KR20060023974A - 서브-대역 필터링을 사용하여 워터마크를 임베딩하는 장치및 방법 - Google Patents

서브-대역 필터링을 사용하여 워터마크를 임베딩하는 장치및 방법 Download PDF

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KR20060023974A
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 입력 매체 신호 내에 워터마크를 임베딩하는 시스템에 관한 것이다. 바람직하게는 대응하는 비트스트림의 역다중화에 의하여, 서브-대역 인코딩된 입력 신호의 다수의 서브-대역 신호들이 획득된다. 서브-대역 신호들의 세트는 워터마크와 연관된 응답을 가지는 서브-대역 필터(507)에 의해 필터링된다. 이로써, 서브-대역 필터(507)는 원하는 워터마크를 갖는 출력 신호 내에 결합되는 필터링된 서브-대역 신호들의 세트를 발생시킨다. 출력 신호는 바람직하게는 압축된 서브-대역 비트스트림 신호이다. 따라서, 서브-대역 도메인에서 필터링에 의해 매체 신호 내에 워터마크를 임베딩하는 복잡성이 낮은 방법이 얻어지며, 매체 신호의 디코딩 및 재-인코딩에 대한 요건이 제거된다.
워터마크, 비트스트림, 서브-대역 신호, 필터링, 디코딩.

Description

서브-대역 필터링을 사용하여 워터마크를 임베딩하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR EMBEDDING A WATERMARK USING SUB-BAND FILTERING}
본 발명은 워터마크를 임베딩(embedding)하는 장치 및 방법에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 서브-대역 인코딩된 매체 신호 내에 워터마크를 임베딩하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
저작권 자료의 불법 배포는 저작권 소유자에게 그 자료에 대한 적법한 로얄티를 빼앗고, 이러한 불법적으로 배포된 자료의 공급자에게 지속적인 불법 배포들을 조장하는 이득들을 제공할 수 있다. 인터넷에 의해 제공되는 전달의 용이성의 견지에서, 예술적인 렌더링들(artistic rendering) 또는 제한된 배포 권리들을 갖는 다른 자료와 같은 저작권을 보고하고자 하는 콘텐트 자료는 광범위한-규모로 불법 배포를 당하기 쉽다. 압축된 오디오 파일들을 저장하여 송신하는 MP3 포맷은 오디오 레코딩의 광범위한-규모의 배포를 가능하게 한다. 예를 들어, 노래의 30 또는 40 메가바이트 디지털 PCM(펄스 코드 변조) 오디오 레코딩은 3 또는 4 메가바이트 MP3 파일로 압축될 수 있다. 인터넷으로의 전형적인 56 kbps 다이얼-호출 접속을 사용하여, 이러한 MP3 파일은 사용자의 컴퓨터로 수 분 내에 다운로딩될 수 있다. 이것은 부당한 당사자가 MP3 인코딩된 노래를 다운로딩하도록 직접적인 다이얼-인 서비스(dial-in service)를 제공할 수 있다는 것을 의미한다. MP3 인코딩된 노래의 불법 복제는 그 후에, 소프트웨어 또는 하드웨어 장치들에 의해 제공되거나 압축해제되어 종래의 CD 플레이어를 통한 재생을 위하여 녹음 가능한 CD 상에 저장될 수 있다.
복제-방지된 콘텐트 자료의 재생을 제한하는 다수의 기술들이 제안되었다. 디지털 음악 안전 협의회(SDMI) 등은 권한을 부여받은 콘텐트 자료를 식별하기 위하여 "디지털 워터마크들"의 사용을 주장한다.
디지털 워터마크들은 상술된 시나리오들에 따라서 복제 방지를 위하여 사용될 수 있다. 그러나, 디지털 워터마크들의 사용은 이에 국한되는 것이 아니라, 워터마크들이 예를 들어, 전자 콘텐트 전달 시스템을 통하여 배포된 파일들 내에 임베딩되는 소위 포렌식 추적(forensic tracking)에 사용될 수 있고, 예를 들어, 인터넷상의 불법적으로 복제된 콘텐트를 추적하는데 사용될 수 있다. 더구나, 워터마크들은 방송국들(예를 들어, 상업방송)을 모니터링하거나, 인증 용도 등에 사용될 수 있다.
원 압축되지 않은 신호(raw uncompressed signal)에 워터마크들을 임베딩하기 위한 몇 가지 알려진 기술들이 있다.
예를 들어, 원 압축되지 않은 오디오 신호에 워터마크를 임베딩하는 몇 가지 기술들이 존재한다. 국제 특허 출원 WO-A-02/091374는 워터마크 필터를 사용하여 원 압축되지 않은 오디오 신호를 워터마킹하는 방법을 설명한다. 이 방법에서, 워터마크 신호는 필터(w'[n])에 의한 원 압축되지 않은 신호(x[n])의 선형 필터링에 의하여 임베딩된다:
Figure 112005068698129-PCT00001
여기서, α는 임베딩 강도에 대응하는 스케일링 팩터이고, y[n]은 워터마킹된 출력 신호이며 *는 컨벌루션 연산(convolution operation)을 나타낸다. w'[n]은 워터마크 필터의 임펄스 응답을 나타낸다. 식을 재정리하면 이하가 얻어진다:
Figure 112005068698129-PCT00002
여기서, w[n]=1+αㆍw'[n]이다. 이 표현은 WO 02/091374의 방법이 워터마크 필터(w[n])에 의하여 입력 신호(x[n])를 필터링하는 것에 등가일 수 있다는 것을 나타낸다.
그러나, 예를 들어, 오디오 콘텐트의 현재의 주요 부분은 MPEG, AAC, WMA 등과 같이 압축된 포맷으로 이용 가능하다. 압축된 오디오 신호는 종종 비트스트림이라 칭해진다. 따라서, 이 도메인에서 임베딩은 종종 비트스트림 워터마킹이라 칭해진다.
WO 02/091374의 필터에 기초한 워터마크 방법을 사용하기 위하여, 압축된 신호는 우선 원 압축되지 않은 신호로 다시 변환된다. 그리고 나서, 워터마크는 상기에 제공된 식(1) 또는 (2)에 따른 연산으로 임베딩되고, 결과적인 신호가 압축된 신호로 다시 변환될 수 있다. 그러나, 다음을 포함하는 다수의 단점들이 이와 같은 방법과 연관된다:
ㆍ상기 공정은 부가적인 디코딩 및 인코딩 공정을 필요로 한다. 이러한 공정 들은 복잡하므로, 복잡성과 계산적인 부담을 실질적으로 증가시킨다. 이것은 예를 들어, 비용 및/또는 전력 소모의 증가를 초래할 수 있다.
ㆍ필터링 지연뿐만 아니라, 디코딩 및 인코딩 공정들의 부가적인 지연이 초래되기 때문에, 동작적인 지연이 증가된다. 이것은 예를 들어, 실시간 애플리케이션들에서 상당한 단점일 수 있다.
ㆍ디코딩 및 인코딩 공정들이 고 품질을 달성하고자 할지라도, 이러한 공정들은 본래 손실이 없는 공정들이 아니며 전형적으로 정보의 손실을 초래한다. 그러므로, 결과적인 오디오 신호의 품질이 감소될 수 있고, 상기 공정이 실제로 원하지 않거나 수용 불가능한 부가적인 희망하지 않는 왜곡들을 초래할 수 있다.
그러므로, 매체 신호들에 워터마크들을 임베딩하는 개선된 시스템이 유용할 것이며, 특히 복잡성을 감소시키고, 품질을 개선시키며/시키거나, 지연을 감소시키는 시스템이 유용할 것이다.
따라서, 본 발명은 바람직하게는, 단독으로 또는 임의의 조합으로 상술된 하나 이상의 단점들을 완화하고, 경감하거나 제거하고자 하는 것이다.
본 발명의 제1 양상에 따르면, 매체 신호의 입력 신호 내에 워터마크를 임베딩하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은:
입력 신호의 다수의 서브-대역 신호들을 획득하는 단계;
필터링된 서브-대역 신호들의 세트를 발생시키기 위하여 워터마크와 연관된 응답을 갖는 서브-대역 필터로 서브-대역 신호들의 세트를 필터링하는 단계; 및 상기 필터링된 서브-대역 신호들의 세트를 결합함으로써 출력 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.
많은 매체 인코딩된 신호들은 서브-대역 인코딩을 사용하여 인코딩된다. 본 발명은 서브-대역 도메인에서의 워터마크 임베딩을 허용함으로써 인코딩된 신호의 비트스트림의 디코딩 및 재-인코딩에 대한 요건을 제거한다. 따라서, 본 발명은 워터마크 임베딩의 유용한 방법을 허용하며, 특히 워터마킹 공정의 복잡성 및 지연을 감소시킬 수 있다. 더구나, 필터링에 의한 워터마킹 임베딩은 실제 구현에 매우 적합하며 복잡한 디지털 신호 처리 기술들을 필요로 하지 않는 워터마킹 공정을 제공한다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 입력 신호는 서브-대역 인코딩된 매체 신호이다.
특히, 서브-대역 인코딩된 매체 신호는 다중화된 서브-대역 값들을 포함하는 매체 신호일 수 있다. 특히, 서브-대역 인코딩된 매체 신호는 압축된 비트스트림일 수 있다. 예를 들어, 매체 신호는 MPEG1 층 1, 2 또는 3 인코딩 공정과 같은 서브-대역 인코딩 공정에 따라서 인코딩될 수 있다.
이것은 특히 복잡성이 낮은 실시예를 허용하며, 여기서, 서브-대역들은 간단한 연산들에 의하여 입력 신호로부터 직접 획득될 수 있다. 예를 들어, 다수의 서브-대역들은 특히 서브-대역 인코딩된 신호의 서브-대역들에 대응할 수 있다. 따라서, 서브-대역들은 예를 들어, 입력 신호의 역다중화에 의해 서브-대역 인코딩된 신호로부터 직접 획득될 수 있다. 즉, 서브-대역 도메인의 필터링은 입력 신호의 서브-대역들을 직접 필터링함으로써 이루어질 수 있다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 출력 신호는 서브-대역 인코딩된 매체 신호이다.
특히, 출력 신호는 다중화된 서브-대역 값들을 포함하는 서브-대역 인코딩된 매체 신호일 수 있다. 특히, 서브-대역 인코딩된 매체 신호는 압축된 비트스트림일 수 있다. 예를 들어, 매체 신호는 MPEG1 층 1, 2 또는 3 인코딩 매체 신호일 수 있다. 바람직하게는, 출력 신호 및 입력 신호는 임의의 서브-대역 변환을 필요로 함이 없이, 간단하고/하거나 고속의 워터마크 임베딩을 허용하는 대응하는 서브-대역들을 갖는다. 이것은 입력 및 출력 신호들이 동일한 형태로 이루어지는 경우에 특히 적합하다. 예를 들어, 출력 신호는 입력 MPEG1 인코딩된 입력 신호와 실질적으로 동일하지만 임베딩된 워터마크를 갖는 MPEG1 인코딩된 신호일 수 있다. 따라서, 기존 신호에 워터마크를 실질적으로 투명하게 임베딩하는 매우 간단하고 높은 성능 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 입력 신호는 대응하는 기저 대역 입력 신호를 가지고, 출력 신호는 연관된 원하는 워터마크를 갖는 기저 대역 출력 신호를 가지며, 서브 대역 필터의 응답은 출력 신호의 워터마크가 기저 대역 출력 신호의 원하는 워터마크에 대응하도록 된다.
예를 들어, 입력 신호는 대응하는 PCM 압축되지 않은 기저 대역 신호를 갖는 압축된 비트스트림일 수 있다. 마찬가지로, 출력 신호는 대응하는 PCM 압축되지 않은 기저 대역 신호를 갖는 압축된 비트스트림일 수 있다. 응답은 예를 들어, 서브-대역 필터의 주파수 응답 또는 각각의 서브-대역 채널에 대한 서브-대역 필터의 임펄스 응답들의 세트일 수 있다.
서브-대역 필터에 의해 임베딩된 워터마크는 실질적으로 대응하는 기저 대역 신호에 대한 원하는 워터마크와 실질적으로 등가일 수 있다. 그러므로, 본 발명은 서브-대역 도메인에서 수행된 간단한 공정에 의해 원하는 기저 대역 워터마크가 임베딩되는 것을 허용한다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 서브-대역 필터의 응답은 기저 대역 입력 신호의 필터링에 의하여 원하는 워터마크를 발생시키는 기저 대역 필터의 응답과 등가인 서브-대역에 대응한다.
따라서, 서브-대역 필터는 서브-대역 도메인에 워터마크를 임베딩할 수 있고, 이것은 대응하는 기저 대역 필터에 의해 임베딩될 수 있는 원하는 워터마크에 실질적으로 등가이다. 특히, 서브-대역 필터는 마치 입력 신호가 디코딩되고, 기저 대역 필터에 의해 필터링되고 나서 재-인코딩되는 것처럼 임베딩되는 실질적으로 유사한 워터마크를 발생시킬 수 있다. 따라서, 원하는 베이스 대역 워터마크는 기저 대역으로 또는 기저 대역으로부터의 변환을 필요로 함이 없이 압축된 비트 스트림에 임베딩될 수 있다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 상기 방법은 적어도 하나의 필터링된 서브-대역 신호들을 워터마크 에너지 스케일링 팩터로 승산하는 단계를 더 포함한다. 이것은 워터마킹의 강도가 워터마크 에너지 스케일링 팩터에 의해 직접적으로 그리고 명시적으로 제어될 수 있는 서브-대역 필터링의 특히 적합한 구현예를 제공한다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 상기 방법은 상기 워터마크 에너지 스케일링 팩터를 동적으로 적응시키는 단계를 더 포함한다. 이것은 워터마크 임베딩 강도가 현재의 상황들에 대해 동적으로 최적화되도록 한다. 따라서, 워터마크 임베딩 강도는 예를 들어, 매체 신호의 수용 불가능한 저하를 초래하지 않으면서, 가능한 한 크도록 제어될 수 있다(이로써, 검출을 용이하게 함).
본 발명의 한 특성에 따르면, 워터마크 에너지 스케일링 팩터를 동적으로 적응시키는 상기 단계는 입력 신호의 특성에 응답하여 워터마크 에너지 스케일링 팩터를 동적으로 적응시키는 단계를 포함한다.
상기 특성은 예를 들어, 입력 신호 및/또는 상기 입력 신호로부터 획득된 서브-대역으로부터 도출될 수 있다. 워터마크 임베딩 강도에 대한 매체 신호의 감도(sensitivity)는 입력 신호의 동적 특성들에 따르므로, 워터마크 임베딩의 강도는 이러한 특성들에 응답하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 워터마크 에너지 스케일링 팩터는 인코딩 동안 원래 매체 신호에 인가된 마스킹 임계값에 응답하여 조정될 수 있다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 상기 방법은 필터링되지 않은 서브-대역 신호 및 대응하는 필터링된 서브-대역 신호를 합산하는 단계를 더 포함한다. 이것은 임베딩 강도가 제어될 수 있는 편리한 구현예를 허용한다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 상기 방법은 서브-대역 필터에 관련된 서브-대역 신호들의 세트를 시프팅함으로써 데이터 페이로드를 워터마크에 부가하는 단계를 더 포함한다.
이것은 부가적인 데이터가 송신 및 수신 사이, 특히 워터마크를 임베딩하는 장치와 워터마크를 검출하는 장치 사이에서 통신되도록 한다. 서브-대역 시프팅은 부가적인 데이터가 매체 신호의 품질 또는 워터마크 검출 성능에 영향을 주지 않은 간단하고 복잡성이 낮은 방식으로 도입되도록 한다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 상기 방법은 서브-대역 필터에 관련된 필터링된 서브-대역 신호들의 세트의 반전 시프팅(inverse shifting)을 수행하는 단계를 더 포함한다. 이것은 데이터 페이로드가 출력 신호의 매체 콘텐트에 영향을 주지 않고 도입되도록 한다. 따라서, 출력 신호의 디코딩은 워터마크 또는 데이터 페이로드에 의해 영향을 받지 않는다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 각각의 시프트 위치는 데이터 값에 대응한다. 이것은 데이터 페이로드를 워터마크 임베딩에 부가하는 특히 유용하고 복잡성이 낮은 방식을 제공한다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 상기 획득 단계는 입력 신호를 역다중화하고, 역 양자화(inverse quantising)하며 스케일링하는 단계를 포함한다. 이것은 서브-대역 인코딩된 매체 신호들에 대해 특히 적합하고 복잡성이 낮은 구현예를 제공한다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 상기 발생 단계는 출력 신호를 양자화하고 다중화하는 단계를 포함한다. 이것은 서브-대역 인코딩된 매체 신호들을 발생시키기 위하여 특히 적합하고 복잡성이 낮은 구현예를 제공한다.
바람직하게는, 매체 신호는 오디오 신호; 비디오 신호; 및 이미지 신호로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 서브-대역 신호들의 세트는 다수의 서브-대역 신호들의 모든 서브-대역 신호들을 포함한다. 상기 서브-대역 신호들의 세트는 복잡성 및 계산 부담을 감소시키기 위하여 다수의 서브-대역 신호들의 단지 일부를 포함할 수 있지만, 워터마크 성능을 최적화하기 위하여 모든 서브-대역 신호들을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 한 특성에 따르면, 상기 방법은 기저 대역 신호를 발생시키기 위하여 출력 신호를 디코딩하는 단계; 및 상기 기저 대역 신호의 특성에 응답하여 워터마크를 검출하는 단계를 더 포함한다. 이것은 워터마크를 임베딩하고 검출하는 복잡성이 낮고 성능이 높은 방법을 허용하며, 여기서 워터마크는 서브-대역 도메인에서 임베딩되어 기저 대역 도메인에서 검출될 수 있다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 매체 신호의 입력 신호 내에 워터마크를 임베딩하는 장치가 제공되는데, 상기 장치는: 상기 입력 신호의 다수의 서브-대역 신호들을 획득하는 수단; 필터링된 서브-대역 신호들의 세트를 발생시키기 위하여 서브-대역 신호들의 세트를 필터링하며, 상기 워터마크와 연관된 응답을 갖는 서브-대역 필터; 및 상기 필터링된 서브-대역 신호들의 세트를 결합함으로써 출력 신호를 발생시키는 수단을 포함한다.
본 발명의 이러한 양상들, 특성들과 장점들 및 다른 양상들, 특성들과 장점들이 이하에 서술된 실시예(들)로부터 명백해질 것이며, 이러한 실시예와 관련하여 설명될 것이다.
본 발명의 실시예는 단지 예로서 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도1은 오디오 신호를 인코딩 및 디코딩하는 시스템의 도면.
도2는 기저 대역 신호의 필터링에 의해 워터마크를 인코딩하는 시스템을 도시한 도면.
도3은 대응하는 기저 대역 신호의 필터링에 의해 서브-대역 인코딩 신호에 워터마크를 임베딩하는 시스템을 도시한 도면.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 워터마크를 임베딩하는 방법의 흐름도.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 워터마크를 임베딩하는 장치의 블럭도.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 워터마크를 임베딩하는 대안 장치의 블럭도.
도7은 기저 대역 워터마크 임베딩 장치의 블럭도.
도8은 본 발명의 실시예에 따른 서브-대역 워터마크 임베딩 장치의 블럭도.
도9는 도7의 장치의 필터들의 다상 표현(polyphase representation)을 도시한 도면.
도10은 도9의 필터들을 도시한 도면이며, 여기서 다상 필터링 동작들이 서브-대역 도메인으로 전달됨.
도11은 본 발명의 실시예에 따른 제1 비트 값을 전달하는 워터마크를 임베딩하는 서브-대역 필터(Wo(z))를 도시한 도면.
도12은 본 발명의 실시예에 따른 제2 비트 값을 전달하는 워터마크를 임베딩 하는 서브-대역 필터(W1(z))를 도시한 도면.
도13은 본 발명의 실시예에 따른 제2 비트 값을 전달하는 워터마크를 임베딩하는 서브-대역 필터(Wo(z))를 도시한 도면.
다음의 설명은 오디오 신호, 및 특히 MPEG 1 인코딩된 오디오 신호에 적용 가능한 본 발명의 실시예에 초점이 맞춰진다. 그러나, 본 발명이 이러한 애플리케이션에 국한되는 것이 아니라, 많은 다른 인코딩 방법들 및 예를 들어, 비디오 또는 이미지 신호들을 포함하는 매체 신호들에 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도1은 오디오 신호를 인코딩하고 디코딩하는 시스템의 도면이다. 특히, 도1은 전형적인 서브-대역 오디오 인코더들 및 디코더들의 근본적인 요소들을 도시한 것이다. 주요 요소들은 분석 필터뱅크(101) 및 합성 또는 재구성 필터뱅크(103)이다. 다음에서, 양 필터뱅크들의 다상 설명(polyphase description)이 사용될 것이며, 필터뱅크 내의 필터들의 다상 성분들로 이루어진 전달 매트릭스들은 분석 필터뱅크에 대해 A(z)로 표현되고 합성 필터뱅크에 대해 R(z)로 표현될 것이다. 필터뱅크들은 예를 들어, MPEG1에서 사용된 바와 같이 코사인-변조된 필터뱅크들에 대응할 수 있다. 파라미터(M)는 필터뱅크의 대역들의 수를 표시하는데 사용될 것이므로, 서브-대역 인코딩된 신호의 서브-대역들의 수를 표시하는데 사용될 것이다. 임계적으로 샘플링된(즉, 최대 나이퀴스트 샘플 레이트로 샘플링된) 필터뱅크에서, M 은 또한 분석 및 합성 필터뱅크들의 데시메이션 및 보간 팩터(deciamtion and interpolation factor)들에 대응한다.
다음에서, 기저 대역 입력 신호는 X(z)로 표현될 것이며, X(z)는 서브-대역 신호들의 벡터를 표시하는데 사용될 것이다. 서브-대역들의 개별적인 신호들은 아래첨자, 즉, X(z)=[X0(z),X1(z),...,XM -1(z)]로 표시될 것이다. 바람직한 실시예에서, 기저 대역 신호(X(z))는 샘플링 주파수(fs)로 샘플링되는 반면, 각각의 서브-대역 신호는 fs/M의 샘플링 주파수를 갖는다.
도1로부터 알 수 있는 바와 같이, 오디오 인코딩은 이하와 같은 서브-대역 신호(X(z))를 발생시킨다:
Figure 112005068698129-PCT00003
오디오 디코딩은 이하와 같은 기저 대역 신호(X'(z))를 발생시킨다:
Figure 112005068698129-PCT00004
이상적인 경우, 합성 필터는 분석 필터의 공정을 정확하게 반전시켜서 X(z)=X'(z)이도록 한다. 그러나, 실용적인 시스템에서, 디코딩된 신호는 일반적으로 인코딩된 신호와 동일하지 않다.
MPEG1을 포함하는 가장 실용적인 실시예에서, 인코딩된 오디오 신호는 서브-대역 도메인에서 인코딩될 뿐만 아니라, 이 도메인에서 압축된다. 데이터 압축은 심리-음향 모델(psycho-acoustic model)에 따라서 각각의 서브-대역의 데이터 값들을 개별적으로 양자화하여 스케일링함으로써 달성된다. 특히, 심리-음향 마스킹 임 계값은 개별적인 서브-대역들의 비트 레이트들을 감소시키는데 사용된다. 각각의 서브-대역에 대한 양자화된 값들 및 연관된 스케일링 팩터들은 단일 압축된 신호로 다중화되며, 이 신호는 다음에서, 압축된 비트스트림이라 칭할 것이다.
오디오 신호와 같은 매체 신호 내에 워터마크를 삽입하는 것이 종종 바람직하다. WO 02/091374 A1은 기저 대역 신호의 필터링에 의하여 기저 대역 신호 내에 워터마크를 삽입하는 방법을 개시한다.
도2는 기저 대역 신호의 필터링에 의하여 워터마크를 임베딩하는 시스템을 도시한 것이다. 기저 대역 신호(X(z))는 이하와 같은 워터마크 임베딩된 출력 기저 대역 신호(Y(z)) 발생시키도록 워터마크 필터(W(z))(201)에 의해 필터링된다:
Figure 112005068698129-PCT00005
상기 식은 이하와 같은 전술된 시간-이산 식(2)에 대응한다:
Figure 112005068698129-PCT00006
그러나, 워터마크 필터(W(z))가 기저 대역 신호를 필요로 하기 때문에, 이것은 압축된 서브-대역 비트스트림(X(z))에 적용될 수 없다.
도3은 대응하는 기저 대역 신호의 필터링에 의하여 서브-대역 인코딩 신호에 워터마크를 임베딩하는 시스템을 도시한 것이다.
입력 서브-대역 인코딩된 비트스트림(X(z))은 역-다중화되고 역-양자화되며, 결과적인 서브-대역 신호들이 합성 필터(R(z))(103)에 제공된다. 결과적인 샘플들이 결합되어 대응하는 기저 대역 신호(X'(z))를 발생시킨다. 따라서, 기저 대역 신 호(X'(z))는 입력되는 압축된 비트스트림의 디코딩에 의해 발생된다. 발생된 기저 대역 신호(X'(z))는 그 후에 기저 대역 워터마크 필터(W(z))(203)에서 필터링되어 워터마크 임베딩된 기저 대역 신호(Y(z))를 발생시킨다. 이 기저 대역 신호가 분석 필터(101)에 제공되고, 결과적인 서브-대역 데이터 값들은 양자화되고 비트스트림으로 다중화된다. 따라서, 워터마크 임베딩된 기저 대역 신호(Y(z))는 서브-대역 인코딩된 출력 신호로서 재-인코딩된다.
따라서, 도3에 도시된 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
재-구성 필터뱅크(R(z))(103)로 신호(X(z))를 합성(디코딩)하는 단계,
필터(Wz)(203)를 사용하여 신호(X'(z))에 워터마크를 임베딩하는 단계, 및
분석 필터(A(z))(101)를 사용하여 상기 워터마킹된 서브-대역 신호(Y(z))를 도출하는 단계. 그 후에, 스케일링, 양자화 및 다중화는 워터마킹된 비트스트림을 발생시킨다.
그러나, 이 접근법은 다음을 포함하는 다수의 단점들과 연관된다:
부가적인 필터뱅크들(R(z) 및 A(z))이 필요로 되므로, 복잡성, 계산적인 부하 및 전력 소모를 증가시킨다.
임베딩 절차의 동작 지연이 부가적인 필터뱅크 동작들에 의해 증가된다. 이것은 특히 실시간 애플리케이션들에 대해서 현저한 단점일 수 있다.
디코딩 및 재-인코딩으로 인한 필터뱅크들의 캐스케이딩(cascading)은 부가적은 원하지 않는 왜곡들을 도입할 수 있다.
압축된 비트스트림의 디코딩을 필요로 함이 없이 워터마킹을 구현하는 것이 바람직할 것이다.
출원인의 유럽 특허 출원 제03101546.4호(출원인의 문서 PHNL030600EPP)는 워터마크가 서브-대역 도메인에 임베딩되는 것을 제안하며, 이 문서의 내용은 전체적으로 본 특허 출원에 특정하고 명시적으로 참조된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 일시적인 워터마크는 서브-대역 필터링 공정을 사용하여 서브-대역 도메인에 임베딩될 수 있다. 상기 방법은 유럽 특허 출원 제03101546.4호의 시스템에 적용 가능하다.
도4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 워터마크를 임베딩하는 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
단계(401)에서, 오디오 신호 또는 다른 매체 신호와 같은 입력 신호가 수신된다.
단계(403)가 단계(401) 다음에 오는데, 이 단계(403)에서, 다수의 서브-대역 신호들이 입력 신호로부터 획득된다. 바람직한 실시예에서, 입력 신호는 서브-대역 인코딩된 매체 신호이며, 서브-대역들은 개별적인 서브-대역들의 샘플들로부터 직접 획득될 수 있다. 다른 실시예들에서, 다수의 서브-대역들은 다른 방법들로 획득될 수 있다. 예를 들어, 입력 신호는 일부 경우들에서, 기저 대역 신호일 수 있고, 다수의 서브-대역들은 서브-대역 인코딩 공정에 의해 획득될 수 있다. 그러므로, 워터마크 임베딩은 일부 실시예들에서 서브-대역 인코딩과 통합될 수 있다.
단계(405)가 단계(403) 다음에 오는데, 이 단계(405)에서, 획득된 서브-대역 신호들의 세트가 워터마크와 연관된 응답을 갖는 서브-대역 필터에 의해 필터링된 다. 따라서, 서브-대역 워터마크 필터는 필터링된 서브-대역 신호들의 세트를 발생시킨다. 바람직한 실시예에서, 상기 서브-대역 신호들의 세트는 모든 서브-대역 신호들을 포함하지만, 일부 실시예들에서, 서브-대역들의 서브셋이 사용될 수 있다. 이것은 특히 서브-대역 필터의 복잡성을 감소시켜서 워터마크 임베더(watermark embedder)의 복잡성을 감소시키기 위하여 바람직할 수 있다.
단계(407)가 단계(405) 다음에 오는데, 이 단계(407)에서, 출력 신호가 상기 필터링된 서브-대역 신호들의 세트를 결합함으로써 생성된다. 바람직한 실시예에서, 출력 신호는 서브-대역 인코딩된 매체 신호이며, 특히, 필터링된 서브-대역 신호들의 서브-대역 샘플들은 불변일 수 있고, 단순히 다중화된 비트스트림(아마도 다음 양자화)으로 결합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 서브-대역 값들로부터 출력 신호를 발생시키기 위하여 더 진보된 처리가 적용될 수 있다.
도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 워터마크를 임베딩하는 장치의 블럭도를 도시한 것이다.
상기 장치는 특정 실시예에서, 압축된 오디오 비트스트림을 수신하는 입력(501)을 포함한다. 상기 비트스트림은 개별적인 서브-대역 양자화된 샘플들을 제공하기 위하여 상기 비트스트림을 역다중화하는 디-멀티플렉서(503)로 제공된다. 서브-대역 샘플들은 오디오 인코더의 분석 필터에 의해 발생되는 서브-대역 데이터 값들을 제공하기 위하여 서브-대역 샘플들을 역-양자화하는 디-양자화기(de-quantizer)(505)에 제공된다. 이러한 서브-대역 신호들(Z0(z) - XM -1(z))은 상기 서 브-대역 신호들(Z0(z) - XM -1(z))의 서브-대역 필터링을 수행하여 워터마크를 임베딩함으로써, 서브-대역 워터마크를 포함하는 필터링된 서브-대역 신호들(Y0(z) - YM- 1(z))를 발생시키는 서브-대역 필터(W(z))(507)에 제공된다.
서브-대역 필터(W(z))(507)는 필터링된 서브-대역 신호들(Y0(z) - YM -1(z))을 양자화하는 양자화기(509)에 결합된다. 양자화기(509)의 양자화 동작은 오디오 인코딩에 규정된 양자화와 등가일 수 있다. 예를 들어, MPEG1 사양들의 심리 음향-마스킹 임계값(psycho acoustic-masking threshold)이 사용될 수 있다. 양자화기(509)는 필터링된 서브-대역 신호들(Y0(z) - YM -1(z))의 데이터 값들을 단일 비트스트림으로 다중화하는 멀티플렉서(511)에 결합된다. 따라서, 워터마크 임베더는 특히 이하의 함수를 구현할 수 있다:
Figure 112005068698129-PCT00007
도6은 본 발명의 실시예에 따른 워터마크를 임베딩하는 대안 장치의 블럭도를 도시한 것이다. 도6의 장치는 도5의 장치에 대응하지만, 서브-대역 필터(W(z))의 특정한 구현예를 갖는다.
도6의 실시예에서, 변경된 서브-대역 필터(W'(z))(601)가 양자화기(505)에 결합된다. 변경된 서브-대역 필터(W'(z))(601)는 변경되는 필터링된 서브 대역 신호들(V0(z) - VM -1(z))을 발생시킨다. 도6의 장치의 워터마크 임베딩은 또한 필터링된 서브-대역 신호들 중 적어도 하나 그리고 바람직하게는 이 신호들 모두를 워터 마크 에너지 스케일링 팩터(α)로 승산시키는 것을 포함한다. 특히, 워터마크 에너지 스케일링 팩터는 벡터(α=α0-αM-1)일 수 있는데, 즉, 스케일링 팩터는 상이한 서브-대역 신호들에 대하여 상이할 수 있다.
더구나, 상기 방법은 개별적인 필터링되지 않은 서브-대역 신호를 대응하는 필터링된 서브-대역 신호와 합산하는 것을 포함한다. 따라서, 양자화기(509)로 입력된 서브-대역 신호들은 이 실시예에서 이하이다:
Figure 112005068698129-PCT00008
도5 및 6의 구현예들이 동일하지 않을지라도, 필터들(W'(z) 및 W(z))은 1+αㆍW'(z)=W(z)를 설정함으로써 양 시스템들의 응답이 동일하도록 디자인될 수 있다.
도6의 실시예의 장점은 임베딩 강도(α)의 가시성(visibility)이며, 이것은 관련된 워터마크 에너지를 제어한다. 특히, αm은 개별적인 서브-대역 신호들의 워터마크 에너지를 제어할 수 있다. 가장 간단한 구현예에서, α는 시간에서 그리고 각각의 서브-대역에 대하여 일정하다. 보다 진보된 구현예에서, αm은 적응형으로 될 수 있다. 따라서, 임베딩 강도는 입력 신호의 현재 상태들 및 특히, 입력 신호의 현재 특성들에 적합하도록 동적으로 조정될 수 있다. αm의 적응은 예를 들어, 호스트 신호(host signal)의 마스킹 임계값에 응답하여 이루어질 수 있다.
바람직한 실시예에서, 입력 신호(X(z))는 기저 대역 신호(X(z))의 서브-대역 오디오 인코딩에 의해 획득되는 압축된 비트스트림이다. 따라서, 입력 신호는 대응 하는 기저 대역 신호를 갖는다. 마찬가지로, 출력 신호는 기저 대역 신호(Y(z))를 발생시키기 위하여 디코딩될 수 있는 압축된 비트 스트림(Y(z))이다. 따라서, 출력 신호는 대응하는 기저 대역 출력 신호(Y(z))를 갖는다.
워터마크 검출은 종종 기저 대역 도메인에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 도2의 시스템에서, 기저 대역 워터마크는 기저 대역에서 임베딩될 수 있고, 기저 대역 워터마크 검출기에 의하여 기저 대역 도메인에서 검출될 수 있다. 도2의 기저 대역 워터마크 임베딩에 대응하는 서브-대역 워터마크 임베딩을 구현하는 것이 유용할 수 있다. 이것은 어느 워터마크 임베딩 방법이 사용되는지에 관계없이 그리고, 워터마크 검출기가 워터마크가 임베딩되는 방법에 대한 임의의 정보를 갖지 않고 동일한 워터마크 검출기가 사용되도록 할 것이다. 따라서, 대응하는 출력 기저 대역 신호(Y(z))는 연관된 원하는 워터마크를 가질 것이다.
바람직한 실시예에서, 서브-대역 필터(W(z))는 기저 대역 출력 신호의 원하는 워터마크에 대응하는 출력 신호의 워터마크를 발생시키도록 디자인된다. 특히, W(z)는 출력 신호(Y(z))의 디코딩에 기인하는 기저 대역 워터마크가 원하는 기저 대역 워터마크 및 특히, 도2의 기저 대역 필터링 동작이 기인하는 워터마크 신호와 충분히 유사하도록 응답을 갖는 것이 바람직하다.
이 목적을 달성하기 위하여 등가의 기저 대역 필터(W(z))가 제공된 서브-대역 필터(W(z))를 디자인하는 방법이 다음에 설명될 것이다.
도7은 기저 대역 워터마크 임베딩 장치의 블럭도를 도시한 것이다. 도8은 본 발명의 실시예에 따른 서브-대역 워터마크 임베딩 장치의 블럭도를 도시한 것이다. 명확하게 하고 간결하게 하기 위하여, 도7 및 8은 간단한 두 개의 서브-대역 인코딩된 신호에 대한 워터마크 임베딩을 도시한 것이다. 그러나, 상기 원리는 더 많은 서브-대역들을 갖는 신호들까지 용이하게 확장될 수 있다.
도7의 장치에서, 서브-대역 신호(X(z))는 대응하는 기저 대역 신호(X(z))를 발생시키는 분석 필터(R(z))에 제공된다. X(z)는 그 후에 기저 대역 워터마크 필터(W(z))에서 필터링되어 기저 대역 워터마킹된 출력 신호(Ybb(z))를 발생시킨다. 도8에서, 신호(X(z))는 워터마킹된 서브-대역 신호(Y(z))를 발생시키는 서브-대역 필터(W(z))(801)에 제공된다. 이 신호는 기저 대역 워터마킹된 출력 신호(Ysb(z))를 발생시키는 분석 필터(R(z))(701)에 제공된다.
따라서, 디자인 공정의 목적은 양 시스템들의 응답이 실질적으로 동일하거나, 적어도 충분히 유사하도록 서브-대역 필터(W(Z))를 디자인하는 것이다. 즉, 소정의 입력 서브-대역 신호(X(z))에 대하여, 임무는 Ybb(z)가 Ysb(z)와 실질적으로 동일하도록 W(z)를 찾아내는 것이다.
도9는 도7의 장치의 필터들의 다상 표현을 도시한 것이다. 임의의 FIR-형 필터가 다상 필터로서 재기록될 수 있다는 것이 알려져 있고, 도9에서, R(z) 및 W(z)의 다상 전달 매트릭스들의 개별적인 성분들이 도시되어 있다.
도9에 도시된 바와 같이, 합성 필터(R(z))의 업샘플링은 W(z)의 다운-샘플링보다 선행한다. 지연(z-1)을 제외하면, 필터들(R(z)와 W(z)) 사이의 업-샘플링 및 다운-샘플링은 항등 연산자(identity operator)에 등가이다. 다상 필터링 동작들 (Wp(z))은 이에 따라서 도10에 도시된 바와 같이 서브-대역 도메인으로 전달될 수 있다.
도10의 시스템의 필터링이 서브-대역 도메인에 있을지라도, Wp(z)(901)은 입력 비트스트림에서 이용 가능하지 않은 서브-대역 신호들의 필터링에 기초한다. 그러나, 도10 및 도8의 원하는 기하구조(topology)를 비교하면, 시스템이 만약 이하인 경우, 동일하다는 것을 나타낸다:
Figure 112005068698129-PCT00009
따라서, W(z)의 전달 매트릭스는 이하와 같이 기저 대역 필터(W(z))의 다상 표현으로부터 결정될 수 있다:
Figure 112005068698129-PCT00010
양변을 R-1(z)로 승산하면 이하가 얻어진다:
Figure 112005068698129-PCT00011
이 식은 서브-대역 필터(W(z))에 대한 정확한 식을 제공할지라도, 다상 전달 매트릭스(R(z))의 역(R-1(z))에 따른다. 실용적인 시스템들에서, 역 매트릭스(R-1(z))는 인과성(casuality) 및 안전성에 대한 문제점들을 가질 수 있다. 다음은 등가(근사) 식을 도출하는 편리한 방법이다. 도1의 필터뱅크 구조들(A(z) 및 R(z))이 완전하게 정합된다고 가정하라. 이 경우에, 지연을 제외하면, 분석 필터(A(z)) 및 재구성 필터(R(z))의 캐스캐이딩은 항등 연산자에 등가인데, 즉 이하와 같다:
Figure 112005068698129-PCT00012
여기서, I는 단위 매트릭스를 나타내며, k는 전체 시스템의 지연이다.
이것은 이하와 같이 재기록될 수 있다:
Figure 112005068698129-PCT00013
따라서, 지연 성분을 무시하면, 식(10)은 이하와 같이 재기록될 수 있다:
Figure 112005068698129-PCT00014
분석 필터(A(z))의 재구성 필터(R(z))의 전달 매트릭스들은 알려져 있고, Wp(z)는 기저 대역 필터(W(z))로부터 도출될 수 있다. 따라서, 대응하는 서브-대역 필터(W(z))가 결정될 수 있다.
설명된 실시예(들)은 다음을 포함하는 다수의 장점들을 제공한다:
ㆍ워터마크 임베더의 복잡성이 감소된다. 도3의 방법에 비교하면, 워터마크 임베딩을 위하여 재구성 필터뱅크(R(z)) 및 분석 필터뱅크(A(z))가 필요로 되지 않는다. 이것은 계산의 복잡성을 감소시킬 것이다.
ㆍ워터마크 임베더의 동작적인 지연이 도3의 시스템의 지연보다 더 작다. 이것은 예를 들어, 비디오 신호와 결합된 오디오 스트림들에서 중요한 장점일 수 있다. 오디오 스트림에 불필요한 지연들이 부가되면 비디오 스트림의 부가적인 지연(및 이로 인한 고가의 메모리)이 필요로 된다. 더구나, 이것은 실시간 임베딩 애플리케이션들에서 장점일 수 있다.
ㆍ부가적인 왜곡이 감소된다. 필터뱅크들(R(z) 및 A(z))은 완전히 재구성될 필요가 없다. 도3에 제안된 바와 같은 부가적인 캐스케이딩된 필터뱅크들을 사용하면 오디오 신호가 그 이전에 필요로 되는 것보다 더 왜곡될 수 있다.
더구나, 바람직한 실시예에서, 상기 방법은 기저 대역 신호를 발생시키기 위하여 출력 신호를 디코딩하고; 기저 대역 신호의 특성에 응답하여 워터마크를 검출하는 단계들을 포함한다.
특히, 서브-대역 신호(Y(z))는 합성 필터(R(z))를 사용하여 디코딩됨으로써 워터마크를 갖는 기저 대역 신호를 발생시킬 수 있다. 이 워터마크는 예를 들어, WO 02/091374 A1에 서술된 방법에 의해 임베딩된 워터마크를 포함하는 신호에 대해 사용되는 것과 동일한 검출 공정을 사용함으로써 검출될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 워터마크를 임베딩하는 장치는 또한 서브-대역 필터에 관련된 서브-대역 신호들의 세트를 시프팅함으로써 워터마크에 데이터 페이로드를 부가하도록 동작할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 모든 서브-대역들의 주기적인 시프트들이 사용되며, 서브-대역 필터(W(z))에 관련된 입력 서브-대역들 사이의 각각의 시프트 위치는 특정 데이터 값에 대응한다. 이 실시예에서, 이용 가능한 데이터 값들의 수는 가능한 시프트들의 수, 즉, 서브-대역들의 수에 대응한다. 따라서, 데이터 용량은 이하로서 찾아낼 수 있다:
Figure 112005068698129-PCT00015
가능한 데이터 값들의 수는 주기적인 시프트들보다 더 복잡한 시프트를 허용함으로써 증가될 수 있다. 각각의 시프트 위치가 데이터 값에 대응하는 경우에 가 능한 데이터 값들의 최고의 수는 서브-대역 필터(W(z)) 및 X(z)의 서브-대역들 사이의 모든 가능한 조합들을 허용함으로써 달성될 수 있다.
상기 접근법은 도11 및 12에 도시된 두 개의 서브-대역 모델을 참조하여 설명될 것이다.
도11은 본 발명의 실시예에 따른 제1 비트 값을 전달하는 워터마크를 임베딩하는 서브-대역 필터(W0(z))(1101)를 도시한 것이다. 도11에 도시된 바와 같이, 서브-대역 필터는 워터마크 성분(WA(z))을 제1 서브-대역 신호(X0(z))에 부가하고 워터마크 성분(WB(z))을 제2 서브-대역 신호(X1(z))에 부가한다.
도12은 본 발명의 실시예에 따른 제2 비트 값을 전달하는 워터마크를 임베딩하는 서브-대역 필터(W1(z))(1201)를 도시한 것이다. 이 경우에, 서브-대역 필터는 워터마크 성분(WB(z))을 제1 서브-대역 신호(X0(z))에 부가하고 워터마크 성분(WA(z))을 제2 서브-대역 신호(X1(z))에 부가한다.
워터마크 디코더는 워터마크 디코딩이 도11 또는 도12에 따르는 것인지를 결정하고, 이에 따라서 페이로드 데이터의 대응하는 값을 결정할 수 있다(상기 방법은 두 개의 상이한 워터마크들 중 하나를 임베딩하는 것에 대응하며, 워터마크 검출기는 제1 및 제2 워터마크에 대한 독립적인 검출 기능을 포함할 수 있다).
유감스럽게, 도12의 방법은 제2 데이터 값을 구현하기 위하여 별도의 서브-대역 필터(W1(z))를 필요로 하고, 이것은 복잡성을 증가시킨다. 그러나, 서브-대역 필터(W1(z))의 응답은 서브-대역 필터(W0(z))의 서브-대역들에 관련된 X(z)의 서브-대역들을 시프팅함으로써 서브-대역 필터(W0(z))에 의해 얻어진다.
입력 신호(X(z))의 서브-대역들이 도13에 도시된 바와 같이, 서브-대역 필터(W0(z))(1101)에 제공되기 이전에 하나의 위치만큼 주기적으로 시프팅되는 경우, WA(z)는 제2 서브-대역 신호(X1(z))에 부가될 것이며, 워터마크 성분(WB(z))은 제1 서브-대역 신호(X0(z))에 부가될 것이다. 서브-대역 필터(W0(z))의 출력 서브-대역 신호들이 도13에 도시된 바와 같이 반대 방향으로 주기적으로 시프팅되는 경우, 신호의 매체 콘텐트는 변화되지 않고 표준 디코더에서 디코딩될 수 있다. 그러나, 워터마크 성분들(WA(z) 및 WB(z))은 도11에 비하여 다른 서브-대역들에 부가되므로, 도12의 기능에 대응한다.
이 접근법은 서브-대역 신호들의 주기적인 시프트가 짝수인 한(즉, 시프트 값들=0,2,4,6,), 정확한 대응을 제공한다. 그러나, 홀수의 서브-대역들이 반전된 주파수 스펙트럼을 갖는 것이 전형적인 서브-대역 인코딩 분석 필터들의 특성이다. 따라서, 홀수 값만큼 서브-대역들을 시프팅하면, 서브-대역 필터의 가정들과 대조적으로 주파수 스펙트럼이 짝수의 서브-대역들에 대해서는 반전되지만, 홀수 서브-대역들에 대해서는 반전되지 않기 때문에, 오정합이 초래될 것이다. 따라서, 홀수 시프트 값들에 대하여, 개별적인 서브-대역들의 주파수 스펙트럼은 서브-대역 필터(W0(z))(1101)에 의한 필터링 이전과 이후에 반전되어야만 한다. 이산 시간 신호의 주파수 반전이 모든 다른 샘플을 반전시킴으로써, 즉, 시간 도메인에서 상기 신호를 (-1)n로 승산함으로써 달성될 수 있다는 것이 당업자에게 널리 알려져 있다. 이것은 서브-대역 필터링 이전과 이후에 각각의 서브-대역 신호에 인가되는 승산(1301)에 의하여 도13에 도시되어 있다.
상기 접근법은 두 개의 서브-대역들에 대하여 설명되었을지라도, 용이하게 임의의 수의 서브-대역들로 확장될 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 적절한 형태로 구현될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 본 발명은 하나 이상의 데이터 프로세서들 및/또는 디지털 신호 프로세서들 상에서 실행되는 컴퓨터 소프트웨어로서 구현된다. 본 발명의 실시예의 요소들 및 성분들은 물리적으로 기능적으로 그리고 논리적으로 임의의 적절한 방식으로 구현될 수 있다. 실제로, 그 기능은 단일 유닛, 다수의 유닛들에서 또는 다른 기능 유닛들의 일부로서 구현될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 단일 유닛에서 구현되거나, 상이한 유닛들과 프로세서들 사이에 물리적으로 그리고 기능적으로 분포될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었을지라도, 본원에 설명된 특정 형태에 국한되지 않아야만 한다. 오히려, 본 발명의 범위는 단지 첨부된 청구항들에 의해서만 제한된다. 청구항들에서, 포함하는 이라는 용어는 다른 요소들 또는 단계들의 존재를 배제하는 것이 아니다. 또한, 개별적으로 나열되었더라도, 다수의 수단, 요소들 또는 방법 단계들은 예를 들어, 단일 유닛 도는 프로세서에 의해 구 현될 수 있다. 부가적으로, 개별적인 특성들이 상이한 청구항들에서 포함될 수 있을지라도, 이러한 특성들은 아마도 유용하게 결합될 수 있고, 상이한 청구항들에 포함된 것이 특성들의 조합이 가능하지 않고/않거나 유용하지 않다는 것을 나타내지는 않는다. 게다가, 단수의 참조들이 복수를 배제하지는 않는다. 따라서, "하나"라는 표현, "제1(first)", "제2(second)" 등과 같은 참조들은 다수를 배제하지는 않는다.

Claims (20)

  1. 매체 신호의 입력 신호 내에 워터마크를 임베딩하는 방법에 있어서,
    상기 입력 신호의 다수의 서브-대역 신호들을 획득하는 단계(403);
    필터링된 서브-대역 신호들의 세트를 발생시키기 위하여 상기 워터마크와 연관된 응답을 갖는 서브-대역 필터(507)로 서브-대역 신호들의 세트를 필터링하는 단계(405); 및
    상기 필터링된 서브-대역 신호들의 세트를 결합함으로써 출력 신호를 발생시키는 단계(407)를 포함하는, 워터마크 임베딩 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입력 신호는 서브-대역 인코딩된 매체 신호인, 워터마크 임베딩 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 출력 신호는 서브-대역 인코딩된 매체 신호인, 워터마크 임베딩 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 입력 신호는 대응하는 기저 대역 입력 신호를 가지고, 상기 출력 신호는 연관된 원하는 워터마크를 갖는 대응하는 기저 대역 출력 신호를 가지며, 상기 서브 대역 필터(507)의 응답은 상기 출력 신호의 워터마크가 상기 기저 대역 출력 신호의 원하는 워터마크에 대응하는, 워터마크 임베딩 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 서브-대역 필터(507)의 응답은 상기 서브 대역 입력 신호의 필터링에 의하여 원하는 워터마크를 발생시키는 기저 대역 필터(203)의 응답과 등가인 서브-대역에 대응하는, 워터마크 임베딩 방법.
  6. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 상기 필터링된 서브-대역 신호들을 워터마크 에너지 스케일링 팩터로 승산하는 단계를 더 포함하는, 워터마크 임베딩 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 워터마크 에너지 스케일링 팩터를 동적으로 적응시키는 단계를 더 포함하는, 워터마크 임베딩 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 워터마크 에너지 스케일링 팩터를 동적으로 적응시키는 상기 단계는, 상기 입력 신호의 특성에 응답하여 상기 워터마크 에너지 스케일링 팩터를 동적으로 적응시키는 단계를 포함하는, 워터마크 임베딩 방법.
  9. 제1항에 있어서, 필터링되지 않은 서브-대역 신호 및 대응하는 필터링된 서브-대역 신호를 합산하는 단계를 더 포함하는, 워터마크 임베딩 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 서브-대역 필터(507)에 관련된 상기 서브-대역 신호들의 세트를 시프팅함으로써 데이터 페이로드를 상기 워터마크에 부가하는 단계를 더 포함하는, 워터마크 임베딩 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 서브-대역 필터에 관련된 상기 필터링된 상기 서브-대역 신호들의 세트의 반전 시프팅을 수행하는 단계를 더 포함하는, 워터마크 임베딩 방법.
  12. 제10항에 있어서, 각각의 시프트 위치는 데이터 값에 대응하는, 워터마크 임베딩 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 획득 단계(403)는 상기 입력 신호를 역다중화하고, 역 양자화하며, 스케일링하는 단계를 포함하는, 워터마크 임베딩 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 발생 단계(407)는 상기 출력 신호를 양자화하고, 다중화하는 단계를 포함하는, 워터마크 임베딩 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 매체 신호는:
    오디오 신호;
    비디오 신호; 및
    이미지 신호로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 워터마크 임베딩 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 서브-대역 신호들의 세트는 상기 다수의 서브-대역 신호들의 모든 서브-대역 신호들을 포함하는, 워터마크 임베딩 방법.
  17. 제1항에 있어서, 기저 대역 신호를 발생시키기 위하여 상기 출력 신호를 디코딩하는 단계; 및
    상기 기저 대역 신호의 특성에 응답하여 상기 워터마크를 검출하는 단계를 더 포함하는, 워터마크 임베딩 방법.
  18. 제1항 내지 17항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행할 수 있게 하는 컴퓨터 프로그램.
  19. 제18항의 컴퓨터 프로그램을 포함하는 레코드 캐리어.
  20. 매체 신호의 입력 신호 내에 워터마크를 임베딩하는 장치에 있어서,
    상기 입력 신호의 다수의 서브-대역 신호들을 획득하는 수단(503, 505);
    필터링된 서브-대역 신호들의 세트를 발생시키기 위하여 서브-대역 신호들의 세트를 필터링하는 서브-대역 필터(507)로서, 상기 워터마크와 연관된 응답을 갖는, 상기 서브-대역 필터(507); 및
    상기 필터링된 서브-대역 신호들의 세트를 결합함으로써 출력 신호를 발생시키는 수단(509, 511)을 포함하는, 워터마크 임베딩 장치.
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