使用起始相位调制进行加水印的设备和方法技术

公开了使用起始相位调制来进行加水印的方法、设备、系统以及制品。本文所公开的示例方法包括以下步骤：在第一时间计算带水印媒体信号的第一水印分量的第一瞬时相位值；计算第二水印分量的第二瞬时相位值；确定第一瞬时相位值和第二瞬时相位值相对于第一可能起始相位值的第一差值总和；确定第一瞬时相位值和第二瞬时相位值相对于第二可能起始相位值的第二差值总和；选择第一可能起始相位值或第二可能起始相位值中的对应的可能起始相位值作为起始相位值；解码与起始相位值相对应的位值；基于位值以及由水印分量表示的符号来确定有效载荷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用起始相位调制进行加水印的设备和方法
本公开总体上涉及媒体监测，并且更特别地，涉及使用起始相位调制进行加水印的设备和方法。
技术介绍
诸如电视广播的媒体可以利用水印来进行编码，在检测时，对水印进行解码以识别呈现的媒体。附图说明图1是使用起始相位调制进行加水印的示例环境的框图。图2是根据本公开的教导的使用起始相位调制对水印进行编码的图1的示例水印编码器的框图。图3是根据本公开的教导的对利用起始相位调制编码的水印进行解码的图1的示例水印解码器的框图。图4是表示可以被执行以实现用于使用起始相位调制对带有水印的媒体信号进行编码的图1和图2的水印编码器的机器可读指令的流程图。图5A至图5B是表示可以被执行以实现用于对使用起始相位调制编码的水印进行解码的图1和图3的水印解码器的机器可读指令的流程图。图6是用于实现结合图5A至图5B描述的水印解码处理的示例代码。图7是例示具有不同频率但具有公共起始相位值的多个水印分量的示意图。图8是具有公共起始相位值的多个水印分量的示例相位标绘图。图9是例示用于确定如本文所描述的水印起始相位的数值方法的收敛的示例相位分布标绘图。图10是被构造成执行图4的示例计算机可读指令以实现图1至图2的示例水印编码器的示例处理器平台的框图。图11是被构造成执行图5A至图5B的示例计算机可读指令以实现图1和图3的示例水印解码器的示例处理器平台的框图。这些图不是按比例绘制的。通常，贯穿附图和所附书面描述使用相同的标号来指示相同或相似的部分。具体实施方式受众测量实体希望了解用户如何与诸如智能手机、平板电脑、膝上型电脑、智能电视机等的媒体装置进行交互。特别是，媒体监测公司想要监测在媒体装置上进行的媒体呈现，尤其是监测广告曝光率、确定广告效果、确定用户行为、识别与各种人口统计相关联的购买行为等。加水印(watermarking)是被用于识别诸如电视广播、无线电广播、广告(电视和/或无线电)、下载的媒体、流传输的媒体、预打包的媒体等的媒体的技术。现有加水印技术通过将诸如媒体识别信息和/或可以被映射至媒体识别信息的标识符的一个或更多个代码(例如，一个或更多个水印)嵌入到音频和/或视频分量中来识别媒体。在一些示例中，将音频分量或视频分量选择成具有足以隐藏水印的信号特征。如本文所使用的，可互换地使用术语“代码”或“水印”，并且将该代码或水印限定成意指任何识别信息(例如，标识符)，该代码或水印可以是出于识别媒体的目的或者出于诸如调谐的另一目的而插入或嵌入媒体(例如，节目或广告)的音频或视频(例如，分组标识报头)中的。如本文所使用的，“媒体”是指音频和/或可视(静止或移动)内容和/或广告。为识别带水印的媒体，提取并使用水印来访问被映射至媒体识别信息的参考水印表。通过选择可能对用户对媒体信号的察觉具有最小影响的音频频率范围(例如，经由心理声学根据经验确定的)并且修改该频率范围内的媒体信号，来将水印编码到媒体信号中。水印通常包括多个水印分量(例如，符号、频调(tone)等)。水印分量是以以下方式嵌入媒体信号中的：该水印分量在理想情况下无法被听众察觉，但是当在水印解码期间分析音频特征时是可辨别的。音频加水印的一种方法是基于嵌入特定频率和幅度的短频调(例如，正弦波)，其中频调的选择由水印信息有效载荷进行调制。特定频调频率范围和/或频调幅度值可以与水印分量的不同值相关联。例如，可以在预期水印分量的频调频率处观察到满足阈值的幅度值。基于频率范围和幅度值，可以确定并利用数字(或其它代码表示)来确定每前述水印参考表的识别信息。然而，许多频率范围和/或幅度值不能被用于输送水印分量，因为结果会导致在解码期间是人类可察觉的和/或难以检测的(例如，由于低信噪比)。因此，仅通过激励频率范围内的幅度值而可以在水印分量中输送的信息的容量是有限的。近年来，需要增加水印的信息容量。例如，增加水印容量可以支持更长的时间戳、编码器的遥测以及并入标志以向媒体监测器发出信号以开始、结束或修改解码处理。该信息需要与在水印中输送的现有信息基本同时(例如，在十分之一秒钟内)递送以避免延长总体水印持续时间。因此，不仅需要增加所输送的信息总量，而且需要增加水印分量的信息密度。如前所述，可以基于媒体信号的幅度和频率值来表征媒体信号。媒体信号另外可以基于第三特性(即，相位)来进行表征。相位是指在媒体信号的时间值处的位置。瞬时相位是指在特定时间点(例如，在当前分析时间)的媒体信号值。在一些示例中，被嵌入媒体信号中的水印分量之间可能存在相位差。例如，水印分量通常被嵌入为具有特定频率和幅度值的正弦波，如先前所讨论的。两个单独的水印分量因此可以被表示为媒体信号中的两个单独正弦波。在一些示例中，这些正弦波皆同时开始并且具有相同的值(例如，电压值为零、分贝值为零等)。根据正弦波的频率，瞬时相位值将在启动时间之后发散。例如，高频正弦波将具有相对于低频正弦波随时间快速改变的瞬时相位值。因此，除了提供与频率直接链接的附加媒体信号特征之外，单独水印分量的瞬时相位值在单独考虑的情况下是不容易承载水印的附加信息的。常规的加水印技术因此在编码和解码水印分量时忽略了单独的相位值。本文公开了使用起始相位调制进行媒体测量的示例方法、设备、系统和制品(例如，物理存储介质)。所公开的示例媒体测量技术通过调制所述水印分量中的一个或更多个水印分量的起始相位值来使得水印分量能够承载附加信息。本文所公开的示例技术利用表示信息位值的预定起始相位值来对多个水印分量进行编码。例如，可以将第一起始相位值(例如，零、π、-π等)用于表示第一位值(例如，零)，并且可以将第二起始相位值用于表示第二位值(例如，一)。在本文所公开的对媒体信号中的水印符号进行解码/检测的示例方法、设备、系统以及制品(例如，物理存储介质)中，水印分量是在媒体信号中的任意采样时段进行分析的(例如，不是具体从水印分量的开头开始的)，这是因为很难具体确定水印符号何时开始。本文所公开的示例技术在任意采样时段执行计算，并且确定在任意采样时段的水印分量的相位值是否足够接近被选择用于承载信息(例如，零、π、-π等)的起始相位值。在本文所公开的示例技术中，如果所分析的瞬时相位值看起来未收敛并且表示起始相位值，则分析及时退回并继续分析附加的采样时段，直到确定水印分量的起始相位。一旦确定了起始相位，就可以基于水印分量的起始相位来确定位值。在本文所公开的一些示例技术中，在起始相位位解码处理期间，仅选择具有最强信号(例如，基于信噪比)的水印分量来进行分析。本文所公开的示例技术通过调制人耳无法察觉的但是对于利用本文所公开的分析技术的水印解码器可察觉的水印分量的起始相位值，来使得水印能够包括更多的信息。本文所公开的技术以对媒体信号的任何其它方面没有潜在可察觉影响的方式来提高水印信息密度。另外，本文所公开的技术是向后兼容现有水印解码器的，这是因为仍然可以分析水印分量的幅度和频率特征以确定利用本文所公开的技术编码的水印的水印符号。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水印解码设备，所述水印解码设备包括：/n瞬时相位计算器，所述瞬时相位计算器：/n在第一时间计算带水印媒体信号的第一水印分量的第一瞬时相位值；/n在所述第一时间计算所述带水印媒体信号的第二水印分量的第二瞬时相位值；/n相位比较器，所述相位比较器：/n确定所述第一瞬时相位值和所述第二瞬时相位值相对于第一可能起始相位值的第一差值总和；/n确定所述第一瞬时相位值和所述第二瞬时相位值相对于第二可能起始相位值的第二差值总和；/n起始相位位确定器，所述起始相位位确定器响应于所述第一差值总和或所述第二差值总和中的一个差值总和满足差值阈值：/n选择所述第一可能起始相位值或所述第二可能起始相位值中的对应的可能起始相位值作为起始相位值；以及/n解码与所述起始相位值相对应的位值；以及/n有效载荷确定器，所述有效载荷确定器基于所述位值以及由包括所述第一水印分量和所述第二水印分量的水印分量所表示的符号来确定有效载荷。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181221 US 16/231,1081.一种水印解码设备，所述水印解码设备包括：
瞬时相位计算器，所述瞬时相位计算器：
在第一时间计算带水印媒体信号的第一水印分量的第一瞬时相位值；
在所述第一时间计算所述带水印媒体信号的第二水印分量的第二瞬时相位值；
相位比较器，所述相位比较器：
确定所述第一瞬时相位值和所述第二瞬时相位值相对于第一可能起始相位值的第一差值总和；
确定所述第一瞬时相位值和所述第二瞬时相位值相对于第二可能起始相位值的第二差值总和；
起始相位位确定器，所述起始相位位确定器响应于所述第一差值总和或所述第二差值总和中的一个差值总和满足差值阈值：
选择所述第一可能起始相位值或所述第二可能起始相位值中的对应的可能起始相位值作为起始相位值；以及
解码与所述起始相位值相对应的位值；以及
有效载荷确定器，所述有效载荷确定器基于所述位值以及由包括所述第一水印分量和所述第二水印分量的水印分量所表示的符号来确定有效载荷。


2.根据权利要求1所述的水印解码设备，其中，所述瞬时相位计算器：
响应于所述第一差值总和与所述第二差值总和不满足所述差值阈值：
在第二时间计算所述第一分量的第三瞬时相位值，所述第二时间在所述第一时间之前；以及
在所述第二时间计算所述第二分量的第四瞬时相位值。


3.根据权利要求2所述的水印解码设备，其中，所述相位比较器：
确定所述第三瞬时相位值和所述第四瞬时相位值相对于所述第一可能起始相位值的第三差值总和；以及
确定所述第三瞬时相位值和所述第四瞬时相位值相对于所述第二可能起始相位值的第四差值总和。


4.根据权利要求3所述的水印解码设备，其中，所述起始相位位确定器响应于所述第三差值总和或所述第四差值总和中的一个差值总和满足所述差值阈值：
选择所述第一可能起始相位值或所述第二可能起始相位值中的对应的可能起始相位值作为所述起始相位值；以及
解码与所述起始相位值相对应的所述位值。


5.根据权利要求3所述的水印解码设备，其中，所述第二时间与所述第一时间相差一时间步长。


6.根据权利要求5所述的水印解码设备，其中，(1)所述瞬时相位计算器迭代地计算所述第一水印分量的附加瞬时相位值和所述第二水印分量的附加瞬时相位值，并且(2)所述相位比较器迭代地计算所述附加瞬时相位值相对于所述第一可能起始相位值和所述第二可能起始相位值的附加差值总和，直到所述附加差值总和中的一个附加差值总和满足所述差值阈值。


7.根据权利要求5所述的水印解码设备，其中，(1)所述瞬时相位计算器迭代地计算所述第一水印分量的附加瞬时相位值和所述第二水印分量的附加瞬时相位值，并且(2)所述相位比较器迭代地计算所述附加瞬时相位值相对于所述第一可能起始相位值和所述第二可能起始相位值的附加差值总和，直到到达符号持续时间。


8.根据权利要求1所述的水印解码设备，所述水印解码设备还包括水印分量检测器，所述水印分量检测器基于所述第一水印分量的第一信号强度和所述第二水印分量的第二信号强度，来选择所述第一水印分量和所述第二水印分量用于进行分析。


9.根据权利要求1所述的水印解码设备，其中，为了确定所述第一差值总和，所述相位比较器考虑相位缠绕。


10.一种非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在被执行时使处理器：
在第一时间计算带水印媒体信号的第一水印分量的第一瞬时相位值；
在所述第一时间计算所述带水印媒体信号的第二水印分量的第二瞬时相位值；
确定所述第一瞬时相位值和所述第二瞬时相位值相对于第一可能起始相位值的第一差值总和；
确定所述第一瞬时相位值和所述第二瞬时相位值相对于第二可能起始相位值的第二差值总和；
响应于所述第一差值总和或所述第二差值总和中...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·托普奇，V·库兹涅佐夫，J·M·戴维斯，
申请(专利权)人：尼尔森美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US