СПОСОБ ЗАЩИТЫ ВИДЕОМАТЕРИАЛОВ ОТ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ И КОПИРОВАНИЯ Российский патент 2016 года по МПК H04L9/00 G06F21/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способам защиты от копирования видеоматериалов, помещаемых в сети Интернет, а также записанных на сменных носителях, и может применяться для хранения, передачи и предоставления видеоинформации пользователю, обеспечивая законные права ее владельцев. Наиболее эффективен способ при просмотре видеоконтента в режиме онлайн.

С каждым годом объем видеоматериалов в сети увеличивается. Существует большое количество сервисов для загрузки и просмотра видеоматериалов. К указанным сервисам относятся системы youtube, rutube и многие другие. В настоящее время начали появляться онлайн кинотеатры, такие как now.ru, ivi.ru и т.п.

Уровень техники

Для всех видеосервисов актуальна проблема защиты видеодокументов от копирования. Для доставки видео пользователю в основном используется HTTP Dynamic Streaming. При таком способе защиты видеодокумент разбивается на фрагменты и доставляется пользователю по частям. Для получения возможности его просмотра нужно учитывать последовательность воспроизведения всех фрагментов [Патент US 8171118. МПК G06F 15/16. Application streaming over HTTP / John Sheehan, Naveed Ahmad, Kristofer Reierson; Microsoft Corporation, Redmond, WA(US). - 12/183956; Заявл. 31.07.2008; Опубл. 01.05.2012] [1].

Известное решение направлено на обеспечение непрерывного воспроизведения видеоконтента с возможностью автоматической подстройки качества изображения от пропускной способности канала связи, при этом разбивка видеоматериала на фрагменты несколько затрудняет процесс восстановление исходного видео при попытке его копирования, но не исключает его.

Известны различные вариации методов защиты, основанные на технологии Digital Right Management (DRM). В одном из таких способов защиты формируют корневой ключ содержимого с использованием открытого ключа компьютера клиента-приемника, передают корневой ключ содержимого на компьютер клиента-приемник. Сегменты данных мультимедийного файла зашифровывают и предоставляют зашифрованные сегменты данных, при этом каждый сегмент данных шифруют посредством соответствующего листового ключа содержимого. К каждому из зашифрованных сегментов данных добавляют дескрипторы [Патент №2427898 РФ, МПК G06F 17/00 (2006.01); H04L 9/00 (2006.01). Защита цифрового мультимедиа с различными типами содержимого / КЛЕМЕТС Андерс Э. (US), АЛКОУВ Джеймс М. (US), БХАТТ Санджай (US), ОЛИВЕЙРА Эдуарду П. (US), ПАКА Ананд (US); МАЙКРОСОФТ КОРПОРЕЙШН (US). - Заявка: 2008104858/08; Заявл. 10.08.2006; Опубл. 27.08.2011] [2].

Указанный выше способ защиты является достаточно надежным, но при этом сохраняется возможность расшифровки и восстановления видеоматериала до исходного незащищенного файла.

Существуют способы защиты от несанкционированного копирования видеоинформации, в которых используют введение водяных знаков [Заявка WO 9960791, G06T 1/00; H04N 7/08; H04N 7/081; H04N 7/26; H04N 7/30 METHOD AND APPARATUS FOR WATERMARK DETECTION FOR SPECIFIC SCALES AND ARBITRARY SHIFTS / COLLIER DAVID C; MACROVISION CORP [US]. - WO 1999US03338; Заявл. 17.02.1999 г. [3]; Заявка MX 2012011078 (А), МПК H04N 7/167. Video watermarking method resistant to temporal desynchronization attacks / AVALOS PEDRO AARON HERNANDEZ [MX]; URIBE CLAUDIA FEREGRINO; PARRA RENE ARMANDO CUMPLIDO; HERNANDEZ JOSE JUAN GARCIA; INST NAC DE ASTROFISICA OPTICA Y ELECTRONICA [MX]. - MX 20120011078; Заявл. 25.09.2012 г.] [4].

Способы могут использовать эффект изменения масштаба изображения в процессе копирования. В этом случае в оригинальный видеосигнал вводят водяной знак с разными масштабами. Водяной знак поддерживают в каждом масштабе в течение заранее установленного временного интервала, достаточного для того, чтобы схема детектора в видеомагнитофоне с цифровым форматом смогла обнаружить, извлечь и обработать информацию, содержащуюся в этом водяном знаке. В конце заранее установленного временного интервала изменяют масштаб знака на псевдослучайной основе для обеспечения появления каждого из всех масштабов в заранее установленном диапазоне изменения масштаба установленное количество раз [Патент №2251821 РФ, МПК H04N 7/26, G11B 20/10. Способ введения водяных знаков в изображения, не зависящий от изменения масштаба / РАЙАН Джон О. (US); МАКРОВИЖН КОРПОРЕЙШН (US). - Заявка: 2002105916/09; Заявл. 01.08.2000; Опубл. 10.05.2005] [5].

Известные способы защиты с использованием водяных знаков не препятствуют копированию видеоматериала как такового, более успешно они служат для идентификации личности, несанкционированно скопировавшей видеопродукцию и/или использующую ее без разрешения правообладателя.

Все существующие в настоящее время методы, указанные и не указанные выше рассматривают видеоданные как файл. Соответственно, защита строится на том, что рассматривают любой файл, как контейнер, в котором записана информация. Защита основана на запрете или разрешении на копирование и воспроизведение из файла-контейнера без учета вида защищаемой информации и способов ее восприятия человеком.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по одному из возможных способов реализации является решение, в котором система считывает со сменного носителя аудио-видеоданные и управляющую информацию, необходимую для воспроизведения этих данных. Также система получает из внешнего источника дополнительные данные. Они представляют собой обновленные и/или дополнительные аудио-видеоданные и управляющую информацию для носителя информации. Система формирует виртуальную файловую систему посредством объединения считанных с носителя данных и данных, загруженных из внешнего источника, что позволяет использовать дополнительные функции и воспроизводить дополнительное содержимое для носителя информации [Патент №2394288 РФ, МПК G11B 20/10 (2006.01). Система предоставления информации, устройство воспроизведения, способ воспроизведения, устройство предоставления информации, способ предоставления информации / КАТО Мотоки (JP), ХАМАДА Тосия (JP), КОБАЯСИ Есиюки (JP); СОНИ КОРПОРЕЙШН (JP). - Заявка 2006117983/28; Заявл. 30.09.2004; Опубл. 10.07.2010] [6].

Наиболее оправданными и более надежными представляются способы защиты с применением искажения изображения. Например, для антивидеокопирования применяют аномально низкую амплитуду видеосигнала, записываемого на незаконную копию. В одном варианте эти усовершенствования вводят в участок телевизионного изображения, находящийся за пределами видимой области экрана, непосредственно перед импульсами строчной или кадровой синхронизации в активный видеосигнал, отрицательно идущий сигнал, который для телевизионного приемника или видеомагнитофона оказывается синхросигналом, таким образом вызывая преждевременный горизонтальный или вертикальный обратный ход луча. В этом случае значительно ухудшается видимость изображения. В другом варианте серая структура, сформированная в нижнем участке изображения за пределами видимой области экрана, вызывает вертикальную нестабильность изображения. Сужаются выбранные строчные синхроимпульсы, изменяя запуск вертикального обратного хода [Патент №2130237 РФ, МПК H04N 7/16, H04N 7/167. Усовершенствованный способ защиты от видеокопирования введением горизонтальных и вертикальных искажений изображения / Питер Дж.Уонфор (US), Элистер Дж. Кнокс (GB), Джереми Дж. Коркоран (GB), Джон О. Райн (US), Рональд Кван (US); МАКРОВИЖН КОРПОРЕЙШН (US). - Заявка: 95122715/09, 09.05.1994; Заявл. 01.08.2000; Опубл. 10.05.1999] [7].

Все известные в настоящее время способы и системы выполняют возложенную на них задачу, обеспечивая защитную функцию разной степени качества.

Раскрытие изобретения

Предлагаемый способ защиты видеоинформации построен автором на принципиально новом подходе к проблеме и основан на фрагментировании кадра. Сущность предлагаемого способа определена автором как двумерная пазл-проекция динамической трехмерной видеоматрицы.

Для однозначного толкования излагаемого материала приводим значения употребляемых в описании терминов.

«Видеоизображение» - изображение, воспринимаемое человеком при воспроизведении видеоматериала.

«Исходное изображение» - видеоинформация, воспринимаемая пользователем при воспроизведении «исходного видео», либо информация, идентичная по восприятию.

«Видеоряд» - набор кадров, выстроенных в определенном порядке, при воспроизведении которых информация воспринимается как видеоматериал.

«Исходный видеоряд» - видео/аудиоинформация, содержащаяся в видеоматериале до проведения всех преобразований.

«Производный видеоряд» - видеоряд, полученный из фрагментов кадров при фрагментировании исходного видеоряда.

«Управляющая информация» - информация, содержащая координаты, формы, размеры, количество фрагментов, идентификаторы фрагментов, местоположение исходного кадра в видеоряде, порядок и прозрачность расположения слоев, использованные модификаторы для каждого фрагмента и другая информация, необходимая для восстановления видеоизображения, идентичного по восприятию «исходному изображению».

«Мусорная информация» - любая информация, перекрывающая собой полезную информацию, вносящая необратимые искажения и затрудняющая восприятие. Служит для усложнения восстановления «исходного изображения» без получения «управляющей информации».

Техническим результатом изобретения является повышение степени защиты от копирования и несанкционированного воспроизведения видеоматериалов.

Предлагаемый способ защиты видеоматериалов от несанкционированного воспроизведения и копирования предусматривает подготовку видеоматериала, для этого кадры, составляющие исходный видеоряд разбивают на фрагменты. Таким образом обрабатывают весь исходный видеоряд, при этом формируют необходимую для воспроизведения видеоматериала управляющую информацию. После фрагментирования и обработки фрагментов получают производные видеоряды, составленные из фрагментов кадров, при этом организацию производного видеоряда выполняют статичной или динамической, каждая из которых может быть линейной или дискретной. При воспроизведении с помощью управляющей информации из синхронно воспроизводимых производных видеорядов, сопровождаемых аудиодорожкой, восстанавливают видеоинформацию до идентичной по восприятию с исходной.

Фрагменты, на которые разбивают исходное изображение, могут иметь различную форму, размеры либо содержать части соседних фрагментов или постороннюю «мусорную информацию».

Фрагменты могут быть подвергнуты дополнительной обработке с применением обратимых эффектов, таких как поворот, отражение, эффект негатива, искажения и другие подобные изменения.

Фрагменты подвергают дополнительной обработке с применением необратимых эффектов, таких как сильное размытие, частичное снижение качества, замена части фрагмента посторонним изображением, например баннером, посторонним роликом, рекламным объявлением или иным изображением.

Управляющая информация для воспроизведения видеоматериала содержит координаты, формы, размеры, количественную характеристику фрагментов, идентификаторы фрагментов, местоположение кадра в общем видеоряде, расположение, прозрачность и другую информацию, необходимую для восстановления изображения до исходного. Сформированная управляющая информация содержит сведения о модификациях и искажениях, произведенных над полученными фрагментами. Она содержит информацию о всевозможных поворотах, отражениях, о размытых частях видеоизображения, масштабировании и прочих эффектах, обратимых и необратимых, а также о порядке расположения и уровне прозрачности слоев для последовательного наложения фрагментов при восстановлении фрагментированного кадра до идентичного по восприятию с исходным.

Производные видеоряды записывают в отдельные файлы, либо в общий файл-контейнер, либо предусматривают иную организацию видеорядов при непосредственной трансляции, сохраняющую информацию в виде, пригодном для использования ее с целью восстановления с ее помощью видеоизображения до идентичного по восприятию с исходным.

Фрагментирование осуществляют непосредственно перед трансляцией путем индивидуального фрагментирования для каждого просмотра с текущей передачей управляющей информации для немедленного воспроизведения.

Организацию производного видеоряда выполняют статичной, при которой в процессе фрагментирования и воспроизведения координаты, размеры и прочие характеристики производного видеоряда не изменяют по отношению к характеристикам исходного видеоряда и производным видеорядам.

Организацию производного видеоряда выполняют динамической, при этом характеристики производного видеоряда (координаты, масштаб, форму фрагмента, его 3-мерное расположение - т.е. очередность наложения, прозрачность и т.д.) изменяют в процессе фрагментирования и воспроизведения.

Организацию производного видеоряда выполняют линейной. Производный видеоряд в этом случае формируют из фрагментов кадров, расположенных последовательно.

Организацию производного видеоряда выполняют дискретной, при этом производный видеоряд формируют из фрагментов кадров, расположенных не последовательно. В этом случае в производный видеоряд записывают фрагменты кадра из разных временных промежутков исходного видеоряда.

При воспроизведении производят преобразование производных видеорядов в видеопотоки и обратные преобразования примененных обратимых эффектов, таких как обратный поворот, возврат отражения и т.п., далее, в соответствии с управляющей информацией видеоизображение видеопотоков располагают по координатам и слоям, обеспечивая синхронное воспроизведение необходимых производных видеорядов, преобразованных в видеопотоки, или их частей, в результате которого получают изображение, идентичное по восприятию с исходным.

Производные видеоряды, составленные из фрагментов, передают в нескольких видеопотоках, либо в одном потоке, содержащем всю необходимую информацию.

Аудиодорожку для воспроизведения видеоматериала располагают на одном из производных видеорядов, либо по частям в различных видеорядах, либо в нескольких производных фрагментах, либо отдельно.

Для защиты от перехвата, необходимую для качественного воспроизведения управляющую информацию, содержащую координаты, размеры, количество фрагментов, местоположение кадра в видеоряде, последовательность наложения фрагментов и др., дополнительно шифруют.

Сущность и преимущества настоящего изобретения поясняют представленные иллюстративные материалы, отражающие предпочтительные варианты его осуществления. Для большей наглядности схемы заполнены изображениями.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - демонстрирует исходный видеоряд;

Фиг.2 - кадр исходного видеоряда;

Фиг.3 - кадр другого исходного видеоряда перед фрагментированием;

Фиг.4 - получение из исходного фрагмента производного фрагмента;

Фиг.4а - второй производный фрагмент при вырезании части фрагмента, изображенной на Фиг.4;

Фиг.5 - производный фрагмент при вырезании из исходного фрагмента средней сквозной части кадра, при этом фрагмент сохраняет размеры исходного кадра;

Фиг.5а - производный фрагмент, являющийся вырезанной частью кадра, изображенного на Фиг.5;

Фиг.6 - производный фрагмент при вырезании из него средней части;

Фиг.6а - производный фрагмент из вырезанной части на Фиг.6;

Фиг.7 - исходный фрагмент разделен на четыре части, при этом ни один фрагмент не сохраняет размеры исходного кадра;

Фиг.8 - исходный фрагмент разбит на три части с сохранением исходного размера;

Фиг.8а - второй производный фрагмент исходного фрагмента, разбивка которого показана на Фиг.8;

Фиг.8б - третий производный фрагмент исходного фрагмента, разбивка которого показана на Фиг.8;

Фиг.9 - исходный фрагмент разбивают на три части, получая производный фрагмент, равный по размеру исходному;

Фиг.9а - производный фрагмент, содержащий одну из недостающих частей исходного при разбивке, изображенной на Фиг.9;

Фиг.9б - второй производный фрагмент Фиг.9, содержащий затемнение, т.е. содержащий лишнюю (мусорную) часть;

Фиг.10 - производный фрагмент, полученный из исходного путем размытия исходного кадра;

Фиг.11 - комбинированное искажение кадра с применением размытия и удаления части кадра из фрагмента;

Фиг.12 - изъятый фрагмент кадра;

Фиг.13 - изъятый фрагмент при его повороте и зеркальном отражении;

Фиг.14 - изъятый фрагмент при его отражении в горизонтальной плоскости;

Фиг.15 - изъятый фрагмент при его отражении в вертикальной плоскости;

Фиг.16 - производный фрагмент получают путем частичного размытия и наложения баннера;

Фиг.17 - производный фрагмент получают с использованием посторонней картинки, закрывающей часть кадра;

Фиг.18 - получение производного видеоряда из исходного при линейной организации производного видеоряда;

Фиг.19 - получение производного видеоряда при его дискретной организации.

Фиг.20 - вариант дискретной организации производного видеоряда, при этом видеоряд выстраивают из разных фрагментов одного и последующих кадров.

Осуществление изобретения

Подготовку видеоматериала для онлайн просмотра осуществляют средствами персонального компьютера на любой операционной системе с помощью программных средств, предназначенных для конкретной операционной системы вручном или автоматизированном режиме. Все зависит от выбранного способа реализации технологии, языка программирования, библиотек и т.д.

Вначале задают параметры фрагментирования. К ним можно отнести максимальное количество фрагментов на кадр, максимальные и минимальные размеры фрагментов, используемые формы фрагментов, использование динамического метода, дискретной записи, сложности фрагментирования - при автоматической разбивке. Либо выделение областей, которые должны составить отдельный видеоряд - при полуавтоматическом разбиении. Сюда же можно отнести нахождение аудиодорожки и т.д. Управляющая информация может быть сформирована и записана или использована без записи, в соответствии с алгоритмом воспроизведения для конкретного видеофайла.

Исходный видеоряд 1 содержит набор выстроенных в определенном порядке кадров 2 (Фиг.1 и Фиг.2). Фрагментирование исходного видеоряда производят следующим образом.

Кадр исходного видеоряда разрезают на части, получая при этом производные фрагменты, вид и количество которых может быть различным. Исходный кадр 3 (Фиг.3) может быть фрагментирован таким образом, как показано на Фиг.4, с получением производного фрагмента 4 и производного фрагмента 5 (Фиг.4а), при этом производный фрагмент 4 сохраняет размер исходного кадра 3.

Производный фрагмент 6, сохраняющий размер исходного кадра, получен при вырезании из его средней части фрагмента кадра в виде полосы (Фиг.5). На Фиг.5а показан производный фрагмент 7, представляющий вырезанную среднюю часть. На Фиг.6 показан вариант фрагментирования, при котором из кадра 3 вырезают среднюю часть в виде прямоугольника. Полученный производный фрагмент 8 показан на Фиг.6а. Координаты вырезаемой части, ее форму и размеры записывают на машиночитаемый носитель и формируют необходимую управляющую информацию для разрешенного (лицензионного) воспроизведения видеоматериала.

При фрагментировании, показанном на Фиг.7, получают 4 производных фрагмента, позиции 9, 10, 11 и 12.

Возможен вариант фрагментирования, при котором кадр разбивают на четыре части, удаляя две из них (позиции 13 и 14), образуя при этом три производных фрагмента (Фиг.8, 8а и 8б).

На Фиг.9 показано фрагментирование, при котором исходный фрагмент разбивают на три части. Часть 15 равна по размеру исходному фрагменту и не содержит отсутствующие части 16 (Фиг.9а) и 17 (Фиг.9б). Часть 17 содержит дополнительно затемненную площадь. При несоблюдении порядка расположения слоев при воспроизведении затемненная (мусорная) часть фрагмента 17 не даст восстановить исходный фрагмент. В данном случае должно быть выполнено обязательное расположение слоев по порядку, начиная с части 15. Поверх нее накладывается фрагмент 17 (Фиг.9) и поверх обоих предыдущих фрагмент 16 (Фиг.10а).

Необратимый эффект в виде сильного размытия показан на Фиг.10.

Варианты фрагментирования и изменения производных фрагментов могут применяться как по отдельности, так и в различных комбинациях. Например, размытие и полупрозрачный баннер или частичное размытие и частичное удаление (Фиг.11), или размытие, частичное удаление и закрывающее постороннее изображение (Фиг.16).

При фрагментировании можно применить поворот изъятого фрагмента (Фиг.12, Фиг.13, Фиг.15). Повороты могут быть простыми или зеркальными.

Производные фрагменты могут содержать части соседних фрагментов, постороннее для данного фрагмента изображение, которое при правильном восстановлении перекроется значимым фрагментом кадра, как показано на Фиг.9, 9а и 9б.

Часть исходного фрагмента может быть заменена на закрывающее изображение, например рекламный баннер или рекламный ролик (Фиг.16). Также изображение может быть полупрозрачным, например для неудаляемой рекламы или информации о правообладателе, которая будет перекрываться изъятым производным фрагментом, при лицензионном просмотре, но при этом, при нелицензионном просмотре, полупрозрачная картинка может позволить смотреть видео с присутствующей на нем рекламой.

Возможна вставка фрагментов, не содержащих в себе полезной информации, - «мусорные» фрагменты, которые будут затруднять восстановление изображения до исходного, либо содержать информацию, не относящуюся к исходному видео (Фиг.17).

Так покадрово обрабатывают весь видеоряд. Главным является то, что из всех фрагментов, расположенных в определенной правильной последовательности, можно было восстановить исходный кадр.

Для этой цели используют «управляющую информацию», т.е. ту необходимую и достаточную информацию, содержащую координаты, параметры формы, размеры, количество фрагментов, идентификаторы фрагментов, местоположение исходного кадра в видеоряде, порядок и прозрачность расположения слоев, использованные модификаторы для каждого фрагмента и другую информацию, необходимую для восстановления видеоматериала, по восприятию идентичного исходному видеоряду.

Координаты, формы, размеры, количество, идентификаторы фрагментов, местоположение кадра в общем видеоряде, расположение, прозрачность и другие свойства фрагментов, необходимые для восстановления изображения до исходного, записывают. Также записывают возможные модификации и искажения, произведенные с полученными фрагментами, а именно: всевозможные повороты, отражения, размытие части картинки, масштабирование и прочие эффекты, обратимые и необратимые. Также записывают расположение слоев, т.е. последовательность наложения фрагментов для составления единого кадра исходного изображения. При наличии более одного значимого фрагмента желательно, чтобы ни один фрагмент не содержал весь исходный кадр.

При этом местоположение фрагментов, их координаты, размеры, формы и количество и прочие параметры, относящиеся к необходимой для качественного просмотра информации, управляющей информации, могут изменяться для различных кадров или групп кадров. После обработки на выходе получают набор самостоятельных видеорядов, составленный из фрагментов кадров с возможными дополнениями и изменениями. Видеоряды могут быть записаны в отдельные файлы, либо в общий файл-контейнер, либо другим способом, сохраняющим информацию в виде, пригодном для дальнейшего воспроизведения и восстановления. Либо возможна передача всех необходимых данных пользователю для немедленного воспроизведения.

Производный видеоряд может быть статичным, т.е. в процессе воспроизведения координаты, размеры и прочие характеристики видеоряда не изменяют по отношению к другим видеорядам, как это показано в схеме, изображенной, например, на Фиг.7, так и динамическим. При динамической организации производного видеоряда последний меняет свои характеристики в процессе воспроизведения, т.е. в производный видеоряд в разные моменты времени записывают фрагменты кадра с различными координатами и другими характеристиками, при этом они составляют единый видеоряд.

Статичная или динамическая организация производного видеоряда может быть линейной (Фиг.18), производный видеоряд при этом составляют из фрагментов кадров, расположенных последовательно. На Фиг.19 представлена дискретная организация производного видеоряда, который может быть как статичным, так и динамическим, в зависимости от способа записи его характеристик по отношению к другим видеорядам. Производный видеоряд состоит из 1-го, 3-го и 5-го фрагментов исходного видео. При варианте дискретной организации (Фиг.20) производный видеоряд содержит два и более фрагментов из одного временного промежутка. На Фиг.18, 19 и 20 видно, что происходит уменьшение размера кадра производного видеоряда и процесс его получения.

Обработку видеоматериала для записи на диск проводят аналогичным образом.

Возможно фрагментирование непосредственно перед трансляцией с передачей всех необходимых данных пользователю для немедленного воспроизведения. При использовании данного метода происходит процесс мультипоточного фрагментирования с формированием производного мультипоточного синхронного транслирования производных видеорядов и с параллельной передачей управляющей информации. Данный способ может применяться для предотвращения копирования прямых трансляций либо лучшей защиты видеоматериала. К недостаткам такой реализации можно отнести ресурсоемкость данного процесса.

При воспроизведении фрагменты, с помощью управляющей информации, восстанавливают - производят обратные преобразования примененных обратимых эффектов: обратный поворот, возврат отражения и т.п. Далее, в соответствии с управляющей информацией фрагменты располагают по координатам и слоям и происходит синхронное воспроизведение фрагментов, образуя видеоинформацию, идентичную по восприятию с исходной. Другими словами, осуществляют необходимую последовательность расположения фрагментов в 3-мерной видеоматрице-мозаике для получения двумерной видеопроекции, идентичной по восприятию с исходным изображением.

Один из вариантов сборки фрагментированного видеоматериала можно проиллюстрировать на фиг.7.

В этом случае ни один из фрагментов не сохранил размеры исходного видеокадра, но размеры исходного видеокадра присутствуют в управляющей информации, т.е. в этом примере отсутствует базовый слой. В данном примере последовательность расположения слоев не играет роли, так как фрагменты не перекрывают друг друга. Все фрагменты располагают согласно координатам относительно размера исходного видеокадра, образуя при совмещении изображение, идентичное по размеру с исходным.

Фрагменты могут передаваться в нескольких видеопотоках либо в одном потоке, содержащем всю необходимую информацию.

Аудиодорожка может находиться на одном из воспроизводимых видеорядов, может находиться отдельно, по частям в различных видеорядах или находиться одновременно в нескольких фрагментах, что дает дополнительную защиту от копирования, т.к. при десинхронизации воспроизводимых фрагментов будут присутствовать аудиопомехи, вызванные одновременным воспроизведением нескольких несинхронизированных аудиодорожек.

В качестве защиты от перехвата, необходимая для качественного просмотра управляющая информация, содержащая необходимые для качественного просмотра данные, такие как координаты, размеры, количество фрагментов и местоположение кадра в видеоряде, может быть дополнительно зашифрована. Шифрование осуществляют, например, с применением симметричного шифрования с ключом 64-128 бит. Для просмотра в режиме онлайн более целесообразно использовать симметричные потоковые шифры RC4 (алгоритм шифрования с ключом переменной длины), SEAL (Software Efficient Algorithm, программно-эффективный алгоритм), WAKE (World Auto Key Encryption algorithm, всемирный алгоритм шифрования на автоматическом ключе).

Для дисков более целесообразно использовать двустороннее асимметричное шифрование с применением ассиметричных алгоритмов RSA (Rivest-Shamir-Adleman) или DSA (Digital Signature Algorithm).

При воспроизведении из полученных при фрагментировании производных видеорядов формируют видеопотоки, которые располагают и синхронизируют воспроизведение согласно с управляющей информацией.

Синхронное воспроизведение (демонстрируется зависимость от расположения слоев) видеоматериала хорошо демонстрируется на примере Фиг.9, 9а и 9б.

Для иллюстрации процесса воспроизведения рассмотрим указанные выше фигуры. После чтения трех производных видеорядов, их необходимо выстроить в правильном порядке, так как слои будут перекрывать друг друга. В данном случае правильным расположением слоев будет следующее. Первым располагают слой, изображенный на Фиг.9 без изменений, так как он сохранил размеры исходного видеокадра. Он является базовым при восстановлении. Следующим поверх изображения накрадывают фрагмент, представленный на Фиг.9б, в соответствии с координатами, указывающими его расположение. Поверх фрагментов, показанных на Фиг.9 и Фиг.9б, накладывают фрагмент с Фиг.9а, так же согласно координатам расположения. Слои должны быть располагаемы именно в таком порядке, так как в любом противном случае исходное изображение не будет получено. При воспроизведении видеоматериала, фрагментированного как на Фиг.5, Фиг.6, вырезанный фрагмент располагают поверх базового.

Синхронизацию воспроизведения фрагментов выполняют различными способами. Например, в ОС Windows, с помощью DirectX, DirectShow читаются все файлы, далее они преобразуются в потоки, происходит запуск. После запуска существует небольшая десинхронизация воспроизведения. Для ее компенсации отслеживают разницу местоположения воспроизводимого кадра для каждого фрагмента. Далее в каждом потоке выставляют компенсацию расположения воспроизводимого кадра. Компенсационный сдвиг производят на количество кадров, отличное от фрагмента, взятого как базовый. После чего видеоизображение приобретает параметры, идентичные исходному видео.

Специалистам в данной области техники очевидно, как практически можно реализовать настоящее изобретение без более подробного описания конкретных деталей. Во многих деталях данного изобретения хорошо известные способы, процедуры, компоненты и схемы подробно не описаны, чтобы без необходимости не усложнять аспекты настоящего изобретения.

Настоящее изобретение можно использовать для предотвращения незаконного копирования видеоинформации любого типа с любого источника видеоинформации (например, видеосигнал вещания или видеосигнал, распространяемый по кабелю и др.) с цифровым форматом. Решение может использоваться для предотвращения незаконного копирования дисков.

Преимуществами настоящего способа защиты являются:

- принципиально новый подход к защите видеоинформации;

- сложность восстановления исходного видео даже при удачном перехвате потока с управляющей информацией;

- возможность совместного использования с существующими методами защиты;

- возможность защитить видеоматериалы, даже при краже мастер-диска на производстве - т.к. до запуска сервера с необходимой для просмотра управляющей информацией восстановить видеоматериал будет невозможно.

Изложенный способ надежно защищает видеоматериалы от копирования и несанкционированного воспроизведения.

Приведенное описание не ограничивает настоящее изобретение рассмотренными примерами, которые являются всего лишь иллюстрациями. Объем настоящего изобретения определяется только приложенной формулой изобретения с учетом возможных эквивалентов.

Источники информации

1. Патент US 8171118. МПК G06F 15/16. Application streaming over HTTP / John Sheehan, Naveed Ahmad, Kristofer Reierson; Microsoft Corporation, Redmond, WA(US). - 12/183956; Заявл. 31.07.2008; Опубл. 01.05.2012.

2. Патент №2427898 РФ, МПК G06F 17/00 (2006.01); H04L 9/00 (2006.01). Защита цифрового мультимедиа с различными типами содержимого / КЛЕМЕТС Андерс Э. (US), АЛКОУВ Джеймс М. (US), БХАТТ Санджай (US), ОЛИВЕЙРА Эдуарду П. (US), ПАКА Ананд (US); МАЙКРОСОФТ КОРПОРЕЙШН (US). - Заявка: 2008104858/08; Заявл. 10.08.2006; Опубл. 27.08.2011.

3. Заявка WO 9960791, G06T 1/00; H04N 7/08; H04N 7/081; H04N 7/26; H04N 7/30 METHOD AND APPARATUS FOR WATERMARK DETECTION FOR SPECIFIC SCALES AND ARBITRARY SHIFTS / COLLIER DAVID C; MACROVISION CORP [US]. - WO 1999US03338; Заявл. 17.02.1999 г.

4. Заявка MX 2012011078 (А), МПК H04N 7/167. Video watermarking method resistant to temporal desynchronization attacks / AVALOS PEDRO AARON HERNANDEZ [MX]; URIBE CLAUDIA FEREGRINO; PARRA RENE ARMANDO CUMPLIDO; HERNANDEZ JOSE JUAN GARCIA; INST NAC DE ASTROFISICA OPTICA Y ELECTRONICA [MX]. - MX20120011078; Заявл. 25.09.2012 г.

5. Патент №2251821 РФ, МПК H04N 7/26, G11B 20/10. Способ введения водяных знаков в изображения, не зависящий от изменения масштаба / РАЙАН Джон О. (US); МАКРОВИЖН КОРПОРЕЙШН (US). - Заявка: 2002105916/09; Заявл. 01.08.2000; Опубл. 10.05.2005.

6. Патент №2394288 РФ, МПК G11B 20/10 (2006.01). Система предоставления информации, устройство воспроизведения, способ воспроизведения, устройство предоставления информации, способ предоставления информации / КАТО Мотоки (JP), ХАМАДА Тосия (JP), КОБАЯСИ Есиюки (JP); СОНИ КОРПОРЕЙШН (JP). - Заявка 2006117983/28; Заявл. 30.09.2004; Опубл. 10.07.2010.

7. Патент №2130237 РФ, МПК H04N 7/16, H04N 7/167. Усовершенствованный способ защиты от видеокопирования введением горизонтальных и вертикальных искажений изображения / Питер Дж. Уонфор (US), Элистер Дж. Кнокс (GB), Джереми Дж. Коркоран (GB), Джон О. Райн (US), Рональд Кван (US); МАКРОВИЖН КОРПОРЕЙШН (US). - Заявка: 95122715/09, 09.05.1994; Заявл. 01.08.2000; Опубл. 10.05.1999.

Изобретение относится к области защиты от копирования видеоматериалов. Технический результат - обеспечение повышения степени защиты от несанкционированного воспроизведения и копирования видеоматериалов. В способе защиты видеоматериалов от копирования и несанкционированного воспроизведения предварительно проводят подготовку видеоматериала, для этого кадры, составляющие исходный видеоряд, разбивают на фрагменты, таким образом обрабатывают весь исходный видеоряд, с формированием управляющей информации для воспроизведения видеоматериала; после фрагментирования и обработки фрагментов получают производные видеоряды, составленные из фрагментов кадров, при этом организацию производного видеоряда выполняют статичной или динамической, которая в то же время может быть линейной или дискретной; при воспроизведении с помощью управляющей информации из синхронно воспроизводимых производных видеорядов, сопровождаемых аудиодорожкой, восстанавливают видеоинформацию до идентичной по восприятию с исходной. 14 з.п. ф-лы, 27 ил.

1. Способ защиты видеоматериалов от копирования и несанкционированного воспроизведения, в котором предварительно проводят подготовку видеоматериала, для этого кадры, составляющие исходный видеоряд, разбивают на фрагменты, таким образом обрабатывают весь исходный видеоряд, с формированием управляющей информации для воспроизведения видеоматериала, после фрагментирования и обработки фрагментов получают производные видеоряды, составленные из фрагментов кадров, при этом организацию производного видеоряда выполняют статичной или динамической, которая в то же время может быть линейной или дискретной, при воспроизведении с помощью управляющей информации из синхронно воспроизводимых производных видеорядов, сопровождаемых аудиодорожкой, восстанавливают видеоинформацию до идентичной по восприятию с исходной.

2. Способ по п.1, в котором фрагменты могут иметь различную форму, размеры либо содержать части соседних фрагментов либо постороннюю информацию.

3. Способ по п.1, в котором фрагменты подвергают дополнительной обработке с применением обратимых эффектов, таких как поворот, отражение и других подобных изменений.

4. Способ по п.1, в котором фрагменты подвергают дополнительной обработке с применением необратимых эффектов, таких как сильное размытие, частичное снижение качества либо замена на закрывающий фрагмент, например рекламный баннер, рекламный ролик или иное изображение.

5. Способ по п.1, в котором управляющая информация для воспроизведения видеоматериала содержит координаты, формы, размеры, количество, идентификаторы фрагментов, местоположение кадра в общем видеоряде, расположение, прозрачность и другие свойства фрагментов и исходного видеоматериала, необходимые для восстановления изображения до исходного видеоизображения, сформированная управляющая информация содержит сведения о модификации и искажениях, произведенных с полученными фрагментами, обратимыми и необратимыми, а также о порядке расположения и уровне прозрачности слоев для последовательного наложения фрагментов при восстановлении фрагментированного кадра до идентичного по восприятию с исходным.

6. Способ по п.1, в котором производные видеоряды записывают в отдельные файлы, либо в общий файл-контейнер, либо иным способом, сохраняющим информацию в виде, пригодном для дальнейшего использования в процессе восстановления исходного видеоизображения.

7. Способ по п.1, в котором фрагментирование осуществляют непосредственно перед трансляцией путем индивидуального фрагментирования для каждого просмотра с передачей всех необходимых данных для немедленного воспроизведения.

8. Способ по п.1, в котором организацию производного видеоряда выполняют статичной, при которой в процессе фрагментирования и воспроизведения координаты, размеры и прочие характеристики производного видеоряда не изменяют по отношению к другим видеорядам.

9. Способ по п.1, в котором организацию производного видеоряда выполняют динамической, при этом характеристики производного видеоряда изменяют в процессе фрагментирования и воспроизведения по отношению к другим видеорядам.

10. Способ по п.1, в котором организацию производного видеоряда выполняют линейной, при этом производный видеоряд формируют из фрагментов кадров, расположенных последовательно.

11. Способ по п.1, в котором организацию производного видеоряда выполняют дискретной, при этом производный видеоряд формируют из фрагментов кадров, расположенных в разных временных промежутках исходного видеоряда.

12. Способ по п.1, в котором при воспроизведении производят обратные преобразования примененных обратимых эффектов, таких как обратный поворот, возврат отражения или других подобных изменений, далее, в соответствии с управляющей информацией фрагменты располагают по координатам и слоям для синхронного воспроизведения фрагментов и получения видеоизображения, идентичного по восприятию с исходным.

13. Способ по п.1, в котором производные видеоряды передают в нескольких видеопотоках либо в одном потоке, содержащем всю необходимую информацию.

14. Способ по п.1, в котором аудиодорожку располагают на одном или на нескольких производных видеорядах, либо по частям в различных видеорядах, либо в нескольких производных фрагментах, либо отдельно.

15. Способ по п.1, в котором для защиты от перехвата управляющую информацию для воспроизведения видеоматериала дополнительно шифруют с использованием симметричных или асимметричных алгоритмов шифрования.