A Three-Way Watermarking Protocol for On-line Music Transactions
指導教授:劉震昌 博士 研究生:林明毅 日期:中華民國 九十五 年 七 月
摘要
在現今數位媒體與網際網路蓬勃發展的時代,數以萬計的音樂在網路上傳遞,隨手可得的資訊亦容易造成許多侵權事件,由於一般的數位版權管理系統(Digital Rights Management System, DRMs)使用傳統加解密技術保護版權,盜版者只需取得解密後的聲音資料即可進行非法的散佈。因此,使用數位浮水印,可以將原作者的資訊附加於作品中,在發生侵權事件時,將浮水印取出驗證,以維護原作者的智慧財產權。
目前的線上音樂交易模式大都為賣家(創作者)提供數位音樂,數位商店陳列販售,買家於數位商店購買數位音樂的交易模式,本研究將N. Memon and P. Wong[11]所提出的賣家-買家浮水印協定的架構擴展為上述三方架構,使其較能符合現今線上交易的環境,並且同樣嵌入兩個浮水印,即可保障賣家、數位商店與買家三方的版權與權益。我們綜合使用時間域與頻率域的數位浮水印技術[1][6]實現我們的系統,浮水印資料由浮水印認證中心(Watermark Certification Authority, WCA)根據交易資訊使用雜湊函數產生,然後分別由賣家與數位商店將浮水印資訊嵌入聲音訊號中。為了同時兼顧嵌入浮水印後的聲音品質不致失真過當,在嵌入浮水印前先依照人類聽覺系統(Human Auditory System, HAS)調整浮水印的強度,使其在強健性與品質之間取得良好的平衡。在嵌入浮水印後,使用StirMark for Audio[14]浮水印攻擊工具進行浮水印強健性測試,並經由主觀聽覺測試(Subjective Audibility Test)與客觀聽覺測試(Objective Audibility Test)測量嵌入浮水印的音訊與遭到攻擊後的聲音品質,由浮水印攻擊實驗可知,使用Lemma[1]等人所提出的時間域浮水印技術能抵抗47種攻擊,且實驗結果也顯示,將Cox[6]等人提出的頻率域浮水印技術加入salient point技術[3]能有效抵抗同步攻擊。
關鍵字:數位音訊浮水印、數位版權管理系統、雜湊函數、人類聽覺系統、智慧財產權。
三方浮水印協定(第三章)
下圖為三方交易流程圖
使用的浮水印技術(第四章)
1. 時間域浮水印
使用A. N. Lemma[1]等人在2003年提出在時間域的聲音浮水印技術作為賣家與商店之間的版權保護機制。
2. 頻率域浮水印
頻率域浮水印做為保護商店與買家之間的權利,下圖為頻率域浮水印嵌入流程,聲音資料經過Salient point detector[3]取得Salient point location,使用Cox[6]的頻率域浮水印方法 ,根據salient point的位置(圖中紅線)嵌入浮水印(圖中虛線方塊部份),最後得到已嵌入浮水印的聲音資料。
實驗結果(第 五章)
No. | Genre | Sound Name | Artist | Original Sound | Embedding 1 | Embedding 2 | SDG | ODG | SNR |
1 | Solo Instrumentals | Mozart-Volodos-Bennett Variations on the Turkish March | Sean Bennett | download | download | download | 2 - 3.3 - 5 | 0.0615 | 21.1863 |
2 | Solo Vocal | Der Musensohn (Franz Schubert) | Joachim Duske | download | download | download | 2 - 3.6 - 5 | 0.1770 | 21.0005 |
3 | Vocal Pop | Be Your Girl | Chieko Kawabe | download | download | download | 1 - 3.35 - 5 | 0.2017 | 21.0968 |
4 | Choral | Jesu Salvator Mundi | Coral S. Domingos | download | download | download | 2 - 2.8 - 4 | 0.1897 | 21.2546 |
5 | Classical Guitar | The Bridal Chorus | Michael Lancaster | download | download | download | 3 - 4.43 - 5 | 0.1696 | 21.1943 |
參考文獻
[8] ITU-R Rec. BS.1387-1, “Method for objective measurements of perceived audio quality,” 2001.
[9] K. Brandenburg, “The potato system: the friendly music distribution system without copy protection,” Fraunhofer Institute for Digital Media Technology IDMT. Available: http://www.potatosystem.com
[10] M. Arnold, “Attacks on digital audio watermarks and countermeasures,” IEEE WEDELMUSIC’03, 2003.
[12] P. Bassia, I. Pitas and N. Nikolaidis, “Robust audio watermarking in the time domain,” IEEE Trans. Multimedia, vol. 3, June 2001.
[14] https://amsl-smb.cs.uni-magdeburg.de/smfa//allgemeines.php
[15] http://www-mmsp.ece.mcgill.ca/Documents/Software/index.html