一种用于根据二进制消息数据（2410）提供水印信号（2420）的水印生成器（2400）包括信息处理器（2430），被配置为根据二进制消息数据的单个消息比特提供表示一组时频域值形式的消息比特的二维扩展信息（2432）。水印生成器还包括被配置为基于二维扩展信息来提供水印信号的水印信号提供器（2440）。本文还描述了水印解码器、方法、以及计算机程序。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
根据本专利技术的实施方式涉及用于根据ニ进制消息数据来提供水印信号的水印生成器。根据本专利技术的另ー实施方式涉及用于根据加水印后的信号来提供ニ进制消息数据的水印解码器。根据本专利技术的又ー实施方式涉及用于根据ニ进制消息数据来提供水印信号的方法。根据本专利技术的又ー实施方式涉及根据加水印后的信号来提供ニ进制消息数据的方法。本专利技术的其他实施方式涉及相应的计算机程序。根据本专利技术的一些实施方式涉及稳健的低复杂度的音频水印系统。
技术介绍
在许多技术应用中，需要在表示有用数据或“主数据”(例如，音频信号、视频信号、图形、測量量等)等的信息或信号中包括附加信息。在许多情况下，需要包括附加数据，使得附加数据以不被该数据的用户感知的方式结合到主数据(例如，音频数据、视频数据、静态图像数据、測量数据、文本数据等)。此外，在一些情况下，需要包括附加数据，使得附加数据不能容易地从主要数据(例如，音频数据、视频数据、静态图像数据、測量数据等)中去除。在需要实施数字权利管理的应用中，尤其如此。然而，有时只是需要在有用数据中添加实质上不可感知的边信息(side information)。例如,在一些情况下,理想的是将边信息添加到音频数据，使得边信息提供关于音频数据源、音频数据的内容、与音频数据相关的权利等的信息。为了将附加数据嵌入到有用数据或“主数据”中，可以使用所谓的“水印”的概念。在例如音频数据、静态图像数据、视频数据、文本数据等的多种不同的有用数据的文献中，已经讨论了水印概念。在下文中，将给出其中讨论了水印概念的ー些參考。然而，为了获得更详细的信息，读者还应关注与水印相关的宽领域的文本文献以及应用。DE 19640814C2描述了一种用于将非可听数据信号(non-audibledata signal)弓丨入到音频信号中的编码方法以及用于对以非可听形式包括在音频信号中的数据信号进行解码的方法。用于将非可听数据信号引入到音频信号中的编码方法包括将音频信号转换为频谱域。编码方法还包括确定音频信号的掩蔽阈值和伪噪声信号的供应。编码方法还包括提供数据信号并将伪噪声信号和该数据信号相乗，以获得频分数据信号。编码方法还包括将频分数据信号和掩蔽阈值加权并将音频信号和加权的数据信号叠加。另外，WO 93/07689描述了用于通过向节目的声音信号添加听不见的编码消息，自动识别由电台或电视频道广播或者记录在介质上的节目的方法和设备，其中，上述消息识别广播频道或电台、节目和/或提取日期。在该文献描述的实施方式中，将由模拟数字转换器将声音信号传输至数据处理器，该数据处理器能够分离频率分量，并使得能够以预定方式改变ー些频率分量中的能量以形成编码的识别消息。数据处理器的输出通过数字模拟转换器连接至音频输出端，用于广播或记录声音信号。在该文献描述的另ー实施方式中，采用模拟带通，以从声音信号分离频率带，使得可以这样改变分离的频率带中的能量以对声音イ目号编码。US 5，450，490描述了用于在声音信号中包括具有至少一个码频率分量的码的设备和方法。评估音频信号中各频率分量屏蔽人类听觉的码频率分量的能力，并且基于这些评估，为码频率分量分配幅度。还描述了用于检测编码的音频信号中的码的方法和设备。基于预期码幅度或包括码分量的频率的音频频率范围中的噪声幅度，检测编码的音频信号中的码频率分量。WO 94/11989描述了用于编码/解码广播或记录的片段并监控其观众接触率的方法和设别。描述了用于将广播或记录的片段信号中的信息编码和解码的方法和设备。在文献描述的实施方式中，观众监控系统使用扩频编码将广播或记录的片段的音频信号部分中的标识信息编码。监控装置经由麦克接收广播或记录的信号的声学再生版本，将标识信息从音频信号部分解码而不管显著的环境噪声并存储该信息，自动提供 该观众的日志，该日志随后将被上传到中心装置。単独的监控装置将另外的信息从广播信号解码，其与中心装置的观众日志信息匹配。该监控器可以使用拨号电话线同时向中心装置发送数据，并通过使用扩频技术编码并用来自第三方的广播信号调制的信号从中心装置接收数据。WO 95/27349描述了用于在音频信号中包括码并解码的设备和方法。描述了用于在音频信号中包括具有至少ー个码频率分量的码的设备和方法。评估音频信号中各频率分量屏蔽人类听觉的码频率分量的能力，并且基于这些评估，为码频率分量分配幅度。还描述了用于检测编码的音频信号中的码的方法和设备。基于预期码幅度或包括码分量的频率的音频频率范围中的噪声幅度，检测编码的音频信号中的码频率分量。然而，在已知的水印系统中，误码率有时是令人不满意的。此外，例如，如果使用非常长的扩展序列，则解码复杂度有时非常高。另外，一些传统的系统对于加水印后的信号由窄带失真源和/或脉冲状失真源引起的失真是敏感的。鉴于这种情况，本专利技术的目的是提供用于以良好的传输可靠性来对比特进行编码和解码的概念。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过如下来实现的根据权利要求I的水印生成器、根据权利要求8或权利要求9的水印解码器、根据权利要求13的用于根据ニ进制消息数据来提供水印信号的方法、根据权利要求14的用于根据加水印后的信号来提供ニ进制消息数据的方法、以及根据权利要求15的计算机程序。根据本专利技术的实施方式提供了用于根据ニ进制消息数据提供水印信号的水印生成器。水印生成器包括被配置为根据ニ进制消息数据的单个消息比特来提供ニ维扩展信息的信息处理器，该ニ维扩展信息表示型态ー组时频域值形式的消息比持。水印生成器还包括被配置为基于ニ维扩展信息来提供水印信号的水印信号提供器。本专利技术的关键思想在于，通过在时间和频率中扩展单个消息比特，可以显著提高水印信号形式的ニ进制消息数据的比特传输的可靠性。因此，实现了特别高的冗余度。此夕卜，获得了对降解水印信号的典型失真源的良好稳健性，这是因为，许多典型的失真源为窄带或短期(脉冲状)。因此，通过提供表示单个消息比特的ニ维扩展信息，在多个频率带中传输单个消息比特的信息，使得窄带失真(诸如窄带失真信号或传输函数空)通常不能防止比特的正确检测，并且描述比特的信息也在多个时间间隔上分布，使得仅影响ー个时间间隔或仅影响少数时间间隔(通常小于单个比特信息扩展的时间间隔数)的短点击型(脉冲状)失真通常不会消除以良好的可靠性恢复消息比特的可能性。总而言之，所描述的概念提供了在水印解码器侧正确地接收ニ进制消息数据的单个比特的可靠性。在优选实施方式中，信息处理器被配置为使用第一扩展序列在第一扩展方向上扩展消息比特以获得中间信息表示型态，将中间信息表示型态与重叠信息表示型态(overlayinformation representation)结合以获得结合的信息表示型态,并且使用第二扩展序列在第二方向上扩展结合的信息表示型态以获得ニ维扩展信息。在混合概念中，使用单独的扩展序列在频率方向扩展消息比特和重叠信息(例如，同步信息)，并且其中 ，使用共同扩转频率用于时间方向的扩展，该混合概念的使用便于编码的同时保持正确地分离消息比特和重叠信息(例如，同步信息)的可能性。根据该概念，如果重叠信息为同步信息，则能获得特别可靠的同步获取。在该情况下，特别有利的是，ニ进制消息数据和同步信息都是用共同时间扩展序列来编码，这是因为，必须在解码器为多个位置处本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·瓦布尼克，约尔格·皮克尔，伯特·格文博希，伯恩哈德·格里，恩斯特·埃伯莱因，乔瓦尼·德尔加尔多，斯特凡·克雷格洛，赖因哈德·兹茨曼，托比亚斯·布利姆，马尔科·布雷林，尤利娅内·博尔苏姆，
申请(专利权)人：弗兰霍菲尔运输应用研究公司，
类型：
国别省市：
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