用于數(shù)字水印的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及用于數(shù)字水印的系統(tǒng)，適于向信號源所產(chǎn)生的音頻信號添加水印。該系統(tǒng)包括：頻譜調(diào)制器，配置用于對將要嵌入音頻信號的水印比特和偽噪聲信號進行頻譜調(diào)制以生成經(jīng)調(diào)制信號；失真控制器，耦合至信號源和頻譜調(diào)制器，配置用于根據(jù)音頻信號對經(jīng)調(diào)制信號進行整形，以生成滿足預定失真約束的經(jīng)整形信號；以及干擾補償器，耦合至信號源和失真控制器，配置用于根據(jù)音頻信號、偽噪聲信號和經(jīng)整形信號生成補償信號，其中補償信號用于補償音頻信號對水印解碼的干擾。
【專利說明】用于數(shù)字水印的系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型總體上涉及數(shù)字信號處理領域，更具體地，涉及用于數(shù)字水印的系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]近年來，數(shù)字水印技術已經(jīng)被廣泛應用于多媒體數(shù)字信號的版權(quán)保護、發(fā)布控制、一致性校驗、廣播監(jiān)控、數(shù)據(jù)隱藏等領域。數(shù)字水印技術的基本思想是:向圖像、圖形、音頻和/或視頻之類的數(shù)字多媒體信號中添加稱為水印的信息，以便在將來用于各種驗證目的。水印充實質(zhì)上是一種隱藏在主多媒體信號中的數(shù)字簽名，提供了關于主多媒體信號的所有權(quán)或者使用權(quán)限等信息。
[0003]從數(shù)字水印的提取和檢測看，數(shù)字水印技術可以被劃分為非盲水印技術、半盲水印技術和盲水印技術。非盲水印技術在提取和解碼時需要原始多媒體信息和所添加的參考信號(例如，偽噪聲序列)；半盲水印技術在提取時需要參考信號和生成該參考信號的密鑰；盲水印技術在提取時僅需要密鑰。
[0004]在針對音頻的數(shù)字水印技術中，基于擴頻(Spread Spectrum, SS)調(diào)制的數(shù)字水印是一種已知的盲水印技術。然而，傳統(tǒng)上基于SS的水印僅考慮了攻擊噪聲對水印解碼的影響，忽略了主音頻信號本身對于水印解碼的干擾，這可能導致誤碼率的增高。而且，為了降低水印給主音頻信號造成的聽覺失真，水印嵌入方經(jīng)常對所使用的參考信號進行頻譜處理。這使得執(zhí)行盲檢的數(shù)字水印解碼器難以準確地恢復出水印嵌入方所使用的參考信號。換言之，水印嵌入方與解碼方之間存在著參考信號失配，這導致了解碼性能的降低。
[0005]因此，本領域中需要一種更為準確和魯棒的數(shù)字音頻水印技術。
實用新型內(nèi)容
[0006]為了解決本領域中的上述問題以及其他問題，本實用新型提供一種用于數(shù)字水印的系統(tǒng)和方法。
[0007]在本實用新型的一個方面，提供一種用于數(shù)字水印的系統(tǒng)，適于向信號源所產(chǎn)生的音頻信號添加水印。該系統(tǒng)包括:頻譜調(diào)制器，配置用于對將要嵌入音頻信號的水印比特和偽噪聲信號進行頻譜調(diào)制以生成經(jīng)調(diào)制信號；失真控制器，耦合至信號源和頻譜調(diào)制器，配置用于根據(jù)音頻信號對經(jīng)調(diào)制信號進行整形，以生成滿足預定失真約束的經(jīng)整形信號；以及干擾補償器，耦合至信號源和失真控制器，配置用于根據(jù)音頻信號、偽噪聲信號和經(jīng)整形信號生成補償信號，其中補償信號用于補償音頻信號對水印解碼的干擾。
[0008]根據(jù)某些實施例，該系統(tǒng)進一步包括:偽噪聲生成器，耦合至頻譜調(diào)制器和干擾補償器，配置用于在密鑰控制下生成偽噪聲信號，并且將偽噪聲信號饋送給頻譜調(diào)制器和干擾補償器。
[0009]根據(jù)某些實施例，失真控制器包括:分析濾波器，配置用于將經(jīng)調(diào)制信號變換為頻域中的頻譜系數(shù)；頻譜調(diào)節(jié)器，耦合至分析濾波器，配置用于根據(jù)失真約束調(diào)節(jié)頻譜參數(shù)；以及綜合濾波器，耦合至頻譜調(diào)節(jié)器，配置用于將經(jīng)調(diào)節(jié)的頻譜參數(shù)變換回時域中以生成經(jīng)整形信號。
[0010]根據(jù)某些實施例，該系統(tǒng)進一步包括:建模器，耦合至信號源和失真控制器，配置用于基于聲學心理模型生成針對音頻信號的遮蔽閾值，并且將遮蔽閾值饋送給作為失真約束饋送給失真控制器。
[0011]根據(jù)某些實施例，干擾補償器包括:干擾計算器，配置用于根據(jù)音頻信號、偽噪聲信號以及經(jīng)整形信號計算信號投影以確定音頻信號對水印解碼的干擾值；以及補償生成器，耦合至干擾計算器，配置用于基于干擾值和經(jīng)調(diào)制信號生成補償信號。
[0012]根據(jù)某些實施例，該系統(tǒng)可被實現(xiàn)為集成電路、專用集成電路、現(xiàn)場可編程門陣列或者片上系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]通過參考附圖閱讀下文的詳細描述，本實用新型的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將變得易于理解。在附圖中，以示例性而非限制性的方式示出了本實用新型的若干實施例，其中:
[0014]圖1示出了根據(jù)本實用新型一個示例性實施例的用于數(shù)字水印的系統(tǒng)100的示意性結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖2示出了根據(jù)本實用新型另一示例性實施例的用于數(shù)字水印的系統(tǒng)200的示例性結(jié)構(gòu)框圖；以及
[0016]圖3示出了根據(jù)本實用新型一個示例性實施例的用于數(shù)字水印的方法300的流程圖。
[0017]在各個附圖中，相同或?qū)臉颂柋聿幌嗤驅(qū)牟糠帧?br>
【具體實施方式】
[0018]總體上，根據(jù)本實用新型的實施例，為了盡可能地降低作為信號載體的主音頻信號對于水印解碼的干擾，在水印嵌入方生成補償信號以便這種干擾進行補償。由此，可以有效地降低水印解碼方的誤碼率。而且，為了克服水印嵌入方對參考信號進行的失真控制處理給水印解碼帶來的不利影響，在本實用新型的實施例中，在生成上述補償信號時不僅考慮主音頻信號和原始偽噪聲信號，而且還將經(jīng)過調(diào)制和整形的偽噪聲信號納入考慮。以此方式，能夠確保在水印解碼方恢復的偽噪聲信號與嵌入方相匹配，從而進一步降低水印解碼的誤碼率。
[0019]下面將參考附圖中示出的若干示例性實施方式來描述本實用新型的原理和精神。應當理解，給出這些實施方式僅僅是為了使本領域技術人員能夠更好地理解進而實現(xiàn)本實用新型，而并非以任何方式限制本實用新型的范圍。
[0020]請注意，在下文描述中使用的術語“耦合”用于限定兩個部件之間的連接關系。例如，“部件A耦合至部件B”是指部件A通過任何適當?shù)姆绞脚c部件B連接或者通信。經(jīng)耦合的部件A和B可以在彼此之間單向或者雙向傳遞信號或數(shù)據(jù)?！榜詈稀奔劝ㄖ苯玉詈?即，部件A與部件B之間不存在另一部件C)，也包括間接耦合(即，部件A耦合至另一部件C，部件C轉(zhuǎn)而耦合至部件B)。
[0021]另外，在附圖中，部件之間的帶有指向的連線意在表示信息或者信號在所耦合的部件之間的流動方向，并非以任何方式限制部件之間的耦合方式。而且，在下文描述中，信號可以表示為向量的形式，這是本領域中常用的。
[0022]首先參考圖1，其示出了根據(jù)本實用新型一個示例性實施例的用于數(shù)字水印的系統(tǒng)100的示意性結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]如圖所示，數(shù)字水印系統(tǒng)100包括頻譜調(diào)制器102。頻譜調(diào)制器102配置用于對偽噪聲(pseudo noise,PN)信號(記為u)和將要嵌入音頻信號(記為x)的水印比特(記為b)進行頻譜調(diào)制，以生成經(jīng)調(diào)制信號(記為bu)。
[0024]根據(jù)本實用新型的實施例，音頻信號X可以由任何適當?shù)囊粋€或多個信號源(在圖1中未被示出)產(chǎn)生。信號源可以是系統(tǒng)100的一個組成部分，也可以是獨立于系統(tǒng)100的獨立部件，本實用新型的范圍在此方面不受限制。
[0025]PN信號u例如可以是具有特定數(shù)目的比特序列，該序列中的比特的平均值為零，并且每個比特的值是+ σ u或者-σ u。PN信號可以由專門的PN生成器在密鑰的控制下生成。根據(jù)本實用新型的實施例，PN生成器可以是頻譜調(diào)制器102的一部分，也可以是與之分離的獨立部件，本實用新型的范圍在此方面不受限制。在此方面，下文將參考圖2描述一個示例性實施例。
[0026]根據(jù)本實用新型的實施例，頻譜調(diào)制器102利用水印比特b對PN信號進行調(diào)制。水印比特b是要嵌入音頻信號X的雙極比特，即，其值等于+1或者-1。根據(jù)本實用新型的實施例，水印比特b可以由系統(tǒng)100中的部件生成，或者由獨立于系統(tǒng)100的其他部件生成，本實用新型的范圍在此方面不受限制。
[0027]根據(jù)本實用新型的某些實施例，頻譜調(diào)制器102可以通過將水印比特b與PN信號u相乘來實現(xiàn)擴頻調(diào)制，以生成經(jīng)調(diào)制信號bu。其他實施例也是本領域技術人員能夠想到的，本實用新型的范圍在此方面不受限制。
[0028]頻譜調(diào)制器102生成的經(jīng)調(diào)制信號bu被輸出到系統(tǒng)100中的失真控制器104以進行失真控制。如圖1所示，失真控制器104耦合至產(chǎn)生音頻信號X的信號源(未被示出)和頻譜調(diào)制器102。在操作中，失真控制器104可以接收來自信號源的音頻信號X以及來自頻譜調(diào)制器102的經(jīng)調(diào)制信號bu。失真控制器104配置用于根據(jù)音頻信號X對所述經(jīng)調(diào)制信號bu進行整形，以生成滿足預定失真約束的經(jīng)整形信號(記為bup)。
[0029]可以理解，在向原始音頻信號X添加水印之后，將會導致該音頻在聽覺上發(fā)生一定程度的失真。失真控制器104可以通過對經(jīng)調(diào)制信號bu進行整形而將這種失真控制在可接受的范圍之內(nèi)。具體而言，失真控制器104可以基于音頻信號X的特性修改和調(diào)整經(jīng)調(diào)制信號bu的頻譜特征，使得整形后的信號bup在頻譜和其他聲學特性上滿足預定的約束。以此方式，可以將由添加水印而引起的原始音頻信號的失真被控制在用戶不易察覺或者可接受的限度內(nèi)。
[0030]本領域中已知各種用于在約束控制下在音頻信號中遮蔽失真的方法。例如，失真約束例如可以是一組遮蔽閾值。遮蔽閾值可以通過適當?shù)姆绞缴?，例如基于統(tǒng)計的經(jīng)驗值、人工設定或者通過各種聲學模型生成。作為示例，下文將在結(jié)合圖2描述的實施例中詳述例如基于聲學心理模型的掩碼。備選地或附加地，用于對音頻信號進行編碼的音頻編碼器的量化噪聲也可以作為失真約束。相應地，失真控制器104可以對經(jīng)調(diào)制信號bu進行整形，使得所生成的經(jīng)整形信號Ixip的功率譜與音頻編碼器的量化噪聲保持一致。由此，可以保證嵌入的水印比特的功率低于音頻信號本身。請注意，在此描述的幾個失真約束僅僅是示例性的，任何目前已知或者將來開發(fā)的失真約束和相應的失真控制方法均可與本實用新型的實施例結(jié)合使用。
[0031]由失真控制器104生成的經(jīng)整形信號bup被饋送給干擾補償器106。如圖1所示，系統(tǒng)100中的干擾補償器106耦合至信號源(圖1中未被示出)和失真控制器104。此外，干擾補償器106還可以接收PN信號U。根據(jù)本實用新型的實施例，干擾補償器106配置用于根據(jù)音頻信號X、PN信號u和經(jīng)整形信號bup生成補償信號(記為Y)。在生成作為結(jié)果的帶水印音頻信號(記為s)中，該補償信號用于補償音頻信號X對將來在水印解碼方執(zhí)行的水印解碼的潛在干擾。
[0032]在傳統(tǒng)SS水印技術中，僅考慮攻擊噪聲對水印解碼的影響，沒有解決主音頻信號本身對水印解碼的干擾。更具體地，在傳統(tǒng)SS水印技術中，結(jié)果信號s通常被計算為:
[0033]s = x+bu
[0034]然而在實踐中，主音頻信號通常遠強于攻擊噪聲。因此音頻信號本身對水印解碼的干擾往往是主導性的。不僅如此，由于在添加水印的過程中使用的是經(jīng)過調(diào)制和整形的PN信號bup，因此傳統(tǒng)SS水印技術無法消除頻譜整形給水印解碼帶來的影響。換言之，在水印解碼方恢復的參考信號與水印嵌入方所使用的參考信號不匹配。
[0035]為解決上述問題，根據(jù)本實用新型的實施例，在干擾補償器106生成的補償信號中，主音頻信號對水印解碼的干擾將在水印嵌入方被移除。例如，如果將主音頻信號對水印解碼的這一干擾表示為X，則補償信號可以計算為:
[0036]y = XUp。
[0037]相應地，最終信號s可以如下計算:
[0038]s = X+ a bup-y = x+ a bup_xup = χ+ ( α b_x) Up
[0039]其中α是控制嵌入失真的參數(shù)。以此方式，主音頻信號給水印解碼帶來的干擾X在嵌入方得到了補償。以此方式，可以有效降低水印解碼方的誤碼率。
[0040]而且，可以看到，在干擾補償器106計算主音頻信號干擾χ時，不僅將考慮主音頻信號χ和PN信號u的特性，而且還將經(jīng)整形信號bup的主信號分量up ( S卩，bup移除水印比特b之后剩余的信號分量)納入考慮。以此方式，出于失真控制目的而執(zhí)行的頻譜整形給水印解碼帶來的影響也可以得到有效的補償。可以利用各種適當?shù)姆绞接嬎愀蓴_值X，下文將參考圖2描述具體示例。
[0041]現(xiàn)在參考圖2，其示出了根據(jù)本實用新型另一示例性實施例的用于數(shù)字水印的系統(tǒng)200的示例性結(jié)構(gòu)框圖?？梢岳斫猓到y(tǒng)200可以被認為是上文參考圖1描述的系統(tǒng)100的一個具體示例。
[0042]如圖2所示，系統(tǒng)200包括偽噪聲生成器201，其耦合至頻譜調(diào)制器202和干擾補償器206 (更具體地說，干擾補償器206中的干擾計算器2061，下文詳述)。在操作中，偽噪聲生成器201可以在一個密鑰k的控制下生成偽噪聲信號U，并且將生成的偽噪聲信號u饋送至頻譜調(diào)制器202和干擾補償器206。偽噪聲生成器201可以按照任何目前已知或者將來開發(fā)的方式生成偽噪聲信號，本實用新型的范圍在此方面不受限制。
[0043]系統(tǒng)200還包括頻譜調(diào)制器202，其對應于系統(tǒng)100中的頻譜調(diào)制器102。如圖所示，頻譜控制器與偽噪聲生成器201耦合，并且配置用于接收由偽噪聲生成器201生成的偽噪聲信號U。繼而，頻譜調(diào)制器202對偽噪聲信號u與要嵌入的水印比特b進行調(diào)制以生成經(jīng)調(diào)制信號bu。根據(jù)本實用新型的實施例，頻譜調(diào)制器202可以通過將偽噪聲信號u與水印比特b相乘來完成調(diào)制。其他方式當然也是可行的，本實用新型的范圍在此方面不受限制。
[0044]由頻譜調(diào)制器202生成的經(jīng)調(diào)制信號bu被饋送給系統(tǒng)200中的失真控制器204，其對應于系統(tǒng)100中的失真控制器104。特別地，在圖2所示的實施例中，失真控制器204包括分析濾波器2041，其配置用于將頻譜控制器202生成的經(jīng)調(diào)制信號bu轉(zhuǎn)換為頻域中的一組頻譜系數(shù)。這一頻域轉(zhuǎn)換例如可以基于快速傅里葉變換(FFT)來實現(xiàn)。本領域技術人員還可以容易地想到其他適當?shù)姆绞剑緦嵱眯滦偷姆秶诖朔矫娌皇芟拗啤?br> [0045]分析濾波器2041轉(zhuǎn)換得到的頻譜系統(tǒng)被饋送給失真控制器204中的頻譜調(diào)節(jié)器
2042。該頻譜調(diào)節(jié)器2042耦合至分析濾波器2041，配置用于根據(jù)預定的失真約束來調(diào)節(jié)由分析濾波器2041生成的頻譜參數(shù)。如上所述，失真約束可以通過各種方式獲得。在圖2所示的實施例中，失真約束可以由建模器203生成。
[0046]具體而言,如圖所不，系統(tǒng)200包括一個建模器203,它稱合至產(chǎn)生主音頻信號χ的信號源(圖中未被示出)和頻譜調(diào)節(jié)器2042。建模器203配置用于基于聲學心理模型(psychoacoustic model)來處理音頻信號χ以生成遮蔽閾值。本領域中已經(jīng)知道各種用于生成針對音頻信號的遮蔽閾值的方法，例如參見Μ.Swanson等人的“Robust aud1watermarking using perceptual masking，，，Signal Processing, vOl.66, pp.337-355,1998。實際上，各種用于在音頻信號中遮蔽聽覺失真的方法均可與本實用新型的實施例結(jié)合使用，本實用新型的范圍在此方面不受限制。
[0047]由建模器203生成的遮蔽閾值被作為失真約束饋送給頻譜調(diào)節(jié)器2042。相應地，頻譜調(diào)節(jié)器2042可以調(diào)節(jié)頻譜系數(shù)以使其低于遮蔽閾值。此外，頻譜調(diào)節(jié)器2042在調(diào)節(jié)頻譜系數(shù)時還可以考慮各種其他因素，例如音頻編碼器的量化噪聲，等等。
[0048]經(jīng)過頻譜調(diào)節(jié)器2042調(diào)節(jié)的頻譜系數(shù)被饋送給失真控制器204中的綜合濾波器
2043。綜合濾波器2043與頻譜調(diào)節(jié)器2042耦合，并且配置用于將經(jīng)調(diào)節(jié)的頻譜系數(shù)變換回時域。例如，在分析濾波器使用FFT完成頻域變換的情況下，綜合濾波器2043可以使用逆快速傅里葉變換(IFFT)來完成時域轉(zhuǎn)換。其他方式當然也是可行的，本實用新型的范圍在此方面不受限制。由綜合濾波器2043生成的時域信號被作為經(jīng)整形信號bup從失真控制器204饋送給干擾補償器206。
[0049]繼續(xù)參考圖2，系統(tǒng)200還包括干擾補償器206，其對應于系統(tǒng)100中的干擾補償器106。在圖2所示的實施例中，干擾補償器206包括干擾計算器2061，其配置用于根據(jù)主音頻信號X、偽噪聲信號u以及經(jīng)整形信號bup來計算所述音頻信號對水印解碼的干擾值X。
[0050]作為示例，根據(jù)某些實施例，干擾計算器2061可以通過計算信號投影的方式來計算干擾值X。一種可行的方式是這樣計算X:
[0051]χ = < χ, u > / < u, U >
[0052]其中 <，>表示兩個向量之間的內(nèi)積。此時，χ的物理含義是音頻信號χ在PN信號U上的投影。然而，如上所述，為了將原始音頻X的失真控制在接受的范圍內(nèi)，原始PN信號經(jīng)歷了調(diào)制和整形。這樣，水印解碼方通常無法準確地恢復水印嵌入方所使用的參考信號 bup。
[0053]因此，根據(jù)本實用新型的優(yōu)選實施例，音頻信號χ對水印解碼的干擾值X可以這樣來計算:
[0054]χ = < χ, u > / < up, u >
[0055]以此方式，通過在計算干擾值χ時考慮經(jīng)整形信號的主信號分量up，能夠有效地克服現(xiàn)有技術中存在的問題，確保在水印解碼方提取的參考信號與水印嵌入方所嵌入的水印序列一致。
[0056]返回圖2，干擾補償器206還包括補償生成器2062，其耦合至干擾計算器2061，配置用于基于干擾值χ和經(jīng)調(diào)制信號的主信號分量Up生成補償信號j。例如，在某些實施例中，補償信號y可以通過將二者相乘來計算，即，y = xup。在生成最終水印信號s時，又用于補償音頻信號χ給水印解碼方執(zhí)行的水印解碼帶來的干擾。例如，根據(jù)本實用新型的實施例，帶水印的音頻信號s可以計算為:
[0057]s = χ+ a bUp-XUp = x+ ( a b_x) Up
[0058]其中α是用于控制失真的參數(shù)，可以根據(jù)實際情況而設置適當?shù)臄?shù)值。
[0059]上文已經(jīng)參考圖1和圖2描述了根據(jù)本實用新型某些實施例的用于數(shù)字水印的系統(tǒng)的示例。根據(jù)本實用新型的實施例，可以將主音頻信號對水印解碼的干擾納入考慮，并且在數(shù)字水印的嵌入方對這種干擾進行事先補償。由此，能夠更為有效地消除作為載體的主音頻信號對將來的水印解碼帶來的干擾。特別地，在生成補償信號時，不僅考慮主音頻信號和原始PN信號，還考慮了用于失真控制的頻譜整形對于PN信號所造成的影響。這樣，可以消除水印解碼方與水印嵌入方在參考信號方面的失配，進一步降低誤碼率。
[0060]應當理解，上文描述的特定細節(jié)和算法都是示例性的，根據(jù)在此給出的教導和啟示，本領域技術人員能夠想到備選的方案來實現(xiàn)上述思想。這些備選方案均落入本實用新型范圍之內(nèi)。
[0061]上文參考圖1和圖2描述的系統(tǒng)可以利用各種方式實現(xiàn)。例如，在某些實施方式中，系統(tǒng)可以被實現(xiàn)為集成電路(IC)芯片或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)芯片?？刂破饕部梢詫崿F(xiàn)為片上系統(tǒng)(SOC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，等等。特別地，系統(tǒng)中包含的各個部件可以被集成在單個芯片上，也可以被單獨封裝在獨立的芯片或器件中，本實用新型的范圍在此方面不受限制。實際上，現(xiàn)在已知或者將來開發(fā)的器件和方式都可以用于實現(xiàn)本實用新型的各種實施例。
[0062]下面參考圖3，其示出了根據(jù)本實用新型一個示例性實施例的用于數(shù)字水印的方法300的流程圖。
[0063]如圖所示，方法300開始之后，在步驟S301，對將要嵌入所述音頻信號的水印比特b和偽噪聲信號u進行頻譜調(diào)制以生成經(jīng)調(diào)制信號bu。根據(jù)本實用新型的某些實施例，該偽噪聲信號例如是在密鑰控制下生成的。
[0064]接下來，方法300進行到步驟S302，在此根據(jù)音頻信號χ對經(jīng)調(diào)制信號bu進行整形以生成滿足預定失真約束的經(jīng)整形信號bup。根據(jù)本實用新型的某些實施例，生成經(jīng)整形信號bup可以包括:將經(jīng)調(diào)制信號bu變換為頻域中的頻譜系數(shù)，根據(jù)失真約束調(diào)節(jié)頻譜參數(shù)，并且將經(jīng)調(diào)節(jié)的所述頻譜參數(shù)變換回時域中以生成所述經(jīng)整形信號bup。根據(jù)本實用新型的某些實施例，失真約束可以是基于聲學心理模型生成的針對音頻信號X的遮蔽閾值。
[0065]方法300繼而進行到步驟S303，在此根據(jù)音頻信號X、偽噪聲信號u和經(jīng)整形信號b+生成補償信號。生成的補償信號將被用于補償音頻信號X對水印解碼的干擾。根據(jù)本實用新型的某些實施例，生成補償信號包括:根據(jù)音頻信號X、偽噪聲信號U以及經(jīng)整形信號bup計算信號投影，以確定音頻信號對水印解碼的干擾值X ；以及基于干擾值X和經(jīng)調(diào)制信號分量生成所述補償信號。
[0066]應當理解，方法300可以由上文描述是系統(tǒng)100和/或200執(zhí)行。由此，上文結(jié)合圖1和圖2描述的全部特征同樣適用于方法300，在此不再贅述。而且，圖3中示出的步驟僅僅是示意性的。例如，這些步驟可以按照不同的順序執(zhí)行甚至并行執(zhí)行。此外，方法300可以包括附加的步驟，替換某些步驟，或者省略某些步驟。
[0067]本實用新型所涉及的設備及其模塊可以由諸如超大規(guī)模集成電路或門陣列、諸如邏輯芯片、晶體管等的半導體、或者諸如現(xiàn)場可編程門陣列、可編程邏輯設備等的可編程硬件設備的硬件電路實現(xiàn)。備選地或附加地，本實用新型的實施例也可以通過固件實現(xiàn)。
[0068]應當注意，盡管在上文詳細描述中提及了設備的若干裝置或子裝置，但是這種劃分僅僅并非強制性的。實際上，根據(jù)本實用新型的實施方式，上文描述的兩個或更多裝置的特征和功能可以在一個裝置中具體化。反之，上文描述的一個裝置的特征和功能可以進一步劃分為由多個裝置來具體化。
[0069]此外，盡管在附圖中以特定順序描述了本實用新型方法的操作，但是，這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些操作，或是必須執(zhí)行全部所示的操作才能實現(xiàn)期望的結(jié)果。相反，流程圖中描繪的步驟可以改變執(zhí)行順序。附加地或備選地，可以省略某些步驟，將多個步驟合并為一個步驟執(zhí)行，和/或?qū)⒁粋€步驟分解為多個步驟執(zhí)行。
[0070]雖然已經(jīng)參考若干【具體實施方式】描述了本實用新型，但是應該理解，本實用新型并不限于所公開的【具體實施方式】。本實用新型旨在涵蓋所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)所包括的各種修改和等同布置。所附權(quán)利要求的范圍符合最寬泛的解釋，從而包含所有這樣的修改及等同結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1.一種用于數(shù)字水印的系統(tǒng)，適于向信號源所產(chǎn)生的音頻信號添加水印，所述系統(tǒng)包括: 頻譜調(diào)制器，配置用于對將要嵌入所述音頻信號的水印比特和偽噪聲信號進行頻譜調(diào)制以生成經(jīng)調(diào)制信號； 失真控制器，耦合至所述信號源和所述頻譜調(diào)制器，配置用于根據(jù)所述音頻信號對所述經(jīng)調(diào)制信號進行整形，以生成滿足預定失真約束的經(jīng)整形信號；以及 干擾補償器，耦合至所述信號源和所述失真控制器，配置用于根據(jù)所述音頻信號、所述偽噪聲信號和所述經(jīng)整形信號生成補償信號，其中所述補償信號用于補償所述音頻信號對水印解碼的干擾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括: 偽噪聲生成器，耦合至所述頻譜調(diào)制器和所述干擾補償器，配置用于在密鑰控制下生成所述偽噪聲信號，并且將所述偽噪聲信號饋送給所述頻譜調(diào)制器和所述干擾補償器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述失真控制器包括: 分析濾波器，配置用于將所述經(jīng)調(diào)制信號變換為頻域中的頻譜系數(shù)； 頻譜調(diào)節(jié)器，耦合至所述分析濾波器，配置用于根據(jù)所述失真約束調(diào)節(jié)所述頻譜參數(shù)；以及 綜合濾波器，耦合至所述頻譜調(diào)節(jié)器，配置用于將經(jīng)調(diào)節(jié)的所述頻譜參數(shù)變換回時域中以生成所述經(jīng)整形信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括: 建模器，耦合至所述信號源和所述失真控制器，配置用于基于聲學心理模型生成針對所述音頻信號的遮蔽閾值，并且將所述遮蔽閾值饋送給作為所述失真約束饋送給所述失真控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述干擾補償器包括: 干擾計算器，配置用于根據(jù)所述音頻信號、所述偽噪聲信號以及所述經(jīng)整形信號計算信號投影以確定所述音頻信號對水印解碼的干擾值；以及 補償生成器，耦合至所述干擾計算器，配置用于基于干擾值和所述經(jīng)調(diào)制信號生成所述補償信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)被實現(xiàn)為集成電路、專用集成電路、現(xiàn)場可編程門陣列或者片上系統(tǒng)。
【文檔編號】G10L19/018GK204087787SQ201420386838
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】張鵬, 徐淑正, 王鵬軍, S·喬治, 楊華中 申請人:意法半導體亞太私人有限公司, 意法半導體國際有限公司