TWI222607B - Method of and apparatus for high-bandwidth steganographic embedding of data in a series of digital signals or measurements such as taken from analog data streams or subsampled and/or transformed digital data - Google Patents

Description

1222607 A7 -___B7_^_ 五、發明說明（1 ) 本發明係有關於在系列數位信號、資料流或量測資料 (此後通稱為「量測資料」）之資料密碼式嵌入編碼，更明 確地說（雖然非排它地）係關切例如由如音頻波形之類比 資料流或由次取樣與（或）變換數位信號直接取得的此「量 測資料」，此申請案為美國專利第0 9/ 38 9, 94 1號之「用 於在壓縮音頻、影像、視訊與其他媒體檔案及類似物之處 理、系統與裝置」及第0 9/38 9, 942號之「用數位媒體播 放器與觀賞系統執行以無縫地嵌入可執行程式碼至如MP3 及類似物之媒體檔案格式的處理與系統」（1 9 9 9年9月3 曰歸檔）的一部分，且也部分地包含顯示以該等申請案之 基本技術為基礎的一般觀念之修正及補充材料。 本申請案在某些方面亦採納在2000年3月6日歸檔 之美國專利第0 9/ 5 1 8,875號，「不影響數位電話信號之 反向相容性地於數位電話信號及其類似物、及特別是蜂巢 式電話系統中作資料嵌入之方法、裝置及系統」所描述的 技術。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 就如在該等根源申請案所解釋者，資料以前曾經常被 嵌入媒體資訊與格式之類比顯示。此例如已在電視與廣播 中廣泛地被使用用於如文字之補充資料的傳輸，但這些技 術一般不能傳輸高位元率之數位資料。 浮水印標識資料已被嵌入而對媒體之降級與操縱成 為強健的。典型的浮水印標識技術依賴透過應用於媒體檔 案之傳輸的普遍型式正被保存的信號之總特徵。這些技術 也再受限於相當低的位元率。音頻浮水印標識技術的良好 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1222607 A7 B7 2 五、發明說明（ 位元率實際上也不過是僅約每秒有數打的資料被編碼。 雖然已被嵌入低位元之信號-領域數位媒體促成使 用高位元率，此資料為未壓縮的，或僅能為相當低的壓縮 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 率。此外，很多現代的壓縮檔案格式不使用此種信號-領 域代表，因而不適用此技術。而且此技術在被用以將聲音 檔案內之資料編碼時易於引入可聽到的雜訊。 說明此相關技術與使用的習知美國專利為： 1. 第4, 379, 947號：處理與音頻之同步傳輸； 2. 第5，1 85,80 0號：根據心理聽覺準則以適應性量子化就 變換後之數位廣播信號使用位元分配； 3. 第5, 710, 834號：透過圖形影像被輸送之碼信號； 訂 4. 第5, 83 2, 1 1 9號：用嵌入於實證資料之控制信號控制系 統； 5. 第5, 85 0, 48 1號：被嵌入之文件，但非用於任意資料或 電腦碼； 6. 第5, 889, 868號：嵌入資料中之數位浮水印標識；以及 7. 第5, 893, 0 67號：隱藏於音頻信號之回音資料。 與此技術相關的習知出版品包括： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1. Bender, W. D· Gruhl， M· Morimoto 與 A. Lu 之 “Techniques for data hiding”， IBM System Journal, 第35卷，第3與4期，第313-316頁； 2. MPEG Spec-ISO/IEC 11172, part 1-3, Information Technology-Coding of moving pictures and associated audio digital storage media at up to 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 12226〇7 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3 ) about 1·5 Mbits/s，Copyright 1 9 9 3，ISO/IEC;以及 3 . ID3v2 spec: http//www. id3.org/easg.html 與 http// www. id3.org/id3v2.3.O.html 用於多媒體資料定標籤，特別是在低位元率資訊編 碼中使用浮水印標識用於版權定標籤之技術調查由 Lange 1 aar, G. C.等人在 “ Copy Protection For Multimedia Data based on Labeling Techniques”中被 提出，（http:// www-it.et.tudelft.nl/html/research/ smash/public/benlx96/benelux-cr.htral) 在與上述“MPEG Spec”與“IDSv2 Spec”參考應用特 別有關的為吾人已在共同申請案議中美國專利第 09/389,942 號之題目為 “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 Systems55, (PCT申請案第PCT/I BOO, 0 0 227號）中加以揭示，其是應 用本發明某些嵌入觀念的技術，特別被導向於鼓吹一種以 上的預先準備之音頻、視訊、靜止影像、3D或其他一般未 壓縮的媒體格式，以在數位媒體播放裝置之增加的圖形、 互動與（或）e商務內容呈現來擴充能力以補充其預先準備 之顯示。 然而就如稍早指出者，吾人稍早第一次提到的申請案 第0 9/389,94 1號更廣泛地關切以壓縮格式嵌入之資料， 且實際上典型地透過Fourier變換、離散餘弦變換、或其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 · 7 1222607 A7 B7___ 五、發明說明（4 ) 他相當習知之函數將該資料之頻率顯示編碼。本發明在媒 體之壓縮後數位顯示中嵌入高位元率資料，包括透過修改 該壓縮後資料之頻率顯示的低位元係數，而因為該壓縮後 媒體可不須冗長的額外解壓縮/壓縮處理地直接被數位語 音電話信號，故促成快速編碼及解碼之額外利益。該技術 亦可與浮水印標識組合而被使用，但該水紋標識要在資料 編碼處理前被施用。 稍早引述之Langelaar等人之出版品又參考及討論下 列額外習知技藝出版品： 1. J. Zhao, E. Koch : “Embedding Robust Labels into Images for Copyright Protection” ， 1995 年 8 月，奧 地利維也納之專門資訊、知識與新技術之智慧財產權國 際大會論文集。 2. E. Koch, J. Zhao : ''Towards Robust and Hidden Image Copyright Lobeling”，1995 年 6 月，Neos Marmaras,非 線性信號與影像處理IEEE講習會論文集。 3. F. M. Boland, J.J.K o Ruanaidh, C. Doutzenberg · “Copyright保護用之數位影像”，1 995年7月，愛丁堡 第五屆影像處理及其應用國際研討會論文集， No.410 °

Lange 1 aar的額外文章亦揭示較早的MPEG壓縮視訊格 式之標示： G. C. Langelaar, R. L. Lagendijk, J. Biemond : “Real-time labeling Method for MPEG Compressed 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — — — 111 — I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12226〇7

i、發明說明（5 )

Video”，1 9 9 7 年 5 月 15-16 日，荷蘭 Veldhoven，第十 八屆Benelux資訊理論研討會。 然而這些Zhao與Koch，Boland等人及Lange laar等 人之揭示雖然教習具有對將在下面更完整被解釋之本發 明的運用技術之成份有部分的類似之編碼技術做法，但其 未預期地或未實際地適用於以本發明針對及尋求之所欲 益處來解決全體問題。 首先考量上面參考之Zhao與Koch的做法，其藉由使 用JPEG為基礎之技術在一影像中嵌入一信號（[JPEG])連 續音調靜止影像之數位壓縮與編碼，第一篇：規定與指 南，ISO/IEC DIS 10918-1)。其首先對依三個係數之大小 順序將一信號編碼，這些係數係由一個八區塊或八位元組 DCT中之中間頻率範圍的係數中被選出。其將這些三個使 用者間的順序關係的八個排列分為三組：一組編碼一 ‘ 1 ’ 位元（HML, MHL，HHL)，一組編碼一‘0’位元（MLH, LMH 與 LLH)， 及第三組編碼“無資料”（HLM，LHM與MMM)。其亦已擴充 此技術至視訊資料之浮水印標識。雖然他們的技術很強且 有修改的彈性，但其無法對大量的資料編碼，原因在於其 僅能修改的區塊為其資料已靠近被編碼之資料者；否則他 們必須修改該等係數以對“無資料”編碼。此外，因他們 必須改變大規模的係數之順序關係，故其也必須嚴格地修 改資料。如稍後將更完整地被解釋者，這些缺點被本發明 透過僅改變一係數中單一位元來編碼資料之技術克服。 就 Boland, Ruanaidh 與 Dautzenberg 而言，其使用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 裝 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12226〇7 A7 B7 $、發明說明（6 ) 產生一影像之DCT Walsh變換或Wavelet變換的技術，然 後將1至所選擇的係數以對一個“ 1 ”位元編碼，或由所選 擇的係數減去1以對一個“ G”位元編碼。此技術雖然乍看 之下會膚淺地類似本發明之一成份的一層面，但有被本發 明所要迴避之非常嚴重的限制，即其資訊僅能藉由比較編 碼後之影像與原始影像而被抽取，此意即任何媒體之已加 水紋標識與未加浮水印標識的複製必須同時被發送以使 浮水印標識會有作用。此也為嚴重的限制，在本發明藉由 薪新的併入使用最小有效位元編碼技術而被克服。 然而此最小有效位元編碼稍早已廣泛地被提出，但未 如在本發明般地被實作。例如Langelaar，Langendijk與 Biemond出版品教習一種技術藉由修改代表DCT係數之可 變長度碼（VLC)的最小有效位元而將MPEG視訊流中的資料 編碼。Langelaar等人之編碼藉由允許僅替換可被相同長 度且幅度差異為一之值替換的VLC值而使檔案的長度維持 固定。此編碼僅是橫越該檔案並修改所有適合的VLC值。 然而他們的技術之缺點為相當稀少（在1 · 4M位元/秒的視訊 檔案為每秒167個，而在1千四百萬位元之資訊中僅允許 167位元被編碼）。 比較之下，例如吾較早首先提到之申請案第09/389, 941號之技術在應用於視訊，藉由允許一組靠近的係數一 起被修改而去除這些限制並可達成高了很多之位元率又 可維持固定的檔案長度。此亦允許大了很多之資訊被儲存 而不有知覺上的衝擊，因其允許心理知覺模型以決定將被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 裝

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222607 A7 _____ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7 ) 修改之係數的選擇。 吾較早之發明的改良技術確實不像習知技藝，而允許 比在文獻中先前描述的速度（每秒30 0位元之程度及更高 地大於每秒800位元）高了好幾倍的程度將數位資訊編碼 為音頻、影像或視訊檔案。就如稍後將被描述者，本發明 已很容易地嵌入ΙΟ,ΟΟΟ位元/秒之資料至128,OQ〇位元/ 秒之音訊檔案內。 在習知技藝中，僅有相當短的資料曾被嵌入資訊檔案 內，典型上是對簡單的版權或所有權資訊編碼。我們的技 術允許媒體檔案包含完全新類別的內容，如整個電腦程 式、多媒體註解、或冗長的補充性通訊。就如在共同審議 中之申請案者，嵌入於媒體檔案內之電腦程式允許所有種 類之擴充整合交易媒體，包括購貨、互動內容、互動式與 傳統廣告、市調、如CD或演唱會購票之請求，及完全反 應的內容，如遊戲與互動音樂錄影，其對使用者之滑鼠反 應且對音樂節奏同步。此促成銷售點與在軟體與硬體平台 上之音樂被整合，如電視、新力牌隨身聽、任天堂Game Boy 之攜帶式裝置及Ri〇、Nomad之類的攜帶MP3播放器。此 創造新的商業模型。例如，取代錄音公司嘗試要阻止複製 其歌曲的是，其可能反而鼓勵其音樂的免費且開放的分 佈，使得嵌入的廣告與e商務訊息散佈到最大可能的聽眾 與潛在的顧客。 此外，本申請案特別關切如上討論之吾人的根源申請 案所描述之高頻寬密碼式嵌入特點，用於在一系列數位信 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 . · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222607 A7 B7 五、發明說明（8) 號或量測資料嵌入（及恢復）資料。這些量測資料如前述地 由諸如類比資料流或次取樣與（或）變換數位資料及類似 物直接取得。這些技術的關鍵需求在於變換處理中有混疊 與（或）量化出現，其中被導之混疊與（或）量化被調變或被 修改以嵌入實質的資料而不致影響該數位信號或量測資 料的品質。 此處亦如前述者，如在數位量測資料的最小有效位元 直接嵌入資料的先前技術能做高頻寬密碼式嵌入，其代價 是在資料導入大量的高頻率雜訊。在資料以每N個樣本1 資料位元之比率被嵌入的情形，導入資料的程度為1 /N , 在以該等根源申請案及此處的技術下，就相同數量的被嵌 入資料而言，被導入資料的雜訊大幅地被降低，特別是就 典型的資料分佈而言被導入之雜訊的降低為由1 /N之程度 至1 /N2的程度。此意即高了很多的密度之資料比起以前技 術可能者可被導入而不致有知覺變化。 本發明於信號或量測資料嵌入資料特別有利之應用 例包括： •音頻波形量測資料（如在CD中被使用的PCM法則，或如 先前討論之MP3中的壓縮音頻檔案。 •影像值量測資料（如掃描後之影像、傳真、或如JPEG之 壓縮視訊檔案；以及 •含有系列實體量測資料之任何型式的資料（溫度或壓力 讀取、機器控制資料、處理監控等）。 本發明所提供之能力為在現存的媒體格式內添加高 -11 - i紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公爱) ---------一---裝--------訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 12226〇7 A7 __B7__ 五、發明說明（9 ) 頻寬數位頻道而不改變該媒體格式，此確實是廣泛的應 用。例如，吾人已如在該等根源的申請案描述地將之用於 在如添加廣告、互動式內容、遊戲及軟體下載至現存的媒 體內容。 因之本發明的根本目標為要提供如吾人的根源的申 請案所揭示之新且改良的高頻寬密碼式嵌入技術，用於供 在系列數位信號或由諸如類比資料流或次取樣及/或轉換 數位資料所得之量測資料作高頻寬密碼式嵌入補充資料， 其中該輸入資料被量化與（或）混疊且該等補充資料位元較 佳地用嶄新的最小有效位元同位編碼技術連續地被嵌入於 其中，用於達成這些嶄新技術所能提供的優點。 其他進一步的目標將此後被解釋且在所附的如申請 專利範圍特別被定出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 然而總結而言，由本發明之更廣泛或一般的層面之一 觀之，其包含一種方法，供在系列數位信號或由諸如類比 資料流或次取樣及/或轉換數位資料所得之量測資料作高 頻寬密碼式嵌入，包含：由被變換為連續量化與（或）混疊 成份之輸出資料的一組輸入資料透過函數變換導出此系列 數位量測資料；變換該補充數位資料成為一系列連續的位 元；將該等連續的位元導入該被量化與（或）混疊之成份以 調變連續的成份，但有透過該者之稍微的調整，而以不致 實質影響其品質地嵌入該補充資料於該系列數位量測資料 內。 用於實施本發明之最佳模態與較佳實施例、技術及設 -12 — 7紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21G X 297公釐) 1222607 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（10) 計在此後詳細地被描述。 現在本發明將以相關附圖被描述，其中第1 _ 1 0圖與 吾人的根源申請案第0 9 /389,94 1者相同，且說明如下： 第1圖為依照本發明一較佳實施例的資料編碼過程與 系統概要的方塊流程圖； 第2圖為一類似圖呈現用媒體播放器或觀賞器以第1 圖之資料嵌入媒體檔案的解碼概要圖； 第3圖為類似第1圖，顯示先前（與稍後）在編碼過程 討論的密碼式嵌入技術之使用； 第4圖顯示先述用本發明之處理的數位浮水印處理； 第5圖為用於本發明之係數-領域同位編碼中信號的 釋例性信號波形及根據Fourier變換後以壓縮係數為基礎 之顯不； 第6圖為一更詳細的方塊流程圖，特別導向於音頻資 料之密碼式嵌入，透過變換為係數領域被壓縮，並以資料 嵌入及依照本發明之處理被加入數位浮水印； 第7與8圖類似於第6圖，但分別被導向於在一影像 與一視訊檔案內編碼資料，也用各別影像與視訊資料變換 為係數領域而被壓縮； 第9圖為在資料點之2D或3D樣條曲線的資料編碼之 類似應用圖；以及 第10圖被導向於在測定容量的資料檔案中的資料編 第11圖顯示如第3圖（與第1圖）之相同系統概要圖， -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

1222607 五、發明說明（11 ) 使用更一般的名詞「量測資料」代替「媒體檔案」及「具 有嵌入資料」代替「具有嵌入可執行碼之媒體檔案」； 第12與13圖類似地顯示第2圖之更一般的系統，用 於「資料抽取」而非「資料編碼再生」； 第1 4圖與第4圖相同為顯示以本發明之編碼技術使 用浮水印，但也更一般地為標示「量測資料」而非「媒體 檔案」； 第15與16圖遵循第3圖（及第6-8圖），分別在資料 編碼過程使用一般的標式「量測資料」與「量化」及「變 換」之「混疊」，及為在第3圖中之「修改」使用一般的 標題名詞「調變」； 訂 第17圖為在該根源申請案中被討論且在此更詳細的 同位編碼之流程圖； 第18圖顯示使用依照本發明之原理的可變資料率編 碼； 第1 9圖為黑盒子編碼修改的系統與作業圖； 第2 0與21圖顯示本發明應用於動態編碼之預先計算 的技術；以及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 第22圖顯示同位解碼。 就如先前討論及特別在根源申請案第〇 9/35 9,94 1號 描述者，本發明之處理與系統的重要應用為添加補充相當 大量的資料至已用頻率-領域變換被壓縮之預先準備的 媒體，提供一組近似於或呈現來源媒體的係數。這些大量 的補充數位資料無縫與靈巧地嵌入該等檔案內。而且此被 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1222607 A7 B7 五、發明說明（12) 完成的方式促成此補充資料被數位媒體再生裝置抽取，而 保存與現存媒體播放器之反向相容性。 適當的壓縮媒體格式為用將之由信號領域變換為一 組函數係數壓縮一媒體檔案者，例如為Fourier, Sine， Cosine或Wavelet變換與其變形。在這類壓縮媒體格式 中，該組係數如前述地雖然比原始資料檔案具有較小的顯 示，但近似該來源媒體。 本發明可以之操作的適當壓縮媒體格式例子包括在 前述文獻描述之MP3，MP2，MPEG與JPEG格式，但不限於 此。該壓縮媒體亦可具有如數位浮水印之額外的嵌入資 料。 可被嵌入壓縮媒體內的資料包括文字檔、資料庫檔 案、可執行之程式碼（如Java檔案、Macromedia Director, Shockwave 或 F1 ash，Perl, VRML, TCL, Visual Basic,機 器碼或位元組碼）、影像檔案、音頻檔案、3D檔案、或如 cab，jar, car或zip之類的任何檔案格式。 用於呈現原始預先準備之媒體檔案與補充編碼資料 內容二者之再生裝置型式包括能播放或觀賞媒體檔案的 任何電腦系統。播放器之特定例子包括攜帶式音樂播放 器、個人數位助理（PDA)、網路電視（Web TV)、數位電視、 汽車音響、家用音響系統、電視牆、控制台與攜帶式遊戲 機之類，但不限於此。 本發明如此後圖中顯示之各種系統與應用更完整的 相關解釋之一般基礎實作為利用對係數之小修改將數位 -15 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------—裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -丨線： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222607 A7 一 B7 五、發明說明（13) 資料信號編碼的嶄新技術。由於預先準備的資料檔案以數 位形式被儲存及傳輸，該等小修改仍保持為未受影響的。 然而，當被用以編碼高位元率資訊時，這些技術對資料檔 案之修改可能不是永遠為強健的，且資料可能會敗壞。強 健性可利用資料之重複及慎選要被修改之係數而被改 進，但在很多本發明之技術的所欲應用中，強健性比起要 不會有使用者在壓縮媒體之再生經驗的過度惡化地編碼 最大量的資訊乃屬較低之優先性。 現在參照第1圖，其顯示例如前述之音頻、影像、視 訊、3D或其他多媒體資料之類如所標示地使用稍早描述之 Fourier，Cosine，Sine, Wavelet或相關離散變換顯示及 如第5圖之信號波形與以係數為基礎的表格說明地在媒體 資料的係數顯示用頻率變換被編碼。此變換成係數顯示的 結果為壓縮後之媒體檔案內容格式。若該預先準備之媒體 檔案稍早已被編碼為係數顯示，此進一步的變換步驟當然 不再需要。然而進一步的壓縮步驟可能被使用。 該因而被壓縮之媒體檔案內容以圖形被顯示成以任 何相當習知型式的編碼過程中之組合，如稍後更完整討論 地補充資料內容（「資料」）以便嵌入於媒體檔案內，此額 外的資料為任何數位資料，如前述地包括音頻、視訊、影 像、資料庫、文字、可執行碼、或因應用而定的資料之類。 其便有具補充性嵌入資料之媒體檔案結果而不致影響與 其現存檔案格式的反向相容性，且不致實質影響手機電話 使用者之接收或再生經驗。此外若要時，第丨圖之變換步 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線』 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222607 A7 __B7 五、發明說明（l4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 驟可被做成編碼過程的部分，且甚至可包括備選的壓縮步 驟；或這些可被應用成為額外的分離步驟。在此變換、壓 縮與編碼處理被組合的事件中，則其確實可能使用知覺編 碼技術以選擇資料要被嵌入那些係數中。 然而持續廣泛的全貌，編碼與再生在第2圖中顯示， 其中如此標示的解碼處理稍後更完整被討論者視第1圖使 用之編碼過程型式以嵌入補充資料。典型而言，此涉及如 相當習知的編碼過程之簡單逆轉。該媒體檔案如顯示地在 解碼處理被留為未被改變的，其原因不僅在於去除資料為 不可行的，而且如此做也如第2圖之再生環境中顯示地典 型上不會改進使用者在媒體播放器或觀看器之再生經驗。 此外若想要時，補充資料可被相當習知的總和檢查與數位 簽名被驗證（「驗證過程」）以確保該資料係以位元與在第1 圖中被原始地編碼與嵌入之資料為相同的。 此外在該再生環境中，該媒體播放器與執行環境可如 第2圖示意顯示地用該播放器與資料操縱環境盒間之 SYNC線路彼此通訊，使得補充資料之執行可與媒體檔案內 容之再生同步。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用密碼式嵌入技術之可能的資料編碼稍早以參考 資料被提及，且本發明對此技術之應用在第3圖中說明。 將被嵌入之補充資料在其顯示被變換為位元流碼，資料之 位元組被抽取成為逐一位元之顯示，使其可媒體檔案內以 小的改變被插入。在媒體檔案內容中嵌入資料位元的適當 位置之選擇如標示地係根據可對使用者之檔案再生經驗 -17 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " 1222607 A7 B7 五、發明說明（15 ) 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 有最小影響之實際媒體內容作成的小變化的辨認。然而這 些變化必須為可用自動解碼處理容易地被偵測，且該資訊 被恢復。 在第3圖中之「插入可執行碼」的步驟中，任一數目 之密碼式嵌入編碼過程（包括稍早提及之參考文獻）可被使 用。依照本發明之媒體檔案內容被呈現為一組函數係數 中，資料位元如此後也要更完整討論地利用修改某些被選 擇之係數的最小有效位元的技術較佳地被嵌入。 具有嵌入可執行碼的媒體檔案結果在某些情形再次 為反向相容的，使用者再生經驗因編碼過程而稍微消失但 為完全可接受的。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 在以本發明之編碼技術使用數位浮水印為所欲的 時，第4圖之系統可被運用，而如所標示地用編碼過程於 資料嵌入前完成媒體檔案之浮水印處理。可運用的數位浮 水印處理有很多型式，包括前述文獻所提及者。大多數的 浮水印為強健的不容易以修改媒體檔案而被去除，因此也 不會被稍後在第4圖顯示之嵌入資料的「編碼過程」影響。 然而，由於某些資料嵌入技術在修改媒體檔案上並非很 強，資料嵌入係在加浮水印後完成。具有嵌入資料之浮水 印媒體檔案因之形成，其中該檔案具有強健的浮水印且於 其中具有被嵌入的資料。 傳統的浮水印技術僅能以例如每秒音頻約22位元組 之數字（位元）的資料之相當低的位元率嵌入資料。依照本 發明超過每秒l〇，G〇〇位元之資料已容易地以128,000秒/ 18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） !2226〇7 A7 〜------- B7_ 五、發明說明（I6 ) 位元的位元率被嵌入MP3音頻檔案中。 吾人實際上已實施本發明之各種編碼技術的數種成 功之基本測試。例如使用由 Natalie Merchant的 “ Jealousy”歌曲所取得的音頻檔案，吾人使用 Fraunhofer之MP3enc編碼器以128k位元/秒編碼― (MPEG) MP3。該檔案之編碼部分為30秒長，且大小為720k 位元組。所選擇之編碼技術為相位/振幅頻率-領域低位 元編碼技術，並在檔案中變化被編碼之資料的間隔。 其成果如下= 檔案 嵌入間隔 達成之資料率 被影響之聲音品質 原始CD Μ j \\\ 無 原來的 MP3 Μ JIW Μ 稍微壓縮之加工器 MP3 W/資料 1位元/16係數 2, 800k位元/秒 類似原來的MP3 1位元/8係數 5, 600k位元/秒 1位元/4係數 11，200k位元/秒 有一些加工品 現在參照第6圖之關於音頻檔案資料與編碼系統之音 頻媒體檔案的進一步應用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 就第1圖之總圖者，第6圖顯示之預先準備的音頻檔 案係在假設其未曾在係數領域內被編碼下，用先前討論之 變換為係數領域被壓縮。然而若該音頻檔案已是此格式， 如上面被報告之測試的在DCT領域內被編碼之MPEG音頻 內容時，此步驟並非必要的。就如在稍早描述之第3圖的 密碼式嵌入技術系統中者，將被嵌入音頻檔案之補充資料 -19 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222607 A7 B7 五、發明說明（17) 被顯示為變換成一位元流。 現在為要較佳地以規律間隔擴充對音頻檔案變換適當 係數組之選擇以便依照本發明實施資料位元嵌入。如稍早 指出者，本發明僅須在所選擇之係數中改變單一位元，而 與習知技藝在係數之關係的大規模順序改變（例如前面提 及的Zhao與Koch參考文獻）有所區別。此組可在音頻檔 案中僅選擇連續序列的係數而被選擇。較佳的技術為選擇 一組係數，其以音頻資料之廣泛範圍的頻率被編碼（第5 圖）。 就第6圖之資料位元流內的每一位元而言，被選擇之 係數與將被編碼之下一個資料位元被組合，重新調整係數 之換算以將該位元編碼（「重新換算」）。若可能話，此較 佳地將量化與重新換算步驟相配而被作成，使得係數之選 擇可根據原始係數對所欲值的靠近而被修改。在此量化與 重新換算後，要做此決策不需有如此多的資料。 此外，該重新換算可取代在已編碼之音頻檔案中被完 成而有維持檔案大小固定之新增限制。在此情形中，在僅 用重新換算單一係數編碼位元而維持框率為不可能時，複 式係數可被改變，使得他們的壓縮後顯示維持相同長度且 其音頻檔案被打擾因之為最小的。此編碼可透過LSB編碼 過程或較佳地透過第5圖之LSB同位元編碼被完成。此同 位編碼在有關將被修改之係數而言允許更多的選擇。 參照第4圖中說明性的以係數為基之顯示表，係數之 同位可藉由將之加在一起而被計算： -20 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . --線： 1222607 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（l8) 12 + 15 + 5 + 3 + 10 + 6 + 12 + 1— 64 由於64是偶數，這些共同係數目前被編碼之位元值為〇。 然而若要在此組係數編碼1，其僅須使該同位為奇數。此 可藉由選擇任何幅度或相位值及加或減1而被完成。此值 之選擇可任意地被完成，或可根據前面討論之MPEG編碼 過程目前被使用的心理聽覺模型之型式而被完成。 此顯示用頻率-領域低位元編碼之資料編碼中一系 列係數的低位元的同位之使用。例如，假設要將一系列如 八個係數之單位元的資料資訊編碼，依照本發明取代表將 第一個係數之低位元的簡單修改的是，編碼係以一起修改 該等八個係數的同位而生效。此法則審驗一組連續的係 數、抽取低位元及計算其有多少個被設定。因而在本發明 之技術下，不論該組位元之個數為偶數或奇數（同位），單 一的位元資料可被編碼。此提供在決定那一個係數（若有 的話）要修改中提供法則選擇之益處。 或者，此技術可在使用較高階同位時被應用於更廣泛 範圍之值。例如，相同數量的資料可對32個係數如對28 個係數區域地被編碼，所藉由的是將這些32個係數之低 位元相加，然後計算其之4的模數（除以4之餘數）。此在 選擇那些係數要修改時提供更有彈性，雖然其未允許一樣 多的資料被插入流內。 雖然在稍早例如第1圖之概要實施例相關描述中，包 括此處引述文獻之習知型式的編碼過程可在實施本發明 中被使用，上面討論之用於MPEG層III音頻檔案（MP3)用 -21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項邊· :裝 頁I I I I I I I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222607 A7 ____B7 _ 五、發明說明（19) 的較佳編碼過程現在將就此MPEG音頻流詳細地被描述。 在下面的描述中，記號$xx係十六進位碼之八位元組，如 $00 代表二進位數字 00000000。此框為 IS0-8859-l(ASCn) 字元“EXEC”。此之後有如在ID3v2規格中所描述之四個 八位元組之Size標頭與二個八位元組之Flags標頭。此 即隨後有$〇〇代表在該框內ISO-8859- 1文字編碼，或以$01 代表稍後要參考的ISO/IEC 1 0 646- 1 ( Unicode)文字編碼。 標頭首先被創立包含可執行碼之描述及其如何被嵌入。第 一個八位元組為沒有正負符號的數字代表被分組在一起 代表一位元的係數個數。此大多數為8。此後有八個八位 元組之沒有符號的數字，代表該標頭加上該可執行碼的長 度。接著為隨後有$〇〇之稍後也要參考的在IETF RFC 2 0 45 中描述之ISO 885 9-l(ASCn)編碼MIME型式的可執行內 容。例如前述Macromedia Flash檔案之MIME型式為 “application/x-shockwave-flash”。此隨後有被 $00 截 斷之該可執行碼IS0-8859-1的描述。此後再有單一之八 位元組，其在無核對和時為$00，若有核對和時為$01，此 在相關本發明中被描述。若其有一核對和，此隨後有藉由 將可執行碼加總在一起再取2 56之模數所創立之單一個八 位元組之核對和。由於此使該可執行碼在執行前被檢查， 以減少可能造成錯誤的指令被執行之錯誤被傳輸的可能 性，故為有用的。 此標頭被置於該可執行內容之開頭。此整個標頭加上內 容之封包再藉由檢查每個八位元組而被變換為位元流，並由 -22 — ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------^--·1111111 ^ 1111111» (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)

1222607 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_五、發明說明（2〇) 最大有效位元至最小有效位元的順序將其位元排置成位元 高流。現在位元流已被產生，其為將之嵌入為MPEG音頻檔 案所必要的。為了如此做，此處描述之任何技術均可被使 用。一個較佳的技術為使用先前描述之LSB同位編碼。此 處，吾人可修改多組八個係數之同位，雖然任何數字可被使 用。此組係數係藉由選擇資料檔案之每第七個係數而被選 出。在此方式下，在一組56個係數中共有7位元可被編碼， 其中每組係數包含代表廣泛範圍之頻率。此先前描述之同位 編碼技術可被用以將每一組係數中之一位元編碼，直至資料 完全地被嵌入為止。當資料太大無法裝配在檔案內時，吾人 可使用少於八個係數之同位來代表一位元，雖然此會降低聆 聽經驗之品質。當並非八個之數目的係數被使用時，該資料 檔案之第一個位元組使用八個係數被編碼，然後全部的後續 位元組使用在該第一個位元組所定的係數個數被編碼。 在本發明之較佳實施例中，如稍早有關第2圖所描述 者，其解碼過程為上面描述之編碼過程的簡單逆轉。第一個 八位元組由音頻資料被抽取，且所有後續的位元也據之被抽 取。若在該標頭中有核對和被編碼，該可執行碼之八位元組 被加總，其結果取256之模數，並與被編碼之核對和被比 較。若其為相等，則其執行進行。 根據MIME型式之可執行碼，一適當的執行環境被實 證，在前面討論的 application/x-shockwave-flash 型式 中，執行環境可參考位於http://www.macromedia.com/ software/flash/open由 Macromedia 在 Flash Standards -23 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 0 ·

1222607 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（21) 網頁所描述者。 然後該執行環境被激發以與該音頻檔案之再生同步 地開始該可執行碼之執行環境。額外的應用程式介面（API ) 可參考該執行環境以在該音頻檔案再生發生時控制有關 該音頻檔案之執行環境的正確行為。 在本發明之編碼與解碼處理中有用的上面解釋的技 術的更完整細節的特定參考文獻如下： [ISO 8859-1]ISO/IEC DIS 8859-1. 8-bit single-byte coded graphic character sets, Part l:Latin alphabet No. 1. Technical committee/ subcommittee: JTC 1/SC 2; [MIME] Freed, N. andN. Borenstein, uMultipurpose Internet Mail Extensions (MIME) Part One: Format of Internet Message Bodies”， RFC 2045， November 1 996. <url:: ftp://fttp. isi.cdu/in-notcs/rfc2Q45. txt>;and [UNICODE] ISO/IEC 10646-1:1993.

Universal Multiple-Octet Coded Character Set (USC), Part 1: Architecture and Basic

Multilingual Plain Technical committee/ subcommittee: JTC 1/SC 2 <url:http://www.Unicode.org>. 繼續使用例如第6圖之說明性的MPEG音頻與視訊檔 案（及稍後討論之第8圖的視訊檔案），並參考前面引述的 -24 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

1222607 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（22) MPEG與MP3文獻，該檔案之頻率顯示的幅度係數之最小有 效位元被用以將程式內容編碼（所謂的幅度頻率-領域低 位元編碼）。根據所需在例如音樂檔案內被編碼的資料數 量而定，資料可被儲存於小百分比的係數內，如僅修改每 十分之一的係數，或使用虛擬可重複的數列來決定那些係 數要修改。當被應用到使用Huffman編碼之額外步驟以進 一步壓縮資料的MP3格式時，該等係數可在Huffman編碼 前被修改，在此情形中檔案大小會稍微增加。或者在本發 明的較佳實施例中，該等係數如前面討論地在編碼過程後 被修改或重新換算。此避免檔案大小之增加且亦允許資料 抽取過程可更迅速的執行。 類似具有被嵌入資料之浮水印音頻檔案，一影像檔案 可如第7圖顯示地被嵌入。該影像檔案若未曽被如此編 碼，其僅須如顯示地被變換為係數領域。若該影像檔案為 如參照之JPEG格式，其在該DCT領域中被編碼，則此步 驟便非必要。再次言之，被選擇之該組係數較佳地包容在 影像資料中之廣泛範圍的頻率。同位浮水印在資料位元編 碼的係數重新換算中為較佳的，如前面解釋地允許將被修 改的係數之更多的選擇。 第8圖類似於第6圖，不過係被導向於變換壓縮之視 訊檔案而非音頻檔案。 第9圖之資料編碼遵循第7圖者，惟係用於2D與3D 樣條曲線資料點，就如在整個3D模型領域中被使用者。 其已使用係數顯示被呈現，在二維與三維編碼參數方程式 -25 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------- - - - I (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) . 1222607 A7 B7 五、發明說明（23) 之係數。這類樣條曲線典型之例子包括Bezier曲線與非 勻一有理數B樣條曲線（NURBS)。為資料位元流嵌入所選 擇之該組係數可僅是樣條曲線資料點檔案的係數之保守 數列。 第10圖做為本發明之一般性多用途的進一步例子， 說明本發明在容積性資料檔案中編碼補充資料之原理的 應用。容積性資料被使用以用體素（voxel，具有第三維度 之像素）來呈現空間資料。體素一般被配置成3D陣列，且 被用作為3D模型製作工具與環境以呈現例如3D空間模 型、磁性共振影像（MRI)資料與空間溫度分佈之類等的事 項。由於目前對容積性資料沒有普通的共同壓縮技術，變 換為係數領域如顯示地被必要的。此可使用如3D DCT或 3D快速Fourier變換之相當習知的3D變換被做成。 雖然壓縮語音信號之變換頻率顯示的量或幅度係數 之最小有效位元的較佳使用已被討論，如相位頻率-領域 低位元之其他技術亦可被使用，其中語音信號之變換頻率 顯示的相位係數（第5圖）之最小有效位元被用以將程式編 碼。其實作除了編碼資料之相位係數的使用與量係數相反 外為相同的，且因人類耳朵對聲音相位比起對其響度較不 敏感，在重複與再生中會遭遇之可聽到的失真較少。 現在特別轉到強調高頻寬量測資料，如類比資料流與 類似物或由次取樣與（或）變換數位信號取得者，此為本發 明之推力。這些密碼式嵌入可被用於在任何下列情形嵌入 資料： -26 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 、 ------I 訂-------1· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222607 A7 ____B7___ 五、發明說明（24 ) •以規律間隔被取樣之連續函數 •一系列數位量測資料用鬆散的精準度被量化 •一系列數位量測資料用導入混疊之方式被變換（例如將 影像旋轉或將音頻樣本次取樣為較低的抽樣率） •一系列數位量測資料被變換（例如藉由如FFT或DCT之頻 率領域信號分析技術;)，得到一系列量測資料再被量化。 上面的共同特點為其包含由一組輸入連續或離散的 資料點函數變換為一組輸出離散資料點D’，而要求某些資 料在此變換過程中遺失。該資料可藉由在真實生活數值之 暫時或空間抽樣失去精準度、藉由量化數位值失去精準 度、或藉由用樣條曲線或換算之離散變換造成之混疊而遺 失。此將與稍早例如於美國專利第5, 889, 868號提及所揭 示之系統型式對照，其導致實質的量化與震動誤差成為浮 水印處理之一部分。其欲於防止音頻檔案被修改以去除浮 水印，故其潛在地將雜訊實際加到該檔案，其程度恰足以 使得若某人嘗試要去除浮水印資料時，該檔案會實質地降 低品質。 本發明之量化與混疊調變技術允許高頻寬資料被嵌入 量測資料內，係為先前之以係數為基礎的資料嵌入技術起 源的一般化技術。咸信該量化調變由此調變而言是最廣泛 有用的，而混疊調變是非常緊密相關的，也咸信是為嶄新 的。 在本發明之技術中，D1之修改後被創造，稱之為D11， -27 - i纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） '""" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222607 A7 __B7 五、發明說明（25 ) 與D1有非常近之相關，但透過由D變換至D1所固有的量 化與（或）之修改或調變來編碼一第二資料流的額外之特 點。 在繼續討論第11-22圖顯示之較佳實施例前，先討論 此處所使用的各種基礎運算與函數相信是有用的。 量化調變 為了依照本發明進一步說明使用此量化以將資料編 碼，考慮一系列八個數字之量測資料D，其精準度為小數 點第1位： 1. 1 2. 4 3. 5 5.7 6.2 4. 9 3. 6 2. 0 運用四捨五入進位之函數變換Fr可得到D1 : 1 2 4 6 6 5 4 2 接著檢查量化誤差[D1 — D]: 0.1 0. 4 0.5 0.3 0.2 0.1 0. 4 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其可容易地看出，若不將3.5向上進位為4，而代之向下 捨位為3,該量化並不會增加誤差（仍保持為0.5)。此外， 二個具有Q · 4之量化誤差之值每一個均可用別的方式進位 而僅增加小量的量化誤差。在稍後之段落中亦討論藉由使 用此對D1之小量變化產生包含額外資料編碼之D11的技 術。 混疊調變 使用相同的八個數字之量測資料D : -28 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1222607 A7 _______B7_ 五、發明說明（26 ) 1· 1 2. 4 3.5 5.7 6. 2 4. 9 3. 6 2. 0 新的函數變換Fs可被選擇，其將此八個數字之量測資料 換算為四個。要如此做有數種不同方法，但最簡單的也許 是使用跳一個數值來產生輸出D1 : 1.1 3.5 6. 2 3. 6 其應注意到在每種情形中吾人僅是簡單地選擇二值之一。 實施此變換的另一方式為選擇其他的值： 2. 4 5.7 4. 9 2. 0 或者’第三種型式的變換為每二個值計算平均數而換算為 單一值： 1. 75 4. 6 5.55 2. 8 這三組數值的任何之一（若其間的內插值的實際任何接續） 可合理地被用為對換算變換之近似。以與前述量化調變相 同的方法下，吾人可選擇D11使得其包含Fs之適當地選擇 的相關版本的不同類型所產生的值。此促成在函數中混疊 成份的資料編碼，而不影響其知覺經驗。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 同位編碼 在利用本發明前述之特別同位編碼技術下，資訊可在 一系列數位量測資料間的關係被嵌入。此外，此技術精確 地選擇要改變的量測資料，而僅最小地影響資料之精確 度。 -29 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1222607 A7 ____B7___ 五、發明說明（27) 本發明使用之同位編碼類型為如此處所使用的本技 術中心嶄新處的特點之一。此允許這種無先例的資料率， 又不致實質影響使用者之經驗。 此案例之最接近的習知技藝為如稍早討論的最小有 效位元（LSB)資料編碼；但此比起吾人的同位編碼技術會 導入很多的雜訊。吾人之具有此嶄新同位編碼的量化/混疊 技術之組合創造本發明之技術力量。 LSB同位編碼 同位編碼之基本技術為在一系列數字量測資料的同 位將資料編碼。例如，在下面描述的LSB同位編碼的一實 施例中，二進位資料之一位元不論一系列二進位量測資料 之和為奇數或偶數可分別將一個1或一個〇之位元編碼而 被編碼。 使用前面的資料例子可說明此同位編碼之一實施 例： 1. 1 2.4 3.5 5.7 6. 2 4.9 3. 6 2. 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 且使用先前描述的量化函數Fr，D1為如下： 1 2 4 6 6 5 4 2 這些數字之和為29，故其編碼一個1位元。因此藉由使用 足夠大的此種量測資料之數列，此技術可編碼複式位元及 任意數量的數位資料。 —30 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1222607 A7 B7 五、發明說明（） 28 導入的誤差 此技術亦可被用於各種大小的量測資料群組。在較大 數目之群組的量測資料被使用的情形中被導入資料流的 誤差少了很多。在N個量測資料的情形中，該誤差為先前 指出之1/N2的程度。此如將要顯示地可使用該量化函數Fr 非常簡單地被證明。 首先，吾人假設要被量化之值均句地在領域內分布， 意即任何小數值都一樣可能出現。此表示就一組1 G個量 測資料而言，會有65%機會具有小數值為Q. 5之量測資 料，及97%機會具有小數值為G. 4，Q. 5或Q. 6之量測資 料。由於我們正編碼該組1 Q個值的同位，不均只有一半 的群組之值須有值被改變。此意即總共只有約1 8%的群組 會具有任何誤差被此方法導入，且只有15%之情形這些改 添加的誤差會比最小可能的數量多。 當N個量測資料被使用時，會有N個可能的值可能要 修改。若我們隨機選擇一量測資料要修改，吾人會添加約 1 /N雜訊至該等量測資料。然而本發明之技術的嶄新元素 為吾人可選擇那一量測資料要修改，所以吾人可選擇會添 加較少雜訊者。若這些值均勻地（或隨機地）分佈，則其將 提供N個中間值之程度來選擇。此二因素之組合降低被導 入之雜訊的總量至前所提及之比例1/N2。 高階同位編碼 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 - -7 I ^1 ϋ mlm 一-口、I ϋ I >ϋ ϋ I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222607 A7

五、發明說明（別） 其亦可能透過使用同位編碼技術之高階同位擴充來 在一組量測資料中嵌入複式位元。例如，在一般、1位元 之同位注重一系列量測資料之和，並使用該和對2的模數 (意即除以2之餘數）、2位元同位使用該和對4的模數。 在所有可能高階同位中，2位元同位為最有用的，原因在 於允許相同密度的資料，而在決定那些量測資料將被修改 會更有彈性。 注意有兩倍多之量測資料的數列，以前面的例子開 始： 1.1 2.4 3.5 5.7 6.2 4.9 3.6 2.0 1.9 1.8 1.9 2.1 2.2 2.9 3.2 3.9 (請先閱讀背面之注意事:填寫本頁)

It I 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 並在使用先前描述的量化函數Fr下，D1如下： 1246654222222334 在2位元同位編碼技術中，吾人將值加總（在此例為50) 並注意此和對4的模數，其可能為〇至3之任何值（指此 例而言）。由於吾人在2位元同位中編碼二位元之資料， 所要的值亦為0至3。 由現存值修改此2同位為所要的值會產生四個可能的 情形：和保持未被改變、加1至此和、由和減1、及在和 加2或減2。在此例中，若要編碼一個2，吾人會讓其未 被改；就一 3而言，要加1;若要編碼一個1，吾人會減1; 就一 0而言，吾人必須要加或減2。就此例而言，假設吾 人要編碼一 0，故須改變二個量測資料。 在一組中有兩倍量測資料被使用以編碼資料，平均僅 -32 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 訂 1222607 A7 B7 五、發明說明（ 一值將須被改變。此意即每一個被編碼之位元被修改的量 測資料個數保持固定，但對要修改的量測資料可獲得增加 的彈性。 現在來看技術誤差，D1- D(現在要注意其正負號）： -0· 1 -0· 4 +0· 5 +0· 3 -0. 2 +0.1 +0· 4 0 +0· 1 +0· 2 +0· 1 -0.1 -0· 2 +0· 1 -0· 2 +0· 1 若我們正使用具有二組八個量測資料的1位元同位，第二 組之八個不會有容易被修改以編碼資料之任何值（沒有一 個靠近0. 5)。然而，因為我們正使用2位元同位，吾人可 修改第三與第七個值以創造D11，其和為52。52mod 4為0， 吾人要編碼的值： 1236653222222334 大於二的高階同位編碼亦可被使用，但其不為同樣有用 的，原因在於資料密度在這些高階被使用時迅速地下降。 其他型式之編碼可以本發明之觀念被使用，包括可變 資料率編碼。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 事 I3·γ 貪 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 可變資料率編碼 在本發明之可變資料率編碼過程中，吾人以較高位元 率嵌入資料，其中心理知覺測量證明該媒體之相關部分在 資料編碼中更強健，而在低位元率該媒體對資料編碼過程 車交敏感。就具有寬廣動態範圍之媒體（例如具有靜音、音 樂與談話散佈的音頻檔案）而言，其可能以吾人的可變資 料率技術在媒體檔案中比僅是以最高比率於失真變得明 _前嵌入資料可嵌入更多很多的資料。在前面描述的音頻 -33 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1222607 A7 B7 五、發明說明（31) 例子中，此可藉由以最高率編碼資料被完成，其中該資料 編碼添加可聽到的失真至靜音部分，其目前支援最低的資 料嵌入率。 此外，可變資料率允許比一般可達成者在流中嵌入更 多資料。此亦可被應用至其他密碼式嵌入技術。 雖然如前面解釋地有很多現存的浮水印，其僅在媒體 之較多的區域放置浮水印，其未外顯地改變資料編碼率。 反而是，在某些型態出現於頻率、時間或資料之其他領域 時，其被限制僅在媒體中嵌入資料。此外，因為這些技術 僅能以相當低的比率嵌入資料，其不能快速地處置交換資 料率之費用而足以補償在媒體內之迅速的動態變化。 另一方面依照本發明之技術，當與如以前提及之MPEG 法則之知覺編碼技術結合時會有十分強力的改進結果。 心理知覺測量 上面提及與參照之吾人的習知應用的生理知覺測量 可被分為二種總體技術類別：人工與自動。 在人工技術中，受過訓練的人員檢查媒體檔案，並判 斷檔案的那些部分可包含更多資料及那些部分會被在其 中放太多資料（或任何資料）而被有害地影響。在音頻檔案 中，此可藉由選擇高強度或靜音期間而被達成。此人工技 術仰賴所有最佳的心理知覺模與受過訓練的人。然而此就 成本與時間而言具有缺失。此外，該人員可能無法手動地 補償資料編碼過程之細微區別，且可能無法達成最適的資 -34 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 讀 背 S 之 注 意 事 項J 再I 填i f裝 頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _____B7 五、發明說明（32 ) 料率嵌入。 自動技術係使用編碼法則本身以判斷檔案的那些部 分包含更多資料。此就先前描述之納入有生理知覺測量的 MPEG編碼法則特別有用。就這些壓縮技術而言，簡單的啟 發為注意有多少壓縮資料被用以代表原始資料。需要有更 多資料要呈現之檔案部分將包含更多樣的資料，因此為嵌 入提供更多機會。 例如考慮前述之MP3壓縮法則音頻資料，該MP3法則 對5 7 6個音頻樣本一次實施DCT、應用心理聽覺加權、然 後對DCT係數施用一換算。這些換算後之係數的幅度為對 測量在音頻流之部分中可能編碼的資料量為良好的啟發。 其結果為就5 7 6個音頻流之樣本部分被計算的量測、產生 多系列之量測，其相對於時間被平滑（以去除過度情形）、 然後一系列逐件常數之量測被配適於這些系列，其每一個 定義可管理特定密度之資訊的檔案部分。其最好是確定這 些部分夠長，使得改變密度之費用不會使由可變資料率嵌 入獲得的利益黯然失色。 資料封包 可變位元率之資料封包可使用很多普遍的技術。一個 此種技術為將資料檔案分為多塊，每一塊之大小為以所指 定的位元率配適媒體檔案之特定部分。例如在一實施例 中，第一塊之第一資料可包含資料塊大小與所有後續資料塊 之資料率的佇列。然後，後續的資料塊如前述地編碼資料。 —35 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一 — i_i n ϋ «1» 一I ·1 ί ·ϋ ϋ I n I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222607 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____^___五、發明說明（33 ) 在某些情形中可能將資料編碼過程作成「黑盒子」， 使得修改實施函數變換之軟體碼內部為非必要的。此「黑 盒子」藉由修改D而有作用，使得在被變換後所產生的D1 與所要的D11相同。 此技術允許在量測資料中透過適應性的回饋技術與 被用以變換量測資料之函數細節為半獨立地嵌入資料；且 其也可被應用於其他密碼式嵌入技術。 此可就某些類別之函數被實施，即對資料之次部分被 實施的運算與對整個資料被實施之運算相同的變換（稱之 為「可分離的」變換）。換言之，選擇該等量測資料之部 分集合並對之實施變換，將形成當變換為對整套量測資料 實施對該部分集合的這些要素在有相同的值。 可被做成「黑盒子」之各種變換類型包括： •以規律間隔被取樣之連續函數 •藉由將連續函數變換為一系列數位量測資料而將之取 樣 •一系列數位量測資料用鬆散的精準度被量化 •一系列數位量測資料用導入混疊之方式被變換（例如將 影像旋轉或將音頻樣本次取樣為較低的抽樣率），其中此 變換為可分離的 •一系列數位量測資料被變換（例如藉由如FFT或DCT之頻 率領域信號分析技術，其中此變換為可分離的，得到一 系列量測資料再被量化。 不可分離的變換因此無法被做成「黑盒子」，例如為 -36 - (請先閱讀背面之注咅？事:填寫本頁) 1 H ϋ -事 -裝 1 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Ϊ222607 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 '^ ---------B7____ 五、發明說明（34) 使用由資料流先前被導出以編碼不同資訊之資訊的壓縮 法則類型，或視壓縮管線之填入程度不同地壓縮資料的法 則° 「黑盒子」編碼技術 黑盒子編碼之基本技術為針對由資料D導出之結果D1 就資料D執行係數，使用逆係數之模型（可能是簡化過的） 來修改D之部分，使得D1會更靠近所要的D11，且必要時 再予重複。 現在用前面的例子來說明如何進行，首先看D為： 1.1 2. 4 3. 5 5. 7 6. 2 4. 9 3. 6 2. 0 函數變換Fr之輸出D1為： 1 2 4 6 6 5 4 2 我們要編碼一個“ 1”位元。由於此之和為30，我們改變D 之一個值使其和為2 9。 1. 1 2. 4 3. 0 5. 7 6. 2 4. 9 3. 6 2. 0 現在當再執行函數變換Fr時可得到正確的D1對應於所要 的Dn : 1 2 3 6 6 5 4 2 此顯然是一個非常簡單的例子，但此技術在軟體內部不是 如此容易地可存取時具有寬廣的可應用性。 動態資料編碼之預先計算 此主要適用於僅修改一數位流之所選擇的位元之技 -37 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ (請先閱讀背面之注意事項填寫本頁) 裝 · 線. 1222607 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（35) 術，其對本發明所使用的同位編碼技術型式為非常有用 的。 在同一檔案必須用很多不同資料檔案被嵌入於其中 的以伺服器為基礎之系統中，我們在很多情形可預先計算 第一階段之嵌入。此技術例如在一音頻檔案視使用者之人 口或其他資訊而以不同目標的廣告嵌入於其中而被遞送 時特別有用。 此依照本發明之技術可藉由執行該編碼法則一次而 保持那些量測資料須被修改及在那方向的分離之記錄被 完成。 使用上面D之執行例子來說明： 1. 1 2. 4 3. 5 5. 7 6. 2 4. 9 3. 6 2.0 其函數變換Fr之輸出D1如下： 1 2 4 6 6 5 4 2 為了簡單起見，吾人在每一組編碼一個“0”位元。吾人可 同樣簡單地編碼一個“1”（或者，若吾人願意遵循在每一 群組中所儲存者，吾人可以在此點於每一群組編碼不同的 值）。由於D1已編碼一個“ 0”位元，吾人不須將之改變以 產生011: 1 2 4 6 6 5 4 2 現在我們儲存該額外的步驟，即若吾人須改變此群組以呈 現一個“ 1 ”位元，我們可由其減來改變該第三編碼： 3 -1 當不同的資訊被嵌入同一資料檔案時，則做完須被修改的 -38 - (請先閱讀背面之注音？事項¾填寫本頁) 項Λ rl裝

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1222607 A7 __B7_ 五、發明說明（36 ) (請先閱讀背面之注意事項#填寫本頁) 量測資料清單內容並插入必要的資料而不須重新分析資 料以決定那些量測資料必須被修改是直接且快速的。此技 術對須就每一使用者動態地修改的其他種類之媒體（如可 執行碼、Java，文字檔與資料庫）的動態遞送亦為有用的。 可變長度編碼之預先計算 就如MPEG 1 layer 3(MP3)之法則而言，其運用量測資料 之可變長度之編碼（如前述之Huffman)，且該處理維持固 定的最大位元率為重要的，則其有必要在修改後之量測資 料嵌入資料，使得當編碼被使用時該量測資料具有較長的 長度。 例如，讓我們使用如下之可變長度的編碼表： 量測資料 編碼 0 1 1 010 2 011 3 00001 4 0 0 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 00011 6 00010 我們再次使用D之例子： 1. 1 2. 4 3. 5 5. 7 6. 2 4. 9 3. 6 2. 0 其函數變換Fr之輸出D1為： 1 2 4 6 6 5 4 2 -39 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） !2226〇7 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i、發明說明（37) 現在，由於吾人將要修改第三個係數以創造D11，吾人須 注意該等二值之編碼後的顯示。3之顯示為000Q1且4之 顯示為0 0 1，所以我們必須使用較長者，並在資料中編碼 一個“ 1”位元； 1 2 3 6 6 5 4 2 現在我們儲存吾人已編碼一個“ 1 ”位元之額外步驟，且若 我們須改變此群組以呈現一個“ 0”位元，吾人藉由將之加 1而改變該第三個量測資料： 1 3 1 資料抽取處理 抽取已嵌入之資料的處理如先前就數個實施例及往 後亦被說明所描述者為編碼過程之直接的逆轉。 第11至1 2圖之系統 第11圖：資料編碼系統概要 已知一組量測資料與某些數位資料以嵌入於這些量 測資料，此基本技術為： (1) 將所要嵌入於一系列位元之數位資料在“t”處變換； (2) 對該等數位量測資料Μ應用一函數變換“ a”，而又比所 要之最後輸出以較高解析度維持該變換之結果。這些函 數變換在信號處理被應用於數位量測資料，且這些變換 之例子如稍早提及地包括量化、換算、Four ier, DCT ; 以及 -40 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項㊉填寫本頁) -l· I5· 裝 .' 1222607 A7 _____B7 __ 五、發明說明（38) (3)然後在“ b”處對變換後之量測資料進行稍微調整，造成 數位資料之每一位元以最後量測資料解析度在該輸出 內被嵌入。 此結果為一組變換後之量測資料，其包含在“ c”處之被嵌 入資料。 如先前解釋者，此嶄新的運算優於如最小有效位元編 碼之習知技術，原因在於我們導入上面的步驟（2)，並使 用此步驟之結果來調整該等量測資料，其方式為導入少了 很多之雜訊至量測資料內。 第1 2圖：資料抽取系統概要 再次給予具有嵌入資料之一組量測資料，由該等量測 資料抽取資料之基本技術為： (1) 分析該等量測資料以抽取在第11圖之步驟（3 )的“ d”處 被嵌入的資料；以及 (2) 備選地在“e”處驗證該資料為精確的且未被惡化。 此為第11圖之處理的直接逆轉。 第13圖：資料抽取至媒體環境內 在如稍早於吾人之申請案討論地該等量測資料呈現 一媒體檔案（如音頻、視訊、3D等）及被嵌入資料被提供額 外內容至媒體檔案再生（如互動性廣告、遊戲、字幕等）的 情形中，其有必要抽取資料至媒體環境內“f”（如視訊或 音頻播放器）。這些步驟如下： -41 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項^填寫本頁) —卜· 項51 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1222607 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ΚΙ Β7五、發明說明（39 ) (1) 在“g”處分析該等量測資料以抽取在第11圖之步驟（3) 被嵌入之資料； (2) 備選地在“h”處驗證該資料為精確的且未被惡化； (3) 發送該媒體至觀看者或再生裝置“f”； (4) 發送該資料至一資料觀看者“ i”（例如一廣告視窗）；以 及 (5)備選地使用計時資訊以如在「可能的等時化」地使媒 體再生與資料等時化。 第1 4圖：使用具有編碼之浮水印 強健的浮水印技術如以前解釋地在習知技藝被使用 以嵌入如版權或著作權資訊之低頻寬資料至資料檔案 內。這些技術一般藉由修改對信號處理或重新編碼具有彈 性之資料的特點而有作用。由於吾人的技術僅對資料作小 修改，其不會影響任何現存的浮水印。 當本發明之資料編碼過程與強健的浮水印技術前後 被使用時，然而其有必要： (1) 在“j”處應用該強健的浮水印技術；以及 (2) 在“ k”處使用資料編碼系統將資料編碼成浮水印檔 案。 第1 5圖：透過量化調變之資料編碼 當函數變換為涉及量化（如數位取樣、資料截斷、或 頻率變換，其再如上述及我們的申請案描述地被量化）， -42 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

ϋ I 裝

I ί I 訂· I I I I I I I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 1222607 A7 ________ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4〇 ) 我們的技術被採用如下： (1) 在“ t”處變換我們要嵌入一系列位元內之數位資料； (2) 在“ a”處應用該變換，其形成量化為數位量測資料，而 維持具有比最後輸出所欲有者高的解析度之變換結 果。例如，量測資料運算可量化資料，但其精準度比將 來終究被使用者高。 (3) 然後在“ b”處對變換後之量測資料進行稍微的調整，造 成在“ c”處以最終量測資料解析度被量化時數位資料 之每一位元將被嵌入於輸出內。 第1 6圖：透過混疊調變之資料編碼 當函數變換為涉及混疊者（如換算、樣條曲線、或一 系列量測資料之次取樣），我們的技術適用如下： (1) 在“t”處變換我們要嵌入一系列位元內之數位資料； (2) 在“ a”處應用該變換，其形成對該等數位量測資料之混 疊，而產生可能結果值之範圍。例如，換算作業會形成 複式不同值之結果，其任何一個可依在換算被使用之過 濾作業而被指定特定的值；以及 (3) 結果的值之一或由結果值被產生之內插被使用，其造成 數位資料之每一位元在輸出“c”之“b”處被編碼。 第1 7圖：同位編碼 就如前面討論者，同位編碼為此技術之核心嶄新處， 具有決定那些位元要在LSB編碼中修改的資料判斷的精準 -43 - (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) i —裝 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） !2226〇7 A7 -------- ---B7__ 五、發明說明（41) 型式。此為以本發明允許這種史無前例的資料率被獲得， 而不會實質地影響使用者之經驗，且允許以非常高之位元 率嵌入資料，又不會實質地影響該等量測資料之品質。就 如在第17圖之編碼流程圖所列出者，資料之位元在一組 這些量測資料間之位元關係被編碼。此亦允許選擇最容易 改變的量測資料，其中該資料被嵌入。 (1)取得要嵌入之資料的下一個位元（I); (2) 如果還有資料則繼續。否則留下所有其餘未被改變之量 測資料並中止（Π ); (3) 選擇其中要嵌入該資料之該等量測資料的部分集合（瓜）； (4)計算這些量測資料之位元（IV )(即將其值加總並判斷 其和是奇數或偶數）； (5) 若該同位已編碼（V )資料之位元，便回到步驟（I ); (6) 否則選擇要修改最簡單之成員（如在先前的量化與混疊 調變段落中被描述者）； (7) 改變此值以嵌入該資料（VE )以及 (8) 重複在步驟I開始。 第1 8圖：可變資料率編碼 在其中吾人正在嵌入資料之量測資料具有寬廣的動 態範圍時，其如前述地為適於以可變的比率嵌入資料。如 此做的過程如下： (1)手動或自動地決定（“1”）量測資料的那些部分可編碼更 多資料不致使使用者之經驗惡化。手動的是，此涉及受 一 44 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項㈣填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 1222607 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（42 ) 過訓練的人員進行這些決策。自動的技術已在稍早於所 附之內文中更完整地被描述。 (2) 界定該等量測資料之連續區域（“m”），其可以已知的比 率被編碼。 (3) 可能地平滑這些區域（“η”）並將之配適在一起以使描述 這些區域所必要的資料量最適化（若為太短，其將取得 比其完全未被使用還多的資料來描述他們）； (4) 這些資料密度區域之描述以不用資料位元流被聯合在 一起“t”，在“G”被封包以在量測資料內被嵌入；以及 (5) 被封包之資料再如先前描述地被嵌入（“p”）。 第1 9圖：黑盒子編碼 就如以前被解釋者，此技術允許我們透過適應性回饋 技術，與被用以變換該等量測資料之函數細節半獨立地在 該等量測資料內嵌入資料。 當修改該函數變換內部為不可能的情形中，在應用該 變換前藉由修改該等量測資料來編碼資料為有用的。此需 要該變換之（可能已簡化的）模型，其被預測在量測資料的 什麼變化會形成資料被編碼之結果。此過程可能需要執行 多次，使得該模型收斂於將所要的資料成功地編碼的一組 調變： (1) 變換我們希望嵌入的數位資料（“t”）成為一系列位元； (2) 使用該函數變換的（可能已簡化之）模型，應用變化至該 等量測資料，其應該在“q”處形成將在資料被編碼之數位 -45 - (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) ϋ^ϋ -裝 .- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1222607 A7 B7 五、發明說明（43) 資料； (3) 應用該函數變換（“r”）； (4) 在“s”決定該資料是否適當地被編碼；以及 (5) 若該資料未適當地被編碼，在步驟2之“q”微調對該等 量測資料之修改。 第2 0圖：動態編碼之預先計算 先前有描述資料編碼之預先計算主要適用於涉及僅 修改該數位流之被選擇的位元之技術。此如，其對本發明 之同位編碼技術類型為非常有用的。 在第20圖中，此被顯示如下列地生效： (1) 對該等數位量測資料應用一函數變換“ a”，而又比所要 之最後輸出以較高解析度維持該變換之結果； (2) 然後在“ b”處對變換後之量測資料進行稍微調整，造成 數位資料之同一位元（就整個檔案為1或G )以最後量測 資料解析度在該輸出內被嵌入； (3) 得到的量測資料結果與那一個量測資料被修改及其方 向的資訊在“ u”被儲存以便稍後使用。 (4) 隨後在“ t”吾人變換希望要嵌入之數位資料為一系歹ij 位元；以及 (5) 最後，量測資料之被儲存的佇列在“ v”使用有關該等毚 測資料如何被修改之被儲存的資訊來編碼該數位資 料。 -46 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) · I i I I I I I 訂-----I--' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 五、發明說明（44 ) 第2 1圖：可變長度編碼之預先計算 就壓縮技術而言，如稍早討論之MEPG編碼有必要維 持固定的最大位元率，其也如稍早被解釋地有必要稍微修 改此技術： (1) 對該等數位量測資料應用一函數變換“ a”，而又比所要 之最後輸出以較高解析度維持該變換之結果； (2) 決定編碼一個0位元或一個1位元會在“ b”得到較大的 編碼段落。選擇較大的位元。對變換後之量測資料進行 稍微調整，造成數位資料之每一位元以最後量測資料解 析度在該輸出內被嵌入； (3) 得到的量測資料結果與那一個量測資料被修改及其方 向的資訊在“ u”被儲存以便稍後使用。 (4) 隨後在“ t”吾人變換希望要嵌入之數位資料為一系列 位元；以及 (5) 最後，量測資料之被儲存的佇列在“ v”使用有關該等量 測資料如何被修改之被儲存的資訊來編碼該數位資 料；若所要的資料與被用以編碼該資料之位元相同，便 不必修改；以及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (6) 若被編碼之輸入比以前短便不需在“ X”導入填襯資 料。 第22圖：同位解碼 同位編碼之解碼技術如先前描述地為一簡單的逆 轉，且可被用於任何先前描述的編碼技術。此可例如在第 一 47 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 1222607 Α7 ______________________ Β7 五、發明說明（45) 1 2與1 3圖被描述地被用作為由量測資料抽取被嵌入資料 之要素。 如在第2 2圖顯示之流程圖： (1) 在YE取得下一組量測資料。若已經沒有，此過程便為完 成的。 (2) 藉由判斷這些量測資料組之和為奇數或偶數在K計算 其同位。根據同位決定該位元值（例如，奇數意即1及 偶數意即Q);以及 (3) 在X ’輸出該位元至一位元流，此處其被變換回原始資 料；以及 (4) 重複在步驟1開始（YD )。 進一步的修改可出現於熟習本技藝者，且這些被視為 落於本發明如申請專利範圍所定義的精神與領域內。 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項j

填 頁I I I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -48 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐）

Claims (1)

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六 5 -Μ-^—— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 Βδ C8 D8申請專利範圍 第901 1 6512號申請案申請專利範圍修正本 93.5.25. 1_ 一種將資料作密碼式嵌入之方法，其用於把賁髏補充數 位資料密碼式嵌入一類比資料流或次取樣及/或轉換數 位資料所導出之系列數位量測值中，包含：由被變換為 連績量化與/或混叠成份之輸出資料的一組輸入資料透 過函數變換導出此系列數位量測資料；變換該補充數位 資料成為一系列連績的位元；將該等連績的位元導入該 被量化與/或混叠之成份以調變連績的成份，但有透過該 者之稍微的調整，而以不致實質影響其品質地嵌入該補 充資料於該系列數位量測資料內。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等量測資料 代表一媒髏檔案，且被嵌入之補充資料提供額外的內容 至再生之媒«檔案格式而不會改變該格式。 3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該額外內容係 由一組包含高頻寬數位頻道、廣告、互動式廣告、遊戲、 額外的程式料材與字幕中被選擇，且該媒體為音頻、影 像或視訊。 4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該嵌入以最小 有效位元編碼生效，以選擇那一里測資料或要素或係數 代表同者將被修改及用那一個位元，而僅最小地影響其 精準度。 5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該選擇為就最 小雜訊與生理-知覺測量之一或二者被選擇。 6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該編碼係用由 -49- 本紙張尺度述用中國1家標準（CNS)A:I規格（210 X 297公芨） (請先Mtf背面之注意事項$填寫本頁) 0 裝 訂----1---r-- #· 1222607 修更 9, Η 日丨 Α8 Β8 C8 D8 六 5 ο _S___ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 一組包含同位編碼、高階同位編碼、可變資料率與可變 長度編碼、及黑盒子編碼中被選擇之一編碼技術生效。 7_如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該編碼技術為 黑盒子編碼，且其中在該等量測資料中之嵌入為透過使 用適應性回饋與被用以變換該等S測資料之函數細節半 獨立地生效。 8. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中僅有該數位流 之被選擇的位元如被資料編碼之預先計算所決定地被修 改。 9. 如申請專利範國第1項所述之方法，其中被嵌入之量測 資料藉由編碼過程之直接逆轉被抽取。 10—種將資料作密碼式嵌入之裝置，其用於把實髏補充數 位資料密碼式嵌入由一類比資料流或次取樣及/或轉換 數位資料所導出之系列數位量測值中，該裝置以組合而 具有：函數變換設施用於由被變換為連繽量化與/或混叠 成份之輸出資料的一組輸入資料變換導出此系列數位量 測資料；設施用於變換該補充數位資料成為一系列連績 的位元；以及編碼器設施用於將該等連縝的位元導入該 被量化與/或混叠之成份以調變連績的成份，但有透過該 者之稍微的調整，而以不致賁質影響其品質地嵌入該補 充資料於該系列數位量測資料內。 11.如申請專利範園第10項所述之裝置，其中該等量測資料 代表一媒髏檔案，且被嵌入之補充資料提供額外的內容 至再生之媒體檔案格式而不會改變該格式。 -50- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · I------訂•丨丨J — 1丨， 度適用中國0家楳毕（CNS)A:I硯格（210 X 297公μ ) 1222607 f正替.換i 25 π_ A8 B8 C8 D8 六 5 ——§-^—— 經濟部智慧財產局員工消賢合作社印製 申請專利範圍 12. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該額外內容係 由一組包含高頻寬數位頻道、廣告、互動式廣告、遊戲、 額外的程式料材與字幕中被選擇，且該媒體為音頻、影 像或視訊。 13. 如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該嵌入以最小 有效位元編碼生效，以選擇那一量測資料或要素或係數 代表同者將被修改及用那一個位元，而僅最小地影響其 精準度。 14. 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中該選擇為就最 小雜訊與生理-知覺測量之一或二者被選擇。 15. 如申請專利範圃第10項所述之裝置，其中該編碼係用由 一組包含同位編碼、高階同位編碼、可變資料率與可變 長度編碼、及黑盒子編碼中被選擇之一編碼技術生效。 16. 如申請專利範園第15項所述之裝置，其中該編碼技術為 黑盒子編碼，且其中在該等量測資料中之嵌入為透過使 用適應性回饋與被用以變換該等量測資料之函數細節半 獨立地生效。 17. 如申請專利範圍第13項所述之裝置，其中僅有該數位流 之被選擇的位元如被資料編碼之預先計算所決定地被修 改。 18. 如申請專利範園第10項所述之裝置，其中被嵌入之量測 資料藉由編碼過程之直接逆轉被抽取。 19. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中該編碼設施為 可變資料率編碼設施回應於心理-知覺測量，以為了媒 -51- 本汍语尺度過S中國固冢標準（CNS)A4媞格（210 x 297公运） 1222607

120_I 經濟部智慧財產局員工消f合作社印¾ A8 B8 C8 D8、申請專利範圍 體檔案之更強健的部分以更高的位元率來嵌入資料，及 在較低位元率以為了使媒體檔案對資料嵌入更敏感。 20. 如申請專利範園第19項所述之裝置，其中該媒髓檔案為 包含靜音部分之音頻檔案，且設施被提供用於以最高比 率嵌入資料，其中該資料嵌入添加可聽到的失真至該等 靜音部分。 21. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該函數變換係 由一組含有傅立葉（Fourier)、餘弦（Cosine)、正弦（Sine) 與小波（Wavelet)變換之組群中被選擇，提供量測資料之 係數顯示的數列。 22. 如申請專利範園第21項所述之方法，其中被變換及被量 化與（或）被混叠之量測資料數列的低位元係數藉由在其 中嵌入連績的補充資料位元而被修改。 23. 如申請專利範園第22項所述之方法，其中將被如此修改 之係數的選擇係由心理-知覺步驟被生效。 24. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等量測資料 數列係由一組包含媒髓檔案格式資料、用於如PCM法則 之量測資料的音頻波形、如MP3之壓縮音頻檔案、如掃 描影像、傳真或如JPEG之壓縮影像檔案之影像值量測 資料、如數位電影之時間變化影像值量測資料或如 MPEG之壓縮視訊檔案、及包含如機器控制資料、處理 監调I與溫度或壓力量測資料中被選擇。 25. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該函數變換係 由一組連縝或離散輸入資料點D變成一組離散輸出資料 -52- (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) - I I I 1111 ^ · I I J I 1 —r— I · 本紙張尺度適闱中國國家標毕（CNS)A:丨現格（210 x 297公沒） 1222607

六、申請專利範圍 點D1，並創立一修改後之版本d11與D1緊密地相關而 被生效，但D11透過量化修改或調變與（或）量化由D變 換為具有補充資料位元流之位元的D1所固有的成份而 具有於其中編碼一第二或補充資料位元流的添加之特 5 點，且僅具有資料精準度的最小或不顯著的影響。 26.如申請專利範圃第25項所述之方法，其中該輸入資料係 由媒體檔案格式被導出，且在編碼及嵌入補充資料中所 涉及之修改或調變係以如此夠小的D1中之變化被生 效，而不致實質地影響在被編碼資料之再生中的知覺經 0 驗。 經濟部智慧財產局員工消賢合作社印說 • ----L.-------^---- (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) -53- 本紙诙尺度適用中舀固家標準（CNS)A:丨現格（210 X 297 )