KR20050113614A - 오디오 핑거프린팅에서 디지털 사일런스의 핸들링 - Google Patents

오디오 핑거프린팅에서 디지털 사일런스의 핸들링 Download PDF

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KR20050113614A
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야프 에이. 하이츠마
조안 씨. 탈스트라
안토니우스 에이. 엠. 스탈링
안토니우스 에이. 씨. 엠. 캘커
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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    • G—PHYSICS
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Abstract

본 발명은 디지털 미디어 신호들을 핑거프린팅할 때 디지털 사일런스를 핸들링하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품 및 컴퓨터 프로그램 소자뿐만 아니라 방법, 디바이스, 클라이언트-서버 시스템에 관한 것이다. 디지털 미디어 신호의 적어도 일부분에 대하여 다수의 서브-핑거프린트들을 포함하는 핑거프린트가 발생되고(단계 42), 핑거프린트 상의 미디어 신호의 적어도 일부분의 영향이 제거되거나 변경되며, 상기 일부분은 디지털 사일런스에 대응한다. 신뢰할 수 있는 방식으로 본 발명은 디지털 사일런스가 포함되는 경우 오디오 신호들과 같은 미디어 신호들의 잘못된 식별을 피한다. 본 발명은 또한 컴퓨터에 이미 제공된 단지 몇 개의 기능들을 요구함으로써 쉽게 실행된다.

Description

오디오 핑거프린팅에서 디지털 사일런스의 핸들링{Handling of digital silence in audio fingerprinting}
본 발명은 오디오와 같은 일반적으로 디지털 미디어 신호들의 핑거프린팅의 분야에 관한 것이고 특히 디지털 미디어 신호의 부분이 디지털 사일런스(digital silence)를 포함할 때 핑거프린트들의 발생에 관한 것이다.
음악의 특정한 부분을 식별하기 위해 오디오 신호들과 같은 미디어 신호들에 핑거프린트들을 제공하는 것이 공지되었다. 로컬 컴퓨터는 그 후 오디오 신호에 대하여 핑거프린트를 발생시키고 데이터베이스에 질의(query)로서 이 핑거프린트를 전송한다. 데이터베이스에서, 핑거프린트는 다른 핑거프린트들과 비교되고 일치가 발견되는 경우, 그것은 로컬 컴퓨터로 반환되며, 그 후 오디오 신호의 식별을 수신했다.
이 핑거프린팅은 많은 응용들, 예를 들면 재생 목록들을 식별하기 위한 무선국들에서 유용할 뿐만 아니라, 예를 들면 무선으로 그것이 식별된 후 음악을 구매하기 원하는 개인들에 대한 시장이 또한 성장하고 있다.
하나의 이 핑거프린팅 방식은 2002 년 10월, Ismer, 야프 하이츠마(Jaap Haitsma) 및 톤 캘커(Ton Kalker)에 의해 "고 로버스트 오디오 핑거프린팅 시스템(A Highly Robust Audio Fingerprinting System)"에 설명되었는데, 여기서 핑거프린트들은 다수의 서브-핑거프린트들로 구성된다. 서브-핑거프린트는 미디어 신호의 부분에 기초한다. 핑거프린트 또는 핑거프린트 블록을 참조할 256 연속적인 서브-핑거프린트들은 미디어 신호의 빠르고 안전한 식별을 제공하기 위해 짧은 시간 간격동안 계산된다. 그러므로 핑거프린트는 예를 들면 미디오 신호의 처음 삼 초 동안 취해질 수 있다. 포지티브 식별(positive identification)은 데이터베이스에서 파행된 핑거프린트 및 핑거프린트 사이의 해밍 거리(Hamming distance)가 특정한 문턱값 이하인 경우에 기초하는 핑거프린트 데이터베이스에서 만들어진다.
공지된 핑거프린팅 방식들의 문제는 미디어 신호가 종종 디지털 사일런스로 구성된 부분들을 가지는 것이다. 오디오 클립은 예를 들면 사일런스를 시작할 것이며, 이때 예를 들면 PCM 샘플은 제로 값을 가지고, 비디오 클립은 다수의 블랙 프레임들(black flames)을 시작할 수 있다. 이는 서브-핑거프린트들이 이 디지털 사일런스동안 시작에서 만들어진다는 것을 뜻하는 것은 동일하고 정보가 존재하지 않는다는 것을 반영할 것이다. 다수의 다른 미디어 신호들 또는 파일들이 시작시 이 디지털 사일런스를 가질 수 있기 때문에, 시작에서 만들어진 핑거프린트를 가진 질의가 데이터베이스에서 몇 개의 다른 저장된 미디어 신호들에 대해 잘못 대응하는 것을 발견하는 것이 가능하다.
도 1은 핑거프린트들의 데이터베이스와 함께 핑거프린트들을 발생시키는 디바이스의 블록 개략도를 도시한 도면.
도 2는 네트워크를 통해 서버 디바이스에 접속된 클라이언트 디바이스를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 디지털 사일런스를 핸들링하는 디바이스의 블록 개략도를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따라서 디지털 사일런스를 핸들링하는 방법의 순서도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따라서 디지털 사일런스를 핸들링하는 방법의 순서도.
도 6은 도 3에서 디바이스에서 난수 발생 유닛의 제 1 변동의 블록 개략도.
도 7은 본 발명에 따라서 디지털 사일런스를 핸들링하기 위한 디바이스에 대하여 난수 발생 유닛의 제 2 변동의 블록 개략도.
도 8은 본 발명을 수행하기 위한 프로그램 코드가 저장된 광 디스크를 도시한 도면.
따라서 본 발명의 목적은 핑거프린팅이 잘못된 미디어 신호를 식별하는 감소된 위험을 가지고 사용될 수 있도록 미디어 신호에서 디지털 사일런스의 효과들이 제거되는 핑거프린팅을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따라서, 이 목적은,
디지털 미디어 신호의 적어도 일부분에 대하여 다수의 서브-프린트들을 포함하는 핑거프린트를 발생시키는 단계;
디지털 사일런스에 대응하는, 핑거프린트에 대한 미디어 신호의 적어도 일부분의 영향을 제거하거나 변경하는 단계를 포함하는 디지털 사일런스를 핑거프린팅할 때 디지털 사일런스를 핸들링하는 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 제 2 양태에 따라서, 이 목적은 또한 디지털 미디어 신호들을 핑거프린팅할 때 디지털 사일런스를 핸들링하고,
적어도 디지털 미디어 신호의 부분들에 대한 다수의 서브-핑거프린트들을 포함하는 핑거프린트를 발생시키기 위해 구성되는 핑거프린트 발생 유닛, 및
디지털 사일런스에 대응하는, 핑거프린트에 대한 미디어 신호의 적어도 일부분의 영향을 제거하거나 변경하기 위해 구성되는 디지털 사일런스 제거 유닛(silence removal unit)을 포함하는 디바이스에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 제 3 양태에 따라서, 이 목적은 또한 디지털 미디어 신호들을 핑거프린팅할 때 디지털 사일런스를 핸들링하고,
미디어 파일들로서 저장되는 미디어 신호들에 관련된 핑거프린트들의 데이터베이스를 가지는 서버 디바이스; 및
서버 디바이스에 핑거프린트 질의들을 발생시키기 위한 클라이언트 디바이스를 포함하며, 적어도 하나의 클라이언트 및 서버 디바이스는,
적어도 디지털 미디어 신호의 부분들에 대해 다수의 서브-핑거프린트들을 발생시키기 위해 구성된 핑거프린트 발생 유닛, 및
디지털 사일런스에 대응하는, 핑거프린트에 대한 미디어 신호의 적어도 일부분의 영향을 제거하거나 변경하기 위해 구성된 사일런스 제거 유닛을 포함한다.
본 발명의 제 4 양태에 따라서, 이 목적은,
상기 프로그램이 컴퓨터에 로딩될 때, 컴퓨터가 실행되도록 하는 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 가지는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 컴퓨터상에 사용되기 위해 디지털 미디어 신호들을 핑거프린팅 할 때 디지털 사일런스를 핸드링하는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서,
적어도 디지털 미디어 신호의 부분들에 대한 다수의 서브-핑거프린트들을 발생시키고,
디지털 사일런스에 대응하는, 핑거프린트에 대한 미디어 신호의 적어도 하나의 일부분의 영향을 제거하거나 변경하는, 컴퓨터 프로그램에 의해 또한 성취된다.
본 발명의 제 5 양태에 따라서, 이 목적은 또한 컴퓨터상에서 사용되는 디지털 미디어 신호들을 핑거프린팅할 때 디지털 사일런스를 핸들링하는 컴퓨터 프로그램 소자에 의해 달성되며, 상기 컴퓨터 프로그램 소자는,
상기 프로그램이 컴퓨터에 로딩될 때, 컴퓨터가 실행되게 하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 포함하며, 상기 프로그램 코드 수단은,
적어도 디지털 미디어 신호의 부분들에 대하여 다수의 핑거-프린트들을 발생시키고,
디지털 사일런스에 대응하는, 핑거프린트에 대한 미디어 신호의 적어도 일부분의 영향을 제거하거나 변경한다.
제 2 항 및 제 3 항은 디지털 사일런스에 대한 원인을 제거하는 것에 대해 설명한다.
제 4 항은 전체 미디어 신호에 대한 랜덤 값들을 추가함에 대해 설명한다.
제 5 항 및 제 16 항은 디지털 사일런스의 영향을 변경하기 위해 랜덤 값들을 제공함에 대해 설명한다.
제 6 항 및 제 17 항은 랜덤 값들으로 디지털 사일런스를 나타내는 서브-핑거프린트들을 대체하는 것에 대해 설명한다.
제 7 항 및 제 18 항은 랜덤 값들으로 디지털 사일런스를 나타내는 미디어 신호의 샘플들을 교체하는 것에 대해 설명한다.
제 8 항은 클라이언트 및 서버 디바이스에서 다른 형식들의 난수 발생들을 제공하는 것에 대해 설명한다.
제 10 항 및 제 19 항은 미디어 신호들의 틀린 식별들의 가능성을 낮추기 위한 핑거프린트의 발생에 관련된 시간 및 날짜 정보를 가진 난수를 처리하는 것에 대해 설명한다.
본 발명은 디지털 사일런스가 포함된 미디어 신호들의 잘못된 식별을 피하는 신뢰성있는 방법의 이점을 가진다. 이는 또한 컴퓨터에 이미 제공된 몇 개의 기능들만을 요구함으로써 실행하기 쉽다. 본 발명의 변형으로, 발생된 난수들은 거의 확실히 잘못된 식별을 발생시키지 않는다는 것을 또한 보증한다.
따라서 본 발명의 배후의 일반적인 아이디어는 미디어 신호들에 관련된 디지털 사일런스를 제거하거나 미디어 신호에 대하여 핑거프린트들을 발생시킬 때 랜덤 값들로 그것을 대체하는 것이다.
그 표현은, 디지털 사일런스가 프레임들에서 정보가 블랙을 나타내거나 이미지가 식별되지 않는 특정 문턱값 아래에 있는 경우 디지털 비디오 정보 뿐만 아니라 신호에서 정보가 사운드를 나타내지 않거나 상이한 값인 서브-핑거프린트들이 발생될 가능성이 없는 특정한 낮은 문턱값 이하의 사운드인 경우 디지털 오디오 신호들을 포함하도록 의도된다는 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 양태들은 이하에 설명된 실시예들에 관하여 명백해지고 명확해질 것이다.
본 발명은 첨부된 도면들에 관련하여 여기에 더 자세하게 설명될 것이다.
본 발명은 디지털 미디어 신호들에 대하여 핑거프린트들을 제공하는 분야에 관한 것이고 후속하여 오디오 신호들의 핑거프린팅에 관련하여 설명될 것이다. 그러나 그것은 오디오에 한정되지 않고 예를 들면 비디오 같은 다른 미디어 신호들에 또한 적용될 수 있다.
도 1은 데이터베이스(21)에 접속되고 오디오 신호에 기초하는 서브-핑거프린트들을 발생시키기 위해 구성되는 핑거프린팅 디바이스(10) 또는 핑거프린트 발생 유닛의 블록 개략도를 도시한다. 도 1에서 핑거프린팅 디바이스(10)는 데이터베이스를 포함하는 서버와 통신할 수 있는 클라이언트 디바이스에서 제공되는데 쓰인다. 클라이언트는 핑거프린트를 통해 오디오 신호를 식별하기 위해 이 데이터베이스와 교신할 수 있다. 핑거프린트를 발생시키기 위해서, 핑거프린팅 디바이스(10)는 오디오 신호를 다운샘플링하는 다운샘플러(downsampler)(11)에서 오디오 신호를 수신한다. 그 후 다운샘플링된 오디오 신호는 다운샘플러로부터 해닝 윈도(Hanning window)에 의해 가중되는 (바람직하게는 오버랩핑) 프레임들로 오디오 신호를 분할하는 프레이밍 회로(framing circuit)(12)로 전송된다. 그러므로 프레이밍된 오디오 신호는 그때 모든 프레임의 스펙트럼의 표시들을 계산하는 푸리에 변환 회로(13)로 전송된다. 후속하는 블록(14)에서, 푸리에 계수들의 절대값들이 계산된다. 디바이스는 또한 주파수 스펙트럼을 다수의 대역들로 분할하는 대역 분할 스테이지(15)를 포함하고 개별적인 대역의 푸리에 계수들을 선택하는 다수의 선택자들(151)을 포함한다. 이 대역 분할 스테이지(15)에 각 대역들에 대하여 스테이지(161)를 가지는 에너지 계산 스테이지(16)가 접속된다. 스테이지(16)는 각각의 대역들의 푸리에 계수들의 크기들의 에너지를 계산한다. 비트 파생 회로(bit derivation circuit)(17)는 에너지 계산 스테이지(16)에 접속된다. 비트 파생 회로(17)는 각각의 에너지 레벨들을 비트로 변환하고 이 목적을 위해 각각의 대역에 대하여 제 1 감산기(171), 프레임 지연(172), 제 2 감산기(173) 및 비교기(174)가 제공된다. 그 결과, 모든 연속적인 프레임들의 서브-핑거프린트들은 핑거프린트로서 버퍼(18)에 저장된다. 핑거프린팅 디바이스는 또한 핑거프린트에서 비트의 신뢰도를 결정하는 비트 신뢰도 결정 회로(bit reliability determining circuit;19)를 포함한다. 버퍼(18)에서 핑거프린트 및 비트 신뢰도 결정 회로(10)로부터 비트 신뢰도 정보는 디바이스(10)로부터 서버에 제공된 컴퓨터(20)로 보내진다. 컴퓨터(20)에 접속된 데이터베이스(21)는 다수의 오디오 신호들 또는 노래들에 대하여 모든 서브-핑거프린트들을 포함하는 다수의 저장된 핑거프린트들을 가진다. 도 1에서, 색인표(22)를 또한 도시되었고, 컴퓨터(20)는 데이터베이스(21)에서 매칭 핑거프린트를 검색할 때 사용하고, 매칭 핑거프린트는 디바이스(10)로부터 수신된 핑거프린트에 대응한다.
클라이언트 및 서버에서 핑거프린트들 사이의 하나의 차이는 데이터베이스가 전체 오디오 신호들에 대하여 핑거프린트들을 포함하는 반면, 클라이언트는 전형적으로 오디오 신호에 대하여 하나 또는 몇 개의 핑거프린트들을 발생시킨다는 것이다. 도 1에 도시된 디바이스의 기능 및 어떻게 핑거프린트들의 매칭이 실행되는지 뿐만 아니라 핑거프린트들의 발생은 여기에 참조로서 통합된, 2002년 10월, Ismir, 야프 하이츠마 및 톤 캘커에 의한 문서 "고 로버스트 오디오 핑거프린팅 시스템(A Highly Robust Audio Fingerprint System)"에 더 자세히 설명되었다.
도 2는 인터넷과 같은 컴퓨터 네트워크(28)를 통해 서버 디바이스(26)와 접속된 클라이언트 디바이스(24)를 도시한다. 그러므로 클라이언트 디바이스(24)는 상기된 방법에서 발생된 핑거프린트를 발생하고 이것을 식별을 필요로 하는 오디오 신호들에 대하여 서버(26)에 질의로서 비트-신뢰도 정보(bit-reliability information)와 함께 이것을 전송한다. 서버(26)는 데이터베이스를 보고 데이터베이스 내에서 검색한 후 클라이언트에 오디오 신호에 관한 정보를 반환한다. 반환된 정보는 보통 노래의 이름, 아티스트 등이 같은 메타데이터(metadata)이다. 이 식별을 할 때, 서버는 핑거프린트 내의 서브-핑거프린트들을 데이터베이스 내에 저장된 오디오 신호들의 서브-핑거프린트들과 비교하고 두 개의 핑거프린트들 사이의 해밍 거리가 특정 문턱값 이하인 것이 발견될 때 포지티브 식별을 반환한다.
디바이스에서, 오디오의 부분의 상기된 식별은 대략 3 초에 대응하고 256 서브-핑거프린트들을 포함하는 핑거프린트에 기초하여 신속하게 행해질 수 있다. 그러나 이는 이 발명이 해결할 몇 가지 문제들을 초래할 수 있다. 많은 오디오 신호들 또는 클립들은 수 초 길이일 수 있는 사일런스로 시작할 수 있다. 그러므로 많은 오디오 신호들은 실제로 사일런스를 나타내는 정보를 포함할 것이다. 이는 핑거프린트가 취해질 오디오 파일에 대응하는 것이 발견될 수 있는 사일런스로 또한 시작되는 모든 몇 개의 오디오 신호들일 수 있다는 것을 의미한다. 그러므로 이 사일런스를 보호할 필요가 있다. 비디오의 경우에는, 이것은 시작시 다수의 블랙 프레임들에 대응할 것이다.
본 발명에 따른 디지털 사일런스(30)를 핸들링하는 디바이스는 도 3에서 블록 개략도로 도시된다. 디바이스(30)는 도 1에 도시된 핑거프린팅 디바이스의 버퍼(18)에 접속되기 위해 구성되는 제어 유닛(32) 및 제어 유닛(30)에 접속된 난수 발생 유닛(34)을 포함한다.
도 3의 유닛들의 기능은 여기 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예의 순서도를 도시한 도 4와 함께 클라이언트 디바이스에서 사용에 대하여 설명될 것이다. 클라이언트 디바이스는 우선 핑거프린팅 디바이스에서 오디오 신호에 대한 다수의 서브-핑거프린트들을 발생시키고(단계 42), 상기 서브-핑거프린트들은 레지스터(18)에 저장된다. 디바이스(30)의 제어 유닛(32)은 레지스터(18)로부터 이들 서브-핑거프린트들을 페치하고 이들 서브-핑거프린트들이 제로 값들을 가지는 경우를 조사하는데, 즉, 설명된 핑거프린팅 알고리즘의 경우는 디지털 사일런스에 대응한다(단계 44). 서브-핑거 프린트들이 제로 값을 가지지 않는 경우, 서브-핑거프린트들은 레지스터에서 변경되지 않고 조사는 종료된다(단계 50). 그들이 제로값들을 포함하는 경우, 제어 유닛(32)은 랜덤값들을 발생시키는 난수 발생기 유닛(34)와 교신한다(단계 46). 이들 랜덤값들은 그 후 서브 핑거프린트 레지스터(18)에서 제로값 서브-핑거프린트들을 이들 랜덤값들로 대체하는 제어 유닛(32)에 제시되고, 그 후 종료된다(단계 50). 클라이언트 디바이스가 이후 제로값 서브-핑거프린트들이 서버에 대해 이들 랜덤 값들로 교체되는 경우 핑거프린트를 포함하는 질의를 전송할 때, 데이터베이스에서 매치를 발견하는 가능성은 매우 낮고, 그것은 오디오 신호의 잘못된 매치의 반환를 피한다. 클라이언트 디바이스가 포지티브 식별을 만들어야 하는 경우, 오디오 신호가 사일런스가 아닐 때 이후 다른 질의를 전송해야 하고, 그 후 포지티브 식별이 만들어질 수 있다.
디바이스(30)는 대용물로서 클라이언트 디바이스의 입력측에 제공될 수 있는데, 즉, 서브-핑거프린트들이 발생된다. 이 경우에는, 제어 유닛(32)은 실제 오디오 신호는 핑거프린팅을 하기 전에 임시로 저장되는 경우 레지스터에 접속될 것이다. 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 방법은 여기에 이 제 2 실시예에 따른 방법의 순서도를 도시하는 도 5에 만들어진 참조로 설명될 것이다. 우선, 다수의 PCM 샘플들로 구성될 수 있는 오디오 신호의 샘플들은 몇 개의 제로 샘플들이 존재하거나 또는 제로의 서브-핑거프린트로 될 특정 최하위 레벨 아래에 있는 샘플들이 있는지의 여부를 결정하기 위해 제어 유닛으로 분석된다(단계 52). 만약 있다면, 난수 발생기는 난수들을 발생시킨다(단계 56). 그 후, 제어 유닛(32)은 제로값 PCT 샘플들 또는 상기 문턱값 이하의 다른 샘플들을 랜덤값들로 대체한다(단계 58). 그 후, 오디오 신호의 샘플들은 공지된 방법으로 서브-핑거프린트들의 발생을 위하여 핑거프린팅 디바이스로 제시된다(단계 60). 오디오 신호의 제로값 샘플들이 이미 교체되었기 때문에, 이들 샘플들에 대하여 후속하여 발생된 서브-핑거프린트들은 사실상 마찬가지로 랜덤할 것이고 그러므로 데이터베이스에서 오디오 신호의 사일런트 부분들에 대한 매치가 덜 적절하다. 이 경우, 제로값들 샘플들은 없으며(단계54), 핑거프린팅 발생은 직접 수행된다(단계 60).
상기된 방식에 대한 몇 개의 다른 가능한 변경들이 있다. 본 발명의 대안적인 실시예의 하나의 변경은 핑거프린트가 발생되기 전에 오디오 신호의 모든 샘플들에 대해, 즉 사일런스에 대응하지 않는 샘플들에 대해서 또한 랜덤 노이즈의 작은 부분을 추가하는 것이다. 또한 핑거프린팅이 수행되기 전에 디지털 샘플들 중 하나로부터 디지털 사일런스를 제거하거나 그들을 난수들로 교체하는 대신 디지털 사일런스에 대응하는 서브-핑거프린트들을 제거하는 것이 가능하다. 그러나 이것이 행해질 때, 후속하는 서브-프린트들 사이의 공간이 11,8 ms 떨어져 있는 것을 보장하지는 않는다. 그때, 사일런스 대신에 무선 방송 오디오 신호에 추가될 수 있는 저-진폭 노이즈가 데이터베이스에 전송되는 핑거프린트의 일부분일 위험성이 있다. 데이터베이스는 제거된 대응하는 사일런스를 가지는 경우, 이는 최적 매치보다 작게 초래될 것이다.
도 3에서 유닛은 상기된 바와 같이, 핑거프린팅 디바이스의 전 또는 후 중 어느 하나로 클라이언트로서 서버에서 핑거프린팅 디바이스와 함께 잘 제공될 수 있다. 이는 데이터베이스가 오디오의 일부분의 핑거프린트에 대하여 제로값을 가지는 서브-핑거프린트들을 갖지 않을 것을 보증하지만, 이들은 랜덤 워드들로 대체된다. 디지털 사일런스는 또한 디지털 사일런스 샘플들 또는 디지털 사일런스에 대응하는 서브-핑거프린트들 제거함으로써 상기 단락에서 설명한 바와 같은 동일한 방법으로 서버에서 제거될 수 있다.
발생된 서브-핑거프린트들은 32 비트이고 사일런스에 대응하는 서브-핑거프린트들은 그 때 16진수 값 0x00000000이다. 제로 서브-핑거프린트들을 교체하기 위해 사용하는 32비트 랜덤 워드들을 발생시키는 표준 선형 합동 난수 발생기(standard linear congruential random number generator)을 사용하기 편리하다. 난수 발생기는 난수 X0로 초기화된다. 후속하는 난수들은 아래의 식(1)에 따라서 얻어진다.
XN +1 = (1664525*XN +1013904223)mod 232
그러나 클라이언트 및 서버가 이 동일한 형식의 난수 발생기가 사용되었을 때 핑거프린트들을 가지는 경우 이 방법의 사용에 문제가 있다. 단지 실수인 난수가 제 1 수이고 모든 후속 난수들이 제 1 난수로부터 공지된 방법으로 계산되기 때문에, 두 디바이스들이 디지털 사일런스에 대해 동일한 난수들로 종료될 위험성이 있다. 이는 사일런스에 대하여 "랜덤" 서브-핑거프린트들의 시퀀스에 기초하는 데이터베이스에서 핑거프린트의 매칭을 초래할 수 있다. 데이터베이스가 약 1백만 노래들을 가지는 경우, 이 위험성은 적어도 1/4000 또는 0.025%이다. 사실, 위험성은 질의에서 서브-핑거프린트들 및 핑거프린트에서 다른 위치들로 주어진 데이터베이스 사이의 매칭의 위험성 때문에 이보다 더 높다.
이 문제를 해결하기 위한 한 방법은 클라이언트 및 서버에 대하여 다른 난수 발생 방식들을 가지는 것이다. 이는 서버와 클라이언트에서 다른 실행들 및 핑거프린트 질의 발생을 초래할 것이다. 이 문제에 대한 다른 해결책은 아래의 도 6에 간하여 설명될 것이다.
도 6은 이 경우에는 논리적 배타적 논리합 유닛(40)인, 논리적 유닛(40)의 제 1 입력에 접속된 표준 선형 합동 난수 발생기(36)를 포함하는 랜덤 발생 유닛(34)의 제 1 변경을 도시한다. 논리적 유닛(40)은 제 2 입력에 핑거프린트의 발생의 날짜 및 시간에 의존하는 32 비트값인 값 V(tSYS)를 수신한다. 값 V(tSYS)은 난수 발생기가 제공되는 경우 컴퓨터의 시스템 시간에 의존한다. 이는 제 1 랜덤값 뿐만 아니라 현 시스템 시간 및 날짜에 의존하는 후속하는 랜덤값들을 만든다.
클라이언트 및 서버 모두에서 디지털 사일런스에 대응하기 위한 이들 값들에 대한 가능성은 그러므로 상당히 감소된다.
이 이후 유닛의 하나의 변경은 도 7에 도시된다. 도 7은 랜덤 비트들의 발생을 위해 사용되는 선형 피드백 시프트 레지스터 회로(62)를 도시한다. 유닛은 다수의 탭핑된 지연 라인들 τ(64 내지 72)를 포함한다. 지연들은 연속하여 접속되고 마지막(72)은 난수 발생 유닛(62)의 출력(94)에 접속된다. 곱셈 유닛(g1 82, g2 84, ..., g29 78, g30 76, g31 74)은 각 지연 유닛 사이에 제공된다. 곱셈 인수는 1 또는 0 중 하나일 수 있다. 각 곱셈 유닛은 대응하는 덧셈 유닛(84 내지 92)에 접속되며, 마지막(92)은 또한 출력(94)에 직접 접속되고 처음(84)은 제 1 지연 유닛(64)의 입력에 접속된다. 32 비트 난수들을 생성하기 위해서, 이들 32개의 선형 피드백 레지스터들이 필요하다. 각 32 LFSR들은 컴퓨터 시스템 시간으로부터 파생된 다른 32 비트 수로 초기화된다. 모든 LSFR은 1 랜덤 비트를 발생시킨다. 모든 LFSR은 시스템 시간에 의존하는 32 비트 수로 초기화되기 때문에, 이 실행의 주기는 또한 시스템 시간에 의존한다.
본 발명은 바람직하게는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드가 저장되는 관련된 프로그램 메모리를 가진 하나 이상의 처리기들을 제공한다. 프로그램 코드는 또한 도 8에 도시된 것과 같은 CD 롬 디스크(96)와 같은 데이터 캐리어의 형태로 제공될 수 있다. 이 프로그램 코드는 또한 도 2에 도시된 것과 같은 네트워크를 통해 서버로부터 디바이스에 다운로딩될 수 있다.
본 발명은 몇 가지 이점을 가진다. 디지털 사일런스가 신뢰성 있는 방법으로 포함되는 미디어 신호들의 잘못된 식별을 피한다. 이는 또한 이미 컴퓨터에 제공된 몇 개의 기능을 사용하기 때문에 실행되기 쉽다. 본 발명의 변형에서, 발생된 난수들이 거의 확실하게 잘못된 식별들을 발생시키지 않는 것을 보장한다.
본 발명은 컴퓨터 시스템에서 컴퓨터들에 관하여 설명되었다. 그러나, 이에 제한되지는 않지만, 예를 들면 셀룰러 네트워크를 통해 서버와 통신하는 이동 전화 통신에서와 같은 다른 형식들의 환경들에서 실행될 수 있다. 이동 전화는 또한 상기된 데이터베이스를 포함하는 서버에 접속하는 클라이언트 디바이스인 컴퓨터와 통신하게 할 수 있다. 본 발명은 또한 설명된 핑거프린팅 방식에 대해 제한되지 않지만, 디지털 사일런스를 조정할 수 있어야 하는 어떤 핑거프린팅 방식으로도 실행될 수 있다. 본 발명은 PCM 샘플들에 관련하여 설명된다. 비디오와 같은 다른 형식들의 미디어 신호들뿐만 아니라 MP3-코딩과 같은 다른 형식들의 압축 및 코딩이 사용될 때 또한 적용가능한 것이 이해될 것이다. 그러므로 본 발명은 후속하는 청구항들에 의해서만 제한될 것이다.
요약하면, 본 발명은 핑거프린팅 디지털 미디어가 신호를 보낼 때 디지털 사일런스를 조정하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품 및 컴퓨터 프로그램 소자뿐만 아니라 방법, 디바이스, 클라이언트-서버 시스템에 관한 것이다. 디지털 미디어 신호의 적어도 일부분에 대하여 다수의 서브-핑거프린트들을 포함하는 핑거프린트가 발생되고(단계 42), 핑거프린트에 대한 미디어 신호의 적어도 일부분의 영향이 제거되거나 변경되며, 상기 일부분은 디지털 사일런스에 대응한다. 신뢰할 수 있는 방식으로 본 발명은 디지털 사일런스가 포함되는 경우 오디오 신호들과 같은 미디어 신호들의 잘못된 식별을 피한다. 본 발명은 또한 컴퓨터에 이미 제공된 단지 몇 개의 기능들을 요구함으로써 쉽게 실행된다.

Claims (26)

  1. 디지털 미디어 신호를 핑거프린팅할 때 디지털 사일런스(digital silence)를 핸들링하는 방법에 있어서,
    적어도 상기 디지털 미디어 신호의 일부분에 대해 다수의 서브-핑거프린트들(sub-fingerprints)을 포함하는 핑거프린트를 발생시키는 단계(단계 42; 60); 및
    디지털 사일런스에 대응하는, 상기 핑거프린트에 대한 상기 미디어 신호의 적어도 일부분의 영향을 제거하거나 변경하는 단계(단계 48; 58)를 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영향을 제거하거나 변경하는 단계는 핑거프린트를 발생시키기 전에 상기 디지털 미디어 신호의 일부분을 제거하는 것을 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 영향을 제거하거나 변경하는 단계는 상기 미디어 신호의 상기 일부분의 디지털 사일런스에 대응하는 값을 갖는 상기 핑거프린트로부터 서브-핑거프린트들을 제거하는 것을 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 영향을 제거하거나 변경하는 단계는 디지털 사일런스에 대응하는 상기 미디어 신호의 상기 일부분에 대하여 랜덤 값을 제공하는 것을 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 랜덤 값을 제공하는 단계는 상기 미디어 신호의 각 일부분에 랜덤 값을 더하는 것을 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 랜덤 값을 제공하는 단계는 랜덤 값으로 상기 미디어 신호에서 디지털 사일런스에 대체하는 값을 가지는 서브-핑거프린트를 대체하는 것(단계 48)을 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 랜덤 값을 제공하는 단계는 핑거프린트의 발생을 시작하기 전에 랜덤 노이즈(random noise)에 대응하는 일부분으로 디지털 사일런스에 대응하는 상기 미디어 신호의 일부분을 대체하는 것(단계 58)을 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 방법은 제 1 디바이스(24)에서 수행되고, 랜덤 값들이 상기 제 1 디바이스에서 발생되는 방법은 랜덤 값들이 상기 제 1 디바이스가 미디어 신호를 식별하기 위해 통신하는 제 2 디바이스(26)에서 발생되는 방법과 다른, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 랜덤 값을 제공하는 단계는 난수 발생기(random number generator)를 사용하여 랜덤 값을 발생시키는 것을 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 핑거프린트의 발생에 관련되는 시간 및 날짜 정보에 의존하는 추가적인 정보로 상기 랜덤 값을 처리하는 단계를 더 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리 단계는 상기 랜덤 값 및 상기 추가적인 정보에 배타적 논리합 연산(exclusive-or operation)을 실행하는 것을 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리는 다수의 선형 피드백 시프트 레지스터들(linear feedback shift registers)을 통해 제공되는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 핑거프린트를 핑거프린트 데이터베이스에 대하여 매칭하기 위해 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    클라이언트 디바이스들로부터 수신된 핑거프린트들에 대한 매칭을 위해 사용되도록 서버 핑거프린트 데이터베이스에 상기 핑거프린트를 저장하는 단계를 더 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 방법.
  15. 디지털 미디어 신호들을 핑거프린팅할 때 디지털 사일런스를 핸들링하기 위한 디바이스(24;26)로서, 상기 디바이스는,
    적어도 디지털 미디어 신호의 부분들에 대하여 다수의 서브-핑거프린트들을 포함하는 핑거프린트를 발생시키기 위해 구성된 핑거프린트 발생 유닛(10); 및
    디지털 사일런스에 대응하는, 상기 핑거프린트에 대한 상기 미디어 신호의 적어도 일부분의 영향을 제거하거나 변경하기 위해 구성된 디지털 사일런스 제거 유닛(30)을 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 사일런스 제거 유닛(30)은 디지털 사일런스에 대응하는 상기 미디어 신호의 일부분에 대한 랜덤 값을 발생시키는 난수 발생 유닛(34;62)을 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 디바이스.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 사일런스 제거 유닛(30)은 랜덤 값으로 상기 미디어 신호에서 디지털 사일런스에 대응하는 값을 가지는 상기 핑거프린트 발생 유닛에 의해 발생되는 서브-핑거프린트를 대체하기 위해 구성되는, 디지털 사일런스 핸들링 디바이스.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 사일런스 제거 유닛(30)은 핑거프린트를 발생하는 상기 핑거프린트 발생 유닛에 제출 전에 랜덤 노이즈에 대응하는 일부분으로 디지털 사일런스에 대응하는 상기 미디어 신호의 일부분을 대체하기 위해 구성되는, 디지털 사일런스 핸들링 디바이스.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 핑거프린트의 발생에 관련된 시간 및 날짜 정보에 의존하는 추가적인 정보로 상기 랜덤 값을 처리하기 위해 구성되는 로직 함수 유닛(40)을 더 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 디바이스.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 로직 함수 유닛(40)은 배타적 논리합 유닛(exclusive-or unit)인, 디지털 사일런스 핸들링 디바이스.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 난수 발생 유닛(62)은 다수의 선형 피드백 시프트 레지스터들(linear feedback shift registers)로서 제공되는, 디지털 사일런스 핸들링 디바이스.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 디바이스는 다수의 다른 미디어 신호들에 대하여 핑거프린트들의 데이터베이스(21)를 포함하는 서버 디바이스(26)로 핑거프린트 질의들(fingerprint queries)을 발생시키기 위해 구성되는 클라이언트 디바이스(24)인, 디지털 사일런스 핸들링 디바이스.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 디바이스는 적어도 하나의 클라이언트 디바이스(20)와 통신을 위해 사용되는 다수의 다른 미디어 신호들에 대한 핑거프린트들의 데이터베이스(21)를 포함하는 서버(26)에 제공되는, 디지털 사일런스 핸들링 디바이스.
  24. 디지털 미디어 신호들을 핑거프린팅할 때 디지털 사일런스를 핸들링하는 디바이스들의 시스템으로서, 상기 디지털 사일런스 핸들링 디바이스들의 시스템은,
    미디어 파일들로 저장된 미디어 신호들에 관련된 핑거프린트들의 데이터베이스(21)를 가지는 서버(26) 디바이스; 및
    핑거프린트 질의들을 상기 서버 디바이스에 발생시키는 클라이언트 디바이스(24)를 포함하고, 적어도 하나의 클라이언트 및 서버 디바이스는;
    적어도 디지털 미디어 신호의 부분들에 대하여 다수의 서브-핑거프린트들을 발생시키기 위해 구성된 핑거프린트 발생 유닛(10); 및
    디지털 사일런스에 대응하는, 상기 핑거프린팅에 대한 상기 미디어 신호의 적어도 일부의 영향을 제거하거나 변경하기 위해 구성된 사일런스 제거 유닛(30)을 포함하는, 디지털 사일런스 핸들링 디바이스들의 시스템.
  25. 컴퓨터상에 사용되는 디지털 미디어 신호들을 핑거프린팅할 때 디지털 사일런스를 핸들링하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 가지는 컴퓨터 판독 가능 매체(96)를 포함하고, 상기 프로그램이 상기 컴퓨터에 로딩될 때 상기 컴퓨터가,
    적어도 디지털 미디어 신호의 부분들에 대한 다수의 서브-핑거프린트를 발생시키고,
    디지털 사일런스에 대응하는, 상기 핑거프린트에 대한 적어도 미디어 신호의 상기 일부분의 영향을 제거하거나 변경하는 것을 실행하게 하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  26. 컴퓨터상에 사용되는 디지털 미디어 신호들을 핑거프린팅할 때 디지털 사일런스를 핸들링하는 컴퓨터 프로그램 소자(computer program element)로서, 컴퓨터가 실행되게 하는 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 포함하고, 상기 프로그램이 상기 컴퓨터에 로딩될 때 상기 컴퓨터 프로그램 소자가,
    적어도 디지털 미디어 신호의 부분들에 대한 다수의 서브-핑거프린트들을 발생시키고,
    디지털 사일런스에 대응하는, 상기 핑거프린트에 대한 미디어 신호의 적어도 상기 일부분의 영향을 제거하거나 변경하는 것을 실행하게 하는, 컴퓨터 프로그램 소자.
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