专利名称：水印解码器和用于提供二进制消息数据的方法
技术领域：
根据本发明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。
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，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，本发明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。
发明内容
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。根据本发明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。本发明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。根据本发明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根据本发明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。根据本发明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)。根据本发明的其他实施方式涉及包括冗余解码器和水印提取器的水印解码器，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或之前的时间块与所识别的对准时间块的距离并使用完整消息的冗余数据，基于这些时间块的加水印后的信号的频域表示型态，来提供二进制消息数据。这样，还可以从不完整消息中重新获得水印信息，其中，丢失的水印信息在识别的对准时间块之前或之后。如果发生从含有水印的一个音频源到含有水印消息的“中间”的水印的其他音频源的切换，则这是有用的。在该情况下，即使两个消息都不完整，即，如果两个水印消息的传输时间是重叠的，也可以从切换时的两个音频源来重新获得水印信息。 根据本发明的一些其他实施方式还提供了用于提供二进制消息数据的方法。该方法基于与上述设备相同的发现。
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 signa ture 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)乘法的实例的曲线表不;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解码器的框图；以及图25示出了根据本发明实施方式的用于提供二进制消息数据的方法的流程图。
具体实施例方式I.水印解码器图24示出了根据本发明实施方式的用于根据加水印后的信号2402来提供二进制消息数据2442的水印解码器2400的框图。水印解码器2400包括时频域表示型态提供器2410、存储器单元2420、同步确定器2430、和水印提取器2440。时频域表示型态提供器2410连接至同步确定器2430和存储器单元2420。此外，同步确定器2430和存储器单元2420还连接至水印提取器2440。时频域表示型态提供器2410提供多个时间块的加水印后的信号2402的频域表示型态2412。存储器单元2420存储多个时间块的加水印后的信号2402的频域表示型态2412。此外，同步确定器2430基于多个时间块的加水印后的信号2402的频域表示型态2412，识别对准时间块2432。水印提取器2440考虑时间上在识别的对准时间块2432之前的时间块与识别的对准时间块2432的距离，而基于时间上在识别的对准时间块2432之前的这些时间块的加水印后的信号2402的频域表示型态2412，来提供二进制消息数据2442。通过该回看方法，还可以采用在利用识别对准时间块2432的同步可用之前所接收到的消息的二进制消息数据。因此，可以显著增大由接收到的加水印后的信号含有的所获二进制消息数据的数量。在这方面，考虑与识别的对准时间块2432的距离指的是例如一个时间块(相关联的存储的频域表示型态被用于生成二进制消息数据)到识别的对准时间块2432的距离被考虑用于生成二进制消息数据2442。例如，该距离可以为时间距离(例如，在时频域表示型态提供器提供识别的对准时间块之前的X秒，由时频域表示型态提供器提供在前的时间块)或·者为在前的时间块和识别的对准时间块2432之间的时间块的数量。通过考虑与识别的对准时间块2432的距离，对准时间块2432之前的时间块对消息的正确分配是可行的，使得水印提取器2440可以重新取得并提供该在前消息的二进制消息数据。例如，对准时间块2432可以是消息的第一时间块、消息的最后一个时间块、或允许找到消息的开头的消息中的预定时间块。消息可以是含有在一起的多个时间块的数据包。多个时间块的加水印后的信号的频域表示型态还可以被称为加水印后的信号的时频域表示型态。可选地，水印解码器2440可以包括冗余解码器，该冗余解码器用于使用时间上在含有识别的对准时间块2432的消息之前的加水印后的信号的不完整消息的冗余数据，来提供不完整消息的二进制消息数据2442。这样，还可以使用例如由于加水印后的信号的低信号质量或在加水印后的信号的开始出现不完整消息而不完整的消息。此外，同步确定器2430可以基于多个预定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时间块2432。在该实例中，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同步序列含有的不同的预定同步序列的数量。这样，如果在消息中识别了一个以上的对准时间块，则正确的同步也是可行的。换而言之，对于正确的同步(识别正确的时间对准块)，可以分析消息的内容。同步序列可以包括用于加水印后的信号的频域表示型态的每个频带系数的同步比特。频域表示型态2432可以包括频域的每个频带的频带系数。所提供的二进制消息数据2442可以表示加水印后的信号2402的时间上在含有识别的对准时间块2432的消息之前的消息的内容。可选地，水印提取器还可以考虑时间上在识别的对准时间块2432之后的时间块与识别的对准时间块2432的距离，基于时间上在识别的对准时间块2432之后的这些时间块的加水印后的信号2402的频域表示型态2412，来提供另一二进制消息数据。这还可以被称为前看方法并允许在含有识别的对准时间块的消息之后提供消息的另一二进制消息数据，而不用进一步的同步。这样，可以只一次同步就足够。可选地，可以周期性地识别对准时间块(例如，每第4个、第8个、或第16个消息)。
根据本发明的其他实施方式涉及一种包括冗余解码器和水印提取器的水印解码器，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或之前的时间块与识别的对准时间块的距离并使用完整消息的冗余数据，而基于时间上在识别的对准时间块之后或之前的这些时间块的加水印后的信号的频域表示型态，提供二进制消息数据。这样，还可以从不完整消息中重新获得水印信息，其中，丢失的水印信息在识别的对准时间块之前或之后。如果发生从含有水印的一个音频源到含有在水印消息的“中间”中的水印的其他音频源的切换，则这是有用的。在该情况下，即使两个消息都不完整，即，如果两个水印消息的传输时间相重叠，也可以从切换时的两个音频源来恢复水印信息。换句话说，可以在水印(消息)的“中间”(或者消息中的某处)切换带水印(消息)的音频源。由于冗余解码器和回看机制，可以取回两个水印消息，尽管这两个水印消息可能重叠。在预定存储时间之后，存储单元2420可以释放含有加水印后的信号2420的存储
的频域表示型态2422的存储器空间，用于擦除或重写。这样，由于仅短时间的存储频域表示型态2412，并且可以将存储器空间重新用于由时频表示型态提供器2410提供的后面的频域表示型态2412可以保持必需的存储器空间很小。另外地或可选地，在水印提取器2440从加水印后的信号2402的存储的频域表示型态2422获得了二进制消息数据2442之后，存储器单元2420可以释放含有加水印后的信号2402的已存储频域表示型态2422的存储器空间，用于擦除或重写。这样，还可以减小必需的存储器空间。2.提供二进制消息数据的方法图25示出了根据本发明实施方式的用于根据加水印后的信号来提供二进制消息数据的方法2500的流程图。方法2500包括提供2510多个时间块的加水印后的信号的频域表示型态，并且存储2520多个时间块的加水印后的信号的频域表示型态。此外，该方法2500还包括基于多个时间块的加水印后的信号的频域表示型态，识别2530对准时间块，并且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，而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，提供2540 二进制消息数据。可选地，该方法可以包括对应于上述设备的特征的其他步骤。3.系统描沭以下，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± I)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(convolutionalencoder)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I XN111=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，ο表不 Schur 逐兀素乘积(Schur element-wise product),并且S=大小 NfXNnZRc 的[· · · a b c. · · a b. · · ] (3)305 的输出 3O5a 为大小Nf X Nt · Nm/Rc 的(。(c/ · m)) Ocf(4 J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 = O, bdiff (i，j-1)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Sij j(t) = bdiff(i, j) Y (i, j) · gi(t-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#(H来获得比特形成函数tJ < * f) 5// (f) ')(7)其中，&为第i个子带的中心频率，并且标号T表示转置符。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
·
Hs,v9;
权利要求
1.一种用于根据加水印后的信号(2402)提供二进制消息数据(2442)的水印解码器(2400)，所述水印解码器包括 时频域表示型态提供器(2410)，被配置为提供用于多个时间块的所述加水印后的信号(2402)的频域表示型态(2412)； 存储器单元(2420)，被配置为存储用于多个时间块的所述加水印后的信号(2402)的所述频域表示型态(2412)； 同步确定器(2430)，被配置为基于多个时间块的所述加水印后的信号(2402)的所述频域表示型态(2412)来识别对准时间块(2432);以及 水印提取器(2440)，被配置为考虑时间上在所述识别的对准时间块(2432)之前的时间块与所述识别的对准时间块(2432)的距离，基于时间上在所述识别的对准时间块(2432)之前的所述时间块的加水印后的信号(2402)的所述已存储频域表示型态(2422)，来提供二进制消息数据(2442 )。
2.根据权利要求I所述的水印解码器，包括冗余解码器，被配置为使用所述加水印后的信号(2402)的所述不完整消息的的冗余数据，提供所述不完整消息的二进制消息数据(2442)，所述不完整消息时间上在含有所述识别的对准块(2432)的消息之前。
3.根据权利要求I或2所述的水印解码器，其中，所述同步确定器(2430)被配置为基于多个预定同步序列并基于所述加水印后的信号(2402)的消息的二进制消息数据，来识别所述对准消息块(2432)，其中，由所述加水印后的信号(2402)的所述消息包含的时间块的数量大于由所述多个预定同步序列包含的不同的预定同步序列的数量。
4.根据权利要求3所述的水印解码器，其中，同步序列包括用于所述加水印后的信号(2402)的所述频域表示型态(2412)的每个频带系数的同步比特。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的水印解码器，其中，所提供的二进制消息数据(2442)表示所述加水印后的信号(2402)的消息的内容，所述消息时间上在含有所述对准时间块(2432)的消息之前。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的水印解码器，其中，所述水印提取器(2440)被配置为考虑时间上在所述识别的对准时间块(2432)之后的时间块与所述识别的对准时间块(2432)的距离，而基于时间上在所述识别的对准时间块(2432)之后的所述时间块的所述加水印后的信号(2402)的频域表示型态(2412)，来提供另一二进制消息数据。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的水印解码器，其中，所述存储器单元(2420)被配置为在预定存储时间之后，释放含有所述加水印后的信号(2402)的所述已存储频域表示型态的存储器空间，用于擦除或重写。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的水印解码器，其中，所述存储器单元(2420)被配置为在所述水印提取器(2440)从所述加水印后的信号(2402)的已存储频域表示型态中获得了二进制消息数据之后，释放含有所述加水印后的信号(2402 )的所述已存储频域表示型态的存储器空间，用于擦除或重写。
9.一种用于根据加水印后的信号提供二进制消息数据的方法(2500)，所述方法包括 提供(2510)多个时间块的所述加水印后的信号的频域表示型态； 存储(2520)多个时间块的所述加水印后的信号的所述频域表示型态； 基于多个时间块的所述加水印后的信号的所述频域表示型态，识别(2530)对准时间块；以及 考虑时间上在所述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，基于时间上在所述识别的对准时间块之前的所述时间块的所述加水印后的信号的已存储频域表示型态，来提供(2540) 二进制消息数据。
10.一种计算机程序，用于当在计算机上运行时执行根据权利要求9所述的方法。
11.一种用于根据加水印后的信号(2402)来提供二进制消息数据(2442)的水印解码器(2400)，所述水印解码器包括 时频域表示型态提供器(2410)，被配置为提供多个时间块的所述加水印后的信号(2402)的频域表示型态(2412)； 存储器单元(2420)，被配置为存储多个时间块的所述加水印后的信号(2402)的所述频域表不型态(2412)； 同步确定器(2430)，被配置为基于多个时间块的所述加水印后的信号(2402)的所述频域表示型态(2412)，识别对准时间块(2432 );以及 水印提取器(2440)，被配置为考虑时间上在所述识别的对准时间块(2432)之前的时间块与识别的对准时间块(2432)的距离，基于时间上在所述识别的对准时间块(2432)之前的所述时间块的所述加水印后的信号(2402)的所述已存储频域表示型态(2422)，以采用在利用识别所述对准时间块(2432)的同步可用之前所接收到的消息的二进制消息数据，来提供二进制消息数据(2442 )。
12.一种用于根据加水印后的信号来提供二进制消息数据的方法(2500)，所述方法包括 提供(2510)多个时间块的所述加水印后的信号的频域表示型态； 存储(2520)多个时间块的所述加水印后的信号的所述频域表示型态； 基于多个时间块的所述加水印后的信号的所述频域表示型态，识别(2530)对准时间块；以及 考虑时间上在所述识别的对准时间块之前的时间块与所述识别的对准时间块的距离，而基于时间上在所述识别的对准时间块之前的所述时间块的所述加水印后的信号的所述已存储频域表示型态，以采用在利用识别所述对准时间块(2432)的同步可用之前所接收到的消息的二进制消息数据，来提供(2540) 二进制消息数据。
全文摘要
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。
文档编号G10L19/00GK102959621SQ201180020595
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, 尤利娅内·博尔苏姆, 马尔科·布雷林, 托比亚斯·布利姆 申请人:弗兰霍菲尔运输应用研究公司