TW200945098A - Method of embedding data in stereo image - Google Patents

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200945098 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於將一浮水印嵌入至一聲訊信號中 之方法及一種用於確定一聲訊信號中之一浮水印之方法。 另外’該方法係關於一種用於將一浮水印嵌入至一聲訊信 號中之嵌入器及一用於確定一聲訊信號中之一浮水印之備 測器。該方法進一步關於一種電腦程式產品，其經配置以 用於啟用一電腦系統以實施本發明之該等方法中之任一 者。 【先前技術】 隨著内容之線上數位分配的出現，數位權利管理（Drm) 系統在致力於限制對數位媒體或裝置之不合法使用過程中 已變得必不可少。DRM系統之一主要部分採用浮水印嵌 入，此乃因此防止權利（如最終由浮水印發信通知）與内容 脫開。以此方式，聲訊串流本身可用作權利認證。此外， 内容提供者可採用對非法内容之法律追蹤以試圖發現分配 源。 聲訊編碼上下文中之重要發展係使用參數編碼技術。此 上下文中之第-發展係頻譜帶複製（SBR)。咖在is〇/iec ⑷96·3:2。·11"1.1:2_中標準化且藉由以-既定位元速 率增加聲訊頻寬或藉由以―既^品質位準改良編碼效率來 提供改良低位元速铸減語音編碼解^之絲之可能 性。獄以聲訊壓縮演算法有效地對高頻率進行編碼。當 結合SBR使用時，基本編碼器僅負責傳輪頻譜之較低部 137644.doc 200945098 分。SBR解碼器產生較高頻率，此主要係習用波形解碼器 之後之一後處理。代替傳輸頻譜，SBR基於一對在基本編 碼器中所傳輸之較低頻率之分析在解碼器中重構較高頻 率。為確保一準確之重構，在經編碼位元串流中以一極低 之資料速率傳輸某些引導資訊。與AAC組合之SBR已成功 在市場上開發，且其亦稱為HE-AAC或aacPIus。 .一第二發展係參數編碼器SSC，其已在ISO/IEC 14496-3:2001/Amd.2:2004中標準化。SSC剖析瞬態、雜訊及正弦 φ 分量中之聲訊或語音信號。此等分量隨後被參數化且被有 效地編碼為一位元串流。SSC標準亦規定一將參數編碼器 擴展為立體之參數立體（PS)工具。一參數立體編碼器抽取 一聲訊信號之立體影像之一參數表示，然而以一習用方式 僅對原始信號之一單聲道表示進行編碼。立體影像資訊被 表示為一小量之高品質參數立體資訊且連同單聲道信號在 位元串流中傳輸。基於該參數立體資訊，解碼器能夠再生 體影像。立體參數包括：通道間強度差（IID)、通道間關連 ® 性或相干性（ICC)及（視情況）通道間時間或相位差 (ITD/IPD)。此外，PS工具可與編碼解碼器（例如，HE-AAC)組合。此已產生HE-AAC v2或增強型aacPIus ’其係 一提供位元速率之一顯著減小之編碼器’該等位元速率之 該顯著減小已達成具成本效益之行動音樂下載。 最近，參數立體編碼之概念已擴展為多通道聲訊之編 碼。此已產生MPEG環繞聲規範（ISO/IEC 23003-1:2006或 MPEG-D)。與PS類似，一 MPEG環繞聲解碼器能夠藉助空 137644.doc 200945098 間影像參數將一（單聲道或立體）下降混合上升混合為多通 道0 國際專利申請案w〇 02/29808揭示使用立體聲聽覺之原 理，在於將具有一低於一臨限值之耳間相位差（lpD)之頻 率分量設定為零。可插入一呈聽覺上不可感知之新資訊形 式之浮水印代替設定為零之頻率分量之相位。 在以上將一浮水印嵌入至一聲訊信號中之方法中，存在 一問題：用於嵌入一浮水印之能力係相當有限，此乃因該 浮水印至少應係人類大致感知不到。此可導致該浮水印係 相對低速率或不穩健。 因此’ -種將-浮水印嵌入至一聲訊信號中之經改良方 法將係有利，且特定而言，—種將―浮水印嵌人至一聲訊 信號中之更有效及/或穩健之方法及/或一種具有增加之能 力之將-浮水印嵌人至—聲訊信號中之方法將係、有利。另 外’-種與-聲訊信號之編碼方案無關之將—浮水印嵌入 至該聲訊信號中之經改良方法將係有利。 τ敗，、王一巴枯一 信號對之聲訊信號中之有效方法。本發明之—目標亦係提 供-種穩健加浮水印方法。本發明之—其他目標係提供一 種可與聲訊信號之各種編碼方荦一 々系问使用之加浮水印方 法。本發明之-其他目標係提供先前技術之 【發明内容】 $ 因此，意欲藉由提供—種用 用於將浮水印嵌入至一聲訊 信號中之方法在本發明之一第一離 弟態樣中獲得上述目標及數 137644.doc 200945098 個其他目標，該方法包括以下步驟： (a) 接收包括一信號對之聲訊信號； (b) 導出該聲訊信號⑷之至少一個原始空間影像參數， 該至少—個原始空間影像參數包括通道間強度差及/或通 道間關連性； 遇 ()將#水印嵌入至該至少一個原始空間影像參數 (ICC)中以便獲得至少一個經變更之空間影像參 數；及 ❹ ❹ 建構-包括來自該信號對之一經變更信號對之經加 洋水印之聲訊信號’該經加浮水印之聲訊信號包括該至少 一個經變更之空間影像參數。 傳統加浮水印技術（尤其是低位元速率之加浮水印方法） 大多數將其浮水印定位於"感知之邊緣"處。若欲藉由一傳 統（非參數）聲訊編碼器對（例如）_正常PCM聲訊信號進行 編碼，則將大量去棄聲訊頻譜之不相關部分。因此，為添 加:不可聞之浮水印，留下極有限之餘裕空間。由聲訊編 碼器丢棄之部分通常由—心、理聲學模型控制，該模型係一 能夠估測感知降級之模型。由於對感知降級之估測固有地 觉限於該㈣之正d因此聲訊錢之由—浮水印引入 何額外改變可能產生感知降級。因此，留下之唯— 裕空間係在感知之邊緣上。 、 相反本發明之方法依賴於呈自至少一個原始空間影像 參數導出之參數形式之立體影像之統計態樣。 °亥方法係關⑨將—浮水印截入至至少-個空間影像參數 137644.doc 200945098 (即至少一個關於聲訊信號之立體影像之參數）中及/或嵌入 至自此至少一個空間影像參數導出之參數中。此等參數可 (例如）係聲訊信號之標準化協方差矩陣之特徵值或其比 率，或其可係原&空間影像參數本身中之一者或兩者。 將一浮水印嵌入至至少一個原始空間影像參數中或嵌入 至自一立體或多通道信號之空間影像參數導出之參數中可 提供該立體或多通道影像之一小或察覺不到之變更，即建 構該立體或多通道信號之空間感知之感知屬性。在稍微變 更之立體或空間影像之情況下，經變更之信號對將與原始 化號對僅稍微不同。因此，由於人類聽覺系統之感知傷限 性，感知上經變更之信號對與原始信號對應相同。 本發明係特定但並非排他性地有利，在於其使得在不考 慮已使用何種編碼方案對立體或多通道聲訊信號進行 之情況下將-浮水印欲入立體或多通道聲訊信號中成為可 能。因此，本發明之方法亦可用於將一浮水印嵌入至一經 參數編碼之立幾或多通道信號中。另夕卜，本發明係有利、， 在於其提供將-浮水印嵌人至—立趙或多通道聲訊信號中 之一穩健拔入。 若所接收之聲訊信號係在時域中，則其中該方法可在步 驟⑷與步驟（b)之間包括-額外步驟，其中該額外步驟包 括將時域信號轉換為頻域，且其中該方法可包括將經加浮 水印之信號轉換回時域之一其他步驟。在此實例中，可較 佳地類似於人類聽覺系統在頻帶中分析頻域信號，且可在 每一頻帶上執行換入。 I37644.doc 200945098 對=另=該方法之步驟(d)中之建構包括將信號 對乘以-_料3^構經變更之㈣對 Π::變更之至少一個空間影像參數。根據= 替代隸，步驟⑷中之建構包括將信號對乘以 矩陣’其中該建構矩陣作為—分解矩陣與—重構矩陣之構 乘精可獲得，纟中該分解矩陣經配置以在與該信號對相乘 時將該信號對分解為兩個大致正交之信號且其中該重構矩 陣經配置以在與該等大致正交之信號相乘時建構該經變更 之仏號對，該經變更之信號對依從於經變更之至少一個空 間影像參數。 1 根據又一態樣，步驟（C)之嵌入包括以下步驟： (Cl)量化至少一個原始空間影像參數以獲得至少一個經 量化之空間影像參數； (c2)將資料喪入至該至少一個經量化之空間影像參數中 以獲得至少一個經變更經量化之空間影像參數；及 ❷ (c3)反量化該至少一個經變更經量化之空間影像參數以 獲得該至少一個經變更之空間影像參數。 步驟（cl)中之量化可對應於一量化步長，且被嵌入至該 至少一個經量化之空間影像參數中之資料可較佳小於步驟 (C1)中之量化步長。有利地，欲嵌入之資料係小於量化步 長°舉例而言，若該量化步長係基於最小可覺差（jnd)， 則此將導致加浮水印之前與加浮水印之後聲訊信號之間的 感知不到之差別。反量化步驟（c3)可因此對應於一比（cl) 中之量化步長小之量化步長β 137644.doc -9- 200945098 根據一替代實施例，該方法之步驟（c)包括以下步驟： (“)藉由一映射函數映射至少一個原始空間影像參數以 獲得至少-個經映射之空間影像參數，其中該映射函數之 感知效應係大致線性； ㈣將資料嵌人至該至少—個經映射之空㈣像參數中 以獲得至少-個經變更經映射之空間影像參數；及 ⑽對該至少—個經變更經映射之空間影像參數執行一 逆映射作業以獲得該至少—個經變更之空間影像參數其 中該逆映射作業係該映射函數之逆作業。 當在對數標量上界定IID且將ICC界定為標準化交又相關 時，即： =101〇g1〇 ^ iccnom = 其中Λ及分別表示信號…之冪，〜表示非標準化交叉 相關’下式給出如步驟(c4)中之實例性映射函數： HDlin 气 其中//d以表示感知上為線性之IID值且α(例如㈣13叫 及兮（例如，9=0.66)係常數且 icclin \ICCnonn ~d 其中c(例如 c=-2/49)及c/(例如^ 〇係常數。 137644.doc 200945098 在此情況下，下式給出步驟（c6)之逆映射函數： IIDlm ΙΙϋ^-ψ5：\{—), ICCnorm=c-ICC2norm+d 0 應注意，對於後一方程式而言，期望將之值限定 在範圍[-1，1]中。

人類聽覺系統對一 dB網格上之IID或一線性表示上之ICC 上之立艎參數之改變並非同樣敏感。舉例而言，人們對在 大約0之強度差處（左邊與右邊同樣強）比（例如）在+20 dB處 (左邊強於右邊）之改變更加敏感。 在此實施例中，在此域中操縱該等參數，此乃因可預測 感知效應。在操縱之後，應用逆映射函數以返回原始域。 此映射原始空間影像參數以使該映射之感知效應係大致線 性之方式提供一感知不到或幾乎感知不到之加浮水印方 法。 根據該方法之又一態樣’嵌·入資料之步驟（C5)包括：使 欲嵌入之資料與一預定圖案相關聯；且嵌入該預定圖案。 根據此態樣’代替將浮水印有效荷載直接嵌入至聲訊信號 中’使每一浮水印符號與一圖案相關聯，且然後嵌入此圖 案。舉例而S，浮水印符號〇(例如）可關聯至圖案[a、a、 a ^ -a.. ]’而符號1可與[-a、a、-a、a...]相關聯。因此，嵌 入一序列0010將產生兩次圖案[a、_a、a、_a…]，後跟一次 [-a、a、-a、a···]且最後再次後跟[a、_a、a、_& ]。 137644.doc -11- 200945098 根據該方法之又一態樣， ‘、 另外以一偽隨機位元序列對欲 在步驟⑽中嵌人之資料進行編竭，#中欲之該資料 包括循環移位由資料有效荷載表示之-偏移之偽隨機位元 序列在此態樣中，欲編碼之該資料可由如下—循環旋 (時間改變）圊案組成： 符號0 可對應於[〇.3、〇.2、-0.2^ 符號1可對應於 符號2可對應於mm、μ、0.3、〇 2、< 2、qm 等。 可沿時間或沿頻率方向(在不同頻帶上)或甚至沿時間及頻 率方向應用此等圖案。 根據另一實施例，該方法進一步包括該等以下步驟： (f〇)將時域乜號（A)轉換至頻域，其中在步驟（a)與步驟 (b)之間實施步驟（f〇)，及 (Π)將信號對分解為兩個大致正交之信號且將在步驟（d) 中導出之兩個大致正交之信號分量之主信號分量自頻域轉 換至時域以獲得一時域主信號分量； (f2)將該時域主信號分量儲存在一伺服器處；及 (f3)儲存與該對相關聯之空間參數。 此態樣係關於伺服器側嵌入預編碼，可藉助參數立體或 多通道信號執行該伺服器側嵌入預編碼《兩個大致正交信 號分量之主信號分量係該兩個信號分量中之一者，其幕最 大。 根據關於飼服器側嵌入預編瑪之方法之一態樣，該方法 137644.doc -12- 200945098 之步驟（C)包括： (c7)藉由一映射函數映射至少一個原始空間影像參數以 獲得至少一個經映射之空間影像參數，其中該映射函數之 感知效應係大致線性； (e8)將該至少一個經映射之空間影像參數儲存在伺服器 處。該方法可進一步包括以下步驟： (g)接收對媒體内容之一請求； (c9)將個別化之資料嵌入至至少一個經映射之空間影像 〇 參數中以獲得至少一個經變更經映射之空間影像參數；及 (c 10)執行該至少一個經變更經映射之空間影像參數之一 逆映射作業以獲得至少一個經變更之空間影像參數，其中 該逆映射作業係映射作業之逆作業。 根據關於伺服器側嵌入預編碼之方法之另一態樣，建構 經加浮水印之聲訊信號之步驟（d)包括藉由以下步驟將至少 一個經變更之影像參數與聲訊即自聲訊信號導出之單聲道 位元串流組合： ® (dl)自伺服器擷取該單聲道位元串流； (d2)自該至少一個經變更之影像參數建構一參數立體位 凡串流，及 (d3)將該所擷取之單聲道位元串流及該所建構之參數立 體位元串流多工為一呈一個別化位元串流形式之經加浮水 印之聲訊信號。 對於該方法之所有實施例而言，至少一個原始空間影像 參數可進一步包括通道間相位差（IPD)及/或通道間時間差 137644.doc -13· 200945098 (ITD)。 另外，本發明係關於—種偵測一聲訊信號中之一浮水印 之方法中該信號包括至少-個空間影像參數，其中該 至夕冑空間影像參數包括ϋ道間強度差及/或通道間關 連性’該方法包括以下步驟： (h)擷取聲訊信號； (1)自乂加浮水印之聲訊信號中抽取至少一個空間影像參 數；及 (j)藉由將該至少一個空間影像參數與一一或多個參考值 比較或藉由確定該至少一個空間影像參數與一或多個參考 圖案之間的關連性來確定一浮水印。 在一或多個參考圖案之情況下，確定經變更之空間影像 參數與可能圖案合適之關連性或可能性以便識別作為最合 適圖案之浮水印。偵測一浮水印之方法包括確定聲訊信號 中疋否存在一浮水印之目標。舉例而言，若步驟⑴之結果 係至少一個空間影像參數等於一參考空間影像參數則可 斷定聲訊信號中不存在浮水印。若步驟⑴之結果係至少— 個空間影像參數與一參考值不同或其與一參考圖案之間的 關連性與1不同，則可斷定聲訊信號中存在一浮水印。因 此，步驟⑴中之措辭"確定一浮水印（determining还 watermark)"意味著涵蓋對是否存在一浮水印之確定以及對 該浮水印之内容及效應之確定。 根據另一實施例，本發明係關於一種用於將一浮水印嵌 入至一聲訊信號中之嵌入器，該嵌入器包括： 137644.doc •14- 200945098 -一接收器，其用於接收該聲訊信號，該聲訊信號包括一 信號對； -一處理器，其經配置以用於： -導出該聲訊信號之至少一個原始空間影像參數，該至 少一個原始空間影像參數包括通道間強度差及/或通道間 關連性； -將一浮水印嵌入至自該至少一個原始空間影像參數導 出之參數中以便獲得至少一個經變更之空間影像參數； 〇 -建構一包括來自該信號對之一經變更信號對之經加浮 水印之聲訊信號’該浮水印聲訊信號具有該至少一個經變 更之空間影像參數。 根據另一實施例，本發明係關於一種用於自一聲訊信號 偵測一浮水印之偵測器，其中該聲訊信號包括至少一個影 像參數，其中該至少一個空間影像參數包括通道間強度差 及/或通道間關連性，該偵測器包括： -操取構件，其用於擷取該聲訊信號； ® 一處理器，其經配置以用於： -自該經加浮水印之聲訊信號中抽取該至少一個空間影 像參數；及 -藉由將該至少一個空間影像參數與一或多個參考值比 較來確定一浮水印。 用於偵測一浮水印之偵測器之處理器經配置以用於確定 孚扒I7同樣，術語”確定一浮水印（determine a watermark)" 意味著涵蓋對是否存在一浮水印之確定以及對該浮水印之 137644.doc -15· 200945098 内容及效應之確定。 根據又一態樣，本發明係關於一種電腦程式產品，其適 於啟用一包括至少一個具有與其相關聯之資料儲存構件之 電腦之電腦系統以實施根據本發明之一或多個方法。 該方法之實施例可實施為一電腦程式產品，其適於啟用 一包括至少一個具有與其相關之資料儲存構件之電腦之電 腦系統以根據本發明之不同態樣控制一嵌入器或—偵測 器。可在任一種類之電腦可讀媒體上或經由一網路提供此 一電腦程式產品。 本發明之個別態樣可各自與其他態樣中之任一者組合。 參考所述實施例自以下說明將顯而易見本發明之此等及其 他態樣。 【實施方式】 圖1係一表示一根據本發明之一實施例之將一浮水印嵌 入至一聲訊信號中之方法100之流程圖。方法1〇〇開始於步 驟S且繼續至步驟a，其中接收一包括一信號對卜r之聲訊 信號A。該聲訊信號可係一立體信號或一多通道信號。在 下一步驟（步驟b)中，導出聲訊信號A之至少一個原始空間 影像參數。該至少一個原始空間影像參數包括通道間強度 差11〇及/或通道間關連性ICC。該至少一個原始空間影像 參數可額外包括通道間相位差IPD及/或通道間時間差 ITD。在後續步驟（步驟c)中將一浮水印嵌入至自該至少 一個原始空間影像參數IID、ICC導出之參數中以便獲得至 少一個經變更之空間影像參數IID·、ICC,、nD，idx、 137644.doc 200945098 ICC idx。在一個實施例中， 该至J 一個原始空間影像參 數、ICC導出之參數可係原始而pq & & A & ώ丄 始二間影像參數IID、ICC本 之_者或兩者。在下—步驟（步驟#中自信號對！ ” ^構-經加浮切之聲訊信心，該經加浮水印之聲訊信 唬A匕括一經變更之信號對丨·、γ 且該紐加洋水印之聲訊信 號Α包括該至少一個經變更办 心工間影像參數IID'、ICC'。 該方法結束於步驟E。可以各種 分稷方式實施步驟c及d ;下文 將闡述幾個實例。

圖2係用於將一浮水印嵌入至秘换 主立體聲訊信號中之方法 之一實施射之資料流之概略功能流程圖。 將一包括-左-右信號對】、Γ之聲訊信號A輸入至㈣

令’其中（例如）藉由使用—如下之矩陣作業將聲訊信號A 之左-右信號對卜r分解為兩個正交或接近正交之信號y丨、 yi' 〇 〇係一2 X 2矩陣，該矩陣具有係以下兩個原始空間影像參 數中之一者或其兩者之一函數之分量：通道間強度差nD 及一通道間關連性ICC。若考量左通道與右通道之間的相 位差，則該關連性可被分解為一通道間相干性及一第三立 體影像參數、一通道間相位差IPD或通道間時間差ITD。 可以數種方式進行該左-右分解。此等方式中之一種係 藉助協方差矩陣之一奇異值分解（SVD)。可如以下界定該 協方差矩陣： •17· 137644.doc 200945098

Pir^i ar lPlr〇-,〇-r 協方差矩陣c可以一與總體信號位準無關之形式c表 達，其由左信號及右信號分別使用其算術平均值” «表示： 幕 C = 〇VtrrC：„，其中 σι 〇 ' ~ Plr C„= ^ ar

Pir — L a」 因此’ CM完全由IID(</£^)及ICC(Pfr)參數界定。 ❹ 自之SVD導出分解作業C):

C„=u .S.V 其中0=F=y，且5係一包含特徵值之對角矩陣。此等特徵 值包含所得正交信號y丨、y2之冪。 因此，量測該聲訊信號之該左-右信號對丨、r之IID及Icc 且計算該Cn矩陣。應用SVD以便獲得旋轉矩陣〇。最後， 在該左-右信號對卜r上應用該旋轉矩陣〇以獲得正交或接 ❿ 近正交之對yi、h。由於人類聽覺系統對IID及ICC值之小 偏差（如（例如）PS中由量化指示）相對不敏感，因此如文下 所解釋，將浮水印信號嵌入於此空間中，以使其係感知不 到或幾乎感知不到。 在塊11中’例如藉助一量化作業Q將IID及ICC量化為經 量化之空間影像參數IIDidx及ICCidx。在塊12中，隨後將嵌 入信號ES或浮水印添加至該等經量化之空間影像參數 137644.doc -18 · 200945098 IIDidx及ICCidx。該浮水印或嵌入信號Es較佳呈該等經量化 之空間影像參數IIDidx& ICCidx之小偏差之形式。該嵌入之 結果係經變更經量化之空間影像參數IIDidx+IIDdeita& ICCidx+ICCdelta。作為一簡單嵌入實例：假定nD量化器索 引之原始序列係[3、4、]，則喪入之後 •此序列可形如[3.125、4.0、〇.625、_8.125、4 375、6 〇、 • 5.375...]。在此情況下，對於每一 nD值而言，已對一三個 位元之值（八個步長）編碼。 ❹ 隨後，在塊12中，藉助逆映射Q·1將經變更經量化之空 間影像參數IIDidx+IIDdeltj 10‘+耽_轉變回原始域。 逆映射Q-1之結果係經變更之立體參數nD，、ICC，。由於此 等經變更之立體參數肋，、1(：(：，，可計算一協方差矩陣^ 且可應用一 SVD以獲得另一旋轉矩陣〇,。計算此矩陣〇,之 逆〇 。右IID及1CC參數未改變，則矩陣作業〇，-ι將係旋轉 矩陣Ο之逆作業。藉由此方法，已在無感知後果之情況下 將輸入k號對卜r之原始立體影像稍微變更為信號對1，、 r。由於此作業未恢復正確的nD，因此可在矩陣作業〇η 之後藉由應用一額外對角增益矩陣來變更該nD。此將不 影響關連性參數。 在塊14中，將正交或接近正交之對y〗、y2應用至矩陣0，-1 以便再現一具有一經稍微變更之信號對、r，之聲訊信號 因此，此經稍微變更之信號對丨，、γ構成一與原始聲訊 信號A’相比具有一經稍微變更之空間影像之聲訊信號a，或 包括在該聲訊信號A'中。 I37644.doc -19- 200945098 。十算上，經變更之信號對丨'、r，作為該原始信號對卜r與 -建構矩陣N之-乘積可獲得，纟中建構矩陣N作為一分 解矩陣N1與一重構矩陣N2之一乘積可獲得。 基於立艘影像參數之另一正交或接近正交之轉換用於參 數立體及MPEG環繞編碼器及解碼器内。下式給出此分 解： 一 σ, cos(a + /?) σ, sin(a + β) Ty{' yx' στ cos(-a + β) ar sin(-a + β)\_γ2 =0 入 其中妁W係兩個正交或接近正交之信號，且“”係nD及 ICC參數之兩個導數： —arccos(/CC) β = tan(—~— arctan(a)) σ2 +cr, 上文已闞述原始空間影像參數包括11(：及IDD。然而，應 注意其可進一步包括通道間相位差（IPD)&/或通道間時間 差（ITD)。 圖3係用於將一浮水印嵌入至一立體聲訊信號中之方法 之一實施例t之資料流之另一概略功能流程圖，在此情況 下聲訊#號A係在時域中。在圖3中亦可找到圖2之元素 10、11、12、13及14且將不再對其進行進_步詳細闡述。 在塊10中之分解之前’圖3中所揭示之方法與圓2中所揭 一額外塊9將時 示之方法相比包括一額外步驟。在圖3中 域聲訊信號轉換至頻域。塊10-14對應於圖2中之塊 137644.doc •20· 200945098 然而，塊Μ之、结果係-在㈣中之經加·浮水印之聲訊信 號。在圖3中，提供-將該經加浮水印之信號轉換回時域 之其他塊15。來自塊15之輸出係一具有經變更之信號對 r’之經加浮水印之聲訊信號Α。圖3之功能流程圖中所 述之方法之-優點係可較佳地類似於人類聽覺系統在頻帶 中分析一㈣冑訊信H且可在冑一頻帶上執行嵌入 MB。與在時域中運作之浮水印系統相比，此將提供一較 高之加浮水印能力。 β 圖4係用於將-浮水印嵌人至—立體聲訊信號中之方法 之一替代實施例中之資料流程之概略功能流程圖。 在圖4中亦可找到圖3之元素9、1〇、12及14、15，且將 不再對其進行進一步詳細闡述。圖4中之元素丨丨，及13•對應 於圖3中之元素丨丨及^，但在圓4中，塊u•並非一量化函數 但係一映射函數Ml且塊13,並非一反量化作業但係一逆映 射作業M2，其中逆映射作業M2係映射函數M1之逆作業。 應注意，映射函數Ml可係一量化函數但並不侷限於此類 攀型之函數。 根據圖4中所揭示之替代實施例，執行塊^，中至少一個 原始空間影像參數IID及/或ICC之旨在獲得至少一個經映 射之空間影像參數IIDidxflt、ICCidxfit之藉由一映射函數mi 之映射，以使該映射函數之感知效應係大致線性。 欲嵌入至該至少一個經映射之空間影像參數IIDid山、 ICCidxm中以獲得至少一個經變更之映射空間影像參數 IIDidxfit+IIDdelta、iCCidxflt+ICCdelta 之嵌入資料或嵌入作號 137644.doc -21 · 200945098 如圖4中所示，浮水印符號〇可關 ，而浮水印符號1可與[_a、a、-a、 序列0010將產生兩次圖案[&、4、 -a、a.·.]且最後再次後跟[a、_a、 ES可關聯至一預定圖案。 聯至圖案[a、-a、a、_a 3 a…]相關聯e因此，嵌入一 a、-a…]，後跟一次卜& & ]如以上所述，在一偽隨機序列之情況下，該圖 案可由Γ循環旋轉（時間改變）圓案組成。亦應注意，可沿 時間或沿頻率方向（在不同頻帶上）或甚至沿時間及頻率方 向應用此等圓案。值"a"相依於其中嵌入發生之域。在索 引域(即；自-個值(例如，+3)去往下一個(例如域二 通常表TF帛小可覺差（JND)，且在此情況下Y通常表示 << 1之值。通常’變量"a"小於jNd。 在塊13中，對至少一個經變更之映射空間影像參數 IIDidxfh+IIDdelta、ICCidxfit+ICCdeh^ 行一逆映射作業以便 獲得至少一個經變更之空間影像參數11〇，、icc，，其中逆 映射作業M2係映射函數mi之逆作業。 最終，在塊16中，使用塊16中之舊型編碼器對經變更之 聲訊信號A’進行編碼以便提供一輸出位元串流BS。為改良 穩健性，可針對一N個數目之訊框重複每一符號之資料嵌 入或在一偽隨機序列之情況下可在一數目之訊框上擴展圖 案0 在以上實施例中，IID、ICC及ITD參數用於嵌入浮水 印。原理上，亦可將一浮水印嵌入自此等參數確定之任何 參數中或嵌入自協方差矩陣C確定之參數中。舉例而古， 亦可將浮水印嵌入應用在標準化協方差矩陣^之特徵值 137644.doc -22- 200945098 (或其比率）上^«原理上，幾乎協方差矩陣之任一參數表示 T係用於浮水印嵌入之一基礎。然而’使用hd、we及 ITD具有以下優點：感知結果係可預測且其亦允許一穩健 浮水印，如將在下一實施例中所概述。 使用分段及一時間至頻率轉換（且反之亦然）將產生時間 以及頻譜拖影。在效應上，此意味著作業〇-丨·〇蒙受損 耗。此等損耗可限制欲嵌入信號之資料速率。 可如下將此等損耗歸類： 頻譜拖影：通常不可能量測完全矩形頻帶上之立體影像 參數，此乃因此將需要無限長之濾波器回應。 時間拖影：由於一必需之分析/合成窗口之重疊立體 影像提示被超時濾波（拖影）。 存在數個已知可加以應用以減少此等問題之對策，例 如： 口成分析方法。嵌入器考量由時間及頻譜拖影所導致之 效應且對此進行補償。此通常產生-具有稍高強度之嵌 入因此，需要特別謹慎以防止感知偵測能力》 使用具有不重疊區域之分析及合成窗口。偵測器僅在此 等區域内部量測。 在偵測器側開頻率窗口以防止量測分析/合成濾波器庫 之躍遷頻帶。然而，纽意此限制喪入資料速率。 雙極嵌入核心。疊加一雙極信號而非簡單地疊加一經偏 置信號》 實際上’可使用此等對策中之任一者或一組合。 137644.doc •23· 200945098 圖5係一表示根據本發明之自一經加浮水印之聲訊信號 中抽取一浮水印之一方法之一實施例中之資料流之功能流 程圖。 在塊21中分析一源自一浮水印嵌入器之立體信號A，從 而產生空間影像參數IID、ICC。在塊22中將此等空間影像 參數IID、ICC量化為索引nDidx、ICCidx且在塊23中反量 化。在塊24中自該等原始量測之IID及ICC值減去所得之經 量化值。以此方式，所得之IID及ICC值大多數僅包含浮水

印資料IIDdeita、ICCdelta。由於時間及頻譜拖影二者及應用 於信號之任一其他處理，此浮水印資料可降級。為（例如） 藉由應用關於已被應用之圖案之知識來抽取原始嵌入器信 號’將浮水印資料饋送至嵌入抽取器塊25。 圖6係一表示根據本發明之自一經加浮水印之聲訊信號 中抽取-浮水印《一方法之一替&實施例中之資料流之功 能流程圖。

圖6中顯示對應嵌入偵測器之一方塊圖。首先，在塊 中將輸人聲訊信號A自時域變換至頻域。隨後在塊31中 析該頻域信號以便導出空間影像參數nD、咖。以一與 於叙入類似之方式，在塊32中導出空間影像參數肋、κ 之線性、浮點索引叫㈣、ICCidx,flt。目此，對於每… 框’可導出頻率帶上 一 ㈣期間，可在塊33中之一回1 如下導出一（最小平方數）係數： α = {ρτΡγΡτχ > 137644.doc -24- 200945098 其中户表示圖案，例如， J [α，·α，α，-α，·..]且X係立體影像 參數集，例如， X 心，/"。針對一 N個數目之訊框收集係 數《。為確&原始嵌人符號’搜集係數^之統計。僅作為一 實:、可採用α之平均值作為一臨限值以用於符號偵測。 、χ上述類似之方式獲得同步》在此情況下，針對 -Μ個訊框集搜集係數α，其中、然後，應用所有不 同之偏移〇Q<iV以確^ N個訊框上之“之平均值中之最大對 比0

圖7及8係表示一根據本發明之用於將一浮水印板入至一 聲訊信號中之方法中之資料流之流程圖，纟中該方法包括 @服11預編碼。圖7及8中所揭示之方法可與參數立體組合 作為一有效伺服器側嵌入。 圖7表示一穩健伺服器侧嵌入預編碼中之資料流，而圖8 表示一個別化浮水印之一穩健嵌入中之資料流。 在圖7之塊40中，將一輸入聲訊信號Α之左/右信號對1、r 自時域轉換至頻域。隨後在塊41中分解所得之信號，從而 產生兩個大致正交之信號yl、y2以及一立體影像參數 IID、ICC(ITD)集》在該兩個大致正交信號中僅將主信 號分量yl傳輸至塊42 ,在塊42處其被轉換回至時域，且將 所知之主信號分量m傳輸至塊43且使用塊杓中之一舊型單 聲道編碼器LME對其進行編碼。將所得之單聲道位元串流 MBS儲存在在塊45處一内容伺服器^8處。 在塊44申藉助一映射函數L1將立體影像參數111)、IC(：映 137644.doc ^25- 200945098 射至線性感知域。亦將該經映射之空間影像索引（例如， 浮點空間影像索引IID丨dx，m、ICcidx,fh)儲存於塊45處之内 容伺服器CS上。 在圊8之表示一關於一個別化浮水印之嵌入與伺服器侧 嵌入預編碼協作之方法中之流程圖的流程圓中，向塊Μ處 之内容伺服器CS作出一請求RQST，例如，由一使用者作 出之一使用者請求。該請求可係（例如）對一特定歌曲之一

G 請求。在接收該請求之後，自該内容伺服器cs導出對應於 該歌曲之單聲道位元串流MBS及浮點空間影像參數 IIDidx，flt、ICCidx，flt。此外，建構一個別化之浮水印pwM。 隨後以一與結合圖4所揭示之嵌入類似之方式應用塊邨中 之嵌入E。在塊47中將所得之經變更映射立體影像參數 D l(ix，fit ICC idx，m 量化為 IID'idx、ICC’idx，且在塊 48 中建 構一PS位元串流PS BSe最後，在塊49中多工所得之單聲 道位元串流MBS及PS位元串流PS BS，從而產生一可被發 送至使用者之一個別化位元串流p BS。

圖9係一用於將一浮水印嵌入至一聲訊信號中及/或自言 聲訊信號中抽取一浮水印之裝置1〇〇之一圖示。因此，聋 置100可係-浮水印敌人H或—浮水㈣測器/抽取器。身 置100包括：一收發器50,其可接收及/或傳輸信號；一卷 處理器6G，其可運作以執行計算以便根據本發明之方法$ 一或多個實施職人或抽取浮水印；以及—記憶體或儲名 構件70’其用於本發明之方法之—或多個實施例中。 此說明書通篇使用之術語立體影像意指建構一立體信费 137644.doc -26 - 200945098 之空間感知之感知屬性。術語”協方差矩陣（covariance matrix)"意指呈多個信號之間的關連性之一矩陣形式之對 該等信號之一統計描述，即統計期望值作業。因此，協方 差矩陣描述一統計位準上兩個通道之間的關係。術語”空 間影像參數（spatial image parameters)"意在與術語"立體參 數（stereo parameters)"及空間提示同義，且包含通道間強 度差（IID)、通道間關連性或相干性（ICC)、通道間相位差 (IPD)及通道間時間差（ITD)。 φ 已將以下參考標記用於空間影像參數： 原始空間影像參數：IID、ICC、IPD、ITD 經量化之空間影像參數：IIDidx、ICCidx、IPDidx、ITDidx 經變更經量化之空間影像參數：IIDidx+IIDdelta、 ICCidx + ICCdelta、IPDidx + IPDdelta、ITDidx + ITDdelta ; 經變更經映射之空間影像參數：IIDidx m+IIDdelta、 ICCidx flt+ICCdelta、IPDidx flt+IPDdelta、ITDidx flt + ITDdelta 經變更或潛在經變更之空間影像參數：IID'、ICC·、 ® IPD、ITD ; IID，idx、ICC，idx ; IPD'idx、ITD，idx。 可藉助硬體、軟體、韌體或此等之任一組合實施本發 明。亦可將本發明或其某些特徵實施為在一或多個資料處 理器及或數位信號處理器上運行之軟體》 可以任一合適方式將本發明之一實施例之該等個別元件 實體地、功能地及邏輯地實施於（例如）一單個單元、複數 個單元中或實施為單獨功能單元之部分。本發明可實施於 一單個單元中或按實體地及功能地兩種方式分佈於不同單 137644.doc •27· 200945098 元及處理器之間。 概言之’本發明係關於將一浮水印嵌入至聲訊信號中同 時考量人類聽覺系統之立體聲態樣》本發明提供將一浮水 印嵌入至一立體或多通道聲訊信號中之方法。此等方法提 供一種與聲訊信號之各種編碼方案一同使用之穩健加浮水 印方法。本發明之方法暗含一立體或多通道系統之空間影 像參數（即通道間強度差（IID)及/或通道間關連性（ICC))之 變更’其視情況由通道間相位差（IPD)及/或通道間時間差 (ITD)之變更補充。 雖然已結合具體實施例闡述了本發明，但其不應被視為 以任何方式侷限於該等所呈現之實例。將按照提出之隨附 申請專利範圍解釋本發明之範疇。在申請專利範圍之上下 文中’術語'包括（comprising)”或”包括（comprises)"不排除 其他可能之元件或步驟。同樣，提及之例如"一（a)，，或"一 (an)"等參考不應被視為排除複數。申請專利範圍中關於圖 式中所指示之元件之參考標記之使用亦不應被視為限制本 發明之範疇。此外，可有利地組合在不同請求項中所提及 之個別特徵，且在不同請求項中提及此等特徵並不排除特 徵之一組合係不可能及不有利。 【圖式簡單說明】 現已參照附圖更加詳細地闡述了本發明之不同態樣及實 施例。該等圖式顯示一種實施本發明之方式且不應被視為 偈限於歸屬於所提出之隨附申請專利範圍之範疇内之其他 可能實施例。所有圖式中相同參考標記指示相同元件。 137644.doc •28- 200945098 圖1係表示根據本發明之一實施例之用於將一浮水印嵌 入至一聲訊信號中之方法之一流程圖； 圖2至4係表示在根據本發明之實施例之浮水印嵌入方法 中之資料流之功能流程圖； 圖5及ό係表示根據本發明之實施例之自一經加浮水印之 聲訊信號中抽取一浮水印之方法中之資料流之功能流程 SI · 圓， 圖7及8係表示根據本發明之實施例之用於將一浮水印嵌 _ 入至一聲訊信號中之方法中之資料流之流程圖，其中該方 法包括伺服器預編碼；及 圖9係一用於將一浮水印嵌入至一聲訊信號中及/或自該 聲訊信號中抽取一浮水印之一系統之一實施例之圖示。 【主要元件符號說明】 50 收發器 60 微處理器 70 記憶體或儲存構件 ® 100裝置 137644.doc -29-

Claims (1)

1. 200945098 七、申請專利範圍： 1. 一種用於將一浮水印嵌入至包括一信號對（1、r)之一聲訊 信號（A)中之方法，該方法包括以下步驟： (a) 接收該聲訊信號（A); (b) 導出該聲訊信號（A)之至少一個原始空間影像參 數’該至少一個原始空間影像參數（nD、ICC)包括該通 道間強度差（IID)及/或該通道間關連性（ICC); (c) 將一浮水印嵌入該至少一個原始空間影像參數 © (IID、ICC)中以便獲得至少一個經變更之空間影像參數 (IID丨 ' ICC’ ； IID’idx、icc，idx);及 (d) 建構一包括來自該信號對（1、r)之一經變更信號對 (Γ、〇之經加浮水印之聲訊信號（A,)，該經加浮水印之 聲訊信號（A·)包括該至少一個經變更之空間影像參數 (IID·、ICC')。 2. 如請求項1之方法’其中步驟（d)中之該建構包括將該信 號對（1、r)乘以一建構矩陣（N〇)以建構該經變更之信號對 ® (P、^) ’該經變更之信號對依從於該經變更之至少一個 空間影像參數（IID，、ICC1)。 3. 如請求項1之方法，其中步驟（d)中之該建構包括將該信 號對（1、r)乘以一建構矩陣，其中該建構矩陣作為 一分解矩陣（01)與一重構矩陣（〇2)之一乘積可獲得，其 中該分解矩陣（01)經配置以在與該信號對（1、r)相乘時將 該信號對（1、r)分解為兩個大致正交之信號（yl、y2)且其 中該重構矩陣（02)經配置以在與該等大致正交之信號 137644.doc 200945098 (yi、y2)相乘時建構該經變更之信號對（1·、r,)，該經變 更之信號對依從於該經變更之至少一個空間影像參數 (IID'、ICC，）。 4·如請求項1之方法’其中步驟（c)包括以下步驟： (cl)量化（Q1)該至少一個原始空間影像參數（nD、ICC) 以獲得至少一個經量化之空間影像參數（nDidx、 ICCjdx)； (c2)將資料喪入至該至少一個經量化之空間影像參數 (HDidx、ICCidx)中以獲得至少一個經變更經量化之空間 影像參數（11〇丨(^+11〇<1心、1(：<：丨(13{+1(：(：<1心）；及 (c3)反量化（Q2)該至少一個經變更經量化之空間影像 參數（IIDidx+IIDdeita、ICCidx+ICCdeita)以獲得該至少一個 經變更之空間影像參數（IID，、ICC，）。 5·如請求項1之方法’其中步驟（c)包括以下步驟： (c4)藉由一映射函數（Μ 1)映射該至少一個原始空間影 像參數（IID、ICC)以獲得至少一個經映射之空間影像參 數（HDidx m、ICCidx flt) ’其中該映射函數（M1)之感知效 應係大致線性； (c5)將資料彼入至該至少一個經映射之空間影像參數 (IIDidx flt、lCCidx f丨t)中以獲得至少一個經變更經映射之 空間影像參數（IIDidx flt+IIDdelta、ICCidx flt+iCCdelta);及 (c6)對該至少一個經變更經映射之空間影像參數 (IIDjjjx fit + IIDdelta、ICCjdx flt + ICCdelta)執行—* 逆映射作業 (M2)以獲得該至少一個經變更之空間影像參數（iid、 I37644.doc 200945098 ICC )，其中該逆映射作業（M2)係該映射函數（Ml)之逆作 業。 6. 如叫求項4或5之方法，其中嵌入資料之該步驟（C2或C5) 包括： -將欲嵌入之該資料（IIDdeiu、ICCdeUa)與一預定圖案相 關聯；及 -嵌入該預定圖案。 7. 如請求項4或5之方法，其中欲在步驟（。或以）中嵌入之 該資料另外以一偽隨機位元序列編碼，其中欲嵌入之該 貝料包括循環移位由該資料有效荷載表示之一偏移之該 偽隨機位元序列。 8. 如明求項1之方法，其中該方法進一步包括以下步驟： (忉）將該時域信號（Α)轉換至頻域，其中在步驟（a)與步 驟Ο)之間實施步驟（f〇)，及 (fl)將該信號對（1、r)分解為兩個大致正交之信號（^、 =)且將該兩個大致正交之信號分量（yi、之主信號分 量（yi)自該頻域轉換至該時域以獲得一時域主信號分量 (m)， (f2)將該主信號分量（m)儲存在一伺服器處；及 (f3)儲存與該（丨、r)對相關聯之該等空間參數。 9.如請求項8之方法，其中步驟（c)包括： (e7)藉由一映射函數（L)映射該至少一個原始空間影像 參數（IID、ICC)以獲得至少一個經映射之空間影像參數 (IDidx fh、ICCidx m)，其中該映射函數（Lj[)之該感知效 137644.doc 200945098 應係大致線性； (c8)將該至少一個經映射之空間影像參數（IIDidx m、 WCidx flt儲存在該伺服器處。 10·如請求項9之方法’其進一步包括以下步驟： (g)接收對媒體内容之一請求； (c9)將個別化資料嵌入至該至少一個經映射之空間影 像參數（HDidx fit、ICCidx fit)中以獲得至少一個經變更經 映射之空間影像參數（IID，idx、ICC，idx);及 (cl0)執行該至少一個經變更經映射之空間影像參數 (IID'idx flt、icc’idx fu)之一逆映射作業（L2)以獲得該至少 一個經變更之空間影像參數（IID，idx、ICC，jdx)，其中該逆 映射作業（L2)係該映射作業（L1)之該逆作業。 11 ·如請求項1〇之方法，其中建構該經加浮水印之聲訊信號 (A')之步驟（d)包括藉由以下步驟組合該至少一個經變更 之影像參數（IID’idx、ICC’idx)與自該聲訊信號（a)導出之 單聲道位元串流（mbs)的聲訊： (dl)自該伺服器擷取該單聲道位元串流（mbs); (d2)自該至少一個經變更之影像參數（Im,idx、I(：c，也) 建構一參數立體位元串流；及 (d3)將該所擷取之單聲道位元串流（mbs)及該所建構之 參數立體位元串流多工為一呈一個別化位元串流形式之 經加浮水印之聲訊信號（A·)。 12. —種摘測一聲訊信號（A')中之一浮水印之方法，其中咳 信號（A·)包括至少一個空間影像參數（nDi、ICC，），其中 137644.doc 200945098 "至少一個空間影像參數（IID，、ICC·)包括該通道間強度 差及/或該通道間關連性，該方法包括以下步驟： (h)擷取該聲訊信號（A，）； (1)自該經加浮水印之聲訊信號（A，）中抽取該至少一個 二間影像參數（IID，、ICC);及 ⑴藉由將該至少一個空間影像參數（nD，、icc，）與一一 或多個參考值比較或藉由確定該至少一個空間影像參數 icc’）與-或多個參考圖案之間的該關連性來確定 瘳 一浮水印。 13· —種用於將一浮水印嵌入至一聲訊信號中之嵌入器該 嵌入器包括： 一接收器’其用於接收該聲訊信號（A)，該聲訊信號 (A)包括一信號對〇、Γ);及 一處理器’其經配置以用於： 導出該聲訊信號（Α)之至少一個原始空間影像參數 ©(IID、ICC) ’該至少一個原始空間影像參數（im、 ICC)包括該通道間強度差（IID)及/或該通道間關連性 (ICC)； 將一浮水印嵌入至自該至少一個原始空間影像參數 (IID、ICC)導出之參數中以便獲得至少一個經變更之 空間影像參數（IID·、ICC，； IID'idx、ICC，idx);及 建構一包括來自該信號對（1、r)之一經變更信號對 (Γ、r')之經加浮水印之聲訊信號（A')，該浮水印聲訊 信號具有該至少一個經變更之空間影像參數（HD，、 137644.doc 200945098 ICC')。 14. 一種用於偵測一聲訊信號（Α·)中之一浮水印之偵測器， 其中該信號（Af)包括至少一個空間影像參數（IID’、 ICC，），其中該至少一個空間影像參數（IID，、ICC，）包括 該通道間強度差及/或該通道間關連性，該偵測器包括·· 擷取構件，其用於擷取該加經浮水印之聲訊信號 (A，）；及 一處理器，其經配置以用於： 自該聲訊信號（A，）中抽取該至少一個空間影像參數 (IID，、ICC，）；及 藉由將該至少一個空間影像參數（IID，、ICc，）與—或 多個參考值比較來確定該浮水印。 $ '一種電腦轻式连，甘·：ώ rrt

   求項1至12中任一項之方法。 '個具有與

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