从媒体提取标识信息的方法和装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是原案申请号为200980152518.4的发明专利申请（国际【申请号】PCT/ US2009/061750,申请日：2009年10月22日，发明名称：执行音频水印嵌入以及水印检测和 提取的方法和装置）的分案申请。
[0002] 相关申请
[0003] 本申请要求2009年5月1日提交的题目为"METHODSANDAPPARATUSTOPERFORM AUDIOWATERMARKINGANDWATERMARKDETECTIONANDEXTRACTION" 的美国临时申请序 号No. 61/174, 708 和 2008 年 10 月 24 日提交的题目为"STACKINGMETHODFORADVANCED WATERMARKDETECTION"的美国临时申请序号No. 61/108, 380的优选权，通过引用将这两个 临时申请的公开的全部内容并入本文。
技术领域
[0004] 本发明总体上涉及媒体监测，更具体地说，涉及执行音频水印嵌入以及水印检测 和提取的方法和装置。
【背景技术】
[0005] 识别媒体信息，更具体地说，识别音频流（例如，音频信息）对于评估电视、无线电 广播或任何其它媒体的受众接触率（audienceexposure)是有用的。例如，在电视观众统 计（metering)应用中，可以将代码插入到媒体的音频或视频中，其中，随后在呈现（例如， 在所监测的住宅处播放）该媒体时在监测点检测该代码。嵌入到原始信号中的代码/水印 的信息的有效载荷可以包括唯一的源标识、广播时间信息、业务（transactional)信息或 附加的内容元数据。
[0006] 监测点通常包括诸如监测受众成员的媒体消费或媒体的受众成员接触率的住宅 的地点。例如，在监测点，来自音频和/或视频的代码被捕获并可以与和所选择的频道、无 线电台、媒体源等相关联的媒体的音频流或视频流相关联。所收集的代码接着可以被发送 到中央数据收集设施以进行分析。但是，与媒体接触率或消费相关的数据的收集不必限于 在家中的接触率或消费。
【发明内容】
[0007] -种从媒体提取标识信息的方法，该方法包括以下步骤：计算媒体的第一样本序 列与所述媒体的第二样本序列的幅度平均值以产生平均样本序列，所述媒体包括嵌入标识 符；通过分析所述平均样本序列的频谱来确定所述嵌入标识符；存储所述嵌入标识符。
[0008] -种从媒体提取标识信息的装置，所述装置包括：叠加器，其用于计算媒体的第一 样本序列与所述媒体的第二样本序列的幅度平均值以产生平均样本序列，所述媒体包括嵌 入标识符；以及解码器，其用于通过分析所述平均样本序列的频谱来确定所述嵌入标识符。
[0009] -种计算机可读存储盘或存储装置，其包括在被执行时使得机器执行以下步骤的 指令：计算媒体的第一样本序列与所述媒体的第二样本序列的幅度平均值以产生平均样本 序列，所述媒体包括嵌入标识符；通过分析所述平均样本序列的频谱来确定所述嵌入标识 符。
【附图说明】
[0010] 图1是采用添加到复合电视信号的音频部分的节目识别码的广播受众测量系统 的示意图。
[0011] 图2是图1的示例编码器的框图。
[0012] 图3是例示可以由图2的示例解码器执行的示例编码处理的流程图。
[0013] 图4是例示可以被执行以产生与图2的代码频率选择器相结合使用的频率索引表 的示例处理的流程图。
[0014] 图5是例示关键（critical)频带索引以及它们如何与短和长的块样本索引相对 应的图表。
[0015] 图6例示选择将表示具体信息符号的频率分量的一个示例。
[0016]图7至图9是例示可以由图4的处理产生的并与图2的代码频率选择器相结合使 用的不同的示例代码频率配置的图表。
[0017] 图10例不首频编码索引之间的频率关系。
[0018] 图11是图1的示例解码器的框图。
[0019] 图12是例示可以由图11的示例编码器执行的示例解码处理的流程图。
[0020] 图13是可以被执行以在图11的解码器中叠加（stack)音频的示例处理的流程 图。
[0021] 图14是可以被执行以在图11的解码器中确定编码在音频信号中的符号的示例处 理的流程图。
[0022] 图15是可以被执行以处理缓冲器从而识别图11的解码器中的消息的示例处理的 流程图。
[0023] 图16例示可以存储消息符号的示例循环缓冲器组。
[0024] 图17例示可以存储消息符号的示例预先存在代码标记循环缓冲器组。
[0025] 图18是可以被执行以在图11的解码器中验证所识别的消息的示例处理的流程 图。
[0026] 图19例示可以在图11的解码器中存储所识别的消息的示例过滤器堆栈（stack)。
[0027] 图20是示例处理器平台的示意图，该示例处理器平台可以用于和/或编码为执行 本文所述的任何或全部处理或者实现本文所述的任何或全部示例系统、示例装置和/或示 例方法。
【具体实施方式】
[0028] 下面的描述参照音频编码和解码，该音频编码和解码通常还分别被称为音频水印 嵌入（audiowatermarking)和水印检测。应当注意，在该背景中，音频可以是具有落入正 常人能听到的频谱内的频率的任意类型的信号。例如，音频可以是语音、音乐、音频和/或 视频节目或作品（例如，电视节目、电影、互联网视频、无线电节目、商业短片等）的音频部 分、媒体节目、噪声或任何其它声音。
[0029] -般地说，如下文详细描述的，对音频进行的编码将一个或更多个代码或信息 (例如，水印）插入到音频中且理想地使该代码对于音频的听者不可听到。但是，在特定情 形中，该代码会被特定听者听见。嵌入在音频中的代码可以是任意适当的长度，并且可以选 择任意适当的技术将代码分配到信息中。
[0030] 如下文描述的，要插入到音频中的代码或信息可以被转换为由代码频率信号表示 的符号，这些代码频率信号要被嵌入到音频中以表示信息。这些代码频率信号包括一个或 更多个代码频率，其中，分配不同的代码频率或代码频率的组以表示不同的信息符号。还描 述了用于产生一个或更多个将符号映射到代表性代码频率的表以使得这些符号在解码器 处彼此可区分的技术。可以使用任何适当的编码或纠错技术来将代码转换为符号。
[0031] 通过控制将这些代码频率信号输入到原始（native)音频中时的振幅，人的听觉 可以察觉不到这些代码频率信号的存在。因此，在一个示例中，使用基于不同频率处的原始 音频的内能（energycontent)和/或原始音频的音调或类似噪声的性质的掩蔽（masking) 操作来提供信息，这些代码频率信号的振幅基于该信息。
[0032] 另外，音频信号可以已经通过发布链（distributionchain)，其中例如内容已从 内容创作者传递到网络发布者（例如，NBC国家台）并进而传递到地方内容发布者（例如， 芝加哥的NBC)。随着音频信号通过发布链，多个发布者中的一个可以根据本文所述的技术 将水印编码到音频信号中，由此将这些发布者的标识或发布时间的指示包括在该音频信号 中。本文所述的编码是非常鲁棒的，因此插入到该音频信号中的代码不容易被去除。因此， 该音频内容的任何后续发布者可以使用本文所述的技术对以前已经进行了编码的音频信 号进行编码，以使得该后续发布者的代码将是可检测的，并且对该后续发布者的任何归给 (crediting)将被承认。
[0033] 另外，由于信号内的代码的重复或部分重复，可以通过叠加消息并将所编码的音 频信号转换为具有经强调（accentuate)的代码的信号来改进代码检测。当在监测位置对 该音频信号进行采样时，大致相等尺寸块的音频样本被合计并被平均。该叠加处理利用该 音频信号的时间特性以使得该代码信号在该音频信号内被强调。因此，当使用该叠加处理 时可以提供对于噪声或其它干扰的经增加的鲁棒性。例如，当解码操作使用可能获取除了 扬声器输出的音频信号以外的环境噪声的麦克风时，该叠加处理可能是有用的。
[0034]为本文所述的解码操作添加鲁棒性的进一步技术提供对解码操作所识别的消息 的验证（validation)。在经编码的音频信号中识别了消息以后，这些消息被添加到堆栈 (stack)。接着对消息的后续重复进行比较以识别匹配。当消息可以按照适当的重复间隔 与经识别的另一消息相匹配时，该消息被识别为经验证。当消息可以与已经被验证的另一 消息部分地匹配时，该消息被标记为部分经验证，并且后续消息被用于识别该消息的可能 已经被破坏的部分。根据该示例验证技术，仅当消息被验证时从解码器输出这些消息。这 种技术防止消息中的由于干扰和/或检测误差所导致的误差。
[0035] 以下的示例总体上涉及对具有诸如代码的信息的音频信号进行编码，以及经由解 码处理从该音频中获得该信息。以下的示例编码和解码处理可以用于从一个地方向另一个 地方传送信息的多个不同的技术应用。
[0036] 本文所述的示例编码和解码处理可以用于执行广播识别。在这种示例中，在作品 被广播以前，将该作品编码为包括指示该作品的源、该作品的广播时间、该作品的发布频道 或被认为与系统运营商相关的任何其它信息的代码。当作品被呈现（例如，通过电视、无线 电广播、计算设备或任何其它适当设备进行播放）时，呈现区域中的人不仅接触到该作品， 而且在不为这些人所知的情况下，这些人还接触到嵌入在该作品中的代码。因而，人们可以 配置有工作在基于麦克风的平台上的解码器，使得作品可以由该解码器使用自由场检测来 获得并被处理以从中提取代码。这些代码接着被记录并被报告回中央设施以进行进一步处 理。基于麦克风的解码器可以是专用的独立设备，或者可以使用蜂窝电话或具有麦克风和 用来执行解码和代码记录操作的软件的任何其它类型的设备来实现。另选地，只要可以经 由硬接线（hardwired)连接来获取该作品及其附属代码，则可以使用基于有线的系统。
[0037] 例如通过利用特定代码来标记版权保护的音频和/或相关联的视频内容，可 以将本文所述的示例编码和解码处理用于涉及音频和/或视频作品的跟踪和/或取证 (forensics)。该示例编码和解码处理可以用于实现业务编码系统，在该业务编码系统中， 当作品被消费者购买时，将唯一的代码插入到该作品中。因而，允许媒体发布来识别作品的 源。购买行为可以包括购买者通过物理方式接收包括作品的有形介质（例如，光盘等），或 者可以包括经由诸如互联网的网络下载作品。在业务编码系统的背景中，同一作品的每个 购买者都接收该作品，但利用不同的代码对每个购买者接收的作品进行编码。也就是说，插 入到作品的代码可以对于购买者而言是因人而异的，其中，该购买者购买的每个作品包括 该购买者的代码。另选地，可以利用顺序分配的代码来对每个作品进行编码。
[0038] 此外，通过按照信息隐藏（steganographic)方式来隐藏代码，本文所述的示例编 码和解码技术可被用于执行控制功能，其中所隐藏的代码被用于