的区域的区段的编码树块地址，在所述切片报头中设置所述slice_segment_address字段是通过修改所述slice_segment_address字段以及将包括经修改的slice_segment_address字段的经编码的单区段空间上不同的区域包装在所述NAL报头中来完成的。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述提取包括提取所述帧的所述空间上不同的区域的至少两个区段，并且相应地导致至少两个新的NAL单元根据所述新的NAL单元的slice_segment_address值的递增顺序被插入在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈雷尔·卡恩，迈克尔·德维尔，亚龙·萨拉，本·沃尔顿，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US