KR20060112670A - 워터마크 검출기를 위한 양자화 스텝 크기들의 추정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매체 신호에 임베딩되었던 데이터 심볼들의 존재를 적어도 식별할 수 있는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 전송된 매체 신호는 획득되고(단계 22), 이 신호는 데이터 심볼들이 특정 양자화 스텝 크기를 사용하는 양자화에 의해 임베딩되고 한 세트의 디더값들을 가진 디더값이 부가된 호스트 신호의 왜곡된 버전을 포함한다. 상기 세트내의 몇몇 디더값 구간들이 제공되고, 여기서 각각의 구간은 하나의 디더값에 대응한다(단계 26). 히스토그램은 각각의 구간에 대하여 결정되고(단계 30), 여기서 하나의 히스토그램은 대응하는 디더값 구간내에 하나의 디더값을 가진 전송된 매체 중 한 세트의 신호 샘플들의 모든 샘플 값들에 대하여 결정된다. 각각의 히스토그램들은 결합되고 리스케일링 팩터는 양자화 스텝 크기를 추정하기 위하여 결합된 히스토그램(단계 32)에 기초하여 결정된다.

양자화 스텝 크기, 워터마크 검출기, 리스케일링 팩터, 데이터 심볼, 디더값, 호스트 신호

Description

워터마크 검출기를 위한 양자화 스텝 크기들의 추정{Estimation of quantisation step sizes for a watermark detector}

본 발명은 일반적으로 워터마크된 매체 신호들(watermarked media signal) 및 매체 신호들에 임베딩된 워터마크들의 검출의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 호스트 신호(host signal)의 양자화(quantisation)에 의해 매체 신호에 임베딩된 데이터 심볼들의 식별을 적어도 가능하게 하는 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

저작권 침해 및 부정행위에 대해 콘텐트 소유자들의 권리들을 보호하기 위하여 매체 신호들을 워터마킹하는 것은 잘 공지되었다.

두 개의 상기 워터마킹 방법들은 소위 QIM(양자화 인덱스 변조(Quantisation Index Modulation)) 및 DC-QIM(왜곡 보상 양자화 인덱스 변조(distortion-compensated Quantisation Index Modulation)) 워터마킹 방법들이고, 여기서 워터마크(watermark)는 샘플링 그리드(sampling grid) 상에서 샘플 값들을 선택함으로써 소위 호스트 신호에 임베딩된다. 워터마킹 후 원 신호(original signal)에 보다 우수한 통계적 유사점을 얻기 위하여, 워터마크된 신호에 디더(dither)를 부가하는 것이 일반적이다.

그러나, 상기 워터마크된 호스트 신호가 수신기로 전송될 때, 사용된 스케일링 팩터들(scaling factors)은 리스케일링될 수 있고, 이런 스케일링 팩터는 양자화 스텝 크기(quantisation step size)에 비례한다. 양자화 스텝 크기가 부정확하기 때문에, 워터마크의 검출은 수행하기가 거의 어렵거나 심지어 불가능하다. 상기 스케일링 팩터들의 리스케일링은 사용된 전송 채널의 특성들과 같은 다양한 이유들 때문에 발생할 수 있다. 한 가지 이유는 채널이 공지되지 않은 이득 인자를 가진 아날로그 채널(analogue channel)이라는 것이다. 다른 이유는 악의의 당사자에 의해 신호가 공격당할 수 있다는 것이다.

WO 03/052689는 수신된 리스케일링된 호스트 신호로부터 스케일링 팩터들을 검색하는 한 가지 방법을 기술한다. 이 공개 문서에서, 수신된 신호 샘플들은 3개의 다른 디더값 구간들(dither value intervals)로 분할된다. 이후 히스토그램들은 각각의 구간에서 신호 샘플들에 대한 부분 가능성 밀도 함수들(partial probability density functions)을 사용하여 형성되고, 원 스케일링 팩터뿐만 아니라 DC 오프셋은 이들 3 개의 히스토그램들을 분석하여 얻어질 수 있다. 그래서 신호 샘플들은 분석전 많은 가변 디더값들(dither values)을 가진 그룹들에서 함께 제공되고, 이것은 신호 샘플들의 몇몇 정보가 스케일링 팩터들을 결정하기 위하여 사용되지 않을 수 있는 것을 의미한다.

그러나, 이런 스케일링 팩터의 결정을 위하여 다른 신호 샘플들의 보다 많은 정보를 사용할 수 있는 수신된 매체 신호의 스케일링 팩터들을 결정하는 대안적인 방식을 가지는 것이 바람직하다.

그러므로, 본 발명의 목적은 종래 기술내에서 행해진 것보다 수신된 신호 샘플들의 보다 많은 정보를 사용하는 수신된 매체 신호의 스케일링 팩터들을 결정하는 대안적인 방식을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 양태에 따라, 이 목적은,

전송된 매체 신호를 획득하는 단계로서, 데이터 심볼들이 특정 양자화 스텝 크기를 사용하는 양자화에 의해 임베딩되고 한 세트의 디더값들을 가진 디더가 부가되는 호스트 신호의 왜곡된 버전(distorted version)을 포함하는, 상기 획득 단계,

몇 개의 디더값 구간들을 상기 세트내에 제공하는 단계로서, 각각의 구간은 하나 또는 작은 수의 디더값들에 대응하는, 상기 제공 단계,

각각의 디더값 구간에 대해 히스토그램을 결정하는 단계로서, 하나의 히스토그램은 상기 전송된 매체 신호의 한 세트의 신호 샘플들의 모든 샘플 값들에 대해 결정되고, 대응하는 디더값 구간에서 하나의 디더값을 갖는, 상기 결정 단계,

상기 구간들에 대응하는 각각의 히스토그램들을 단일 히스토그램으로 결합하는 단계, 및

양자화 스텝 크기를 추정하기 위하여, 상기 결합된 히스토그램에 기초하여 적어도 하나의 리스케일링 팩터를 결정하는 단계들을 포함하는 매체 신호내에 임베딩된 데이터 심볼들의 존재를 적어도 식별할 수 있는 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 제 2 양태에 따라, 이 목적은, 장치에 있어서,

매체 신호에 임베딩된 데이터 심볼들의 존재를 적어도 식별가능하게 하고,

데이터 심볼들이 특정 양자화 스텝 크기를 사용하는 양자화에 의해 임베딩되고 한 세트의 디더값을 가진 디더가 부가된 호스트 신호의 왜곡된 버전을 포함하는 전송된 매체 신호를 얻기 위하여 구성된 신호 획득 유닛, 및

신호 왜곡 결정 유닛(signal distortion determining unit)으로서:

각각의 구간이 하나 또는 작은 수의 디더값들에 대응하는, 몇 개의 디더값 구간들을 상기 세트내에 제공하고,

각각의 디더값 구간에 대해 히스토그램을 결정하고, 하나의 히스토그램은 대응하는 디더값 구간내에 하나의 디더값을 가진 상기 전송된 매체 신호의 한 세트의 신호 샘플들의 모든 샘플 값들에 대해 결정되고,

상기 구간들에 대응하는 상기 각각의 히스토그램들을 단일 히스토그램으로 결합하고,

상기 양자화 스텝 크기를 추정하기 위하여 상기 결합된 히스토그램에 기초하여 적어도 하나의 리스케일링 팩터를 결정하도록 구성되는, 상기 단일 왜곡 결정 유닛(14)을 포함하는, 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 제 3 양태에 따라, 이 목적은, 매체 신호에 임베딩된 데이터 심볼들의 존재를 적어도 식별하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서,

상기 프로그램이 컴퓨터에 로딩될 때, 상기 컴퓨터가 동작하게 하는 컴퓨터 프로그램 코드 수단은:

획득된 전송 매체 신호에 대해, 데이터 심볼들이 특정 양자화 스텝 크기를 사용하는 양자화에 의해 임베딩되고 한 세트의 디더값들을 가진 디더가 부가된 호스트 신호의 왜곡된 버전을 포함하고,

몇 개의 디더값 구간들을 상기 세트내에 제공하고, 각각의 구간이 하나 또는 작은 수의 디더값들에 대응하고,

각각의 디더값 구간에 대해 히스토그램을 결정하고, 여기서 하나의 히스토그램은 상기 대응하는 디더값 구간내에 하나의 디더값을 가진 상기 전송된 매체 신호의 한 세트의 신호 샘플들의 모든 샘플 값들에 대해 결정되고,

상기 구간들에 대응하는 상기 각각의 히스토그램들을 단일 히스토그램으로 결합하고, 및

상기 양자화 스텝 크기를 추정하기 위하여 결합된 히스토그램에 기초하여 적어도 하나의 리스케일링 팩터를 결정하는 상기 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 갖는, 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는, 상기 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 달성된다.

청구항 제 2 항 및 제 6 항은 전송된 매체 신호의 오프셋을 추정하는 것에 관한 것이다.

청구항 제 3 항 및 제 7 항은 리스케일링 팩터를 사용하여 전송된 매체 신호를 리스케일링하는 것에 관한 것이다.

청구항 제 4 항 및 제 8 항은 임베딩된 데이터를 검출하거나 추출하기 위하여 리스케일링된 신호를 처리하는 것에 관한 것이다.

본 발명은 양자화 스텝 크기를 추정하기 위해 다른 신호 샘플 값들에 대한 히스토그램들내의 모든 정보를 사용하는 장점을 가진다. 다수의 히스토그램들로 인해, 히스토그램들 사이의 주기성을 발견하기 쉽고, 이는 양자화 스텝 크기의 로버스트 결정을 가능하게 한다. 게다가, 본 발명은 양자화 스텝 크기를 평가하기 위하여 파일롯 신호를 수신에 의존하지 않는다.

본 발명의 핵심적인 생각은 임베딩된 정보의 검출이 샘플 위치들에 대응하는 디더값들을 가진다는 지식을 최적으로 이용한다는 것이다. 특히, 샘플 위치들이 동일한 디더값을 가진다는 지식을 사용한다. 특정 디더값에 대응하는 모든 샘플 위치들에 대해, (여분) 히스토그램이 구성된다. 이들 여분 히스토그램들은 이후 관련 스케일링 파라미터들(relevant scaling parameters)이 유도될 수 있는 잘 동작되는 단일 히스토그램으로 결합된다.

본 발명의 이들 및 다른 양태들은 이후에 기술된 실시예들을 참조하여 명백하게 설명될 것이다.

본 발명은 동봉된 도면들을 관련시켜 보다 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 방법으로 계산되는 수신된 이미지 신호의 히스토그램들을 도시하는 도면.

도 4는 도 3의 히스토그램들의 퓨리에 변환을 통한 곡선을 도시하는 도면.

도 5는 도 4의 변환된 히스토그램들의 위상 관계를 통한 곡선을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 도시하는 도면.

본 발명은 수신된 호스트 신호로부터 워터마크를 검출 또는 추출하기 위하여 수신된 워터마크된 신호의 원 스케일링 팩터들을 추정하는 것에 관한 것이다. 본 발명을 보다 잘 이해하기 위하여, QIM(양자화 인덱스 변조) 및 DC-QIM(왜곡 보상 양자화 인덱스 변조)에 관한 몇몇 기본적인 개념들은 설명될 것이다.

워터마크는 샘플링 그리드에서 양자화 값들을 선택하여 호스트에 임베딩된 QIM에 따른다. 이런 방법에 대한 워터마킹 방정식은 다음과 같다:

q = (ROUND(s/D-d-b/N)+d+b/N)*D (1)

여기서 q는 워터마크된 신호이고, s는 원 신호이고, D는 양자화 스텝 크기이고, d는 구간 0<=d<1의 디더값이고, b는 워터마크 정보이고 N은 워터마크 신호의 정보 심볼들의 수이다. 많은 실무 애플리케이션들에서, N은 소위 이원 알파벳(binary alphabet)을 가리키는 2와 같다.

디더는 본 발명의 실시예에서 0 및 1 사이의 128개의 다른 값들인 넓은 범위의 값들로 제공된다. 디더값은 정보 심볼과 무관한 고정된 의사-램덤 변수(pseudo-random variable)이다. 디더는 추후에 기술될 스케일링 팩터들을 결정하기 위하여 추후에 사용될 것이다. 디더는 워터마크된 신호로 제공되는 이유는 워터마크된 신호(q)가 원 신호(s)로부터 사실상 구별할 수 없고, 워터마크된 신호들 및 원 신호들의 히스토그램들을 연구함으로써 결정될 수 있기 때문이다.

상기에서 QIM 워터마킹 처리가 기술되었다. 이것의 변형은 DC-QIM 방법이고 여기서 기본 양자화 방법은 왜곡 보상 성분(distortion compensating component)이 업그레이드된다.

이런 처리에 따른 워터마킹 방정식은 다음과 같다:

qdc = s+a*(ROUND(s/D-d-b/N)+d+b/N-s/D)*D (2)

여기서 a는 0 및 1 사이에서 적당히 선택된다.

이들 워터마킹 방법들에 관한 보다 상세한 것들은 WO 03/052689 및 B. Chen and G.W. Wornell에 의한 논문 "Quantization Index Modulation: A Class of Provably Good Methods for Digital Watermarking and Information Embedding", IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 47, No.4, May 2001에서 발견되고, 이 문서들은 참조로써 여기에 통합된다.

이들 두 개의 방법들에 따른 워터마크된 신호가 하나의 채널을 통하여 워터마크 검출기(watermark detector)로 전송될 때, 수신된 신호(r)에 임베딩된 메시지(b)를 검출하는 것은 쉽고, 이런 검출은,

b' = Mod(ROUND(rN/D-Nd),N) (3)

에 따라 수행될 수 있고, 즉 D/N에 의해 값(r)을 나누고, 리스케일링된 디더(Nd)를 감산하고, 그 결과를 사사오입하고 사사오입된 값에서 모듈로 N 연산을 수행함에 따라 수행된다.

여기서 수신된 신호(r)가 몇몇 부가된 노이즈(n)를 가진 워터마크된 신호(q)에 대응하는 것이 가정된다.

실제로, 부가된 노이즈뿐만 아니라, 원 신호의 리스케일링이 있을 수 있다. 이런 리스케일링은 만약 아날로그 채널이면 발생할 수 있는, 사용된 전송 채널의 특성들의 결과일 수 있다. 상기 리스케일링은 악의의 당사자에 의해 워터마크된 신호에 대한 공격의 결과일 수 있다. 본 발명은 수신된 신호의 리스케일링 팩터를 식별하는 것에 관한 것이고, 이것은 원 스케일링을 추정하고 복구된 신호로부터 워터마크를 식별 또는 추출하기 위하여 신호를 스케일링하는 간단한 임무이다.

변화된 신호 및 원 신호의 관계에 대한 모델은 다음과 같이 설정될 수 있다:

r = R*(s+O)+n (4)

여기서 R은 곱셈 디그레데이션(multiplicative degradation)이고 O는 DC 값들의 오프셋을 나타낸다. 상기 방정식을 통하여:

r' = r/R-O (5)

새로운 신호 r'은 결정될 수 있고, 상기 신호로부터 임베딩된 워터마크가 검색되어야한다.

본 발명을 기술하기 위하여 데이터 신호들의 식별을 가능하게 하는 장치를 도시하는 도 1 및 데이터 신호들의 식별을 가능하게 하는 흐름도를 도시하는 도 2가 참조될 것이다. 장치(10)는 채널(도시되지 않음)을 통하여 워터마크된 매체 신호(r)를 수신하는 수신 유닛(12)을 포함한다(스텝 22). 채널은 아날로그 채널일 수 있고, 상기 경우 수신 유닛은 무선 회로들을 포함할 수 있다. 수신된 신호(r)는 신호 왜곡 결정 유닛(14)으로 전달된다(단계 24). 본 발명의 핵심 엘리먼트인 신호 왜곡 결정 유닛(14)에서, 다음에 기술될 다수의 다른 단계들이 수행된다.

수신된 신호(r)가 하나의 값 범위내에서 다수의 값들을 가질 수 있는 다수의 샘플들로 이루어지고 디더 구간들이 워터마크 검출기 측에서 공지된다는 가정하에서, 신호 왜곡 결정 유닛(14)은 우선 디더값이 취할 수 있는 128개의 다른 구간들 같은 다수의 디더 구간들을 설정한다(단계 26). 그 후 수신된 신호의 신호 샘플 값들은 디더 구간에 따라 그룹화된다. 즉 디더 구간내의 디더를 가진 모든 신호 샘플 값들이 함께 그룹화된다. 각각의 디더값 구간은 단지 하나의 디더값에 기초한다. 이런 방식에서, 다수의 다른 샘플 그룹들은 각각의 디더 구간에 대해 제공된다(단계 28). 그 후 하나의 히스토그램은 각각의 디더 구간의 모든 신호 샘플들에 대해 결정되어(단계 30), 하나의 히스토그램은 각각의 디더 구간에 대해 결정되거나 계산된다. 그 후 이들 히스토그램들은 단일 히스토그램으로 결합된다(단계 31). 그후 리스케일링 팩터(1/R)뿐만 아니라 오프셋(O)은 이런 결합된 히스토그램에 기초하여 추정된다(단계 32). 이것이 행해지는 방법은 보다 상세히 짧게 기술될 것이다. 이 시점에서 (일반적으로 드문드문한) 각각의 히스토그램들이 단일(보다 잘 작동되는) 히스토그램으로 결합되고 관련 파라미터들이 이로부터 유도되는 것은 족하다. 그 후 결정된 오프셋(-O)은 신호 왜곡 결정 유닛(14)으로부터 신호(r)를 수신하는 가산 유닛(16)으로 제공된다. 그 후 가산 유닛(16)은 오프셋(-O)을 신호(r)에 부가해서 수신된 신호로부터 오프셋(O)을 감산하고(단계 34), 조절된 수신 신호를 곱셈 유닛(18)에 제공한다. 리스케일링 팩터(1/R)가 신호 왜곡 결정 유닛(14)에 의해 추정된 후, 이 팩터는 곱셈 유닛(18)으로 보내진다. 리스케일링 팩터(1/R)는 워터마크된 신호의 원 레벨 또는 원 양자화 스텝 크기를 검색하도 록, 신호를 스케일링하기 위하여 조절된 수신된 신호와 곱셈된다(단계 36). 따라서 리스케일링된 신호(r')는 워터마크 검출기(20)에 공급되고, 여기서 워터마크 검출이 수행된다(단계 38).

스케일 인자들이 결정되는 방법은 도 3과 관련하여 기술될 것이고, 도 3은 16으로 설정된 D 및 2로 설정된 N을 가진 128 디더값 구간들 및 256 신호 레벨들을 구비한 이미지에 대해 본 발명의 원리들에 따라 형성된 다수의 히스토그램들의 매트릭스를 도시한다. 따라서 히스토그램들은 각각 하나의 컬럼을 차지한다. 도시된 바와 같이, 함께 결합된 히스토그램들은 좌측에서 우측으로 진행하는 다수의 라인들을 제공하고 여기서 이들 라인들은 약간 상향으로 각을 이룬다. 상기 각은 디더가 신호의 레벨을 상승시킨다는 사실로 인한 것이다. 따라서 각각의 히스토그램은 이들 라인들에 기여한다. 라인이 상승되는 각도를 연구함으로써, 수신된 신호의 스케일 인자(scale factor)를 결정하고 이로부터 신호를 리스케일링하는 것이 가능하다. 도면에서 해닝 윈도우(Hanning window)는 수직 방향으로 제공되었고, 이것은 매트릭스의 최상부 및 최저부에서의 다크닝(darkening)을 설명한다. 1의 인덱스에서 128의 인덱스로 ND=2D의 위상 시프트(phase shift)가 있다. 이 도면에서 곱셈 디그레데이션이 약 0.95인 것을 알 수 있다. 또한, 각 디더 구간에 대하여 명확한 주기성이 있다.

수학적으로, 도 10의 히스토그램 매트릭스는 하기와 같이 기술될 수 있다.

h(k,n) = h(n/R-(k/K+O)D) (6)

여기서 h(k,n)은 디더 구간(k)에 대한 샘플(n)의 주파수이고, K는 디더 구간 들의 수이고, O는 오프셋이고 R은 리스케일링 팩터이다. 매트릭스의 각각의 컬럼이 임의의 다른 컬럼의 시프트된 버전이고 신호의 주기성이 주파수 영역에서 쉽게 검색되기 때문에, FFT(고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform))는 수직 축(n)을 따라 제공되지만, 그 전에 윈도우 함수 w(n)가 광각 효과들(wrap around effect)을 감소시키기 위하여 제공된다.

윈도우 함수의 제공은 다음 방정식을 유발한다:

h'(k,n) = w(n)*h(k,n) (7)

여기서 w(n)은 윈도윙 후 시프트 변화(shift variance)인 근사적으로 h'(k+m,n) = h'(k,n - m*D/k)를 가지도록 충분히 빨리 감쇠하는 것으로 가정된다. 그 후 수직 퓨리에 변환(vertical Fourier transform)은 하기에 따라 제공된다:

H'(k,v) = Sum_nh'(k,n)exp(-2*π*j*n*v/M)

= exp(-2*π*j*(k/K+O)*D*R*v/M)H'(v) (8)

여기서 신호 값들 세트의 크기는 M이다. 그러므로, 도 3의 각각의 컬럼에 대해, 퓨리에 변환이 크기가 아닌 위상에서만 다른 것을 알 수 있다. 결합된 히스토그램 h(n)(모든 각각의 히스토그램들이 적층하여 놓임)의 ｜H'(v)｜의 추정은 다음에 따른 변수(k)를 통하여 평균화 ｜H'(k,v)｜함으로써 얻어질 수 있다:

(9)

이것은 도 4에 도시되고, v에 대하여 도시된 ｜H'(v)｜를 나타낸다. 이 도면에서 ｜H'(v)｜가 원 히스토그램들(original histograms)의 주기 동작에 대응하는 강한 피크들을 가지는 것을 알 수 있고, 피크들 사이의 거리는 RD의 주기를 가 진다. 도면에서 제 1 강한 피크는 주파수 영역에서 기본 주파수 M*N/(R*D)인 기본 주기 RD에 대응한다. 도면에서, 이 주파수는 33으로 추정되고, 이로부터 팩터 R=0.96이 결정될 수 있다.

이런 기본 주파수는 또한 이런 기본 주파수의 위상 동작(k의 함수로서)이 하기와 같이 제공되기 때문에 오프셋(O)을 결정하는데 사용될 수 있다.

위상(k)/(2*π)=-(k/K+O)*N (10)

도 5에서, 이 위상 관계는 도시될 뿐만 아니라 가장 선형적인 근사치(직선)이다. 최소에서 최대 디더 인덱스로 두 개의 풀 사이클들이 커버되는 것을 알 수 있다. 오프셋 값은 0.17*D에서 추정된다.

상기 장치에서 다른 유닛들은 소프트웨어 또는 하드웨어로 제공될 수 있다. 소프트웨어의 경우, 가산 및 곱셈 유닛들과 함께 신호 왜곡 결정 유닛은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 대응 프로그램 메모리와 함께 하나 이상의 처리기들의 형태로 제공될 수 있다. 프로그램 코드는 컴퓨터 프로그램 제품상에 제공되고, 그 중 하나가 도 6에서 CD ROM 디스크(40) 형태로 도시된다. 이것은 예시이고 다양한 다른 형태의 컴퓨터 프로그램 제품들은 실현할 수 있다. 프로그램 코드는 아마도 인터넷을 통하여 서버로부터 다운로딩될 수 있다.

본 발명으로 인해 다양한 장점들이 얻어진다. 다른 신호 샘플 값들을 위한 히스토그램들의 모든 정보는 양자화 스텝 크기를 추정하기 위하여 사용된다. 다수의 히스토그램들로 인해, 히스토그램들 사이에서 주기성을 발견하기 쉽고, 이것은 오프셋뿐만 아니라 양자화 스텝 크기의 로버스트 결정을 가능하게 한다. 더욱이, 본 발명은 양자화 스텝 크기를 추정하기 위하여 파일럿 신호(pilot signal)를 수신하는 것에 의존하지 않는다. 게다가, 본 발명은 스케일링 팩터가 샘플 값들의 범위에 걸쳐 일정하지 않은 상황들까지 쉽게 확장된다.

본 발명에 따라 형성되는 몇 가지 변형들이 있다. 매체 신호는 상기 장치에 수신될 필요가 없다. 대신 상기 장치는 메모리로부터 신호를 인출할 수 있다. 게다가 상기 장치는 워터마크 검출기를 포함하지 않는다. 이런 검출은 다른 장치에서 수행될 수 있다. 사용된 디더값들의 수는 가변되고 128로 제한되지 않는다. 그러므로, 본 발명은 다음 청구항들에 의해서만 제한된다.

Claims (9)

1. 매체내에 임베딩된 데이터 심볼들(presence data symbol)의 존재를 적어도 식별가능하게 하는 방법에 있어서,

   전송된 매체 신호(r)를 획득하는 단계(단계 22)로서, 데이터 심볼들이 특정 양자화 스텝 크기(quantisation step size)를 사용하는 양자화에 의해 임베딩되고 한 세트의 디더값들(dither values)을 가진 디더(dither)가 부가되는 호스트 신호의 왜곡된 버전(distorted version)을 포함하는, 상기 획득 단계(단계 22),

   상기 세트내의 몇 개의 디더값 구간들을 제공하는 단계(단계 26)로서, 각각의 구간은 하나 또는 작은 수의 디더값들에 대응하는, 상기 제공 단계(단계 26),

   각각의 디더값 구간에 대해 히스토그램을 결정하는 단계로서, 히스토그램은 상기 전송된 매체 신호(r)의 한 세트의 신호 샘플들의 모든 샘플 값들에 대해 결정되고, 대응하는 디더값 구간에서 하나의 디더값(들)을 갖는, 상기 결정 단계(단계 30),

   상기 구간들에 대응하는 각각의 히스토그램들을 단일 히스토그램으로 결합하는 단계(단계 31), 및

   양자화 스텝 크기를 추정하기 위하여, 상기 결합된 히스토그램에 기초하여 적어도 하나의 리스케일링 팩터(rescaling factor)(1/R)를 결정하는 단계(단계 32)를 포함하는, 데이터 심볼의 존재를 적어도 식별가능하게 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전송된 매체 신호의 오프셋(O)을 추정하는 단계(단계 32), 및 상기 신호로부터 상기 추정된 오프셋을 제거하는 단계(단계 34)를 더 포함하는, 데이터 심볼의 존재를 적어도 식별가능하게 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   임베딩된 데이터를 가진 원 매체 신호(original media signal)를 적어도 근사적으로 복구하기 위하여 상기 리스케일링 팩터(1/R)를 사용하여 상기 신호를 리스케일링하는 단계(단계 36)를 더 포함하는, 데이터 심볼의 존재를 적어도 식별가능하게 하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 임베딩된 데이터를 검출 또는 추출하기 위하여 리스케일링된 신호(r')를 처리하는 단계(단계 38)를 더 포함하는, 데이터 심볼의 존재를 적어도 식별가능하게 하는 방법.
5. 매체 신호에 임베딩된 데이터 심볼들의 존재를 적어도 식별가능하게 하는 장치(10)에 있어서,

   데이터 심볼들이 특정 양자화 스텝 크기를 사용하는 양자화에 의해 임베딩되고 한 세트의 디더값들을 가진 디더가 부가된 호스트 신호의 왜곡된 버전을 포함하 는 전송된 매체 신호(r)를 얻도록 구성된 신호 획득 유닛(12), 및

   신호 왜곡 결정 유닛(14)으로서:

   각각의 구간이 하나 또는 작은 수의 디더값들에 대응하는, 상기 세트내의 몇 개의 디더값 구간들을 제공하고,

   각각의 디더값 구간에 대해 히스토그램을 결정하고, 히스토그램은 대응하는 디더값 구간내에 하나의 디더값을 가진 상기 전송된 매체 신호의 한 세트의 신호 샘플들의 모든 샘플 값들에 대해 결정되고,

   상기 구간들에 대응하는 상기 각각의 히스토그램들을 단일 히스토그램으로 결합하고,

   상기 양자화 스텝 크기를 추정하기 위하여 상기 결합된 히스토그램에 기초하여 적어도 하나의 리스케일링 팩터(1/R)를 결정하도록 구성되는, 상기 단일 왜곡 결정 유닛(14)을 포함하는, 데이터 심볼들의 존재를 적어도 식별가능하게 하는 장치(10).
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 신호 왜곡 결정 유닛은 상기 전송된 매체 신호의 오프셋(O)을 추정하도록 구성되고 상기 신호로부터 상기 추정된 오프셋을 제거하도록 구성된 유닛(16)을 더 포함하는, 데이터 심볼들의 존재를 적어도 식별가능하게 하는 장치(10).
7. 제 5 항에 있어서,

   임베딩된 데이터를 가진 원 매체 신호를 적어도 근사적으로 복구하기 위하여 전송된 매체 신호와 리스케일링 팩터(1/R)를 곱셈하도록 구성된 곱셈 유닛(18)을 더 포함하는, 데이터 심볼들의 존재를 적어도 식별가능하게 하는 장치(10).
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 임베딩된 데이터를 검출 또는 추출하기 위하여 상기 리스케일링된 신호(r')를 처리하도록 구성된 워터마크 검출 유닛(20)을 더 포함하는, 데이터 심볼들의 존재를 적어도 식별가능하게 하는 장치(10).
9. 매체 신호에 임베딩된 데이터 심볼들의 존재를 적어도 식별가능하게 하는 컴퓨터 프로그램 제품(40)에 있어서,

   상기 프로그램이 컴퓨터에 로딩될 때, 상기 컴퓨터를 동작하게 하는 컴퓨터 프로그램 코드 수단은:

   획득된 전송 매체 신호에 대해, 데이터 심볼들이 특정 양자화 스텝 크기를 사용하는 양자화에 의해 임베딩되고 한 세트의 디더값들을 가진 디더가 부가된 호스트 신호의 왜곡된 버전을 포함하고,

   상기 세트내의 몇 개의 디더값 구간들을 제공하고, 각각의 구간이 하나 또는 작은 수의 디더값들에 대응하고,

   각각의 디더값 구간에 대해 히스토그램을 결정하고, 여기서 히스토그램은 상기 대응하는 디더값 구간내에 하나의 디더값을 가진 상기 전송된 매체 신호의 한 세트의 신호 샘플들의 모든 샘플 값들에 대해 결정되고,

   상기 구간들에 대응하는 상기 각각의 히스토그램들을 단일 히스토그램으로 결합하고, 및

   상기 양자화 스텝 크기를 추정하기 위하여 결합된 히스토그램에 기초하여 적어도 하나의 리스케일링 팩터를 결정하는 상기 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 갖는, 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품(40).

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