水印解码器和用于提供二进制消息数据的方法技术

一种水印解码器包括时频域表示型态提供器、存储器单元、同步确定器以及水印提取器。时频域表示型态提供器提供多个时间块的加水印后的信号的频域表示型态。存储器单元存储多个时间块的加水印后的信号的频域表示型态。此外，同步确定器基于多个时间块的加水印后的信号的频域表示型态来识别对准时间块。水印提取器考虑时间上在识别的对准时间块之前的时间块与识别的对准时间块的距离，基于时间上在识别的对准时间块之前的这些时间块的加水印后的信号的已存储频域表示型态，来提供二进制消息数据。

【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音频水印系统，并且更特别地，涉及用于提供二进制消息数据的水印解码器以及用于提供二进制消息数据的方法。
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、测量量等)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、测量数据、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、测量数据等)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一些参考。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 196 40 814C2 描述了一种用于将非可听数据信号(non-audibledata signal)引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乘，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一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。在该文献描述的另一实施方式中，采用模拟带通，以从声音信号分离频带，使得可以这样改变分离的频带中的能量以对声音信号编码。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。单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。然而，已知的水印系统的问题在于，音频信号的持续时间通常非常短。例如，用户可以在电台之间快速切换，或者再生音频信号的扬声器很远，使得音频信号非常微弱。此夕卜，例如，作为用于广告的音频信号，音频信号可能通常非常短。另外，加水印后的信号通常具有非常低的比特率。因此，可用水印数据的数量通常非常低。鉴于该情况，本专利技术的目的在于提供一种根据加水印后的信号来提供二进制消息数据的改进的概念，其允许增大从加水印后的信号获得的二进制消息数据的量。
技术实现思路
该目的是通过根据权利要求I的水印解码器或根据权利要求9的方法来实现的。根据本专利技术的实施方式提供了一种水印解码器，用于根据加水印后的信号来提供二进制消息数据。水印解码器包括时频域表示型态提供器、存储器单元、同步确定器、和水印提取器。时频域表示型态提供器被配置为提供多个时间块的加水印后的信号的频域表示型态。存储器单元被配置为存储多个时间块的加水印后的信号的频域表示型态。此外，同步确定器被配置为基于多个时间块的加水印后的信号的频域表示型态来识别对准时间块。水印提取器被配置为考虑时间上在识别的对准时间块之前的时间块与识别的对准时间块的距离，基于这些时间块的加水印后的信号的已存储频域表示型态来提供二进制消息数据。本专利技术的关键思想在于存储加水印后的信号的频域表示型态，并使用同步信息(识别的对准时间块)来从时间上在前的消息中取得二进制消息数据。这样，由于还可以采用在同步可用之前接收到的时间块的数据，以用于提供二进制消息数据，可以显著增大获得的加水印后的信号含有的二进制消息数据或水印信息的量。因此，尤其是对于不同音频信号之间的快速变化，可以增大获得由音频信号含有的完整水印信息的机会。根据本专利技术的一些实施方式涉及水印解码器，包括冗余解码器，该冗余解码器被配置为使用加水印后的信号的时间上在含有识别的对准块的消息之前的不完整消息的冗余数据，提供不完整消息的二进制消息数据。这样，还可以从不完整消息中重新获得水印信肩、O根据本专利技术的另一实施方式涉及水印解码器，具有同步确定器，被配置为基于多个预定的同步序列且基于加水印后的信号的消息的二进制消息数据，来识别对准消息块。如果加水印后的信号的消息含有的时间块的数量大于多个预定的同步序列含有的不同的预定同步序列的数量，则这可以实现。如果消息包括比可用的预定同步序列的数量更多的时间块，则同步确定器可以识别单个消息中的一个以上的对准时间块。为了判定这些识别的对准时间块中的哪个是正确的(例如，指示消息的开始)，可以分析含有识别的对准时间块的消息的二进制消息数据，以获得正确的同步。根据本专利技术的一些其他实施方式涉及水印解码器，具有水印提取器，该水印提取器被配置为考虑时间上在识别的对准时间块之后的时间块与识别的对准时间块的距离，基 于这些时间块的加水印后的信号的频域表示型态，提供另一二进制消息数据。换句话说，一次识别一个对准时间块并使用时间上在后的消息的同步可能就已足够。在预定时间之后，可以重复该同步(识别对准时间块)。根据本专利技术的其他实施方式本文档来自技高网...

【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，尤利娅内·博尔苏姆，马尔科·布雷林，托比亚斯·布利姆，
申请(专利权)人：弗兰霍菲尔运输应用研究公司，
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