水印信号提供及水印嵌入的制作方法

专利名称：水印信号提供及水印嵌入的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于提供水印信号的水印信号提供器以及使用水印信号的水印嵌入。
背景技术：
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，当将水印信息插入到音频信号的时间/频率频谱中时，难以在掩蔽阈值(masking threshold)以下隐藏水印信息或者难以在尽可能多的能量向水印信息的分配之间找到最佳平衡，因此增大了解码器侧的提取，并且当再生加水印的音频信号时，保持水印信息被不可听地嵌入。

发明内容
鉴于该情况，本发明的目的在于提供一种用于提供水印信号的机制以及用于使用该水印信号进行水印嵌入的机制，其能够实现水印信号的可提取性和不可听性之间的更好平衡。该目的是通过根据权利要求I的水印信号提供器、根据权利要求8的水印嵌入器、根据权利要求9或10的方法、以及根据权利要求11的计算机程序来实现的。根据本发明实施方式，一种水印信号提供器，用于提供当被添加到音频信号时适于隐藏在音频信号中的水印信号，使得水印信号表示水印数据，该水印信号提供器包括心理声学处理器，用于确定音频信号的掩蔽阈值；以及调制器，用于根据以水印数据的时间离散表示型态的样本时间间隔彼此隔开的样本成型函数的叠加，来生成水印信号，每个样本成型函数均用与时间离散表示型态的相应样本来幅度加权，该时间离散表示型态与取决于掩蔽阈值的相应幅度权重相乘，该调制器被配置为使得样本时间间隔短于样本成型函数的时间延伸；并且相应幅度权重还取决于在时间上与相应样本相邻的时间离散表示型态的样本。本发明基于以下发现通过选择不仅取决于掩蔽阈值、还取决于与相邻样本相邻的水印数据的时间离散表示型态的样本的用于将叠加地形成水印信号的样本成型函数幅度加权的幅度权重，可以实现水印信号的可提取性和不可听性之间的更好平衡。这样，在相邻的样本位置处的样本成型函数可以彼此重叠，即，样本时间间隔可以短于样本成型函数的时间延伸，并且尽管如此，可以通过在设置幅度权重时考虑与当前加权的样本相邻的时间离散表示型态的样本，来补偿这种相邻的样本成型函数之间的干涉。此外，由于样本成型函数被使得具有较长的时间延伸，因此可以使得其频率响应较窄，即，当在混响环境中再生加水印的音频信号时，使得水印信号抗混响的可提取性更强。换句话说，相应幅度权重不仅取决于掩蔽阈值，还取决于与相应样本相邻的水印数据的时间离散表示型态的样本，这使得能够补偿相邻的样本成型函数之间的音频干涉，否则，这将导致干扰掩蔽阈值。



后续将参照附图来描述根据本发明的实施方式，在附图中图I示出了根据本发明实施方式的水印插入器的示意性框图；图2示出了根据本发明实施方式的水印解码器的示意性框图；图3示出了根据本发明实施方式的水印生成器的详细示意性框图；图4示出了用于本发明实施方式的调制器的详细示意性框图；图5示出了用于本发明实施方式的心理声学处理模块的详细示意性框图；图6示出了用于本发明实施方式的心理声学模块处理器的示意性框图；图7示出了由块801输出的音频信号的功率频谱在频率上的曲线表示；图8示出了由块802输出的音频信号的功率频谱在频率上的曲线表示；图9示出了幅度计算的示意性框图；图IOa示出了调制器的示意性框图；图IOb示出了时间频率要求(time-frequency claim)的系数的位置的曲线表示；图Ila和图Ilb示出了同步模块的实现替代方案的示意性框图；图12a示出了找到水印的时间对准的问题的曲线表示；图12b示出了识别消息开始的问题的曲线表示；图12c示出了同步序列在全消息同步模式中的时间对准的曲线表示；图12d示出了同步序列在部分消息同步模式中的时间对准的曲线表示；图12e示出了同步模块的输入数据的曲线表示；图12f示出了识别同步瞬时干扰(synchronization hit)的概念的曲线表示；图12g 不出了同步签名相关器(synchronization signature correlator)的不意性框图；图13a示出了用于时间解扩的实例的曲线表示；图13b示出了比特和扩展序列之间的逐元素(element-wise)相乘的实例的曲线表不;图13c示出了同步签名相关器在时间平均后的输出的曲线表示；图13d示出了用同步签名的自相关函数过滤的同步签名相关器的输出的曲线表示；图14示出了根据本发明实施方式的水印提取器的示意性框图；图15示出了选择时频域表示型态作为候选消息的示意表示；图16示出了分析模块的示意性框图；图17a示出了同步相关器的输出的曲线表示；图17b示出了解码消息的曲线表示；图17c示出了从加水印后的信号中提取的同步位置的曲线表示；
图18a示出了有效载荷、具有Viterbi (维特比)终止序列的有效载荷、维特比编码的有效载荷、以及维特比编码有效载荷的重复编码版本的曲线表示；图18b示出了用于嵌入加水印后的信号的子载波的曲线表示；图19示出了非编码消息、编码消息、同步消息和水印信号的曲线表示，其中，同步序列应用于这些消息；图20示出了所谓的“ABC同步”概念的第一步的示意表示；图21示出了所谓的“ABC同步”概念的第二步的曲线表示；图22示出了所谓的“ABC同步”概念的第三步的曲线表示；图23示出了包括有效载荷和CRC部分的消息的曲线表示；图24示出了根据本发明实施方式的水印信号提供器的示意性框图；图25示出了根据本发明实施方式的水印嵌入器的示意性框图。
具体实施例方式I.水印信号提供以下，将参照图24描述水印信号提供器2400。水印信号提供器2400包括心理声学处理器2410和调制器2420。心理声学处理器2410被配置为接收音频信号2430，水印信号提供器2400将为音频信号2430提供水印信号2440。调制器2420被配置为使用由心理声学处理器2410提供的掩蔽阈值，以生成水印信号2440。特别地，调制器2420被配置为根据样本成型函数的重叠，来生成水印信号2440，这些样本成型函数以将由水印信号2440表示的水印数据2450的时间离散表示型态的样本时间间隔彼此隔开。特别地，调制器2420在生成水印信号2440时使用掩蔽阈值，使得当水印信号2440被添加到音频信号2430以获得加水印的音频信号时，水印信号2440适于隐藏在音频信号2430中。如下面更详细的描述的，实际上，水印数据的时间离散表示型态可以为时间/频率离散表示型态，并且可以通过使用在时域和/或频域中的扩展而从水印数据2450导出。到分配了时间离散表示型态的样本的格栅位置(grid position)的时间或时间/频率格栅可以在时间上固定，特别地，独立于音频信号2430。该叠加又可以被解释为具有在提到的格栅的格栅位置处排列的样本的时间/离散表示型态的卷积，样本通过幅度权重被加权，幅度权重又不仅取决于掩蔽阈值，还取决于在时间上相邻的时间离散表示型态的样本。幅度权重对掩蔽阈值的相关性可以如下从掩蔽阈值的各时间块导出用于与特定时间块处的时间离散表示型态的特定样本相乘的幅度权重，掩蔽阈值本身又取决于时间和频率。因此，在水印数据的时间/频率离散表示型态的情况下，每一样本均与对应于掩蔽阈值的幅度权重相乘，掩蔽阈值在水印信号表不型态样本的相应时间/频率格栅位置处被米样。此外，能够使用用于从水印数据2450检索时间离散表示型态的时间差分表示型态的时间差分编码。调制器2420被配置为根据样本成型函数的叠加来生成水印信号2440，使得每一个样本成型函数通过与相应幅度权重相乘的时间离散表示型态的相应样本来幅度加权，该相应幅度权重取决于由心理声学处理器2410确定的掩蔽阈值，特别地，调制器2420被配置为使得样本时间间隔短于样本成型函数的时间延伸，并使得相应幅度权重还取决于与相应样本相邻的时间离散表示型态的样本。如下文更加详细概括的，样本时间间隔短于样本成型函数的时间延伸的事实导致了在时间上相邻的样本成型函数之间的干扰，从而增加偶然干扰掩蔽阈值的风险。然而，掩蔽阈值的这种干扰通过使幅度权重也取决于与当前样本相邻的时间离散表示型态的样本来补偿。在下文概括的水印系统的实施方式中，刚提到的相关性由幅度权重的迭代设置来实现。特别地，心理声学处理器2410可以确定独立于水印数据的掩蔽阈值，同时调制器2420可以被配置为通过基于独立于水印数据的掩蔽阈值初步确定幅度权重，来迭代地设置幅度权重。调制器2420然后可以被配置为检查样本成型函数的叠加是否干扰掩蔽阈值，样本成型函数通过与初步确定的幅度权重相乘的水印表示型态的样本来幅度加权。如果干扰掩蔽阈值，则调制器2420可改变初步确定的幅度权重，以获得另一叠加。调制器2420可以·重复包括具有连续叠加的检查和干扰，直到履行相应的中断条件，诸如幅度加权保持它们·在某一特定变化阈值中的值。在上述提到的检查中，时间离散表示型态的相邻样本由于样本成型函数的叠加和时间延伸超过样本时间间隔而导致时间离散表示型态彼此影响/干涉，用于生成的孔迭代处理(hole iterative process)取决于水印数据表示型态的这些相邻样本。应当注意，在以下概括的实施方式中，使用水印数据在时域中的扩展以揭示刚提及的时间离散表示型态。然而，这种时间扩散可以舍弃。该扩展应用于还在以下实施方式中使用的频率扩展。2.水印嵌入器图25示出了使用图24的水印信号提供器2400的水印嵌入器。具体地，图25的水印嵌入器通常用参考标号2500表示并除了包括水印信号提供器2400以外还包括相加器2510，该相加器将由水印信号提供器2400输出的水印信号2440与音频信号2430相加，以获得加水印的音频信号2530。3.系统描述以下，将描述用于水印传输的系统，其包括水印插入器和水印解码器。自然地，水印插入器和水印解码器可以彼此独立地使用。对于系统的描述，这里选择了自顶向下方法。首先，区分编码器和解码器。然后，在章节3. I至3. 5中，详细地描述了每个处理块。在分别描述了编码器侧和解码器侧的图I和图2中可以看到系统的基本结构。图I示出了水印插入器100的示意性框图。在编码器侧，基于与心理声学处理模块102交换的信息104、105，根据二进制数据IOla在处理块101 (也被指定为水印生成器)中生成水印信号101b。从块102提供的信息通常保证水印是听不见的。然后，由水印生成器101生成的水印被添加到音频信号106。然后，可以传输、存储、或进一步处理加水印后的信号107。在例如音频视频文件的多媒体文件的情况下，需要将适当的延迟添加到视频流，以不失去音频视频同步。在多信道音频信号的情况下，如在该文献中说明的，单独处理每个信道。在章节3. I和3. 2中分别详细说明了处理块101 (水印生成器)和102 (心理声学处理模块)。在图2中描述了解码器侧，图2示出了水印解码器200的示意性框图。例如由麦克记录的水印音频信号200a被使得可用于系统200。还被指定为分析模块的第一块203在时间/频率域中解调并转换数据(例如，加水印后的音频信号)(从而获得水印音频信号200a的时频域表示型态204)，并将其传递到同步模块201，该同步模块分析输入信号204并执行时间同步，即，确定(例如，相对于时频域表示型态的编码水印数据的)编码数据的时间对准。该信息(例如，由此产生的同步信息205)被提供给对数据解码(并随后提供二进制数据202a，其表示水印音频信号200a的数据内容)的水印提取器202。3. I水印生成器101图3中详细描述了水印生成器101。待隐藏在音频信号106中的二进制数据(表示为±1)被提供给水印生成器101。块301在等长度Mp的数据包中组织数据101a。出于信令的目的，向每个数据包添加(例如，附加)开销比特(overhead bit)。假设Ms表示其数量。在章节3. 5中将详细描述其使用。值得注意的是，在下文中，有效载荷比特连同信令开销比特的每个数据包均为表示的消息。长度为Nm=Ms+Mp的每个消息301a都被移交至处理块302，即，信道编码器，其负责对这些比特编码以用于防止误差。该模块的可能实施方式由卷积编码器(convolutional encoder)连同交织器(interleaver)组成。卷积编码器的比率极大地影响水印系统防止误差的总程度。另一方面，交织器保护免受噪声突发。交织器的操作的范围可以限于一个消息，但其还可以延伸至多个消息。假设R。表示码比，例如，1/4。每个消息的编码比特数为Nm/R。。信道编码器例如提供编码的二进制消息302a。下一处理模块303在频域中执行扩展。为了实现足够大的信噪比的信号，在Nf个仔细选择的子带中扩展并传输信息(例如，二进制消息302a的信息)。一开始确定其在频率中的确切位置，并且这对于编码器和解码器都是已知的。在章节3. 2. 2中给出了该重要系统参数的选择的细节。由大小为NfX I的扩展序列Cf来确定频率的扩展。块303的输出303a由Nf个比特流组成，每个子带一个比特流。通过将输入比特与扩展序列Cf的第i个分量相乘来获得第i个比特流。最简单的扩展由将比特流复制到每个输出流，即，使用所有比特流的扩展序列来组成。也被指定为同步方案插入器的块304将同步信号添加到比特流。当解码器不知道比特或数据结构的时间对准(即，不知道每个消息何时开始)时，稳健同步是重要的。同步信号由每个都为Nf个比特的Ns个序列组成。这些序列为相乘的逐元素并周期性地与比特流(或比特流303a)相乘。例如，假设a、b和c是Ns=3个同步序列(也被指定为同步扩展序列)。块304将a乘以第一扩展比特，将b乘以第二扩展比特，并将c乘以第三扩展比特。对于以下的比特，定期地重复该过程，即，将a乘以第四比特，将b乘以第三比特等。因此，获得了结合的信息同步信息304a。仔细地选择同步序列(也被指定为同步扩展序列)，以使假同步的风险最小化。在章节3. 4中给出了更多细节。此外,应当注意的是,序列a、b、c···可以被看作是一序列同步扩展序列。块305在时域中执行扩展。输入端处的每个扩展比特(即，长度Nf的向量)在时域中重复Nt次。与频率下的扩展相类似，发明人定义了大小为NtX I的扩展序列ct。第i个时间重复与ct的第i个分量相乘。块302至305的操作可以如下放在数学方面中。假设大小为IXN111=Re的m为302的编码消息、输出。块303的输出303a (可以被看作扩展信息表示型态R)为大小NfXNnZRc 的 Cf · m (I)
块304的输出304a (可以被看作结合信息同步表示型态C)为大小Nf XNm/Rc 的 S ο (Cf · m) (2)其中，Q表不 Schur 逐兀素乘积(Schur element-wise product),并且S=大小 NfXNm/Rc 的[· · · a b c. · · a b. · · ] (3)305 的输出 3O5a 为大小Nf XNt · NnZRcOcJ(A)其中， 和T分别表示Kronecker乘积和转置。请记住，二进制数据被表示为±1。·块306执行比特的差分编码。该步骤给出了抵抗由于移动或本地振荡器不匹配导致的相移的系统附加稳健性。在章节3. 3中给出了关于该问题的更多细节。如果b(i;j)是在块306的输入端处的第i个频带以及第j个时间块的比特，则输出比特bdiff(i ；j)为bdiff(i, j)=bdiff(i, j-1) · b(i, j) (5)在流开始时，即，对于j=0，bdiff (i，j - I)被设置为I。块307根据在其输入端给出的二进制信息306a执行实际调制，即，生成水印信号波。在图4中给出了更详细的图表。Nf个并行输入，S卩，401至40Nf包含不同子带的比特流。每个子带流的每个比特通过位成型块(411至41Nf)来处理。位成型块的输出为时域中的波形。如下计算基于输入比特1^ (1，j)针对第j个时间块和第i个子带生成的由sid(t)表示的波Si, j(t)=bdiff (i, j) Y (i, j) · gjt-j, Tb) (6)其中，y (i ；j)是由心理声学处理单元102提供的加权因子，Tb为比特时间间隔，gi(t)为第i个子带的比特形成函数(bit forming function)。根据用余弦在频率下调制的基带函数来获得比特形成函数W(1) /// (Π ' cuk(2-,/V)(7)其中，&为第i个子带的中心频率，并且标号T表示转置器。对于每个子带，基带函数可以不同。如果选择相同，则解码器处的更有效实现是可能的。更多细节参见章节3. 3。在由心理声学处理模块(102)控制的迭代处理中重复用于每个比特的比特成型。为了微调权重Y (i，j)以在保持水印不被听到的同时为水印分配尽可能多的能量，迭代是必要的。在章节3. 2中给出了更多细节。在第i个比特成型滤波器41i的输出端处的完整波为$,.(,) = Σ 5,,/0(8)
J尽管主要能量集中在比特间隔内，但对于远大于Tb的时间间隔，比特形成基带函
数g: 通常不为零。在图12中可以看出一个实例，在图12中，对于两个相邻的比特绘制
了相同的比特形成基带函数。在附图中，使Tb=40ms。Tb的选择以及函数的形状都对系统有很大的影响。实际上，较长的符号提供了较窄的频率响应。这在回响环境中特别有益。实际上，在这种场景下，加水印后的信号经由多个传播路径到达麦克风，每个传播路径都以不同的传播时间为特征。所得到的信道表现出强频率选择性。在时域中进行解释，当具有可与比特间隔相比的延迟的回声产生建设性的干扰时，较长的符号是有益的，这意味着，回声增大了接收到信号的能量。尽管如此，较长的符号也有一些缺陷；较大的重叠可能导致符号间干扰(ISI)并且肯定更难以隐藏在音频信号中，使得心理声学处理模块将允许相比于较短的符号更少的能量。通过将比特形滤波器的所有输出相加获得水印信号
权利要求
1.一种水印信号提供器(2400)，用于提供当被添加到音频信号(2430 ；106)时适于隐藏在所述音频信号中的水印信号(2440 ;101b)，使得所述水印信号表示水印数据(2450 ；101a)，所述水印信号提供器包括 心理声学处理器(2410 ;102)，用于确定所述音频信号的掩蔽阈值；以及 调制器(2420 ;307)，用于根据以所述水印数据的时间离散表示型态的样本时间间隔(Tb)彼此隔开的样本成型函数的叠加，来生成所述水印信号，每个所述样本成型函数分别用所述时间离散表示型态的相应样本来幅度加权，所述相应样本与取决于所述掩蔽阈值的相应幅度权重相乘，所述调制器被配置为使得 所述样本时间间隔短于所述样本成型函数的时间延伸；以及 所述相应幅度权重还取决于在时间上与所述相应样本相邻的所述时间离散表示型态的样本。
2.根据权利要求I所述的水印信号提供器，其中，所述心理声学处理器被配置为确定独立于所述水印数据的所述掩蔽阈值，并且所述调制器被配置为通过以下项来迭代地生成所述水印信号 基于独立于所述水印数据的所述掩蔽阈值，初步确定初步幅度权重； 检查使用所述初步幅度权重作为所述相应幅度权重的所述样本成型函数的叠加是否干扰所述掩蔽阈值；以及 如果使用所述初步幅度权重作为所述相应幅度权重的所述样本成型函数的叠加干扰了所述掩蔽阈值，则改变所述初步幅度权重，以获得使用改变了的幅度权重作为所述相应幅度权重的所述样本成型函数的叠加。
3.根据权利要求I或2所述的水印信号提供器，还包括用于在时间上扩展所述水印数据以获得所述时间离散表示型态的时间扩展器(305)。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的水印信号提供器，还包括用于在频域中扩展所述水印数据以获得所述时间离散表示型态的频率扩展器(303)。
5.根据以上任一权利要求所述的水印信号提供器，其中，所述心理声学处理器包括用于使用大约为所述样本时间间隔的第一窗口长度而通过重叠变换将所述音频信号从所述时域转换到频域的时间/频率分析器(501)。
6.根据权利要求5所述的水印信号提供器，其中，所述时间/频率分析器被配置为也使用短于所述第一窗口长度的第二窗口长度而通过所述重叠变换将所述音频信号从所述时域转换到所述频域。
7.根据以上任一权利要求所述的水印信号提供器，其中，所述时间离散表示型态由时间离散子带组成，其中，所述调制器被配置为针对每个时间离散子带根据以所述样本时间间隔隔开的样本成型函数的叠加，来生成所述水印信号，其中，每个所述样本成型函数分别用所述相应时间离散子带的相应样本来幅度加权，所述相应样本与取决于所述掩蔽阈值的相应幅度权重相乘，用于所述相应时间离散子带的叠加的所述样本成型函数包括在所述相应时间尚散子带的中心频率处的载波频率。
8.一种水印嵌入器，包括 根据上述权利要求中任一项所述的水印信号提供器，用于提供当被添加到音频信号时适于隐藏在所述音频信号中的水印信号，使得所述水印信号表示水印数据，以及相加器，用于将所述水印信号和所述音频信号相加以获得加水印的音频信号。
9.一种用于提供当被添加到音频信号(106)时适于隐藏在所述音频信号中的水印信号(IOlb)的方法，使得所述水印信号表示水印数据(101a)，所述方法包括 确定所述音频信号的掩蔽阈值；以及 根据以所述水印数据的时间离散表示的样本时间间隔(Tb)彼此隔开的样本成型函数的叠加，来生成所述水印信号，每个所述样本成型函数分别用所述时间离散表示型态的相应样本来幅度加权，所述相应样本与取决于所述掩蔽阈值的相应幅度权重相乘，所述生成被执行为使得 所述样本时间间隔短于所述样本成型函数的时间延伸；以及 所述相应幅度权重还取决于在时间上与所述相应样本相邻的所述时间离散表示型态的样本。
10.一种水印嵌入方法，包括 根据权利要求9提供当被添加到音频信号时适于隐藏在所述音频信号中的水印信号，使得所述水印信号表示水印数据； 将所述水印信号和所述音频信号相加，以获得加水印的音频信号。
11.一种计算机程序，存储有用于当在计算机上运行时执行根据权利要求9或10所述的方法的指令。
全文摘要
描述了一种水印信号提供器(2400)，用于提供当被添加到音频信号(2430)时适于隐藏在音频信号中的水印信号(2440)，使得水印信号表示水印数据(2450)。该水印信号提供器包括心理声学处理器(2410)，用于确定音频信号的掩蔽阈值；以及调制器(2420)，用于根据样本成型函数的叠加生成水印信号，样本成型函数以水印数据的时间离散表示型态的样本时间间隔(Tb)彼此隔开，每个样本成型函数分别用时间离散表示型态的相应样本幅度加权，该相应样本与取决于掩蔽阈值的相应幅度权重相乘，调制器被配置为使得样本时间间隔短于样本成型函数的时间延伸；该相应幅度权重还取决于在时间上与相应样本相邻的时间离散表示型态的样本。
文档编号G10L19/00GK102959622SQ201180020596
公开日2013年3月6日 申请日期2011年2月22日 优先权日2010年2月26日
发明者斯特凡·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, 尤利娅内·博尔苏姆, 马尔科·布雷林 申请人:弗兰霍菲尔运输应用研究公司