JP2010512555A

JP2010512555A - ウォーターマークをホストサンプリングレートに対してマッチさせる方法

Info

Publication number: JP2010512555A
Application number: JP2009540915A
Authority: JP
Inventors: ジャヴィエルエフアプレア; アヴェケエヌレンマ
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2010-04-22
Also published as: CN101558444A; US20090327734A1; WO2008072145A1

Abstract

本発明は、マルチメディア信号のホストサンプリングレートに対するウォーターマークのマッチングを扱う。第１のサンプリングレートでサンプリングされたウォーターマークは、第２のサンプリングレートでサンプリングされたマルチメディアホスト信号に対してマッチされ、このプロセスにおいて、前記第１のサンプリングレートでサンプリングされた前記ウォーターマークが受信され、前記第１のサンプリングレートと前記第２のサンプリングレートとの間のスケーリング係数が決定され、前記ウォーターマークシンボルの再スケール幅が設定される。修正されたウォーターマークが生成され、前記修正されたウォーターマークのウォーターマークシンボルは、前記修正されたウォーターマークシーケンスを前記第２のサンプリングレートに対して実質的にマッチさせるように再スケール幅を持つ。

Description

本発明は、マルチメディア信号のウォーターマーキング技術に関し、特にサンプリングされたウォーターマークを用いるウォーターマーキング技術に関する。

デジタルウォーターマーキング技術は、著作権所有の証明、不正コピーの追跡、コピー制御機器の制御、放送モニタリング、信頼性確認、マルチメディア信号への補助情報の追加等のような様々な目的に使用されることができる技術である。

ＣＤのような消費者デジタル装置において、公称サンプリング周波数は４４．１ｋＨｚである。オーディオウォーターマークアルゴリズムを設計する際に、これは最適なサンプルレートである。しかしながら、ハイエンド機器に対して、４８ｋＨｚ及びそれより高いサンプリングレートを提供し、より低いサンプリングレートも所定の目的に対して選択されることができる。これらのレート（すなわち４４．１ｋＨｚ以外のレート）において、４４．１ｋＨｚのサンプルレートに対して行われるウォーターマークの最適化は、適切に検出されないウォーターマーク又は最適に使用されないウォーターマークチャネルに帰着しうる。

解決法は、非整数係数により入力及び出力信号を再サンプリングし、高品質バンドパスフィルタを使用することである。しかしながら、この追加の計算オーバヘッドはかなり高価である。

他の解決法は、所定の周波数においてサンプリング及び最適化されたウォーターマークを他の周波数に対してマッチさせることであり、これはウォーターマークのゼロ詰めを含むが、しかしながら、このような方法は、可能な量より少ない情報を運ぶことによりウォーターマークチャネルを浪費する。

公開された米国特許出願２００３／０００４５８９は、情報信号にウォーターマークを埋め込む及び検出する方法を開示し、これらの方法はサンプルレート変換に対してロバストである。ウォーターマークが第１のサンプリングレートでサンプリングされた情報信号に埋め込まれ、前記ウォーターマークが第２のサンプリングレートにおいて検出されるべきである方法が開示される。サンプルレート変換に対してロバストであるウォーターマークスキームを提供するために、周波数領域において特別な性質を持つウォーターマークが生成される。この開示は、ウォーターマークが典型的には埋め込まれるべき情報信号のサンプリングレートに対して最適化されるという慣例の一例である。第１のサンプリングレートに対するウォーターマークの最適化は、計算的に重いタスクであり、第２のサンプリングレートにおける前記最適化されたウォーターマークの使用は、典型的には、再最適化を必要とする。したがって、当技術分野には、所定のサンプリング周波数に対して既に生成されたウォーターマークを異なるサンプリング周波数における埋め込み及び検出に対して適応させる直接的な再サンプリング又はゼロ詰め以外の解決法を提供する要求が存在する。

本発明の発明者は、第１の周波数においてサンプリングされたウォーターマークが、複数の整数再スケール係数を使用する近似再サンプリングにより、第２の周波数の信号に対してマッチされることができるという洞察を持っていた。広くは、本発明は、異なるサンプリング周波数において埋め込まれる及び／又は検出されるべきである所定のサンプリング周波数に対して生成されたウォーターマークを処理する改良された方法を提供することを目的とする。好ましくは、本発明は、１以上の上記の又は他の不利点を単独で又は組み合わせて軽減、緩和又は除去する。

本発明の第１の態様によると、第１のサンプリングレートでサンプリングされたウォーターマークを第２のサンプリングレートでサンプリングされたマルチメディアホスト信号に対してマッチさせる方法であって、
前記第１のサンプリングレートでサンプリングされた前記ウォーターマークを受信するステップであって、前記ウォーターマークが複数のウォーターマークシーケンスに基づき、各ウォーターマークシーケンスの各ウォーターマークシンボルが第１の整数幅で繰り返される、当該受信するステップと、
前記第１のサンプリングレートと前記第２のサンプリングレートとの間のスケーリング係数を決定し、前記第２のサンプリングレートに対して前記ウォーターマークシーケンスを近似するように前記ウォーターマークシンボルの第１の再スケール幅を決定し、少なくとも２つの整数再スケール幅を設定するステップであって、少なくとも第２の再スケール幅が前記第１の再スケール幅より大きいか又は等しく、少なくとも第３の再スケール幅が前記第１の再スケール幅より小さいか又は等しい、当該設定するステップと、
前記複数のウォーターマークシーケンスに基づいて修正されたウォーターマークを生成するステップであって、前記修正されたウォーターマークのウォーターマークシンボルが、前記第２のサンプリングレートに対して前記修正されたウォーターマークシーケンスを実質的にマッチさせるように前記少なくとも第２又は第３の再スケール幅のいずれかを持つ、当該生成するステップと、
を有する方法が提供される。

本発明は、排他的にではないが特に、生成されたサンプリング周波数とは異なるサンプリング周波数に対してウォーターマークをマッチさせる解決法を提供するのに有利である。これは、基準周波数において得られたウォーターマークを目標周波数に変換することである。本発明において、所定のオーディオ品質において許容される最大ウォーターマークエネルギを埋め込み、送信するサンプリング周波数に対してウォーターマークパターンをマッチさせる単純性を組み合わせる方法が提案される。

有利な実施例において、修正されたウォーターマークウィンドウは、修正されたウォーターマークシーケンスの循環バッファが生成されるように計算されることができる。前記循環バッファは、境界誤差が最小化される制約下で、前記修正されたウォーターマークウィンドウのサブウィンドウの数がサブウィンドウの最小数であるように生成されることができる。循環バッファを生成することにより、前記修正されたウォーターマークシーケンスの誤差の蓄積が回避され、これにより前記修正されたウォーターマークシーケンスが無限に繰り返されることができる。最小バッファを使用することにより、最小バッファが使用されるので、埋め込みプロセスは、より低い複雑さでレンダリングされることができる。

有利な実施例において、ウォーターマークシンボルの修正されたシーケンスは、ウィンドウ成形関数と畳み込みされる。この畳み込みは、滑らかに変化する信号を形成するように実行され、加えて前記修正されたシーケンスのシンボルの幅及び／又は順序並びに前記ウォーターマークウィンドウのサブウィンドウのオフセット又はウィンドウ成形関数は、境界誤差が最小化される制約下で有利に選択されることができる。前記境界誤差は、前記修正されたウォーターマーク又は修正されたウォーターマークウィンドウを直接再サンプリングで得られたウォーターマーク又はウォーターマークウィンドウと比較する場合に、極大のようなサブウィンドウ境界において得られた誤差であることができる。

本発明の第２の態様において、第１のサンプリングレートでサンプリングされたウォーターマークを第２のサンプリングレートでサンプリングされたマルチメディアホスト信号に対してマッチさせる装置は、
前記第１のサンプリングレートでサンプリングされた前記ウォーターマークを受信する受信器ユニットであって、前記ウォーターマークが複数のウォーターマークシーケンスに基づき、各ウォーターマークシーケンスの各ウォーターマークシンボルが第１の整数幅で繰り返される、当該受信器ユニットと、
前記第１のサンプリングレートと前記第２のサンプリングレートとの間のスケーリング係数を決定し、前記第２のサンプリングレートに対して前記ウォーターマークシーケンスを近似するように前記ウォーターマークシンボルの第１の再スケール幅を決定し、少なくとも２つの整数再スケール幅を設定する決定ユニットであって、少なくとも第２の再スケール幅が前記第１の再スケール幅より大きいか又は等しく、少なくとも第３の再スケール幅が前記第１の再スケール幅より小さいか又は等しい、当該決定ユニットと、
前記複数のウォーターマークシーケンスに基づいて修正されたウォーターマークを生成する修正ユニットであって、前記修正されたウォーターマークのウォーターマークシンボルが、前記第２のサンプリングレートに対して前記修正されたウォーターマークシーケンスを実質的にマッチさせるように前記少なくとも第２又は第３の再スケール幅のいずれかを持つ、当該修正ユニットと、
を有する。

第３の態様において、ウォーターマークホスト信号が提供され、ここで前記ウォーターマークは、複数のウォーターマークシーケンスを有し、ウォーターマークシンボルは、前記ウォーターマークシーケンスをホスト信号のサンプリングレートに対して実質的にマッチさせるように、少なくとも第２の又は第３の再スケール幅のいずれかを持つ。

本発明の第４の態様において、本発明の第１の態様を実施するコンピュータ可読コードが提供される。

様々な態様による本発明は、一般に、送信信号をキャリアの所定の目標レートにスケーリングすることにより前記送信信号と前記キャリアとの間で同期するサンプルレート依存信号処理に使用されることができる。

一般に、本発明の様々な態様は、本発明の範囲内で可能などんな形でも組み合わせ又は結合されることができる。本発明のこれら及び他の態様、フィーチャ及び／又は利点は、以下に記載される実施例を参照して説明され、明らかになる。

本発明の実施例は、図面を参照して、例としてのみ、記載される。

ウォーターマークシーケンスを概略的に示す。４４．１ｋＨｚでサンプリングされた５６のサンプルを持つウォーターマークウィンドウを示す。４８ｋＨｚに対して使用される場合の図１Ｂのウォーターマークウィンドウを概略的に示す。本発明の実施例による修正されたウォーターマークウィンドウを概略的に示す。ウォーターマークの再サンプリングの方法ステップのフロー図である。ウォーターマークをマルチメディア信号に埋め込む本発明による実施例のフローチャートを示す。第１のサンプリングレートでサンプリングされたウォーターマークを第２のレートでサンプリングされたマルチメディアに対してマッチさせる装置を概略的に示す。３２ｋＨｚに再サンプリングされた図１Ｂのウォーターマークウィンドウを示す。本発明の実施例による修正されたウォーターマークウィンドウを示す。

マルチメディア信号に対するウォーターマークの生成、埋め込み及び検出は、複数の方法で行われることができる。公開された特許出願ＷＯ０３／０８３８５８、ＷＯ０３／０８３８６０及びＷＯ０５／０２９４６６は、このような方法を開示しており、参照によりここに組み込まれる。本発明において、第１のサンプリングレートでサンプリングされたウォーターマークは、第２のサンプリングレートでサンプリングされたマルチメディアホスト信号に対してマッチされる。前記ウォーターマークを前記マルチメディア信号のサンプル周波数に対してマッチさせると、前記マッチされたウォーターマークは、例えば３つの上述の公開された特許出願により開示された既知の埋め込み技術により前記マルチメディア信号に埋め込まれることができる。前記ウォーターマークは、同じ機器により可能であり、同じ場所におけるマッチングプロセスの継続で埋め込まれることができるが、しかしながら、前記マッチされたウォーターマークは、他の場所における後の実施に対して、インターネット若しくはコンピュータネットワークのような通信ラインを介して又は記録担体を介して送信されることもできる。

図１Ａは、ウォーターマークシーケンスを概略的に示し、ここで各ウォーターマークシンボル１１、１２、１３は、整数幅（第１の整数幅）、ここでは８により繰り返されているが、しかしながら２、４、６、１０又はそれ以上若しくはそれ以下のような他の整数幅が使用されてもよい。典型的には、前記ウォーターマークシーケンスは、繰り返されるシンボルを持つシーケンスを生成するサンプルリピータに入力される単一シンボルのシーケンスとして生成される。このような信号は、パルス幅を持つパルストレイン又は矩形波信号とも称されることができる。前記シーケンスは、［−１，＋１］の範囲の乱数又は疑似乱数のシーケンスでありうる。図１Ａにおいて、３つのシンボルのみが図示され、典型的なシーケンスは１０２４の数を持ち、代替的なシーケンス長は、５１２及び２０４８の数を含む。前記パルストレインの高周波シフトを防ぐために、前記ウォーターマークシンボルのシーケンス内の各シンボルは、滑らかに変化する信号を形成するようにウィンドウ成形関数と畳み込みされ、前記ウィンドウ成形関数の幅は、前記ウォーターマークシーケンスのシンボルの幅に適合される。ウィンドウ成形関数の一例は、参照番号１０により図示される。図示されたウィンドウ成形関数１０は、三角関数として図示されるが、しかしながら典型的には二乗余弦関数又は他の'滑らかな'関数のような他の形が使用される。一般に、前記ウォーターマークは、複数のウォーターマークシーケンス、場合により基準シーケンス及び１以上のシフトされたシーケンスに基づき、前記シフトはペイロードを表す。本発明が図１Ａに図示されたウォーターマークのタイプに限定されず、このウォーターマークが一例としてのみ提供されると理解されるべきである。

ウォーターマークウィンドウは、前記基準シーケンス及び前記１以上のシフトされたシーケンスの所定の順序及び構成に基づいて与えられることができる。

図１Ｂは、４４．１ｋＨｚのような第１のサンプリングレートでサンプリングされた（参照番号１８により示される）５６のサンプルを持つウォーターマークウィンドウの一例を示す。このウィンドウは、各ウォーターマークシンボルに対して使用され、結果として生じるウォーターマーク信号は、循環ウォーターマークペイロードバッファに記憶され、オーディオファイル中に埋め込まれる。参照番号１５により示される４つのサンプルの細分割は、前記ウォーターマークウィンドウの離散的性質を示すように示される。当業者に既知であるように、他のタイプのウォーターマークウィンドウが使用されてもよい。

この応用に関連したウォーターマークウィンドウは、それぞれのシーケンスの各シンボルに対して使用されるべき部分的に重複したサブウィンドウのシーケンスに対応する（図１Ｂにおいて前記サブウィンドウは０，１，２、...として示される）。

また、図１Ｂにおいて、ウィンドウ成形関数１４が三角関数として図示されるが、しかしながら、上述のように、典型的には二乗余弦関数又は他の'滑らかな'関数が使用される。ここに図示されたウォーターマークウィンドウは、０ないし６で示される７つのシーケンスを含み、０で示されるシーケンスは第１のシーケンスであり、基準シーケンスと称され、１ないし６で示される６つのシーケンスは、前記基準シーケンス又は他の選択されたシーケンスの循環的にシフトされたバージョンである。一実施例において、偶数シーケンス２、４、６は、第２のシーケンスの循環的にシフトされたバージョンであり、奇数シーケンス１、３、５は、第３のシーケンスの循環的にシフトされたバージョンである。基準シーケンス及び１以上の循環的にシフトされたシーケンスの包含は、前記信号においてペイロードを運ぶことを可能にする。更に、前記シーケンスは、第２の７つのシーケンス１７に対して第１の７つのシーケンス１６の符号が反転されるように、一回繰り返される。したがって、シンボルが第１のシーケンス１６において正である場合、これは第２のシーケンス１７において負であり、逆も同様である。ウィンドウ関数のこのようなシーケンスの使用は、非常にロバストなウォーターマークを提供すると同時に、人間の観察者に知覚できない。

一実施例において、図１Ａのシーケンスが前記基準シーケンスを表すとすると、第１のウォーターマークシンボル１１は、図１Ｂのシーケンス０におけるウォーターマークウィンドウのサンプルと各点乗算される。第２のウォーターマークシンボル１２は、次の（第２の）ウォーターマークウィンドウ（図示されない）のシーケンス０におけるウォーターマークウィンドウのサンプルと各点乗算され、第３のウォーターマークシンボル１３は、（図示されない）シーケンス０における前記第３のウォーターマークウィンドウのサンプルと各点乗算され、以下同様である。シーケンス１ないし６は、前記基準シーケンス又は他のシーケンスの循環的にシフトされたシーケンスを持つ。

図２Ａは、４８ｋＨｚに対して直接再サンプリングされる、すなわち非整数係数により再サンプリングされる場合の図１Ｂのウォーターマークウィンドウを概略的に示す。この状況において、４４．１ｋＨｚにおけるウォーターマークウィンドウの５６のサンプル（図１Ｂ）は、６０．９５のサンプルに対して再サンプリングされる。このウォーターマークウィンドウを使用するために、高品質ローパスフィルタの使用が必要とされるが、これは計算的にかなり高価である。本発明による解決法において、このウォーターマークパターンは、単純かつ直接的な方法により整数サンプリングレートに対してマッチされる。

本発明の実施例による再サンプリングされたウォーターマークウィンドウ（又は修正されたウォーターマークウィンドウ）は、図２Ｂに概略的に示される。前記第１の周波数においてサンプリングされたウォーターマークが、前記マッチングプロセスが開始する前にウィンドウ成形関数と畳み込みされることができ、一般に前記ウィンドウ成形関数との畳み込みが前記マッチングプロセスに関連して使用されると理解されるべきである。

前記ウォーターマークウィンドウの再サンプリングは、図３の方法ステップと組み合わせて図２Ｂに関連して説明される。

第１のステップ４１において、前記第１のサンプリングレートでサンプリングされたウォーターマークが受信又はアクセスされる。

次のステップ４２において、前記第１のサンプリングレートと前記第２のサンプリングレートとの間のスケーリング係数は、ここでは１．０８８であると決定され、ここで８．７０７であり、第１の再スケール幅と称される、前記ウォーターマークシンボルの単一のスケーリング係数又は幅に帰着し、これにより前記ウォーターマークシーケンスを前記第２のサンプリングレートに対してマッチさせる。このスケーリング幅を使用することは、図２Ａに示される前記ウォーターマークウィンドウに帰着する。２つの整数再スケール幅が設定され、第２の及び第３の再スケール幅と称される。前記第２の再スケール幅は、前記第１の再スケール幅より大きいか又は等しく、少なくとも第３の再スケール幅は、前記第１の再スケール幅より小さいか又は等しい。前記第２の及び第３の再スケール幅は、典型的には異なるように設定され、少なくとも前記第１の及び第２のサンプリングレートが互いの整数倍ではない状況において、前記第２の及び第３の再スケール幅は、異なるように設定される。前記第１の及び第２のサンプリングレートが互いの整数倍である状況において、前記第１の、第２の及び第３の再スケール幅は等しい。このような状況において、本発明は、高品質バンドパスフィルタの使用に対する必要性を回避するために依然として有利に使用されることができる。しかしながら、一般に、２より多い再スケール幅が設定及び使用されることができ、この場合、前記再スケール幅の幾つかは前記第１の再スケール幅より大きく設定され、幾つかは小さく設定される。一実施例において、前記第２の再スケール幅は、前記第１の再スケール幅の整数部分又はモジュロとして設定され、前記第３の再スケール幅は、１だけインクリメントされた前記第２の再スケール幅として設定される。この場合、前記第１の再スケール幅は、したがって８に設定され、前記第２の再スケール幅の９に設定される。

次のステップ４３において、修正されたウォーターマークは、前記修正されたウォーターマークの対応するウォーターマークシンボルが、前記ウォーターマークシーケンスを前記第２のサンプリングレートに対して実質的にマッチさせるように、前記第２の又は第３の再スケール幅のいずれかを持つように生成される。

図２Ｂは、４８ｋＨｚに対する修正されたウォーターマークウィンドウの概略的な例を示す。サンプルの数は、（参照番号３０により示されるように）６０又は６１のいずれかに設定される。多数の修正されたウォーターマークウィンドウは、サンプルの平均数が６０．９５の値又はこの値に近い値に近づく結果となる。図１Ａに概略的に示されるように、全てのウォーターマークシンボルが８の単一の幅で繰り返される代わりに、参照番号３１により示される４及び５のサンプルの細分割により示されるように、８（第２の再スケール幅）又は９（第３の再スケール幅）のいずれかの幅が使用される。４及び５の細分割は、サンプル離間に対する前記サブウィンドウの幅を示すように示される。６０又は６１のサンプルが所定の修正されたウォーターマークウィンドウに対して使用されるかどうかは、異なる幅のサブウィンドウの順序を決定する特定のルーチンに依存する。以下に、循環バッファを提供するために最小数の要素を表す修正されたウォーターマークシンボルのシーケンスを生成する実施例が論じられる。この実施例において、制約は、幅８及び９のサブウィンドウの順序を選択するように設定され、６０又は６１のサンプルが使用されるかどうかは、前記ルーチンから自動的に抜ける。

一実施例において、前記修正されたウォーターマークは、修正されたウォーターマークシーケンスの循環バッファが生成されるように計算される。前記修正されたウォーターマークシーケンス内のシーケンスの総数は、前記総数が、境界、例えばサブウィンドウ極大において得られた誤差が最小化される制約下で循環バッファを与えるのに必要とされるシーケンスの最小数であるように与えられることができる。

更に、前記ウォーターマークシンボルの修正されたシーケンスは、滑らかに変化する信号を形成するようにウィンドウ成形関数と畳み込みされることができる。前記ウィンドウ成形関数の幅は、前記修正されたウォーターマークシーケンスのシンボルの幅に対して適合される。

更に、前記修正されたウォーターマークシーケンスのシンボルの少なくとも一部に対するウィンドウ成形関数は、整数値によるオフセットであることができる。前記オフセットは、一実施例において、１だけインクリメントされる又は１だけ減少される、小さい方の再スケール幅の半分の整数部分の範囲内でありうる。

循環バッファを与えるために要素の最小数を表す前記修正されたウォーターマークシンボルのシーケンスは、境界誤差が局所ウィンドウ最大値において最小化される制約下で、前記第２の及び第３の再スケール幅の順序を適切に選択し、ウィンドウ成形関数のオフセットの存在及び順序を適切に選択することにより与えられることができる。

一実施例において、前記循環バッファのウォーターマークシーケンスは、繰り返す方法を使用することにより生成される。図１Ｂのウォーターマークウィンドウに対する結果は、図２Ｂに示される。

第１のステップにおいて、ウィンドウ最大値３２において作成された誤差は、再サンプリングされたバージョン２１の対応するウィンドウ最大値と比較して、８の幅より９の幅に対して小さいので、前記幅は９に設定される。再サンプリングされたバージョン２２と比較して次のウィンドウ最大値において作成された誤差を最小化するために、４又は５のオフセット及び８又は９の幅を選択しうる。最小誤差は、（参照番号３４により示される）４のオフセット及び９の幅に対するものであり、次のウィンドウに対して、９のオフセット及び８の幅が見つけられる。原理的に、境界誤差は、ウィンドウに沿った如何なる所定の境界においても最小化されることができ、ウィンドウ成形関数の使用後にウォーターマークエネルギはウィンドウ最大値において最大であるので、前記ウィンドウ最大値が選択され、したがって前記ウォーターマークを検出する確率はここで最大であり、適切な検出を保証する最良の状況は、典型的には、ウィンドウ最大値における誤差を最小化することにより与えられる。

前記ウィンドウオフセット、幅及び誤差は、表１に示される値に帰着する以下のＣコードにより計算されることができる。

表１の数字を生成するＣコードは以下のとおりである。
int fGCD( int a, int b )
{
int c;

if ( b > a ) {
c = b; b = a; a = c;
}
c = 1;
while ( c != 0 ) {
c = a % b; a = b; b = c;
}
return a;
}

int main( int argc, char* argv[] )
{
int f = 44100; /* reference frequency */
int g = 48000; /* audio frequency */
int d = 4; /* nominal window shift = 1/2 window length */
int s = 6; /* number of shifts */
int F;
int G;
int D; /* window shift */
int T; /* Nominal symbol period */
int L; /* Repetition pattern period */
int E;
int W; /* window length */
int S; /* window shift */
int U; /* accumulated shift */
int V;
int gcd; /* great common divider */
double e; /* error */
int i;

gcd = fGCD( f, g );
F = f / gcd;
G = g / gcd;
D = (int)( (double)( d * g ) / f + .5 );
T = 2 * d * ( s + 1 );
L = F + 1;

U = 0;
for ( i = 1; i < L; i++ ) {
E = ( 4 * G * d * i + F ) / ( 2 * F );
if ( E % 2 == 0 ) {
W = 2 * D;
}
else {
W = 2 * D + 1;
}
V = ( E - W ) / 2;
S = V - U;
U = V;

e = ( double )( d * i * G ) / F - ( double )E / 2;
}
return 0;
}
前記コードは、全ての状況に対しては一般化されていないが、しかしながら、当業者は、必要であれば特定の状況に対して前記コードを適合することができる。

表１は、シーケンス番号ｉ、ウィンドウ関数の幅Ｗ、オフセットｏ、及びウィンドウ最大値において作成された誤差ｅを示す。表１の最初の１４のサブウィンドウは、図２Ｂに示される。

前記誤差は、常にサンプルのプラス又はマイナス１／４の最大値に制限される。

前記シーケンスは、最小数のウィンドウが考慮される場合に累積誤差無しで無限に繰り返す。この数は、前記基準周波数と目標周波数との間の最大公約数により除算された前記基準周波数により与えられる。

これらのウィンドウは、メモリに記憶される。逆に、２つのベースウィンドウ並びに幅及びオフセットのリストのみを記憶することができる。他のオプションは、現在のウィンドウ幅及びオフセットを見つけるために所定のアルゴリズムを実行することであることができる。

得られた前記修正されたウォーターマークシーケンスは、図１Ａのウォーターマークに対して、幅９の第１のシンボル、幅９の第２のシンボル、幅８の第３のシンボル等である。図２Ｂは、最初の１４のウィンドウに対する原理を示す。ここで、考慮されるべきウィンドウの最小数は４４１００／３００＝１４７である。数３００は、４４１００と４８０００との間の最大公約数である。

前記ウィンドウ成形関数は、反対称な時間的性質又は二相性質を持ちうる。二相ウィンドウは、反対の極性の少なくとも２つのハニングウィンドウを有しうる。このようなウィンドウ成形関数の仕様は、公開された特許出願ＷＯ０３／０８３８５８、ＷＯ０３／０８３８６０、ＷＯ０５／０２９４６６に開示されるように可聴性及びロバスト性の両方に関して改良された性能を提供することができる。

図４は、ウォーターマークをマルチメディア信号に埋め込む本発明による実施例のフローチャートを示す。

初期化プロセスにおいて、第１のサンプリング周波数においてサンプリングされたウォーターマークは、ペイロードを含むウォーターマークシーケンスw[f₀]が生成され５１、f₀が前記第１のサンプリング周波数を示すようにウォーターマークペイロードバッファ５０に充填される。ウォーターマークw[f₀]は、図１ないし３に関連して説明された方法の使用により周波数マッチングされ、ウォーターマークペイロードバッファ５２に記憶される。周波数マッチングされたウォーターマークw[f₁]は出力され５６、f₁は前記第２の周波数を表す。前記周波数マッチングされたウォーターマークは、f₁においてサンプリングされた前記マルチメディア信号と一緒に埋め込み器５４に加えられる。したがって、ウォーターマークx+ w[f₁]を含む５３における周波数f₁における前記マルチメディア信号は、５５において出力される。

図４に示された実施例において、前記ペイロードは、前記第１の周波数においてサンプリングされたウォーターマークにおいて生成される。代替的な実施例において、前記ペイロードは、前記ウォーターマークが前記第１のサンプリング周波数にマッチされた後に初めて含められる。すなわち、前記ペイロードは、５６において出力される前に、ウォーターマークw[f₁]に与えられる。

バッファ５２は、この記載で与えられた最小値、例えば１４７と同数のサブウィンドウに対して複数回（それぞれの成形ウィンドウ長）繰り返される各シーケンスに対して、例えば１０２４のウォーターマークシンボルの各々で充填される。４８ｋＨｚに対して約６１０００の値に帰着する。メモリが問題である可能性がある場合、所定のＣコードを用いてオンザフライでそれぞれのウォーターマーク値を計算することを選んでもよく、前記循環バッファをユニークなシーケンスの数（１、３又は７）の１０２４倍まで減少させることができる。

このために、前記修正されたウォーターマーク信号の生成は、複数のシンボルの循環的にシフトされたシーケンスを生成することを含み、ここで前記シーケンスはシフトされないシーケンスに対して循環的にシフトされ、前記シフトされたシーケンスの値を加算することにより前記修正されたウォーターマーク信号を生成することを含む。すなわち、同様に、ペイロードは前記第１の周波数における前記ウォーターマークに埋め込まれることができる。

マルチメディア信号に対するウォーターマークの埋め込みのより詳細な記載は、公開された特許出願ＷＯ０３／０８３８５８、ＷＯ０３／０８３８６０及びＷＯ０５／０２９４６６において見つけられることができる。これらの開示において、基準シーケンス及び単一のシフトされたシーケンスのみが開示されている。しかしながら、当業者は、この開示を、図に関連してここに示されたものに拡張することができる。

前記ウォーターマークは検出されることができ、前記ペイロードは、前記ホストマルチメディア信号を修正するウォーターマーク信号により潜在的にウォーターマークされることができる前記マルチメディア信号を受信するステップを含むプロセスにおいて抽出される。前記ウォーターマークの推定値は、前記受信された信号から抽出されることができ、前記推定値は、前記受信された信号がウォーターマークされるかどうかを決定するように前記ウォーターマークの基準バージョンに対して処理されることができる。前記処理は、相関処理を含みうる。再び、このタスクの実行のより詳細な記載は、公開された特許出願ＷＯ０３／０８３８５８、ＷＯ０３／０８３８６０及びＷＯ０５／０２９４６６において見つけられることができる。

図５は、第１のサンプリングレートでサンプリングされたウォーターマークを第２のレートでサンプリングされたマルチメディアに対してマッチさせる装置を概略的に示す。本発明の実施例は、前記第１のサンプリングレートでサンプリングされたウォーターマーク６２を受信する受信器ユニット６１を有する装置６０に実装されることができる。決定ユニット６２は、スケーリング係数を決定し、再スケール幅を設定する。修正ユニット６３は、修正されたウォーターマークを生成及び出力する６４。

図６Ａは図２Ａに関連し、図６Ｂは図２Ｂに関連し、これらの図は、図２Ａ及び２Ｂの場合のアップサンプリングの代わりにダウンサンプリングに関する。図６Ａは、本発明の実施例により３２ｋＨｚに再サンプリングされた図１Ｂのウォーターマークウィンドウを示し、図６Ｂは、３２ｋＨｚにおける修正されたウォーターマークウィンドウを示す。

図６Ａにおいて、図１Ｂのウォーターマークウィンドウは、非整数係数により再サンプリングされる。この状況において、４４．１ｋＨｚにおけるウォーターマークウィンドウの５６のサンプル（図１Ｂ）は、４０．６３のサンプルに再サンプリングされる。

４０又は４１のサンプルを持つ３２ｋＨｚにおける再サンプリングされたウォーターマークウィンドウは、図６Ｂに示される。前記ウォーターマークウィンドウは、図１ないし３に関連して説明されたステップを使用することにより得られる。ここで、考慮されるべきウィンドウの最小数は、４４１００／１００＝４４１である。図６Ｂは、最初の１４のウィンドウのみを示す。数１００は、４４１００と３２００との間の最大公約数である。

本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの組み合わせを含むいかなる適切な形式でも実施されることができる。本発明又は本発明の一部のフィーチャは、１以上のデータプロセッサ及び／又はデジタル信号プロセッサ上で実行するコンピュータソフトウェアとして実施されることができる。本発明の一実施例の要素又は構成要素は、いかなる適切な形でも物理的に、機能的に又は論理的に実施されうる。実際に、機能は、単一のユニットにおいて、複数のユニットにおいて又は他の機能ユニットの一部として実施されることができる。このように、本発明は、単一のユニットにおいて実施されてもよく、又は異なるユニット及びプロセッサ間に物理的及び機能的に分散されてもよい。

上記の実施例はオーディオ信号を参照して記載されているが、本発明が他のタイプの信号、例えばビデオ及びデータ信号に応用されることができると理解される。

要約すると、本発明は、マルチメディア信号のサンプリングレートに対するウォーターマークのマッチングを扱う。第１のサンプリングレートでサンプリングされたウォーターマークは、第２のサンプリングレートでサンプリングされたマルチメディア信号に対してマッチされ、このプロセスにおいて、前記第１のサンプリングレートでサンプリングされた前記ウォーターマークが受信され、前記第１のサンプリングレートと前記第２のサンプリングレートとの間のスケーリング係数が決定され、前記ウォーターマークシンボルの再スケール幅が設定される。修正されたウォーターマークが生成され、前記修正されたウォーターマークのウォーターマークシンボルは、前記修正されたウォーターマークシーケンスを前記第２のサンプリングレートに対して実質的にマッチさせるように再スケール幅を持つ。

本発明は、特定の実施例に関連して記載されているが、ここに記載された特定の形式に限定されることは意図されない。むしろ、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定される。請求項において、用語"有する"は、他の要素又はステップの存在を除外しない。加えて、個別のフィーチャが異なる請求項に含まれることができるが、これらは、場合により有利に組み合わされることができ、異なる請求項における包含は、フィーチャの組み合わせが実行可能及び／又は有利ではないことを意味しない。加えて、単数形は複数を除外しない。したがって、"１つの"、"第１の"、"第２の"等は複数を除外しない。更に、請求項内の参照符号は、範囲を限定するように解釈されるべきでない。

Claims

第１のサンプリングレートでサンプリングされたウォーターマークを第２のサンプリングレートでサンプリングされたマルチメディアホスト信号に対してマッチさせる方法において、
前記第１のサンプリングレートでサンプリングされた前記ウォーターマークを受信するステップであって、前記ウォーターマークが複数のウォーターマークシーケンスに基づき、各ウォーターマークシーケンスの各ウォーターマークシンボルが第１の整数幅により繰り返される、当該受信するステップと、
前記第１のサンプリングレートと前記第２のサンプリングレートとの間のスケーリング係数を決定し、前記ウォーターマークシーケンスを前記第２のサンプリングレートに対して近似するように前記ウォーターマークシンボルの第１の再スケール幅を決定し、少なくとも２つの再スケール幅を設定するステップであって、少なくとも第２の再スケール幅が前記第１の再スケール幅より大きいか又は等しく、少なくとも第３の再スケール幅が前記第１の再スケール幅より小さいか又は等しい、当該設定するステップと、
前記複数のウォーターマークシーケンスに基づいて修正されたウォーターマークを生成するステップであって、前記修正されたウォーターマークのウォーターマークシンボルが、前記修正されたウォーターマークシーケンスを前記第２のサンプリングレートに対して実質的にマッチさせるように前記少なくとも第２の又は第３の再スケール幅のいずれかを持つ、当該生成するステップと、
を有する方法。
修正されたウォーターマークウィンドウは、修正されたウォーターマークシーケンスの循環バッファが生成されるように生成される、請求項１に記載の方法。
前記修正されたウォーターマークウィンドウが生成され、前記修正されたウォーターマークウィンドウのサブウィンドウの数は、サブウィンドウの境界誤差が最小化される制約下で、循環バッファを与えるように最小数である、請求項２に記載の方法。
前記第２の再スケール幅が前記第１の再スケール幅の整数部分であり、前記第３の再スケール幅が１だけインクリメントされた前記第２の再スケール幅である、請求項１に記載の方法。
前記第２の又は第３の再スケール幅のいずれかを持つ前記修正されたウォーターマークシーケンスのシンボルの順序が、前記修正されたウォーターマークウィンドウのサブウィンドウの境界誤差が最小化される制約下で決定される、請求項２に記載の方法。
前記ウォーターマークシンボルの修正されたシーケンスが、滑らかに変化する信号を形成するようにウィンドウ成形関数と畳み込みされ、前記ウィンドウ成形関数の幅が、前記修正されたウォーターマークシーケンスのシンボルの幅に対して適合される、請求項５に記載の方法。
前記修正されたウォーターマークシーケンスのシンボルの少なくとも一部に対する前記ウィンドウ成形関数が、前記修正されたウォーターマークウィンドウのサブウィンドウの境界誤差が最小化される制約下で整数値によりオフセットされる、請求項２に記載の方法。
前記オフセットが、１だけインクリメントされた又は１だけ減少された前記第１の再スケール幅の半分の整数部分の範囲内である、請求項７に記載の方法。
前記修正されたウォーターマーク信号の生成が、
シンボルの複数の循環的にシフトされたシーケンスを生成するステップであって、前記シーケンスが、シフトされないシーケンスに対して循環的にシフトされる、当該ステップと、
前記シフトされたシーケンスの値を加算することにより前記修正されたウォーターマーク信号を生成するステップと、
を有する、請求項１に記載の方法。
前記ウィンドウ成形関数が、反対称な時間的性質又は二相性質を持つ、請求項６に記載の方法。
前記修正されたウォーターマークを前記第２のサンプリングレートの前記マルチメディアホスト信号に埋め込むステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
第１のサンプリングレートでサンプリングされたウォーターマークを第２のサンプリングレートでサンプリングされたマルチメディアホスト信号に対してマッチさせる装置において、
前記第１のサンプリングレートでサンプリングされた前記ウォーターマークを受信する受信器ユニットであって、前記ウォーターマークが複数のウォーターマークシーケンスに基づき、各ウォーターマークシーケンスの各ウォーターマークシンボルが第１の整数幅により繰り返される、当該受信器ユニットと、
前記第１のサンプリングレートと前記第２のサンプリングレートとの間のスケーリング係数を決定し、前記ウォーターマークシーケンスを前記第２のサンプリングレートに対して近似するように前記ウォーターマークシンボルの第１の再スケール幅を決定し、少なくとも２つの再スケール幅を設定する決定ユニットであって、少なくとも第２の再スケール幅が前記第１の再スケール幅より大きいか又は等しく、少なくとも第３の再スケール幅が前記第１の再スケール幅より小さいか又は等しい、当該決定ユニットと、
前記複数のウォーターマークシーケンスに基づいて修正されたウォーターマークを生成する修正ユニットであって、前記修正されたウォーターマークのウォーターマークシンボルが、前記修正されたウォーターマークシーケンスを前記第２のサンプリングレートに対して実質的にマッチさせるように前記少なくとも第２の又は第３の再スケール幅のいずれかを持つ、当該修正ユニットと、
を有する装置。
ウォーターマークホスト信号であって、前記ウォーターマークが複数のウォーターマークシーケンスを有し、前記ウォーターマークシンボルが、前記ウォーターマークシーケンスを前記ホスト信号のサンプリングレートに対して実質的にマッチさせるように少なくとも第２の又は第３の再スケール幅のいずれかを持つ、ウォーターマークホスト信号。
請求項１に記載の方法を実施するコンピュータ可読コード。