EP0875107B1 - Procede de codage pour introduire un signal de donnees non audible dans un signal audio, procede de decodage, codeur et decodeur correspondants - Google Patents

Procede de codage pour introduire un signal de donnees non audible dans un signal audio, procede de decodage, codeur et decodeur correspondants Download PDF

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EP0875107B1
EP0875107B1 EP97902223A EP97902223A EP0875107B1 EP 0875107 B1 EP0875107 B1 EP 0875107B1 EP 97902223 A EP97902223 A EP 97902223A EP 97902223 A EP97902223 A EP 97902223A EP 0875107 B1 EP0875107 B1 EP 0875107B1
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audio
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Heinz GERHÄUSER
Rainer Perthold
Ernst Eberlein
Roland Plankenbühler
Hartmut Schott
Christian Neubauer
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Claims (37)

  1. Procédé de codage pour introduire un signal de données inaudible (x(n)) dans un signal audiofréquence (n(k)), caractérisé par les étapes suivantes :
    a) la transposition (100) du signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    b) la détermination (102) du spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    c) la préparation (106) d'un signal pseudoaléatoire (g(l)) ;
    d) la préparation (104) du signal de données (x(n)) ;
    e) la multiplication (108) du signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence ;
    f) la pondération (112) du spectre du signal de données distribué par le spectre du seuil de masquage ;
    g) la transposition (114) du signal de données pondéré dans le domaine temporel ; et
    h) la superposition (112) du signal audiofréquence et du signal de données pondéré.
  2. Procédé de codage pour introduire un signal de données (x(n)) inaudible dans un signal audiofréquence (n(k)), caractérisé par les étapes suivantes :
    a) la transposition (100) du signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    b) la détermination (102) du spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    c) la préparation (106) d'un signal pseudoaléatoire (g(l)) ;
    d) la préparation (104) du signal de données (x(n)) ;
    e) la multiplication (108) du signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence ;
    f) la pondération (112) du spectre du signal de données distribué par le seuil de masquage;
    g) la superposition du signal audiofréquence et du signal de données pondéré dans le domaine spectral ; et
    h) la transposition du signal pondéré dans le domaine temporel.
  3. Procédé de codage conforme à la revendication 1 ou à la revendication 2, dans lequel l'étape a) comprend l'application d'une transformée de Fourier rapide au signal audiofréquence (n(k)).
  4. Procédé de codage conforme à l'une des revendications de 1 à 3, dans lequel l'étape b) inclut les étapes suivantes :
    b1) la répartition du spectre du signal audiofréquence en bandes critiques (z) ;
    b2) la détermination de l'énergie dans chaque bande critique ;
    b3) le calcul de la fonction de distribution pour chaque bande critique ;
    b4) le lien du développement de la distribution de toutes les bandes critiques avec l'énergie dans les bandes, pour conserver le développement de la stimulation ;
    b5) la détermination de l'imprédictibilité du signal ;
    b6) le lien de l'imprédictibilité avec la fonction de distribution, pour obtenir une mesure de tonalité ;
    b7) le calcul de l'influence du masquage sur la tonalité ; et
    b8) le calcul du seuil de masquage d'après la stimulation en prenant compte de l'influence du masquage.
  5. Procédé de codage conforme à l'une des revendications de 1 à 3, dans lequel l'étape b) comporte les étapes suivantes :
    b1) la répartition du spectre du signal audiofréquence en bandes critiques (z) ;
    b2) la détermination l'énergie dans chaque bande critique ; et
    b3) la détermination du seuil de masquage d'après les énergies dans les bandes en tenant compte de l'influence du masquage pour un masquage tonal.
  6. Procédé de codage conforme à l'une des revendications de 1 à 5, dans lequel le signal pseudoaléatoire (g(l)) a une largeur de bande de 6kHz.
  7. Procédé de codage conforme à l'une des revendications de 1 à 6, dans lequel le signal de données (x(n)) a une largeur de bande de 50 Hz.
  8. Procédé de codage conforme à l'une des revendications de 1 à 7, dans lequel le signal de données (x(n)) est codé dans les canaux à l'aide d'un codage par blocs.
  9. Procédé de codage conforme à l'une des revendications de 1 à 8 dans lequel avant l'étape e) le signal pseudoaléatoire (g(l)) et le signal de données (x(n)) sont transformés en signaux opposés.
  10. Procédé de codage conforme à l'une des revendications de 1 à 9 dans lequel l'étape e) comprend les étapes suivantes :
    e1) la modulation en bande de base selon une technique BPSK du signal de données (x(n)) avec le signal pseudoaléatoire (g(l)) ;
    e2) la modulation selon la technique BPSK du signal modulé issu de l'étape e1) avec un signal de porteuse, dont la fréquence se trouve dans la plage du spectre audiofréquence audible ; et
    e3) la transposition du signal modulé issu de l'étape e2) dans le domaine spectral.
  11. Procédé de codage conforme à la revendication 10, dans lequel le signal porteur est de forme sinusoïdale et a une fréquence de 3 kHz.
  12. Procédé de codage conforme à la revendication 10, dans lequel l'étape e1) est réalisée par un codage du signal pseudoaléatoire selon la technique de Manchester.
  13. Procédé de codage conforme à la revendication 1 ou à la revendication 2, dans lequel la transformation (114) de retour dans le domaine temporel résulte d'une transformée de Fourier rapide.
  14. Codeur pour introduire un signal de données (x(n)) inaudible dans un signal audiofréquence (n(k)), caractérisé par :
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence ;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal de données distribué avec le spectre du seuil de masquage ;
    un dispositif (114) pour transposer le signal de données pondéré dans le domaine temporel ; et
    un dispositif (116) pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré.
  15. Codeur pour introduire un signal de données inaudible (x(n)) dans un signal audiofréquence (n(k)), caractérisé par :
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence ;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal de données distribué avec le seuil de masquage ;
    un dispositif pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré dans le domaine spectral ; et
    un dispositif pour transposer le signal superposé dans le domaine temporel.
  16. Codeur conforme à la revendication 14 ou à la revendication 15, dans lequel le dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence met en oeuvre une transformée de Fourier rapide.
  17. Codeur conforme à l'une des revendications de 14 à 16, dans lequel le dispositif pour déterminer le seuil de masquage présente les aménagements suivants :
    un dispositif pour répartir le spectre du signal audiofréquence en bandes critiques (z) ;
    un dispositif pour déterminer l'énergie dans chaque bande critique ;
    un dispositif pour calculer la fonction de distribution pour chaque bande critique ;
    un dispositif pour relier la disposition de la distribution de toutes les bandes critiques à l'énergie dans les bandes, pour conserver la distribution de la stimulation ;
    un dispositif pour déterminer l'imprédictibilité du signal ;
    un dispositif pour déterminer l'influence du masquage sur la tonalité ; et
    un dispositif pour calculer le seuil de masquage d'après la stimulation en tenant compte de l'influence du masquage déterminée.
  18. Codeur conforme à l'une des revendications de 14 à 16, dans lequel le dispositif pour déterminer le seuil de masquage présente les aménagements suivants :
    un dispositif pour répartir le spectre audiofréquence en bandes critiques (z) ;
    un dispositif pour déterminer l'énergie dans chaque bande critique ;
    un dispositif pour déterminer le seuil de masquage d'après l'énergie dans les bandes en tenant compte de l'influence du masquage pour le masquage tonal.
  19. Codeur conforme à l'une des revendications de 14 à 18, dans lequel le signal pseudoaléatoire (g(l)) a une largeur de bande de 6 kHz.
  20. Codeur conforme à l'une des revendications de 14 à 19, dans lequel le signal de données (x(n)) a une largeur de bande de 50 Hz.
  21. Codeur conforme à l'une des revendications de 14 à 20, qui présente un dispositif (105) qui code le signal de données selon des canaux à l'aide d'un codage par blocs.
  22. Codeur conforme à l'une des revendications de 14 à 21, qui présente un dispositif qui, avant de multiplier le signal pseudoaléatoire par le signal de données transpose le signal pseudoaléatoire et le signal de données en signaux opposés.
  23. Codeur conforme à l'une des revendications de 14 à 22, dans lequel le dispositif pour multiplier le signal pseudoaléatoire par le signal de données
    opère une modulation en bande de base selon la technique BPSK du signal de données avec le signal pseudoaléatoire ;
    opère une modulation selon la technique BPSK sur celle-ci, avec un signal porteur, dont la fréquence se trouve dans la plage du spectre audiofréquence audible ; et
    transpose le signal modulé dans le domaine spectral.
  24. Codeur conforme à la revendication 23, dans lequel le signal porteur est de forme sinusoïdale et a une fréquence de 3 kHz.
  25. Codeur conforme à la revendication 23, dans lequel le dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire par le signal de données opère un codage du signal pseudoaléatoire selon la technique de Manchester.
  26. Codeur conforme à la revendication 14 ou la revendication 15, dans lequel le dispositif (114) opère la transformation inverse dans le domaine temporel par l'intermédiaire d'une transformation de Fourier rapide.
  27. Dispositif (600) pour déterminer la distribution des auditeurs de stations de radiodiffusion individuelles à l'aide d'un signal de reconnaissance, caractérisé par
    un codeur (604), qui incorpore le signal de reconnaissance dans le signal audiofréquence et présente les aménagements suivants :
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence ;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal de données distribué avec le spectre du seuil de masquage ;
    un dispositif (114) pour transposer le signal superposé dans le domaine temporel ; et
    un dispositif (116) pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré ; et
    un décodeur (620), qui extrait le signal de reconnaissance du signal audiofréquence émis.
  28. Dispositif (600) pour déterminer la distribution des auditeurs de stations de radiodiffusion individuelles (602) à l'aide d'un signal de reconnaissance, caractérisé par :
    un codeur (604), qui incorpore le signal de reconnaissance dans le signal audiofréquence et présente les aménagements suivants :
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence ;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal de données distribué avec le seuil de masquage ;
    un dispositif pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré dans le domaine spectral ; et
    un dispositif pour transposer le signal superposé dans le domaine temporel ; et
    un décodeur (620), qui extrait le signal de reconnaissance du signal audiofréquence émis.
  29. Dispositif (700) pour déterminer la portée d'une station de radiodiffusion (702) à l'aide d'un signal de reconnaissance, caractérisé par
    un codeur (702), qui incorpore le signal de reconnaissance dans le signal audiofréquence, et présente les aménagements suivants :
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence ;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal de données distribué avec le spectre du seuil de masquage ;
    un dispositif (114) pour transposer le signal superposé dans le domaine temporel ; et
    un dispositif (116) pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré ; et
    un décodeur (718) qui extrait le signal de reconnaissance du signal audiofréquence émis.
  30. Dispositif (700) pour déterminer la portée d'une station de radiodiffusion (702) à l'aide d'un signal de reconnaissance, caractérisé par
    un codeur (704), qui incorpore le signal de reconnaissance dans le signal audiofréquence, et présente les aménagements suivants :
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence ;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal distribué avec le seuil de masquage ;
    un dispositif pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré dans le domaine spectral ; et
    un dispositif pour transposer le signal de données superposé dans le domaine temporel ; et
    un décodeur (718) qui extrait le signal de reconnaissance du signal audiofréquence émis.
  31. Dispositif (800) pour marquer de manière distinctive des signaux audiofréquences à l'aide d'un numéro de reconnaissance univoque pour identifier la source de copies de porteuses de son (808), caractérisé par :
    un codeur (806), qui incorpore la marque distinctive dans le signal audiofréquence et présente les aménagements suivants :
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence ;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal de données distribué avec le spectre du seuil de masquage ;
    un dispositif (114) pour transposer le signal superposé dans le domaine temporel ; et
    un dispositif (116) pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré ; et
    un décodeur (718), qui extrait la marque de reconnaissance du signal audiofréquence transmis.
  32. Dispositif (800) pour marquer de manière distinctive des signaux audiofréquences à l'aide d'un numéro de reconnaissance univoque pour identifier la source de copies de porteuses de son (808), caractérisé par
    un codeur (806), qui incorpore la marque de reconnaissance dans le signal audiofréquence, et présente les aménagements suivants :
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence ;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal distribué avec le seuil de masquage;
    un dispositif pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré dans le domaine spectral ; et
    un dispositif pour transposer le signal de données superposé dans le domaine temporel ; et
    un décodeur qui extrait la marque de reconnaissance du signal audiofréquence émis.
  33. Dispositif (900) pour télécommander des appareils audiofréquence (916, 918) à l'aide d'un signal de commande, caractérisé par
    un codeur (906), qui incorpore le signal de commande dans le signal audiofréquence et présente les aménagements suivants
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal de données distribué avec le spectre du seuil de masquage ;
    un dispositif (114) pour transposer le signal superposé dans le domaine temporel ; et
    un dispositif (116) pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré ; et
    un décodeur, qui extrait le signal de commande du signal audiofréquence transmis.
  34. Dispositif (900) pour télécommander des appareils audiofréquence (916, 918) à l'aide d'un signal de commande, caractérisé par
    un codeur (906), qui incorpore le signal de commande dans le signal audiofréquence, et présente les aménagements suivants :
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal distribué avec le seuil de masquage ;
    un dispositif pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré dans le domaine spectral ; et
    un dispositif pour transposer le signal de données superposé dans le domaine temporel ; et
    un décodeur, qui extrait le signal de commande du signal audiofréquence émis.
  35. Dispositif (900) pour télécommander des appareils audiofréquence à l'aide d'un signal de commande, conformément à la revendication 33 ou à la revendication 34, aménagé de telle manière que l'enregistrement d'un signal audiofréquence dans un appareil d'enregistrement peut-être mis en marche eV ou arrêté par l'intermédiaire du signal de télécommande.
  36. Dispositif pour mettre un signal audiofréquence à la disposition d'un canal de données travaillant en parallèle ayant un débit binaire inférieur dans des appareils audiofréquence à traitement numérique, caractérisé par
    un codeur, qui incorpore un signal d'information dans le signal audiofréquence et présente les aménagements suivants :
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal de données distribué avec le spectre du seuil de masquage ;
    un dispositif (114) pour transposer le signal superposé dans le domaine temporel ; et
    un dispositif (116) pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré ; et
    un décodeur, qui extrait le signal d'information du signal audiofréquence transmis.
  37. Dispositif pour mettre un signal audiofréquence à la disposition d'un canal de données travaillant en parallèle ayant un débit binaire inférieur dans des appareils audiofréquence à traitement numérique, caractérisé par:
    un codeur, qui incorpore un signal d'information dans le signal audiofréquence et présente les aménagements suivants :
    un dispositif (100) pour transposer le signal audiofréquence (n(k)) dans le domaine spectral ;
    un dispositif (102) pour déterminer le spectre du seuil de masquage (W(ω)) exclusivement à partir du signal audiofréquence ;
    une source de signal pseudoaléatoire (106);
    une source de signal de données (104);
    un dispositif (108) pour multiplier le signal pseudoaléatoire (g(l)) par le signal de données (x(n)), pour obtenir un signal de données distribué en ce qui concerne la fréquence;
    un dispositif (112) pour pondérer le spectre du signal distribué avec le seuil de masquage;
    un dispositif pour superposer le signal audiofréquence et le signal de données pondéré dans le domaine spectral ; et
    un dispositif pour transposer le signal de données superposé dans le domaine temporel ; et
    un décodeur, qui extrait le signal d'information du signal audiofréquence émis.
EP97902223A 1996-03-07 1997-01-24 Procede de codage pour introduire un signal de donnees non audible dans un signal audio, procede de decodage, codeur et decodeur correspondants Expired - Lifetime EP0875107B1 (fr)

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DE19608926 1996-03-07
DE19608926 1996-03-07
DE19640814A DE19640814C2 (de) 1996-03-07 1996-10-02 Codierverfahren zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal und Verfahren zum Decodieren eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals
DE19640825 1996-10-02
DE19640825A DE19640825C2 (de) 1996-03-07 1996-10-02 Codierer zur Einbringung eines nicht hörbaren Datensignals in ein Audiosignal und Decodierer zum decodieren eines nicht hörbar in einem Audiosignal enthaltenen Datensignals
DE19640814 1996-10-02
PCT/EP1997/000338 WO1997033391A1 (fr) 1996-03-07 1997-01-24 Procede de codage pour introduire un signal de donnees non audible dans un signal audio, procede de decodage, codeur et decodeur correspondants

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EP0875107A1 EP0875107A1 (fr) 1998-11-04
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EP97902223A Expired - Lifetime EP0875107B1 (fr) 1996-03-07 1997-01-24 Procede de codage pour introduire un signal de donnees non audible dans un signal audio, procede de decodage, codeur et decodeur correspondants

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