DE19738350A1 - Inserting code signal into audio-video data signal - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vor richtung und ein Verfahren zum Einfügen und Rückgewinnen einer Kennung in Datensignale, beispielsweise in Audio-/ Videosignale, unter Beibehaltung des bestehenden Datenfor mattyps.The present invention relates to a front direction and a method for inserting and recovering an identifier in data signals, for example in audio / Video signals, while maintaining the existing data form mattyps.
Insbesondere wird mit der vorliegenden Vorrichtung bzw. dem vorliegenden Verfahren erreicht, daß eine Kennung in Form von Ziffern und Buchstaben BCD- bzw. ASCI-codiert in digitalen Musikstücken bzw. Videosequenzen abgelegt werden können, ohne dadurch die Klangqualität bzw. Bildqualität in für das menschliche Ohr bzw. Auge wahrnehmbaren Umfang zu vermindern. Das Verfahren kann auf derzeit existierende Au dio- und Videoformate, wie sie z. B. in herkömmlichen CD- Playern Anwendung finden eingesetzt werden, ohne das beste hende Datenformat zu verändern.In particular, the present device or the present method achieved that an identifier in Form of numbers and letters BCD or ASCI coded in digital music or video sequences are stored can without reducing the sound quality or image quality perceptible extent to the human ear or eye Reduce. The method can be applied to currently existing Au dio and video formats such as z. B. in conventional CD Players find application to be used without the best change existing data format.
Bei herkömmlichen Vorrichtungen bzw. Verfahren zum Ein fügen von nicht hörbaren Zusatzsignalen in Datensignale wird gemäß DE 195 39 538 A1 beispielsweise das Audiosignal in eine Folge von Frequenzspektren transformiert, wobei die Zusatzdaten in der Nähe von bestimmten Spektralbereichen hinzugefügt werden. Nachteilig ist bei derartigen herkömm lichen Vorrichtungen bzw. Verfahren jedoch, daß der Aufbau relativ komplex und somit kostenaufwendig ist. Ferner kann eine derartige Kennzeichnung mit Zusatzinformationen rela tiv leicht umgangen werden, bzw. die Kennung aus dem Audio signal gelöscht werden, wenn das jeweilige Verfahren analy siert und die Frequenzbereichstransformation erkannt wird. In conventional devices or methods for add inaudible additional signals to data signals according to DE 195 39 538 A1, for example, the audio signal transformed into a sequence of frequency spectra, the Additional data in the vicinity of certain spectral ranges to be added. The disadvantage of such conventional Lichen devices or methods, however, that the structure is relatively complex and therefore expensive. Furthermore, such labeling with additional information rela tiv easily bypassed, or the identifier from the audio signal can be deleted when the respective procedure analy siert and the frequency domain transformation is recognized.
Insbesondere aufgrund der weltweiten Vernetzung von Computersystemen durch beispielsweise das Internet und das steigende Angebot von Dienstleistungen und Waren (Audio-/ Videofiles) über derartige Netze besteht der besondere Be darf derartige Datenfiles, wie beispielsweise Musikstücke, Videosequenzen und Bilder, unmittelbar vor der Datenfern übertragung, z. B. mittels Internet-Download, mit einer Se riennummer und dem Namen des Datenempfängers zu versehen.Particularly due to the worldwide networking of Computer systems through, for example, the Internet and that increasing supply of services and goods (audio / Video files) over such networks there is the special Be data files such as pieces of music, Video sequences and pictures, immediately before the remote data transmission, e.g. B. by Internet download, with a Se number and the name of the data recipient.
Wenn dadurch auch ein unmittelbares Kopieren der jewei ligen Datenfiles nicht verhindert werden kann, so ermög licht eine derartige Kennzeichnung dennoch die Zurückver folgung von Raubkopien, sowie das Anzeigen des rechtmäßigen Käufers beim Abspielen mit entsprechend ausgestatteten Wie dergabegeräten.If this also means that the respective data files cannot be prevented, so enable If such a label does the reverse ver following pirated copies, as well as displaying the lawful Buyer when playing with appropriately equipped how dergabgeräte.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einfügen bzw. Rückgewin nen einer Kennung in einem Datensignal zu schaffen, bei dem die Qualität des Datensignals in einem für die menschlichen Sinne nicht wahrnehmbaren Bereich verändert wird, und dem Datensignal eine nahezu nicht zu decodierende Kennung ein geprägt wird.The invention is therefore based on the object Device and a method for inserting or recovering to create an identifier in a data signal in which the quality of the data signal in one for human Area that is not perceptible is changed, and the Data signal an almost undecodable identifier is shaped.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Pa tentansprüchen 1, 9, 14 und 19 angegebenen Maßnahmen ge löst.This object is achieved by the in Pa Measures 1, 9, 14 and 19 specified measures solves.
Insbesondere durch ein Festlegen eines Bezugszeitpunk tes im zu bearbeitenden Datensignal und dem nachfolgenden Festlegen von vorbestimmten Kennungszeitpunkten, die sich an zeitlich beliebigen Stellen im Datensignal befinden, und bei denen die Kennung anstelle der ursprünglichen Musikda tenwerte eingefügt wird, erhält man eine Kennzeichnung von Datensignalen wie beispielsweise Audio-, Video- und Bildsi gnalen, in denen die Qualität der wiedergegebenen Signale in einem für die menschlichen Sinnesorgane nicht wahrnehm baren Bereich liegt. Neben den für die Rückverfolgung von Raubkopien nützlichen Daten wie Seriennummer und Name des Datenempfängers können darüber hinaus weitere Daten in das Datensignal eingefügt werden, wie beispielsweise der Titel und Interpret eines Musikstücks oder beliebige weitere Da ten. Pro Minute Spieldauer können hierbei bis zu 800 Zei chen im Musikstück abgelegt werden.In particular by specifying a reference time tes in the data signal to be processed and the subsequent one Set predetermined identifier times that are at any time in the data signal, and where the identifier instead of the original music If values are inserted, an identification of Data signals such as audio, video and image si gnalen, in which the quality of the reproduced signals not perceivable in one for the human sense organs range. In addition to those for tracing Pirated useful data such as serial number and name of the Data recipient can also add more data to the Data signal can be inserted, such as the title and interpreter of a piece of music or any other Da Up to 800 times can be played per minute be stored in the piece of music.
Erfindungsgemäß erfolgt die Festlegung der vorbestimm ten Kennungszeitpunkte durch einen vorgegebenen Algorith mus, der beispielsweise einen deterministischen Zufallsge nerator darstellt, wodurch sich unregelmäßige Abstände für die Kennung ergeben. Dadurch ergibt sich ein extrem schwie rig zu entschlüsselnder Codierungs-Algorithmus, weshalb ein Entfernen der eingeprägten Kennungsdaten, wie beispielsweise der Seriennummer und des Namens des Datenempfängers, weder gefunden noch gelöscht werden können.According to the definition of the predetermined th identification times by a predetermined algorithm mus, for example, a deterministic random gene nerator, which creates irregular spacing for the identifier result. This results in an extremely difficult coding algorithm to be deciphered, which is why a Remove the imprinted identification data, such as the serial number and the name of the data recipient, neither found can still be deleted.
Empfängerseitig kann eine Vorrichtung bzw. ein Verfah ren zur Rückgewinnung der Kennung derart ausgestaltet sein, daß beispielsweise in einem speziellen Wiedergabegerät (z. B. einem CD-Player, Multimedia-PC, usw.) während des Ab spielens des Musikstückes die Seriennummer, der Titel und der Interpret in einem eingebauten Display angezeigt werden kann. Ferner besteht sogar die Möglichkeit den Text eines Liedes in einer derartigen Anzeigevorrichtung wiederzuge ben.On the receiver side, a device or method can be used ren are designed to recover the identifier, that, for example, in a special playback device (e.g. a CD player, multimedia PC, etc.) during the Ab playing the piece of music the serial number, the title and the artist can be shown in a built-in display can. There is even the possibility of the text of a Song in such a display device ben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfüh rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be schrieben.The invention is described below with reference to an embodiment approximately example with reference to the drawing wrote.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung anhand der das Verfahren und die Vorrichtung zum Einfügen und zum Rückge winnen einer Kennung in einem Datensignal beschrieben wird; Figure 1 is a schematic representation based on the method and apparatus for inserting and recovering an identifier in a data signal is described.
Fig. 2 eine graphische Darstellung eines analogen Au diosignals; Fig. 2 is a graphical representation of an analog audio signal;
Fig. 3 eine graphische Darstellung des digitalisierten Audiosignals gemäß Fig. 2; FIG. 3 shows a graphical representation of the digitized audio signal according to FIG. 2;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Kurvensignals gemäß Fig. 3 zum Zeitpunkt t1 vor der Codierung; FIG. 4 shows an enlarged representation of the curve signal according to FIG. 3 at time t 1 before coding;
Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Kurvensignals gemäß Fig. 3 zum Zeitpunkt t1 nach der Codierung; FIG. 5 shows an enlarged representation of the curve signal according to FIG. 3 at time t 1 after coding;
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Einfügen der Kennung; und Fig. 6 is a schematic view of an apparatus for inserting the identifier; and
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Rückgewinnen der Kennung. Fig. 7 is a schematic representation of a device for recovering the identifier.
Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Er läuterung der Vorrichtung und des Verfahrens zum Einfügen bzw. Rückgewinnen einer Kennung in einem Datensignal. Fig. 1 shows a schematic representation for He elucidating the device and the method for inserting or recovering an identifier in a data signal.
Das Bezugszeichen 1 bezeichnet hierbei ein zu codieren des Audiosignal in Form einer Sinusschwingung. Dieses hier in Form eines Sinus dargestellte Datensignal kann jedoch jedes beliebige analoge Audio-, Video- oder Bildsignal sein. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Vorrichtung zum Einfügen einer Kennung wie sie beispielsweise in Form einer Seriennummer, dem Namen des Datenempfängers, dem Titel und dem Interpreten des Musikstücks in das analoge Datensignal (Audiosignal) eingefügt wird. Die Vorrichtung 2 zum Einfü gen der Kennung gibt das digitale Datensignal 3 mit der darin überlagerten Kennung an einen Übertragungscodierer 4 aus. In derartigen Übertragungscodierern wird eine für die Datenübertragung notwendige Datensicherung bzw. Fehlerco dierung durchgeführt, um einen Datenverlust bei der Über tragung auf dem Netz zu verhindern. Das Netz kann bei spielsweise eine Internetumgebung 6 sein mit der das Daten file (Audiofile) an jeden beliebigen Ort der Welt ver schickt werden kann. Empfängerseitig befindet sich ein zum Übertragungscodierer 4 entsprechender Übertragungsdecodie rer 7, mit dem die Daten rückgewonnen werden können und eventuell aufgetretene Übertragungsfehler korrigiert wer den. Das so rückgewonnene digitale Signal 10 entspricht dem sendeseitig ausgegebenen digitalen Signal 3 und kann nach D/A-Wandlung unmittelbar wiedergegeben werden. Eine hörbare oder sichtbare Verschlechterung der Qualität des wiederge gebenen Signals ist hierbei nicht gegeben.The reference numeral 1 designates an encoding of the audio signal in the form of a sine wave. However, this data signal shown here in the form of a sine can be any analog audio, video or image signal. The reference numeral 2 designates a device for inserting an identifier as it is inserted into the analog data signal (audio signal), for example in the form of a serial number, the name of the data receiver, the title and the artist of the piece of music. The device 2 for inserting the identifier outputs the digital data signal 3 with the identifier superimposed therein to a transmission encoder 4 . In such transmission encoders, data backup or error coding necessary for data transmission is carried out in order to prevent data loss during transmission on the network. The network can be, for example, an internet environment 6 with which the data file (audio file) can be sent to any place in the world. On the receiver side, a corresponding to the transmission encoder 4 Übertragungsdecodie rer 7, with which the data can be recovered and occurred transmission error is corrected to who. The digital signal 10 thus recovered corresponds to the digital signal 3 output on the transmission side and can be reproduced immediately after D / A conversion. There is no audible or visible deterioration in the quality of the reproduced signal.
Ferner kann in einer Vorrichtung zur Rückgewinnung der Kennung das digitale Signal derart bearbeitet werden, daß die an den vorbestimmten Stellen eingeschriebene Kennung ausgelesen wird und angezeigt werden kann. Die Vorrichtung zur Rückgewinnung der Kennung wird aber in den meisten Fäl len empfängerseitig nicht vorhanden sein, sondern lediglich durch einen normalen D/A Wandler ersetzt, wodurch man das analoge Audiofile 9 erhält, welches weiterhin die durch die Kennung verursachten Spitzen aufweist.Furthermore, in a device for recovering the identifier, the digital signal can be processed in such a way that the identifier written in at the predetermined locations is read out and can be displayed. The device for recovering the identifier will not be present on the receiver side in most cases, but will only be replaced by a normal D / A converter, which gives the analog audio file 9 , which still has the peaks caused by the identifier.
Da die im analogen Signal enthaltenen diskreten Ampli tudenänderungen bzw. Amplitudenspitzen im Vergleich zum ma ximalen Amplitudenwert des Datensignals (Audiosignals) sehr gering sind, wird die Klangqualität für das menschliche Ohr nicht beeinträchtigt. Beispielsweise werden beim digitali sierten Audiosignal einer CD lediglich maximal 0,04% der Anzahl der Amplitudenwerte verändert, wobei ein einzelner zu verändernder Amplitudenwert um maximal 0,06% des maxi malen Amplitudenwertes verändert wird. Gleichwohl wird bei einer nicht erlaubten Vervielfältigung des so erhaltenen Musikstücks bzw. Audiofiles die Kennung mitkopiert, weshalb eine Rückverfolgung auf den ursprünglichen Besitzer möglich wird.Since the discrete ampli changes or amplitude peaks compared to the ma ximal amplitude value of the data signal (audio signal) very are low, the sound quality for the human ear not affected. For example, the digitali audio signal on a CD is only 0.04% of the maximum Number of amplitude values changed, with a single amplitude value to be changed by a maximum of 0.06% of the maxi paint amplitude value is changed. Nevertheless, at unauthorized duplication of the so obtained Piece of music or audio files copied the identifier, which is why traceability to the original owner possible becomes.
Selbst wenn dadurch die Herstellung von Raubkopien nicht unmittelbar verhindert werden kann, werden dennoch die Möglichkeiten für die Rückverfolgung von Raubkopien er heblich verbessert.Even if this will result in the production of pirated copies cannot be prevented immediately, nevertheless the possibilities for tracing pirated copies significantly improved.
Die Fig. 2 zeigt als bevorzugtes Ausführungsbeispiel für ein zu codierendes Datensignal einen reinen Sinus als analoges Audiosignal. Fig. 2 shows as a preferred embodiment for a frame to be encoded data signal a pure sine wave as an analog audio signal.
Der in Fig. 2 dargestellte Sinus wird bei der Digitali sierung entsprechend dem jeweils verwendeten A/D- Wandlerverfahrens in ein digitales Signal umgewandelt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Das digitalisierte Audiosi gnal entspricht hierbei im wesentlichen dem analogen Signal gemäß Fig. 2, wobei jedoch bei einer höheren Auflösung bzw. Vergrößerung des Kurvensignals eine Treppenfunktion sicht bar würde.The sine shown in FIG. 2 is converted into a digital signal in the digitization according to the A / D converter method used in each case, as shown in FIG. 3. The digitized Audiosi signal corresponds essentially to the analog signal shown in FIG. 2, but with a higher resolution or enlargement of the curve signal, a staircase function would be visible.
Nachfolgend wird das Verfahren zum Einfügen bzw. Rück gewinnen einer Kennung in einem Datensignal anhand der Fig. 3 bis 5 beschrieben.The method for inserting or recovering an identifier in a data signal is described below with reference to FIGS. 3 to 5.
Zunächst wird in einem digitalisierten Datensignal, das gemäß Fig. 3 beispielsweise einen Sinus darstellen kann ein Bezugszeitpunkt ts in dem Datensignal festgelegt. Genauer gesagt wird im Audiosignal, Videosignal oder einem Bildsi gnal, welches eine bestimmte Datenlänge aufweist ein be stimmter Datenwert als Bezugswert festgelegt. Hierbei kor respondiert ein Bezugszeitpunkt ts mit einem entsprechenden Datenplatz bzw. Speicherplatz in der jeweiligen Datenfile, d. h. einem bestimmten Bezugszeitpunkt ts ist im Datenfile eine bestimmte Bezugs-Adresse zugeordnet. First of all, a reference time t s is defined in the data signal in a digitized data signal, which can represent a sine in accordance with FIG. 3. More specifically, in the audio signal, video signal or an image signal having a certain data length, a certain data value is set as a reference value. Here, a reference time t s corresponds with a corresponding data location or storage location in the respective data file, ie a specific reference time t s is assigned a specific reference address in the data file.
Die Anzahl der jeweiligen Speicherplätze hängt vom ver wendeten A/D-Wandlerverfahren ab und insbesondere von der verwendeten Abtastfrequenz. Genauer gesagt erhöht sich die Anzahl der Digitalisierungsschritte mit der Abtastfrequenz, wodurch sich ebenso die Anzahl der benötigten Speicherplät ze erhöht.The number of the respective storage locations depends on the ver averted A / D conversion methods and in particular from the sampling frequency used. More specifically, it increases Number of digitization steps with the sampling frequency, which also increases the number of storage spaces required ze increased.
Zum Festlegen des Bezugszeitpunktes ts kann beispiels weise eine Schwellwertentscheidung durchgeführt werden bei der das Datensignal erstmalig einen bestimmten Amplituden wert A bzw. einen digitalen Wert Umin überschreitet. Eine derartige Schwellwertentscheidung kann beispielsweise durch einen Vergleicher realisiert werden, der den augenblicklich vorliegenden Datenwert des Signals mit einem vorgegebenen Minimalwert vergleicht. Erreicht der augenblicklich ausge lesene Datenwert den vorgegebenen Sollwert Umin so wird da durch der Bezugszeitpunkt ts bzw. die Bezugs-Adresse für das jeweilige Datenfile festgelegt. Anstelle der Schwell wertentscheidung zum Festlegen eines Bezugszeitpunktes ts können auch Entscheidungsmöglichkeiten herangezogen werden, die eine Vielzahl von charakteristischen Eigenschaften des jeweiligen Datensignals überprüfen. Dies können beispiels weise mehrere Schwellwerte oder die Steigung des Datensi gnals sein. Dadurch kann eine fehlerhafte Bestimmung des Bezugszeitpunkts ts vermieden werden.To determine the reference point in time t s , a threshold value decision can be carried out, for example, in which the data signal for the first time exceeds a certain amplitude value A or a digital value U min . Such a threshold value decision can be implemented, for example, by a comparator that compares the data value of the signal that is currently present with a predetermined minimum value. If the data value currently read out reaches the predetermined target value U min , then the reference time t s or the reference address for the respective data file is used. Instead of the threshold value decision for determining a reference point in time t s , decision options can also be used which check a large number of characteristic properties of the respective data signal. This can be, for example, several threshold values or the slope of the data signal. An incorrect determination of the reference time t s can thereby be avoided.
Auf der Grundlage des Bezugszeitpunktes ts bzw. des da zugehörigen Speicherplatzes im Datenfile werden nunmehr vorbestimmte Kennungs-Zeitpunkte bzw. Kennungs- Speicherplätze (Adressen) in Abhängigkeit vom vorstehend beschriebenen Bezugszeitpunkt ts bzw. Bezugs-Adresse fest gelegt. Jeder Speicherplatz des Datenfiles kann hierbei durch eine Adresse in Bezug auf den Bezugs-Speicherplatz definiert werden. Das Festlegen der vorbestimmten Kennungs- Zeitpunkte t1 bzw. der Kennungs-Adressen erfolgt vorzugs weise durch einen für den Empfänger nicht bekannten Codie rungs-Algorithmus, der im Datenfile zu beliebigen und vor zugsweise ungleichmäßigen Zeitpunkten t1, t2, t3 . . . tn die Datenwerte des Datensignals für das Einfügen der Kennung freigibt. Vorzugsweise wird der Kennungs-Algorithmus durch einen deterministischen Zufallsgenerator dargestellt, der die Kennungspunkte ti in Abhängigkeit vom Wert des Bezugs punkts ts für jedes unterschiedliche Datenfile unterschied lich festlegt und der es dem Empfänger nahezu unmöglich macht die Kennungs-Zeitpunkte ti bzw. Kennungs-Adressen im Datenfile zu entchiffrieren.On the basis of the reference time t s or the associated storage location in the data file, predetermined identification times or identification storage locations (addresses) are now determined as a function of the reference time t s or reference address described above. Each storage location of the data file can be defined by an address in relation to the reference storage location. The determination of the predetermined identifier times t 1 or the identifier addresses is preferably carried out by a coding algorithm which is not known to the receiver and which is in the data file at arbitrary and preferably uneven times t 1 , t 2 , t 3 . . . t n releases the data values of the data signal for inserting the identifier. Preferably, the identification algorithm is represented by a deterministic random number generator which defines the identification points t i differently for each different data file as a function of the value of the reference point t s and which makes the identification times t i or identification almost impossible for the receiver - Decrypt addresses in the data file.
Nach dem Festlegen der vorbestimmten Kennungs- Zeitpunkte ti bzw. der Kennungs-Adressen in Abhängigkeit vom Bezugszeitpunkt ts bzw. der Bezugs-Adresse erfolgt das Einfügen der Kennung. Die Kennung besteht beispielsweise aus einer Vielzahl von Ziffern und Buchstaben, die BCD- bzw. ASCI-codiert bei den Kennungszeitpunkten ti bzw. Ken nungs-Adressen eingeschrieben werden.After the determination of the predetermined identification times t i or the identification addresses as a function of the reference time t s or the reference address, the identification is inserted. The identifier consists, for example, of a large number of digits and letters that are BCD- or ASCI-coded at the identification times t i or identification addresses.
Das Einfügen der Kennung wird nachfolgend anhand der Fig. 4 und 5 beschrieben.The insertion of the identifier is described below with reference to FIGS. 4 and 5.
Die Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Datensi gnals gemäß Fig. 3 in der Nähe des Zeitpunkts t1, wobei das Signal gemäß Fig. 4 sich im Zustand vor der Codierung be findet. Gemäß Fig. 4 besitzt das digitale Datensignal zum Kennungs-Zeitpunkt t1 bzw. bei der dazugehörigen Kennungs- Adresse den Datenwert U(t1) bzw. U1. Im unmittelbar darauf folgenden Abtastzeitpunkt t1+1 bzw. in der unmittelbar dar auffolgenden Speicherplatz besitzt der Datenwert des Daten signals den Wert U(t1+1). FIG. 4 shows an enlarged view of the data signal according to FIG. 3 in the vicinity of the time t 1 , the signal according to FIG. 4 being in the state before coding. According to FIG. 4, the digital data signal has the data value U (t 1 ) or U 1 at the identification time t 1 or at the associated identification address. In the immediately following sampling time t 1 +1 or in the memory space immediately following it, the data value of the data signal has the value U (t 1 +1).
Die Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Datensi gnals gemäß Fig. 3 in einem Zustand nach der Codierung bzw. nach dem Einfügen der Kennung. Die BCD- bzw. ASCI-codierte Kennung besteht aus einer Vielzahl von Kennungswerten Wi, die bei einem jeweiligen Kennungs-Zeitpunkt ti bzw. der je weiligen Kennungs-Adresse in das Datensignal eingefügt wer den. Hierbei stellt das Bezugszeichen W1 ein Byte der zu codierenden Information bzw. Kennung dar, die beim Ken nungs-Zeitpunkt t1 abgelegt wird. FIG. 5 shows an enlarged view of the data signal according to FIG. 3 in a state after the coding or after the insertion of the identifier. The BCD or ASCI coded identifier consists of a plurality of identifier values W i , which are inserted into the data signal at a respective identifier time t i or the respective identifier address. Here, the reference symbol W 1 represents a byte of the information or identifier to be coded, which is stored at the identification time t 1 .
Im einzelnen geschieht das Einfügen des Kennungswertes W1 durch eine Addition des Datenwertes U1 zum Kennungs- Zeitpunkt t1 mit dem Kennungswert W1. Dieser neue Datenwert U'(t1+1) = U1+W1 wird im unmittelbar nachfolgenden Ab tastzeitpunkt t1+1 bzw. unter der unmittelbar darauffolgen den Speicheradresse abgelegt. Da der Betrag des Kennungs werts W1 im Vergleich zum jeweiligen Datenwert des Datensi gnals sehr klein ist, ergibt sich eine nur sehr geringe Än derung des Datenwerts, der bei der Wiedergabe nach D/A- Wandlung im Falle von Audio-, Video- und Bildsignalen von den menschlichen Sinnesorganen nicht erfaßt werden kann und somit keine Verschlechterung der Qualität des Signals für den Menschen hervorruft. Gleichwohl kann der geänderte Da tenwert bei der Analyse des Datensignals kaum aufgefunden werden, da er im Datensignal verloren geht. Die Rückgewin nung der Kennung ist somit nur unter Kenntnis des Bezugs zeitpunktes und des speziellen Kennungs-Algorithmus mög lich, der die Kennungs-Zeitpunkte ti in Abhängigkeit vom Bezugszeitpunkt ts festlegt.Specifically, the identification value W 1 is inserted by adding the data value U 1 to the identification time t 1 with the identification value W 1 . This new data value U '(t 1 +1) = U 1 + W 1 is stored in the immediately following sampling time t 1 +1 or immediately below the memory address. Since the amount of the identification value W 1 is very small in comparison to the respective data value of the data signal, there is only a very slight change in the data value which occurs during playback after D / A conversion in the case of audio, video and Image signals cannot be detected by the human sensory organs and therefore do not cause a deterioration in the quality of the signal for humans. Nevertheless, the changed data value can hardly be found when analyzing the data signal, since it is lost in the data signal. The recovery of the identifier is therefore only possible with knowledge of the reference point in time and the special identification algorithm that defines the identification points in time t i as a function of the reference point in time t s .
Zur weiteren Verbesserung des Einfügevorgangs erfolgt das Einfügen der Kennungswerte Wi vorzugsweise nach folgen dem Schema.To further improve the insertion process, the identification values W i are preferably inserted according to the following scheme.
Befindet sich der Kennungszeitpunkt t1 beispielsweise auf einer ansteigenden Flanke des Datensignals so erfolgt eine Addition des Kennungswerts W1 zum Datenwert U1 und wird im nachfolgenden Zeitpunkt t1+1 als Datenwert U'(t1+1) abgelegt. Wenn sich hingegen der Kennungs-Zeitpunkt t2 auf einer abfallenden Flanke des Datensignals befindet, so er folgt eine Subtraktion des Kennungswertes W2 vom Datenwert U2 der im darauffolgenden Abtastzeitpunkt t2+1 als Wert U'(t2+1) abgelegt wird. If the identification time t 1 is, for example, on a rising edge of the data signal, then the identification value W 1 is added to the data value U 1 and is stored in the subsequent time t 1 +1 as data value U '(t 1 +1). If, on the other hand, the identification time t 2 is on a falling edge of the data signal, the identification value W 2 is subtracted from the data value U 2, which is stored in the subsequent sampling time t 2 +1 as the value U '(t 2 +1) .
Dadurch erhält man eine besonders angepaßte Einfügung der Kennungswerte Wi in das Datensignal, wodurch hörbare oder sichtbare Störungen bei der Wiedergabe des analogen Datensignals wirkungsvoll verhindert werden können.This results in a particularly adapted insertion of the identification values W i into the data signal, as a result of which audible or visible disturbances in the reproduction of the analog data signal can be effectively prevented.
Der jeweilige Kennungswert Wi wird somit als U'(ti+1) = U(ti) ± Wi im jeweils nachfolgenden Zeitpunkt (ti+1) abge speichert.The respective identifier value W i is thus stored as U '(t i +1) = U (t i ) ± W i in the subsequent time (t i +1).
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Entscheidung, ob der Kennungswert Wi zum Datenwert Ui ad diert oder subtrahiert wird auch davon abhängig gemacht werden, ob sich der Datenwert Ui in der positiven oder in der negativen Halbwelle des Datensignals befindet. Liegt der Kennungs-Zeitpunkt ti beispielsweise in der positiven Halbwelle des Datensignals so wird der Kennungswert Wi vom Datenwert Ui subtrahiert. Andererseits wird der Kennungs wert Wi zum Datenwert Ui addiert, wenn sich der Kennungs zeitpunkt ti in der negativen Halbwelle befindet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß die zu codierenden Kennungswerte Wi auch dann dargestellt werden können, wenn ein Datenwert Ui den maximalen oder minimalen Amplituden wert bzw. Datenwert annimmt.According to a preferred embodiment, the decision as to whether the identifier value W i to the data value U i ad diert or subtracted will also be made dependent on whether the data value U i in the positive or in the negative half cycle of the data signal is. If the identifier i at time t, for example, in the positive half cycle of the data signal so the identifier value W i to the data value U i is subtracted. On the other hand, the identifier value W i is added to the data value U i when the identifier time t i is in the negative half-wave. In this way it can be ensured that the identification values W i to be encoded can also be displayed if a data value U i assumes the maximum or minimum amplitude value or data value.
Das Rückgewinnen der derart eingeschriebenen Kennung erfolgt in entsprechender Weise.The recovery of the identifier so registered takes place in a corresponding manner.
Zunächst wird in einem empfangenen Datenfile der Be zugsdatenwert Umin in gleicher Weise erfaßt, wie er beim vorstehend beschriebenen Einfüge-Verfahren festgelegt wor den ist. Das heißt in Kenntnis des bestimmten Schwellenwer tes bzw. der verschiedenen Schwellenwerte oder der Steigung des Datensignals kann aus dem digitalisierten Datenfile der Bezugs-Datenwert bzw. die Bezugs-Adresse rückgewonnen wer den. Anschließend werden in Kenntnis des vorstehend be schriebenen Kennungs-Algorithmus die Kennungs-Zeitpunkte bzw. Kennungs-Adressen des Datensignals bzw. des Datensi gnals der Datenfile rückgewonnen, wodurch man genau die Zeitpunkte bzw. Adressen erhält, bei denen die Kennungswer te Wi eingeschrieben wurden. Nunmehr wird wieder entspre chend dem Einfüge-Verfahren der Betrag des jeweiligen Ken nungswerts Wi durch Subtraktion des Datenwertes zum Zeit punkt ti vom Datenwert zum Zeitpunkt ti+1 ermittelt und die Kennung beispielsweise an einer Anzeigevorrichtung ausgege ben.First of all, the reference data value U min is recorded in a received data file in the same way as it was defined in the insertion method described above. In other words, knowing the specific threshold value or the various threshold values or the slope of the data signal, the reference data value or the reference address can be recovered from the digitized data file. Then, with knowledge of the identification algorithm described above, the identification times or identification addresses of the data signal or the data signal of the data file are recovered, as a result of which exactly the times or addresses are obtained at which the identification values W i were written . Now, in accordance with the insertion method, the amount of the respective identification value W i is determined again by subtracting the data value at the time t i from the data value at the time t i +1 and the identifier is output, for example, on a display device.
Die Rückgewinnung entspricht somit im wesentlichen dem Einfügen der Kennung, weshalb sie an dieser Stelle nicht weiter beschrieben wird.The recovery corresponds essentially to that Insert the identifier, which is why it is not here is further described.
Die Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für eine derartige Kennungs-Einfügung. Das Be zugszeichen 11 bezeichnet hierbei einen Ana log/Digitalwandler zum Digitalisieren des analogen Datensi gnals 1. Das derart digitalisierte Datensignal kann bei spielsweise in einer Speichervorrichtung 12 als Datenfile (Audio-/Videofile) abgelegt werden. Eine Vergleichervor richtung 13 vergleicht die Datenwerte des in der Speicher vorrichtung 12 abgelegten Datenfile mit einem vorbestimmten Schwellenwert Umin und bestimmt dadurch beispielsweise durch erstmaliges Überschreiten dieses Schwellenwertes Umin den Bezugs-Zeitpunkt ts bzw. die dazugehörige Bezugsadres se. Eine Kennungsadress-Bestimmungsvorrichtung 15 legt nun mehr in Abhängigkeit von dem so ermittelten Bezugszeitpunkt ts bzw. der dazugehörigen Bezugsadresse die entsprechenden Kennungs-Zeitpunkte ti bzw. Kennungs-Adressen fest. An schließend wird durch eine Einfügevorrichtung 14 eine Ken nungsfolge in eine Vielzahl von Kennungseinzelwerte Wi auf geteilt und an den entsprechenden Kennungs-Adressen gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren eingeschrieben. Ist die Kennung vollständig in die jeweiligen Datenwerte des Datenfiles eingeschrieben worden, kann das derart codierte Datenfile dem Übertragungscodierer 4 zugeführt und über ein externes Netz wie beispielsweise das Internet an einen Emp fänger übertragen werden. FIG. 6 shows a schematic illustration of a device for such an identification insertion. The reference numeral 11 here designates an analog / digital converter for digitizing the analog data signal 1 . The data signal thus digitized can, for example, be stored in a storage device 12 as a data file (audio / video file). A comparator device 13 compares the data values of the data file stored in the storage device 12 with a predetermined threshold value U min and thereby determines, for example by first exceeding this threshold value U min, the reference time t s or the associated reference address. An identifier address determining device 15 now determines the corresponding identifier times t i or identifier addresses more as a function of the reference time t s thus determined or the associated reference address. Subsequently, an identifier sequence is divided into a plurality of individual identifier values W i by an insertion device 14 and written to the corresponding identifier addresses in accordance with the method described above. Is the identifier completely in the respective data values of the data file has been written, the thus encoded data file can be supplied to the transmission encoder and transmitted catcher 4 via an external network such as the Internet to a Emp.
Empfängerseitig wird das derart codierte Datenfile wie derum von dem Übertragungsdecodierer decodiert und der Vor richtung zur Kennungsrückgewinnung zugeführt.The data file coded in this way is received at the receiver therefore decoded by the transmission decoder and the pre Direction for identification recovery fed.
Die Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht der Vorrich tung für die Kennungsrückgewinnung. Die Kennungsrückgewin nung erfolgt in ähnlicher Weise wie die Einfügung der Ken nung. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Speichervorrich tung für das eingegangene Datenfile. Ein Vergleicher 17 er mittelt in gleicher Weise wie der Vergleicher 13 eine Be zugs-Adresse bzw. einen Bezugs-Zeitpunkt ts des empfangenen Datensignals. Anhand der so ermittelten Bezugsadresse er folgt unter Verwendung des gleichen Erkennungs-Algorithmus wie im Einfügeverfahren die Bestimmung der Kennungs- Adressen bzw. Kennungs-Zeitpunkte ti. Anschließend wird bei den Kennungs-Adressen bzw. Kennungs-Zeitpunkten die Kennung in zum Einfügeverfahren entsprechender Weise rückgewonnen und als Kennung an einer Anzeigevorrichtung ausgegeben. Fig. 7 shows a schematic view of the device for device recovery. The identification recovery takes place in a similar manner to the insertion of the identification. Reference number 16 denotes a storage device for the received data file. A comparator 17 determines in the same way as the comparator 13 a reference address or a reference time t s of the received data signal. On the basis of the reference address determined in this way, the identification addresses or identification times t i are determined using the same recognition algorithm as in the insertion method. The identifier is then recovered in a manner corresponding to the insertion method at the identifier addresses or identifier times and output as an identifier on a display device.
Eine derartige Vorrichtung zur Kennungsrückgewinnung kann beispielsweise in einem CD-Player oder einem Multime dia-Computer implementiert sein, wodurch bei Wiedergabe ei nes derart codierten Signals beispielsweise dem Käufer die Seriennummer, der Titel, der Interpret sowie der Text des Liedes angezeigt werden kann.Such a device for identification recovery can for example in a CD player or a multime slide computer can be implemented, whereby ei nes such coded signal, for example, the buyer Serial number, title, artist and the text of the Song can be displayed.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung sowie das Ver fahren zum Einfügen bzw. Rückgewinnen einer Kennung bezieht sich auf ein digitalisiertes Datensignal, es kann jedoch auch ein analoges Datensignal in entsprechender Weise mit einer analogen Kennung versehen werden.The device described above and the Ver drive to insert or recover an identifier on a digitized data signal, however it can also an analog data signal in a corresponding manner be provided with an analog identifier.
Claims (26)
Festlegen eines Bezugspunktes (ts) im Datensignal,
Festlegen von vorbestimmten Kennungspunkten (ti) in Abhängigkeit vom Bezugspunkt (ts), und
Einfügen der Kennung in Abhängigkeit von den vorbe stimmten Kennungspunkten (ti).1. Method for inserting an identifier in a data signal, in particular audio / video signal, with the steps:
Establishing a reference point (t s ) in the data signal,
Setting predetermined identification points (t i ) as a function of the reference point (t s ), and
Insert the identifier depending on the predetermined identifier points (t i ).
der Bezugspunkt (ts) und die Kennungspunkte (ti) Ab tastzeitpunkten der A/D-Umwandlung entsprechen, und
das Einfügen der Kennung einer Änderung eines Datenwerts (U(ti)) in Abhängigkeit vom jeweiligen Kennungspunkt (ti) entspricht.3. The method according to claim 2, characterized in that the data signal is a digitized signal,
the reference point (t s ) and the identification points (t i ) correspond to the sampling times of the A / D conversion, and
the insertion of the identifier corresponds to a change in a data value (U (t i )) as a function of the respective identifier point (t i ).
Erfassen eines Bezugspunktes (ts) im Datensignal,
Bestimmen von vorbestimmten Kennungspunkten (ti) in Abhängigkeit vom Bezugspunkt (ts) und einem Decodier-Al gorithmus, und
Rückgewinnen von Kennungswerten (Wi) in Abhängigkeit von den vorbestimmten Kennungspunkten (ti).12. A method for recovering an identifier in a data signal, comprising the steps:
Detection of a reference point (t s ) in the data signal,
Determining predetermined identification points (t i ) depending on the reference point (t s ) and a decoding algorithm, and
Recovery of identification values (W i ) as a function of the predetermined identification points (t i ).
einer Bezugsadresse-Erfassungsvorrichtung (13) zum Erfassen einer Bezugsadresse im Datensignal,
einer Kennungsadresse-Bestimmungsvorrichtung (15) zum Bestimmen von Kennungsadressen in Abhängigkeit von der Bezugsadresse, und
einer Einfügevorrichtung (14) zum Einfügen der Ken nung in Abhängigkeit von den Kennungsadressen.18. Device for inserting an identifier into a data signal with:
a reference address detection device ( 13 ) for detecting a reference address in the data signal,
an identifier address determining device ( 15 ) for determining identifier addresses depending on the reference address, and
an insertion device ( 14 ) for inserting the identification in dependence on the identification addresses.
einer Bezugsadresse-Erfassungsvorrichtung (17) zum Erfassen einer Bezugsadresse aus den Datenadressen des Da tensignals,
einer Kennungsadresse-Bestimmungsvorrichtung (18) zum Bestimmen von jeweiligen Kennungsadressen in Abhängig keit von der Bezugsadresse, und
einer Kennungs-Rückgewinnungsvorrichtung (19) zum Rückgewinnen der Kennung in Abhängigkeit von den Kennungs adressen.23. Device for recovering an identifier in a data signal
a reference address detection device ( 17 ) for detecting a reference address from the data addresses of the data signal,
an identifier address determining device ( 18 ) for determining respective identifier addresses depending on the reference address, and
an identifier recovery device ( 19 ) for recovering the identifier depending on the identifier addresses.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19738350A DE19738350A1 (en) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | Inserting code signal into audio-video data signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19738350A DE19738350A1 (en) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | Inserting code signal into audio-video data signal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19738350A1 true DE19738350A1 (en) | 1999-03-25 |
Family
ID=7840974
Family Applications (1)
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2717163A1 (en) * | 1976-04-22 | 1977-12-22 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | METHODS AND DEVICES FOR ADDING AND REMOVING AN ADDITIONAL DIGITAL INFORMATION SIGNAL IN THE EVENT OF A MULTI-LEVEL DIGITAL TRANSMISSION |
-
1997
- 1997-09-02 DE DE19738350A patent/DE19738350A1/en not_active Ceased
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2717163A1 (en) * | 1976-04-22 | 1977-12-22 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | METHODS AND DEVICES FOR ADDING AND REMOVING AN ADDITIONAL DIGITAL INFORMATION SIGNAL IN THE EVENT OF A MULTI-LEVEL DIGITAL TRANSMISSION |
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