RU2201039C2 - Вставка дополнительных данных в кодированный сигнал - Google Patents

Вставка дополнительных данных в кодированный сигнал Download PDF

Info

Publication number
RU2201039C2
RU2201039C2 RU98119446/09A RU98119446A RU2201039C2 RU 2201039 C2 RU2201039 C2 RU 2201039C2 RU 98119446/09 A RU98119446/09 A RU 98119446/09A RU 98119446 A RU98119446 A RU 98119446A RU 2201039 C2 RU2201039 C2 RU 2201039C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
additional data
samples
encoded signal
encoded
Prior art date
Application number
RU98119446/09A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98119446A (ru
Inventor
Альфонс Антониус Мария Ламбертус Брюэкерс
Герт Флоримонд Герард Деповере
Петрус Антониус Корнелис Мария Нейтен
Арнольдус Вернер Йоханнес ОМЕН
Original Assignee
Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Publication of RU98119446A publication Critical patent/RU98119446A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2201039C2 publication Critical patent/RU2201039C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/46—Embedding additional information in the video signal during the compression process
    • H04N19/467—Embedding additional information in the video signal during the compression process characterised by the embedded information being invisible, e.g. watermarking
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G06T1/0021—Image watermarking
    • G06T1/0028—Adaptive watermarking, e.g. Human Visual System [HVS]-based watermarking
    • G06T1/0035—Output size adaptive watermarking
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00086—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy
    • G11B20/00884—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy involving a watermark, i.e. a barely perceptible transformation of the original data which can nevertheless be recognised by an algorithm
    • G11B20/00891—Circuits for prevention of unauthorised reproduction or copying, e.g. piracy involving a watermark, i.e. a barely perceptible transformation of the original data which can nevertheless be recognised by an algorithm embedded in audio data
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/238—Interfacing the downstream path of the transmission network, e.g. adapting the transmission rate of a video stream to network bandwidth; Processing of multiplex streams
    • H04N21/2389—Multiplex stream processing, e.g. multiplex stream encrypting
    • H04N21/23892—Multiplex stream processing, e.g. multiplex stream encrypting involving embedding information at multiplex stream level, e.g. embedding a watermark at packet level
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/80—Generation or processing of content or additional data by content creator independently of the distribution process; Content per se
    • H04N21/83—Generation or processing of protective or descriptive data associated with content; Content structuring
    • H04N21/835—Generation of protective data, e.g. certificates
    • H04N21/8358—Generation of protective data, e.g. certificates involving watermark
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/00007—Time or data compression or expansion
    • G11B2020/00014—Time or data compression or expansion the compressed signal being an audio signal
    • G11B2020/00065—Sigma-delta audio encoding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Television Systems (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Abstract

Изобретение относится, в частности, к способу и устройству для вставки дополнительных данных в кодированный сигнал, а также к способу и устройству для извлечения дополнительных данных из такого кодированного сигнала. Техническим результатом является обеспечение способа вставки дополнительных данных в кодированный аудио- или видеосигнал, который позволяет изменять больше битов кодированного сигнала без существенного влияния на качество восприятия. Технический результат достигается тем, что предложен способ вставки водяных знаков в сигнал, кодированный при помощи декодера, имеющего контур обратной связи, например, сигма-дельта-модулятора. Цифровой образец водяных знаков вставляется в сигнал путем модификации избранных выборок (например, замены каждого 100-го бита) кодированного сигнала выборками образца водяных знаков. Схема для модификации этих выборок помещена внутри контура кодера. Результат пометки водяными знаками, таким образом, компенсируется в последующих стадиях кодирования, и влияние на отношение сигнал/шум является незначительным. 7 с. и 13 з.п.ф-лы, 13 ил.

Description

Изобретение относится к способу и устройству для вставки дополнительных данных в кодированный сигнал. Этот способ содержит стадии кодирования сигнала согласно заданному процессу кодирования, включающему в себя стадию подачи кодированного сигнала обратно для управления этим кодированием, и модификации кодированного сигнала для представления дополнительных данных. Изобретение также относится к способу и устройству для извлечения дополнительных данных из такого кодированного сигнала.
Существует растущая необходимость размещения водяных знаков в аудио- и видеосигналах. Водяными знаками являются передаваемые блоки дополнительных данных, вставляемые в мультимедийное имущество, предпочтительно воспринимаемые как невидимые. Они содержат информацию, например, об источнике или статусе авторского права документов и аудиовизуальных программ. Они могут быть использованы для обеспечения законного доказательства обладателя авторского права и позволяют прослеживать нарушения авторского права и поддерживают защиту интеллектуальной собственности.
Известный способ пометки водяными знаками видеосигнала, определенный во вводном абзаце, раскрыт в статье F. Hartung и B. Giros: "Digital Watermarking of Raw and Compressed Video", SPIE Vol. 2952, pp.205-212. Пометка водяными знаками достигается здесь путем модификации избранных коэффициентов дискретного косинусного преобразования (ДКП) в выходном потоке битов кодера MPEG2 (экспертная группа по кинематографии), включая коэффициенты ДКП изображений, кодированных с предсказанием (Р или В). Предсказывающие кодеры включают в себя петлю обратной связи для управления процессом кодирования. Кодируется ошибка предсказания (разница между входным сигналом и предсказанием для него), а не сам входной сигнал. Сигнал предсказания получается путем локального декодирования кодированного сигнала.
В способе известного уровня техники водяные знаки вставляют после стандартного кодирования. Емкость, доступная для пометки водяными знаками кодированного сигнала таким образом, оказывается ограниченной.
Целью изобретения является обеспечение способа вставки дополнительных данных в кодированный аудио- или видеосигнал, который позволяет изменять больше битов кодированного сигнала без существенного влияния на качество восприятия.
С этой целью способ согласно изобретению отличается тем, что стадию подачи кодированного сигнала обратно выполняют после стадии модификации этого сигнала. Стадию модификации кодированного сигнала теперь выполняют внутри контура обратной связи кодера. Любую модификацию кодированного сигнала с целью пометки водяными знаками, таким образом, подают обратно и ее подвергают компенсированию в последующей операции кодирования. Водяной знак, вставленный таким образом, влияет на процесс декодирования в приемнике подобно тому, как он влияет на процесс кодирования в передатчике. В результате процесса компенсации в передатчике приемники воспроизводят значительно лучшую копию входного сигнала. Отношение сигнал/шум значительно улучшается или, альтернативно, больше данных водяных знаков может быть вставлено при заданном отношении сигнал/шум.
Изобретение особенно полезно для вставки дополнительных данных в сигналы, кодируемые одним битом. Сигналы, кодируемые одним битом, являются очень уязвимыми к пометке водяными знаками. Такие кодеры производят однобитовую выходную выборку за каждую стадию кодирования. Модификация выходной выборки этого кодированного сигнала с целью пометки водяными знаками обычно является более существенной, чем, например, простое изменение величины многобитовой выборки.
Примерами однобитовых кодеров являются дельта-модуляторы, сигма-дельта-модуляторы и кодеры формы шума. Они также принадлежат к семейству кодеров, имеющих контур обратной связи. Сигма-дельта-модуляция предусмотрена для записи высококачественного звука на звуковой версии цифрового универсального диска (DVD) с использованием частоты выборки 2822400 Гц (64•44100) и с отношением сигнал/шум 115 дБ. Водяные знаки вставляют, например, путем замены избранных битов выходного потока бит битами цифрового образца водяных знаков. Если это делается способом, описанным в известном уровне техники, т.е. после стандартного кодирования, то вставка битов водяных знаков значительно повышает шум квантования. Например, замена 1 бита из каждых 100 битов аудиосигнала, модулированного сигма-дельта-модуляцией, битом водяных знаков увеличит шум квантования до -60 дБ. В противоположность этому изобретение позволяет изменять 1 бит на 100 битов сигма-дельта-модулированного аудиосигнала ценой увеличения шума квантования только на 1 дБ. Это соответствует скорости передачи битов водяных знаков, равной около 28000 битов в секунду.
Фиг. 1 показывает устройство для вставки дополнительных данных в кодированный аудио- или видеосигнал согласно изобретению.
Фиг. 2 показывает устройство для вставки дополнительных данных в дельта-модулированный аудиосигнал согласно изобретению.
Фиг. 3-5 показывают формы сигналов для иллюстрации работы устройства, показанного на фиг.2.
Фиг. 6 показывает устройство для вставки дополнительных данных в сигма-дельта-модулированный аудиосигнал согласно изобретению.
Фиг. 7-9 показывают формы сигналов для иллюстрации работы устройства, показанного на фиг.6.
Фиг. 10 показывает устройство для извлечения вставленного водяного знака из сигнала, кодированного при помощи устройства, показанного на фиг.2 или фиг.6.
Фиг. 11 показывает устройство для извлечения вставленного водяного знака из сигнала, кодированного при помощи устройства, показанного на фиг.1.
Фиг. 12 показывает дополнительный вариант извлечения водяного знака из (сигма-)дельта-модулированного сигнала.
Фиг. 13 показывает формы сигналов для иллюстрации работы варианта, показанного на фиг.12.
Фиг.1 является схемой устройства для вставки дополнительных данных в кодированный аудио- или видеосигнал согласно изобретению. Это устройство содержит предсказывающий кодер 1 и схему 2 модификации. Предсказывающий кодер 1 принимает (аналоговый или цифровой) входной сигнал х и содержит вычитатель 11 для вычитания сигнала предсказания
Figure 00000002
из входного сигнала х. Сигнал е ошибки предсказания, полученный таким образом, подается на стадию кодирования 12. Предсказывающий кодер дополнительно содержит путь обратной связи для получения сигнала предсказания
Figure 00000003
, включающий стадию декодирования 13, сумматор 14 и элемент задержки 15. Предсказывающий кодер 1 может иметь различные формы, которые известны per se в данной области, такие как дельта-модулятор, дифференциальный импульсно-кодовый модулятор или кодер дискретного косинусного преобразования (ДКП).
Схема 2 модификации принимает кодированный сигнал у ошибки предсказания и выполнена с возможностью модифицировать этот сигнал согласно заданному водяному знаку w. Примеры такой схемы модификации известны в данной области техники. В ссылке Hartung и др., уже обсуждавшейся ранее, 8•8 блоков сигнала водяных знаков w подвергаются ДКП, и коэффициенты ДКП, полученные таким образом, добавляются к избранным коэффициентам ДКП кодированного этим преобразованием сигнала ошибки предсказания. Другой пример раскрыт в I.J. Cox, J. Kilian, T. Leighton и T. Shamoon: "A Secure Imperceptible yet Perceptually Salient, Spread Spectrum Watermark foe Multimedia", a Conference Record of Southcon 96, June 25-27, 1996, pp.192-197. В этой ссылке, видеосигнал помечается водяными знаками при помощи добавления последовательности действительных чисел к коэффициентам преобразования самого старшего порядка, за исключением коэффициента ДК.
Согласно изобретению, схема 2 модификации размещена между стадией кодирования 12 и стадией декодирования 13, т.е. внутри контура предсказывающего кодера. Сигнал
Figure 00000004
предсказания, таким образом, извлекается из модифицированного кодированного сигнала z вместо немодифицированного кодированного сигнала у. Его действие становится очевидным, когда считается, что стадия пометки водяными знаками сигнала эквивалентна умышленному вводу ошибок в кодированный сигнал у. В системе известного уровня техники эти "ошибки" вводятся в переданный сигнал. Как известно в области кодирования с предсказанием, такие ошибки распространяются через процесс декодирования в приемник и вызывают серьезное ухудшение качества сигнала. Здесь, однако, ошибки вводятся внутри контура предсказания. Любая "ошибка", введенная стадией 2 модификации, теперь подается обратно через стадию декодирования 13 к вычитателю 11, что ведет к тому, что ошибка предсказания впоследствии кодируется таким образом, чтобы ее действие было скомпенсировано. В результате допустимый "коэффициент ошибок" для заданного отношения сигнал/шум значительно увеличен и/или существенно улучшено воспринимаемое качество.
Приемники для декодирования кодированного сигнала от кодеров, показанных на фиг. 1, обычно идентичны контуру предсказания этих кодеров и поэтому отдельно не показаны.
Более детальный пример будет описан со ссылкой на фиг.2, которая показывает дельта-модулятор для кодирования аналогового или кодированного ИКМ аудиосигнала. Это устройство содержит вычитатель 21 для вычитания сигнала предсказания
Figure 00000005
из входного сигнала х. Ошибка предсказания е подается к детектору полярности 22, который производит со скоростью, определенной частотой выборки fs, выходную выборку +1 для
Figure 00000006
и выходную выборку -1 для
Figure 00000007
. Контур обратной связи включает в себя декодирующий фильтр 23 (сумматор или интегратор) для получения сигнала предсказания. Согласно изобретению, схема 24 модификации расположена между детектором полярности 22 и фильтром 23. В этом варианте схемой модификации является мультиплексор, который заменяет избранные биты выхода детектора полярности (например, каждый 100-й бит) образцом битов водяных знаков в ответ на сигнал выбора s. Другим примером вставки водяного знака является инверсия избранных выборок кодированного сигнала, причем данные водяного знака представляются числом периодов битов между последовательными инвертированными выборками.
Фиг. 3-5 показывают различные формы сигналов для иллюстрации работы устройства, показанного на фиг.2. На этих фигурах цифра 30 обозначает входной сигнал х.
Для ссылки, фиг. 3 показывает формы сигналов стандартного дельта-модулятора без средств пометки водяными знаками. На этой фигуре позицией 31 обозначен сигнал предсказания
Figure 00000008
или, эквивалентно, выходной сигнал приемника (за исключением операции фильтрации нижних частот для устранения избыточных высокочастотных компонент). Позиция 32 обозначает выходную последовательность бит стандартного дельта-модулятора.
Фиг. 4 объясняет эффект пометки водяными знаками кодированного сигнала способом, описанным в известном уровне техники. Позиция 34 обозначает последовательность бит, которая получена путем замены 6-го, 16-го и 26-го бита последовательности бит 32 (фиг.3) на -1, -1 и +1 соответственно, что соответствует цифровому образцу водяных знаков w='001'. Позиция 33 обозначает выходной сигнал приемника, принимающего эту последовательность бит. Можно ясно видеть значительное уменьшение отношения сигнал/шум.
Фиг. 5 показывает результат вставки водяного знака согласно изобретению. Позицией 35 обозначен сигнал предсказания
Figure 00000009
. Позиция 36 обозначает выходную последовательность бит этого устройства. Подобно фиг.4, образец бит водяного знака w= '001' размещается в 6-1, 16-1 и 26-битовой позиции последовательности бит 36, но теперь битовая модификация выполняется перед подачей кодированного сигнала обратно. Первый бит 51 вставленного водяного знака не отличается от выборки -1, которую детектор полярности производит для этого периода выборки. Соответственно, уровень сигнала предсказания 54 является таким же, что и уровень сигнала предсказания 37 на фиг.3. Второй бит 52 этого водяного знака отличается от значения +1, которое производит кодер полярности. Поскольку этот "ошибочный" бит теперь подается обратно через контур предсказания, сигнал предсказания допускает уровень 55, который дельта-модулятор компенсирует путем производства различных последующих бит. В результате сигнал предсказания 35 уже пересекается со входным сигналом опять после нескольких периодов выборки. Подобным же образом третий бит водяного знака 53 заставляет устройство производить выборку +1, тогда как в противном случае это устройство произвело бы (и детектор полярности тогда произвел бы в самом деле) значение -1 для этого периода выборки. Опять требуется лишь несколько периодов выборки для компенсации "ошибочного" уровня предсказания 56.
Позицией 35 на фиг.5 также обозначен выходной сигнал приемника. Сравнение форм сигналов 33 и 35 показывает, что отношение сигнал/шум значительно улучшено.
Фиг. 6 показывает сигма-дельта-модулятор согласно изобретению. Сигма-дельта-модуляция предусмотрена для записи высококачественного звука на звуковой версии цифрового универсального диска. Она отличается от дельта-модуляции тем, что входной сигнал х фильтруется перед кодированием при помощи того же самого фильтра, что и фильтр в контуре предсказания дельта-модулятора. Фильтры во входном пути и пути обратной связи затем заменяются единственным фильтром в прямом пути контура кодирования. Соответственно, сигма-дельта-модулятор, показанный на фиг.6, отличается от дельта-модулятора, показанного на фиг.2, тем, что фильтр 23 был перенесен с пути обратной связи на прямой путь.
Фиг.7 показывает формы сигналов стандартного сигма-дельта-модулятора без средств пометки водяными знаками. Позицией 70 обозначен входной сигнал х, а позиция 71 обозначает кодированный выходной сигнал. Сигма-дельта-модулятор производит больше позитивных выборок, когда входной сигнал увеличивается. Как показано на фиг.7, входное напряжение -0,5 В кодируется как последовательность трех импульсов -1 В и одного импульса +1 В, входное напряжение 0 В кодируется как чередующийся образец из импульсов -1 В и +1 В, а входное напряжение +0,5 В кодируется как последовательность трех импульсов +1 В и одного импульса -1 В. Этот сигнал декодируется в приемном конце путем изменения формы принимаемых импульсов и пропускания их через фильтр нижних частот. На фиг.7 этот сигнал демодулируется путем усреднения выборок из этой последовательности бита. Цифра 72 обозначает восстановленный сигнал, за исключением временной задержки, вызванной операцией усреднения. Этот восстановленный сигнал, таким образом, синхронизирован по времени с входным сигналом.
Фиг.8 показывает результат пометки водяными знаками кодированного сигнала согласно известному уровню техники, т.е. после стандартной сигма-дельта-модуляции. В этом примере выборка -1 73 (фиг.7) стандартного сигма-дельта-модулятора была заменена выборкой +1 74. Эта замена не влияет на процесс кодирования и оставляет остальную часть кодированного выходного сигнала 75 неизменной. Позицией 76 обозначен восстановленный сигнал на приемном конце. Разница с восстановленным сигналом 72 на фиг. 7 становится явной в 77 (которая на этой фигуре является более ранней по времени из-за временной синхронизации этих сигналов) и пульсирует через весь остальной процесс декодирования. Опять же можно наблюдать значительное уменьшение отношения сигнал/шум.
Фиг. 9 показывает результат вставки того же самого образца 74 водяного знака согласно изобретению. Теперь результат этого водяного знака подается обратно на вход и компенсируется путем различного кодирования входного сигнала после вставки водяного знака. Восстановленный сигнал 78 теперь напоминает входной сигнал значительно лучше.
Практический пример сигма-дельта-модулятора, показанного на фиг.6, для кодирования высококачественных аудиосигналов с частотой выборки fs 2822400 (64•44100) Гц имеет отношение сигнал/шум 115 дБ. Было обнаружено, что замена 1 выборки на 100 выборок увеличивает шум квантования лишь на 1 дБ. Это соответствует скорости передачи бит водяных знаков 28000 бит/с.
Фиг. 10 показывает устройство для извлечения вставленного водяного знака из дельта-модулированного сигнала, генерируемого устройством, показанным на фиг. 2, или сигма-дельта-модулированного сигнала, генерируемого устройством, показанным на фиг.6. Модифицированный кодированный сигнал z подается на вход данных регистра 100, синхронизируемого сигналом выбора s. Выходом регистра 100 является образец w бит водяного знака. Сигнал выбора s определяет, какие биты последовательности бит являются битами водяного знака. Этот сигнал выбора генерируется стадией делителя 101, которая делит частоту выборки fs на заданное число N, например 100. Предполагается, что этот сигнал синхронизируется с соответствующим сигналом выбора s в передатчике. Синхронизация может быть достигнута путем размещения заданного образца бит синхронизации в сигнале водяного знака w. В таком варианте детектор 102 синхронизации детектирует этот образец и изменяет фазу стадии делителя 101, пока не детектирован образец синхронизации.
Фиг.11 показывает устройство для извлечения вставленного водяного знака, которое может быть использовано, если на приемном конце доступен первоначальный входной сигнал. Это устройство содержит такой же кодер 1, что и соответствующий передатчик, показанный на фиг.1. Однако контур обратной связи теперь принимает помеченный водяными знаками сигнал z. Соответственно, восстановленный сигнал предсказания
Figure 00000010
является таким же, что и соответствующий сигнал, генерируемый на конце передатчика. Локально кодированный сигнал у и принятый сигнал z подаются в схему извлечения 3, которая выполняет обратные операции схемы модификации 2 на фиг.1. Например, если сигнал водяных знаков является последовательностью действительных чисел, которые были добавлены к коэффициентам ДКП MPEG-кодера, то схема извлечения является вычитателем.
Фиг. 12 показывает конкретный вариант для извлечения водяного знака из (сигма-)дельта-модулированного сигнала. На этой фигуре ссылочные позиции 21-23 относятся к такому же дельта-модулятору, что и показанный на фиг.2. Схема извлечения 3 содержит логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 301, который детектирует, являются ли равными биты помеченного водяным знаком сигнала z и соответствующие биты кодированного сигнала у. Если они не равны друг другу, то был обнаружен период битов, в котором помеченный водяным знаком сигнал z несет инвертированный бит. Этот детектированный сигнал прикладывается к счетчику 302, который синхронизируется с частотой выборки fs и производит двоичный "0", если число периодов битов между двумя последующими инвертированными битами является первым заданным числом (например, 75), и двоичную "1", если это число периодов битов является вторым заданным числом (например, 125).
Фиг. 13 показывает формы сигналов для иллюстрации работы этого варианта. Ссылочной позицией 130 обозначен первоначальный входной сигнал х, позиция 131 обозначает принятый помеченный водяным знаком сигнал z, а позиция 132 обозначает сигнал предсказания
Figure 00000011
, который получен путем декодирования помеченного водяным знаком сигнала. Позиция 133 обозначает выходной сигнал детектора 22 локальной полярности (фиг.12). Как можно легко увидеть из этой фигуры, детектор локальной полярности производит выход -1 (обозначенный позицией 134), где принятый сигнал z содержит +1 (обозначенный позицией 135). Это расхождение детектируется логическим элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 301 (фиг. 12). Подобным же образом, логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ детектирует присутствие битов водяного знака, обозначенных позициями 136 и 137. Счетчик 302 (фиг. 12) подсчитывает число периодов битов между обнаруженными битами водяного знака. В данном (упрощенном) примере расстояние в 15 периодов битов представляет "0", а расстояние в 7 периодов битов представляет "1" образца водяного знака.
В итоге, описан способ вставки водяных знаков в сигнал, кодированный при помощи кодера, имеющего контур обратной связи, например сигма-дельта-модулятором (21, 22, 23). Цифровой образец водяных знаков (w) вставляется в сигнал (z) путем модификации избранных выборок (например, замены каждого 100-го бита) кодированного сигнала (у) выборками образца водяных знаков. Схема (24) для модификации выборок помещена внутри контура кодера. Результат пометки водяными знаками, таким образом, компенсируется в последующих стадиях кодирования, и влияние на отношение сигнал/шум является незначительным.

Claims (20)

1. Способ вставки дополнительных данных в кодированный сигнал, содержащий стадии кодирования сигнала в соответствии с заданным предсказывающим процессом кодирования, имеющим контур обратной связи; вставки дополнительных данных в кодированный сигнал путем модификации кодированного сигнала в соответствии с дополнительными данными, отличающийся тем, что стадию модификации кодированного сигнала выполняют до подачи кодированного сигнала в контур обратной связи.
2. Способ по п. 1, в котором кодирование является однобитовым кодированием.
3. Способ по п. 2, в котором кодирование является сигма-дельта-модуляцией.
4. Способ по п. 1, или 2, или 3, в котором стадия модификации кодированного сигнала содержит замену избранных выборок кодированного сигнала выборками дополнительных данных.
5. Способ по п. 2 или 3, в котором стадия модификации кодированного сигнала содержит инверсию избранных выборок кодированного одним битом сигнала, причем вставленные данные представлены количеством периодов выборки между последовательными модифицированными выборками.
6. Способ извлечения дополнительных данных из принятого кодированного сигнала, в котором избранные выборки заменяют выборками дополнительных данных, отличающийся тем, что выполняют стадию отбора этих выборок в ответ на заданный сигнал выбора, идентифицирующий упомянутые избранные выборки, и используют избранные выборки для представления дополнительных данных.
7. Способ по п. 6, который далее содержит стадии детектирования образца синхронизации, включенного в дополнительные данные, и генерирования упомянутого сигнала выбора в ответ на детектирование образца синхронизации.
8. Способ извлечения дополнительных данных из принятого кодированного сигнала, содержащий стадии: кодирование первоначального сигнала в соответствии с заданным предсказывающим процессом кодирования, имеющим контур обратной связи, и сравнение кодированного первоначального сигнала с принятым кодированным сигналом, причем разница между этими сигналами представляет дополнительные данные.
9. Способ по п. 8, в котором дополнительные данные представлены количеством периодов выборки между последовательными инвертированными выборками, причем способ содержит стадию подсчета количества периодов выборки между инвертированными выборками для извлечения этих дополнительных данных.
10. Устройство для вставки дополнительных данных в кодированный сигнал, содержащее предсказывающий кодер, содержащий контур обратной связи, средство для вставки дополнительных данных в кодированный сигнал путем модификации кодированного сигнала в соответствии с упомянутыми дополнительными данными, отличающееся тем, что контур обратной связи соединен со средством для вставки так, чтобы передавать обратно модифицированный кодированный сигнал.
11. Устройство по п. 10, в котором кодер является однобитовым кодером.
12. Устройство по п. 11, в котором кодер является сигма-дельта-модулятором.
13. Устройство по п. 10, или 11, или 12, в котором средством для модификации кодированного сигнала является мультиплексор для замены избранных выборок кодированного сигнала выборками дополнительных данных.
14. Устройство по п. 11 или 12, в котором средством для модификации кодированного сигнала является инвертор для инверсии избранных выборок кодированного одним битом сигнала, причем вставленные данные представлены количеством периодов выборки между последовательными модифицированными выборками.
15. Устройство для извлечения дополнительных данных из принятого кодированного сигнала, в котором избранные выборки заменены на выборки дополнительных данных, отличающееся тем, что оно содержит регистр для отбора упомянутых выборок в ответ на заданный сигнал выбора.
16. Устройство по п. 15, которое содержит средства для детектирования образца синхронизации, включенного в дополнительные данные, и средства для генерации сигнала выбора в ответ на это детектирование.
17. Устройство для извлечения дополнительных данных из принятого кодированного сигнала, содержащее предсказывающий кодер, принимающий первоначальный сигнал для его кодирования, причем предсказывающий кодер содержит контур обратной связи, на который подается принятый кодированный сигнал, и средства для сравнения кодированного первоначального сигнала с принятым кодированным сигналом, причем разница между этими сигналами представляет дополнительные данные.
18. Устройство по п. 17, в котором дополнительные данные представлены количеством периодов выборки между последовательными инвертированными выборками, причем устройство содержит счетчик для подсчета количества периодов выборки между инвертированными выборками для извлечения дополнительных данных.
19. Запоминающая среда для запоминания на ней кодированного сигнала со вставленными дополнительными данными, отличающаяся тем, что избранными выборками или битами кодированного сигнала являются выборки упомянутых дополнительных данных.
20. Запоминающая среда по п. 19, отличающаяся тем, что избранные биты кодированного сигнала являются инвертированными, причем количество периодов битов между последовательными инвертированными битами представляет вставленные данные.
RU98119446/09A 1997-01-27 1998-01-12 Вставка дополнительных данных в кодированный сигнал RU2201039C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97200197.8 1997-01-27
NL97200197.8 1997-01-27
EP97200197 1997-01-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98119446A RU98119446A (ru) 2000-09-10
RU2201039C2 true RU2201039C2 (ru) 2003-03-20

Family

ID=8227952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98119446/09A RU2201039C2 (ru) 1997-01-27 1998-01-12 Вставка дополнительных данных в кодированный сигнал

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6157330A (ru)
EP (1) EP0900500B1 (ru)
JP (1) JP3929501B2 (ru)
KR (1) KR100578952B1 (ru)
CN (1) CN1183771C (ru)
AT (1) ATE354916T1 (ru)
CZ (1) CZ306598A3 (ru)
DE (1) DE69837131T2 (ru)
HU (1) HUP0000832A3 (ru)
ID (1) ID20307A (ru)
MY (1) MY120224A (ru)
PL (1) PL329943A1 (ru)
RU (1) RU2201039C2 (ru)
UA (1) UA42863C2 (ru)
WO (1) WO1998033324A2 (ru)

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6882738B2 (en) 1994-03-17 2005-04-19 Digimarc Corporation Methods and tangible objects employing textured machine readable data
US6738495B2 (en) * 1995-05-08 2004-05-18 Digimarc Corporation Watermarking enhanced to withstand anticipated corruptions
US20030133592A1 (en) 1996-05-07 2003-07-17 Rhoads Geoffrey B. Content objects with computer instructions steganographically encoded therein, and associated methods
ATE310307T1 (de) * 1996-11-07 2005-12-15 Koninkl Philips Electronics Nv Datenverarbeitung von einem bitstromsignal
KR100594954B1 (ko) * 1997-08-26 2006-07-03 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 콘텐트 정보와 이와 관련된 추가 정보를 전송하는 시스템
CA2271042A1 (en) * 1997-09-02 1999-03-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Watermarking an information signal
JP2001513973A (ja) * 1997-12-22 2001-09-04 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 符号化信号への補足データの埋めこみ
US7602940B2 (en) 1998-04-16 2009-10-13 Digimarc Corporation Steganographic data hiding using a device clock
US6782115B2 (en) 1998-04-16 2004-08-24 Digimarc Corporation Watermark holograms
US6608911B2 (en) 2000-12-21 2003-08-19 Digimarc Corporation Digitally watermaking holograms for use with smart cards
US6965873B1 (en) 1998-04-16 2005-11-15 Digimarc Corporation Electronic commerce using optical input device
KR100389857B1 (ko) * 1998-07-01 2003-07-04 삼성전자주식회사 워터마킹을 사용하여 시그니쳐 영상을 기록하고 복원하는 디지털 영상 코딩/디코딩장치 및 방법
JP4083302B2 (ja) * 1998-08-12 2008-04-30 株式会社東芝 動画像スクランブル／デスクランブル装置
ID25532A (id) 1998-10-29 2000-10-12 Koninkline Philips Electronics Penanaman data tambahan dalam sinyal informasi
DE69930143T2 (de) * 1998-11-17 2006-11-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Extrahieren von zusatzdaten in einem informationssignal
JP3768705B2 (ja) * 1998-11-27 2006-04-19 キヤノン株式会社 電子透かし埋め込み装置、出力制御装置及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP2000350013A (ja) * 1999-03-31 2000-12-15 Victor Co Of Japan Ltd 透かしデータ埋め込み装置、透かしデータ埋め込み方法、伝送方法、記録媒体、透かしデータ読み出し装置及び透かしデータ読み出し方法。
US7164413B2 (en) 1999-05-19 2007-01-16 Digimarc Corporation Enhanced input peripheral
CN1327585A (zh) * 1999-07-02 2001-12-19 皇家菲利浦电子有限公司 根据灵活格式附加水印密钥
US6823019B1 (en) * 1999-07-30 2004-11-23 Agere Systems Inc. Reduced DC transients in a sigma delta filter
US7188186B1 (en) * 1999-09-03 2007-03-06 Meyer Thomas W Process of and system for seamlessly embedding executable program code into media file formats such as MP3 and the like for execution by digital media player and viewing systems
KR100762722B1 (ko) * 1999-10-06 2007-10-09 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 1차원 정보 신호들에 워터마크들을 삽입 및 검출하기 위한방법 및 장치
ID30253A (id) * 1999-12-21 2001-11-15 Koninkl Philips Electronics Nv Pelekatan sinyal informasi digital pertama ke sinyal informasi digital kedua untuk transmisi melalui suatu media transmisi
US6986048B1 (en) * 2000-01-24 2006-01-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Protecting content from illicit reproduction by proof of existence of a complete data set using security identifiers
US6768709B2 (en) 2000-02-23 2004-07-27 Doug Carson & Associates, Inc. Hiding digital data in a digital audio or video carrier signal
US6717899B1 (en) 2000-02-23 2004-04-06 Doug Carson & Associates, Inc. Optical disc hidden data technique
JP2003534579A (ja) * 2000-05-22 2003-11-18 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ウォーターマークの挿入および抽出
US20020021808A1 (en) * 2000-05-31 2002-02-21 Keiichi Iwamura Image processing apparatus, image processing method and storage medium
JP2002057997A (ja) * 2000-06-01 2002-02-22 Sony Corp コンテンツデータ、データ記録媒体、データ記録方法及び装置、データ再生方法及び装置、データ送信方法及び装置、データ受信方法及び装置
JP2001357622A (ja) * 2000-06-13 2001-12-26 Sony Corp コンテンツデータ、データ記録媒体、データ記録方法及び装置、データ再生方法及び装置
KR20020088086A (ko) * 2001-01-23 2002-11-25 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 압축된 정보 신호를 워터마킹하는 방법
CN1319027C (zh) * 2001-07-27 2007-05-30 皇家菲利浦电子有限公司 在信号内辅助数据的植入
US7095872B2 (en) * 2001-08-28 2006-08-22 University Of North Carolina At Charlotte Automated digital watermarking methods using neural networks
CN100380493C (zh) 2001-09-05 2008-04-09 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于直接流数字信号的坚韧水印
WO2003052680A1 (en) 2001-12-18 2003-06-26 Digimarc Id System, Llc Multiple image security features for identification documents and methods of making same
WO2003056507A1 (en) 2001-12-24 2003-07-10 Digimarc Id Systems, Llc Systems, compositions, and methods for full color laser engraving of id documents
US7694887B2 (en) 2001-12-24 2010-04-13 L-1 Secure Credentialing, Inc. Optically variable personalized indicia for identification documents
US7728048B2 (en) 2002-12-20 2010-06-01 L-1 Secure Credentialing, Inc. Increasing thermal conductivity of host polymer used with laser engraving methods and compositions
WO2003056500A1 (en) 2001-12-24 2003-07-10 Digimarc Id Systems, Llc Covert variable information on id documents and methods of making same
US7231061B2 (en) * 2002-01-22 2007-06-12 Digimarc Corporation Adaptive prediction filtering for digital watermarking
JP3554825B2 (ja) * 2002-03-11 2004-08-18 東北大学長 電子透かしシステム
US7824029B2 (en) 2002-05-10 2010-11-02 L-1 Secure Credentialing, Inc. Identification card printer-assembler for over the counter card issuing
WO2004049242A2 (en) 2002-11-26 2004-06-10 Digimarc Id Systems Systems and methods for managing and detecting fraud in image databases used with identification documents
US7712673B2 (en) 2002-12-18 2010-05-11 L-L Secure Credentialing, Inc. Identification document with three dimensional image of bearer
DE602004030434D1 (de) 2003-04-16 2011-01-20 L 1 Secure Credentialing Inc Dreidimensionale datenspeicherung
US7409002B2 (en) * 2003-09-30 2008-08-05 Intel Corporation Signal modulation
US7744002B2 (en) 2004-03-11 2010-06-29 L-1 Secure Credentialing, Inc. Tamper evident adhesive and identification document including same
WO2005088608A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of inserting digital watermarks in one-bit audio files
CN1989546B (zh) * 2004-07-20 2011-07-13 松下电器产业株式会社 语音编码装置和语音编码方法
GB2409956B (en) * 2004-09-01 2005-12-07 Ace Records Ltd Audio watermarking
CN100387062C (zh) * 2005-07-01 2008-05-07 中山大学 一种带补偿的保护mpeg-2视频数据的方法
WO2007086029A2 (en) * 2006-01-30 2007-08-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Search for a watermark in a data signal
JP2008131282A (ja) * 2006-11-20 2008-06-05 Sony Corp 映像伝送方法、映像伝送システム及び映像処理装置
KR20100079121A (ko) * 2008-12-30 2010-07-08 주식회사 동부하이텍 이미지 인코더 및 이미지 인코딩 방법
US8345569B2 (en) * 2009-11-23 2013-01-01 Dialogic Corporation Multiple watermarks for fidelity assessment
US9183838B2 (en) * 2013-10-09 2015-11-10 Summit Semiconductor Llc Digital audio transmitter and receiver
US9620133B2 (en) * 2013-12-04 2017-04-11 Vixs Systems Inc. Watermark insertion in frequency domain for audio encoding/decoding/transcoding
US10573329B2 (en) * 2017-05-31 2020-02-25 Dell Products L.P. High frequency injection for improved false acceptance reduction
US10798566B2 (en) 2018-12-05 2020-10-06 At&T Intellectual Property I, L.P. Securely conveying location and other information in advanced networks
US11537690B2 (en) 2019-05-07 2022-12-27 The Nielsen Company (Us), Llc End-point media watermarking
CN113727105B (zh) * 2021-09-08 2022-04-26 北京医百科技有限公司 一种深度图压缩方法、装置、系统及存储介质

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5757910A (en) * 1993-04-06 1998-05-26 Goldstar Co., Ltd. Apparatus for preventing illegal copying of a digital broadcasting signal
US5365586A (en) * 1993-04-09 1994-11-15 Washington University Method and apparatus for fingerprinting magnetic media
JP2837105B2 (ja) * 1994-01-05 1998-12-14 三星電子株式会社 テレビ信号中に埋め込まれたディジタル信号に対するシグマ−デルタ・アナログ−ディジタル変換機能を備えた受信器
US5568570A (en) * 1994-09-30 1996-10-22 Eastman Kodak Company Method and apparatus for reducing quantization artifacts in a hierarchical image storage and retrieval system
US5889868A (en) * 1996-07-02 1999-03-30 The Dice Company Optimization methods for the insertion, protection, and detection of digital watermarks in digitized data
US5809139A (en) * 1996-09-13 1998-09-15 Vivo Software, Inc. Watermarking method and apparatus for compressed digital video

Also Published As

Publication number Publication date
EP0900500B1 (en) 2007-02-21
ID20307A (id) 1998-11-26
CN1183771C (zh) 2005-01-05
HUP0000832A3 (en) 2002-09-30
KR20000064790A (ko) 2000-11-06
HUP0000832A2 (en) 2000-07-28
DE69837131T2 (de) 2007-11-08
MY120224A (en) 2005-09-30
KR100578952B1 (ko) 2006-10-24
CZ306598A3 (cs) 1999-02-17
UA42863C2 (ru) 2001-11-15
WO1998033324A2 (en) 1998-07-30
JP2000509587A (ja) 2000-07-25
EP0900500A2 (en) 1999-03-10
PL329943A1 (en) 1999-04-26
JP3929501B2 (ja) 2007-06-13
CN1234944A (zh) 1999-11-10
ATE354916T1 (de) 2007-03-15
WO1998033324A3 (en) 1998-11-12
DE69837131D1 (de) 2007-04-05
US6157330A (en) 2000-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2201039C2 (ru) Вставка дополнительных данных в кодированный сигнал
US6507299B1 (en) Embedding supplemental data in an information signal
US6345145B1 (en) Signal recording/reproducing method and apparatus, signal record medium and signal transmission/reception method and apparatus
US6574349B1 (en) Embedding and extracting supplemental data in an information signal
KR100589706B1 (ko) 인코딩된 신호에 보충 데이터를 삽입하는 장치 및 방법
EP1119827A1 (en) Embedding auxiliary data in an information signal
MXPA00006404A (es) Inclusion de datos suplementarios en una señal de informacion
MXPA99007705A (en) Embedding supplemental data in an encoded signal
CZ20002445A3 (cs) Způsob vkládání doplňkových dat do informačního signálu, zařízení pro jeho provádění, informační signál a nosič dat
MXPA00007002A (en) Embedding and extracting supplemental data in an information signal