一种具有版权保护功能的网络装置以及版权保护方法

技术领域

本发明属于版权保护技术领域，尤其涉及一种具有版权保护功能的网络装 置及版权保护方法。

背景技术

随着网络技术的发展，与互联网连接的各种网络装置也获得了很快的发展， 如网络电视(IPTV)、电脑、手机等，发展速度尤为迅猛。这些网络装置可以 方便的从网上下载或观看在线的视频类节目，如电影、DV短片、电视连续剧、 讲座等。

在资源越来越丰富的情况下，就涉及到视频内容的版权问题，很多内容提 供商并不能保证其提供的视频内容已经获得版权所有者的许可。很多时候，在 网络上传播的视频内容并未经过版权所有者的授权许可，内容提供商，特别是 网站，就通过网络向广大用户提供这些视频内容，侵犯了视频内容所有者的版 权，损害了他们的应得利益。但是，在这种情况下，用户往往不清楚也无法判 断自己所下载或者观看的视频内容是否侵权，这在无形中助长了内容提供商的 侵权行为，使版权所有者的权益受到极大损害。

为了防止侵权，广泛采用的技术是通过向版权管理组织注册登记，然后版 权管理组织将包含版权所有者信息，版权授权信息，被授权许可者信息等一系 列与版权相关的信息制作成数字水印，添加到视频内容中。数字水印一般为较 淡的半透明图案；比如电视台节目播放的同时，在某个角落插上电视台的半透 明标志，也有很多水印为不易感知型数字水印，这些水印隐藏在视频中，而不 破坏原数据的欣赏价值、使用价值。数字水印是一个好方法，其足以证明一个 数字产品的拥有权、真实性，确定版权所有权、确定作品的真实性和完整性、 证实被许可者、甚者作为法庭证据的验证等。

一般网络装置的用户都是普通用户，他们很少注意其下载或者在线观看的 内容是否是来源合法，并且这些用户也基本上没有技术手段来验证其下载的视 频内容是否是合法的来源。往往在用户下载上述视频以后才能发现水印，这时 候，用户才意识到自己的下载或者在线观赏已经助长了内容提供商的侵权行为； 对于不易感知型水印，则普通用户完全无法判断内容提供商提供的下载或在线 播放是否合法。

除了上述水印技术之外，版权管理组织也通过其他能表征版权的版权特征 来进行版权信息的标记；甚至有部分视频并未包含任何版权信息，这种情况下， 网络装置也非常有必要帮助用户识别内容提供商提供的视频内容是否合法。

除去上述网络装置中存在的版权不易判定的问题外，对于用作服务器的网 络装置，也存在接收上传视频文件时，无法判断上传视频文件是否侵犯版权的 问题。

为此，有必要提供一种能够实施版权保护的网络装置及版权保护方法，能 够及时检测上传、下载或在线播放的视频是否是已获得版权所有者的许可。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有版权保护功能的网络装置以及版权保护方 法，旨在解决现有技术中网络装置无法检测上传、下载或在线播放的视频是否 侵犯版权的问题。

本发明是这样实现的，一种具有版权保护功能的网络装置，其包括：视频 数据接收单元，接收视频数据；视频截取单元，截取视频数据的一个视频片段； 视频归一化单元，对截取的视频片段经过归一化处理，使处理后的视频数据达 到特定的分辨率；帧截取单元，接收归一化后的视频片段，并截取每一帧的特 定区域；视频特征计算单元，接收帧截取单元截取的数据，计算视频特征；视 频特征库，存储视频特征，该视频特征库中视频特征的计算方法与视频特征计 算单元计算视频特征的方法相同；视频特征比较单元，将视频特征计算单元计 算的视频特征与视频特征库存储的视频特征进行比较，当该视频的特征存在于 视频特征库中时，则控制视频数据接收单元停止接收视频数据；否则继续接收 视频数据。

该频数据接收单元接收的数据是上传的视频数据或者下载的视频数据。

该视频截取单元截取片头之后的一段视频数据，作为截取的视频片段，其 截取片头的方法是特定特征分析的方法或者采用字幕识别法。

该视频归一化单元处理后的视频数据达到800*600分辨率。

该帧截取单元截取每帧视频的中间的圆形区域。

该频特征计算单元将帧截取单元截取的圆形区域进行圆环式划块，并获取 每一块的平均亮度，将获取的视频按照高于原始数据帧频的预定帧频，获取新 视频每一块的新的亮度，每一块亮度等于其相邻两帧中，相应块的原始视频亮 度的平均值，按照该亮度值：

$B(b,f)=\left(\begin{array}{c}1,\mathrm{ifQ}(b,f)\ge 0,\\ 0,\mathrm{ifQ}(b,f)<0.\end{array}\right)$

其中，f表示帧数，b表示块，F(b，f)是帧f中b块的平均亮度函数； Q(b，f)＝[F(b+1，f)-F(b，f)]-α[F(b+1，f-1)-F(b，f-1)]。

该视频特征比较单元采用建立索引列表的检索方法进行检索，检索到的视 频特征库中的视频特征与被检索的视频特征比特误差率小于10％时，即认为被 检索的视频特征存在于视频特征库。

本发明还提供一种具有版权保护功能的网络装置以及版权保护方法，该方 法包括如下步骤：

步骤S1，接收视频数据；

步骤S2，截取视频片段，并进行归一化处理；

步骤S3，对视频片段的每一帧的特定区域进行视频数据的截取，并计算视 频特征；

步骤S4，将计算的视频特征与存储的视频特征进行比较后，根据比较结果， 决定是否继续接收视频数据。

该具有版权保护功能的网络装置以及版权保护方法通过计算正在下载、上 传或播放视频的特征，将该视频特征与存储的视频特征进行比对，如果正在下 载、上传或播放视频的特征与存储的视频特征相吻合，则禁止下载、上传或播 放视频；否则允许下载、上传或播放视频。通过该网络装置，可以在侵权行为 尚未发生时，即制止侵权，因而可以有效保护版权所有者的利益。

附图说明

图1是本发明网络装置第一实施方式的结构框图；

图2是视频截取示意图；

图3是截取的视频片段第一帧、第二帧、第三帧的示意图；

图4是本发明第二实施方式网络装置的结构框图；

图5是版权特征计算单元接收的视频数据示意图；

图6是本发明网络装置第三实施方式的结构框图；

图7是本发明版权保护方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，图1是本发明网络装置第一实施方式的结构框图。该网络装 置包括视频数据接收单元110，视频截取单元120，视频归一化单元130，帧截 取单元140，视频特征计算单元150，视频特征比较单元160以及视频特征库 170。

视频数据接收单元110接收视频数据，例如服务器接收其他人上传的数据 或者IPTV等网络设备从服务器上下载或直接播放的数据，然后，该视频数据 接收单元110把接收的视频数据发送至视频截取单元120。

视频截取单元120对接收的视频数据按照特定方式截取一个视频片段，在 这里截取的目的是为了保证同一视频经过不同的剪辑之后，仍然能够通过该视 频截取单元截取到相同的内容；同时，后续可以避免对整个视频进行处理，减 少处理时间。在此，可以截取除去片头的视频内容：首先识别视频的片头字幕 部分，识别方法可以采用特定特征分析的方法，例如一般电影在开始的部分总 是提供名称，制片人，导演，主演等，在此，以出现名称之前的片段为片头； 或者采用字幕识别法，为了防止把对白中的文字也识别为片头字幕，通常每一 帧图像最底部的部分不在文字识别范围内，而是把其余部分算作字幕识别的主 要区域，当在这部分主要区域出现文字的片段定义为片头；对于无名称以及无 字幕的视频，则可以视为无片头视频。截取片头之后，然后取一定时间片段的 视频数据，作为截取的视频片段。

视频归一化单元130对截取的视频片段经过归一化处理，使处理后的视频 数据达到特定的分辨率。通常归一化所采用的分辨率是较低的分辨率，如， 800*600的分辨率，一方面是由于考虑到要获得较小的数据量，减小后续处理 时间，另一方面则是由于接收的视频数据分辨率有高有低，设置较低的分辨率 则便于归一化。

帧截取单元140接收归一化后的视频片段，对视频片段的每一帧的特定区 域进行视频数据的截取。为了使获取的内容具有较高的鲁棒性，截取每帧视频 的中间的圆形区域，将该截取的一系列帧的圆形区域，作为新的视频数据，视 频截取示意图如图2所示。圆形的区域可以保证画面经过轻微旋转后，仍能被 有效的识别。图2中，方框表示一帧图像，大圆所包围的区域表示被帧截取单 元140截取的区域。

经过帧截取处理后的新视频数据输入至视频特征计算单元150，该单元将 每一帧划分为块，由于上述帧截取单元截取的是圆形区域，其块划分方法如图 2所示，进行圆环式划块，每一个圆环和最小的圆表示所划分的块，视频特征 计算单元150计算每一块的平均亮度：a，b，c，d，e。由于视频数据包含大量的帧， 经帧截取处理后的视频数据也包含大量的帧，图3示意性的显示第一帧、第二 帧、第三帧，亮度块的亮度分别为：a1，b1，c1，d1，e1；a2，b2，c2，d2，e2；a3，b3， c3，d3，e3。然而，实际计算时，具有预先设定的特定帧频，该预定帧频高于原 始数据帧频，具体如图3中下一行所示，刚开始的第一帧的亮度块的亮度a1’， b1’，c1’，d1’，e1’分别等于a1，b1，c1，d1，e1，而第二帧位于原始数据第一帧与第二 帧之间，其亮度a2’，b2’，c2’，d2’，e2’则分别取对应块a1，a2；b1，b2；c1，c2； d1，d2；e1，e2的平均值，第三帧依然如此计算。最后把a1’至e1’，a2’至e2’， a3’至e3’的亮度做特定运算，得出亮度特征，作为原始视频数据的视频特征。 该特定运算如下：

帧f中b块的平均亮度表示为F(b，f)，f表示帧数，b表示块；这些亮度块在 帧的不同区域上具有不同的能量，也遵从自相关函数，也就是灰度图像在具有 闭区间[-1，1]的空间滤波器以及[-α，1]的时间过滤器的作用下得到的灰度序列， α表征下一帧中的值的重要程度。假设W1和W2是来源于当前帧上的区域1 和2的平均值，W1’和W2’是来自相应区域下一帧的平均值，其亮度比较如下：

${\mathrm{sftFf}}_1=[W^{\prime }2,W^{\prime }1]\left(\begin{array}{c}-1\\ 1\end{array}\right)-\alpha [W2,W1]\left(\begin{array}{c}-1\\ 1\end{array}\right);$

n＝1......4，(由于示例中共5块，实际上块数应该很多)

当sftFf₁＜0时，bit_n＝0，

当sftFf₁≥0时，bit_n＝1，

具体到本实施例中，环形区域中的每一块，其亮度：

$B(b,f)=\left(\begin{array}{c}1,\mathrm{ifQ}(b,f)\ge 0,\\ 0,\mathrm{ifQ}(b,f)<0.\end{array}\right)$

其中，Q(b，f)＝[F(b+1，f)-F(b，f)]-α[F(b+1，f-1)-F(b，f-1)]。

视频特征计算单元150将计算出的视频特征发送至视频特征比较单元160， 视频特征比较单元160将接收到的视频特征与视频特征库170中的视频特征进 行比较。视频特征库170中存储有大量视频文件的特征，该特征的计算方法与 视频特征计算单元150计算视频特征的方法完全，这样保证同一视频内容的视 频特征一致。如果按照穷尽性的比较方法，将一个视频文件中视频特征的每一 个值与视频特征库中的视频特征进行一一对比，势必花费大量的时间，本实施 例中，采用建立索引列表的检索方法进行检索，可大大缩短检索时间。此外， 视频由于剪辑或者其他处理等原因，检索结果未必与被检索的视频特征完全相 同，因此，设定特定的阈值，当比特误差率小于该阈值时，则认为两个视频特 征相同。例如，设定比特误差率小于10％时，即认为被检索的视频特征存在于 视频特征库中，该视频属于侵权视频；否则，被检索的视频特征不存在于视频 特征库中，该视频不属于侵权视频。

视频特征比较单元150将比较结果发生至视频数据接收单元110，当该视 频的特征存在于视频特征库中时，则停止接收相关视频数据；否则继续接收视 频数据。

综上所述，该网络装置通过视频特征计算单元150计算正在下载、上传或 播放视频的特征，然后通过视频特征比较单元160将该视频特征与存储在视频 特征库170中的视频特征进行比对，如果正在下载、上传或播放视频的特征与 视频特征库170中的视频特征相吻合，则禁止下载、上传或播放视频；否则允 许下载、上传或播放视频。通过该网络装置，可以在侵权行为尚未发生时，即 制止侵权，因而可以有效保护版权所有者的利益。

如下图4所示，是本发明第二实施方式网络装置的结构框图。该网络装置 与第一实施方式网络装置的主要区别是：该装置中版权特征计算单元160包括 采样电路161，编码电路162，存储器163。该版权特征计算单元160接收如图 5所示的视频数据，该视频数据通常是用亮度数据来表征。该采样电路161按 特定的频率和步长对该视频数据进行采样；然后将采样后的数据输送至该编码 电路162。该编码电路162与该存储器163连接，存储器163中存储码本，该 码本中每一个码字包括宽度、形状和幅度三个参量，并且每个码字有其对应的 编号。编码电路162接收到采样视频数据后，从存储器163的码表中依次寻找 每一个采样所对应的码字，并依次对每个码字对应的编号进行编码，该编码作 为视频数据的视频特征，输入至视频特征比较单元。另外，还有必要使视频特 征库中视频特征的计算方法与该视频特征计算单元160的计算方法相同。

在本实施方式中，通过采用对亮度采样，然后利用码本进行编码获得视频 特征，这种方法速度快，特别适用于对在线播放的视频数据进行版权保护。

请参阅图6，图6是本发明网络装置第三实施方式的结构框图。该网络装 置与第一实施方式的网络装置基本相同，其主要区别在于，该网络装置包括视 频信息接收端280。该视频信息接收端280接收来自网络上的视频特征，并将 接收到的视频特征存储至视频特征库，此处视频特征的来源必须是可靠的站点， 如广电总局、文化部等部门。此外，视频信息接收端280还接收来自网络的其 余视频信息，并非视频特征，如视频名称，对于非视频特征，该视频信息接收 端280根据非视频特征的视频信息，从网络或者本地存储器中获取相应的视频 数据，并计算该视频数据的视频特征，然后将视频特征输入至该视频特征库中。

本实施方式通过视频信息接收端280接收来自可靠站点的视频信息，如国 家禁止播放的视频、违反法律和公共道德的视频等，然后将相应的视频特征存 储在视频特征库中，禁止从网络上下载或在线播放相应的视频数据。

请参阅图7，是本发明版权保护方法的流程图。该版权包含方法包括如下 步骤：

步骤S1，接收视频数据；

步骤S2，截取视频片段，并进行归一化处理；

步骤S3，对视频片段的每一帧的特定区域进行视频数据的截取，并计算视 频特征；

步骤S4，将计算的视频特征与存储的视频特征进行比较后，根据比较结果， 决定是否继续接收视频数据。

该方法通过计算正在下载、上传或播放视频的特征，将该视频特征与存储 的视频特征进行比对，如果正在下载、上传或播放视频的特征与存储的视频特 征相吻合，则禁止下载、上传或播放视频；否则允许下载、上传或播放视频。 通过该网络装置，可以在侵权行为尚未发生时，即制止侵权，因而可以有效保 护版权所有者的利益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。