KR101225342B1 - 오디오 또는 비디오 신호를 워터마킹하기 위해 페이로드데이터를 전달하는 심볼들을 인코딩하기 위한 방법 및장치, 및 워터마킹된 오디오 또는 비디오 신호의 페이로드데이터를 전달하는 심볼들을 디코딩하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

오디오 또는 비디오 신호를 워터마킹하기 위해 페이로드데이터를 전달하는 심볼들을 인코딩하기 위한 방법 및장치, 및 워터마킹된 오디오 또는 비디오 신호의 페이로드데이터를 전달하는 심볼들을 디코딩하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

워터마크 정보(WM으로 지칭됨)는, 오디오 또는 비디오 신호에 연속적으로 내장된 다수개의 심볼들로 구성된다. 디코더측에서, WM은, 확산 스펙트럼이 사용되는 경우, 수신된 신호와 m-시퀀스와의 상관을 사용함으로써 다시 얻어진다. 일부 워터마크 기술에서, 워터마크 정보는 비동기적으로 전송되고, 즉, WM이 오디오 또는 비디오 신호들내에 감지할 수 없을 정도로 내장될 수 있는지 여부가 연속적으로 검사된다. 이 검사 결과가 긍정인 경우에만 WM 프레임이 전송된다. 하나의 WM 프레임은 몇십개의 심볼들로 구성되지만, 이들 각각은 동기적으로 전송되는 하나 이상의 비트들을 전달한다. 이는, WM이 내장될 수 있는 주기가 프레임 길이보다 더 짧다면, 일부 심볼들은 수신기측에서 복구될 수 없다는 것을 의미한다. 본 발명에 따르면, 각각의 WM 심볼은, 통상 페이로드에 부가하여 ID 아이템을 전달하고, 신호가 충분히 '우수'한지 여부를 인코더에서 미리 검사하여, 내장된 심볼이 디코더측에서 복구될 수 있도록 한다. 상기 검사 결과가 긍정이면, 심볼은 내장된다. 검사 결과가 부정이면, 하나의 심볼의 길이에 대해 내장되는 WM이 없고, 후속하는 심볼에 대해 이 검사가 반복된다. ID의 시퀀스가 인코더에서 알려지면, 이에 따라, ID를 사용해서 심볼이 스킵되었는지 여부를 검출할 수 있다.
워터마크 정보, 오디오 또는 비디오 신호, 확산 스펙트럼, 페이로드 데이터, 심볼

Description

오디오 또는 비디오 신호를 워터마킹하기 위해 페이로드 데이터를 전달하는 심볼들을 인코딩하기 위한 방법 및 장치, 및 워터마킹된 오디오 또는 비디오 신호의 페이로드 데이터를 전달하는 심볼들을 디코딩하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ENCODING SYMBOLS CARRYING PAYLOAD DATA FOR WATERMARKING AN AUDIO OR VIDEO SIGNAL, AND METHOD AND APPARATUS FOR DECODING SYMBOLS CARRYING PAYLOAD DATA OF A WATERMARKED AUDIO OR VIDEO SIGNAL}
도 1은 본 발명의 워터마크 인코더를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 워터마크 디코더를 도시하는 도면.
도 3은 프레임 구성을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 프레임 시퀀스를 도시하는 도면.
본 발명은, 오디오 또는 비디오 신호를 워터마킹하기 위해 페이로드 데이터를 전달하는 심볼들을 인코딩하기 위한 방법 및 장치, 및 워터마킹된 오디오 또는 비디오 신호의 페이로드 데이터를 전달하는 심볼들을 디코딩하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
워터마크 정보(WM으로 지칭됨)는, 예를 들어, 신호들의 제작자(author)를 식별하기 위해서, 캐리어 콘텐츠, 예를 들어, (인코딩된) 오디오 또는 비디오 신호들에 연속적으로 내장된(embeded) 다수개의 심볼들로 구성된다. 디코더측에서, WM은, 확산 스펙트럼이 기초 기술에서와 같이 사용되는 경우, 예를 들어, 수신된 신호와 공지된 m-시퀀스와의 상관을 사용함으로써 다시 얻어진다. 일부 워터마크 기술에서, 워터마크 정보는 비동기적으로 전송되고, 즉, WM이 (인코딩된) 오디오 또는 비디오 신호들내에 감지할 수 없을 정도로 내장될 수 있는지 여부가 연속적으로 검사된다. 이 검사 결과가 긍정인 경우에만 WM 프레임이 전송된다. 하나의 WM 프레임은 몇십개의 심볼들로 구성되지만, 이들 각각은 동기적으로 전송되는 하나 이상의 비트들을 전송한다. 이는, WM이 내장될 수 있는 주기가 프레임 길이보다 더 짧다면, 일부 심볼들은 수신기측에서 복구될 수 없다는 것을 의미한다.
따라서, 대부분은 WM 기술은 오류 정정을 위한 리던던시(redundancy) 비트들을 전송한다. 그러나, 이러한 오류 정정은 제한된 용량만을 갖는다. 하나 이상의 심볼들이 수신기측에서 바로 복구될 수 없다면, 오류 정정은 일부 심볼들을 정정할 수 있다. 그러나, 오류 정정의 용량이 초과되면, WM은 복구될 수 없다.
두번째로, 추가적 리던던시 비트들이 WM 프레임의 길이를 증가시키고, 이는, 프레임이, WM 프레임이 전송될 수 있는 신호 길이보다 더 길 가능성을 높게 한다. 세번째로, 오류 정정은 대부분, 필수 패리티(parity) 비트들로 인해, '우수(good)' 신호에 대한 필수 넷(net) 비트레이트 보다 낮지만, '불량(bad)' 신호들에 대한 오류 정정에 대해서는 여전히 충분하지 않게 되는, 워터마킹될 신호에 대해 독립적이 다. '우수' 신호는 디코더측에서 복구될 수 있는 반면, '불량' 신호는 복구될 수 없다.
WO-A-01/06755는 워터마크 데이터의 에너지 레벨-의존 삽입을 보여준다.
공지된 WM 시스템에서, WM이 내장된 신호는 적어도 프레임 길이 동안의 시간 주기 동안은 '우수'해야만 하고, 오류 정정이 대처할 수 있는 것 보다 '불량' 부분이 크면 안된다.
본 발명에 의해 해결되는 문제점은, WM 전송을 위해 사용가능한 시간 주기가 가능한 길게 활용되는 워터마킹을 제공하여, 오류 정정 목적을 위해 불필요하게 소비되는 추가의 리던던시 비트들을 없애는 것이다. 이 문제점은 청구항 1 및 3에 개시된 방법들에 의해 해결된다. 이 방법들을 활용하는 장치들은 청구항 2 및 4에 개시된다.
본 발명에 따르면, 각각의 WM 심볼은, 통상 페이로드에 부가하여 식별 데이터 아이템(ID로 지칭됨)을 전달하고, 신호가 충분히 '우수'한지 여부를 인코더에서 미리 검사하여, 내장된 심볼이 수신기 또는 디코더측에서 복구될 수 있도록 한다. 상기 검사 결과가 긍정이면, 심볼은 통상적으로 내장된다. 검사 결과가 부정이면, 하나의 심볼의 길이에 대해 내장되는 WM이 없고, 후속하는 신호 및 동일 심볼에 대해 이 검사가 반복된다. ID의 시퀀스가 인코더에서 알려지면, 이에 따라, ID를 사용해서 심볼이 스킵(skip)되었는지 여부를 검출할 수 있다.
본 발명에 따르면, 신호는, 심볼 길이 동안의 시간 주기에 대해서 만큼은 ' 우수'해야만 한다. 그렇지 않으면, 콘텐츠가 신호를 내장하기에 보다 적합한 때보다 더 늦게 전송된다. 이는, 다수의 묵음 주기(즉, 휴지)들을 갖는 신호들, 예를 들어, 스피치 신호들에서 큰 차이를 만든다. 본 발명은, 중요 사운드 신호들의 워터마킹을 훨씬 더 강력하게 하고, 이는, WM의 수신과 WM의 비수신 사이에 전혀 차이가 없도록 한다. 상기 검사는 보다 많은 프로세싱 전력을 사용하는 인코더에서 수행되고, 이는, 계산될 다수의 상관들에 빈(empty) 블록들이 후속하기 때문이다. 그러나, 유익하게, 비-중요 사운드 신호들, 즉, 빈 블록들이 삽입되지 않아, 선정된 데이터 시퀀스와 상관되는 클리어 피크(clear peak)가 나오는 신호들에 대해서, 본 발명의 프로세싱은 디코더에서 추가의 프로세싱 전력을 전혀 사용하지 않는다.
본 발명은 확산 스펙트럼 기술을 사용하는 것으로서 제한되는 것은 아니다. 대신에, 예를 들어, 캐리어 기반의 기술 또는 반향 감춤(echo hiding) 기술이 워터마킹 코딩 및 디코딩을 위해 사용될 수 있다.
원리적으로, 본 발명의 방법은, 오디오 또는 비디오 신호의 워터마킹을 위해 페이로드 데이터를 전달하는 심볼들을 인코딩하기에 적합하고, 상기 워터마킹은 예를 들어, 확산 스펙트럼 변조를 위해 사용되고, 상기 심볼들은 공지된 데이터 시퀀스와의 상관을 사용해서 비-확산(de-spreading) 및 복조에 의해 복구될 수 있으며, 상기 심볼들은 디코딩측에서 복구될 수 있고, 상기 심볼들 중 적어도 하나 및 적어도 하나의 동기화 블록은 현재 워터마크 프레임을 형성하기 위해서 결합되고, 상기 방법은 다음 단계들:
a) 상기 페이로드 데이터를 인코딩하여, 상기 심볼들 각각에 대해 관련 ID 데이터 아이템을 생성하는 단계;
b) 상기 심볼들 중 현재 일 심볼이, 대응하는 디코더에서 정확하게 디코딩될 수 있는지 여부를 인코더측에서 검사하고, 상기 검사 결과가 긍정이면, 상기 현재 프레임의 상기 현재 심볼을 상기 ID 데이터 아이템과 함께 배치시키고, 상기 현재 프레임이 완전히 처리되지 않았으면 단계 a)를 계속 진행하고, 또는, 상기 검사 결과가 부정이면, 상기 ID 데이터 아이템들 중 대응하는 일 아이템을 포함하지 않는 상기 현재 프레임내에 빈 심볼을 배치시킴으로써, 상기 현재 프레임에서 상기 현재 심볼을 스킵하고, 상기 현재 프레임이 완전히 처리되지 않았으면, 상기 빈 심볼의 위치에서 심볼에 대해 의도되는 ID 데이터 아이템을 사용하여, 단계 a)를 계속 진행하는 단계;
c) 상기 현재 프레임이 완전히 처리된 후에, 상기 오디오 또는 비디오 신호에 내장된 상기 현재 프레임을 출력한 다음, 다음 프레임에 대한 처리를 계속하는 단계
를 포함한다.
원리적으로, 본 발명의 장치는, 오디오 또는 비디오 신호를 프레임 마다 워터마킹하기 위해 페이로드 데이터를 전달하는 심볼들을 인코딩하기에 적합하고, 상기 워터마킹은 예를 들어, 확산 스펙트럼 변조를 사용하고, 상기 심볼들은 공지된 데이터 시퀀스와의 상관을 사용해서 비-확산 및 복조에 의해 복구될 수 있으며, 상기 심볼들은 디코딩측에서 복구될 수 있으며, 상기 심볼들 중 적어도 하나 및 적어도 하나의 동기화 블록은 현재 워터마크 프레임을 형성하기 위해 결합되고, 상기 장치는,
- 상기 페이로드 데이터를 인코딩하고, 이에 따라 상기 심볼들 중 각각의 하나에 대해 관련 ID 데이터 아이템을 생성하기 위해 적용되는 수단들;
- 상기 심볼들 중 현재 일 심볼이 대응하는 디코더에서 정확하게 디코딩될 수 있는지 여부를 검사하고, 상기 검사 결과가 긍정이면, 상기 현재 프레임에 상기 현재 심볼을 상기 ID 데이터 아이템과 함께 배치시키고, 상기 현재 프레임이 완전히 처리되지 않았으면, 상기 인코딩 수단들에서의 처리를 계속하고, 또는, 상기 검사 결과가 부정이면, 상기 ID 데이터 아이템들 중 대응하는 일 아이템을 포함하지 않는 상기 현재 프레임내에 빈 심볼을 배치시킴으로써, 상기 현재 프레임에서 상기 현재 심볼을 스킵하고, 상기 현재 프레임이 완전히 처리되지 않았으면, 상기 빈 심볼의 위치에서 심볼에 대해 의도되는 ID 데이터 아이템을 사용하여, 상기 인코딩 수단들에서 처리를 계속하기 위해 적용되는 수단들;
- 상기 현재 프레임이 완전히 처리된 후에, 상기 오디오 또는 비디오 신호에 내장된 상기 현재 프레임을 출력하도록 적용된 수단들
을 포함한다.
원리적으로, 본 발명의 방법은 워터마킹된 오디오 또는 비디오 신호의 페이로드 데이터를 전달하는 심볼들을 디코딩하기에 적합하고, 상기 워터마킹은 예를 들어, 확산 스펙트럼 변조를 사용하고, 상기 심볼들 중 적어도 하나 및 적어도 하나의 동기화 블록은, 예를 들어, 선정된 데이터 시퀀스와의 상관을 사용하는 비-확산 및 복조에 의해, 현재 워터마크 프레임을 형성하도록 결합되고, 상기 오디오 또 는 비디오 신호는 다음 단계들:
a) 상기 페이로드 데이터를 인코딩하여, 상기 심볼들 중 각각의 하나에 대한 관련 ID 데이터 아이템을 생성하는 단계;
b) 상기 심볼들 중 현재 일 심볼이 대응하는 디코더에서 정확하게 디코딩되었는지 여부를 검사하고, 상기 검사 결과가 긍정이면, 상기 현재 심볼은 상기 ID 데이터 아이템과 함께 상기 현재 프레임에 배치되고, 상기 현재 프레임이 완전히 처리되지 않았으면, 프로세싱은 단계 a)로 계속 진행하고, 또는, 상기 검사 결과가 부정이면, 상기 현재 심볼은, 상기 ID 데이터 아이템들 중 대응하는 일 아이템을 포함하지 않는 상기 현재 프레임내에 빈 심볼을 배치시킴으로써, 상기 현재 프레임에서 스킵되고, 상기 현재 프레임이 완전히 처리되지 않았으면, 상기 빈 심볼의 위치에서 심볼에 대해 의도되는 ID 데이터 아이템을 사용하여, 프로세싱은 단계 a)로 계속 진행하는 단계;
c) 상기 현재 프레임이 완전히 처리된 후에, 상기 오디오 또는 비디오 신호에 내장된 상기 현재 프레임을 출력하고, 계속하여 다음 프레임을 처리하는 단계
에 의해 워터마킹되고,
상기 디코딩 방법은:
- 현재 심볼을, 상기 ID 데이터 아이템들 중 현재의 일 아이템에 관련된 선정된 데이터 시퀀스로 디코딩 처리하는 단계에 후속하여, 상기 디코딩 처리가 명확한 결과를 제공하는지 여부를 결정하고, 상기 검사 결과가 긍정이면, 상기 현재 프레임의 상기 처리된 현재 심볼을 제공하고, 상기 검사 결과가 부정이면, 상기 현재 프레임에서 상기 현재 심볼을 스킵하는 단계
를 더 포함하고,
상기 디코딩 처리는 예를 들어, 선정된 데이터 시퀀스와의 상관이다.
원리적으로, 본 발명의 장치는, 워터마킹된 오디오 또는 비디오 신호의 페이로드 데이터를 전달하는 심볼들을 디코딩하기에 적합하고, 상기 워터마킹은 예를 들어, 확산 스펙트럼 변조를 사용하고, 상기 심볼들 중 적어도 하나 및 적어도 하나의 동기화 블록은 현재 워터마크 프레임을 형성하기 위해서 결합되고, 상기 디코딩 장치는, 예를 들어, 선정된 데이터 시퀀스와의 상관을 사용하는 비-확산 및 복조에 의해 상기 심볼들을 복구하기 위해 적용되는 디코딩 수단들을 포함하고, 여기에서, 상기 오디오 또는 비디오 신호는 다음 단계들:
a) 상기 페이로드 데이터를 인코딩하여, 상기 심볼들 중 각각의 하나에 대한 관련 ID 데이터 아이템을 생성하는 단계;
b) 상기 심볼들 중 현재 일 심볼이 대응하는 디코더에서 정확하게 디코딩되었는지 여부를 검사하고, 상기 검사 결과가 긍정이면, 상기 현재 심볼은 상기 ID 데이터 아이템과 함께 상기 현재 프레임에 배치되고, 상기 현재 프레임이 완전히 처리되지 않았으면, 프로세싱은 단계 a)로 계속 진행하고, 또는, 상기 검사 결과가 부정이면, 상기 현재 심볼은, 상기 ID 데이터 아이템들 중 대응하는 일 아이템을 포함하지 않는 상기 현재 프레임내에 빈 심볼을 배치시킴으로써, 상기 현재 프레임에서 스킵되고, 상기 현재 프레임이 완전히 처리되지 않았으면, 상기 빈 심볼의 위치에서 심볼에 대해 의도되는 ID 데이터 아이템을 사용하여, 프로세싱은 단계 a)로 계속 진행하는 단계;
c) 상기 현재 프레임이 완전히 처리된 후에, 상기 오디오 또는 비디오 신호에 내장된 상기 현재 프레임을 출력하고, 계속하여 다음 프레임을 처리하는 단계
에 의해 워터마킹되고,
상기 디코딩 장치는,
상기 ID 데이터 아이템들 중 현재의 일 아이템에 관련된 현재 심볼의 디코딩 처리에 후속하여, 상기 디코딩 처리가 명확한 결과를 제공하는지 여부를 결정하고, 상기 검사 결과가 긍정이면, 상기 현재 프레임의 상기 복조된 현재 심볼을 제공하고, 상기 검사 결과가 부정이면, 상기 현재 프레임에서 상기 현재 심볼을 스킵하기 위해 적용된 수단들
을 더 포함하고,
상기 디코딩 처리는 예를 들어, 선정된 데이터 시퀀스와의 상관이다.
본 발명의 바람직한 추가의 실시예들이 각각의 독립 청구항들에 개시된다.
본 발명의 양호한 실시예들은 첨부 도면들을 참조해서 기술된다.
워터마크의 최소 자기-포함부(smallest self-containing unit)는 프레임으로 지칭된다. 도 3은 3개의 연속적 프레임들 FRn-1, FRn 및 FRn+1을 도시한다. 프레임은, 디코더측에서 프레임의 시작을 검출하는데 필요한 다수의 동기화 블록들 SYNBL(적어도 하나의 동기화 블록), 및 실제 정보를 전달하는 다수의 페이로드 블 록들 PLBL(적어도 하나의 유효 페이로드 블록 또는 심볼)로 구성된다. 프레임들은 기술에 따라 오디오 스트림에서 동기적으로 또는 비동기적으로 삽입된다. 페이로드 블록들의 삽입은 연속적으로 수행, 즉, SYNBL 블록들 이후에 동기화된다. 각각의 페이로드 블록은 하나 이상의 정보 비트들을 유지한다. 따라서, 페이로드 블록들은 심볼로도 불린다. 페이로드 심볼들은 WM으로 삽입될 정보를 내장하고, 오류 정정을 위해 사용되는 리던던시 정보를 선택적으로 내장한다. 일반적인 설정은 예를 들어, 프레임당 5개의 동기화 블록들 및 36개의 페이로드 블록들이고, 각각의 페이로드 블록은 2 비트를 전달하고, 이들 72 비트 중 24 비트는 오류 정정을 위해 사용되고, 이 오류 정정은 프레임당 48 비트의 넷 페이로드가 발생하게 한다.
도 1의 워터마킹 인코더에서, 오디오 신호 AS의 워터마킹을 위해 사용될 페이로드 데이터 PLD는 오류 정정 및/또는 인코딩 단계 ECDE 검출에 입력되고, 이 단계 ECDE에서는, 디코더에서 오류가 있는 것으로 검출된 심볼들로부터의 복구를 용이하게 하는 리던던시 비트들을 부가한다. 다운스트림 복조 및 스펙트럼 확산 단계 MS에서, 식별 데이터 아이템 ID는 신호와 결합된다. 단계 MS의 출력 신호는, WS 신호를 성형(shape)하여, WM을 듣거나 볼 수 없도록 하고, 신호 가산기 및 결정 단계 SAD와, 디코더 단계 DEC에 자신의 출력 신호를 공급하는, 사이코-어쿠스틱(psycho-acoustical) 성형 단계 PAS에 공급된다. 디코더 단계 DEC는 도 2에 따른 디코더를 구현한다. 단계들 PAS 및 SAD는 각각 오디오 스트림 신호 AS를 수신하고, 심볼에 의해 WM 프레임 심볼을 처리한다. 단계 SAD는, 페이로드 데이터 PLD가 현재 WM 프레임 FRn에 대해서 디코더 DEC에서 정확하게 디코딩되었는지 여부를 결정한다. 이 결정 결과가 긍정이면, 사이코-어쿠스틱 성형된 WM 심볼은 현재 프레임에 부가된다. 이 결정 결과가 부정이면, 현재 프레임 FRn에서의 현재 심볼은 스킵된다. 이에 따라, 현재 심볼에 후속하는 다음 심볼에 대한 처리가 계속된다. WM 프레임에 대한 처리가 완료된 후에, 오디오 신호에 내장된 대응하여 워터마킹된 프레임 WAS가 출력된다. 따라서, 현재 프레임에 후속하는 프레임 FRn+1에 대해 처리가 계속된다.
도 2의 워터마킹 디코더에서, 오디오 신호의 워터마킹된 프레임 WAS는, (단계 PAS에서 수행된 성형을 역으로 하는) 스펙트럴 화이트닝 단계 SPW(spectral whitening stage)와 (신호 WAS로부터 내장된 데이터를 검색하는) 비-확산 및 복조 단계 DSPDM를 통과하여, ID 평가 및 스킵 단계 IDESK로 전달된다. 단계 IDESK에서는, 수신된 WM 프레임의 수신된 심볼 또는 블록이 정확한 ID를 갖는지, 즉, 수신된 ID가 연대기적(chronological) 순서인지의 여부가 검사된다. 이 검사 결과가 부정이면, 대응하는 WM 심볼은 스킵된다. 이 검사 결과가 긍정이면, WM 심볼은, 유효 페이로드 데이터 PLD를 출력하는 오류 정정 및/또는 검출 디코딩 단계 ECDD로 전달된다.
워터마크는 사이코-어쿠스틱 원리들에 따라서 블록식으로(block wise) 성형되고, 즉, 워터마크와 오디오 에너지 간의 비율이 심볼 대 심볼 사이에서 변할 수 있다. 일부 신호들에 있어서, 내장된 워터마크의 가능한 품질이 매우 떨어져서, 이 신호들에 내장된 심볼들이 디코더측에서 정확하게 복구될 수 없다는 것을 인코더측에서 미리 알고 있다.
본 발명에 따르면, 오디오 신호에 내장될 각각의 심볼에 대해서, 이 심볼이 디코더에서 정확하게 복구될 수 있는지 여부가 인코더에서 결정된다. 심볼이 복구될 수 있는 가능성이 높다면, 이 심볼은 오디오에 삽입된다. 만약 복구될 가능성이 높지 않다면, 일 심볼 길이의 시간 기간동안 어떤 추가의 WM 신호도 삽입되지 않거나, 또는, 제로들을 나타내는 빈 심볼만이 삽입되고, 신호가 다음 WM 아이템의 내장을 위해 적합할 때까지 이 검사가 반복된다. 삽입된 각각의 빈 심볼은 일 심볼 길이만큼 프레임 길이를 증가시켜서, 각 프레임이 프레임마다 동일한 수의 페이로드 비트들을 전달하도록 한다.
도 4의 (A)는 WM의 내장을 위해 적합한 신호의 묘사적 부분의 일 예를 도시한다. 이 도면에서는, 심볼들은 연속적으로 내장된다. 도 4의 (B)에서, 신호는 제3 심볼에서 WM을 내장하기에 적합하지 않다. 이 도면에서는, 심볼 2 후에 내장된 심볼이 없고(대신 빈 심볼이 삽입됨), 다음의 가능한 삽입점에서 신호가 다시 검사되지만, 신호는 여전히 적절하지 않다. 따라서, 빈 심볼이 아닌 심볼의 삽입은 다시 연기된다. 다음 검사는 성공적이고, 심볼 3이 삽입된다. 이는, 디코더가 심볼 1을 수신한 다음, 심볼 2를 수신하고, 2번의 빈 심볼들(즉, 워터마크없는 순수(pure) 오디오 신호)을 수신한 다음, 심볼 넘버 3을 수신한다는 것을 의미한다.
디코더는, 방출과 수령 사이의 공격 또는 노이즈로 인해 복구될 수 없는 심볼 또는 블록과, 내장된 워터마크가 없는 신호를 구별해야만 한다. 이는, 인코더 에서 심볼에 추가의 ID를 할당하고, 디코더에서 이 ID를 평가함으로써 용이하게 된다. 이는, 예를 들어, 확산 스펙트럼이 기술에서 선정된 양의 상이한 최대-길이 데이터 시퀀스들, 예를 들어, 상이한 m-시퀀스들을 사용함으로써 수행될 수 있다. 도 4에서는, 3개의 상이한 m-시퀀스들이 사용된다. 모든 심볼들 또는 블록들은 BPSK 인코딩될 수 있고, 즉, 이들 각각은 1 비트의 정보를 전달한다. 제1 블록은 제1 m-시퀀스를 사용하고, 제2 블록은 제2 m-시퀀스를 사용하고, 제3 블록은 제3 m-시퀀스를 사용하고, 제4 블록은 다시 제1 m-시퀀스를 사용하는 식으로 진행한다. 디코더는 동일한 순서로 동일한 m-시퀀스를 사용한다. 도 4의 (A)에 도시된 예에서, m-시퀀스들은 순서 1, 2, 3, 1, 2, 3 순으로 사용된다.
도 4의 (B)에서, 예시적으로, 제3 블록과 m-시퀀스 3과의 상관은 클리어 결과를 도시하지 않는다(즉, 대응하는 상관 결과에서 클리어 크기 피크가 없다). 이는, WM 심볼이 교란되거나, 또는 내장된 WM 심볼이 없다는 것 중 하나를 의미한다. 따라서, 제4 블록은 m-시퀀스 1 및 3과 상관되고, 이 예에서는, 둘 다 클리어 상관 결과를 제공하지 않는다. 제5 블록은 m-시퀀스 1, 2, 및 3과 상관된다. 시퀀스 3과의 상관만이 클리어 피크를 제공하고, 이는, 2개의 이전 블록들(제3 및 제4 블록)이 빈 블록이어서, WM 심볼을 전달하지 않는다는 것을 의미한다.
본 발명은, WM 전송을 위해 사용가능한 시간 주기가 가능한 길게 활용되는 워터마킹을 제공하여, 오류 정정 목적을 위해 불필요하게 소비되는 추가의 리던던시 비트들을 없애는 효과를 갖는다.

Claims (18)

  1. 오디오 또는 비디오 신호의 워터마킹을 위해 페이로드 데이터를 나르는 심볼들이 디코딩측에서 복구되도록 상기 심볼들을 인코딩하기 위한 방법으로서 - 적어도 하나의 동기화 블록 및 상기 심볼들 중 적어도 하나는 현재 워터마크 프레임을 형성함 -,
    a) 상기 심볼들을 인코딩하고, 상기 인코딩된 심볼들 중 각각의 심볼에 대해 식별(identification) 데이터 아이템을 할당하는 단계 - 상기 식별 데이터 아이템들은 연대기적 순서(chronological order)를 가짐 -,
    b) 상기 심볼들 중 현재 심볼이 대응하는 디코더에서 정확하게 디코딩될 수 있는지 여부를 인코더측에서 검사하고,
    상기 검사 결과가 긍정이면, 상기 현재 프레임에서의 상기 현재 인코딩된 심볼을 상기 식별 데이터 아이템과 함께 배열시키고, 또한 상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리되지 않았다면 단계 a)를 계속 진행하고,
    또는, 상기 검사 결과가 부정이면, 상기 식별 데이터 아이템들 중 대응하는 아이템을 포함하지 않는 상기 현재 워터마크 프레임 내에 빈 심볼을 배열시킴으로써 상기 현재 워터마크 프레임에서 상기 현재 인코딩된 심볼을 스킵(skip)하고, 또한 상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리되지 않았다면, 상기 빈 심볼의 위치에서 심볼에 대해 의도된 상기 식별 데이터 아이템을 사용하여 단계 a)를 계속 진행하는 단계 - 상기 빈 심볼을 배열시키는 것은 하나의 심볼의 길이에 대해 어떤 워터마크 데이터도 내장(embed)하지 않거나, 또는 0 들만을 나타내는 심볼을 삽입하는 것을 의미함 -; 및
    c) 상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리된 후에, 상기 오디오 또는 비디오 신호에 내장된 상기 현재 워터마크 프레임을 출력하고, 또한 다음 워터마크 프레임에 대한 처리를 계속하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 워터마킹된 오디오 또는 비디오 신호의 페이로드 데이터를 나르는 심볼들을 디코딩하기 위한 방법으로서
    동기화 블록의 적어도 하나 및 상기 심볼들 중 적어도 하나는 현재 워터마크 프레임을 형성하도록 조합되었고,
    상기 오디오 또는 비디오 신호는,
    a) 상기 심볼들을 인코딩하고, 상기 인코딩된 심볼들 중 각각의 심볼에 대해 식별 데이터 아이템을 할당하는 단계 - 상기 식별 데이터 아이템들은 연대기적 순서를 가짐 -;
    b) 상기 심볼들 중 현재 심볼이 대응하는 디코더에서 정확하게 디코딩될 수 있는지 여부를 검사하고,
    상기 검사 결과가 긍정이면, 상기 현재 인코딩된 심볼은 상기 식별 데이터 아이템과 함께 상기 현재 워터마크 프레임에 배열되었고, 또한 상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리되지 않았던 것이라면, 프로세싱은 단계 a)로 계속 진행되었고,
    또는, 상기 검사 결과가 부정이면, 상기 식별 데이터 아이템들 중 대응하는 아이템을 포함하지 않는 상기 현재 워터마크 프레임내에 빈 심볼을 배열시킴으로써 상기 현재 인코딩된 심볼이 상기 현재 워터마크 프레임에서 스킵되었고, 또한 상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리되지 않았던 것이라면, 상기 빈 심볼의 위치에서 심볼에 대해 의도된 식별 데이터 아이템을 사용하여, 프로세싱은 단계 a)로 계속 진행된 단계 - 상기 빈 심볼을 배열시키는 것은 하나의 심볼의 길이에 대해 어떤 워터마크 데이터도 내장하지 않거나, 또는 0 들만을 나타내는 심볼을 삽입하는 것을 의미함 -; 및
    c) 상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리된 후에, 상기 오디오 또는 비디오 신호에 내장된 상기 현재 워터마크 프레임을 출력하고, 또한 다음 워터마크 프레임에 대한 처리를 계속하는 단계에 의해 워터마킹되었고,
    상기 디코딩 방법은,
    상기 식별 데이터 아이템들 중 현재의 아이템에 관련된 현재 인코딩된 심볼의 디코딩 처리에 후속하여, 상기 디코딩 처리가 명확한 결과를 산출할지 여부를 결정하고, 상기 결정 결과가 긍정이면 상기 현재 워터마크 프레임의 상기 처리된 현재 심볼을 제공하고, 상기 결정 결과가 부정이면 상기 현재 워터마크 프레임에서 상기 현재 심볼을 스킵하는 단계
    를 포함하고,
    상기 디코딩 처리는 미리 결정된 데이터 시퀀스와 상기 인코딩된 심볼의 상관을 이용하여 수행되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 페이로드 데이터상에서 오류 정정 또는 검출 인코딩, 및 변조 및 확산이 수행되는 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 페이로드 데이터상에서 변조 및 확산이 수행되고, 상기 변조 및 확산의 출력 신호는 상기 검사가 수행되기 전에 사이코-어쿠스틱으로 성형(psycho-acoustically shaped)된 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 검사 및 상기 현재 워터마크 프레임의 완전한 처리에 후속하여, 오류 정정 또는 검출 디코딩이 상기 페이로드 데이터에 대해 수행되는 방법.
  6. 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 워터마킹된 오디오 또는 비디오 신호에서의 상기 인코딩된 심볼들상에서 스펙트럴 화이트닝(spectral whitening), 비-확산 및 복조가 알려진 데이터 시퀀스와 상기 인코딩된 심볼들의 상관을 이용하여 수행되는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 현재 워터마크 프레임에 삽입된 각각의 빈 심볼은 상기 현재 워터마크 프레임의 길이를 일 심볼 길이만큼 증가시켜, 각각의 워터마크 프레임이 워터마크 프레임마다 동일한 수의 페이로드 비트들을 전달하도록 하는 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 식별 데이터 아이템은 상이한 최대-길이의 데이터 시퀀스들에 의해 표현되고, 상기 상관은 상기 상이한 최대-길이의 데이터 시퀀스들을 이용하여 수행되는 방법.
  9. 오디오 또는 비디오 신호의 워터마킹을 위해 페이로드 데이터를 나르는 심볼들이 디코딩측에서 복구되도록 상기 심볼들을 인코딩하기 위한 장치로서 - 적어도 하나의 동기화 블록 및 상기 심볼들 중 적어도 하나는 현재 워터마크 프레임을 형성함 -,
    상기 심볼들을 인코딩하고 또한 상기 인코딩된 심볼들 중 각각의 심볼에 대해 식별 데이터 아이템을 할당하도록 적응된 수단 - 상기 식별 데이터 아이템들은 연대기적 순서를 가짐 -;
    상기 심볼들 중 현재 심볼이 대응하는 디코더에서 정확하게 디코딩될 수 있는지 여부를 검사하고,
    상기 검사 결과가 긍정이면, 상기 현재 워터마크 프레임에서의 상기 현재 인코딩된 심볼을 상기 식별 데이터 아이템과 함께 배열시키고, 또한 상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리되지 않았다면, 상기 인코딩 수단에서의 처리를 계속하고,
    또는, 상기 검사 결과가 부정이면, 상기 식별 데이터 아이템들 중 대응하는 아이템을 포함하지 않는 상기 현재 워터마크 프레임 내에 빈 심볼을 배열시킴으로써 상기 현재 워터마크 프레임에서의 상기 현재 인코딩된 심볼을 스킵(skip)하고, 또한 상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리되지 않았다면 상기 빈 심볼의 위치에서 심볼에 대해 의도된 상기 식별 데이터 아이템을 사용하여 상기 인코딩 수단에서의 처리를 계속하도록 적응되는 수단 - 상기 빈 심볼을 배열시키는 것은 하나의 심볼의 길이에 대해 어떤 워터마크 데이터도 내장하지 않거나, 또는 0 들만을 나타내는 심볼을 삽입하는 것을 의미함 -; 및
    상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리된 후에, 상기 오디오 또는 비디오 신호에 내장된 상기 현재 워터마크 프레임을 출력하도록 적응된 수단 - 그 후 상기 처리는 다음 워터마크 프레임에 대해 계속됨 -
    을 포함하는 장치.
  10. 워터마킹된 오디오 또는 비디오 신호의 페이로드 데이터를 나르는 심볼들을 디코딩하기 위한 장치로서
    적어도 하나의 동기화 블록 및 상기 심볼들 중 적어도 하나는 현재 워터마크 프레임을 형성하도록 조합되었고, 상기 디코딩 장치는 상기 심볼들을 복구하기 위해 적응되는 디코딩 수단을 포함하고,
    상기 오디오 또는 비디오 신호는,
    a) 상기 심볼들을 인코딩하고, 또한 상기 인코딩된 심볼들 중 각각의 심볼에 대해 식별 데이터 아이템을 할당하고 - 상기 식별 데이터 아이템들은 연대기적 순서를 가짐 -;
    b) 상기 심볼들 중 현재 심볼이 대응하는 디코더에서 정확하게 디코딩될 수 있는지 여부를 검사하고,
    상기 검사 결과가 긍정이면, 상기 현재 인코딩된 심볼은 상기 식별 데이터 아이템과 함께 상기 현재 워터마크 프레임에 배열되었고, 또한 상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리되지 않았던 것이라면, 프로세싱은 단계 a)로 계속 진행되었고,
    또는, 상기 검사 결과가 부정이면, 상기 식별 데이터 아이템들 중 대응하는 아이템을 포함하지 않는 상기 현재 워터마크 프레임 내에 빈 심볼을 배열시킴으로써 상기 현재 인코딩된 심볼이 상기 현재 워터마크 프레임에서 스킵되었고, 또한 상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리되지 않았던 것이라면, 상기 빈 심볼의 위치에서 심볼에 대해 의도된 식별 데이터 아이템을 사용하여 프로세싱은 단계 a)로 계속 진행되었고 - 상기 빈 심볼을 배열시키는 것은 하나의 심볼의 길이에 대해 어떤 워터마크 데이터도 내장하지 않거나, 또는 0 들만을 나타내는 심볼을 삽입하는 것을 의미함 -; 및
    c) 상기 현재 워터마크 프레임이 완전히 처리된 후에, 상기 오디오 또는 비디오 신호에 내장된 상기 현재 워터마크 프레임을 출력하고, 또한 다음 워터마크 프레임에 대한 처리를 계속하는 것에 의해 워터마킹되었고,
    상기 디코딩 장치는,
    상기 식별 데이터 아이템들 중 현재의 아이템에 관련된 현재 인코딩된 심볼의 디코딩 처리에 후속하여, 상기 디코딩 처리가 명확한 결과를 산출할지 여부를 결정하고, 상기 결정 결과가 긍정이면 상기 현재 워터마크 프레임의 상기 처리된 현재 심볼을 제공하고, 또는 상기 결정 결과가 부정이면 상기 현재 워터마크 프레임에서 상기 현재 심볼을 스킵하도록 적응된 수단
    을 포함하고,
    상기 디코딩 처리는 미리 결정된 데이터 시퀀스와 상기 인코딩된 심볼의 상관을 이용하여 수행되는 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 페이로드 데이터상에서 오류 정정 또는 검출 인코딩, 변조 및 확산이 수행되는 장치.
  12. 제9항 또는 제11항에 있어서, 상기 페이로드 데이터상에서 변조 및 확산이 수행되고, 상기 변조 및 확산의 출력 신호는 상기 검사가 수행되기 전에 사이코-어쿠스틱으로 성형된 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 검사 및 상기 현재 워터마크 프레임의 완전한 처리에 후속하여, 오류 정정 또는 검출 디코딩이 상기 페이로드 데이터에 대해 수행되는 장치.
  14. 제10항 또는 제13항에 있어서, 상기 워터마킹된 오디오 또는 비디오 신호에서의 상기 인코딩된 심볼들상에서 스펙트럴 화이트닝, 비-확산 및 복조가 알려진 데이터 시퀀스와 상기 인코딩된 심볼들의 상관을 이용하여 수행되는 장치.
  15. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 현재 워터마크 프레임에 삽입된 각각의 빈 심볼은 상기 현재 워터마크 프레임의 길이를 하나의 심볼 길이만큼 증가시켜, 각각의 워터마크 프레임이 워터마크 프레임마다 동일한 수의 페이로드 비트들을 나르도록 하는 장치.
  16. 제10항에 있어서, 상기 식별 데이터 아이템은 상이한 최대-길이의 데이터 시퀀스들에 의해 표현되고, 상기 상관은 상기 상이한 최대-길이의 데이터 시퀀스들을 이용하여 수행되는 장치.
  17. 제8항에 있어서, 상기 상이한 최대-길이의 데이터 시퀀스들은 미리 결정된 양의 상이한 m-시퀀스들을 포함하고, 상기 m-시퀀스들은 각각이 1 비트의 정보를 나르고 또한 BPSK 인코딩되는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 상이한 최대-길이의 데이터 시퀀스들은 미리 결정된 양의 상이한 m-시퀀스들을 포함하고, 상기 m-시퀀스들은 각각이 1 비트의 정보를 나르고 또한 BPSK 인코딩되는 장치.
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