一種在信息信號中嵌入輔助數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備技術(shù)

揭示了一種調(diào)節(jié)要被嵌入到信息信號（ｘ（ｎ）），例如音頻信號，的輔助數(shù)據(jù)信號（ｗｍ（ｎ））的方法。方法包括以下步驟：確定（１０７）在預(yù)定的尺寸的范圍上平均的、信息信號的第一特性函數(shù)（Ｍ↓［ｘ］（ｎ））與在所述范圍上平均的、輔助數(shù)據(jù)信號的第二特性函數(shù)（Ｍ↓［ｗｍ］（ｎ））的相對大?。ǎ纾ǎ睿?；以及根據(jù)確定的相對大小，調(diào)節(jié)（４０７）輔助數(shù)據(jù)信號。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及在信息信號中嵌入輔助數(shù)據(jù)，更具體地，涉及調(diào)節(jié)要被嵌入到信息信號中的輔助數(shù)據(jù)信號。近年來，越來越多的使用和分配數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)的趨勢導(dǎo)致了對于這樣的數(shù)據(jù)的適當?shù)膹?fù)制保護、版權(quán)保護、和所有權(quán)驗證的不斷增長的需要。加數(shù)字水印是一種脫穎而出的技術(shù)，該技術(shù)可被使用于各種用途，諸如版權(quán)所有權(quán)的證明、追蹤盜版物、控制復(fù)制控制設(shè)備、廣播監(jiān)視、真實性驗證、把輔助信息加到多媒體信號等等。水印包括輔助數(shù)據(jù)，該輔助數(shù)據(jù)通過稍微修正信號樣本而被嵌入到信息信號中。優(yōu)選地，加水印方案應(yīng)當被設(shè)計成使得水印是不可覺察的，即，它對于信息信號的質(zhì)量沒有重大的影響。在對音頻信號加水印的領(lǐng)域內(nèi)，已知多種嵌入算法。例如，在基于變換的算法中，數(shù)字音頻信號的系數(shù)從時域變換到頻域，被變換的信號的系數(shù)相應(yīng)于輔助數(shù)據(jù)信號而被修正，然后修正的系數(shù)被變換回時域。已知方法的通常問題是它們?nèi)狈r域上的分辨率。因此，輔助數(shù)據(jù)信號可能在時間上擴散，以及可能引入可感覺的失真。在M.D.Swanson等的“Robust audio watermarking usingperceptual masking(通過使用感性掩蔽的增強的音頻水印)”(SignalProcessing 66(1998)337-355)中，揭示了一種方法，其中通過對于主音頻信號的包絡(luò)進行建模而計算時間增益函數(shù)。估計的音頻信號包絡(luò)隨音頻信號增加，然后指數(shù)地衰減。在輔助數(shù)據(jù)信號嵌入之前，把估計的包絡(luò)與輔助數(shù)據(jù)信號相乘，由此，形成音頻分段的輔助數(shù)據(jù)信號。然而，以上的現(xiàn)有技術(shù)方法牽涉到這樣的問題它會導(dǎo)致嵌入的數(shù)據(jù)的能量的不必要的減小。以上問題可通過一種調(diào)節(jié)要被嵌入到信息信號的輔助數(shù)據(jù)信號的方法而被解決，該方法包括以下步驟-確定在預(yù)定的尺寸的范圍上平均的、信息信號的第一特性函數(shù)與在所述范圍上平均的、輔助數(shù)據(jù)信號的第二特性函數(shù)的相對大小(magnitude)；-根據(jù)確定的相對大小，調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號。因此，輔助數(shù)據(jù)信號的調(diào)節(jié)的程度由主信號和輔助數(shù)據(jù)信號的本地特性確定，由此，允許輔助數(shù)據(jù)信號在音頻信號比起輔助數(shù)據(jù)信號更弱的情形下被衰減，以及在音頻信號是相對較強的情形下被放大。因此，達到輔助數(shù)據(jù)信號的自適應(yīng)衰減，這提供很高的嵌入的水印能量，而同時保持最終的信號的感覺的質(zhì)量。本專利技術(shù)的另一個優(yōu)點在于，它提供一種靈活的和計算上有效的調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的方法。按照本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例，第一特性函數(shù)是信息信號的本地能量函數(shù)，以及第二特性函數(shù)是輔助數(shù)據(jù)信號的本地能量函數(shù)。因此，音頻信號和輔助數(shù)據(jù)信號的本地能量被計算和被直接比較。輔助數(shù)據(jù)信號在它的能量超過信息信號的能量的情形下被衰減，否則，它被放大。所以，可以嵌入很高的水印能量，由此就檢測結(jié)果與感覺質(zhì)量的比較而言，導(dǎo)致改進的性能。當?shù)谝惶匦院瘮?shù)是信息信號的本地大小以及第二特性函數(shù)是輔助數(shù)據(jù)信號的本地大小時，得到一種在計算上節(jié)省的調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的方法，它避免計算上昂貴的運算，諸如進行平方和計算平方根。在某些情形下，所確定的相對大小可能具有不想要的特性，例如，它可能變得非常大，可能在幅度上快速改變等等。當根據(jù)所確定的相對大小調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的步驟還包括調(diào)整所確定的相對大小的步驟時，時間增益函數(shù)的不想要的影響可被減小。當調(diào)整步驟包括把相對大小的幅度限制到一個預(yù)定的最大值的步驟時，可以避免輔助數(shù)據(jù)信號的不想要的強的放大。當調(diào)整步驟包括對所確定的相對大小施加低通濾波的步驟時，可以減小幅度的快速改變。當平均的特性函數(shù)的相對大小的改變比起該信號被延遲時，可能出現(xiàn)不想要的影響，特別是在信息信號快速改變的過渡區(qū)域中。為了避免這些影響，按照本專利技術(shù)的優(yōu)選實施例，根據(jù)所確定的相對大小來調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的步驟包括以下步驟-把輔助數(shù)據(jù)信號延遲一個預(yù)定的延時；以及-根據(jù)所確定的相對大小調(diào)節(jié)延時的輔助數(shù)據(jù)信號。因此，計算的相對大小的延時被補償。當預(yù)定的延時相應(yīng)于該范圍大小時，達到對前回聲(pre-echo)失真的改進的抑制。由于人的聽覺系統(tǒng)(HAS)對于前回聲比起后回聲(post-echo)更為靈敏，對前回聲失真的抑制可以產(chǎn)生最終信號的感覺的質(zhì)量的改進。在另一個優(yōu)選實施例中，根據(jù)所確定的相對大小調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的步驟包括以下步驟-把輔助數(shù)據(jù)信號延遲一個相應(yīng)于所述范圍大小的延時，產(chǎn)生延時的信號；-根據(jù)所確定的相對大小調(diào)節(jié)延時的信號，產(chǎn)生出第一延時的調(diào)節(jié)的信號；-根據(jù)所確定的相對大小調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號，產(chǎn)生出調(diào)節(jié)的信號；-把調(diào)節(jié)的信號延遲一個相應(yīng)于該范圍大小的延時，產(chǎn)生出第二延時的調(diào)節(jié)的信號；以及-組合第一和第二延時的調(diào)節(jié)的信號。因此，得到對前回聲和后回聲失真的改進的抑制。在本專利技術(shù)的再一個優(yōu)選實施例中，確定相對大小的步驟還包括以下步驟-計算第三特性函數(shù)；-延時第三特性函數(shù)，以得到延時的特性函數(shù)；以及-把第三特性函數(shù)與延時的特性函數(shù)相組合，以得到第二特性函數(shù)。因此，得到對這些影響的進一步改進的抑制，這些影響是通過平均的特性函數(shù)的相對大小的改變相對于信號的延時而造成的，特別是在信息信號快速改變的過渡區(qū)域中。本專利技術(shù)還涉及用于調(diào)節(jié)要被嵌入到信息信號中的輔助數(shù)據(jù)信號的設(shè)備，該設(shè)備包括-用于確定在預(yù)定的尺寸的范圍上平均的、信息信號的第一特性函數(shù)與在所述范圍上平均的、輔助數(shù)據(jù)信號的第二特性函數(shù)的相對大小的裝置；以及-用于根據(jù)所確定的相對大小來調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的裝置。本專利技術(shù)還涉及用于把輔助數(shù)據(jù)信號嵌入到信息信號的設(shè)備，該設(shè)備包括用于調(diào)節(jié)要被嵌入到信息信號中的輔助數(shù)據(jù)信號的設(shè)備，該調(diào)節(jié)設(shè)備包括-用于確定在預(yù)定的尺寸的范圍上平均的、信息信號的第一特性函數(shù)與在所述范圍上平均的、輔助數(shù)據(jù)信號的第二特性函數(shù)的相對大小的裝置；以及-用于根據(jù)所確定的相對大小來調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的裝置。本專利技術(shù)還涉及一個在其中嵌入輔助數(shù)據(jù)信號的信息信號，其中輔助數(shù)據(jù)信號通過一種包括以下步驟的方法而被調(diào)節(jié)-確定在預(yù)定的尺寸的范圍上平均的、信息信號的第一特性函數(shù)與在所述范圍上平均的、輔助數(shù)據(jù)信號的第二特性函數(shù)的相對大小；以及-根據(jù)所確定的相對大小來調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號。信息信號可以體現(xiàn)為在諸如內(nèi)部網(wǎng)、外部網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、無線或有線網(wǎng)絡(luò)等等的通信網(wǎng)中的通信信號。信息信號還可被存儲在存儲媒體中。術(shù)語存儲媒體可包括磁帶、光盤、數(shù)字視盤(DVD)、小型盤(CD或CD-ROM)、迷你盤、硬盤、軟盤、鐵電存儲器、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、快閃存儲器、EPROM、只讀存儲器(ROM)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、同步動態(tài)隨機存取存儲器(SDRAM)、鐵磁存儲器、光存儲器、電荷耦合器件、智能卡、PCMCIA卡等等。通過參考實施例和參考附圖將明白和闡述本專利技術(shù)的這些和其他方面，其中附圖說明圖1顯示按照本專利技術(shù)的實施例的、用于把水印嵌入信息信號的設(shè)備的示意圖；圖2a-b顯示在輔助數(shù)據(jù)信號被嵌入到具有強的和突然的幅度改變的主音頻信號時前回聲和后回聲失真的影響；圖3顯示按照本專利技術(shù)的實施例的方法的流程圖；圖4顯示按照本專利技術(shù)的實施例的調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的設(shè)備的示意圖；圖5a-d顯示按照本專利技術(shù)的實施例的延時輔助數(shù)據(jù)信號的影響；圖6顯示按照本專利技術(shù)的另一個實施例的調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的設(shè)備的示意圖；以及圖7a-b顯示按照本專利技術(shù)的用于實施本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種調(diào)節(jié)要被嵌入到信息信號（ｘ（ｎ））的輔助數(shù)據(jù)信號（ｗｍ（ｎ））的方法，該方法包括以下步驟：－確定在預(yù)定的尺寸（Ｎ）的范圍上平均的、信息信號的第一特性函數(shù)（Ｍ↓［ｘ］（ｎ））與在所述范圍上平均的、輔助數(shù)據(jù)信號（Ｍ↓［ｗｍ］（ｎ）） 的第二特性函數(shù)的相對大?。ǎ纾ǎ睿唬鶕?jù)所確定的相對大小，調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號。

【技術(shù)特征摘要】
EP 2001-11-16 01204387.31.一種調(diào)節(jié)要被嵌入到信息信號(x(n))的輔助數(shù)據(jù)信號(wm(n))的方法，該方法包括以下步驟-確定在預(yù)定的尺寸(N)的范圍上平均的、信息信號的第一特性函數(shù)(Mx(n))與在所述范圍上平均的、輔助數(shù)據(jù)信號(Mwm(n))的第二特性函數(shù)的相對大小(g(n))；-根據(jù)所確定的相對大小，調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號。2.按照權(quán)利要求1的方法，其中第一特性函數(shù)是信息信號的本地能量函數(shù)，以及第二特性函數(shù)是輔助數(shù)據(jù)信號的本地能量函數(shù)。3.按照權(quán)利要求1的方法，其中第一特性函數(shù)是信息信號的本地大小，以及第二特性函數(shù)是輔助數(shù)據(jù)信號的本地大小。4.按照權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)所確定的相對大小來調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的步驟還包括調(diào)整所確定的相對大小的步驟。5.按照權(quán)利要求4的方法，其中調(diào)整的步驟包括把相對大小的幅度限制到一個預(yù)定的最大值的步驟。6.按照權(quán)利要求4的方法，其中調(diào)整的步驟包括對所確定的相對大小施加低通濾波的步驟。7.按照權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)所確定的相對大小來調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的步驟包括以下步驟-把輔助數(shù)據(jù)信號延遲一個預(yù)定的延時；以及-根據(jù)所確定的相對大小調(diào)節(jié)延時的輔助數(shù)據(jù)信號。8.按照權(quán)利要求7的方法，其中預(yù)定的延時相應(yīng)于范圍大小。9.按照權(quán)利要求1的方法，其中根據(jù)所確定的相對大小來調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號的步驟包括以下步驟-把輔助數(shù)據(jù)信號延遲一個相應(yīng)于該范圍大小的延時，產(chǎn)生延時的信號；-根據(jù)所確定的相對大小調(diào)節(jié)延時的信號，產(chǎn)生第一延時的調(diào)節(jié)的信號；-根據(jù)所確定的相對大小調(diào)節(jié)輔助數(shù)據(jù)信號，產(chǎn)生調(diào)節(jié)的信號；-把調(diào)節(jié)的信號延遲一個相應(yīng)于該范圍大小的延...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M范德維恩，AAML布魯克斯，
申請(專利權(quán))人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：NL[荷蘭]