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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Generieren
zumindest eines nutzerspezifisch markierten Datenstroms, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Nachweis eines nutzerspezifisch markierten
Datenstroms, sowie einen nutzerspezifisch markierten Datenstrom.
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Durch
die Einführung
der Digitalisierung von multimedialer Information, wie bspw. Bilder,
Videos oder Musikstücke,
wurde sowohl unberechtigtes Kopieren als auch unerlaubtes Verteilen
derartiger Inhalte erheblich erleichtert. Dabei können multimediale
Informationen einfach verarbeitet werden, wie z.B. durch das Komprimieren
von Musikstücken
mittels MP3 oder das Brennen von Spielfilmen auf DVD (DVD – Digital
Video Disc) mittels MPEG-Kompressionsverfahren (MPEG – Motion
Picture Expert Group).
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Um
das unberechtigte Kopieren und/oder Vertreiben von multimedialen
Informationen zu vermeiden bzw. zu erschweren, sind in der Vergangenheit
mehrere Technologien im Bereich des Digital Rights Management (DRM)
entwickelt worden. Eine der DRM-Technologien verwendet zum Schutz
vor illegalen Kopien digitale Signaturen. Hierbei wird mit Hilfe
eines Schlüssels
der digitale Inhalt verschlüsselt.
Ein Benutzer kann nur mit Hilfe eines weiteren Schlüssels die
verschlüsselte
Information lesen und weiterverarbeiten. Eine andere DRM-Technologie
setzt Wasserzeichen ein. Hierbei werden Wasserzeichen mit der multimedialen
Information derart vermischt, dass die vermischte multimediale Information
für einen
Benutzer keinerlei spürbare
qualitative Verschlechterung er multimedialen Information zeigt.
Mit Hilfe von geeigneten Algorithmen kann ein Wasserzeichen in vermischten
multimedialen Informationen rekonstruiert und somit nachgewiesen
werden.
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Ein
Problem beim Schutz von digitalen multimedialen Informationen stellt
das sogenannte "analoge Loch" (Analog Hole) dar.
Digitale Informationen, wie zum Beispiel digitale Videodaten, werden
bei der Übertragung
von einem Videoserver zu einer Set-Top-Box eines Benutzers verschlüsselt übermittelt.
In der Set-Top-Box findet eine Entschlüsselung und zumeist eine Dekompression
dieser digitalen Informationen statt. Anschließend können die entschlüsselten
und dekomprimierten digitalen Informationen z.B. über einen
Lautsprecher und/oder einen Monitor wiedergegeben werden. Dabei
werden der Lautsprecher und der Monitor mit einem jeweiligen analogen
Signal, das durch eine Digital/Analog-Wandlung der dekomprimierten
digitalen Information gebildet wird, angesteuert. Da diese analogen
Signale leicht zugänglich
sind, können
sie zum unberechtigten Kopieren, beispielsweise von einem Videorecorder,
aufgenommen werden. Dies wird als Analog Hole bezeichnet. Um derartige
Kopien erkennen zu können,
kann man unter anderem ein Wasserzeichen verwenden, das z.B. in
die Bilder der Videodaten eingebettet wird.
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Neben
der Einbettung von Schutzmechanismen zum Nachweis von unberechtigten
Kopien in digitale Informationen ist es auch notwendig, nachvollziehen
zu können,
welcher Benutzer die unberechtigten Kopien angefertigt, beziehungsweise
diese unberechtigterweise weitergeleitet hat. Hierzu können Wasserzeichen
für jeden
Benutzer individuell erstellt werden.
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Ein
Hinzufügen
von individuellen, d.h. nutzerbezogenen, Wasserzeichen kann dadurch
erfolgen, dass in die digitalen Informationen individuelle Wasserzeichen
eingefügt
und anschließend
eine Komprimierung der digitalen Informationen durchgeführt wird.
Diese Vorgehensweise hat den Nachteil, dass zum einen für jeden Benutzer
digitale Informationen individuell verarbeitet, bspw. komprimiert,
werden müssen.
Zum anderen liegen digitale Informationen bei On-Demand-Diensten in
komprimierter Form auf einem Server vor, wobei für jeden Benutzer individuell
die komprimierten Informationen dekomprimiert, ein individuelles
Wasserzeichen eingefügt
und abschließend
die mit dem Wasserzeichen versehene digitale Informationen erneut
komprimiert werden müssten.
Diese Vorgehensweise ist wirtschaftlich nicht praktikabel, da neben
einem großen
Speicherplatz eine hohe Rechenleistung auf dem On-Demand-Server vorgehalten
werden muss.
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Ferner
ist aus [1] ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei dem
ein individuelles Wasserzeichen für einen spezifischen Nutzer
auf einer Nutzerseite, beispielsweise mittels einer SetTop Box,
eingefügt
werden kann. Diese Vorgehensweise zeigt den Nachteil, dass auf Seiten
des Benutzers vor Einfügen
des individuellen Wasserzeichens durch die Set-Top-Box eine Raubkopie "gezogen" werden könnte.
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Somit
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Generieren zumindest eines nutzerspezifisch
markierten Datenstroms und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachweis
eines nutzerspezifisch markierten Datenstroms zu ermöglichen,
bei der die Möglichkeit
zum Anfertigen einer Raubkopie von Datenströmen reduziert und gleichzeitig
eine Komplexität
auf Nutzerseite als auch auf Serverseite gering gehalten werden
kann.
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Diese
Aufgabe wird ausgehend von dem Verfahren beziehungsweise Vorrichtungen
gemäß dem jeweiligen
Oberbegriff der unabhängigen
Ansprüche
gelöst,
sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Bei
einem Verfahren zum Generieren zumindest eines nutzerspezifisch
markierten Datenstroms aus einem Datenstrom, der Abschnitte in einer
zeitlichen Reihenfolge aufweist wird eine Gruppe von n Abschnitten des
Datenstroms auf Basis eines nutzerspezifischen Markierungsmusters
markiert, wobei das nutzerspezifische Markierungsmuster aus einer
Menge von (m + 1)n Kombinationen mit m Markierungsinformationen
ausgewählt
und durch das nutzerspezifische Markierungsmuster für jeden
Abschnitt der Gruppe festgelegt wird, ob eine Markierungsinformation
und welche Markierungsinformation zur Markierung verwendet wird.
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Durch
das Verfahren zum Generieren wird der Datenstrom derart markiert,
dass der nutzerspezifisch markierte Datenstrom eine eindeutige Zuordnung
bspw. zu einem Nutzer oder einer Seriennummer ermöglicht wird.
Damit kann ein Ursprung einer Raubkopie nachvollzogen werden. Als
Markierungsinformation ist ein Wasserzeichen verwendbar, wobei sowohl
komprimierter, d.h. codierter, als auch ein unkomprimierter Inhalt des
Datenstroms markiert werden kann. Dabei wird die Markierungsinformation
derart eingesetzt, dass die Markierung für einen Betrachter, z.B. bei
einem Videodatenstrom oder einem Musikstück, nicht wahrnehmbar ist.
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Des
Weiteren ist eine Verwendung dieses Verfahrens in der Praxis zweckmäßig, da
hiermit in Abhängigkeit
einer Anzahl n an Abschnitten der Gruppe und in Abhängigkeit
einer Anzahl m an Markierungsinformationen eine Anzahl an unterscheidbaren
nutzerspezifischen Markierungsmustern wählbar eingestellt werden kann.
Hierbei unterstützt
das Verfahren auch eine sehr große Anzahl unterscheidbarer
Nutzer, bspw. mehrere Millionen Nutzer.
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Vorzugsweisen
werden zumindest zwei Abschnitte der Gruppe jeweils mit einer unterschiedlichen Markierungsinformation
markiert. Hiermit wird eine Manipulation erschwert, da mehr als
eine Markierungsinformation zur Manipulation verändert werden müsste.
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Wird
das nutzerspezifische Markierungsmusters auf unterschiedliche Gruppen
von Abschnitten des Datenstroms eingesetzt, so kann ein beliebig
langer Datenstrom, der in mehrere Gruppen unterteilt wird, mit Hilfe
des nutzerspezifischen Markierungsmusters bearbeitet werden.
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Vorzugsweise
wird jeder Abschnitt der Gruppe mit einer der Markierungsinformationen
markiert, wobei das nutzerspezifische Markierungsmuster aus (m)n Kombinationen ausgewählt wird. Somit wird jeder
Abschnitt der Gruppe mit einem Markierungsmuster markiert, so dass
eine Manipulation des nutzerspezifischen Datenstroms erkannt werden
kann.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Einteilung des Datenstroms
in die Abschnitte derart durchgeführt, dass ein Inhalt zumindest
eines der Abschnitte unabhängig
von einem der ihm zeitlich vorangehenden Abschnitte verarbeitbar
ist. Dies ist in der Praxis zweckmäßig, da zum einen ein Einstiegspunkt
für eine Verarbeitung
der Abschnitte, z.B. bei einem Abspielen eines Videodatenstroms
oder eines Musikstücks,
ermöglicht
wird. Zum anderen können
bei der Markierung auch Markierungsmuster eingesetzt werden, die
einen Inhalt der Abschnitte, wenn auch nur geringfügig, verändern.
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Vorzugsweise
werden die Abschnitte des Datenstroms durch Zugriffseinheiten, insbesondere
einzelne Bilder, Gruppen von Bildblöcken und/oder Netzwerkszugriffseinheiten
gemäß dem Standard
ITU-T H.264 gebildet, wodurch die Bildung der Abschnitte in einfacher
Art und Weise durchgeführt
werden kann.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens werden markierte Abschnitte eines
jeweiligen Zwischendatenstroms durch Markierung zumindest eines
Teils der Abschnitte des Datenstroms mit jeweils einer der Markierungsinformationen
generiert und der nutzerspezifisch markierte Datenstrom in Abhängigkeit
des nutzerspezifischen Markierungsmusters durch Kopieren der markierten
Abschnitte der Zwischendatenströme
in der zeitlichen Reihenfolge generiert. Hierdurch wird eine Implementierung
des Verfahrens für
eine Vielzahl von Nutzer, z.B. auf einem Videoserver, vereinfacht,
da eine zeitaufwendige Markierung der Abschnitte nur einmal durchgeführt werden
muss und ein Erstellen des nutzerspezifisch markierten Datenstroms
durch gering komplexes Kopieren markierter Abschnitte erfolgt. Zusätzlich kann
durch einen weiteren Zwischendatenstrom zumin dest teilweise Abschnitte
des Datenstroms umfasst werden, wobei der nutzerspezifisch markierte
Datenstrom in Abhängigkeit
des nutzerspezifischen Markierungsmusters durch Kopieren der markierten
Abschnitte der Zwischendatenströme
in der zeitlichen Reihenfolge generiert wird. Hiermit können auch
Abschnitte des Datenstroms in den nutzerspezifisch markierten Datenstrom
in einfacher Weise kopiert werden.
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Vorzugsweise
werden die aus Symbolen bestehenden markierten Abschnitte, die auf
Grundlage desselben Abschnitts des Datenstroms generiert werden,
auf eine identische Anzahl an Symbolen gebracht. Damit wird eine
Erstellung des nutzerspezifisch markierten Datenstroms weiter vereinfacht,
da alle markierten Abschnitte eines Abschnitts dieselbe Länge aufweisen.
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In
einer vorzugsweisen Weiterbildung wird das nutzerspezifische Markierungsmuster
auf Basis einer Seriennummer, die einem Nutzer oder einem den spezifisch
markierten Datenstrom umfassenden Speichermedium zugeordnet ist,
die maximal (m + 1) unterschiedliche Zeichen umfassen kann, und
die n Zeichen aufweist, derart gebildet, dass das nutzerspezifische
Markierungsmuster eine Regel zum Markieren von n-Abschnitten des
Datenstroms umfasst und für
zumindest m unterschiedliche Zeichen jeweils eines der m unterschiedlichen
Markierungsinformationen zuweist. Hiermit können Seriennummern, die einem
Nutzer oder einem Speichermedium des nutzerspezifisch markierten
Datenstroms zuordenbar sind als Grundlage zur Bildung des nutzerspezifischen
Markierungsmusters herangezogen werden.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Generieren zumindest
eines nutzerspezifisch markierten Datenstroms aus einem Datenstrom,
der Abschnitte in einer zeitlichen Reihenfolge aufweist, mit einem ersten
Mittel zum Markieren einer Gruppe von n Abschnitten des Datenstroms
auf Basis eines nutzerspezifischen Markierungsmusters, wobei das
nutzerspezifische Markierungsmuster aus einer Menge von (m + 1)n Kombinationen mit m Markierungsinformationen
ausgewählt
und durch das nutzerspezifische Markierungsmuster für jeden
Abschnitt der Gruppe festgelegt wird, ob eine Markierungsinformation
und welche Markierungsinformation zur Markierung verwendet wird,
und mit einem zweiten Mittel zum Einfügen der mit Markierungen versehenen
Gruppe in den Datenstrom zur Bildung des nutzerspezifisch markierten
Datenstroms. Mit Hilfe dieser Vorrichtung ist das Verfahren zum
Generieren zumindest eines nutzerspezifisch markierten Datenstroms
implementier- und realisierbar.
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Des
Weiteren umfasst die Erfindung auch einen nutzerspezifisch markierten
Datenstrom, der aus einem Datenstrom, der Abschnitte in einer zeitlichen
Reihenfolge aufweist, durch folgende Schnitte generiert wird:
- – Markieren
einer Gruppe von n Abschnitten des Datenstroms auf Basis eines nutzerspezifischen
Markierungsmusters,
- – wobei
das nutzerspezifische Markierungsmuster aus einer Menge von (m +
1)n Kombinationen mit m Markierungsinformationen
ausgewählt
wird,
- – wobei
durch das nutzerspezifische Markierungsmuster für jeden Abschnitt der Gruppe
festgelegt wird, ob eine Markierungsinformation und welche Markierungsinformation
zur Markierung verwendet wird.
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Der
nutzerspezifisch markierte Datenstrom ermöglicht festzustellen, den Nutzer
festzustellen, der eine Raubkopie angefertigt hat.
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Im
Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Nachweis eines
nutzerspezifisch markierten Datenstroms, bei dem der markierte Datenstrom
in markierte Abschnitte eingeteilt wird, Markierungsinformation aus
den markierten Abschnitten herausgefiltert wird, die herausgefilterte
Markierungsinformation mit nutzerspezifischen Markierungsinformationen
verglichen und bei Überschreiten
einer Korrelationsschwelle zwischen herausgefilterter Markierungsinformation
und nutzerspezifischer Markierungsinformationen ein Hinweissignal ausgegeben
wird.
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Das
Verfahren zum Nachweis ermöglicht
bei einer Raubkopie den ursprünglichen
Nutzer, d.h. eine Herkunft der Raubkopie, festzustellen. Dieses
Verfahren zeichnet sich durch eine geringe Komplexität aus.
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Schließlich umfasst
die Erfindung eine Prüfvorrichtung
zum Nachweis eines nutzerspezifisch markierten Datenstroms mit einem
ersten Modul zum Einteilen des nutzerspezifisch markierten Datenstroms
in markierte Abschnitte, mit einem zweiten Modul zum Herausfiltern
einer Markierungsinformation aus den markierten Abschnitten, einem
dritten Modul zum Vergleichen der herausgefilterten Markierungsinformation
mit nutzerspezifischen Markierungsinformationen und zum Ausgeben
eines Hinweissignals bei Überschreiten
einer Korrelationsschwelle zwischen herausgefilterter Markierungsinformation
und nutzerspezifischer Markierungsinformationen. Mit Hilfe dieser
Vorrichtung ist d Verfahren zum Nachweis eines nutzerspezifisch
markierten Datenstroms implementier- und realisierbar.
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Die
Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand der
Zeichnungen näher
erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Generieren eines nutzerspezifisch
markierten Datenstroms;
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2 eine
alternative Implementierungsvariante des Verfahrens und der Vorrichtung
zum Generieren eines nutzerspezifisch markierten Datenstroms;
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3 ein
Verfahren und eine Prüfvorrichtung
zum nachweise eines nutzerspezifisch markierten Datenstroms.
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Elemente
mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 3 mit
denselben Bezugszeichen versehen.
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Mithilfe
der 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel zum Generieren
eines nutzerspezifisch markierten Datenstrom M näher dargestellt. Ein Datenstrom
D soll zumindest in einen nutzerspezifisch markierten Datenstrom
M überführt werden.
Dabei kann es sich bei dem Datenstrom D um einen Videodatenstrom
handeln. Im Allgemeinen kann durch den Datenstrom jede Art von Daten
beschrieben werden, wie zum Beispiel ein Musikstück, Sprachdaten, Bilddaten
und/oder ein Textdokument. Ferner kann der Inhalt des Datenstroms
zumindest teilweise komprimiert vorliegen. Eine derartige Komprimierung
kann anhand eines standardisierten Verfahrens ausgeführt worden
sein, wie zum Beispiel nach einem Videocodierstandard ITU-T H.264
[2].
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Der
Datenstrom D umfasst zeitlich aufeinanderfolgende Abschnitte A1,
..., A8. In 1 ist hierzu ein Ausschnitt
des Datenstroms D gezeigt. Mit Hilfe eines ersten Mittels M1 werden
aus einer Gruppe G von Abschnitten markierte Abschnitte erzeugt.
In diesem Ausführungsbeispiel
umfasst die Gruppe G vier Abschnitte A1, ..., A4. Das erste Mittel
M1 markiert die Abschnitte der Gruppe auf Basis eines nutzerspezifischen
Markierungsmusters R. Dieses nutzerspezifische Markierungsmuster
R gibt für
jeden Abschnitt der Gruppe separat an, ob ein Abschnitt A1 mit einer
Markierungsinformation MI1, MI2 und wenn ja mit welcher Markierungsinformation
MI1, MI2 der Abschnitt A1 markiert werden soll. Im Allgemeinen kann
die Gruppe eine beliebige Anzahl an Abschnitten umfassen, wobei
die Abschnitte jeweils an einer beliebigen Position in dem Datenstrom
angeordnet sein können.
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Da
eine Gruppe aus n Abschnitten besteht und m Markierungsinformationen
zur Markierung zur Verfügung
stehen, sind (m + 1)n Kombinationen zur
Markierung der Gruppe möglich.
Dabei kann auch durch ein Nicht-Markieren eines Abschnitts eine
Markierung erfolgen, so dass m + 1 Möglichkeiten zur Markierung
bestehen. Um eine Herkunft einer Raubkopie des Datenstroms eindeutig
einem Nutzer zuordnen zu können,
wird dem Nutzer exklusiv eine der (m + 1)n Kombinationen
zur Markierung der Gruppe zugewiesen. Dabei wird gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ein Abschnitt der Gruppe mit der ersten oder der zweiten Markierungsinformation
MI1, MI2 oder mit keiner Markierungsin formation markiert. Diese
exklusiv zugewiesene Kombination wird als nutzerspezifisches Markierungsmuster
R bezeichnet.
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In
diesem ersten Ausführungsbeispiel
mit zwei Markierungsinformationen MI1, MI2, d.h. m = 2 und n = 4
Abschnitten pro Gruppe stehen somit (m + 1)n =
(3)4 = 81 Kombinationen als nutzerspezifisches
Markierungsmuster R zur Verfügung.
Es ist jedoch in der Praxis zweckmäßig, das nutzerspezifische
Markierungsmuster R, bei dem kein Abschnitt der Gruppe mit einer
der Markierungsinformationen MI1, MI2 markiert wird, nicht zu verwenden,
da eine Unterscheidung eines auf Basis dieses nutzerspezifischen
Markierungsmusters erzeugten markierten Datenstroms von dem Datenstrom
D nicht möglich
ist.
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Ferner
ist es in der Praxis auch zweckmäßig alle
zu markierenden Abschnitte mit einer Markierungsinformation zu versehen,
weil ein Fehlen einer Markierung oder eine fehlerhafte Markierung
ein Indiz für
einen manipulierten markierten Datenstrom ist. In diesem Fall reduziert
sich die Kombination der nutzerspezifischen Markierungsmuster zu
(m)n, für
das obige Zahlenbeispiel somit zu (m)n =
(2)4 = 16.
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Das
nutzerspezifische Markierungsmuster R zeigt bspw. folgenden Aufbau:
R
= MI1, MI1, Y, MI2
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Dieser
Aufbau gibt an, dass der erste Abschnitt A1 der Gruppe G mit der
ersten Markierungsinformation MI1, der zweite Abschnitt A2 mit der
ersten Markierungsinformation MI1, der dritte Abschnitt A3 mit keiner Markierungsinformation,
symbolisiert durch ein Bezugszeichen Y, und der vierte Abschnitt
A4 mit der zweiten Markierungsinformation MI2 markiert wird. Somit
werden durch diese Markierung die markierten Abschnitte MA1, MA2,
MA3, MA4 erzeugt. Somit können
die markierten Abschnitte folgendermaßen geschrieben werden:
MA1
= MI1(A1), MA2 = A2, MA3 = MI1(A3), MA4 = MI2(A4).
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Im
Rahmen dieser Erfindung wird als markierter Abschnitt ein Abschnitt
verstanden, der auf Grundlage des nutzerspezifischen Markierungsmusters
R erstellt worden ist. Dies bedeutet, dass ein markierter Abschnitt sowohl
durch Markieren mit einer Markierungsinformation als auch durch
Nicht-Markieren erzeugt wird.
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Als
Markierungsinformation kann ein Wasserzeichen verwendet werden.
Dabei wird das Wasserzeichen mit einer Information des Abschnitts,
z.B. einer Bildinformation, vermischt. Diese Vorgehensweise kann sowohl
bei unkomprimierter als auch bei komprimierter Bildinformation zum
Einsatz kommen. Dem Fachmann sind Verfahren derartiger Markierungsinformationen
bspw. aus [3] bekannt, so dass hieraus nicht näher eingegangen wird. Im Allgemeinen
kann jede Art von Markierungsinformation eingesetzt werden, die
einen Nachweis der Markierungsinformation innerhalb des markierten
Abschnitts zulässt.
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Nach
dem Erstellen der markierten Abschnitte MA1, ..., MA4 werden diese
durch ein zweites Mittel M2 in den Datenstrom D an die Stelle der
zu markierenden Abschnitte A1, ..., A4 der Gruppe G eingefügt, wodurch der
spezifisch markierte Datenstrom M entsteht.
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Das
erste Ausführungsbeispiel
ist anhand einer Gruppe G mit n = 4 Abschnitten und m = 2 Markierungsinformationen
erklärt
worden. Im Allgemeinen können
die Werte für
n und m einen beliebigen Wert annehmen, wobei es in der Praxis zweckmäßig ist
zumindest m = 1 Markierungsinformation und zumindest n = 2 Abschnitte
der Gruppe zu verwenden.
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Ferner
ist in diesem Ausführungsbeispiel
eine symbolische Darstellungsform des nutzerspezifischen Markierungsmusters
R vorgestellt worden. Im Allgemeinen kann jede Darstellungsform
gewählt
werden, die eine eindeutige Zuweisung für die Markierung jedes einzelnen
Abschnitts der Gruppe ermöglicht.
So kann anstelle einer symbolischen eine numerische Darstel lungsform
gewählt
werden. Werden bspw. drei Markierungsinformationen benutzt, so kann
jeder Abschnitt auf vier verschiedene Arten markiert werden, d.h.
mit einem der drei Markierungsinformationen oder ohne Markierungsinformation.
Für sechs
Abschnitte der Gruppe G lautet das nutzerspezifische Markierungsmuster
R' bspw:
R' = {0, 1, 1, 3, 1,
2},
wobei die Zahlen 0 bis 3 folgende Bedeutung haben:
0:
Markieren mit keiner Markierungsinformation,
1: Markieren mit
der ersten Markierungsinformation,
2: Markieren mit der zweiten
Markierungsinformation,
3: Markieren mit der dritten Markierungsinformation.
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Wird
jedem Eintrag in dem nutzerspezifische Markierungsmuster R' eine (m + 1)-Potenz,
hierbei mit einer Vierpotenz, zugewiesen, z.B. Q' = 0·40 + 1·41 + 1·42 + 3·43 + 1·44 + 2·45 = 2517,so kann das nutzerspezifische
Markierungsmuster als Zahl, z.B. Q' = 2517, ausgedrückt werden.
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Mit
Hilfe der 2 wird ein zweites Ausführungsbeispiel
zum Generieren eines nutzerspezifisch markierten Datenstroms erläutert. Dabei
wird das erste Mittel M1 aus 1 durch
ein drittes und viertes Mittel M3, M4 repräsentiert. In diesem Ausführungsbeispiel
soll durch einen Videoserver VS für eine Vielzahl von Nutzern ein
Videoverteildienst realisiert werden. Hierbei werden zwei Markierungsinformationen
MI1, MI2 betrachtet. Ferner sollen zwei nutzerspezifisch markierte
Datenströme
MD1, MD2 für
zwei Nutzer unter Verwendung von nutzerspezifischen Markierungsmustern
R1, R2 erstellt werden. Diese nutzerspezifischen Markierungsmuster R1,
R2 lauten:
R1 = {1, 0, 1, 2}
R2 = {2, 1, 2, 1}.
wobei
die Zahlen 0 bis 2 folgende Bedeutung haben:
0: Markieren mit
keiner Markierungsinformation,
1: Markieren mit der ersten
Markierungsinformation,
2: Markieren mit der zweiten Markierungsinformation.
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Zunächst werden
für die
Abschnitte A1, ..., A8 des Datenstroms D mit Hilfe des dritten Mittels
M3 drei Zwischendatenströme
Z1, Z2, Z3 generiert, wobei der erste Zwischendatenstrom Z1 die
Abschnitte des Datenstroms mit der ersten Markierungsinformation
MI1 markiert als markierte Abschnitte MA11, ..., MA18 und der zweite
Zwischendatenstrom Z2 die Abschnitte des Datenstroms mit der zweiten
Markierungsinformation MI2 markiert als markierte Abschnitte MA21,
..., MA28 umfasst. Ferner werden die markierten Abschnitte MA31,
..., MA38 des dritten Zwischendatenstroms Z3 durch Kopieren der
Abschnitte A1, ..., A8 des Datenstroms D gebildet. Die Zwischendatenströme Z1, ...,
Z3 in einem Speicher SP organisiert abgelegt werden.
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Soll
ein nutzerspezifisch markierter Datenstrom M generiert werden, so
kann durch Kopieren der markierten Abschnitte aus den Zwischendatenströmen der
nutzerspezifisch markierte Datenstrom M angefertigt werden. Hierbei
erfolgt das Auslesen auf Grundlage des nutzerspezifischen Markierungsmusters.
Für die
Erstellung des ersten nutzerspezifisch markierten Datenstroms MD1,
der auf Basis des ersten nutzerspezifischen Markierungsmusters R1
aufgebaut wird für
eine Gruppe G1 folgendermaßen
vorgegangen:
- – Kopieren des ersten markierten
Abschnitts MA11 aus dem ersten Zwischendatenstrom Z1;
- – Kopieren
des zweiten markierten Abschnitts MA32 aus dem dritten Zwischendatenstrom
Z3;
- – Kopieren
des dritten markierten Abschnitts MA13 aus dem ersten Zwischendatenstrom
Z1;
- – Kopieren
des vierten markierten Abschnitts MA24 aus dem zweiten Zwischendatenstrom
Z2;
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Danach
kann das erste nutzerspezifische Markierungsmuster R1 für weitere
Gruppen G2 wiederholt werden:
- – Kopieren
des fünften
markierten Abschnitts MA15 aus dem ersten Zwischendatenstrom Z1;
- – Kopieren
des sechsten markierten Abschnitts MA36 aus dem dritten Zwischendatenstrom
Z3;
- – Kopieren
des siebten markierten Abschnitts MA17 aus dem ersten Zwischendatenstrom
Z1;
- – Kopieren
des achten markierten Abschnitts MA28 aus dem zweiten Zwischendatenstrom
Z2;
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Für den zweiten
nutzerspezifisch markierten Datenstrom MD2 wird unter Verwendung
des zweiten nutzerspezifischen Markierungsmusters R2 analog zur
obigen Ausführung
vorgegangen. Somit umfassen die nutzerspezifisch markierten Datenströme MD1,
MD2 unter Berücksichtigung
der jeweiligen nutzerspezifischen Markierungsmuster R1, R2:
MD1(R2)
= {MA11, MA32, MA13, MA24, MA15, MA36, MA17, MA28},
MD2(R2)
= {MA21, MA12, MA23, MA14, MA25, MA16, MA27, MA18}.
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In
diesem Beispiel werden durch das vierte Mittel M4 die in den Datenstrom
D zu kopierenden markierten Abschnitte ausgewählt, wobei das Kopieren durch
das zweite Mittel M2 durchgeführt
wird.
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In
einer Weiterbildung des zweiten Ausführungsbeispiels kann ein Listenmittel
L eingefügt
werden, siehe
2, welches in einer Liste LL
jeweils eine Position eines markierten Abschnitts und/oder eines
Abschnitts umfasst, damit das vierte Mittel M4 die markierten Abschnitte
bzw. die Abschnitte leicht auffinden kann. Dies Liste LL kann folgendes
Aussehen aufweisen:
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Hierbei
sind die Positionen bspw. auf Bits oder Bytes normiert. Somit kann
bei einem Kopieren des bspw. dritten markierten Abschnitts durch
Auslesen die Position im jeweiligen Zwischendatenstrom rasch aufgefunden
werden. Ferner kann durch die Position des nachfolgenden markierten
Abschnitts eine zu kopierende Länge
des markierten Abschnitts ermittelt werden. Somit repräsentiert
die Länge
des markierten Abschnitts eine Anzahl an Symbolen, wobei das Symbol
bspw. ein Bit oder ein Byte ist.
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Zur
Vereinfachung beim Kopieren der markierten Abschnitte können diejenigen
markierten Abschnitte MA11, MA21, MA31, die auf Grundlage desselben
Abschnitts A1 des Datenstroms D generiert wurden, auf eine identische
Anzahl an Symbolen gebracht werden. Der markierte Abschnitt MA11
ist gemäß dem obigen Beispiel
gegenüber
den markierten Abschnitten MA21, MA31 am längsten, so dass z.B. durch
Auffüllen
von Füllinformation
(stuffing bits) des jeweiligen markierten Abschnitts MA21, MA31
auf 100 Symbole eine identische Länge, d.h. eine Anzahl an Symbolen,
erzielt werden kann. In einer Variante hierzu kann die Anzahl an Symbolen
bei markierten Abschnitten, die bspw. mit einem Videokodierverfahren
kodiert sind, durch erneutes Kodieren der zu kurzen und markierten
Abschnitte erfolgen. Dabei wird z.B. eine Ratenkontrolle des Videokodierverfahrens
derart verändert,
dass der zu kodierende markierte Abschnitt nach der Kodierung einer
Anzahl an Symbolen des längsten
zeitlich dazugehörigen
markierten Abschnitts entspricht.
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In
einer Weiterbildung kann eine Einteilung der Abschnitte A1, ...,
A8 des Datenstroms D derart durchgeführt werden, dass ein Inhalt
eines Abschnitts A3 unabhängig
von einem Inhalt eines ihm zeitlich vorangehenden Abschnitts A1,
A2 verarbeitet werden kann. Beispielsweise wird bei einem Videokodierstandard,
neben einer INTRA- auch eine INTER-Kodierung durchgeführt. Bei
der INTER-Kodierung erfolgt eine Prädiktion eines Bildinhalts eines
Bilds auf einem Bildinhalt eines Vorgängerbilds. Dabei umfasst der
Datenstrom D kodierte Bildinformation. Um die Unabhängigkeit
des dritten Abschnitts A3 bei Verwendung einer Videokodierung zu
gewährleisten,
wird dieser dritte Abschnitt A3 derart erstellt, dass dieser mit
einem INTRA-kodierten Bild beginnt. Bei Verwendung des Standards
H.264 [2] oder MPEG-2 Visual [4] (MPEG-Motion Picture Expert Group)
wird an Stelle eines INTRA-kodierten Bilds ein IDR-kodiertes Bild
(IDR – Instantaneous
Decoding Refresh) verwendet. Denn bei diesen Standards kann erst
ein IDR-kodiertes
Bild gewährleisten,
dass keine zeitlich vorangegangenen Bilder zur Kodierung des aktuellen
Bilds benutzt worden sind.
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Diese
Weiterbildung ist nicht auf die Videokodierung beschränkt, sondern
kann bei Inhalten des Datenstroms eingesetzt werden, die derartige
Abhängigkeiten
aufweisen, wie z.B. bei Musikstücken
oder Beschreibungsformate, z.B. nach MPEG-7, MPEG21. In einer zusätzlichen
oder alternativen Variante hierzu können die Abschnitte des Datenstroms
durch Zugriffseinheiten, insbesondere einzelne Bilder, Gruppen von
Bildblöcken
und/oder Netzzugriffseinheiten (NAL – Network Adaptation Layer
Unit) gemäß [2] gebildet
werden.
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Die
Durchführung
des Verfahrens gemäß dem ersten
und/oder zweiten Ausführungsbeispiel
kann mit einer Vorrichtung VS, wie z.B. einem Videoserver, durchgeführt werden,
wobei diese Vorrichtung VS das erste und zweite Mittel M1, M2 umfasst.
Ferner kann diese Vorrichtung auch mit dem dritten, vierten und
fünften
Mittel M3, M4, M5 betrieben werden. Die Vorrichtung VS kann Bestandteil
eines Netzwerks eines Serviceproviders sein, der die nutzerspezifisch
markierten Datenströme
mittels IP-Technologie oder ATM-Technologie (IP – Internet protocol; ATM – Asynchronous
Transfer Mode) von der Vorrichtung zu einer Set-Top Box eines Nutzer übermittelt.
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Ein
weiteres Anwendungsgebiet der Erfindung ist ein Schutz vor Raubkopien
bei DVDs (DVD – Digital Video
Disc) oder anderen Speichermedien. Hierbei kann die nutzerspezifische
Markierungsregel R auf Basis einer jeder nicht raubkopierten DVD
eindeutig zuordnenbaren Seriennummer erstellt werden. Besteht diese Seriennummer
aus o unterschiedlichen Zeichen, z.B. den Zahlen von 0 bis 9, so
kann mittels m = o-1 Markierungsinformationen die Markierungsregel
R generiert werden. Soll jedem der o unterschiedlichen Symbolen eine
eigene Markierungsinformation zuordnenbar sein, so werden m = o
Markierungsinformationen benötigt. Die
Seriennummer NO lautet bspw:
NO = 15473093261,
wobei o
= 10 unterschiedliche Zeichen von 0 bis 9 in der Seriennummer auftreten
können.
Diese Zeichen werden folgendermaßen den Markierungsinformationen
zugeordnet:
0 MI0
1 MI1
...
9 MI9.
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Damit
lautet die zur oben genannten Seriennummer nutzerspezifische Markierungsregel
R:
R = MI1, MI5, MI4, MI7, MI3, MI0, MI9, MI3, MI2, MI6, MI1.
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Diese
nutzerspezifische Markierungsregel wird vor einem Brennen der DVD
auf die zu brennenden Abschnitte der DVD angewendet. Im Allgemeinen
kann ein Zeichen aus einer Zahl, einem Buchstaben, einem Sonderzeichen
oder sonstigen Bestandteilen einer Seriennummer, wie z.B. einem
japanischen Kanji, bestehen.
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In
einem dritten Ausführungsbeispiel
i.V.m 3 wird ein Verfahren zum Nachweis eines nutzerspezifisch
markierten Datenstroms M vorgestellt. Dieses Verfahren kann zum
Nachweis einer Herkunft eines Datenstroms, insbesondere bei Raubkopien,
zum Einsatz kommen. Dabei wird mit einem ersten Modul P1 der spezifisch
markierte Datenstrom M in markierte Abschnitte MA1, ..., MA8 eingeteilt
und dann mit Hilfe des zweiten Moduls P2 die Markierungsinformation
der jeweiligen markierten Abschnitte herausgefiltert. Eine Vorgehensweise
zum Auffinden der Abschnitte bzw. markierte Abschnitte ist analog
zum Verfahren zum Generieren eines nutzerspezifisch markierten Datenstroms.
Das Herausfiltern von Markierungsinformationen, wie z.B. bei Wasserzeichen,
ist dem Fachmann bspw. aus [2] bekannt, so dass darauf nicht näher eingegangen
wird.
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Als
Ergebnis der Filterung ergibt sich ein Markierungsmuster J. Dieses
Markierungsmuster kann folgendermaßen aussehen:
J = {2,
1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1, 2, 1}.
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Im
dritten Modul P3 wird das Markierungsmuster J mit den nutzerspezifischen
Markierungsmustern R1, R2 verglichen. Dieser Vergleich kann mittels
einer Korrelation zwischen R1 und J bzw. R2 und J erfolgen. Dabei
wird ein nutzerspezifisches Markierungsmuster R2 in dem Markierungsmuster
J erkannt werden, falls eine Korrelationsschwelle SW über einem
vorgebbaren Wert VW ist. Dem Fachmann sind Verfahren zum Erkennen
eines Musters, wie das nutzerspezifische Markierungsmuster R1, in
einem anderen Muster, wie das Markierungsmuster Q, bekannt, so dass
hierauf nicht weiter eingegangen wird. Wird eines der nutzerspezifischen
Markierungsmuster R2 in dem Markierungsmuster Q erkannt, so kann
ein Hinweissignal HS ausgegeben werden, wobei eine Identifikation
des Nutzers, z.B. in Form des nutzerspezifischen Markierungsmusters R2,
ausgegeben wird.
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Zum
Nachweis raubkopierter Datenträger,
wie z.B. einer DVD, die nach dem obigen Beispiel generiert worden
ist, wird analog zum dritten Ausführungsbeispiel das Markierungsmuster
J erstellt und daraus die Seriennummer abgelesen. Anhand der Seriennummer
kann der ursprüngliche
Eigentümer
der DVD identifiziert und somit ein Verursacher der Raupkopie dingfest
gemacht werden.
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Die
Durchführung
des Verfahrens gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
kann mit Hilfe einer Prüfvorrichtung
PV realisiert werden. Diese Prüfvorrichtung
PV umfasst dazu das erste, zweite und dritte Modul P1, P2, P3. Diese
Prüfvorrichtung
PV kann in einem tragbaren Gerät,
insbesondere einem Laptop oder einem Mobiltelefon integriert sein,
so dass eine Überprüfung von
Raubkopien des Datenstroms ortsunabhängig durchgeführt werden
kann.
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Literaturverzeichnis
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- [1] Deutsche Patentanmeldung mit einem Anmeldekennzeichen
10 2005 063136.3
- [2] ITU-T H.264 Videokodierstandard
- [3] F. Hartung, M. Kutter: "Multimedia
watermarking techniques",
Proceedings of the IEEE, Vol. 87, No. 7, pp. 1079–1109, July
1999
- [4] ISO/IEC MPEG-2 Visual