基于心理视觉调制的防摄像偷拍的视频播放方法技术

本发明专利技术提出一种基于心理视觉调制的防摄像偷拍的视频播放方法，所述方法利用人眼和数字视频采集设备之间成像机制的差异性，在电影里植入一标志信息，该标志信息在视频播放时不能被人眼视觉系统看到，但能够被数字视频采集设备采集；如果这些电影被数字视频采集设备偷拍记录，这个植入的标志信息可以被提取出来而识别盗版的源头。一个视频帧被分解成许多原子帧，当这些原子帧以高于60Hz的帧率显示时，观众能够体验到标准的不带任何附加人工产品的影像播放视觉效果，但是通过摄像机捕获的视频帧将包含预先设置的标志，影响视频视觉质量，使盗版视频内容失去其商业价值，从而有效的解决了电影院摄像偷拍的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种视频显示和视频处理
的视频播放技术，具体地，涉 及的是一种。
技术介绍
根据美国电影协会的记录，电影盗版使电影行业每年损失高达60亿美元。电影盗 版对整个经济行业都有着深远的影响，以至于它在每个国家都被认为是一种犯罪行为。而 盗版电影的一种主要来源是摄像偷拍，也就是在电影剧院通过便携式设备偷拍电影。尽管 BBC报道说77%的电影盗版可能来自于行业内部人员和提供给影评人的预先电影副本，但 是摄像偷拍仍然是在线盗版电影的一个重要来源。在最近的几十年，互联网带宽和点对点 协议的发展都促进了盗版电影的进一步流通。 为了检测未被授权非法传播的数字多媒体视频，水印技术已经被普遍的研宄并应 用广泛。在制作电影或者电影投射阶段，可以采取在电影里植入使人眼看不到"图案"信息 的方法。如果这些电影被摄像机偷拍记录，这个嵌入的图谱可以被提取出来而识别盗版的 源头。一些行业领导者为了识别和追踪盗版电影，提出了通过编码反盗版（CAP)的方法，即 往电影里增加水印。第一个编码反盗版是被Kodak设计的，随后DeluxeLaboratories对 其进行改善。Philips在2006年也提出了一个名叫CineFence的标识系统。然而，水印技 术只是一种被动的措施，它不能消除和阻止摄像偷拍。 另一方面，相机干扰技术旨在通过严重破坏的电影视觉质量来消除摄像偷拍，同 时要使这些干扰信号不会影响影院的观众。早期大量的相机干扰方法主要利用了成像传感 器响应红外线的原理。为了干扰移动摄像机以及在拍摄的画面中生成亮光，红外发射源被 安装在电影院内。除了那些发射器等额外的成本费和日常操作费用，这种方案可以通过在 镜头上附上适当的过滤器。 在相机干扰技术发展中，当显示和采样率之间不匹配时，提出了利用人眼和成像 传感器之间成像机制的差异性来消除摄像偷拍。对于人眼视觉系统，一张稳定的图像是在 光场上通过连续的积分形成的，而半导体图像传感器则在连续光源下通过离散的采样形成 图像。数字相机中有两款常用的传感器，CCD和CMOS。而在CCD成像传感器中存在三个结 构性差异，即全帧、帧转移和线路转移。全帧CCD采用循序渐进的方式工作，当残留电荷被 消除后，快门便会打开，寄存器将暴露在光线中。然后快门完成曝光，那些在并行寄存器中 的电荷逐步转移到串行寄存器进行放大，并且最后被传达出来或者数字化。对于每一帧图 像的处理时间，数码相机最高的帧率是由帧获取时间ta和帧读取时间tJ夬定的，其中最高 帧率f=lAta+t,)。因此，如果放映机足够快，由于CCD工作机制的限制，数码相机不可能 捕捉到屏幕中的全部信息。 为了减少帧读取时间&，有几种加速的方法，比如像素组合、减少阵列扫描、双核 或四核串行寄存器设计等。然而，这些解决方案既减少了空间分辨率，同时也增加了成本。 在其他两个CCD结构中，即帧转移和线路转移，有一个额外的传感器阵列或额外的传感器 线被当做专用寄存器使用。这些额外的传感器被铝箔纸所覆盖，不需要机械快门。当电荷 转移到额外的寄存器，这些暴露的传感器可以继续成像处理。这些CCD类型是专门为高速 成像和市场高端消费场合所设计的。由于一些更复杂电路嵌入，除了每个传感器或传感器 的阵列可以被独立重置以外，CMOS的工作机制和CCD的很像。因此，CMOS不需要机械快门， 但在每一帧成像过程中还是存在一个很短暂的缄默期。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提出了一种基于心理视觉调制的防摄像偷 拍的视频播放方法及系统，有效解决了电影院摄像偷拍的问题。 本专利技术是通过以下技术方案实现的： 本专利技术提供一种，所述方法利用 人眼和数字视频采集设备之间成像机制的差异性，在电影里植入一标志信息，该标志信息 在视频播放时不能被人眼视觉系统看到，但能够被数字视频采集设备采集；如果这些电影 被数字视频采集设备偷拍记录，这个植入的标志信息可以被提取出来而识别盗版的源头。 优选地，为了消除数字视频采集设备偷拍，本专利技术通过设计播放设备发出的光信 号，不对电影院的观众造成影响。令显示频率fd和人类视觉系统的闪烁融合频率ff之间的 一个比例为M，即fd=M*ff，M是一个正整数。令数字视频采集设备拍摄的时间采样率表示 成f= T，其中fk表示k个视频帧，并且插入一些零来反映数字视频采集设备 的缄默期。假设这个内核函数f= T是标准化的，也就男【主权项】1. 一种，其特征在于，所述方法利用 人眼和数字视频采集设备之间成像机制的差异性，在电影里植入一标志信息，该标志信息 在视频播放时不能被人眼视觉系统看到，但能够被数字视频采集设备采集；如果这些电影 被数字视频采集设备偷拍记录，这个植入的标志信息可以被提取出来而识别盗版的源头。2. 根据权利要求1所述的，其特征在 于，所述电影通过播放设备显示，令显示频率f d和人类视觉系统的闪烁融合频率ff之间的 一个比例为M，即fd= M*f f，M是一个正整数；令数字视频采集设备拍摄的时间采样率表示 成f = T，其中fk表示k个视频帧，并且插入一些零来反映数字视频采集设备 的缄默期；假设这个内核函数f = T是标准化的，也就是k是一 个正整数。3. 根据权利要求2所述的，其特征在 于，对于用矢量化形式给定的任意视频帧ycie RN，R是视频帧，N表示视频每一帧的像素，为 了用播放设备显示，在下式目标函数最小化的标准下，需要计算一序列连续的视频帧，分别 令一序列的视频帧为X 1, χ2, ... xk，其中K表示视频帧的总帧数，I I · I I表示向量的2范数，是 由所有的视频帧集合而成，和原视频尽可能的接近，即视觉效果应该达到最小化；规定通过数字视频采集设备捕捉到的图像应该尽可能得和原视频 帧不同，即给盗版视频增加的干扰最大化，其中拉格朗日乘法算子λ对这两种矛盾的需求 起到平衡的效果，λ介于〇和1之间。4. 根据权利要求3所述的，其特征在 于，用更紧凑的形式得到新的目标函数如下式所示：其[c为前述矢量化视频帧矿所分解得到的构图基，e为 全1列向量，N表示一帧视频的像素，K表示视频总帧数；然而，相对于投射帧的起始时间，记 录帧的起始时间是一个随机变量，这种时域的不匹配相当于抽样内核函数f的循环移位； 定义转移的内核函数为fk= [f k,. . .，fK, . . .，fk-J，其中，K表示视频总帧数，下标k表示 移位数，对所有可能的起始时间求平均值，得：对于任何给定的空间位置，上式计算每一帧的对应像素能在不影响观众视觉效果的前 提下及时的随机排列，同样的，像素值的整合也可以实时的保持不变，但是这给数字视频采 集设备捕捉的视频帧引入了空间噪声，降低了盗版电影的视觉效果。5. 根据权利要求1-4任一项所述的， 其特征在于，为了对数字视频采集设备偷拍更有效的干扰，将视觉上的破坏模型植入到视 频帧中，这种模型用来对观看盗版电影的观众引起令人不愉快和反感的视觉效果。6. 根据权利要求5所述的，其特征在 于，为了植入这种具备干扰性的模型，目标函数采用下式：其中yk，k = 1，2,...，K，参数与上式相同是选择的干扰信号，在这种情况下，让目标函 数的每一项都最小化，也就是让设计的函数使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于心理视觉调制的防摄像偷拍的视频播放方法，其特征在于，所述方法利用人眼和数字视频采集设备之间成像机制的差异性，在电影里植入一标志信息，该标志信息在视频播放时不能被人眼视觉系统看到，但能够被数字视频采集设备采集；如果这些电影被数字视频采集设备偷拍记录，这个植入的标志信息可以被提取出来而识别盗版的源头。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡春嘉，翟广涛，陈远春，高忠派，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31