專利名稱：在消息信號中嵌入輔助數(shù)據(jù)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在諸如音頻或視頻的消息信號中嵌入輔助數(shù)據(jù)的方法，這是通過修改選擇的信號采樣以代表所述輔助數(shù)據(jù)的各個符號進行的。本發(fā)明還涉及從這種消息信號中檢索輔助數(shù)據(jù)的方法。
在開始段中限定的輔助數(shù)據(jù)的已知方法公開在歐洲專利申請EP-A-0 359 325中。在這個已有技術的方法中，嵌入輔助數(shù)據(jù)發(fā)生在原始信號域。修改數(shù)字音頻采樣或視頻象素以代表輔助數(shù)據(jù)信號的位。已經(jīng)公開了這種修改的多個例子。一個例子在本專利申請的引言部分作了描述，即，用輔助數(shù)據(jù)位替代每第n個音頻采樣的最低有效位。另一個例子是通過異或OR其最高有效位和輔助數(shù)據(jù)位而代替每第n個采樣的最低有效位。
現(xiàn)在，通常在傳輸和/或存儲之前壓縮音頻和視頻信號。把已有技術應用于這種信號要求壓縮的數(shù)據(jù)被解碼和再編碼。這不僅是一個高價的操作，而且還是不可靠的，因為容納在信號采樣的最低有效位中的輔助數(shù)據(jù)消息在壓縮階段可能會丟失。
本發(fā)明的一個目的是以成本有效而且可靠的方式把輔助數(shù)據(jù)嵌入壓縮的消息信號中。
根據(jù)本發(fā)明，信號采樣是通過變換編碼消息信號獲得的變換系數(shù)并且被編碼為可變長度代碼字。該方法的進一步的特征在于包括步驟解碼代表選擇的系數(shù)的可變長度代碼字，修改所述選擇的系數(shù)以代表輔助數(shù)據(jù)符號，把修改的系數(shù)編碼為新的可變長度代碼字以及用新的代碼字取代舊的代碼字。從而實現(xiàn)了嵌入輔助數(shù)據(jù)，卻不需要把壓縮的信號首先反變換到原始信號域。
相應的檢索輔助數(shù)據(jù)的方法包括步驟解碼代表所述選擇的系數(shù)的可變長度代碼字以及從所述解碼的系數(shù)檢索每個輔助數(shù)據(jù)符號。從而檢測到輔助數(shù)據(jù)，而不需要把壓縮的信號首先反變換到原始信號域。
注意到在變換編碼信號中嵌入輔助數(shù)據(jù)就其本身而論從ICASSP出版的1997年第4卷2621-2624頁F.Hartung和B.Girod的文章“Digital Watermarking of MPEG-2 Coded Video in the BitstreamDomain”中是已知的。在這個已有技術的方法中，嵌入的數(shù)據(jù)是以原始信號域中的偽噪聲序列表示的水印。在嵌入之前離散余弦變換水印。通過對其增加變換后的水印塊的相應系數(shù)來修改壓縮信號的非零系數(shù)。隱藏消息的恢復通過把加水印的視頻信號與相同的偽噪聲序列相關來完成。這種相關要求偽噪聲序列是可變的，并且在信號域執(zhí)行該相關。本發(fā)明不同于已有技術之處在于數(shù)據(jù)符號直接以特定值代表，不首先變換數(shù)據(jù)。這樣嵌入的輔助數(shù)據(jù)可在壓縮信號域中檢索。
在該方法的一個實施例中，在以新代碼字取代舊代碼字的步驟中，如果所述取代引起新代碼字的給定序列的長度基本超出舊代碼字相應序列的長度，例如超出預定數(shù)目的位，則省略該步驟。這種序列的例子是MPEG視頻流的片塊(slice)，圖像或傳輸包。與上述Hartung等人的文章相比，其中僅在相應的新代碼字更短或更長時才取代系數(shù)，代碼字可用更長的代碼字一個取代，只要它們的累加長度的增長可由其它新代碼字的縮短來補償。不需要緩沖器，并且在位流中時間標志保持在它們各自的位置上。從而可修改更多的系數(shù)而并不影響位率或存儲容量。通過輔助數(shù)據(jù)字的每一個以數(shù)據(jù)符號的多種組合來表示，即通過在編碼模式中提供冗余度，滿足了不允許修改代表數(shù)據(jù)符號的所有系數(shù)的潛在目標。
相反，如果取代代碼字引起序列的長度比原始序列長度短，在該方法的優(yōu)選實施例中插入虛擬位來保持位率恒定。已知的壓縮標準如MPEG已經(jīng)提供了容納這種虛擬位的字段。
在一個優(yōu)選實施例中，選擇的系數(shù)是代表連續(xù)塊系數(shù)的DC系數(shù)之間的差值的差分DC系數(shù)。這種差分DC系數(shù)總是存在并且在位流中容易找到。為防止差分DC成分的修改引起接受器中平均亮度和色度電平漂移，優(yōu)選是這樣的修改，其使得給定的塊系列(例如，片塊)的差分DC系數(shù)總和基本上不被修改。
構成輔助數(shù)據(jù)“字母表”的數(shù)據(jù)符號可根據(jù)EP-A-0 3159 325中公開的例子來表示。例如，字母表可具有以選擇的系數(shù)的最低有效位表示的兩個符號“0”和“1”。在本發(fā)明的一個實施例中，字母表具有n個符號，以選擇的系數(shù)的模-n值表示。數(shù)字n可以是2，在這種情況下，偶數(shù)系數(shù)值表示數(shù)據(jù)符號“0”，奇數(shù)系數(shù)值表示數(shù)據(jù)符號“1”。
根據(jù)后面描述的實施側(cè)并且將參考后面描述的實施例進行闡述，本發(fā)明的上述和進一步的方面是很明顯的。


圖1A到1D表示已知格式的MPEG壓縮視頻信號圖；圖2表示根據(jù)本發(fā)明在消息信號中嵌入輔助數(shù)據(jù)的裝置簡圖；圖3表示圖2所示的裝置的實施例執(zhí)行的操作流程圖；圖4表示圖2所示的裝置的操作示例圖；圖5表示從消息信號檢索輔助數(shù)據(jù)的裝置簡圖；圖6表示圖5所示的裝置的操作示例圖；圖7表示包括圖2所示的裝置的視頻記錄機的簡圖；圖8表示把未壓縮消息信號編碼為壓縮消息信號以及在壓縮信號中嵌入輔助數(shù)據(jù)的裝置。
在描述把數(shù)據(jù)嵌入壓縮消息信號的裝置之前，將簡略描述這種壓縮信號的格式的已知示例。以MPEG壓縮視頻信號為參考，但是本發(fā)明并不限制于在這種MPEG信號中嵌入數(shù)據(jù)。
圖1A表示視頻圖像100的左上圖像像素101。把圖像分為8×8像素的塊102，在圖中示出2個這種塊。每個像素塊進行正交變換，通常是離散余弦變換(DCT)。DCT產(chǎn)生8×8變換系數(shù)y(i,j)的塊103，如圖1B所示。塊的左上變換系數(shù)表示相應像素塊的平均亮度并且通常叫作DC系數(shù)。其它系數(shù)表示空間頻率并叫作AC系數(shù)。幾個AC系數(shù)值在圖1B中表示出來。使用給定的量化步長量化AC系數(shù)。圖1C表示量化的系數(shù)塊c(i,j)。該圖所示的系數(shù)值是圖1B所示的相應系數(shù)的量化式樣(這里以16為步長)。量化引起塊104的很多AC系數(shù)假設為零。
之后根據(jù)鋸齒模式105順序讀出塊的量化系數(shù)c(i,j)并進行可變長度編碼?？勺冮L度編碼模式是霍夫曼編碼和游程長度編碼的組合。具體講，把零AC系數(shù)和隨后的非零AC系數(shù)的每一游程裝入單一可變長度碼(VLC)字。例如，把圖1C的系數(shù)值系列106編碼為VLC字“(2,4)”，其中第一數(shù)字表示2個零的游程，第二數(shù)字表示非零系數(shù)值4。塊的DC系數(shù)被DPCM編碼為不同的系數(shù)dc并被可變長度編碼。
圖1D的參考序號110指示代表DCT塊104的VLC字系列。該系列包括代表差分DC系數(shù)dc的VLC字111和代表系數(shù)系列106的VLC字112。圖1D中的參考序號120指示片塊。在MPEG中，片塊是一系列連續(xù)DCT塊。每個片塊開始于包括同步字的片塊標題121，其使得片塊在位流中容易被找到。若干片塊構成圖像，一系列圖像構成視頻序列。結果得到的位流130也在圖1D中示出。以每一個188字節(jié)的固定長度傳輸包131對流打包。一些包尤其包括程序時鐘參考(PCR)字段132。所述PCR代表其到達的預定時間。在接受器中，把它用于同步本地時鐘發(fā)生器，以控制圖像解碼和顯示時序。
圖2表示在消息信號中嵌入輔助數(shù)據(jù)的裝置簡圖。該裝置接收具有圖1D所示的格式130的MPEG壓縮視頻信號MP。把該信號應用于程序分析器1，該分析器從位流抽取特定VLC字W并把所述VLC字應用于可變長度解碼器2和開關3的一個輸入。位流的剩余部分，即沒有選擇的VLC字和其它消息，如標題、時間標志、運動矢量等被直接提供給該裝置的輸出多路復用器4。開關3的輸出也被應用于所述多路復用器。
應用于可變長度解碼器2的特定VLC字W是代表每個DCT塊的給定變換系數(shù)c(i,j)的代碼字，例如以VLC字112表示的系數(shù)c(6,4)(看圖1D)，或優(yōu)選地以VLC字111代表的差分DC系數(shù)dc(看圖1D)。可變長度解碼器2解碼系數(shù)c(i,j)和VLC字的長度n。把系數(shù)c(i,j)應用于修改電路5。把長度n應用于控制電路6。
修改電路5以后面要描述的方式修改c(i,j)。修改后的系數(shù)c’(i,j)和前面的零游程，如果有的話，被可變長度編碼器7應用與可變長度解碼器2相同的代碼簿再編碼為新的VLC字W’。把新的VLC字的長度n’應用于控制電路6。如后所述，控制電路6控制開關3來選擇原始VLC代碼字W或新VLC字W’。之后通過多路復用器4把選擇的代碼字再插入在位流MP中的其原始位置。裝置的輸出是修改后的MPEG位流MP’。
該裝置還接收輔助數(shù)據(jù)消息XD。以舉例方式后面將假設輔助數(shù)據(jù)消息是一連串的字母數(shù)字字符，每一個被嵌入視頻信號圖像中。把該消息用于對每個字母數(shù)字字符產(chǎn)生若干符號(或數(shù)字)b(k)的數(shù)據(jù)符號發(fā)生器8。根據(jù)本發(fā)明的一方面，每個符號是模-n數(shù)字，這里n是預定整數(shù)。例如，對于n=4，符號為0,1,2和3。對于n=3，符號為0,1和2。在本示例中，假設n=2，即，符號為0和1，為傳統(tǒng)位。
顯然，并非代表字符的所有符號可被正確地嵌入在圖像中。結果，數(shù)據(jù)符號發(fā)生器8應用的編碼模式提供冗余度，使得即使一些符號是錯誤的也能在接收器端正確解碼字符。文獻中提供很多種冗余編碼模式。在這里描述的實施例中，數(shù)據(jù)符號發(fā)生器每一圖像塊產(chǎn)生1位。對于垂直方向具有576像素水平方向具有768像素的傳統(tǒng)的625行電視系統(tǒng)，8×8塊的數(shù)目是72×96=6912。從而以6912位b(k)編碼每一字符，其中k=1.6912表示圖像塊在圖像中的位置。
把修改電路5設置成根據(jù)字符代碼的相應符號修改每個塊的給定變換系數(shù)c(i,j)。給定變換系數(shù)c(i,j)可以是DC系數(shù)c(0,0)或所述DC系數(shù)與前面DCT塊的DC系數(shù)之差。給定變換系數(shù)也可以是鋸齒序列的第k個系數(shù)，k足夠高以掩蓋修改引起的贗象。還可能修改每個塊的兩個或多個給定系數(shù)。
修改電路以一種方式修改c(i,j)使得輸出系數(shù)c’(i,j)的模-n模值代表符號。顯然，如果系數(shù)c(i,j)已經(jīng)有適當?shù)闹祵⒉恍薷脑撓禂?shù)。如果系數(shù)是具有值0的AC系數(shù)，則不修改該系數(shù)，因為這將把再編碼的過程變得相當復雜。在本示例中，將修改差分DC系數(shù)dc，并且每個數(shù)據(jù)符號b(k)是0或1。修改差分DC系數(shù)以在b(k)=0時假設偶數(shù)值，b(k)=1時假設奇數(shù)值。通過向系數(shù)增加+1或-1來執(zhí)行修改。增加+1或-1的選擇取決于已經(jīng)處理的差分DC系數(shù)的累加和。增加+1或-1的選擇還可取決于可變長度再編碼后代碼字W’的長度。結果，修改電路從控制電路6接收附加消息，如圖2中的虛線所示。
圖2所示的裝置的操作由控制電路6的操作限定，并且將參考圖3所示的操作步驟的流程圖來描述。一檢測到MPEG位流中的圖像的開始就開始操作。在步驟301種，變量L和L’假設初始值0。變量L保持接收到的代碼字W的累加長度。變量L’保持相應發(fā)送出去的代碼字的累加長度。
在步驟302中，接收到DCT塊k的預定系數(shù)c(i,j)和要被嵌入所述塊中的位b(k)。在步驟303中，控制電路6通過把當前代碼字W的長度n加到變量L而計算目前接收到的選擇的代碼字W的總長度。
在步驟304中，修改電路5檢查選擇的系數(shù)c(i,j)是否已代表要被嵌入的數(shù)據(jù)位b(k)。結果，電路檢查是否滿足條件c(i,j)的模n=b(k)。在本實施例中，其中n=2，偶數(shù)系數(shù)值c(i,j)表示b(k)=0，奇數(shù)系數(shù)值c(i,j)表示b(k)=1。如果滿足條件，不需要對當前DCT塊采取進一步的行動。在步驟305中，把開關3(圖2)設置到位置“b”以把接收到的代碼字W傳遞到輸出。在同一步驟，至此傳送來的代碼字W的長度L’通過增加代碼字W的長度n到變量L’而被更新。
如果不滿足條件c(i,j)的模n=b(k)，執(zhí)行步驟306，其中修改系數(shù)c(i,j)以滿足所述條件。在本實施例(其中差分DC系數(shù)dc被處理且n=2)中，修改包括向系數(shù)增加+1或-1?？刂齐娐?選擇+1或-1來應用于修改電路5，從而輸出位流中的差分DC系數(shù)累加和與輸入位流中相應和基本沒有差別。這可簡單地通過交替增加+1和-1來實現(xiàn)。
如果修改后的系數(shù)c’(i,j)和它的前面的0的游程可利用，則由編碼器7對它們可變長度編碼為代碼字W’。在步驟307中，相對于位流長度評估用修改后的c’(i,j)系數(shù)取代輸入系數(shù)c(i,j)的結果。結果，已經(jīng)傳送來的代碼字的長度L’與修改后的代碼字W’的長度n’之和L’+n’同相應接收的代碼字系列的長度L比較。如果L’+n’大于L，不傳送修改后的系數(shù)。即，執(zhí)行步驟305，其中把開關3設置在位置“b”以傳送未修改的系數(shù)c(i,j)。如果L’+n’小于或等于L，執(zhí)行步驟308，其中把開關3(圖2)設置在位置“a”以用修改后的代碼字W’代替接收到的代碼字W。在同一步驟通過向其增加代碼字W’的長度n’更新變量L’。
上述替代模式保證輸出位流的長度不會超出接收到的位流的長度。但是應注意只要原來的代碼字被更短的代碼字取代，各個代碼字可長于它們的原始長度。這與上面參考討論的Hartung等人公開的已有技術相比是明顯的改進。
顯然，輸出位流的長度可短于接收到的位流的長度。這一點并不吸引人，因為它將引起時間標志(圖1D中的132)相對移動。它還引起代碼字或其一部分從一個傳輸包(圖1D中的131)移動到另一個傳輸包，這在諸如以包級別來執(zhí)行信號處理的數(shù)字視頻記錄的應用中是不利的。結果，操作流程進行到步驟309，其中檢查給定序列代碼字的處理是否已經(jīng)完成。這種序列尤其是連續(xù)時間標志、傳輸包或片塊之間的間隔。只要序列還沒有被處理完成，程序返回到步驟302以把下一個數(shù)據(jù)位嵌入在下一個DCT塊中。如果序列處理完成，執(zhí)行步驟310，其中，在位流的適當位置插入必要的數(shù)目的虛擬位(即L～L’)以保持位數(shù)恒定。然后程序返回步驟301開始新的序列。
上面的描述通過具體示例被進一步闡明。在這個例子中，要把字符“A”嵌入水平方向上具有40像素垂直方向上具有24像素的圖像中。根據(jù)MPEG標準壓縮圖像。尤其，把圖像分割為8×8像素的5×3塊。每個塊進行離散余弦變換，產(chǎn)生每個8×8個系數(shù)的5×3DCT塊。每行5塊是一個片塊。在圖4種，陣列410表示塊的差分DC系數(shù)。要被嵌入圖像中的字符“A”以15位代碼表示，作為420，如圖4中陣列420所示。為了方便，在這個例子中15位代碼是0和1交替的模式。考慮前面的描述顯然可理解，嵌入器將把差分DC系數(shù)修改成為奇數(shù)(對于“1”)和偶數(shù)(對于“0”)值交替的模式。傳送來的系數(shù)模式以圖4中的430表示?？煽吹接袃蓚€不能被修改的系數(shù)431和432。提供字符代碼表中的冗余度來確保模式仍被解碼為字母“A”。
將討論傳送來的陣列430的一些值。以下面的表1為參考，該表1表示根據(jù)MPEG標準用于差分亮度DC系數(shù)值的范圍的可變長度代碼字的長度。
表1
第一片塊的處理如下進行-第一代碼字代表具有11位的長度(后面稱為n)的系數(shù)值(后面稱為c)62。系數(shù)具有需要(偶數(shù))值并且不需要被修改。
-通過向系數(shù)增加+1修改第二代碼字(c=12,n=7)。新的代碼字(c’=13)具有相同的長度(n’=7)并且被傳送。
-必須對第三代碼字(c=-1,n=3)進行修改以假設一個偶數(shù)值。在這個階段修改的合格方式是增加-1。但是，修改后的代碼字(c’=-2,n’=4)可不取代接受到的代碼字，因為這將引起傳送的位數(shù)(L’+n’=22)超出接受到的位數(shù)(L=21)。
-必須修改第四代碼字(c=16,n=9)。要應用的修改類型仍是增加-1?？扇〈a字，這是由于新代碼字(c’=15)具有更短的長度(n’=7)。接受到的位數(shù)現(xiàn)在為30并且傳送的位數(shù)是28。
-由于在位流中有空閑空間，甚至在新代碼字更長(n’=7)時也能修改(c’=8)第五代碼字(c=7,n=6)。
在第一片塊的末端有3個系數(shù)被修改。總位數(shù)被降低1，通過在片塊末端插入一個虛擬位來對此進行補償。通過向差分DC電平交替地增加+1和-1避免了亮度DC電平的漂移。
在這個例子中圖像的第二片塊具有相同的DC電平。由于交替模式的1和0以“1”開始，僅第一個系數(shù)需要被修改。各個代碼字(c=62,n=11)用(c’=63,n’=11)取代。片塊中的位數(shù)不改變。
第三片塊的第一代碼字(c=32,n=11)和第三代碼字(c=0,n=3)不需要修改。第二代碼字(c=-2,n=4)以(c’=-1,n’=3)取代。第四代碼字(c=10,n=7)以(c’=9,n’=7)取代。但是第五代碼字(c=3,n=4)不能被取代，因為傳送修改后的系數(shù)(c’=4)需要n’=6位，而在這個階段僅1個空閑位可利用。
圖5表示從MPEG位流檢索輔助數(shù)據(jù)的終點裝置的簡圖。該裝置包括從位流抽取預定代碼字W的分析程序501，解碼具有嵌入其中的數(shù)據(jù)的系數(shù)c(i,j)的可變長度解碼器502，計算各個系數(shù)c(i,j)的模-n值的符號檢索電路503。在這個實施例中，n=2，各個系數(shù)c(i,j)的模-n值(即1或0)構成嵌入的數(shù)據(jù)的位b(k)。消息再生器504執(zhí)行圖2所示的消息發(fā)生器8的反向操作并把符號(這里是嵌入圖像中的位)的組合轉(zhuǎn)換為消息XD的字符。但是應注意消息再生器把位的多個組合轉(zhuǎn)換為相同的字符。例如，盡管兩個位611和612不同于“原始”代碼(圖4中的420)，圖6中的位陣列610(如果數(shù)據(jù)根據(jù)圖4的例子來嵌入則該裝置檢索它)仍是字符“A”。已有技術中已知有各種裝置，如Hamming解碼器或相關性檢測器。相關性檢測器計算接受到的代碼(圖7中的610)與所有字符代碼的相關性，并選擇具有最高相關性的字符。
本發(fā)明的通常應用是把識別數(shù)字家用錄像機的系列號嵌入所述設備記錄的MPEG內(nèi)容中。圖7表示這種錄像機的簡圖。錄像機接收要被記錄的MPEG位流，并包括相應于圖2所示的裝置的數(shù)據(jù)嵌入器701，常規(guī)記錄電路702和可移開的記錄載體703，這種載體例如是磁帶或光盤。數(shù)據(jù)嵌入器701接收固定存儲在錄像機中的唯一標識號704形式的數(shù)據(jù)消息XD。考慮前面對數(shù)據(jù)嵌入器的描述很容易理解錄像機的操作。諸如圖5所示的裝置的解碼器解碼并顯示嵌入的系列號。從而容易跟蹤非法拷貝資料。
圖8表示把未壓縮的消息信號I編碼為壓縮的消息信號MP的裝置，該裝置適合于把輔助數(shù)據(jù)嵌入壓縮輸出信號中。該裝置，在這個例子中是MPEG視頻編碼器包括從輸入圖像中減去預測圖像的減法器801，離散余弦變換電路802，量化器803，數(shù)據(jù)嵌入器810，可變長度編碼器804，反向量化器805，離散余弦反變換電路806，加法器807，和包括幀存儲器的運動估測與補償階段808。電路原件801-808構成公知的MPEG編碼器并且不需要進一步解釋。數(shù)據(jù)嵌入器810接收要被嵌入的輔助數(shù)據(jù)消息XD。它以前述方式操作。即，它包括對每一數(shù)據(jù)字產(chǎn)生若干位b(k)的數(shù)據(jù)符號發(fā)生器(比較圖2中的8)，修改給定變換系數(shù)c(i,j)的修改電路(比較圖2中的5)，和在一個實施例中確定對系數(shù)添加+1或-1的控制電路(比較圖2中的8)。在這個裝置中不需要可變長度解碼器(比較圖2中的2)。原則上，每個給定系數(shù)無論其結果如何都可被修改來用于相應可變長度代碼字的長度。但是具有0值的AC系數(shù)的修改優(yōu)選被省略，因為這將顯著影響可變長度編碼器805執(zhí)行的游程長度/霍夫曼編碼組合的編碼效率。
公開的是一種在消息信號(MP)中嵌入輔助數(shù)據(jù)(XD)的方法，該信號采樣被可變長度編碼，例如編碼為MPEG壓縮視頻信號。選擇的信號采樣，例如構成視頻圖像的塊的給定的變換系數(shù)(c(i,j))，通過解碼(2)相應的可變長度代碼字(W)而被檢索。選擇的信號采樣被修改(5)以代表數(shù)據(jù)符號(b(k))，并且被再編碼(7)。如果信號采樣的修改引起給定序列代碼字(片塊、MPEG傳輸包)的長度超出其原始長度，或者如果它影響時鐘參考時間標志在位流中的位置，則省略信號取樣修改。插入虛擬位來補償序列中數(shù)據(jù)的短缺。
權利要求
1．一種在消息信號(MP)中嵌入輔助數(shù)據(jù)(XD)的方法，包括修改選擇的信號采樣以代表所述輔助數(shù)據(jù)的各個符號的步驟，其特征在于所述信號采樣是通過變換編碼消息信號獲得的變換系數(shù)(c(i,j))并且被編碼為可變長度代碼字，該方法還包括步驟-解碼代表選擇的系數(shù)的可變長度代碼字；-修改所述選擇的系數(shù)以代表輔助數(shù)據(jù)符號；-把修改的系數(shù)編碼為新的可變長度代碼字；以及-用新的代碼字取代舊的代碼字。
2．根據(jù)權利要求1的方法，其中，如果所述替代引起代碼字的給定序列的長度基本超出所述序列的原始長度，則省略所述用新的代碼字取代舊的代碼字的步驟。
3．根據(jù)權利要求1的方法，還包括如果所述替代引起代碼字的給定序列的長度基本短于原始序列的長度，在信號已經(jīng)根據(jù)其被編碼的格式所提供的字段中插入虛擬位的步驟。
4．根據(jù)權利要求2的方法，其中輔助數(shù)據(jù)包括每個以數(shù)據(jù)符號的多種組合來代表的數(shù)據(jù)字。
5．根據(jù)權利要求2或3的方法，其中所述給定序列是MPEG視頻信號的片塊。
6．根據(jù)權利要求2或3的方法，其中所述給定序列是MPEG傳輸流的傳輸包。
7．根據(jù)權利要求2或3的方法，其中所述給定序列是容納在信號中的時鐘參考時間標志之間的代碼字序列。
8．根據(jù)權利要求1的方法，其中選擇的系數(shù)是代表連續(xù)系數(shù)塊的系數(shù)的DC系數(shù)之間的差值的差分DC系數(shù)。
9．根據(jù)權利要求8的方法，其中修改選擇的系數(shù)的步驟包括增加一個值使得給定塊系列的差分DC系數(shù)之和基本不被修改。
10．根據(jù)權利要求8的方法，其中塊系列是MPEG視頻信號的片塊。
11．根據(jù)權利要求1的方法，其中所述數(shù)據(jù)符號以選擇的系數(shù)的模-n值表示，其中n是預定整數(shù)。
12．根據(jù)權利要求11的方法，其中n=2。
13．一種從消息信號檢索輔助數(shù)據(jù)的方法，包括從各個選擇的信號采樣檢索所述輔助數(shù)據(jù)的符號的步驟，其特征在于所述信號采樣是通過變換編碼消息信號獲得的變換系數(shù)，其被修改以代表所述符號，并且其被編碼為可變長度代碼字，檢索步驟包括步驟解碼代表選擇的系數(shù)的可變長度代碼字；從所述解碼的系數(shù)檢索每個輔助數(shù)據(jù)符號。
14．根據(jù)權利要求13的方法，其中數(shù)據(jù)符號的多種組合代表相同的數(shù)據(jù)字。
15．根據(jù)權利要求13的方法，其中所述數(shù)據(jù)符號以選擇的系數(shù)的模-n值表示，其中n是預定整數(shù)。
16．一種在存儲媒體上記錄消息信號的方法，包括步驟接收具有變換系數(shù)形式的信號采樣的壓縮消息信號，該變換系數(shù)通過變換編碼消息信號獲得并且被編碼為可變長度代碼字；使用權利要求1的方法把輔助數(shù)據(jù)嵌入所述消息信號中；在所述存儲媒體上記錄帶有嵌入的輔助數(shù)據(jù)的所述消息信號。
17．一種在消息信號中嵌入輔助數(shù)據(jù)的裝置，包括修改選擇的信號采樣以表示所述輔助數(shù)據(jù)的各個符號的裝置，其特征在于所述信號采樣是通過變換編碼消息信號獲得的變換系數(shù)并且被編碼為可變長度代碼字，該裝置還包括解碼代表選擇的系數(shù)的可變長度代碼字的裝置；修改所述選擇的系數(shù)以代表輔助數(shù)據(jù)符號的裝置；把修改的系數(shù)編碼為新的可變長度代碼字的裝置；以及用新的代碼字取代舊的代碼字的裝置。
18．一種從消息信號檢索輔助數(shù)據(jù)的裝置，包括從各個選擇的信號采樣檢索所述輔助數(shù)據(jù)的符號的裝置，其特征在于所述信號采樣是通過變換編碼消息信號獲得的變換系數(shù)并且被修改來表示所述符號，還被編碼為可變長度代碼字，檢索裝置還包括解碼代表選擇的系數(shù)的可變長度代碼字的裝置；從所述解碼的系數(shù)檢索每個輔助數(shù)據(jù)符號的裝置。
19．一種在存儲媒體上記錄消息信號的裝置，包括接收具有變換系數(shù)形式的信號采樣的壓縮消息信號的裝置，該變換系數(shù)通過變換編碼消息信號獲得并且被編碼為可變長度代碼字；使用權利要求17的裝置把輔助數(shù)據(jù)嵌入所述消息信號中的裝置；在所述存儲媒體上記錄帶有嵌入的輔助數(shù)據(jù)的所述消息信號的裝置。
20．一種帶有嵌入的輔助數(shù)據(jù)的消息信號，所述輔助數(shù)據(jù)的各個符號由選擇的信號采樣代表，其特征在于所述信號采樣是通過變換編碼消息信號獲得的變換系數(shù)并且被編碼為可變長度代碼字。
21．一種存儲媒體，其上存儲權利要求20的帶有嵌入的輔助數(shù)據(jù)的消息信號。
全文摘要
公開一種在消息信號(MP)中嵌入輔助數(shù)據(jù)(XD)的方法，該信號采樣被可變長度編碼，例如編碼為MPEG壓縮視頻信號。選擇的信號采樣，例如構成視頻圖像的塊的給定的變換系數(shù)(c(i,j))，通過解碼(2)相應的可變長度代碼字(W)而被檢索。選擇的信號采樣被修改(5)以代表數(shù)據(jù)符號(b(k))，并且被再編碼(7)。如果信號采樣的修改引起給定序列代碼字(片塊、MPEG傳輸包)的長度超出其原始長度，或者如果它影響時鐘參考時間標志在位流中的位置，則省略該修改。插入虛擬位來補償序列中數(shù)據(jù)的短缺。
文檔編號H04N7/08GK1318176SQ00801413
公開日2001年10月17日 申請日期2000年7月4日 優(yōu)先權日1999年7月15日
發(fā)明者W·H·A·布呂爾斯, A·J·M·德尼森 申請人:皇家菲利浦電子有限公司