嵌入與檢測模式的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種將模式（110)作為水印嵌入到內(nèi)容段(151)的方法。在修改內(nèi)容段之前，確定用于檢測所述模式的濾波器的脈沖響應(yīng)；所述濾波器的時(shí)間反轉(zhuǎn)脈沖響應(yīng)，作為一組覺察不到的特征(121)，被插入到所述段中；其中，所述濾波器是無限脈沖響應(yīng)濾波器，其特征在于半白頻譜并提供偽隨機(jī)時(shí)域響應(yīng)。檢測的特征在于將濾波器應(yīng)用于所述內(nèi)容段，所述濾波器是無限脈沖響應(yīng)濾波器，其特征在于半白頻譜并提供偽隨機(jī)時(shí)域響應(yīng)，所述濾波器的輸出被處理以便獲得所述模式，從所述模式中可能重構(gòu)有效載荷。
【專利說明】嵌入與檢測模式的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及將模式作為水印嵌入內(nèi)容段的方法，包括修改所述內(nèi)容段，以便插入 與模式相關(guān)的一組基本覺察不到的特征。
[0002] 本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種表示有效載荷并作為水印嵌入到內(nèi)容段中的模式的檢測 方法，包括在所述內(nèi)容段中檢測與模式相關(guān)的一組基本覺察不到的特征。
[0003] 本發(fā)明進(jìn)一步涉及實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的系統(tǒng)以及使計(jì)算機(jī)執(zhí)行本發(fā)明方法的計(jì)算 機(jī)程序產(chǎn)品。

【背景技術(shù)】
[0004] 制作水印是把有效載荷表示為隨后嵌入到內(nèi)容中的一個(gè)或多個(gè)水印模式的技術(shù)， 例如電影、圖片、歌曲或廣播和電視秀。然后內(nèi)容被分發(fā)，通過例如廣播、流媒體、下載或類 似的技術(shù)或在存儲介質(zhì)上，例如CD、DVD、藍(lán)光光盤、閃存存儲器或硬盤。這種嵌入通常是覺 察不到的：看或者聽內(nèi)容的人一般不能夠獲得嵌入的模式（pattern)。在某些情況下，嵌入 模式的一些小的部分可能被覺察到，例如在音頻或視頻的質(zhì)量上輕微降級。這個(gè)模式是一 個(gè)典型的（偽）隨機(jī)模式，盡管這個(gè)模式可能取決于嵌入和檢測的應(yīng)用和技術(shù)。然而，專業(yè) 檢測工具可以重構(gòu)模式，并從重構(gòu)中恢復(fù)有效載荷。制作水印有許多應(yīng)用，例如跟蹤內(nèi)容項(xiàng) 的源頭和分發(fā)路徑、受眾調(diào)查、流媒體的同步和用元數(shù)據(jù)來改進(jìn)內(nèi)容或?yàn)閿?shù)字版權(quán)管理提 供基礎(chǔ)。
[0005] 制作水印的應(yīng)用由兩個(gè)階段組成。第一個(gè)階段是嵌入器，向內(nèi)容中加入水印。在 嵌入階段，某個(gè)消息或一定量的信息（通常被稱作"有效載荷"）被表示成應(yīng)用到所述內(nèi)容 上的規(guī)定的一組變化。第二個(gè)階段是檢測器，提取被嵌入內(nèi)容的信息。
[0006] 制作水印技術(shù)中一個(gè)重要的分類被稱為擴(kuò)頻水印。擴(kuò)頻水印方法的特征屬性是， 通常具有大帶寬的模式序列（例如，嵌入的模式在寬的信號頻率范圍內(nèi)包含非零分量）用 來表示相對小量的信息（有效載荷），使得相關(guān)聯(lián)的水印能量密度可以非常小。在可加擴(kuò)頻 (additive spread-spectrum)音頻水印的應(yīng)用中，有效載荷被表示成兩個(gè)或多個(gè)偽隨機(jī)模 式與音頻（宿主）信號相加（求和）。
[0007] 已知的可加制作水印算法嵌入用匹配濾波器檢測的模式，匹配濾波器包含一組相 關(guān)的候選模式。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是它們事實(shí)上無限組獨(dú)立的可被嵌入的模式以及模式屬性 (大小，帶寬等）的靈活性。缺點(diǎn)是在多數(shù)情況下，由于相關(guān)性運(yùn)算，檢測與顯著的運(yùn)算復(fù)雜 度相關(guān)。此外，由于最高效地進(jìn)行這些相關(guān)性運(yùn)算是用離散傅立葉變換以逐塊的方式進(jìn)行， 在音頻內(nèi)容中，分析塊的同步和水印的嵌入對于優(yōu)良的檢測性能是至關(guān)重要的。
[0008] 另一種可加制作水印是相位調(diào)制水印。與通過內(nèi)容段和所述模式求和的方式嵌入 模式不同，相位調(diào)制是根據(jù)模式的頻率分量的相位來修改內(nèi)容段的各個(gè)頻率分量的相位。 這種方法有更詳細(xì)的說明，在 M. Arnold, P. Baum，和 W. Voessing 的 "A phase modulation audio watermarking technique，'，由 S. Katzenbeisser 和 A. -R. Sadeghi 編輯，信息隱藏， 計(jì)算機(jī)科學(xué)講義，第5806卷，第102-116頁，Springer,柏林/海德堡，2009中。就像在可 加嵌入方法中，這個(gè)相位調(diào)制方法的檢測過程是由一組候選模式的相關(guān)性組成。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種更有效的水印嵌入和檢測的實(shí)現(xiàn)方法。
[0010] 本發(fā)明通過一種嵌入的方法和系統(tǒng)來達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，其特征在于，在修改內(nèi)容段 之前，確定用于檢測模式的濾波器的脈沖響應(yīng)；濾波器的時(shí)間反轉(zhuǎn)脈沖響應(yīng)，作為一組覺察 不到的特征，被插入到段中；其中，濾波器是無限脈沖響應(yīng)濾波器。在一個(gè)實(shí)施例中，濾波器 的特征在于半白頻譜（a semi-white frequency spectrum)并提供偽隨機(jī)時(shí)域響應(yīng)。
[0011] 本發(fā)明進(jìn)一步地通過一種檢測的方法和系統(tǒng)來達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，其特征在于，將濾 波器應(yīng)用于內(nèi)容段，濾波器是無限脈沖響應(yīng)濾波器，在一個(gè)實(shí)施例中，濾波器的特征在于半 白頻譜并提供偽隨機(jī)時(shí)域響應(yīng)，濾波器的輸出被處理以獲得所述模式，從所述模式中可能 重構(gòu)有效載荷。
[0012] 通過本發(fā)明，人們嵌入具有特定特征的模式。這個(gè)模式循序依次改變，也就是說， 在不同的音頻段中嵌入不同的模式。這些模式的順序與有效載荷有關(guān)，從而有效地實(shí)現(xiàn)了 把有效載荷作為水印嵌入。下面對用來構(gòu)建模式的各種有益實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)闡述。本發(fā) 明是基于見解：在制作水印中通常使用的相關(guān)性運(yùn)算，與向輸入信號施加有限脈沖響應(yīng)以 獲得經(jīng)過濾波的信號的卷積運(yùn)算具有相似之處。
[0013] 水印檢測器與候選水印序列相關(guān)聯(lián)，用Wi[n]表示，和帶水印的內(nèi)容一起來確定最 有可能的序列。檢測器典型地包括一組候選水印模式的匹配濾波器。對于一個(gè)或多個(gè)候選 模式i，每個(gè)偽隨機(jī)模式的相關(guān)序列 Wi [η]與輸入信號y [η]相關(guān)，表示為
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種將模式作為水印嵌入內(nèi)容段的方法，包括修改所述內(nèi)容段，以便插入與所述模 式相關(guān)的一組基本覺察不到的特征，其特征在于， 確定濾波器的脈沖響應(yīng)，用于檢測所述模式； 在所述段中插入所述濾波器的時(shí)間反轉(zhuǎn)脈沖響應(yīng)作為所述的一組覺察不到的特征；其 中所述濾波器是無限脈沖響應(yīng)濾波器。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，所述無限脈沖響應(yīng)濾波器的特征在于半白頻譜并提供偽 隨機(jī)時(shí)域響應(yīng)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述濾波器包括多個(gè)全通延遲節(jié)，每一節(jié)產(chǎn)生 各自的脈沖響應(yīng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述多個(gè)被設(shè)置為級聯(lián)。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，兩個(gè)或更多的濾波器提供半正交的脈沖響應(yīng)，以及 修改步驟插入至少這些響應(yīng)中的一個(gè)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，一個(gè)或多個(gè)所述各自的脈沖響應(yīng)在嵌入之前被修 改，所述修改取決于所述有效載荷。
7. 如前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所述信息與所述響應(yīng)之間的相對延遲相關(guān)，或與 兩個(gè)或多個(gè)模式的相對相位或符號相關(guān)。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述濾波器的所述脈沖響應(yīng)在任意點(diǎn)被截?cái)唷?br> 9. 一種表示有效載荷并作為水印嵌入到內(nèi)容段中的模式的檢測方法，包括在所述內(nèi)容 段中檢測與所述模式相關(guān)的一組基本覺察不到的特征，其特征在于， 濾波器，被應(yīng)用于所述內(nèi)容段，所述濾波器是無限脈沖響應(yīng)濾波器； 所述濾波器的輸出被處理，以便獲得所述模式，從所述模式中可能重構(gòu)所述有效載荷。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，所述無限脈沖響應(yīng)濾波器的特征在于半白頻譜并提供 偽隨機(jī)時(shí)域響應(yīng)。
11. 如權(quán)利要求9或10所述的方法，其中，多個(gè)濾波器被多次應(yīng)用于所述內(nèi)容段，每一 個(gè)所述濾波器輸出不同的候選模式，并把與一個(gè)候選模式具有最佳匹配的響應(yīng)作為所述模 式，從所述模式中重構(gòu)所述有效載荷。
12. -種將模式作為水印嵌入內(nèi)容段的系統(tǒng)，包括嵌入裝置，用于修改所述內(nèi)容段，以 便插入與所述模式相關(guān)的一組基本覺察不到的特征，其特征在于， 濾波器裝置，被配置為確定用于檢測所述模式的濾波器的脈沖響應(yīng)； 所述嵌入裝置，被配置為用于將所述濾波器的時(shí)間反轉(zhuǎn)脈沖響應(yīng)作為所述的一組覺察 不到的特征插入到所述內(nèi)容段中；其中，所述濾波器是無限脈沖響應(yīng)濾波器。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，所述無限脈沖響應(yīng)濾波器的特征在于半白頻譜并提供 偽隨機(jī)時(shí)域響應(yīng)。
14. 一種表示有效載荷并作為水印嵌入到內(nèi)容段中的模式的檢測系統(tǒng)，包括檢測裝置， 用于檢測在所述內(nèi)容段中與所述模式相關(guān)的一組基本覺察不到的特征，其特征在于， 濾波器裝置，被配置為應(yīng)用于所述內(nèi)容段，所述濾波器是無限脈沖響應(yīng)濾波器，其特征 為半白頻譜并提供偽隨機(jī)時(shí)間響應(yīng)； 處理裝置，用于處理所述濾波器的輸出，以便獲得所述模式，從所述模式中可能重構(gòu)所 述有效載荷。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，所述無限脈沖響應(yīng)濾波器的特征在于半白頻譜并提供 偽隨機(jī)時(shí)域響應(yīng)。
【文檔編號】H04N1/32GK104221080SQ201380015294
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月21日
【發(fā)明者】德克·杰恩·伯瑞巴特 申請人:塞沃路森公司