用于在音频信号中嵌入水印的方法和装置制造方法及图纸

公开了一种用于在音频信号中嵌入水印的方法和装置。该方法包括：判断当前的左声道音频帧和右声道音频帧是否均为稳态音频帧；如果是，则对和声道音频帧中的一个位置的比例因子带的频谱数据和差声道音频帧中的所述位置的比例因子带的频谱数据进行比较，其中，所述和声道音频帧和所述差声道音频帧是通过对所述左声道音频帧和所述右声道音频帧进行中侧立体声处理而生成的；以及如果比较结果达到预定要求，则将水印嵌入所述差声道音频帧中的所述位置的比例因子带。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号处理领域，更具体地涉及一种用于在音频信号中嵌入水印的方法 和装置。
技术介绍
随着数字媒体数目的增加，数以万计的网民可以轻松地获取各种音频产品。互联 网技术的发展也给信息变换带来了革命性的改变。然而，盗版问题和版权纠纷已经成为一 个越来越严重的社会问题。为了防止数字媒体信息被侵权及非法篡改，数字媒体内容的版 权保护变得越来越重要。作为数字产品版权保护的有效方法，数字水印技术已经得到了广 泛的研究及应用。所谓数字水印是永久镶嵌在其他数据中的、具有可鉴别性的数字信号或 模式，而且并不影响宿主数据的可用性。由于人类听觉系统对声音变化的灵敏度要高于人 类视觉系统对图像变化的灵敏度，因而在音频信号中嵌入水印相对较难。目前存在多种在音频信号中嵌入水印的方法，其中最简单的是最低有效位算法 (Least Significant Bit, LSB)，这种水印嵌入算法能够嵌入大量的水印信息，但是其水印 鲁棒性很差，少许的噪声就能破坏水印信息。另外，有些水印嵌入算法根据人耳掩蔽效应将 数字水印藏于掩蔽阈值之下，但是却无法对抗普通的感知音频压缩算法，原因是感知音频 压缩算法丢弃了人耳掩蔽域值下的数据，从而也丢掉了数字水印；还有一些水印嵌入算法 通过改变量化后的量化值来嵌入水印，这种方法其水印的嵌入量也很大，但是同样具有较 差的鲁棒性。
技术实现思路
鉴于以上所述的一个或多个问题，本专利技术提供了一种用于在音频信号中嵌入水印 的方法和装置。根据本专利技术实施例的用于在音频信号中嵌入水印的方法包括判断当前的左声道 音频帧和右声道音频帧是否均为稳态音频帧；如果是，则对和声道音频帧中的一个位置的 比例因子带的频谱数据和差声道音频帧中的所述位置的比例因子带的频谱数据进行比较， 其中，所述和声道音频帧和所述差声道音频帧是通过对所述左声道音频帧和所述右声道音 频帧进行中侧立体声处理而生成的；以及如果比较结果达到预定要求，则将水印嵌入所述 差声道音频帧中的所述位置的比例因子带。根据本专利技术实施例的用于在音频信号中嵌入水印的装置包括判断单元，被配置 为判断当前的左声道音频帧和右声道音频帧是否均为稳态音频帧；比较单元，被配置为在 判断单元的判断结果为是的情况下，对和声道音频帧中的一个位置的比例因子带的频谱数 据和差声道音频帧中的所述位置的比例因子带的频谱数据进行比较，其中，所述和声道音 频帧和所述差声道音频帧是通过对所述左声道音频帧和所述右声道音频帧进行中侧立体 声处理而生成的；以及嵌入单元，被配置为在比较单元的比较结果达到预定要求的情况下， 则将水印嵌入所述差声道音频帧中的所述位置的比例因子带。根据本专利技术实施例的用于在音频信号中嵌入水印的方法和装置有效利用了感知 音频编码算法的特点，并且采用频谱值位置信息来嵌入水印，相比现有的水印嵌入算法直 接改变时域PCM值或者频域频谱值的方法，具有更高的鲁棒性。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术，其 中图1是根据本专利技术实施例的用于在音频信号中嵌入水印的装置的逻辑框图；图2是根据本专利技术实施例的用于在音频信号中嵌入水印的方法的流程图；以及图3是根据本专利技术另一实施例的用于在音频信号中嵌入水印的装置的逻辑框图。具体实施例方式下面将详细描述本专利技术各个方面的特征和示例性实施例。下面的描述涵盖了许多 具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说显而易见的是， 本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅 是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更清楚的理解。本专利技术绝不限于下面所提出 的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了相关元素、部件和算 法的任何修改、替换和改进。根据执行水印嵌入方法的信号域的不同，可以将水印嵌入方法分为以下三类时 域中的水印嵌入方法、频域中的水印嵌入方法以及压缩域中的水印嵌入方法。根据本专利技术 实施例的用于在音频信号中嵌入水印的方法属于第三种水印嵌入方法。根据本专利技术实施例的用于在音频信号中嵌入水印的方法和装置是以中侧 (Middle/Side,MS)立体声处理为基础的。图1是根据本专利技术实施例的用于在音频信号中嵌 入水印的装置的逻辑框图。如图1所示，该用于在音频信号中嵌入水印的装置100包括判 断单元102、比较单元104以及嵌入单元106。其中，判断单元102判断当前的左声道音频 帧和右声道音频帧是否均为稳态音频帧；比较单元104在判断单元的判断结果为是的情况 下，对和声道音频帧中的一个位置的比例因子带的频谱数据和差声道音频帧中的所述位置 的比例因子带的频谱数据进行比较，其中，和声道音频帧和差声道音频帧是通过对左声道 音频帧和右声道音频帧进行中侧立体声处理而生成的；以及嵌入单元106在比较单元的比 较结果达到预定要求的情况下，将水印嵌入差声道音频帧中的所述位置的比例因子带。其 中，嵌入单元106可以进一步包括能量分配单元1062和数据替换单元1064。图2是根据本专利技术实施例的用于在音频信号中嵌入水印的方法的流程图。如图2 所示，该用于在音频信号中嵌入水印的方法200包括S202，判断当前的左声道音频帧和右 声道音频帧是否均为稳态音频帧(例如，可以通过判断单元102完成)；S204，如果是，则对 和声道音频帧中的一个位置的比例因子带的频谱数据和差声道音频帧中的所述位置的比 例因子带的频谱数据进行比较，其中，和声道音频帧和差声道音频帧是通过对左声道音频 帧和右声道音频帧进行中侧立体声处理而生成的(例如，可以通过比较单元104完成)；以 及S206，如果比较结果达到预定要求，则将水印嵌入差声道音频帧中的所述位置的比例因 子带(例如，可以通过嵌入单元106完成)。在图2所示的方法用于向立体声歌曲嵌入水印的情况下，在立体声歌曲结束之前，图2所示的方法循环执行。下面结合具体示例详细描述 步骤S202 S206。在根据本专利技术实施例的示例中，CharmelA和Charmel_B分别表示时域到频域变 换后的左声道和右声道。Channel_C表示MS立体声处理后的和声道。Channe 1_D表示MS 立体声处理后的差声道。SF_A表示Channel_C中的比例因子带。SF_B表示Channel_D中 的比例因子带。假设在根据本专利技术实施例的示例中，示例数据是高级音频编码(AAC)立体声歌曲 的MS立体声处理之前的左声道和右声道的一个比例因子带的频谱数据(假设该比例因子 带的长度为8)，如表1所示。表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在音频信号中嵌入水印的方法，包括：判断当前的左声道音频帧和右声道音频帧是否均为稳态音频帧；如果是，则对和声道音频帧中的一个位置的比例因子带的频谱数据和差声道音频帧中的所述位置的比例因子带的频谱数据进行比较，其中，所述和声道音频帧和所述差声道音频帧是通过对所述左声道音频帧和所述右声道音频帧进行中侧立体声处理而生成的；以及如果比较结果达到预定要求，则将水印嵌入所述差声道音频帧中的所述位置的比例因子带。

【技术特征摘要】
1.一种用于在音频信号中嵌入水印的方法，包括判断当前的左声道音频帧和右声道音频帧是否均为稳态音频帧；如果是，则对和声道音频帧中的一个位置的比例因子带的频谱数据和差声道音频帧中 的所述位置的比例因子带的频谱数据进行比较，其中，所述和声道音频帧和所述差声道音 频帧是通过对所述左声道音频帧和所述右声道音频帧进行中侧立体声处理而生成的；以及如果比较结果达到预定要求，则将水印嵌入所述差声道音频帧中的所述位置的比例因 子带。2.根据权利要求1所述的用于在音频信号中嵌入水印的方法，其特征在于，通过计算 所述和声道音频帧中的所述位置的比例因子带与所述差声道音频帧中的所述位置的比例 因子带的能量之比，来对所述和声道音频帧中的所述位置的比例因子带的频谱数据和所述 差声道音频帧中的所述位置的比例因子带的频谱数据进行比较，并且如果所述能量之比超过预定阈值或落入预定阈值范围，则将所述水印嵌入所述差声道 音频帧中的所述位置的比例因子带。3.根据权利要求2所述的用于在音频信号中嵌入水印的方法，其特征在于，将所述水 印嵌入所述差声道音频帧中的所述位置的比例因子带的处理包括将所述差声道音频帧中的所述位置的比例因子带的能量平均分配到所述水印中包含 的非零水印比特将被嵌入在所述差声道音频帧中的所述位置的比例因子带中的频谱数据 处；以及保留所述差声道音频帧中的所述位置的比例因子带中的各个频谱数据的符号，利用所 述水印中包含的水印比特和分配到所述水印中包含的非零水印比特将被嵌入在所述差声 道音频帧中的所述位置的比例因子带中的频谱数据处的能量的组合代替所述差声道音频 帧中的所述位置的比例因子带中的各频谱数据，其中所述水印包含的水印比特的数目等于所述差声道音频帧中的所述位置的比例因子带 中的频谱数据的数目。4.根据权利要求1所述的用于在音频信号中嵌入水印的方法，其特征在于，在将所述 水印嵌入所述差声道音频帧之前，对所述水印进行编码。5.一种用于在音频信号中嵌入水印的装置，包括判断单元，被配置为判断当前的左声道音频帧和右...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国成，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]