对承载用于对音频或视频信号添加水印的有效载荷数据的符号进行编码/解码的方法及设备技术

水印信息(表示为WM)由若干符号组成，这些符号通过参考序 列调制被连续地嵌入于音频或视频信号中。在解码器侧，通过将所接 收的信号与相应的参考序列进行相关，来恢复WM。这些符号构成水 印数据帧。本发明专利技术针对每个有效载荷符号中的比特值“0”和“1”以 及水印数据帧中的每个有效载荷符号使用不同的参考序列，而不使用 同步符号。在WM解码器中执行对数搜索以减少所要执行的相关计算 的次数。本发明专利技术使得对关键声音信号的水印添加更为健壮。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对承载用于对音频或视频信号添加水印的有效 载荷数据的符号进行编码的方法及设备，并且涉及一种对承载着添加 水印后的音频或视频信号的有效载荷数据的符号进行解码的方法及设备o
技术介绍
水印信息(表示为WM)由若干符号组成，这些符号被连续地嵌 入于承载内容，如(编码后的)音频或视频信号中，以例如标识这些 信号的作者。例如，在将扩频(spread spectrum)用作基本技术的情 况下，通过将所接收的信号与己知的m-序列进行相关，在解码器侧恢 复WM。大多数WM技术发送用于纠错的冗余比特。在许多音频水印添加系统中，以帧的形式来组织有效载荷数据。 帧以一个或多个同步符号开始，后接一个或多个有效载荷符号。同步 符号信号仅仅是有效载荷比特的开始，而有效载荷符号承载包括用于 纠错的比特在内的实际有效载荷比特。图3的上半部分示出了3个连续帧FRw、 FRn和FR計,。帧包括用于检测解码器侧帧起始位置的多个同步块SYNBL (至少一个同步块)、以及承载实际信息的多个有效载 荷块PLBL (至少一个有效的有效载荷块或符号)。根据具体技术，将 帧以同步或异步方式插入音频流中。有效载荷块的插入是连续进行的， 即，在SYNBL块之后有效载荷块的插入获得同步。每个有效载荷块保 存一个或多个比特的信息。许多音频水印添加技术(如，扩频或EP05090261中公开的相位成 形(phase shaping)),将某种参考序列嵌入承载信号中。如果使用二 进制相位键控(binary phase keying),则序列的极性对比特值进行编码。对于码移键控(CSK)，针对所发送的比特值的不同值使用不同的序列。图3的下半部分示出了这样的帧该帧以3个同步符号S1、 S2和 S3开始，后接8个有效载荷符号Pldl至Pld8。在解码器处或在接收机侧， 例如由于受到攻击，无法对所接收的错误水印符号进行解码。接着， 对有效载荷数据进行纠错和解码。
技术实现思路
然而，同步符号SYNBL对于解码来说是必须的。如果在接收机侧 不能对所有同步块进行解码，那么即使可以对所有有效载荷符号进行 (纠错和)解码，整个帧也将丢失。本专利技术要解决的问题是，提供一种水印添加，其中即使正确接收 到的同步符号不可用，也可以将有效载荷符号解码。通过权利要求l、 3和7公开的方法解决了该问题。在权利要求2、 4和8中公开了使用这些 方法的设备。本专利技术允许发送和对没有同步符号或比特的帧进行解码，虽然额 外需要的处理能力很小，但这却出乎意料地使得WM检测更为健壮。 在现有技术水印添加处理中使用两个参考序列来表示比特值0和 1。本专利技术针对帧中的每个有效载荷符号使用不同的参考序列，针 对每个有效载荷符号中的比特值0和1使用不同的参考序列， 而不使用同步符号，并且在WM解码器中执行对数搜索以减少所要执 行的相关计算的次数。本专利技术使得对关键声音信号的水印添加更为健壮，这可以区分接 收到WM与根本没接收到WM。原则上，本专利技术的编码方法适于对承载用于对音频或视频信号添 加水印的有效载荷数据的符号进行编码，所述添加水印利用参考序列 进行调制，其中，所述有效载荷数据符号可以通过使用相应的参考序 列进行解调在解码侧予以恢复，并且，在所有情况下N个所述有效载 荷数据符号一起构成水印数据帧，并为每个有效载荷数据符号分配M 个水印数据比特，该编码方法包括步骤-使用所述参考序列中的N^M个不同参考序列对当前水印数据帧的所述有效载荷数据进行调制，并在未添加同步符号的情况下组合 所述当前水印数据帧的所述有效载荷数据符号，其中，每个水印数据 比特值对应一个参考序列，N是大于1的整数，M是大于0的整数；-对所述当前水印数据帧进行心理声学成形，并且将其嵌入所述音频或视频信号中以供输出；-对于下一个水印数据帧继续执行相应的步骤。原则上，本专利技术的解码方法适于对承载添加水印后的音频或视频 信号的有效载荷数据的符号进行解码，其中，在所有情况下N个所述 有效载荷数据符号一起构成水印数据帧，并为每个有效载荷数据符号 分配M个水印数据比特，并且其中，水印数据帧的所述有效载荷数据是使用N42M个不同参 考序列进行调制的，并且在未添加同步符号的情况下组合所述水印数 据帧的所述有效载荷数据符号，其中，每个水印数据比特值对应一个 参考序列，N是大于1的整数，M是大于0的整数，并且其中，对所述水印数据帧进行心理声学成形，并将其嵌入所 述音频或视频信号中，所述解码方法包括以下步骤-将所述添加水印后的音频或视频信号进行谱白化，所述谱白化 使所述心理声学成形逆转；-通过以下步骤对当前水印数据帧的所述调制后的有效载荷数据 进行解调，以得到所述有效载荷数据a) 将所述I^2M个不同参考序列分成第一半和第二半；b) 将所述第一半的所有参考序列相加，并且将所述第二半的所有参考序列相加；c) 将所述谱白化后的添加水印后的音频或视频信号的相应部分与所述第一半的求和信号相关，并与所述第二半的求和信号相关；d) 如果第一相关强于第二相关，则将所述参考序列的第一半分 成第一半和第二半，将所述第一半的参考序列相加并且将所述第二半 的参考序列相加，继续执行步骤c)，否则，将所述参考序列的第二半分成第一半和第二半，将所述第 一半的参考序列相加并且将所述第二半的参考序列相加，继续执行步 骤C);e)如果所述相加所得的求和信号仅包含所述参考序列之一，或 者如果所述当前一半仅包含所述参考序列之一，则认为该参考序列是 用于解调相应的有效载荷数据符号的正确的参考序列。原则上，本专利技术的编码设备适于对承载用于对音频或视频信号添 加水印的有效载荷数据的符号进行编码，所述水印添加利用参考序列 进行调制，其中，所述有效载荷数据符号可以通过使用相应的参考序 列进行解调在解码侧予以恢复，并且，在所有情况下N个所述有效载 荷数据符号一起构成水印数据帧，并为每个有效载荷数据符号分配M 个水印数据比特，该编码设备包括-适于使用所述参考序列中的Nf2M个不同参考序列对当前水印数据帧的所述有效载荷数据进行调制，并在未添加同步符号的情况下 组合所述当前水印数据帧的所述有效载荷数据符号的装置，其中，每个水印数据比特值对应一个参考序列，N是大于1的整数，M是大于0的整数；-适于对所述当前水印数据帧进行心理声学成形，并将其嵌入所 述音频或视频信号中以供输出的装置，据此，此后所述装置继续对下一水印数据帧进行处理。 原则上，本专利技术的解码设备适于对承载添加水印后的音频或视频信号的有效载荷数据的符号进行解码，其中，在所有情况下N个所述有效载荷数据符号一起构成水印数据帧，并为每个有效载荷数据符号分配M个水印数据比特，并且其中，水印数据帧的所述有效载荷数据是使用1^2M个不同参考序列进行调制的，并且在未添加同步符号的情况下组合所述水印数 据帧的所述有效载荷数据符号，其中，每个水印数据比特值对应一个参考序列，N是大于1的整数，M是大于0的整数，并且其中，对所述水印数据帧进行心理声学成形，并将其嵌入所 述音频或视频信号中，所述解码设备包括 .-适于将所述添加水印后的音频或视频信号进行谱白化的装置， 所述谱白化使所述心理声学成形逆转；-适于通过以下步骤对当前水印数据帧的所述调制后的有效载荷 数据进行解调，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对承载用于对音频或视频信号（ＡＳ）添加水印的有效载荷数据（ＰＬＤ，Ｐｌｄ１－Ｐｌｄ８）的符号（ＰＬＢＬ）进行编码的方法，所述添加水印使用参考序列进行调制，其中，所述有效载荷数据符号能够通过使用相应的参考序列进行解调在解码侧予以恢复，并且，在所有情况下Ｎ个所述有效载荷数据符号一起构成水印数据帧（ＦＲ↓［ｎ－１］，ＦＲ↓［ｎ］，ＦＲ↓［ｎ＋１］），并为每个有效载荷数据符号分配Ｍ个水印数据比特，其特征在于以下步骤：　使用所述参考序列中的Ｎ＊２↑［Ｍ］个不同参考序列对当前水 印数据帧（ＦＲ↓［ｎ］）的所述有效载荷数据（ＰＬＤ）进行调制（ＭＳ），并在未添加同步符号的情况下组合所述当前水印数据帧的所述有效载荷数据符号，其中，每个水印数据比特值对应一个参考序列，Ｎ是大于“１”的整数，“Ｍ”是大于“０”的整数；　 对所述当前水印数据帧（ＦＲ↓［ｎ］）进行心理声学成形（ＰＡＳ），并且将其嵌入所述音频或视频信号（ＡＳ）中以供输出（ＷＡＳ）；　－对于下一个水印数据帧（ＦＲ↓［ｎ＋１］）继续执行相应的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.7 EP 06120311.31、一种对承载用于对音频或视频信号(AS)添加水印的有效载荷数据(PLD，Pld1-Pld8)的符号(PLBL)进行编码的方法，所述添加水印使用参考序列进行调制，其中，所述有效载荷数据符号能够通过使用相应的参考序列进行解调在解码侧予以恢复，并且，在所有情况下N个所述有效载荷数据符号一起构成水印数据帧(FRn-1，FRn，FRn+1)，并为每个有效载荷数据符号分配M个水印数据比特，其特征在于以下步骤使用所述参考序列中的N*2M个不同参考序列对当前水印数据帧(FRn)的所述有效载荷数据(PLD)进行调制(MS)，并在未添加同步符号的情况下组合所述当前水印数据帧的所述有效载荷数据符号，其中，每个水印数据比特值对应一个参考序列，N是大于“1”的整数，“M”是大于“0”的整数；对所述当前水印数据帧(FRn)进行心理声学成形(PAS)，并且将其嵌入所述音频或视频信号(AS)中以供输出(WAS)；-对于下一个水印数据帧(FRn+1)继续执行相应的步骤。2、 一种用于对承载对音频或视频信号(AS)添加水印的有效载 荷数据(PLD， Pldl-Pld8)的符号(PLBL)进行编码的设备，所述添 加水印利用参考序列进行调制，其中，所述有效载荷数据符号能够通 过在解码侧使用相应的参考序列进行解调予以恢复，并且，在所有情 况下N个所述有效载荷数据符号一起构成水印数据帧(FR^， FRn， FRn+1)，并为每个有效载荷数据符号分配M个水印数据比特，所述编 码设备包括-适于使用所述参考序列中的Nf2M个不同参考序列对当前水印 数据帧(FRn)的所述有效载荷数据(PLD)进行调制，并在未添加同 步符号的情况下组合所述当前水印数据帧的所述有效载荷数据符号的 装置(MS),其中，每个水印数据比特值对应一个参考序列，N是大 于1的整数，M是大于0的整数；-适于对所述当前水印数据帧(FRn)进行心理声学成形，并将其嵌入所述音频或视频信号(AS)中以供输出(WAS)的装置(PAS)， 据此，此后所述装置继续对下一水印数据帧(FRn+1)进行处理。3、 一种对承载添加水印后的音频或视频信号(WAS)的有效载 荷数据(PLD， Pldl-Pld8)的符号(PLBL)进行解码的方法，其中， 在所有情况下N个所述有效载荷数据符号一起构成水印数据帧(FR^， FRn， FRn+l)，并为每个有效载荷数据符号分配M个水印数据比特，并且其中，水印数据帧(FRn)的所述有效载荷数据(PLD)是 使用N+2M个不同参考序列进行调制(MS)的，并且在未添加同步符 号的情况下组合所述水印数据帧的所述有效载荷数据符号，其中，每 个水印数据比特值对应一个参考序列，N是大于1的整数，M 是大于0的整数，并且其中，对所述水印数据帧(FRn)进行心理声学成形(PAS)， 并将其嵌入所述音频或视频信号(AS)中， 所述解码方法包括以下步骤-将所述添加水印后的音频或视频信号(WAS)进行谱白化 (SPW)，所述谱白化使所述心理声学成形(PAS)逆转；-通过以下步骤对当前水印数据帧(FRJ的所述调制后的有效载 荷数据(PLD)进行解调(DSPDM)，以得到所述有效载荷数据 (Pldl-Pld8):a) 将所述>^*21^个不同参考序列分成第一半和第二半；b) 将所述第一半的所有参考序列相加，并且将所述第二半的所 有参考序列相加；c) 将所述谱白化后的添加水印后的音频或视频信号的相应部分 与所述第一半的求和信号执行相关，并与所述第二半的求和信号执行 相关；d) 如果第一相关强于第二相关，则将所述参考序列的第一半分 成第一半和第二半，将所述第一半的参考序列相加并且将所述第二半 的参考序列相加，继续执行步骤c)，否则，将所述参考序列的第二半分成第一半和第二半，将所述第 一半的参考序列相加并且将所述第二半的参考序列相加，继续执行步骤C);e)如果所述相加所得的求和信号仅包含所述参考序列之一，或 者如果所述当前一半仅包含所述参考序列之一，则认为该参考序列是 用于解调相应的有效载荷数据符号的正确的参考序列。4、 一种用于对承载添加水印后的音频或视频信号(WAS)的有 效载荷数据(PLD， Pldl-Pld8)的符号(PLBL)进行解码的设备，其 中，在所有情况下N个所述有效载荷数据符号一起构成水印数据帧 (FRn.,， FRn， FRn+1)，并为每个有效载荷数据符号分配M个水印数据 比特，并且其中，水印数据帧(FRn)的所述有效载荷数据(PLD)是 使用N+2M个不同参考序列进行调制(MS)的，并且在未添加同步符 号的情况下组合所述水印数据帧的所述有效载荷数据符号，其中，每 个水印数据比特值对应一个参考序列，N是大于1的整数，M 是大于0的整数，并且其中，对所述水印数据帧(FRn)进行心理声学成形(PAS)， 并将其嵌入所述音频或视频信号(AS)中，所述解码...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·乔治·鲍姆，乌尔里希·施赖伯，
申请(专利权)人：汤姆森许可贸易公司，
类型：发明
国别省市：FR