水印信號提供器以及用于提供水印信號的方法技術

一種水印信號提供器，用于根據水印數據的時頻域表示型態來提供水印信號，其中，時頻域表示型態包括與頻率子帶和比特間隔相關聯的值，水印信號提供器包括時頻域波形提供器，其基于水印數據的時頻域表示型態來為多個頻率子帶提供時域波形。時頻域波形提供器被配置為將時頻域表示型態的給定值映射到比特成型函數上。比特成型函數的時間延伸長于與時頻域表示型態的給定值相關聯的比特間隔，使得在針對同一頻率子帶的時頻域表示型態的時間上在后的值所提供的比特成型函數之間存在時間重疊。給定頻率子帶的時域波形含有針對同一頻帶的時頻域表示型態的時間上連續的值所提供的多個比特成型函數。水印信號提供器進一步包括時域波形組合器，用于組合針對時頻域提供器的多個頻率所提供的時域波形，以獲取水印信號。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
根據本專利技術的實施方式涉及用于根據水印數據的時頻域表示來提供水印信號的水印信號提供器。其他實施方式涉及用于根據水印數據的時頻域表示來提供水印信號的方法。根據本專利技術的一些實施方式涉及穩健的低復雜度的音頻水印系統。
技術介紹
在許多技術應用中，需要在表示有用數據或“主數據”(例如，音頻信號、視頻信號、圖形、測量量等)等的信息或信號中包括附加信息。在許多情況下，需要包括附加數據，使得附加數據以不被該數據的用戶感知的方式結合到主數據(例如，音頻數據、視頻數據、靜態圖像數據、測量數據、文本數據等)。此外，在一些情況下，需要包括附加數據，使得附加數據 不能容易地從主要數據(例如，音頻數據、視頻數據、靜態圖像數據、測量數據等)中去除。在需要實施數字權利管理的應用中，尤其如此。然而，有時只是需要在有用數據中添加實質上不可感知的邊信息(side information)。例如,在一些情況下,理想的是將邊信息添加到音頻數據，使得邊信息提供關于音頻數據源、音頻數據的內容、與音頻數據相關的權利等的信息。為了將附加數據嵌入到有用數據或“主數據”中，可以使用所謂的“水印”的概念。在例如音頻數據、靜態圖像數據、視頻數據、文本數據等的多種不同的有用數據的文獻中，已經討論了水印概念。在下文中，將給出其中討論了水印概念的一些參考。然而，為了獲得更詳細的信息，讀者還應關注與水印相關的寬領域的文本文獻以及應用。DE 196 40 814 C2描述了一種用于將非可聽數據信號(non-audible datasignal)引入到音頻信號中的編碼方法以及用于對以非可聽形式包括在音頻信號中的數據信號進行解碼的方法。用于將非可聽數據信號引入到音頻信號中的編碼方法包括將音頻信號轉換為頻譜域。編碼方法還包括確定音頻信號的掩蔽閾值和偽噪聲信號的供應。編碼方法還包括提供數據信號并將偽噪聲信號和該數據信號相乘，以獲得頻分數據信號。編碼方法還包括將頻分數據信號和掩蔽閾值加權并將音頻信號和加權的數據信號疊加。另外，WO 93/07689描述了用于通過向節目的聲音信號添加聽不見的編碼消息，自動識別由電臺或電視頻道廣播或者記錄在介質上的節目的方法和設備，其中，上述消息識別廣播頻道或電臺、節目和/或提取日期。在該文獻描述的實施方式中，將由模擬數字轉換器將聲音信號傳輸至數據處理器，該數據處理器能夠分離頻率分量，并使得能夠以預定方式改變一些頻率分量中的能量以形成編碼的識別消息。數據處理器的輸出通過數字模擬轉換器連接至音頻輸出端，用于廣播或記錄聲音信號。在該文獻描述的另一實施方式中，采用模擬帶通，以從聲音信號分離頻率帶，使得可以這樣改變分離的頻率帶中的能量以對聲音 號編碼。US 5，450，490描述了用于在聲音信號中包括具有至少一個碼頻率分量的碼的設備和方法。評估音頻信號中各頻率分量屏蔽人類聽覺的碼頻率分量的能力，并且基于這些評估，為碼頻率分量分配幅度。還描述了用于檢測編碼的音頻信號中的碼的方法和設備。基于預期碼幅度或包括碼分量的頻率的音頻頻率范圍中的噪聲幅度，檢測編碼的音頻信號中的碼頻率分量。WO 94/11989描述了用于編碼/解碼廣播或記錄的片段并監控其觀眾接觸率的方法和設別。描述了用于將廣播或記錄的片段信號中的信息編碼和解碼的方法和設備。在文獻描述的實施方式中，觀眾監控系統使用擴頻編碼將廣播或記錄的片段的音頻信號部分中的標識信息編碼。監控裝置經由麥克接收廣播或記錄的信號的聲學再生版本，將標識信息從音頻信號部分解碼而不管顯著的環境噪聲并存儲該信息，自動提供該觀眾的日志，該日志隨后將被上傳到中心裝置。單獨的監控裝置將另外的信息從廣播信號解碼，其與中心裝置的觀眾日志信息匹配。該監控器可以使用撥號電話線同時向中心裝置發送數據，并通過使用擴頻技術編碼并用來自第三方的廣播信號調制的信號從中心裝置接收數據。WO 95/27349描述了用于在音頻信號中包括碼并解碼的設備和方法。描述了用于在音頻信號中包括具有至少一個碼頻率分量的碼的設備和方法。評估音頻信號中各頻率分 量屏蔽人類聽覺的碼頻率分量的能力，并且基于這些評估，為碼頻率分量分配幅度。還描述了用于檢測編碼的音頻信號中的碼的方法和設備。基于預期碼幅度或包括碼分量的頻率的音頻頻率范圍中的噪聲幅度，檢測編碼的音頻信號中的碼頻率分量。然而，在已知水印系統中，水印信號基于多個時域相鄰的波形，其中，因為需要將水印信號保持不可聽到，因此該波形的最大能量是有限的。但是波形以及水印信號的低能量導致了對水印信號的檢測更困難，并且可能導致比特錯誤以及水印信號的低魯棒性。鑒于該情況，本專利技術的目的在于提供一種用于提供水印信號的概念，其允許在接收器側更容易地將水印信號解碼。
技術實現思路
該目的是通過根據權利要求I的水印信號提供器、根據權利要求10的用于提供水印信號的方法、以及根據權利要求11的計算機程序來實現的。根據本專利技術的實施方式創建了一種用于根據水印數據的時頻域表示型態型態來提供水印信號的水印信號提供器。時頻域表示型態包括與頻率子帶和比特間隔相關聯的值。水印信號提供器包括時頻域波形提供器和時域波形組合器。時頻域波形提供器被配置為將時頻域表示型態的給定值映射到比特成型函數上。比特成型函數的時間延伸長于與時頻域表示型態的給定值相關聯的比特間隔，使得在針對同一頻率子帶的時頻域表示型態的時間上連續的值所提供的比特成型函數之間存在時間重疊。時頻域波形提供器進一步被配置為使得給定頻率子帶的時域波形含有針對同一頻帶的時頻域表示型態的時間上連續的值所提供的多個比特成型函數。時域波形組合器被配置為組合針對時頻域波形提供器的多個頻率所提供的波形，以獲取水印信號。本專利技術的關鍵思想在于，不僅使水印數據的表示型態的二進制值(例如，同一頻率子帶和后續比特間隔的二進制值)相關，還使與該值對應的比特成型函數彼此相關。這樣，增加了加水印后的信號的冗余，這允許在接收器側更容易地解碼，而不會增大水印信號的能量。此外，還增大了水印信號的魯棒性。在實施方式中通過比特成型函數實現了該比特成型函數的相關，其中，比特成型函數的時間延伸長于時頻域表示型態的對應值的比特時間。因此，相比于用于傳統水印系統的解碼器，可以使得接收器側的水印信號的解碼器更容易且較不復雜。此外，特別是在噪聲環境下，可以增大從獲得的信號中獲得正確的水印信息的機會。水印數據的時頻域表示型態的值可以是二進制值，其中，一個值對應于頻率子帶和比特間隔。在實施方式中，時頻域 波形提供器被配置為為時頻域表示型態的每個值提供比特成型函數，其中，時頻域波形提供器被配置為使得同一頻帶的相鄰值的比特成型函數重疊，由此實現了相鄰值的比特成型函數的相關性。在實施方式中，時頻域波形提供器可以被配置為使得針對時頻域表示型態的給定值提供的比特成型函數與同一頻率子帶的類似于時頻域表示型態的給定值的時間上在前的值的比特成型函數相重疊，以及與同一頻率子帶的時頻域表示型態的給定值的時間上在后的值的比特成型函數相重疊，使得由時頻域波形提供器提供的時域波形在同一頻率子帶的至少三個時間上連續的比特成型函數之間含有重疊。換句話說，給定頻率子帶的時域波形至少基于對應于給定頻率子帶和給定時間間隔的第一值的第一比特成型函數、對應于給定頻率子帶和時間上在前的時間間隔的第二本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賴因哈德·茲茨曼，斯特凡·瓦布尼克，約爾格·皮克爾，伯特·格文博希，伯恩哈德·格里，恩斯特·埃伯萊因，喬瓦尼·德爾加爾多，斯特凡·克雷格洛，托比亞斯·布利姆，尤利婭內·博爾蘇姆，馬爾科·布雷林，
申請(專利權)人：弗蘭霍菲爾運輸應用研究公司，
類型：
國別省市：