WO2009112183A1 - Einbetter zum einbetten eines wasserzeichens in eine informationsdarstellung, detektor zum detektieren eines wasserzeichens in einer informationsdarstellung, verfahren und computerprogramm - Google Patents

Einbetter zum einbetten eines wasserzeichens in eine informationsdarstellung, detektor zum detektieren eines wasserzeichens in einer informationsdarstellung, verfahren und computerprogramm Download PDF

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information representation
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Ernst Eberlein
Stefan KRÄGELOH
Jörg PICKEL
Juliane Borsum
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    • H04N1/32352—Controlling detectability or arrangements to facilitate detection or retrieval of the embedded information, e.g. using markers

Definitions

  • Embedder for embedding a watermark in an information display detector for detecting a watermark in an information representation, method and computer program
  • Embodiments of the present invention relate to embedders for embedding a watermark in an information representation, detectors for detecting a watermark in an information representation, methods of embedding a watermark in an information representation, methods of detecting a watermark in an information representation, corresponding computer programs, and the like to an information signal.
  • Some embodiments of the present invention relate to multiple watermark embedding and watermark extraction apparatus and methods.
  • a watermark is information that can be added to the actual payload without substantially affecting the actual information.
  • the data format of the payload can be maintained, for example, by the watermark of the payload is superimposed.
  • the superimposition of the watermark to the payload occurs in such a way that a perturbation of the payload is so small that it does not disturb or only weakly interferes with a reproduction of the payload, for example.
  • watermarks may be added to an information representation that represents an audio signal.
  • watermarks may be added, for example, to an information representation representing a video signal.
  • a watermark can also be added to an information representation representing, for example, a computer program. Other information representations representing other data forms may also be watermarked.
  • an embedder for embedding a watermark to be embedded into an input information representation according to claim 1 by a detector for detecting at least one watermark in a watermarked input information representation according to claim 14, by a method for embedding a watermark to be embedded in an input information representation according to claim 26, by a method for detecting at least one watermark in a watermarked input information representation according to claim 27 and by a computer program according to claim 28.
  • the present invention provides a embedder for embedding a watermark in an input information representation.
  • the embedder includes an embedment parameter determiner configured to apply a derivative function to an initial value one or more times to obtain an embedment parameter for embedding the watermark in the information representation.
  • the embedder further includes a watermark adding device adapted to provide the input information representation with the watermark using the embedding parameter.
  • the embedder is designed to select how often the derivative function is to be applied to the seed to obtain the embed parameter.
  • the above-mentioned aspect of the present invention is based on the recognition that by using a derivative function once or more than once, embedment parameters for the embedding of a watermark in an information representation could be generated in a particularly efficient manner.
  • a derivative function it is sufficient to store an initial value and the derivative function to obtain a plurality of different embedding parameters, depending on how often the embedding function is applied to the initial value.
  • a cost of storing many different embedding parameters is reduced by setting an embedding parameter, for example, by how often the derivative function is applied to the initial value.
  • even in systems with very low available storage capacity almost arbitrary many different embedding parameters (or sets of embedding parameters) are generated, for example, by repeatedly applying the one-way function to the initial value.
  • the derivation function specifies a specific sequence of embedding parameters.
  • the i-th embedding parameter can be obtained by applying it i-fold, or (i-l) applying the derivative function to the initial value.
  • a corresponding index can be assigned to each embedding parameter. Selecting how often the derive function is applied to the seed value thus corresponds to a determination of the embedment parameter from a plurality of embedment parameters.
  • a derivative function efficiently allows different access rights to be assigned to different watermark encoders or to different watermark detectors.
  • a one-way cryptographic function can be used as the derivation function. For example, if a watermark embedder or watermark detector knows an initial absolute value (ie, the very first value of a sequence of values whose elements result from repeatedly applying the one-way function to the previous value), then the corresponding watermark embedder or watermark detector is able to keep all subsequent values of the sequence and thus to determine all possible embedment parameter values.
  • the present invention provides a detector for detecting at least one watermark of a watermarked information representation.
  • the detector includes a A detection parameter determiner configured to apply a derivative function to an initial value one or more times to obtain a detection parameter for detecting the watermark in the information representation.
  • the detector further includes a watermark extractor configured to extract the watermark from the information representation using the detection parameter. The detector is designed to select how often the derivative function is to be applied to the initial value to obtain the detection parameter.
  • the corresponding detector for detecting a watermark in a watermarked information representation is based on analog considerations, such as the embedment described above for embedding a watermark into an input information representation. Again, the determination of detection parameters by using a derivative function one or more times makes it possible to minimize the memory required to store the detection parameters.
  • a watermark detector does not have to be programmed with a series of possible detection parameters from the front, but rather the watermark detector can calculate at runtime almost any number of elements of a sequence of detection parameters even using the derivative function.
  • a one-way function as a derivative function in the watermark detector makes it possible to assign different access rights with respect to the information coded by the watermarks to different identically constructed watermark detectors, for example by storing different initial values in different watermark detectors.
  • FIG. 1 is a block diagram of a watermark embedder according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 2 is a block diagram of a watermark detector, according to an embodiment of the invention.
  • 3a is a block diagram of a watermark embedder, according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 3b is a block diagram of a watermark embedder according to an embodiment of the present invention.
  • 3c is a block diagram of a watermark embedder according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a watermark detector according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a block diagram of a watermark embedder according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 6 is a block diagram of a watermark detector according to an embodiment of the invention
  • 7a is a block diagram of a watermark embedder with a watermark information recognizer and an embedding parameter
  • Fig. 7b is a schematic representation of an information signal with an embedded
  • Fig. 7c is a schematic representation of a determination of a sequence of values using a
  • Fig. 7d is a graphical representation of a flow of calculation of an embed code based on an initial value
  • FIG. 8 is a block diagram of a watermark detector according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 9 is a block diagram of a watermark embedder according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is a block diagram of a watermark detector, according to an embodiment of the
  • 11 is a flowchart of a method for embedding a watermark, according to an embodiment of the invention.
  • 12 is a flow chart of a method for detecting a watermark, according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing a watermark embedding step according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 14 is a flowchart of a method of detecting a watermark, according to FIG. 14
  • 16 is a flowchart of a method for detecting a watermark, according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows a block diagram of a Einbetters for embedding a clearlybettenden or to be added watermark in an input information representation.
  • the embedder according to FIG. 1 is designated in its entirety by 100.
  • the embedder 100 is configured to receive an input information representation 110.
  • the embedder 100 includes a watermark information recognizer 120 configured to recognize a watermark information already contained in the input information representation 110.
  • the watermark information recognizer 120 provides information 122 about watermark information recognized in the input information representation 110.
  • the embedder 100 further includes a watermark adder 130 configured to design the input information representation 110 with a watermark information recognized by the watermark information recognizer 120 Watermark 132 to obtain an information representation 134 provided with the watermark 132 to be embedded.
  • the watermark adder 130 may be configured to receive the input information representation 110 as well as the information 122 from the watermark information recognizer 120. Further, the watermark adding device 130 may be configured, for example, to receive the watermark 132 to be added. However, the watermark 132 to be added may also be stored fixed in the watermark add-on 130.
  • the watermark adding means 130 may add the watermark 132 to be added to the input information representation 110 depending on a watermark information already included in the input information representation 110.
  • the embedder 100 thus allows the watermark 132 to be added to the input information representation 110 not in an arbitrary manner but in consideration of the watermark already contained in the input information representation 110.
  • Fig. 2 shows a block diagram of a detector for
  • Detector according to FIG. 2 is designated in its entirety by 200.
  • the detector 200 is configured to provide a watermarked information representation 210 to recieve.
  • the detector 200 further includes a detection information recognizer 220 configured to identify reusable watermark information in the watermarked information representation 210.
  • the detection information recognizer 220 is therefore designed, for example, to receive the information representation 210 and to provide information 222 about reusable watermark information.
  • the detector 200 further includes a watermark extractor 230 configured to extract a first watermark from the information representation 210 utilizing the reusable watermark information and to extract a second watermark from the input information representation 210 utilizing the reusable watermark information.
  • the watermark extractor 230 is configured to receive the information representation 210 and the information 222 provided by the detection information recognizer 220, and based thereon, provide first watermark information 232 and second watermark information 234.
  • the watermark extractor 230 is designed, for example, to be used for the detection of the first watermark described by the information 232 and for the detection of the second watermark described by the information 234 to use information common to both watermarks.
  • the shared reusable information may be synchronization information that is common to the two watermarks. For example, in this case it is sufficient to recognize the synchronization information only once, whereupon the detection of the at least two watermarks can be based on the common synchronization information.
  • the shared reusable information may, for example additionally or alternatively, be an information indicating that the first watermark and the second watermark can be detected with at least one common detection parameter.
  • the information representation 210 may include information indicating that at least two watermarks have been embedded in the information representation 210 in accordance with a common embedding method, such that the watermark extractor 230 may assume that at least two watermarks are extracted from the information representation 210 using a corresponding common extraction method can be.
  • the information representation 210 may carry information about how many watermarks are embedded in the information representation 210.
  • the corresponding number information can, for example, be regarded as a shared information which jointly describes the at least two watermarks contained in the information representation 210.
  • the number information may be extracted by the detection information recognizer 220, for example, and may further be used to set one or more extraction parameters for the watermark extractor 230, for example, to correctly extract the plurality of watermarks from the information representation 210. In other words, the number information may be used to correctly set detection parameters of the watermark extractor 230 for extraction of two watermarks. '
  • detection parameters can be disregarded, for example, in the extraction of the first watermark and in the extraction of the second watermark which are intended for the embedding of a fourth to Nth watermark. Rather, it is sufficient to limit the range of detection parameters to be considered according to the number of watermarks present.
  • Fig. 3a shows a block diagram of a Einbetters for embedding a watermark to be embedded in an input information representation, according to an embodiment of the invention.
  • the embedder according to FIG. 3 a is designated in its entirety by 300.
  • the embedder 300 is configured to receive an input information representation 310 and to provide an information representation 320 provided with a watermark and additional information.
  • the embedder 300 includes an information adder 330 configured to receive the input information representation 310 and to provide the information representation 320 provided with the watermark and additional information.
  • the information adder 330 is generally configured to provide the information representation 310 with the watermark 341 to be added and additional information 343 to be added in order to obtain the information representation 320 provided with the watermark and the additional information.
  • the additional information to be added includes descriptive information with regard to embedding at least one watermark in the information representation. For example, the descriptive information describes the embedding of at least one watermark in the information representation.
  • FIG. 3a shows an exemplary topology of the information add-on 330.
  • the information add-on 330 may, for example, in a parallel structure, a watermark add 340 and a 340 Additional information add 342 have.
  • both the watermark adder 360 and the additional information adder 342 may receive the input information representation 310 to add the watermark or additional information to be added thereto.
  • the watermark adder 340 may be configured to receive the input information representation 310 and the watermark 341 to be added or embedded and, based thereon, generate an information representation 344 provided with the watermark to be added.
  • the additional information adding means 342 may be configured, for example, to receive the input information representation 310 and the additional information 343 to be added, and based thereon to generate an information representation 346 provided with the additional information.
  • the watermarked information representation 344 may further be combined, for example, with the information representation 346 provided with the additional information to obtain the information representation 320 provided with watermarks and additional information, as indicated in FIG. 3a.
  • the watermark adder 340 may provide, as an output signal, watermark information adapted to the information representation 310, the additional information adder 342 to provide additional information adapted to the information representation 310, and the outputs of the watermark add 340 and additional information Add-ons 342 are then combined with the input information representation 310 to obtain the watermarked and supplemental information representation 320.
  • the information add-on 330 may also have other structures, as described for example in FIGS. 3b and 3c.
  • the information addter of the embedder 300 is replaced by an information addcher 330b as shown in FIG. 3b.
  • the information adding means 330b includes, for example, a serial arrangement of a watermark adding 340b and a supplementary information adding 342b.
  • the watermark adding 340b is configured to receive the input information representation 310 and to provide a watermarked input information representation 344b to the additional information adding 342b.
  • the additional information adding 342b may be configured to add the additional information to be added to the watermarked information representation 344b, and thus to provide the watermarked and supplemental information representation 320.
  • an additional information adding 342c is arranged in front of a watermark adding 340c.
  • the addition of the two pieces of information can also be done by means of a common information add-on in which the blocks "watermark add-on" and "additional information add-on" are combined or combined. In other words, no separate watermark and additional information adders are required.
  • the additional information to be added may well be dependent on embedding parameters of the watermark add-on.
  • the additional information may encode how the watermark adder is configured to add the watermark to be added.
  • the additional information may include information about which watermarking method the watermark adder uses for adding the watermark to be added.
  • the additional information may also describe individual parameters used by the watermark adder in providing the input information representation 310 with the watermark to be added.
  • the additional information may carry information about which embed code the watermark adder 340 uses, which frequency resources (eg, frequency bands) the watermark adder 340 uses to embed the watermark, or which time resources (eg, time slots). The watermark add-in is used to embed the watermark.
  • the watermark adding 340 and the additional information adding 342 may also use various embedding methods, for example, according to a specification, requiring that the additional information always be embedded according to a predetermined embedding method, regardless of which embedding method the watermark adding 340 uses , In this case, for example, the watermark adding 340 and the additional information adding 342 are designed so that there is no significant mutual interference in adding the watermark and adding the additional information.
  • FIG. 4 is a block diagram of a detector for detecting at least one watermark in a watermarked input information representation.
  • the detector according to FIG. 4 is designated 400 in its entirety.
  • the detector 400 is configured to receive a watermarked information representation (or input information representation) 410.
  • the detector 400 includes an embedding information extractor 420 configured to receive the watermarked information representation 410, and an embedding information 422 that includes descriptive information regarding embedding of at least one watermark in the information representation, of the Extract information representation 410.
  • the detector 400 further includes a watermark extractor 430 configured to receive the watermarked information representation 410 and descriptive information 422 for embedding at least one watermark in the information representation 410.
  • the watermark extractor 430 is further configured to extract one or more watermarks contained in the information representation 410 in accordance with the embedding information 422 and thus to provide information 432 about at least one watermark.
  • the watermark extractor 430 may thus selectively identify a watermark in the information representation 410 based on the embedding information 422. Because of the descriptive information 422, the watermark extractor 430 has, for example, information 422 about which embedding method a watermark present in the information representation 410 is embedded in the information representation. alternative or additionally, watermark extractor 430 may be provided by embedding information extractor 420, for example, with information 422 about which detection code or extraction code to use to extract a watermark from information representation 410. Further, the embedding information extractor 420 may provide to the watermark extractor 430, for example, information 422 about how many watermarks are included in the information representation 410.
  • the embedding information extractor 420 may, for example, evaluate additional information included in the information representation 410 to provide the descriptive information 422.
  • additional information may be understood to mean information that does not belong to the actual information content of the watermark, but instead describes how one or more watermarks are embedded in the information representation 410.
  • Fig. 5 shows a block diagram of a Einbetters for embedding a watermark in an information representation or in an input information representation, according to an embodiment of the invention.
  • the embedder according to FIG. 5 is designated 500 in its entirety.
  • the embedder 500 is configured to receive an input information representation 510 and to provide a watermark to be embedded
  • the embedder 500 includes an embedment parameter determiner 520.
  • the embedment parameter determiner 520 is configured to apply a schematically indicated derive function 522 to an initial value 524 one or more times to obtain an embedment parameter 526 for embedding the watermark to be embedded into the information representation.
  • the embedder 500 further includes a watermark adder 530 configured to receive the input information representation 510 and the embed parameter 526. Further, the watermark adder 530 may be configured to receive the watermark 532 to be added. However, the watermark to be added or embedded may also be stored fixed in the watermark adder 530.
  • the watermark addition 530 provides an information representation 534 provided with the watermark to embed.
  • the embedder 500 thus enables the definition of the embedment parameters 526 based on an initial value 524, wherein a derivation function 522 is evaluated.
  • the ability to evaluate the derive function 522 multiple times provides the ability to easily generate different sets of embed parameters 526 based on a single seed 524.
  • a derivation function which may be, for example, a one-way cryptographic function, it can be achieved that an allocation of access rights to different embedders can take place. Details in this regard are explained in more detail below.
  • Fig. 6 shows a block diagram of a detector for detecting a watermark in a watermarked information representation.
  • the detector according to FIG. 6 is designated in its entirety by 600.
  • the detector 600 is configured to provide a watermarked information representation 610 and to provide information 634 about a watermark contained in the information representation 610.
  • the detector 600 includes a detection parameter determiner 620.
  • the detection parameter determiner 620 is configured to display a schematically represented derivation function 622 to an initial value 624 that may be externally given, or that may be stored in the detection parameter determiner 620, once or apply several times, thus obtaining a detection parameter 626 for detecting the watermark in the information representation.
  • the detector 600 further includes a watermark extractor 630 configured to receive the watermarked information representation 610 and the detection parameter 626.
  • the watermark extractor 630 is further configured to provide, from the watermarked information representation 610 using the detection parameter 626, the information 634 about a watermark contained in the information representation 610.
  • the detection parameter 626 is used to set the watermark extractor 630.
  • the detection parameter can indicate, for example, which resources (eg which time slots or frequency bands) are used in the detection of the watermark.
  • the detection parameter 626 can be used, for example, to determine a detection code if, for example, in the information representation 610 different watermarks with different codes are separated from one another.
  • the detection parameter determiner 620 may, for example, be designed to decide, for example, based on an (optional) index parameter 640, how often the derivative function 622 is to be applied to the initial value 624 to obtain the detection parameter 626.
  • an intermediate result obtained by applying the derivative function to the initial value can serve as an input value for a calculation rule which maps the intermediate result to a detection code.
  • the detection parameter thus obtained has certain properties which are advantageous or necessary for watermark extraction.
  • the intermediate value obtained by applying the derivation function 622 once or several times to the initial value 624 can serve as a seed for a spreading code generator which, starting from different starting values, determines different spreading codes which are at least approximately orthogonal to one another, for example.
  • the corresponding spreading codes can then serve as detection parameter 626, for example.
  • mapping the intermediate result obtained by applying the derivative function to the initial value to a detection parameter 626 is conceivable.
  • Fig. 7a shows a block diagram of a embedder for embedding a watermark to be added in an information representation and in an input information representation, respectively.
  • the embedder according to FIG. 1a is designated in its entirety by 700.
  • the embedder 700 is configured to receive an input information representation 710 and based thereon a watermarked information representation 720 produce.
  • the watermarked information representation 720 may also optionally be provided with additional information describing, for example, the embedding.
  • the embedder 700 includes a watermark information recognizer 730 configured to receive the input information representation 710 and obtain information regarding watermark embedding therefrom.
  • the embedder 700 further includes a watermark adder 740 configured to add a watermark to be added to the input information representation 710, for example using information provided by the watermark information recognizer 730, to communicate with the watermark Watermark provided information representation 720.
  • the embedder 700 further includes, for example, an embed parameter determiner 750 configured to receive information from the watermark information recognizer 730 and thus to provide one or more embedding parameters to the watermark addter 740 such that, for example, the watermark Addendor 740 is adjustable in response to the adjustment parameters provided by embedding parameter determiner 750.
  • the embedder 700 further includes an additional information provider 760 configured to receive information from the watermark information recognizer with respect to a watermark contained in the input information representation 710 and to provide additional information to the watermark adding 740 that originates from may be added to the input information representation 710, for example, so that the watermarked information representation 720 further comprises the additional information.
  • an additional information provider 760 configured to receive information from the watermark information recognizer with respect to a watermark contained in the input information representation 710 and to provide additional information to the watermark adding 740 that originates from may be added to the input information representation 710, for example, so that the watermarked information representation 720 further comprises the additional information.
  • the following describes details of what information can be obtained from the input information representation 710 by the watermark information recognizer 730 and how this information can be used by the watermark adder 740, the embedment parameter determiner 750 and the additional information provider 760.
  • the watermark information recognizer 730 may include, for example, a recognizer 731 for recognition of reusable watermark information.
  • the reusable watermark information recognizer 731 may be configured to detect a synchronization information in the input information representation 710.
  • the synchronization information may be present, for example, if a watermark is already present in the input information representation 710.
  • the synchronization information may be a particular pattern included in the input information representation 710, which may, for example, be preceded by a watermark embedded in the input information representation 710, or may be interleaved, for example, with a watermark embedded in the input information representation 710.
  • the synchronization information may be a fixed pattern that may be encoded in the input information representation 710 according to a particular encoding.
  • the synchronization information may be embedded in the input information representation 710 according to a predetermined synchronization embed code.
  • the synchronization information can occur simultaneously (or at least overlapping in time) in a plurality of individual frequency bands of the information representation, as a result of which the synchronization information can be detected particularly well, for example.
  • the reusable watermark information 731 may provide information 732 about the reusable watermark information to the watermark adder 740.
  • the watermark adder 740 may be configured to avoid re-embedding the reusable watermark information in response to the presence of reusable watermark information in the input information representation.
  • the watermark adder 740 may be configured to add synchronization information to the input information representation 710 only when the information 732 from the reusable watermark information recognizer 731 indicates that no watermark information is yet present in the input information representation 710.
  • the watermark adding means 740 may synchronize the watermark to be added with that already present in the input information representation Add synchronization information.
  • the reusable watermark information recognizer 731 may provide to the watermark adder 740 information about where synchronization information already exists in the input information representation (eg, at what time, or in which frequency bands). Based on this, the watermark adder 740 may, for example, compute where (for example, in which time interval or frequency bands) the watermark to be added is to be added to the input information representation 710. Further, the watermark adder 740 may be configured to add synchronization information to the input information representation 710 when the information 732 from the reusable watermark information recognizer 731 indicates that no reusable synchronization information has been detected in the input information representation 710.
  • the reuse of the synchronization information when embedding a further watermark by the watermark addressee 740 into an input information representation in which synchronization information (and in many cases also watermark information) already exists can, on the one hand, negatively influence the information representation 710 as a result of the embedding of the watermark to be added can be minimized, and on the other hand, resource-saving detection of multiple watermarks in the watermarked information representation 720 can be enabled. For example, the less information is embedded in it, the lower the influence on an information representation. Thus, if a synchronization information already present in the information representation 720 is reused, instead of embedding a new additional synchronization information, an influence on the information content of the information representation can be minimized. Incidentally, when the synchronization information is reused, it is enough to once again detect the synchronization information on the part of watermark detection. Thus, the detection effort can be kept lower than if two different synchronization information would have to be detected.
  • the watermark information recognizer may further include, for example, a recognizer 733 for detecting additional information included in the input signal.
  • Information representation 710 are included.
  • the recognizer 733 may, for example, provide information 734 about the additional information.
  • the additional information may be understood as a page information which describes the embedding of one or more watermarks in the input information representation 710.
  • the additional information may carry information about how many watermarks are already embedded in the input information representation 710.
  • the additional information need not necessarily describe the total number of embedded watermarks, but may also be limited to indicating how many watermarks have been embedded in the input information representation according to a particular watermark embedding method.
  • the information on the number of available watermarks may further be limited to indicating how many watermarks have been embedded by a particular watermark embedder in the input information representation.
  • the information about the number of watermarks present may also carry information about a total number of watermarks.
  • the information about the number of watermarks present provides at least information about a minimum number of watermarks present, and in fact more watermarks may be present.
  • the recognizer 733 may further be configured, for example, to detect additional information indicating, according to which watermark embedding method or according to which watermark embedding method, the watermarks present in the input information representation 710 are embedded.
  • This information may be present in connection with the synchronization information in the input information representation 710, for example.
  • the synchronization information for example by the choice of the synchronization pattern, may contain information about which watermark embedding method the watermark information contained in the information representation 710 is embedded.
  • corresponding additional information may be present in the input information representation 710, indicating according to which watermark embedding method one or more watermarks are embedded in the input information representation 710.
  • the additional information may, for example, carry information about which resources (eg time slots, frequency bands or embedding codes or spreading codes) were used for embedding one or more watermarks in the input information representation.
  • This information may be included in additional information, which may, for example, have the structure described above.
  • corresponding additional information can be contained, for example, within the synchronization information, in time parallel to the synchronization information or subsequently to the synchronization information (for example immediately following the synchronization information) in the input information representation.
  • the additional information is coded separately from the associated watermark information described by the additional information.
  • the additional information may for example be determined by which parameters the actual payload of the watermark is encoded or embedded.
  • Embedding parameters using which the payload to be coded by the watermark has been embedded in the information representation, must be identified without having to decode the payload of the watermark.
  • the additional information is independent of the payload coded by the watermark and only dependent on parameters according to which an embedder is operated.
  • the watermark information recognizer 730 includes a recognizer 735 for embedded parameters of embedded watermarks.
  • the recognizer 735 may, for example, receive the input information representation 710 and then provide information 736 about embed parameters, using one or more watermarks embedded in the input information representation 710.
  • the recognizer 735 may be configured to analyze the input information representation 710 to find out using which parameters or watermarks have been embedded in the input information representation 710.
  • Recognizer 735 may also analyze the watermarks themselves for this purpose, for example.
  • the recognizer may apply a pattern recognition method to the input information representation to determine whether watermarks have been embedded in the input information representation 710 according to a particular embedding method.
  • a correlation method may be used, according to which the input information representation 710 is correlated with one or more comparison values. Further, the recognizer may also use other algorithms to obtain the information 736 about an embedding parameter of at least one watermark already included in the input information representation 710.
  • the recognizer 733 may be configured, for example, to evaluate additional information other than the payload represented by the watermark
  • the recognizer 735 may be configured, for example, to analyze the watermark information representing the payload.
  • information about a watermark contained in the input information representation 710 can be obtained.
  • the evaluation of the additional information by the recognizer 733 is also a direct analysis of the watermark information (or, in some embodiments, the entire watermark information including the payload) available.
  • the watermark information recognizer 730 may include (alternatively or additionally) a recognizer 737 configured to determine a number of watermarks embedded in the input information.
  • the recognizer 737 may be configured to receive the input information representation 710, and a
  • Embodiments sufficient when the information 738 describes a number of watermarks detected in the input information representation.
  • the watermark information recognizer 730 that describes an embedding of watermarks in the input information representation 710.
  • the corresponding information 732, 734, 736, 738 can be used in various ways, as described below.
  • information about reusable watermark information 732 may be forwarded directly to watermark adder 740 so that it may, for example, decide whether reusable watermark information is present in input information representation 710 based on the reusable watermark information.
  • the optionally reusable information can then be exploited directly by the watermark add-on 740.
  • the additional information provider 760 may receive the information 732, 734, 736, 738 provided by the watermark information recognizer 730 (or may receive only one or some of the aforementioned information) and derive therefrom additional information to be added to the input information representation 710.
  • the additional information may include, for example, information regarding the embedding of watermarks or watermark information already contained in the input information representation 710.
  • the additional information 762 may include a reference to the additional information 734 already contained in the input information representation 710 and recognized by the recognizer 733.
  • the additional information 762 to be added may include, for example, a copy of the information in the input Information contained in 710 additional information 734 and further be supplemented by a further information, for example, based on the embedding of the watermark to be added.
  • the additional information 732 may, for example, describe a number of watermarks contained in the information representation 720 provided with the watermark to be added.
  • the overhead information provider 760 may increment that number and thus generate the additional information 762 to be one after describes the number of watermarks included in the information representation 720 to add the watermark to be added.
  • the additional information 762 may include information about embed parameters of watermarks already contained in the input information representation 710 via embedding parameters according to which the watermark to be added is embedded.
  • the additional information 762 need not, of course, include all of the information mentioned, but that it is sufficient if the additional information also includes only one or more of the information mentioned.
  • the additional information 762 not only describes how the watermark to be added is added to the input information representation 710 but if the additional information 762 further includes information about the watermarks already contained in the input information representation 710.
  • This combined information which is both already in the input information representation 710 describes existing watermark as well as the embedding of the embedded watermark, can be evaluated in a particularly efficient manner by a detector. For example, by evaluating a single additional information, a detector can obtain comprehensive information about the embedding of all watermarks contained in the input information representation 710 (or at least with regard to a plurality of watermarks contained in the input information representation). Thus, it is not necessary to evaluate many individual additional information and to gather their information.
  • the embedment parameter determiner 750 may further be configured to adjust embedding parameters for embedding the watermark to be added by the watermark add-on 740 in response to one or more of the information 732, 734, 736, 738 provided by the watermark information recognizer 730 , For example, if additional information 734 includes information about which resources (eg, using which time slots, using which frequency bands, or using which embedding codes) are embedded, the watermarks already included in the input information representation 710, then the embedment parameter determiner For example, select suitable embedding parameters or embedding resources for embedding the watermark to add.
  • the embedment parameter determiner 750 may be configured to select the resources for embedding the watermark to be added such that there is no unacceptable overlap between the resources used in embedding the watermark to be added and the resources used in embedding the already existing watermarks , Based on the information which time slots through For example, if the watermarks already contained in the input information representation 710 are used, the embedment parameter determiner 750 may select a free time slot for embedding the watermark to be added. Similarly, the embedment parameter determiner 750 may select appropriate (free or only relatively sparse) frequency bands for embedding the watermark to be added if the information provided by the watermark information recognizer 730 indicates occupancy of frequency bands.
  • the embedding parameter determiner 750 may further select, for example, an embedding code for embedding the watermark to be added for example, which differs sufficiently from the embed codes used in the input information representation 710.
  • the embedding parameter determiner 750 may choose an embedding code that is at least approximately orthogonal to embedding codes used for embedding watermarks already present in the input information representation 710 for embedding the watermark to be added.
  • the embedment parameter determiner may be configured to include embedding parameters for embedding Additional information, such as provided by the additional information provider 760, to produce.
  • the embedment parameter determiner 750 may be configured, for example, to set the embedding parameters for embedding the additional information 762 such that the additional information 762 is embedded with substantially the same embedding parameters as additional information already contained in the input information representation 710.
  • the watermark information recognizer 730 may also provide information about embedding parameters, using which additional information already contained in the information representation 710 has been embedded in the input information representation 710. This makes it possible, for example, for both the additional information already contained in the input information representation 710 and the additional information 762 to be added to be detected efficiently by a detector.
  • the number of embedded watermarks information 738 may be evaluated to determine the embed parameters.
  • the embedment parameter determiner 750 may have functionality that has functionality of the embedment parameter determiner 520 as explained with reference to FIG. 5.
  • the information 738 on the number of embedded watermarks (which may be determined, for example, either based on additional information in the input information representation, or based on an analysis of the input information representation) may be used to decide how often the derivative function 522 is to the initial value 524 is applied to obtain the embed parameter 526.
  • embedding parameter determiner 750 may, for example, generate one or more embedding parameters 752, which may then be supplied to watermark add-on 740.
  • the embedding parameters can be selected, for example, based on information 732, 734, 736, 738 via watermarks already contained in the input information representation 710.
  • the embedding parameters can be used, for example, to select an embedding method.
  • the embedding parameters can also provide details with regard to the embedding, for. For example, describe an embed code, an embed slot, or an embed frequency band.
  • FIG. 7b shows a graphical representation of resources available for embedding watermark information.
  • the graphical representation of FIG. 7b is designated in its entirety by 770.
  • Graph 770 shows a time-frequency band representation of a
  • the time-frequency representation can represent, for example, an audio signal that can be divided into individual time segments and frequency bands.
  • a corresponding representation of an audio signal can be effected for example by a spectral analysis, as can be achieved for example by a filter bank.
  • Different time periods are designated, for example, 776a-776f.
  • Various frequency bands are otherwise designated 777a - 777g.
  • synchronization information is substantially contained in the frequency bands 777a-777f.
  • additional information may be contained which describes an embedding of a watermark.
  • the additional information in the frequency band 777g during the time interval 776b is of course to be considered as optional.
  • additional information may also be contained, for example, in a time slot after the synchronization information (SYNC).
  • the synchronization information may be included in the frequency bands 777a-777f during the time portion 776c.
  • Watermark embedding is included in the frequency band 777f during the period 776c. Additional information relating to an embedding of a second watermark or added when embedding a second watermark may be inserted, for example, in the frequency band 776e during the period 776c. In general, additional information describing the embedding of different watermarks or embedded at different embedding steps may be added to the information representation using different resources (here, using different frequency bands). Thus, for example, when adding another watermark, the existing additional information is supplemented by adding further additional information using, for example, previously unused resources.
  • an overlap of additional information is avoided, whereby it is achieved, for example, that the information representation is not is unnecessarily severely impaired, and which also ensures that the individual additional information without mutual interference is readable.
  • additional information when embedding watermark information in an information representation, it is generally difficult or even impossible to remove or change information once inserted into the information representation (eg additional information). For this reason, in some embodiments of the invention, when adding a watermark to be added, additional additional information is added to possibly existing additional information.
  • Graph 770 also shows various resources used for embedding different watermarks.
  • payload of the first watermark may be inserted into resource sections labeled with a first hatch 778a.
  • the information of the first watermark in the first period 776d may be included in the frequency bands 777b, 777d and 777f.
  • the information of the first watermark during the fourth time period 776f may be included in the frequency bands 777b, 777d and 777f.
  • Information of a second watermark may, for example, be encoded using the resources designated by a second hatching 778b (time period 776d: frequency bands 777a, 777c, 777e, time period 776f: frequency bands lilac, 777c, 777e).
  • Payloads of the third watermark may be included, for example, in resources labeled with a third hatch 778c, and payloads of a fourth watermark may be included, for example, in resources characterized by a fourth hatch 778d.
  • the payload of the watermarks (described by the fields of the graphical representation 770 marked with hatches 778a, 778b, 778c, 778d) can be stored separately from a corresponding additional information in the watermark.
  • the graphical representation of FIG. 7b can describe an information signal, wherein, in addition to an underlying payload (comprising, for example, an audio signal, picture information, text information or computer program information), a watermark and, for example, additional information in the information signal are.
  • the information signal can be supplemented by all the features and aspects described in the context of the present description with regard to the embedders or detectors.
  • Figure 7c shows a graphical representation of a procedure for determining an embed parameter using a one-way function.
  • the graphical representation according to FIG. 7c is denoted in its entirety by 780.
  • a first value 782 is known to an embedder (or a detector), wherein the first value 782 can also be understood as the first initial value or "initial value 1.”
  • an algorithm knows how to obtain the second value 784 from the first value 782 with comparatively little computational effort, but in some embodiments it is not or only with extreme effort possible to calculate the first value 782 from the second value 784 For this reason, the one-way function is sometimes referred to as "one-way cryptographic function".
  • a third value 786 can be obtained from the second value 784.
  • the same algorithm applied to the first value 782 to determine the second value 784 is applied to the second value 784, for example, the third value 786 is obtained from the second value 784.
  • a fourth value 788 can be obtained.
  • the one-way function is applied again to the fourth value 788, for example, a fifth value 789 is obtained.
  • the values 782-789 can be used, for example, to serve as a description for embedding parameters or detection parameters of a pager or detector, as already explained above.
  • a first embedder or detector
  • the first value 782 initial value 1
  • an embedder or detector
  • the third value 786 initial value 2
  • the corresponding embedder or detector
  • Said detector only the third value 786 (Initial value 2) and knows the one-way function, but not the first value 782 or the second value 784, can therefore not determine the first value 782 and the second value 784 with reasonable computational effort.
  • said detector knowing only the initial value 2, can not embed or detect a watermark, so that the embed parameters correspond to the embed parameters associated with the first value 782 or the second value 784.
  • said detector knowing only the third value 786 (initial value 2) does not unjustifiably embedding a watermark according to the embedding parameters associated with the first value 782 or according to the embedding parameters associated with the second value 784 ,
  • FIG. 7d shows a graphical representation of a procedure for determining an embed code or a detection code from an initial value using a one-way function.
  • the graphical representation according to FIG. 7d is designated in its entirety by 790.
  • the graph 790 shows that, starting from an initial value 792, by using a one-way function one or more times, an intermediate result 794 can be obtained.
  • the intermediate result 794 corresponds, for example, to the second value 784, the third value 786, the fourth value 788 or the fifth value 789 according to FIG. 7c.
  • the intermediate result 794 can, of course, also correspond to other values that can be obtained, for example, by applying the one-way function more than four times to the first value 782 or to the initial value 782.
  • intermediate result 794 may serve as a seed for embed code generation.
  • An embedding code is generated by the intermediate result is supplied as a seed value to a code generator.
  • a code generator can serve, for example, a feedback shift register arrangement, as this is known for example for generating pseudo Zufauswar. Different start values for the feedback shift register arrangement result in different code sequences at an output of the feedback shift register arrangement in some embodiments, wherein the different code sequences can form, for example, the different embedding codes.
  • a first code sequence is generated when the feedback shift register arrangement is subjected to the first start value.
  • a second bit sequence or code sequence is generated when the feedback shift register arrangement is subjected to a second starting value.
  • the different bit sequences form, for example, the different code sequences.
  • Fig. 8 shows a block diagram of a detector for extracting a watermark from a watermarked information representation. The detector according to FIG.
  • the detector 800 is designated in its entirety by 800.
  • the detector 800 is configured to receive a watermarked information representation 810 and to provide information 820 about at least one watermark included in the information representation 810.
  • the detector 800 may be configured to provide information about a plurality of watermarks contained in the information representation 810.
  • the detector 800 may be configured to provide information 820 about a first watermark and to provide information 822 about a second watermark.
  • the detector 800 includes, for example, a watermark information recognizer 830 configured to receive the watermarked information representation 810 and, based thereon, to provide information about watermark information contained in the information representation 810.
  • the watermark information recognizer 830 may have the same basic functionality as the watermark information recognizer 730 of the embedder 700.
  • the watermark information recognizer 830 may correspond to the detection information recognizer 220 of FIG. 2, for example.
  • the watermark information recognizer 830 may be configured to provide information 832 about the reusable watermark information. Further, the watermark information recognizer 830 may be configured to provide additional information 834 based on the at least watermarked information representation 810 provide, for example, the additional information 734 corresponds. Further, the watermark information recognizer 830 may be configured to provide, based on the information representation 810, information 836 about embed parameters, which may substantially correspond, for example, to the information 736. Alternatively or additionally, the watermark information recognizer 830 may provide, based on the information representation 810, information 838 about a number of watermarks embedded in the information representation 810.
  • the watermark information recognizer provides one of said information 832, 834, 836, 838.
  • the watermark information recognizer provides all the information mentioned, resulting in this case a particularly powerful overall system.
  • the detector 800 further includes a watermark extractor 840 configured to receive the watermarked information representation 810.
  • the watermark extractor 840 may be further configured to receive, for example, the reusable watermark information 832, provided such information is provided by the watermark information recognizer 830. Further, the watermark extractor is configured, for example, to receive embedding parameter information 852 from an embedding parameter determiner 850.
  • the watermark extractor 840 is thus designed, for example, to extract at least one watermark based on the information representation 810 and in dependence on the information 832 and the embed parameters 852, and to provide corresponding information 820 about the extracted watermark.
  • a synchronization of the watermark extractor 840 can, for example, by the information 832 via a Reusable watermark information occurs when the information 832 relates, for example, to the presence of synchronization information.
  • the watermark extractor 840 may be instructed by the information 832 to extract two different watermarks using the same synchronization information.
  • the embedding parameter determiner 850 may be configured, for example, to determine the embedding parameters or detection parameters 852 based on the information 832, 834, 836, 838. Of course, the embedment parameter determiner 850 may also evaluate only one of said information 832, 834, 836, 838 to determine the embed parameter 852. The embedment parameter determiner 850 is configured, for example, to adjust the embed parameters 852 so that a watermark is extracted from the information representation 810 that is actually contained in the information representation 810 or its presence by at least one of the information 832, 834, 836, 838 is shown.
  • the embedment parameter determiner 852 may be configured, for example, to avoid attempting to extract a watermark from the information representation 810 that is not included in the information representation 810 or that does not exist by at least one of the information 832, 834, 836, 838 is displayed.
  • the embedment parameter determiner 852 may, based on the information 832, 834, 836, 838, drive the watermark extractor 840 to selectively extract the existing watermarks.
  • the detector 800 further includes, for example, a scheduler 860 configured to control, for example, extraction of multiple watermarks.
  • scheduler 860 may be configured to cancel watermark extraction from information representation 810 if all watermarks suspected in information representation 810 have been identified.
  • the scheduler 860 may end a search for watermarks in the information representation if as many watermarks as described by the information 838 are identified were.
  • the watermark information recognizer 830 may be error-prone in providing the information 838, that is, for example, may indicate the presence of fewer watermarks than are actually contained in the information representation 810, the information 838 may in many cases be considered a reliable one Abort criterion for ending a search for additional watermarks.
  • an appropriate sequence control which ends the search for watermarks in dependence on the information 838, an unnecessary and futile search for further watermarks can be avoided, by the way, if, for example, all watermarks have already been extracted by the watermark extractor 840.
  • the detector 800 offers significant advantages over conventional detectors. By exploiting reusable watermark information, watermark extraction can be speeded up. By the In addition, by exploiting the information provided by the watermark information recognizer 830, the search for embedded watermarks can be done in a very systematic manner so that, for example, only actual watermarks are extracted, thus eliminating an unsuccessful search for nonexistent watermarks.
  • the embedment parameter determiner 850 is configured to determine one or more embedding parameters using a one-way function.
  • the initial value may be predetermined, and the number of embedded watermarks 838 may be used to decide how often the one-way function should be applied to the initial value.
  • the one-way function may be applied once to the initial value to obtain the extraction parameters for the extraction of the first watermark.
  • Extraction parameters for the extraction of the second watermark are obtained, for example, by once again applying the one-way function to the value obtained by the first application of the one-way function to the initial value.
  • a detection parameter for the extraction of a subsequent watermark from the detection parameters for the extraction of a preceding watermark can be derived, which brings about a particularly efficient implementation of a mechanism for determining the detection parameters.
  • embedding parameters and detection parameters can be used essentially synonymously in the context of the detection of a watermark.
  • embedding parameters are known, using them Watermark is embedded in an information representation or in an information signal, it can be assumed in many cases that thus also detection parameters are known with which the watermark can be detected or extracted again. The determination or recognition of extraction parameters or detection parameters thus corresponds in many cases to the determination of embedding parameters.
  • Fig. 9 shows a block diagram of a embedder for embedding a watermark in an audio signal.
  • the embedder according to FIG. 9 is designated in its entirety by 900.
  • the embedder 900 is designed to provide watermark information, ie z. B. a payload that is to be embedded in a watermark to receive via a data input 910.
  • the embedder 900 further includes a data stream generator 920 configured to receive the watermark payload from the data input 910 and, based thereon, to generate a parallel data stream comprising, for example, m bits.
  • the data stream generator 920 is configured, for example, to apply forward error correction (FEC) to the watermark payload from the data input 910 to obtain an error-protected data stream representing the watermark payload.
  • FEC forward error correction
  • the data stream generator 920 is designed, for example, to apply time interleaving to the error-protected data stream so as to obtain a time-interleaved data stream.
  • the time-interleaved data stream is less susceptible to certain errors (eg, burst errors) than the mere error-protected data stream.
  • the data stream generator 920 is designed, for example, to spread the interleaved data stream with a first spreading code (spreading code C).
  • the data stream generator 920 may be configured to generate a plurality of bits from a bit of the time-interleaved data stream by applying a spreading code.
  • the once spread data stream is created by applying forward error correction (FEC), applying time interleaving, and applying a first spreading operation with spreading code C from the watermark payload from the data input 910.
  • FEC forward error correction
  • the individual bits of the once spread data stream are then split into a parallel data stream comprising, for example, m parallel data streams with associated bits (bit 1, bit 2, ..., bit m-1, bit m).
  • the mentioned bits are for example designated 922 X - 922 m .
  • Each of the parallel bits 922 X - 922 m is then spread.
  • the corresponding spreading takes place in respective spreaders 93Oi ⁇ 930 m .
  • a first sequence (sequence 1) or a second sequence (sequence 2) is selected, for example, depending on the value of the associated bit 922i-922 m .
  • the first sequence and the second sequence may, for example, be complementary to one another.
  • the sequences may, for example, be a spreading sequence M and the inverse of the spreading sequence M.
  • the spread bit sequences 932i ⁇ 932 m are then supplied to respective level adjusters 94Oi-940 m , so that corresponding level-controlled and spread bit sequences 942i-942 m are produced.
  • level adjustment may also occur in common for a group of spread bit strings.
  • the embedder 900 further comprises a synthesis filter bank 950, which may be designed, for example, to perform an inverse Fourier transformation.
  • the synthesis filter bank 950 is configured, for example, to the level-regulated and spread bits 942i - to receive 942 m.
  • the synthesis filter bank 950 may additionally be configured to receive one or more (eg, level-controlled) synchronization frequencies.
  • the synthesis filter bank 950 is thus designed, for example, to receive the level-controlled bit sequences 942i-942 m and the level-controlled synchronization bit sequences, for example as frequency domain input signals, and to generate a corresponding time signal 952 based thereon, for example by forming an inverse Fourier transformation.
  • the embedder 900 further includes a summer 960 configured, for example, to add the output 952 of the synthesis filter bank 950 to a main audio signal 962 to obtain a watermark (in accordance with the watermark payload) audio signal 964.
  • a summer 960 configured, for example, to add the output 952 of the synthesis filter bank 950 to a main audio signal 962 to obtain a watermark (in accordance with the watermark payload) audio signal 964.
  • the embedder 900 further includes, for example, a psychoacoustic control unit 970.
  • the psychoacoustic control unit 970 is designed, for example, to receive the main audio signal 962 and to level-control signals 972 for the level adjuster 94Oi - to produce 940 m.
  • the psychoacoustic unit 970 may, for example, process the main audio signal 962 to detect masking thresholds in the main audio signal.
  • the psychoacoustic unit 970 may, for example, recognize according to a psychoacoustic model how loud a signal added to the main audio signal 962 (eg, the output signal 952 of the synthesis filter bank 950) may be in different frequency bands so as not to cause significant degradation in the audio Zoom audio signal 964 is coming.
  • the Psychoacoustic unit 970 is therefore designed, for example, to adjust the level adjusters 94Oi-940 m such that impairment of an auditory impression in the sum audio signal 964 by the output signal 952 of the synthesis filter bank 950 does not exceed a certain limit.
  • the output 952 of the synthesis filter bank 950 is intended to be embedded in the main audio signal 962 so that the signal 952 produces a sense of hearing caused by the sum audio signal 964 as compared to a sound impression caused by the main audio signal 962 is only slightly deteriorated.
  • the embedder 900 further includes, for example, a synchronization sequence generator 980 configured to generate one or more bit strings that, for example, serve to synchronize watermark extraction from the sum signal 964.
  • a synchronization sequence generator 980 configured to generate one or more bit strings that, for example, serve to synchronize watermark extraction from the sum signal 964.
  • Synchronization sequence generator 980 thus generates one or more synchronization sequences 982, for example, in a level adjuster 990 of a
  • the embedder 900 can, as already indicated above, be improved in various ways.
  • the synchronization sequence generator may be controlled in dependence on whether a synchronization sequence is already present in the main audio signal 962.
  • the main audio signal 962 corresponds, for example, to the input information representation 110 according to FIG. 1, the input information representation 310 according to FIGS. 3 a - 3 c, the input information representation 510 according to FIG. 5 or the input information representation 710 according to FIG 7a.
  • the synchronization sequence generator 980 for example in dependence upon the presence of a synchronization signal can be activated in the main audio signal 962 or disabled. If a synchronization sequence already exists in the main audio signal 962, then no additional synchronization sequence has to be embedded in the audio signal. Furthermore, the generation of the bit streams (for example of the bit streams 922 ⁇ -922 m and the bit streams derived therefrom) can also be synchronized with the synchronization signal detected in the main audio signal 962.
  • parameters of the embedder 900 may be adjusted in response to information describing a watermark contained in the main audio signal 962.
  • the selection of these parameters used by the embedder 900 can be made on the basis of an embedding parameter, as explained for example with reference to FIGS. 5 and 7a.
  • Fig. 10 shows a block diagram of a watermark detector, according to an embodiment of the invention.
  • the watermark detector according to FIG. 10 is designated in its entirety by 1000.
  • the watermark detector 1000 is configured to receive an at least watermarked audio signal at a signal input 1010 and to form watermark payload 1020 based thereon.
  • the detector 1000 includes an analysis filter bank 1030 configured to receive the watermarked audio signal and to break it up into individual spectral bands.
  • the analysis filter bank 1030 may be configured to perform a Fourier transform or a fast Fourier transform.
  • the detector 1000 further comprises a plurality of, for example, m despreaders and standardizers 1040i-1040 m .
  • An i-th despreader and normalizer 104Oi may for example be designed to 1034 with a detection spread code (in general: a detection code or extraction code) a corresponding useful signal frequency band signal to correlate, so the spread by the spreader 93Oi - 930 m undo do.
  • one bit can be detected by the correlation with the corresponding spreading code or detection code or extraction code.
  • the detection of the bits may also include normalizing the remainder, for example, the level adjustment in the embedder side level adjusters 940i - to make 940 m reversed.
  • bit information 1042i-1042 m can be applied to the outputs of the despreaders and standardizers 104Oi-1040 m carry a despread and normalized bit information by the despreaders and standardizers 104Oi - 1040 m .
  • the detector 1000 further includes a watermark recovery unit 1050, for example, is adapted to the bit signals 1042i - to receive 1042 m and recover based upon the watermark-payload 1020th
  • the watermark recovery unit 1050 may include a despreader configured, for example, to undo the spreading (spreading C) performed in the bitstream generator 920 of the watermark embedder 900.
  • the watermark retrieving unit 1050 may further include, for example, an interleave unreelerator (also referred to as a deinterleaver) configured to undo the time-interleaving of bits performed in the bitstream generator 920.
  • the watermark includes, for example recovery unit 1050 an error corrector or a forward error correction which is designed to take advantage of the added by the bit stream generator 920 error correction information to thereby based on the bit signals 1042i - to obtain 1042 m the watermark payload 1020, so that in the watermark payload 1020, the effects of bit errors in the bit signals 1042i-1042 m are reduced or eliminated.
  • recovery unit 1050 an error corrector or a forward error correction which is designed to take advantage of the added by the bit stream generator 920 error correction information to thereby based on the bit signals 1042i - to obtain 1042 m the watermark payload 1020, so that in the watermark payload 1020, the effects of bit errors in the bit signals 1042i-1042 m are reduced or eliminated.
  • the decoder 1000 further comprises a synchronizer 1080 is adapted to the synchronization signals 1034i - 1034 n to receive.
  • the synchronizer for example comprises one or more synchronization correlators 1082i - 1082 n, the synchronization correlators 1082i -1082 n are designed to generate respective sync signals 1034i. 1034 n and to correlate with a predetermined synchronization signal detection code.
  • the synchronization correlators 1082i - 1082 the presence of a synchronization mark n in the synchronization signals 1034i - 1034 n recognize.
  • the synchronization unit 1080 further comprises, for example, a post-processing 1084, which is designed, for example, to obtain information from the synchronization correlators 1082 i-1082 n as to whether a correlation between the synchronization signals 1034 i-1034 n and predetermined synchronization codes reaches or exceeds a threshold value, and based on the order of the synchronization correlators 1082i - 1082 provide information n supplied an extracted synchronization signal 1086, indicative of a position to which the synchronization signals 1034i - 1034 n occurs a synchronization mark.
  • a post-processing 1084 which is designed, for example, to obtain information from the synchronization correlators 1082 i-1082 n as to whether a correlation between the synchronization signals 1034 i-1034 n and predetermined synchronization codes reaches or exceeds a threshold value, and based on the order of the synchronization correlators 1082i - 1082 provide information n supplied an extracted
  • the extracted synchronization signal 1086 is then, for example, the despreaders and Normierern 104Oi ⁇ supplied 1040m to synchronize the operation of the despreader and Normierern 1040i ⁇ 1040 m with the information contained in the input signal 1010 synchronization information.
  • the decoder 1000 may be expanded in a variety of ways to achieve one or more of the additional functionalities described above.
  • the decoder 1000 may be supplemented with a recognizer designed to identify reusable information in the input signal 1010 and to provide the reusable identification for extraction of multiple watermarks. If, for example, the recognizer for the reusable information recognizes that synchronization information which can be used for detection or extraction of multiple watermarks is contained in the input signal 1010, the recognizer can provide the corresponding information (eg the corresponding synchronization information) for provide detection of multiple watermarks.
  • a first set of despreaders and normalizers may receive the reusable information (eg, synchronization information) to a first one Extract watermarks.
  • a second set of despreaders and normalizers may receive the reusable information to extract a second watermark.
  • the first set of despreaders and normalizers is configured to recognize a watermark embedded in the input information 1010 according to a first embedding method or according to a first embedding code.
  • the second set of despreaders and normalizers may further be configured, for example, to extract from the input information 1010 a watermark embedded in the input information 1010 according to a second embedding method or using a second embedding code.
  • the reusable information can be reused, and one-time recognition of the synchronization information is sufficient for detection of multiple different watermarks (e.g., embedded using different embedding methods or using different embedding codes).
  • the detector 1000 may include a watermark information recognizer corresponding, for example, to the watermark information recognizer 830 of the detector 800.
  • the detector 1000 can, for example, have an embedding parameter determiner which, for example, essentially corresponds to the embedding parameter determiner 850 of the detector 800.
  • the detector 1000 may also have a sequence control, which, for example, essentially corresponds to the sequence control 860 of the detector 800.
  • the embedment parameter determiner can determine which detection code for the despreading the signals 1032i - 1032 m is used. Alternatively or additionally, for example, the embedding parameter determiner may determine which detection code is used for despreading the signals 1042i-1042 m in the watermark re-maker 1050. Alternatively or additionally, the embedding parameter determiner can also specify which length the corresponding detection codes have for despreading the relevant signals. Incidentally, information as to how the time interleaving in the watermark re-maker 1050 can be reversed can also be set by the embedment parameter determiner. In addition, the embedding parameter determiner can also specify different detection methods for different watermarks. For example, the embedment parameter determiner may also provide information about which frequency bands to use for extraction of the watermark.
  • PCM-coded audio signals or audio signals coded according to a pulse-code modulation are present at the input of the embedding apparatus 900.
  • This audio signal (for example the main audio signal 962) is analyzed by a psychoacoustic method, for example by the psychoacoustic unit 970.
  • the psychoacoustic method ensures, for example, an inaudibility of the watermark to be embedded, or ensures that the watermark to be embedded can only be perceived weakly.
  • Data to be transmitted for example, being present at data input 910, is added to the original audio signal (or main audio signal 962).
  • the embedder 900 is not exclusively tailored for offline signal processing, ie for broadcast applications it is also possible to implement a real-time embedding. Only by an internal Block processing, for example, a certain delay is expected.
  • the input signal at the input 1010 of the extractor can be picked up, for example, by a microphone.
  • this extractor microphone may have a frequency response of 10 Hz to 10 kHz (typically with a frequency response of +/- 5 dB).
  • 24 kHz can be selected as the sampling rate.
  • a useful band for the watermark transmission is limited for example by the microphone of the extractor to a frequency range of 100 Hz to 10 kHz.
  • a lower limit frequency of the useful band is denoted by fmin, for example.
  • An upper limit frequency is designated, for example, by fmax.
  • fmin ⁇ 100 Hz and fmax> 10 kHz.
  • a frequency band from 0 to fmax is decomposed into M equal-width subbands, and watermark sub-signals are transmitted in these subbands.
  • a watermark can thus consist, for example, of M-I subband signals.
  • These subband signals are converted into the individual subbands by means of a synthesis filter bank.
  • the subband signals ie, for example, the signals 1032i-1032 m , or 1034i
  • a bandwidth of the subbands may be, for example, fmax / M, where fmax may be less than 10 kHz, for example.
  • fsl 2 fmax / M must be satisfied.
  • the M - I subband signals (for example, the signals 942i - 942 m, together with the by the sync generator 980 and supplied to the level adjuster 990 signals include, for example, the encoded information
  • Watermark extractor that can be used for synchronization.
  • data symbols with synchronization symbols may be time-division multiplexed in each subband.
  • data symbols and synchronization symbols are transmitted in separate subbands.
  • M-1-r data signals M-1-r data signals.
  • the corresponding subbands are also referred to as data channels or synchronization channels.
  • An output signal of the synthesis filter bank 950 is, for example, the actual watermark
  • Watermark is not audible, for example, the individual subband signals (for example, the signals 932i).
  • Audio signal (eg, from the main audio signal 962) and the psychoacoustic perception of the human.
  • Fig. 9 shows the basic structure of the watermark embedder.
  • the subband data signals prior to psychoacoustic weighting (PAW) are BPSK signals (each with power 1).
  • the synchronization signals before the psychoacoustic weighting are, for example, BPSK signals (power 1 in each case).
  • bitstream generator 920 consists of three parts or implements three processing steps:
  • the encoder (convolutional encoder or turbo-encoder) generates, for example, bits of k information bits n> k coded bits.
  • R k / n.
  • Lower code rates can be generated, for example, by spreading the coded bits with a bit sequence of length Spanning-C.
  • each codebit with the value 1 is replaced by the bit sequence sc [k]
  • An effective code rate is then, for example, R / spreader C.
  • an effective code rate of 1/36 results.
  • an information bit is represented by 36 code bits.
  • the interleaver changes the order of the code bits in a defined way. With an inverse operation, the deinterleaver, the bits in the receiver (watermark extractor) are put back in the correct order.
  • the subband data signals prior to psychoacoustic weighting are BPSK signals (each with power 1).
  • synchronization sequences such as those provided by the synchronization sequence generator 980, and how they are evaluated by the synchronization unit 1080 will be described.
  • the synchronization sequence generator 980 For decoding the data on the receiver side (for example in the watermark extractor), it is advantageous, for example, if times are known at which a code word begins. These times can be determined, for example, by transmitting known sequences and by correlating these sequences in the receiver. These sequences are transmitted, for example, on the synchronization channels.
  • the following procedure can be selected:
  • the psychoacoustic weighting enables the average signal power to be reduced by spectral spread.
  • the data signal is evaluated and modified according to psychoacoustic principles. This ensures, for example, the inaudibility of the signal added to the original audio signal 962. This inaudible the watermark information in the combined audio signal 964, for example, by using the level adjuster 94Oi - 940 m and ensures 990 under the control of psychoacoustics unit 970, as has already been explained briefly above. A detailed description is omitted here, since this is unnecessary for the understanding of the present invention.
  • the watermarked audio signal generated, for example, by the embedder 900 may be conventionally distributed over existing transmission channels (e.g., via broadcast or Internet) and ultimately, for example, fed to the watermark detector or watermark extractor 1000.
  • An input signal at the input 1010 of the detector 1000 includes, for example, a sum signal (for example, the combined audio signal 964) transmitted via the audio channel, which comprises an audio signal and a watermark.
  • a sum signal for example, the combined audio signal 964 transmitted via the audio channel, which comprises an audio signal and a watermark.
  • the analysis filter bank 1030 splits the input signal from the input 1010 into M subband signals at a sampling rate of, for example, 12 / M kHz.
  • the signals in the unused subbands eg, subbands Nos. 17-32 are not calculated.
  • the subband signal # 1 is calculated but not evaluated because it carries no information.
  • the remaining, for example, M-I subband signals are, for example, divided into M-1 r data signals and r synchronization signals and then further processed.
  • time points are determined at which the data signals (for example the signals 1032i-1032 ra ) are despread (despreading M).
  • Output signals of the blocks 104Oi designated despreading-M - 1040 m, for example, logarithmic likelihood ratios (LLR), ie soft bits and soft bits.
  • LLR logarithmic likelihood ratios
  • LLR indicates that this is a logical zero.
  • the logarithmic probability ratios are further processed, for example, in the watermark recuperator 1050 and in a forward error correction (FEC), respectively.
  • FEC forward error correction
  • the received signals (received, for example, by decoder 1000), generally:
  • CjJn] is a (zeitabhfitier) channel coefficient and r k [n] is additive noise.
  • the effects of distortions are characterized, for example, by an average signal-to-noise ratio per channel, or by an average signal-to-noise ratio averaged over all channels.
  • a useful signal from the point of view of telecommunications technology is, for example, the signal x k [nD]. Everything else is noise-like disturbances.
  • the ratio of the net power C to the disturbance power N, that is to say C / N, as a rule expressed in decibels, is, for example, the signal-to-noise ratio (also called the signal-to-noise ratio).
  • a synchronization in the detection of a watermark or a processing of synchronization signals (for example a processing of the synchronization signals 1034i-1034 m ) will be briefly described.
  • x [n] denotes the input signal
  • y [n] the output signal of a correlator for synchronization.
  • Correlation peaks can be, for example, the positions of the synchronization sequence p [k] within the
  • a processing unit for example one of the processing units 104Oi-1040 m ) designated by the despread M calculates exactly one output value (for example in the form of a logarithmic probability ratio LLR) from a block of spreading M input values. This will be described below.
  • first the power of the block is normalized to one. For this one forms for example a signal
  • the result is, for example, a logarithmic probability ratio LLR: - -
  • forward error correction in the watermark extractor 1000 includes three parts or processing steps:
  • de-interleaver (for example, by a so-called de-interleaver)
  • the time interleave handler (also referred to as de-interleaver) reverses an order of bits made in the transmitter by a corresponding (for example, reversed) change in the order of log likelihood ratios (LLR).
  • LLR log likelihood ratios
  • a sequence scl [k] consisting only of the numbers 1 and -1 is generated.
  • the spreading sequence scl [k] for example, the logarithmic probability ratios are despread analogously to the procedure described with respect to the despreading-M.
  • LLR log-likelihood ratios
  • the despread logarithmic probability ratios are obtained with the spreading sequence scl [k] -i spreading-C-1
  • LLR2 Spree: zen - "C ⁇ ⁇ T 0 scl [nV LLR [n].
  • FEC decoder forward error correction decoder
  • FEC decoder forward error correction decoder
  • a forward error correction decoder may be used to decode the log-likelihood ratios (LLR) after the despreading-C.
  • LLR log-likelihood ratios
  • Turbo decoder (for example, with short codeword length);
  • Viterbi decoder for example in conjunction with a Reed-Solomon decoder (in this case, for example, a Reed-Solomon code is connected downstream of the convolution code in a transmitter or embedder); or
  • the forward error correction decoder for example, returns the decoded information bits at its output. To use the information bits - -
  • Eb denotes an energy per information bit and NO a one-sided noise power density.
  • Eb / NO / dB C / N / dB + 10 * log10 (Spreading M * Spreading C / R).
  • C / N is a mean signal-to-noise ratio over all data channels at an output of the analysis filter bank 1030, ie before the despread-M.
  • the same limit values apply to the turbo decoder.
  • Eb / NO For example, adding a reserve of 2-3 dB to the above Eb / NO values to cope with noise is, for example, a requirement that Eb / NO should be 5 dB, for example.
  • C / N may be -25 dB before the despreading-M.
  • watermark embedding is performed without inspecting a carrier signal (eg, an audio signal, or an image signal) for existing watermarks.
  • a watermark has the _ _
  • any additional inserted watermark must not render existing watermarks unusable.
  • a detector or watermark detector must be able to distinguish the watermarks from different embedders.
  • Echo-hiding also called “echo-hiding”.
  • each embedder independently adds information (or watermark information) to one another
  • a Detector or watermark detector perform the complete detection procedure for each embedder.
  • a detector must also have accurate information about the embedder that allows it to detect the watermark.
  • a conventional detector using a spread spectrum method requires the spreading sequence used by the embedder.
  • Subsequently added embedders are not known to a conventional extractor, and, for example, an updating of the detectors becomes necessary if an embedder is subsequently added.
  • the detector or watermark detector may share information and detection methods necessary for all watermarks as much as possible, which complexity reduces memory requirements, time requirements, and / or energy requirements.
  • the detector or watermark detector may share information and detection methods necessary for all watermarks as much as possible, which complexity reduces memory requirements, time requirements, and / or energy requirements.
  • the detector or watermark detector further has information about the embedders, and may, for example, limit a search for watermarks to the essential detection steps.
  • necessary detection information can be calculated dynamically by defined derivation steps of the embedder information.
  • new embedders do not require a subsequent change in the detector information.
  • Carrier signal (eg an audio signal or a
  • Picture signal or a video signal or a
  • Computer program signal or generally a
  • a synchronization sequence (generally: a
  • Synchronization information is not newly embedded, but it will be an existing one Synchronization sequence (resp.
  • Synchronization information used and only the actual data (for example, the watermark user data) are embedded (for example, synchronously with the existing sequence or synchronization sequence).
  • an extractor only needs to search for a single synchronization sequence (or synchronization information) that is the same (or the only) for all contained watermarks.
  • This synchronization sequence can also be an indication of existing watermarks for subsequent embedders, for example.
  • embedder information is added with a method similar to each embedder.
  • the embedder information can be, for example, generation information.
  • the generation information may describe a number of previous watermarks.
  • a first embedder may indicate that it has added the first watermark.
  • a second embedder may indicate that two watermarks are now included.
  • this information (that is, for example, the generation information) may be detected independently of the embedder.
  • the data (or watermark payload or watermark payload) is now from the embedder
  • each embedder uses its own spreading sequence, which is orthogonal to the sequences or spreading sequences of other embedders.
  • the data share (but not necessarily) a common frequency range and also a common time range.
  • each watermark could be embedded in a different frequency band or time slot to avoid overlay.
  • each embedder knows which watermarks are already included so that an overlay does not take place (or takes place only to an acceptable extent). In other words, the above-mentioned generation information is not only helpful here for the detector, but also for each additional embedder.
  • the detector like any other embedder, extracts the embedder information (e.g. Information about the embedment parameters used by the embedder or about the detection parameters to be used by the detector).
  • the detector with the same method or with the same spreading sequence can read out the generation information of all embedders in the same way.
  • watermarks usable information can also be obtained, for example, from the carrier signal.
  • reusable information For all watermarks usable information (also referred to as reusable information) can also be obtained, for example, from the carrier signal.
  • reusable information For all watermarks usable information (also referred to as reusable information) can also be obtained, for example, from the carrier signal.
  • a conventional detector Since a conventional detector has no information about how many watermarks are contained in the carrier signal, the detector would have to search for all possible embedder information. To counteract this problem, for example, you can limit this number (ie the number of possible watermarks) in advance. According to one aspect of the invention, however, one can leave free, for example, behind the synchronization sequence, a certain time slot (or another resource) into which, for example, each embedder may insert a generation information.
  • the embedding method is always the same (for multiple embedders).
  • each embedder of generation information may use the same synchronization band.
  • each embedder of Generation information using the same spreading sequence or the same embedding method.
  • an extractor with the same method or with the same spreading sequence
  • it is advantageous if the embedding method for the generation information for all embedders is identical.
  • so-called derivation functions can be used for embedder information. Details in this regard are briefly summarized below.
  • an embedder embeds this sequence (ie, a spreading sequence, for example) in the carrier signal.
  • the sequence or spreading sequence is known to the detector so that it can recognize the sequence or spreading sequence present in the carrier signal, and thus the detector can extract the watermark information contained in the carrier signal.
  • Each subsequently added embed has thus
  • Watermarking requires in some cases that the detector knows certain information from the embedder for detection. This requirement can, for example, be bypassed if the information mentioned (in this
  • a new embedder may apply the derivative function to the
  • the value calculated in this way (ie the value calculated by using the derivative function once or several times from the starting value) can not be used directly as a spreading sequence.
  • the value calculated by applying the derivative function to the seed value may serve as a basis for generating the actual spreading sequence
  • applying the derivative function one or more times to the Starting value received value also serve as the basis for a corresponding data modulation.
  • another feature is provided by the use of so-called one-way derivatives for the derivative.
  • only the hierarchically lower values can be calculated from a derived value.
  • a detector has knowledge of the "top" seed, it can extract all watermarks, and a detector that knows only the twice derived value as its seed, can not produce the two (overlying) sequences, and thus do not read out the watermarks of two embedders.
  • a normal (for example, with little computational effort reversible) derivation function is used as the derivation function instead of a one-way function, for example, an immediate assignment of access rights is not possible. Nevertheless, it is possible to obtain a sequence of almost any number of embedding parameter values or detection parameter values.
  • a detection complexity compared to an independent detection can be reduced or minimized.
  • a memory requirement and / or an energy requirement for a detection of watermarks decrease.
  • a detector need not know all the embedder information necessary for detection. Rather, in some embodiments, subsequent embedders can be detected without the need to update the detector. Further, in some embodiments, a detector (or even each detector) may implicitly obtain access rights to these watermarks.
  • the embedder in the carrier signal searches for existing watermarks by searching for a synchronization sequence. Because of the embedder
  • Watermark into a carrier signal is the first embedder, for example, no such sequence is found.
  • Embedder or the first embedder therefore inserts the synchronization sequence.
  • the embedder or first embedder can also signal that it is the first embedder.
  • the first embedder may add the data (for example, the signaling data indicating that it is the first embedder) to (for example, to the carrier signal).
  • the first embedder may add the data in a spare time slot after the synchronization sequence or in a separate band in parallel with the synchronization sequence.
  • the data is added in parallel with the synchronization sequence.
  • the embedder can search in this case, for example, again for the known synchronization sequence.
  • the known synchronization sequence can be regarded as an indication of the existence of watermarks. If the embedder (for example in the case of a further embedding) finds the known synchronization sequence, it can, for example, after the signaling of the first embedder, add information indicating that it is the second embedder. The corresponding data can in turn be in parallel to the synchronization sequence to be added. The data may also be otherwise added to the carrier signal, e.g. In a time slot following the synchronization sequence.
  • a detector may search for the embedder information and find (eg, following the embeddings described above) the sync signal and the signaling from the first and second embedders.
  • the detector thus derives, for example, the necessary extraction parameters that it needs for the detection of the watermarks.
  • the detector extracts exactly these two watermark data. For example, since both watermarks (that is to say, for example, the watermark embedded by the first embedder and the watermark embedded by the further or second embedder) are based on the same synchronization signal, the synchronization is performed only once for all watermarks, for example. Furthermore, for example, you do not need to search for more watermarks.
  • the present invention provides an apparatus and method for multiple watermark embedding and watermark extraction.
  • Some embodiments of the invention achieve the object of enabling multiple watermark embedding in carrier data or in a carrier signal, respectively, so that detection with limited complexity or with lower complexity than in conventional arrangements is possible.
  • the corresponding concept can be used advantageously, since it is desirable or even necessary for the most diverse applications, not just a single watermark, but to embed several independent watermarks.
  • most watermarking methods are designed for the embedding of a watermark, even if the corresponding method in principle allows multiple embedding.
  • a detection complexity and a memory requirement with a number of possible watermarks are increasing uniformly.
  • a detector usually has no information about how many and which watermarks actually exist in carrier signals. For example, he must try to detect all possible watermarks.
  • the carrier signal is examined for any watermarks present before each embedding process. If an existing watermark is detected, for example, the new watermarks are inserted depending on the original watermark in a manner that allows the detector to share common methods for all watermarks.
  • embedding additional information that provides both the extractor with information about the individual embedders and another embedder provides information about each additional (or previous) embedding process may occur.
  • An extraction method for this information may, for example, be independent of the embedder.
  • the weather dependent information is not arbitrarily selected, but specifically derived from each other.
  • some methods according to various embodiments of the invention will be described.
  • FIG. 11 shows a flowchart of a method for embedding a watermark to be embedded into an information representation.
  • the method according to FIG. 11 is denoted in its entirety by 1100.
  • the method 1100 comprises, in a first step 1110, recognition of a watermark information already contained in the information representation.
  • the method 1100 further comprises, in the second step 1120, providing the watermark information representation in response to the watermark information recognized in the information representation to provide a watermark to be embedded
  • Fig. 12 shows a flowchart of a method for detecting at least two watermarks in a watermarked information representation.
  • the method according to FIG. 12 is designated in its entirety by 1200.
  • the method 1200 includes, in a first step 1210, identifying a reusable watermark information in the watermarked information representation.
  • the method 1210 further includes, in a second step 1220, extracting a first watermark from the information representation utilizing the reusable watermark information.
  • the method 1200 further includes, in a third step 1230, extracting a second watermark from the information representation utilizing the reusable watermark information.
  • the second step 1220 and the third step 1230 may be performed sequentially, for example.
  • the second step 1220 and the third step 1230 but also be carried out in parallel, simultaneously or at least overlapping in time.
  • Fig. 13 is a diagram showing a method of embedding a watermark to be embedded into an input information representation.
  • the method according to FIG. 13 is designated in its entirety by 1300.
  • the method 1300 includes providing 1310 the input information representation with a watermark and additional information to be added to obtain an information representation provided with the watermark and the additional information to be added.
  • the additional information to be added comprises descriptive information with regard to the embedding of at least one watermark in the input information representation.
  • the method according to FIG. 14 is designated in its entirety by 1400.
  • the method 1400 includes, in a first step 1410, extracting embedding information that includes descriptive information regarding the embedding of at least one watermark in the information representation, from the information representation.
  • the method 1400 further includes, in a second step 1420, extracting one or more watermarks contained in the input information representation in accordance with the embedding information.
  • Fig. 15 shows a flowchart of a method for embedding a watermark in an information representation.
  • the method according to FIG. 15 is designated 1500 in its entirety.
  • the method 1500 includes, in a first step 1510, applying a derivative function one or more times an initial value to obtain an embedding parameter for embedding the watermark in the information representation.
  • the method 1500 further includes, in a second step 1520, providing the information representation with the watermark using the embedding parameter.
  • FIG. 16 shows a flow chart of a method for detecting at least one watermark in an information representation provided with the watermark.
  • the method according to FIG. 16 is designated 1600 in its entirety.
  • the method 1600 comprises, in a first step 1610, applying a derivative function once or more to an initial value to obtain a detection parameter for detecting the watermark in the information representation.
  • the method 1600 further includes, in a second step 1620, extracting the watermark from the information representation using the detection parameter.
  • the methods 1200-1600 according to FIGS. 12-16 can, moreover, be supplemented by all those steps and / or features which were also explained in the context of the present description with regard to the devices described. Furthermore, the methods illustrated in the present description can also be realized by a computer program.
  • the device and the method according to the invention can be implemented in hardware or in software.
  • the implementation may be on a digital storage medium, such as a floppy disk, a CD, a DVD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, or a FLASH memory, with electronically readable control signals that may interact with a programmable computer system in that the corresponding method is carried out.
  • the present invention thus also consists in a computer program product with program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method according to the invention, when the computer program product runs on a computer.
  • the invention can be realized as a computer program with a program code for carrying out the method according to the invention, when the computer program runs on a computer.

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Abstract

Ein Einbetter zum Einbetten eines einzubettenden Wasserzeichens in einem Eingangs-Informationsdarstellung umfasst einen Einbettungsparameter-Bestimmer, der ausgelegt ist, um eine Ableitungsfunktion auf einen Anfangswert einmal oder mehrmals anzuwenden, um einen Einbettungsparameter zur Einbettung des Wasserzeichens in die Eingangs-Informationsdarstellung zu erhalten. Der Einbetter umfasst ferner einen Wasserzeichen-Hinzufüger, der ausgelegt ist, um die Eingangs-Informationsdarstellung mit dem Wasserzeichen unter Verwendung des Einbettungsparameters zu versehen. Der Einbetter ist ausgelegt, um auszuwählen, wie oft die Ableitungsfunktion auf dem Anfangswert anzuwenden ist.

Description

Einbetter zum Einbetten eines Wasserzeichens in eine InformationsdarStellung, Detektor zum Detektieren eines Wasserzeichens in einer Informationsdarstellung, Verfahren und Computerprogramm
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Einbetter zum Einbetten eines Wasserzeichens in eine Informationsdarstellung, auf Detektoren zum Detektieren eines Wasserzeichens in einer Informationsdarstellung, auf Verfahren zum Einbetten eines Wasserzeichens in eine Informationsdarstellung, auf Verfahren zum Detektieren eines Wasserzeichens in einer Informationsdarstellung, auf entsprechende Computerprogramme und auf ein Informationssignal.
Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Vorrichtungen und Verfahren zur mehrfachen Wasserzeicheneinbettung und Wasserzeichenextraktion.
In vielen Bereichen der Informationsverarbeitung ist es heute wünschenswert, zu einer Information ein Wasserzeichen hinzuzufügen. Bei einem Wasserzeichen handelt es sich beispielsweise um eine Information, die zu der eigentlichen Nutzinformation hinzugefügt werden kann, ohne die eigentliche Information im Wesentlichen zu beeinträchtigen. Bei der Hinzufügung eines Wasserzeichens kann beispielsweise das Datenformat der Nutzinformation beibehalten werden, indem beispielsweise das Wasserzeichen der Nutzinformation überlagert wird. Bei einigen bekannten Verfahren geschieht die Überlagerung des Wasserzeichens zu der Nutzinformation derart, dass eine Störung der Nutzinformation so gering ist, dass sie beispielsweise bei einer Wiedergabe der Nutzinformation nicht oder nur schwach stört. Wasserzeichen können beispielsweise zu einer Informationsdarstellung hinzugefügt werden, die ein Audiosignal repräsentiert. Ferner können Wasserzeichen beispielsweise zu einer Informationsdarstellung hinzugefügt werden, die ein Videosignal repräsentiert. Ein Wasserzeichen kann aber auch zu einer Informationsdarstellung hinzugefügt werden, die beispielsweise ein Computerprogramm repräsentiert. Auch andere Informationsdarstellungen, die andere Datenformen repräsentieren, können mit einem Wasserzeichen versehen werden.
Besondere Herausforderungen ergeben sich, wenn mehrere Wasserzeichen in eine einzige Nutzinformation eingebettet werden sollen. In diesem Fall kommt es häufig zu einer gegenseitigen Beeinflussung der Wasserzeichen, wodurch in manchen Fällen eine Detektion erschwert wird oder gar unmöglich wird. Die gegenseitige Beeinflussung der Wasserzeichen kann auch dazu führen, dass eine Störung der eigentlichen Nutzinformation inakzeptabel groß wird.
Ferner steigt bei einigen herkömmlichen Verfahren ein Aufwand, der nötig ist, um mehrere Wasserzeichen aus einer Informationsdarstellung zu extrahieren, stark an.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Konzept zu schaffen, das eine Einbettung eines Wasserzeichens in eine Informationsdarstellung verbessert bzw. eine Detektion eines Wasserzeichens in einer Informationsdarstellung erleichtert.
Diese Aufgabe wird durch einen Einbetter zum Einbetten eines einzubettenden Wasserzeichens in eine Eingangsinformationsdarstellung gemäß Anspruch 1, durch einen Detektor zum Detektieren von zumindest einem Wasserzeichen in einer mit einem Wasserzeichen versehenen Eingangsinformationsdarstellung gemäß Anspruch 14, durch ein Verfahren zum Einbetten eines einzubettenden Wasserzeichens in eine Eingangs-Informationsdarstellung gemäß Anspruch 26, durch ein Verfahren zum Detektieren von zumindest einem Wasserzeichen in einer mit Wasserzeichen versehenen Eingangs-Informationsdarstellung gemäß Anspruch 27 und durch ein Computerprogramm gemäß Anspruch 28 gelöst.
Gemäß einem Aspekt schafft die vorliegende Erfindung einen Einbetter zum Einbetten eines Wasserzeichens in eine Eingangs-Informationsdarstellung. Der Einbetter umfasst einen Einbettungsparameter-Bestimmer, der ausgelegt ist, um eine Ableitungsfunktion auf einen Anfangswert einmal oder mehrmals anzuwenden, um einen Einbettungsparameter zur Einbettung des Wasserzeichens in die Informationsdarstellung zu erhalten. Der Einbetter umfasst ferner einen Wasserzeichen-Hinzufüger, der ausgelegt ist, um die Eingangs-Informationsdarstellung mit dem Wasserzeichen unter Verwendung des Einbettungsparameters zu versehen. Der Einbetter ist ausgelegt, um auszuwählen, wie oft die Ableitungsfunktion auf den Anfangswert anzuwenden ist, um den Einbettungsparameter zu erhalten.
Der genannte Aspekt der vorliegenden Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch die einmalige oder mehrmalige Anwendung einer Ableitungsfunktion Einbettungsparameter für die Einbettung eines Wasserzeichens in eine Informationsdarstellung in besonders effizienter Weise erzeugt werden könnten. So ist es beispielsweise durch die Verwendung einer Ableitungsfunktion ausreichend, einen Anfangswert sowie die Ableitungsfunktion zu speichern, um - in Abhängigkeit davon, wie oft die Einbettungsfunktion auf den Anfangswert angewendet wird - eine Mehrzahl von verschiedenen Einbettungsparametern zu erhalten. Somit wird beispielsweise ein Aufwand für die Speicherung von vielen verschiedenen Einbettungsparametern verringert, indem ein Einbettungsparameter beispielsweise dadurch festgelegt wird, wie oft die Ableitungsfunktion auf den Anfangswert angewendet wird. Somit können auch in Systemen mit sehr geringer verfügbarer Speicherkapazität nahezu beliebig viele verschiedene Einbettungsparameter (oder Sätze von Einbettungsparametern) erzeugt werden, indem beispielsweise die Einwegsfunktion mehrmals auf den Anfangswert angewendet wird.
Ferner ist durch die Ableitungsfunktion eine bestimmte Reihenfolge von Einbettungsparametern vorgegeben. Beispielsweise kann der i-te Einbettungsparameter durch i- faches Anwenden, oder (i-l)-faches Anwenden, der Ableitungsfunktion auf den Anfangswert erhalten werden. Somit kann beispielsweise jedem Einbettungsparameter ein entsprechender Index zugeordnet werden. Eine Auswahl, wie oft die Ableitungsfunktion auf den Anfangswert angewendet wird, entspricht somit einer Festlegung des Einbettungsparameters aus einer Mehrzahl von Einbettungsparametern .
Im Übrigen ist es nicht erforderlich, dass die konkreten Einbettungsparameter bereits beim Entwurf eines Wasserzeichen-Einbetters oder eines Wasserzeichen-Detektors bekannt sind. Vielmehr kann ein entsprechender Wasserzeicheneinbetter oder Wasserzeichendetektor eine nahezu beliebige Anzahl an verschiedenen Einbettungsparametern ableiten. Ein System (z. B. Wasserzeicheneinbetter oder Wasserzeichendetektor) ist somit nicht auf einem bestimmten beschränkten Satz von Einbettungsparametern festgelegt. Im Übrigen kann auch durch eine bloße Variation des Anfangswertes eine komplette Folge von Einbettungsparametern verändert werden. Somit führt die Änderung eines einzigen Wertes (des Anfangswertes) dazu, dass einem Wasserzeicheneinbetter oder Wasserzeichenextraktor eine große Anzahl von neuen Einbettungsparametern zur Verfügung steht. Somit kann eine ganze Folge von Einbettungsparametern, deren Elemente sich durch mehrmalige, wiederholte Anwendung der Ableitungsfunktion auf den Anfangswert ergeben, durch die Übermittlung lediglich eines Wertes, des Anfangswertes, mitgeteilt werden. Somit ist ein sehr effizienter Datenaustausch möglich, um den Einbetter auf eine neue Folge von Einbettungsparametern einzustellen.
Ferner ermöglicht es die Verwendung einer Ableitungsfunktion in effizienter Weise, den verschiedenen Wasserzeichen-Einbettern oder verschiedenen Wasserzeichen- Detektoren unterschiedliche Zugriffsrechte zuzuweisen. So kann beispielsweise als Ableitungsfunktion eine kryptographische Einwegfunktion verwendet werden. Kennt ein Wasserzeicheneinbetter oder Wasserzeichendetektor beispielsweise einen absoluten Anfangswert (also den allerersten Wert einer Folge von Werten, deren Elemente durch wiederholtes Anwenden der Einwegsfunktion auf den jeweils vorhergehenden Wert hervorgehen) so ist der entsprechende Wasserzeicheneinbetter oder Wasserzeichendetektor in der Lage, alle nachfolgenden Werte der Folge und somit alle möglichen Einbettungsparameterwerte zu bestimmen. Kennt hingegen ein Wasserzeicheneinbetter oder Wasserzeichendetektor lediglich einen Zwischenwert der Folge von Einbettungsparametern, so ist der entsprechende Wasserzeicheneinbetter oder Wasserzeichendetektor (bei vertretbarem Aufwand) lediglich in der Lage, nachfolgende Werte der Folge von Einbettungsparametern zu bestimmen. Vorhergehende Elemente der Folge von Einbettungsparametern können hingegen nicht oder nur mit unvertretbar hohem Aufwand erhalten werden. Somit kann durch die Wahl des jeweiligen Anfangswerts, der einem Wasserzeicheneinbetter oder Wasserzeichendetektor mitgeteilt wird, entschieden werden, welche Elemente der Folge von Einbettungsparametern der entsprechende Wasserzeicheneinbetter oder Wasserzeichendetektor bestimmen kann. Dies ermöglicht in effizienter Weise eine selektive Vergabe von Zugriffsrechten.
Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung einen Detektor zum Detektieren zumindest eines Wasserzeichens einer mit dem Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung. Der Detektor umfasst einen Detektionsparameter-Bestimmer, der ausgelegt ist, um eine Ableitungsfunktion auf einen Anfangswert einmal oder mehrmals anzuwenden, um einen Detektionsparameter zur Detektion des Wasserzeichens in der Informationsdarstellung zu erhalten. Der Detektor umfasst ferner einen Wasserzeichen-Extraktor, der ausgelegt ist, um das Wasserzeichen unter Verwendung des Detektionsparameters aus der Informationsdarstellung zu extrahieren. Der Detektor ist ausgelegt, um auszuwählen, wie oft die Ableitungsfunktion auf den Anfangswert anzuwenden ist, um den Detektionsparameter zu erhalten.
Der entsprechende Detektor zum Detektieren eines Wasserzeichens in einer mit dem Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung basiert auf analogen Überlegungen wie der oben beschriebene Einbetter zum Einbetten eines Wasserzeichens in eine Eingangs-Informationsdarstellung. Wiederum ermöglicht es die Bestimmung von Detektionsparametern durch einmalige oder mehrmalige Anwendung einer Ableitungsfunktion, den für die Speicherung der Detektionsparamter benötigten Speicherplatz zu minimieren. Einem Wasserzeichendetektor muss nicht von vorne hereine eine Folge von möglichen Detektionsparametern einprogrammiert werden, sondern der Wasserzeichendetektor kann vielmehr zur Laufzeit nahezu beliebig viele Elemente einer Folge von Detektionsparametern selbst unter Verwendung der Ableitungsfunktion berechnen.
Zudem ermöglicht es die Verwendung einer Einwegsfunktion als Ableitungsfunktion in den Wasserzeichendetektor, verschiedenen gleichartig gebauten Wasserzeichendetektoren verschiedene Zugriffsrechte im Hinblick auf die durch die Wasserzeichen codierte Information zuzuteilen, indem beispielsweise in verschiedenen Wasserzeichendetektoren verschiedene Anfangswerte gespeichert werden.
Zusammenfassend ist somit festzuhalten, dass das Konzept, in einem Wasserzeicheneinbetter oder einem Wasserzeichendetektor eine Ableitungsfunktion zur Bestimmung von Einbettungsparametern zu verwenden, eine Vielzahl von Vorteilen sowohl im Hinblick auf die Implementierung als auch im Hinblick auf die Sicherheit mit sich bringt.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Wasserzeichen- Einbetters, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Wasserzeichendetektors, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3a ein Blockschaltbild eines Wasserzeichen- Einbetters, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3b ein Blockschaltbild eines Wasserzeichen- Einbetters, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3c ein Blockschaltbild eines Wasserzeichen- Einbetters, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Wasserzeichendetektors, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Wasserzeichen- Einbetters, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Wasserzeichendetektors, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 7a ein Blockschaltbild eines Wasserzeichen- Einbetters mit einem Wasserzeichen-Informations- Erkenner und einem Einbettungsparameter-
Bestimmer, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7b eine schematische Darstellung eines Informationssignals mit einem eingebetteten
Wasserzeichen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 7c eine schematische Darstellung einer Bestimmung einer Wertefolge unter Verwendung einer
Einwegsfunktion;
Fig. 7d eine graphische Darstellung eines Ablaufs einer Berechnung eines Einbettungscodes basierend auf einem Anfangswert;
Fig. 8 ein Blockschaltbild eines Wasserzeichendetektors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Wasserzeichen- Einbetters, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 10 ein Blockschaltbild eines Wasserzeichen- Detektors, gemäß einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung;
Fig. 11 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Einbetten eines Wasserzeichens, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 12 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren eines Wasserzeichens, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 13 eine graphische Darstellung eines Schritts zum Einbetten eines Wasserzeichens, gemäß einem Ausfϋhrungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 14 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren eines Wasserzeichens, gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 15 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Einbetten eines Wasserzeichens, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 16 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren eines Wasserzeichens, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Einbetters zum Einbetten eines einzubettenden beziehungsweise hinzuzufügenden Wasserzeichens in eine Eingangsinformationsdarstellung. Der Einbetter gemäß der Fig. 1 ist in seiner Gesamtheit mit 100 bezeichnet. Der Einbetter 100 ist ausgelegt, um eine Eingangs-Informationsdarstellung 110 zu empfangen. Der Einbetter 100 umfasst einen Wasserzeichen-Informations-Erkenner 120, der ausgelegt ist, um eine bereits in der Eingangs-Informationsdarstellung 110 enthaltene Wasserzeicheninformation zu erkennen. Somit liefert der Wasserzeicheninformationserkenner 120 beispielsweise eine Information 122 über eine in der Eingangs-Informationsdarstellung 110 erkannte Wasserzeicheninformation. Der Einbetter 100 umfasst ferner einen Wasserzeichenhinzufüger 130, der ausgelegt ist, um die Eingangs-Informationsdarstellung 110 abhängig von der von dem Wasserzeichen-Informations-Erkenner 120 erkannten Wasserzeicheninformation mit einem hinzuzufügenden Wasserzeichen 132 zu versehen, um eine mit dem einzubettenden Wasserzeichen 132 versehene Informationsdarstellung 134 zu erhalten. Der Wasserzeichenhinzufüger 130 kann somit beispielsweise ausgelegt sein, um die Eingangs-Informationsdarstellung 110 sowie die Information 122 von dem Wasserzeicheninformationserkenner 120 zu empfangen. Ferner kann der Wasserzeichenhinzufüger 130 beispielsweise ausgelegt sein, um das hinzuzufügende Wasserzeichen 132 zu empfangen. Das hinzuzufügende Wasserzeichen 132 kann aber auch fest in dem Wasserzeichen-Hinzufüger 130 gespeichert sein.
Im Hinblick auf die Funktionsweise des Einbetters 100 ist festzuhalten, dass der Wasserzeichen-Hinzufüger 130 das hinzuzufügende Wasserzeichen 132 abhängig von einer in der Eingangs-Informationsdarstellung 110 bereits enthaltenen Wasserzeicheninformation zu der Eingangsinformationsdarstellung 110 hinzufügen kann. Der Einbetter 100 ermöglicht somit, dass das hinzuzufügende Wasserzeichen 132 der Eingangs-Informationsdarstellung 110 nicht in willkürlicher Weise sondern mit Rücksicht auf das in der Eingangs-Informationsdarstellung 110 bereits enthaltene Wasserzeichen hinzugefügt wird.
Im Hinblick auf die Art und Weise, wie das in der Eingangsinformationsdarstellung 110 bereits enthaltene Wasserzeichen durch den Wasserzeichen-Hinzufüger 130 berücksichtigt wird, existieren verschiedene Möglichkeiten, die im Folgenden beispielsweise anhand der Fig. 7a - 7d noch näher erläutert werden.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Detektors zum
Detektieren von zumindest zwei Wasserzeichen in einer mit einem Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung. Der
Detektor gemäß der Fig. 2 ist in seiner Gesamtheit mit 200 bezeichnet. Der Detektor 200 ist ausgelegt, um eine mit einem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 210 zu empfangen. Der Detektor 200 umfasst ferner einen Detektions-Informations-Erkenner 220, der ausgelegt ist, um eine mehrfach-verwendbare Wasserzeicheninformation in der mit dem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 210 zu identifizieren. Der Detektions-Informations-Erkenner 220 ist daher beispielsweise ausgelegt, um die Informationsdarstellung 210 zu empfangen und um eine Information 222 über eine mehrfach-verwendbare Wasserzeicheninformation zu liefern. Der Detektor 200 umfasst ferner einen Wasserzeichenextraktor 230, der ausgelegt ist, um ein erstes Wasserzeichen unter Ausnutzung der mehrfach-verwendbaren Wasserzeicheninformation aus der Informationsdarstellung 210 zu extrahieren, und um ein zweites Wasserzeichen unter Ausnutzung der mehrfach- verwendbaren Wasserzeicheninformation aus der Eingangsinformationsdarstellung 210 zu extrahieren. Der Wasserzeichenextraktor 230 ist beispielsweise ausgelegt, um die Informationsdarstellung 210 sowie die von dem Detektions-Informations-Erkenner 220 gelieferte Information 222 zu empfangen und basierend darauf eine Information 232 über ein erstes Wasserzeichen sowie eine Information 234 über ein zweites Wasserzeichen zu liefern.
Im Hinblick auf die Funktionsweise des Detektors 200 ist festzuhalten, dass der Wasserzeichenextraktor 230 beispielsweise ausgelegt ist, um für die Detektion des ersten Wasserzeichens, das durch die Information 232 beschrieben wird, und für die Detektion des zweiten Wasserzeichens, das durch die Information 234 beschrieben wird, eine den beiden Wasserzeichen gemeinsame Information zu verwenden. Beispielsweise kann es sich bei der gemeinsamen mehrfach-verwendbaren Information um eine Synchronisationsinformation handeln, die für die beiden Wasserzeichen gemeinsam ist. So ist es in diesem Fall beispielsweise ausreichend, die Synchronisationsinformation nur einmal zu erkennen, woraufhin die Detektion der zumindest zwei Wasserzeichen basierend auf der gemeinsamen Synchronisationsinformation erfolgen kann. Bei der gemeinsamen mehrfach-verwendbaren Information kann es sich beispielsweise zusätzlich oder alternativ um eine Information handeln, die anzeigt, dass das erste Wasserzeichen und das zweite Wasserzeichen mit zumindest einem gemeinsamen Detektionsparameter detektiert werden können. Beispielsweise kann die Informationsdarstellung 210 eine Information enthalten, die anzeigt, dass zumindest zwei Wasserzeichen gemäß einem gemeinsamen Einbettungsverfahren in die Informationsdarstellung 210 eingebettet wurden, so dass der Wasserzeichenextraktor 230 davon ausgehen kann, dass zumindest zwei Wasserzeichen mit einem entsprechenden gemeinsamen Extraktionsverfahren aus der Informationsdarstellung 210 extrahiert werden können.
Ferner kann beispielsweise die Informationsdarstellung 210 eine Information darüber tragen, wie viele Wasserzeichen in der Informationsdarstellung 210 eingebettet sind. Die entsprechende Anzahl-Information kann beispielsweise als eine gemeinsame Information angesehen werden, die gemeinsam die zumindest zwei in der Informationsdarstellung 210 enthaltenen Wasserzeichen beschreibt. Die Anzahl- Informationen kann beispielsweise durch den Detektions- Informations-Erkenner 220 extrahiert werden, und kann ferner dazu herangezogen werden, um beispielsweise einen oder mehrere Extraktionsparameter für den Wasserzeichen- Extraktor 230 einzustellen, um die mehreren Wasserzeichen korrekt aus der Informationsdarstellung 210 zu extrahieren. In anderen Worten, die Anzahl-Information kann verwendet werden, um Detektionsparameter des Wasserzeichen-Extraktors 230 für die Extraktion von zweierlei Wasserzeichen korrekt einzustellen. '
Ist beispielsweise bekannt, dass in der Informationsdarstellung 210 drei Wasserzeichen enthalten sind, so können beispielsweise bei der Extraktion des ersten Wasserzeichens und bei der Extraktion des zweiten Wasserzeichens solche Detektionsparamter außer Betracht gelassen werden, die für die Einbettung eines vierten bis N-ten Wasserzeichens vorgesehen sind. Vielmehr ist es ausreichend, den Bereich der zu berücksichtigenden Detektionsparameter entsprechend der Anzahl der vorhandenen Wasserzeichen zu beschränken.
Weitere Details werden im Übrigen noch im Folgenden beschrieben, beispielsweise anhand der Fig. 7a - 7d.
Fig. 3a zeigt ein Blockschaltbild eines Einbetters zum Einbetten eines einzubettenden Wasserzeichens in eine Eingangs-Informationsdarstellung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Einbetter gemäß der Fig. 3a ist in seiner Gesamtheit mit 300 bezeichnet. Der Einbetter 300 ist ausgelegt, um eine Eingangs-Informations- Darstellung 310 zu empfangen, und um eine mit einem Wasserzeichen und einer Zusatzinformation versehene Informationsdarstellung 320 zu liefern. Der Einbetter 300 umfasst eine Informations-Hinzufüger 330, der ausgelegt ist, um die Eingangs-Informationsdarstellung 310 zu empfangen und um die mit dem Wasserzeichen und der Zusatzinformation versehene Informationsdarstellung 320 zu liefern. Der Informations-Hinzufüger 330 ist insgesamt ausgelegt, um die Informationsdarstellung 310 mit dem hinzuzufügenden Wasserzeichen 341 und einer hinzuzufügenden Zusatzinformation 343 zu versehen, um die mit dem Wasserzeichen und der Zusatzinformation versehene Informationsdarstellung 320 zu erhalten. Die hinzuzufügende Zusatzinformation umfasst eine beschreibende Information im Hinblick auf eine Einbettung zumindest eines Wasserzeichens in die Informationsdarstellung. Beispielsweise beschreibt die beschreibende Information die Einbettung zumindest eines Wasserzeichens in die Informationsdarstellung.
Die Fig. 3a zeigt eine beispielhafte Topologie des Informations-Hinzufügers 330. Der Informations-Hinzufüger 330 kann beispielsweise in einer parallelen Struktur ein Wasserzeichen-Hinzufüger 340 sowie einen Zusatzinformations-Hinzufüger 342 aufweisen. Beispielsweise können sowohl der Wasserzeichen-Hinzufüger 360 als auch der Zusatzinformations-Hinzufüger 342 die Eingangsinformationsdarstellung 310 empfangen, um dazu das hinzuzufügende Wasserzeichen bzw. die hinzuzufügende Zusatzinformation hinzuzufügen. Beispielsweise kann der Wasserzeichenhinzufüger 340 ausgelegt sein, um die Eingangs-Informationsdarstellung 310 und das hinzuzufügende oder einzubettende Wasserzeichen 341 zu empfangen und basierend darauf eine mit dem hinzuzufügenden Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 344 zu erzeugen. Der Zusatzinformations-Hinzufüger 342 kann beispielsweise konfiguriert sein, um die Eingangs-Informationsdarstellung 310 und die hinzuzufügende Zusatzinformation 343 zu empfangen und basierend darauf eine mit der Zusatzinformation versehene Informationsdarstellung 346 zu erzeugen. Die mit dem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 344 kann ferner beispielsweise mit der mit der Zusatzinformation versehenen Informationsdarstellung 346 kombiniert werden, um die mit Wasserzeichen und Zusatzinformation versehene Informationsdarstellung 320 zu erhalten, wie dies in der Fig. 3a angedeutet ist. Alternativ dazu ist es allerdings auch möglich, dass der Wasserzeichenhinzufüger 340 als Ausgangssignal eine an die Informationsdarstellung 310 angepasste Wasserzeicheninformation liefert, dass der Zusatzinformations-Hinzufüger 342 eine an die Informationsdarstellung 310 angepasste Zusatzinformation liefert, und dass die Ausgangssignale des Wasserzeichen- Hinzufügers 340 und des Zusatzinformations-Hinzufügers 342 anschließend mit der Eingangs-Informationsdarstellung 310 kombiniert werden, um die mit Wasserzeichen und der Zusatzinformation versehene Informationsdarstellung 320 zu erhalten.
Alternativ dazu kann der Informations-Hinzufüger 330 auch andere Strukturen aufweisen, wie diese beispielsweise in den Fig. 3b und 3c beschrieben sind. Beispielsweise kann der Informations-Hinzufüger des Einbetter 300 durch einen Informations-Hinzufüger 330b gemäß Fig. 3b ersetzt werden. Der Informations-Hinzufüger 330b umfasst beispielsweise eine Serienanordnung eines Wasserzeichen-Hinzufügers 340b und eines Zusatzinformations-Hinzufügers 342b. Der Wasserzeichen-Hinzufüger 340b ist beispielsweise konfiguriert, um die Eingangs-Informationsdarstellung 310 zu empfangen und um eine mit einem Wasserzeichen versehene Eingangs-Informationsdarstellung 344b an den Zusatzinformations-Hinzufüger 342b zu liefern. Der Zusatzinformations-Hinzufüger 342b kann beispielsweise konfiguriert sein, um der mit dem Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung 344b die hinzuzufügende Zusatzinformation hinzuzufügen, und um somit die mit Wasserzeichen und Zusatzinformationen versehene Informationsdarstellung 320 zu liefern.
Wie aus der Fig. 3c ersichtlich, kann freilich die Reihenfolge des Zusatzinformations-Hinzufügers und des Wasserzeichen-Hinzufügers im Vergleich zu der anhand der Fig. 3b gezeigten Reihenfolge auch vertauscht werden. In diesem Fall ist beispielsweise ein Zusatzinformations- Hinzufüger 342c vor einem Wasserzeichen-Hinzufüger 340c angeordnet .
Zusammenfassend ist somit festzuhalten, dass verschiedene Strukturen verwendet werden können, um zu der Eingangsinformationsdarstellung 310 sowohl das hinzuzufügende Wasserzeichen als auch die hinzuzufügende Zusatzinformation hinzuzufügen. Die Hinzufügung der beiden Informationen kann im Übrigen auch durch einen gemeinsamen Informations- Hinzufüger erfolgen, in dem die Blöcke „Wasserzeichen- Hinzufüger" und „Zusatzinformations-Hinzufüger" vereint bzw. zusammengefasst sind. In anderen Worten, es sind keine separaten Hinzufüger für das Wasserzeichen und die Zusatzinformationen erforderlich . Allerdings kann die hinzuzufügende Zusatzinformation durchaus von Einbettungsparametern des Wasserzeichen- Hinzufügers abhängig sein. So kann beispielsweise die Zusatzinformation codieren, wie der Wasserzeichenhinzufüger konfiguriert bzw. parametrisiert ist, um das hinzuzufügende Wasserzeichen hinzuzufügen. Beispielsweise kann die Zusatzinformation eine Information darüber enthalten, welches Wasserzeichenverfahren der Wasserzeichen-Hinzufüger für das Hinzufügen des hinzuzufügenden Wasserzeichens verwendet. Ferner kann die Zusatzinformation auch einzelne Parameter beschreiben, die der Wasserzeichen-Hinzufüger bei dem Versehen der Eingangs-Informationsdarstellung 310 mit dem hinzuzufügenden Wasserzeichen verwendet. So kann die Zusatzinformation beispielsweise eine Information darüber tragen, welchen Einbettungscode der Wasserzeichen- Hinzufüger 340 verwendet, welche Frequenzressourcen (z. B. Frequenzbänder) der Wasserzeichen-Hinzufüger 340 für die Einbettung des Wasserzeichens verwendet, oder welche Zeitressourcen (z. B. Zeitschlitze) der Wasserzeichen- Hinzufüger für die Einbettung des Wasserzeichens verwendet. Ferner können beispielsweise der Wasserzeichen-Hinzufüger 340 und der Zusatzinformations-Hinzufüger 342 auch verschiedene Einbettungsverfahren verwenden, wenn beispielsweise gemäß einer Spezifikation gefordert ist, dass die Zusatzinformation immer, unabhängig davon, welches Einbettungsverfahren der Wasserzeichen-Hinzufüger 340 verwendet, gemäß einem vorbestimmten Einbettungsverfahren eingebettet wird. In diesem Fall sind der Wasserzeichen- Hinzufüger 340 und der Zusatzinformations-Hinzufüger 342 beispielsweise so ausgelegt, dass es zu keiner erheblichen gegenseitigen Beeinträchtigung bei dem Hinzufügen des Wasserzeichens und bei dem Hinzufügen der Zusatzinformation kommt .
Weitere Details im Hinblick auf die Einbettung eines
Wasserzeichen und einer Zusatzinformation werden im Übrigen im Folgenden noch erläutert, beispielsweise anhand der Fig. 7a - 7d. Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Detektors zum Detektieren von zumindest einem Wasserzeichen in einer mit einem Wasserzeichen versehenen Eingangs- Informationsdarstellung. Der Detektor gemäß der Fig. 4 ist in seiner Gesamtheit mit 400 bezeichnet. Der Detektor 400 ist ausgelegt, um eine mit einem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung (bzw. Eingang-Informations- Darstellung) 410 zu empfangen. Der Detektor 400 umfasst einen Einbettungsinformations-Extraktor 420, der ausgelegt ist, um die mit dem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 410 zu empfangen, und um eine Einbettungsinformation 422, die eine beschreibende Information im Hinblick auf die Einbettung zumindest eines Wasserzeichens in die Informationsdarstellung umfasst, aus der Informationsdarstellung 410 zu extrahieren.
Der Detektor 400 umfasst ferner einen Wasserzeichenextraktor 430, der ausgelegt ist, um die mit dem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 410 sowie die beschreibende Information 422 im Hinblick auf die Einbettung zumindest eines Wasserzeichens in die Informationsdarstellung 410 zu empfangen. Der Wasserzeichenextraktor 430 ist ferner ausgelegt, um ein oder mehrere in der Informationsdarstellung 410 enthaltene Wasserzeichen in Abhängigkeit von der Einbettungsinformation 422 zu extrahieren und um somit eine Information 432 über zumindest ein Wasserzeichen bereitzustellen.
Der Wasserzeichenextraktor 430 kann somit basierend auf der Einbettungsinformation 422 gezielt ein Wasserzeichen in der Informationsdarstellung 410 identifizieren. Aufgrund der beschreibenden Information 422 liegt dem Wasserzeichenextraktor 430 beispielsweise eine Information 422 darüber vor, mit welchem Einbettungsverfahren ein in der Informationsdarstellung 410 vorhandenes Wasserzeichen in die Informationsdarstellung eingebettet ist. Alternativ oder zusätzlich kann dem Wasserzeichenextraktor 430 von dem Einbettungsinformations-Extraktor 420 beispielsweise eine Information 422 darüber geliefert werden, welcher Detektionscode beziehungsweise Extraktionscode zur Extraktion eines Wasserzeichens aus der Informationsdarstellung 410 zu verwenden ist. Ferner kann der Einbettungsinformations-Extraktor 420 an den Wasserzeichenextraktor 430 beispielsweise eine Information 422 darüber liefern, wie viele Wasserzeichen in der Informationsdarstellung 410 enthalten sind.
Der Einbettungsinformations-Extraktor 420 kann zur Bereitstellung der beschreibenden Information 422 beispielsweise eine Zusatzinformation, die in der Informationsdarstellung 410 enthalten ist, auswerten. Unter einer Zusatzinformation kann beispielsweise eine Information verstanden werden, die nicht zu dem eigentlichen Informationsinhalt des Wasserzeichens gehört, sondern die beschreibt, auf welche Weise ein oder mehrere Wasserzeichen in die Informationsdarstellung 410 eingebettet sind.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Einbetters zum Einbetten eines Wasserzeichens in eine Informationsdarstellung bzw. in eine Eingangsinformationsdarstellung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Einbetter gemäß der Fig. 5 ist in seiner Gesamtheit mit 500 bezeichnet. Der Einbetter 500 ist ausgelegt, um eine Eingangs-Informationsdarstellung 510 zu empfangen, und um eine mit dem einzubettenden bzw. hinzuzufügenden Wasserzeichen versehene
Informationsdarstellung 534 zu erzeugen. Der Einbetter 500 umfasst einen Einbettungsparameter-Bestimmer 520. Der Einbettungsparameter-Bestimmer 520 ist ausgelegt, um eine schematisch angedeutete Ableitungsfunktion 522 auf einen Anfangswert 524 einmal oder mehrmals anzuwenden, um einen Einbettungsparameter 526 zur Einbettung des einzubettenden Wasserzeichens in die Informationsdarstellung zu erhalten. Der Einbetter 500 umfasst ferner einen Wasserzeichen- Hinzufüger 530, der ausgelegt ist, um die Eingangsinformationsdarstellung 510 sowie den Einbettungsparameter 526 zu empfangen. Ferner kann der Wasserzeichenhinzufüger 530 ausgelegt sein, um das hinzuzufügende bzw. einzubettende Wasserzeichen 532 zu empfangen. Das hinzuzufügende oder einzubettende Wasserzeichen kann allerdings auch fest in dem Wasserzeichen-Hinzufüger 530 gespeichert sein.
Somit liefert der Wasserzeichenhinzufüger 530 beispielsweise durch Einbetten des hinzuzufügenden Wasserzeichens 532 in die Eingangs-Informationsdarstellung 510 unter Verwendung der Einbettungsparameter 526 eine mit dem einzubettenden Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 534.
Der Einbetter 500 ermöglicht somit die Festlegung der Einbettungsparameter 526 basierend auf einem Anfangswert 524, wobei eine Ableitungsfunktion 522 ausgewertet wird. Durch die Möglichkeit, die Ableitungsfunktion 522 mehrmals auszuwerten, besteht die Möglichkeit, basierend auf einem einzigen Anfangswert 524 verschiedene Sätze von Einbettungsparametern 526 in einfacher Weise zu erzeugen. Durch die Verwendung einer Ableitungsfunktion, bei der es sich beispielsweise um eine kryptographische Einwegsfunktion handeln kann, kann erreicht werden, dass eine Vergabe von Zugriffsrechten an verschiedene Einbetter erfolgen kann. Details diesbezüglich werden im Folgenden noch näher erläutert.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild eines Detektors zum Detektieren eines Wasserzeichens in einer mit einem Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung. Der Detektor gemäß der Fig. 6 ist in seiner Gesamtheit mit 600 bezeichnet. Der Detektor 600 ist ausgelegt, um eine mit einem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung beziehungsweise Eingangs-Informationsdarstellung 610 zu empfangen, und um eine Information 634 über ein in der Informationsdarstellung 610 enthaltenes Wasserzeichen zu liefern.
Der Detektor 600 umfasst einen Detektionsparameter- Bestimmer 620. Der Detektionsparameter-Bestimmer 620 ist ausgelegt, um eine schematisch dargestellte Ableitungsfunktion 622 auf einen Anfangswert 624, der von Außen vorgegeben werden kann, oder der in dem Detektionsparameter-Bestimmer 620 gespeichert sein kann, einmal oder mehrmals anzuwenden, um somit einen Detektionsparameter 626 zur Detektion des Wasserzeichens in der Informationsdarstellung zu erhalten.
Der Detektor 600 umfasst ferner einen Wasserzeichenextraktor 630, der ausgelegt ist, um die mit dem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 610 sowie den Detektionsparameter 626 zu empfangen. Der Wasserzeichenextraktor 630 ist ferner konfiguriert, um aus der mit dem Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung 610 unter Verwendung des Detektionsparameters 626 die Information 634 über ein in der Informationsdarstellung 610 enthaltenes Wasserzeichen zu liefern. In anderen Worten, der Detektionsparameter 626 dient zur Einstellung des Wasserzeichen-Extraktors 630. Der Detektionsparameter kann dabei beispielsweise angeben, welche Ressourcen (z. B. welche Zeitschlitze oder Frequenzbänder) bei der Detektion des Wasserzeichens herangezogen werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Detektionsparameter 626 beispielsweise dazu verwendet werden, um einen Detektionscode zu bestimmen, wenn beispielsweise in der Informationsdarstellung 610 verschiedene Wasserzeichen mit verschiedenen Codes voneinander getrennt sind.
Ferner kann der Detektionsparameter-Bestimmer 620 beispielsweise ausgelegt sein, um beispielsweise basierend auf einem (optionalen) Indexparameter 640 zu entscheiden, wie oft die Ableitungsfunktion 622 auf den Anfangswert 624 anzuwenden ist, um den Detektionsparameter 626 zu erhalten.
Im Übrigen sei darauf hingewiesen, dass bei der Bestimmung des Detektionsparameters 626 aus dem Anfangswert 624 beispielsweise noch zusätzliche Algorithmen eingesetzt werden können. So kann beispielsweise ein durch Anwendung der Ableitungsfunktion auf den Anfangswert erhaltenes Zwischenergebnis als Eingangswert für eine Berechnungsvorschrift dienen, die das Zwischenergebnis auf einen Detektionscode abbildet. Durch die Anwendung der entsprechenden Funktionsvorschrift kann beispielsweise erreicht werden, dass der so erhaltene Detektionsparameter bestimmte Eigenschaften aufweist, die für eine Wasserzeichen-Extraktion vorteilhaft bzw. erforderlich sind. Beispielsweise kann der durch die einmalige oder mehrmalige Anwendung der Ableitungsfunktion 622 auf den Anfangswert 624 erhaltene Zwischenwert als Startwert (Seed) für einen Spreizcode-Generator dienen, der ausgehend von verschiedenen Startwerten verschiedene Spreizcodes bestimmt, die beispielsweise zumindest näherungsweise orthogonal zueinander sind. Die entsprechenden Spreizcodes können dann beispielsweise als Detektionsparameter 626 dienen.
Allerdings sind viele andere Möglichkeiten denkbar, um das durch die Anwendung der Ableitungsfunktion auf den Anfangswert erhaltene Zwischenergebnis auf einen Detektionsparameter 626 abzubilden.
Fig. 7a zeigt ein Blockschaltbild eines Einbetters zum Einbetten eines hinzuzufügenden Wasserzeichens in eine Informationsdarstellung bzw. in eine Eingangsinformationsdarstellung. Der Einbetter gemäß der Fig. Ia ist in seiner Gesamtheit mit 700 bezeichnet. Der Einbetter 700 ist ausgelegt, um eine Eingangs-Informationsdarstellung 710 zu empfangen und basierend darauf eine mit einem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 720 zu erzeugen. Die mit dem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 720 kann ferner optional mit einer Zusatzinformation versehen werden, die beispielsweise die Einbettung beschreibt.
Der Einbetter 700 umfasst einen Wasserzeichen-Informations- Erkenner 730, der ausgelegt ist, um die Eingangsinformationsdarstellung 710 zu empfangen und daraus Informationen im Hinblick auf die Einbettung von Wasserzeichen zu erhalten. Der Einbetter 700 umfasst ferner einen Wasserzeichen-Hinzufüger 740, der ausgelegt ist, um, beispielsweise unter Verwendung von Informationen, die von dem Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 geliefert werden, ein hinzuzufügendes Wasserzeichen zu der Eingangs- Informationsdarstellung 710 hinzuzufügen, um die mit dem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 720 zu erhalten. Der Einbetter 700 umfasst ferner beispielsweise einen Einbettungsparameter-Bestimmer 750, der ausgelegt ist, um Informationen von dem Wasserzeichen-Informations- Erkenner 730 zu empfangen und um somit einen oder mehrere Einbettungsparameter an den Wasserzeichen-Hinzufüger 740 zu liefern, so dass beispielsweise der Wasserzeichen- Hinzufüger 740 in Abhängigkeit von den durch den Einbettungsparameter-Bestimmer 750 gelieferten Einstellungsparametern einstellbar ist.
Der Einbetter 700 umfasst ferner einen Zusatzinformationsbereitsteller 760, der ausgelegt ist, um von dem Wasserzeichen-Informations-Erkenner eine Information im Hinblick auf ein in der Eingangsinformationsdarstellung 710 enthaltenes Wasserzeichen zu empfangen und um eine Zusatzinformation an den Wasserzeichen-Hinzufüger 740 zu liefern, die von dem Wasserzeicheh-Hinzufüger 740 beispielsweise zu der Eingangs-Informationsdarstellung 710 hinzugefügt werden kann, so dass die mit dem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 720 ferner die Zusatzinformationen umfasst. Im Folgenden werden Details beschrieben, welche Informationen durch den Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 aus der Eingangsinformationsdarstellung 710 erhalten werden können, und wie diese Information durch den Wasserzeichen-Hinzufüger 740, den Einbettungsparameter- Bestimmer 750 und den Zusatzinformationsbereitsteller 760 genutzt werden können.
Der Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 kann beispielsweise einen Erkenner 731 für eine Erkennung einer wiederverwendbaren Wasserzeicheninformation umfassen. Der Erkenner 731 für wiederverwendbare Wasserzeicheniformationen kann beispielsweise ausgelegt sein, um in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 eine Synchronisations-Information zu detektieren. Die Synchronisationsinformation kann beispielsweise vorhanden sein, wenn in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 bereits ein Wasserzeichen vorhanden ist. Bei der Synchronisationsinformation kann es sich beispielsweise um ein bestimmtes in der Eingangsinformationsdarstellung 710 enthaltenes Muster handeln, das beispielsweise einem in die Eingangs-Informationsdarstellung 710 eingebetteten Wasserzeichen vorausgehen kann, oder das beispielsweise mit einem in die Eingangs-Informationsdarstellung 710 eingebetteten Wasserzeichen verschachtelt sein kann. Bei der Synchronisationsinformation kann es sich beispielsweise um ein fest vorgegebenes Muster handeln, das gemäß einer bestimmten Codierung codiert in der Eingangs- Informationsdarstellung 710 enthalten sein kann. Beispielsweise kann die Synchronisationsinformation gemäß einem vorgegebenen Synchronisations-Einbettungscode in die Eingangs-Informationsdarstellung 710 eingebettet sein. Beispielsweise kann die Synchronisationsinformation gleichzeitig (oder zumindest zeitlich überlappend) in mehreren Einzel-Frequenzbändern der Informationsdarstellung auftreten, wodurch die Synchronisationsinformation beispielsweise besonders gut detektierbar ist. Der Erkenner 731 für die wiederverwendbare Wasserzeicheninformation kann somit beispielsweise eine Information 732 über die wiederverwendbare Wasserzeicheninformation an den Wasserzeichen-Hinzufüger 740 liefern. Der Wasserzeichen- Hinzufüger 740 kann beispielsweise ausgelegt sein, um ansprechend auf das Vorhandensein einer wiederverwendbaren Wasserzeichen-Information in der Eingangsinformationsdarstellung eine erneute Einbettung der wiederverwendbaren Wasserzeicheninformation zu vermeiden. Beispielsweise kann der Wasserzeichen-Hinzufüger 740 konfiguriert sein, um der Eingangsinformationsdarstellung 710 nur dann eine Synchronisationsinformation hinzuzufügen, wenn die Information 732 von dem Erkenner 731 für die wiederverwendbare Wasserzeicheninformation anzeigt, dass in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 noch keine Wasserzeicheninformation vorhanden bzw. detektierbar ist.
Zeigt die Information 732 von dem Erkenner 731 für wieder verwendbare Wasserzeicheninformation beispielsweise an, dass in der Eingangs-Informationsdarstellung 710' bereits eine Synchronisationsinformation vorhanden ist, so kann der Wasserzeichen-Hinzufüger 740 beispielsweise das hinzuzufügende Wasserzeichen synchronisiert mit der bereits in der Eingangs-Informationsdarstellung vorhandenen Snychronisationsinformation hinzufügen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Erkenner 731 für die wiederverwendbare Wasserzeicheninformation dem Wasserzeichen-Hinzufüger 740 eine Information darüber liefern, wo in der Eingangs-Informationsdarstellung (beispielsweise zu welchem Zeitpunkt, oder in welchen Frequenzbändern) bereits eine Synchronisationsinformation vorhanden ist. Basierend darauf kann der Wasserzeichen- Hinzufüger 740 beispielsweise berechnen bzw. ermitteln, wo (beispielsweise in welchem Zeitintervall bzw. in welchen Frequenzbändern) das hinzuzufügende Wasserzeichen zu der Eingangs-Informationsdarstellung 710 hinzugefügt werden soll. Ferner kann der Wasserzeichen-Hinzufüger 740 konfiguriert sein, um der Eingangsinformationsdarstellung 710 eine Synchronisationsinformation hinzuzufügen, wenn die Information 732 von dem Erkenner 731 für wiederverwendbare Wasserzeicheninformation anzeigt, dass in der Eingangsinformationsdarstellung 710 keine wiederverwendbare Synchronisationsinformation detektiert wurde.
Durch die Wiederverwendung der Synchronisationsinformation bei der Einbettung eines weiteren Wasserzeichens durch den Wasserzeichen-Hinzufüger 740 in eine Eingangsinformationsdarstellung, in der schon eine Synchronisationsinformation (und damit in vielen Fällen auch eine Wasserzeicheninformation) vorhanden ist, kann einerseits eine negative Beeinflussung der Informationsdarstellung 710 durch die Einbettung des hinzuzufügenden Wasserzeichens minimiert werden, und es kann andererseits eine Ressourcen sparende Detektion von mehreren Wasserzeichen in der mit einem Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung 720 ermöglicht werden. So ist üblicherweise die Beeinflussung einer Informationsdarstellung umso geringer, je weniger Informationen in diese eingebettet werden. Wird somit eine in der Informationsdarstellung 720 bereits vorhandene Synchronisationsinformation wiederverwendet, anstatt eine neue zusätzliche Synchronisationsinformation einzubetten, so kann ein Einfluss auf den Informationsinhalt der Informationsdarstellung minimiert werden. Auf Seiten einer Wasserzeichen-Detektion ist es im Übrigen bei Wiederverwendung der Synchronisationsinformation ausreichend, die Synchronisationsinformation einmal zu detektieren. Damit kann der Detektionsaufwand geringer gehalten werden, als wenn zwei verschiedene Synchronisationsinformationen detektiert werden müssten.
Der Wasserzeichen-Informations-Erkenner kann ferner beispielsweise einen Erkenner 733 zur Erkennung von Zusatzinformationen, die in der Eingangs- Informationsdarstellung 710 enthalten sind, aufweisen. Der Erkenner 733 kann beispielsweise eine Information 734 über die Zusatzinformation liefern. Unter der Zusatzinformation kann beispielsweise eine Seiteninformation verstanden werden, die die Einbettung eines oder mehrerer Wasserzeichen in die Eingangs-Informationsdarstellung 710 beschreibt. Beispielsweise kann die Zusatzinformation eine Information darüber tragen, wie viele Wasserzeichen bereits in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 eingebettet sind. Die Zusatzinformation muss dabei nicht notwendigerweise die Gesamtzahl der eingebetteten Wasserzeichen beschreiben, sondern kann sich auch darauf beschränken, anzugeben, wie viele Wasserzeichen gemäß einem bestimmten Wasserzeichen-Einbettungsverfahren in die Eingangs-Informationsdarstellung eingebettet worden sind. Die Information über die Anzahl der verhandenen Wasserzeichen kann sich ferner darauf beschränken, anzugeben, wie viele Wasserzeichen von einem bestimmten Wasserzeichen-Einbetter in die Eingangs- Informationsdarstellung eingebettet wurden. In einem Idealfall, der allerdings nicht immer erreichbar ist, kann die Information über die Anzahl von vorhanden Wasserzeichen auch eine Information über eine Gesamtzahl von Wasserzeichen tragen. Bei einigen Ausführungsbeispielen liefert somit die Information über die Anzahl von vorhandenen Wasserzeichen zumindest eine Information über eine Mindestanzahl von vorhandenen Wasserzeichen, wobei tatsächlich mehr Wasserzeichen vorhanden sein können.
Der Erkenner 733 kann ferner beispielsweise ausgelegt sein, umeine Zusatzinformation detektieren, die anzeigt, gemäß welchem Wasserzeichen-Einbettungsverfahren oder gemäß welchen Wasserzeichen-Einbettungsverfahren die in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 vorhandenen Wasserzeichen eingebettet sind. Diese Information kann beispielsweise in Verbindung mit der Synchronisationsinformation in der Eingangsinformationsdarstellung 710 vorhanden sein. Beispielsweise kann die Synchronisationsinformation, beispielsweise durch die Wahl des Synchronisationsmusters, eine Information darüber enthalten, gemäß welchem Wasserzeichen- Einbettungsverfahren die in der Informationsdarstellung 710 enthaltene Wasserzeicheninformation eingebettet ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch im Anschluss an die Synchronisationsinformation oder aber parallel zu der Synchronisationsinformation eine entsprechende Zusatzinformation in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 vorhanden sein, die angibt, gemäß welchem Wasserzeichen-Einbettungsverfahren ein oder mehrere Wasserzeichen in die Eingangs-Informationsdarstellung 710 eingebettet sind.
Alternativ oder zusätzlich kann die Zusatzinformation beispielsweise eine Information darüber tragen, welche Ressourcen (z. B. Zeitschlitze, Frequenzbänder oder Einbettungscodes bzw. Spreizcodes) für die Einbettung eines oder mehrerer Wasserzeichen in die Eingangs- Informationsdarstellung verwendet wurden. Diese Information kann in einer Zusatzinformation enthalten sein, die beispielsweise die oben beschriebene Struktur aufweisen kann. In anderen Worten, entsprechende Zusatzinformationen können beispielsweise innerhalb der Synchronisationsinformation, zeitlich parallel zu der Synchronisationsinformation oder anschließend an die Synchronisationsinformation (beispielsweise unmittelbar anschließend an die Synchronisationsinformation) in der Eingangs-Informationsdarstellung enthalten sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Zusatzinformation getrennt von der zugehörigen Wasserzeicheninformation, die durch die Zusatzinformation beschrieben wird, codiert. Während die Wasserzeicheninformation somit beispielsweise eine bestimmte Nutzinformation codiert, die beispielsweise Einbetter-seitig frei wählbar ist, kann die Zusatzinformation beispielsweise dadurch festgelegt sein, mit welchen Parametern die eigentliche Nutzinformation des Wasserzeichens codiert oder eingebettet ist. In anderen Worten, bei einigen Ausführungsbeispielen kann eine strikte logische Trennung zwischen der Zusatzinformation, die auf die Art der Darstellung der Nutzinformation in dem Wasserzeichen gerichtet ist, und der eigentlichen Nutzinformation selbst, die durch das Wasserzeichen codiert wird, bestehen. In anderen Worten, anhand der Zusatzinformation können beispielsweise
Einbettungsparameter, unter Verwendung derer die durch das Wasserzeichen- zu codierende Nutzinformation in die Informationsdarstellung eingebettet wurde, identifiziert werden, ohne die Nutzinformation des Wasserzeichens decodieren zu müssen. In anderen Worten, die Zusatzinformation ist bei einigen Ausführungsbeispielen unabhängig von der durch das Wasserzeichen codierten Nutzinformation und nur abhängig von Parametern, gemäß denen ein Einbetter betrieben wird.
Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen umfasst der Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 einen Erkenner 735 für Einbettungsparameter eingebetteter Wasserzeichen. Der Erkenner 735 kann beispielsweise die Eingangsinformationsdarstellung 710 empfangen und daraufhin eine Information 736 über Einbettungsparameter, unter Verwendung derer ein oder mehrere Wasserzeichen in die Eingangs-Informationsdarstellung 710 eingebettet sind, liefern. Der Erkenner 735 kann beispielsweise ausgelegt sein, um die Eingangs-Informationsdarstellung 710 zu analysieren, um herauszufinden, unter Verwendung welcher Einstellungen bzw. Parameter Wasserzeichen in die Eingangs- Informationsdarstellung 710 eingebettet wurden. Der Erkenner 735 kann zu diesem Zweck beispielsweise auch die Wasserzeichen selbst analysieren. Beispielsweise kann der Erkenner ein Mustererkennungsverfahren auf die Eingangsinformationsdarstellung anwenden, um festzustellen, ob Wasserzeichen gemäß einem bestimmten Einbettungsverfahren in die Eingangs-Informationsdarstellung 710 eingebettet wurden. Als muster-erkennendes Verfahren kann beispielsweise ein Korrelationsverfahren verwendet werden, gemäß dem die Eingangs-Informationsdarstellung 710 mit einem oder mehreren Vergleichswerten korreliert wird. Ferner kann der Erkenner auch andere Algorithmen anwenden, um die Information 736 über einen Einbettungsparameter zumindest eines in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 bereits enthaltenen Wasserzeichens zu erhalten.
In anderen Worten, während der Erkenner 733 beispielsweise ausgelegt sein kann, um eine Zusatzinformation auszuwerten, die sich von der durch das Wasserzeichen dargestellten Nutzinformation unterscheidet, kann der Erkenner 735 beispielsweise ausgelegt sein, um die Wasserzeicheninformationen, die die Nutzinformationen darstellen, zu analysieren. Somit bestehen verschiedene Möglichkeiten, auf welchem Weg eine Information über eine in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 enthaltenes Wasserzeichen erhalten werden kann. Neben der Auswertung der Zusatzinformation durch den Erkenner 733 steht auch eine direkte Analyse der Wasserzeicheninformation (bzw., bei einigen Ausführungsbeispielen, der gesamten Wasserzeicheninformation einschließlich der Nutzinformation) zur Verfügung.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 (alternativ oder zusätzlich) einen Erkenner 737 umfassen, der ausgelegt ist, um eine Anzahl von in der Eingangs-Information eingebetteten Wasserzeichen zu bestimmen. Der Erkenner 737 kann beispielsweise ausgelegt sein, um die Eingangs- Informationsdarstellung 710 zu empfangen, und eine
Information 738 über die Anzahl eingebetteter Wasserzeichen
(bzw. erkannter eingebetteter Wasserzeichen) zu liefern.
Wie schon oben beschrieben, ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Information 738 sämtliche in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 enthaltenen
Wasserzeichen beschreibt. Vielmehr ist es bei einigen
Ausführungsbeispielen ausreichend, wenn die Information 738 eine Anzahl von in der Eingangs-Informationsdarstellung erkannten Wasserzeichen beschreibt.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass vielseitige Möglichkeiten bestehen, im durch den Wasserzeichen- Informations-Erkenner 730 eine Information zu erhalten, die eine Einbettung von Wasserzeichen in der Eingangsinformationsdarstellung 710 beschreibt. Die entsprechenden Informationen 732, 734, 736., 738 können in verschiedener Weise verwendet werden, wie im Folgenden beschrieben wird.
Beispielsweise kann die Information 732 über wiederverwendbare Wasserzeicheninformationen unmittelbar an den Wasserzeichen-Hinzufüger 740 weitergeleitet werden, so dass dieser beispielsweise basierend auf der Information über wiederverwendbare Wasserzeicheninformation entscheiden kann, ob in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 eine wiederverwendbare Wasserzeicheninformation vorhanden ist. Die gegebenenfalls wiederverwendbare Information kann dann durch den Wasserzeichen-Hinzufüger 740 unmittelbar ausgenutzt werden.
Ferner kann der Zusatzinformations-Bereitsteller 760 die von dem Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 gelieferten Informationen 732, 734, 736, 738 (oder auch nur eine oder einige der genannten Informationen) empfangen und daraus eine zu der Eingangs-Informationsdarstellung 710 hinzuzufügende Zusatzinformation ableiten. Die Zusatzinformation kann beispielsweise eine Information im Hinblick auf die Einbettung von in der Eingangsinformationsdarstellung 710 bereits enthaltenen Wasserzeichen oder Wasserzeicheninformationen umfassen. Beispielsweise kann die Zusatzinformation 762 eine Bezugnahme auf die bereits in der Eingangs- Informationsdarstellung 710 enthaltene und durch den Erkenner 733 erkannte Zusatzinformation 734 aufweisen. Ferner kann die hinzuzufügende Zusatzinformation 762 beispielsweise eine Kopie der in der Eingangs- Informationsdarstellung 710 enthaltenen Zusatzinformationen 734 umfassen und ferner um eine weitere Information, die beispielsweise auf die Einbettung des hinzuzufügenden Wasserzeichens bezogen ist, ergänzt sein. Ferner kann die Zusatzinformation 732 beispielsweise eine Anzahl von in der mit dem hinzuzufügenden Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung 720 enthaltenden Wasserzeichen beschreiben. Wird somit durch den Wasserzeichen- Informations-Erkenner 730 eine Information über eine Anzahl von in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 eingebetteten Wasserzeichen geliefert, so kann beispielsweise der Zusatzinformations-Bereitsteller 760 die genannte Anzahl inkrementieren und somit die Zusatzinformation 762 so erzeugen, dass diese eine nach dem Hinzufügen des hinzuzufügenden Wasserzeichens in der Informationsdarstellung 720 enthaltene Anzahl von Wasserzeichen beschreibt. Ferner kann die Zusatzinformation 762 eine Information über Einbettungsparameter von bereits in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 enthaltenen Wasserzeichen beschreibt über Einbettungsparameter, gemäß denen das hinzuzufügende Wasserzeichen eingebettet wird, umfassen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Zusatzinformation 762 selbstverständlich nicht alle der genannten Information umfassen muss, sondern dass es ausreichend ist, wenn die Zusatzinformation auch nur eine oder mehrere der genannten Informationen umfasst.
Bei einigen Ausführungsbeispielen ergeben sich allerdings Vorteile daraus, wenn die Zusatzinformation 762 nicht nur beschreibt, wie das hinzuzufügende Wasserzeichen zu der Eingangs-Informationsdarstellung 710 hinzugefügt wird, sondern wenn die Zusatzinformationen 762 weiterhin auch eine Information über die bereits in der Eingangsinformationsdarstellung 710 enthaltenen Wasserzeichen umfasst. Diese kombinierte Informationen, die sowohl die bereits in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 vorhandenen Wasserzeichen als auch die Einbettung des einzubettenden Wasserzeichens beschreibt, ist in besonders effizienter Weise durch einen Detektor auswertbar. So kann ein Detektor beispielsweise durch Auswertung einer einzigen Zusatzinformation eine umfassende Information über die Einbettung aller in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 enthaltenen Wasserzeichen (oder zumindest im Hinblick auf eine Mehrzahl von in der Eingangsinformationsdarstellung enthaltenen Wasserzeichen) erhalten. Damit ist es nicht erforderlich, viele einzelne Zusatzinformationen auszuwerten und deren Informationen zusammenzutragen .
Der Einbettungsparameter-Bestimmer 750 kann ferner ausgelegt sein, um Einbettungsparameter für die Einbettung des hinzuzufügenden Wasserzeichens durch den Wasserzeichenhinzufüger 740 in Abhängigkeit von einer oder mehreren der von dem Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 gelieferten Informationen 732, 734, 736, 738 einzustellen bzw. anzupassen. Umfasst beispielsweise die Zusatzinformation 734 eine Information darüber, unter Verwendung welcher Ressourcen (z. B. unter Verwendung welcher Zeitschlitze, unter Verwendung welcher Frequenzbänder oder unter Verwendung welcher Einbettungscodes) die in der Eingangsinformationsdarstellung 710 bereits enthaltenen Wasserzeichen eingebettet sind, so kann der Einbettungsparameter-Bestimmer 750 beispielsweise geeignete Einbettungsparameter bzw. Einbettungsressourcen für die Einbettung des hinzuzufügenden Wasserzeichens auswählen. Beispielsweise kann der Einbettungsparameter-Bestimmer 750 konfiguriert sein, um die Ressourcen für die Einbettung des hinzuzufügenden Wasserzeichens so auszuwählen, dass es zu keinerlei inakzeptablen Überschneidungen zwischen den bei der Einbettung des hinzuzufügenden Wasserzeichens verwendeten Ressourcen und den bei der Einbettung der schon vorhandenen Wasserzeichen verwendeten Ressourcen kommt. Basierend auf der Information, welche Zeitschlitze durch die in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 bereits enthaltenen Wasserzeichen benutzt werden, kann der Einbettungsparameter-Bestimmer 750 beispielsweise einen freien Zeitschlitz für die Einbettung des hinzuzufügenden Wasserzeichens auswählen. In ähnlicher Weise kann der Einbettungsparameter-Bestimmer 750 geeignete (freie oder nur relativ schwach belegte) Frequenzbänder für die Einbettung des hinzuzufügenden Wasserzeichens auswählen, wenn die durch den Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 gelieferte Information eine Belegung von Frequenzbändern anzeigt .
Gibt die durch den Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 gelieferte Information an, welcher Einbettungscode bzw. welche Einbettungscodes zur Einbettung von Informationen in die Eingangs-Informationsdarstellung 710 verwendet wurden, so kann der Einbettungsparameter-Bestimmer 750 ferner beispielsweise einen Einbettungscode zur Einbettung des hinzuzufügenden Wasserzeichens auswählen, der sich beispielsweise von den in der Eingangsinformationsdarstellung 710 verwendeten Einbettungscodes ausreichend unterscheidet. Beispielsweise kann der Einbettungsparameter-Bestimmer 750 für die Einbettung des hinzuzufügenden Wasserzeichens einen Einbettungscode auswählen, der zumindest näherungsweise orthogonal zu Einbettungscodes ist, die für die Einbettung von in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 bereits vorhandenen Wasserzeichen verwendet wurden. Somit kann beispielsweise durch die Auswertung der Eingangs-Informationsdarstellung 710 durch den Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 sichergestellt werden, dass das hinzuzufügende Wasserzeichen mit einem Einbettungscode eingebettet wird, der sich von den Einbettungscodes der bereits vorhandenen Wasserzeichen unterscheidet.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Einbettungsparameter-Bestimmer ausgelegt sein, um auch Einbettungsparameter für eine Einbettung von Zusatzinformationen, wie sie beispielsweise durch den Zusatzinformationsbereitsteller 760 bereitgestellt werden, zu erzeugen. In diesem Fall kann der Einbettungsparameter- Bestimmer 750 beispielsweise konfiguriert sein, um die Einbettungsparameter für die Einbettung der Zusatzinformation 762 so einzustellen, dass die Zusatzinformation 762 im Wesentlichen mit den gleichen Einbettungsparametern eingebettet wird wie eine bereits in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 enthaltene Zusatzinformation. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 auch eine Information über Einbettungsparameter liefern, unter Verwendung derer eine bereits in der Informationsdarstellung 710 enthaltenden Zusatzinformation in die Eingangs-Informationsdarstellung 710 eingebettet wurde. Dadurch kann beispielsweise ermöglicht werden, dass sowohl die bereits in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 enthaltene Zusatzinformation als auch die hinzuzufügende Zusatzinformation 762 in effizienter Weise von einem Detektor detektiert werden können.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Information 738 über die Anzahl eingebetteter Wasserzeichen ausgewertet werden, um die Einbettungsparameter zu bestimmen bzw. festzulegen. Beispielsweise kann der Einbettungsparameter- Bestimmer 750 eine Funktionalität aufweisen, die eine Funktionalität des Einbettungsparameter-Bestimmers 520 aufweisen, wie er anhand der Fig. 5 erläutert wurde, entspricht. Die Information 738 über die Anzahl eingebetteter Wasserzeichen (die beispielsweise entweder basierend auf einer Zusatzinformation in der Eingangsinformationsdarstellung, oder basierend auf einer Analyse der Eingangs-Informationsdarstellung bestimmt werden kann) kann beispielsweise verwendet werden, um zu entscheiden, wie oft die Ableitungsfunktion 522 auf den Anfangswert 524 angewendet wird, um den Einbettungsparameter 526 zu erhalten. Zusammenfassend ist somit festzuhalten, dass durch den Einbettungsparameter-Bestimmer 750 beispielsweise ein oder mehrere Einbettungsparameter 752 erzeugt werden können, die dann dem Wasserzeichen-Hinzufüger 740 zugeführt werden können. Die Einbettungs-Parameter können dabei beispielsweise basierend auf einer Information 732, 734, 736, 738 über in der Eingangs-Informationsdarstellung 710 bereits enthaltene Wasserzeichen ausgewählt werden. Die Einbettungsparameter können beispielsweise der Auswahl eines Einbettungsverfahrens dienen. Ferner können die Einbettungsparameter auch Details im Hinblick auf die Einbettung, z. B. einen Einbettungscode, einen Einbettungs- Zeitschlitz oder eine Einbettungs-Frequenzband beschreiben.
Weitere Details im Hinblick auf einzelne Aspekte des Einbetters 700 werden im Folgenden anhand der Fig. 7b - 7d beschrieben. So zeigt die Fig. 7b eine graphische Darstellung von Ressourcen, die für eine Einbettung von Wasserzeicheninformationen zur Verfügung stehen. Die graphische Darstellung der Fig. 7b ist in ihrer Gesamtheit mit 770 bezeichnet. Die graphische Darstellung 770 zeigt eine Zeit-Frequenzband-Darstellung einer
Informationsdarstellung. An einer Abszisse 772 ist beispielsweise die Zeit angetragen, und an einer Ordinate 774 ist beispielsweise die Frequenz angetragen. Die Zeit- Frequenz-Darstellung kann beispielsweise ein Audiosignal repräsentieren, das in einzelne Zeitabschnitte und Frequenzbänder aufteilbar ist. Eine entsprechende Darstellung eines Audiosignals kann beispielsweise durch eine spektrale Analyse erfolgen, wie sie beispielsweise durch eine Filterbank erzielt werden kann. Verschiedene Zeitabschnitte sind beispielsweise mit 776a - 776f bezeichnet. Verschiedene Frequenzbänder sind im Übrigen mit 777a - 777g bezeichnet.
In einem Zeitabschnitt 776b sind beispielsweise in den Frequenzbändern 777a - 777f im Wesentlichen Synchronisationsinformation (SYNC) enthalten. Ferner kann beispielsweise in einem weiteren Frequenzband 777g in dem Zeitabschnitt 776b (also zeitlich parallel zu der Synchronisationsinformation) eine Zusatzinformation enthalten sein, die eine Einbettung eines Wasserzeichens beschreibt. Die Zusatzinformationen in dem Frequenzband 777g während des Zeitintervalls 776b ist freilich als optional anzusehen. Ferner kann eine Zusatzinformation auch beispielsweise in einem Zeitschlitz nach der Synchronisationsinformation (SYNC) enthalten sein. Beispielsweise kann die Synchronisationsinformation in den Frequenzbändern 777a - 777f während des Zeitabschnitts 776c enthalten sein.
Beispielsweise kann die Zusatzinformation für verschiedene eingebettete Wasserzeichen in verschiedenen Frequenzbändern
(oder Zeitschlitzen) enthalten sein. Beispielsweise kann die Zusatzinformation, die ein erstes eingebettetes
Wasserzeichen beschreibt, oder die bei einer ersten
Wasserzeicheneinbettung eingefügt wird, in dem Frequenzband 777f während des Zeitabschnitts 776c enthalten sein. Eine Zusatzinformation, die eine Einbettung eines zweiten Wasserzeichens betrifft bzw. die bei einer Einbettung eines zweiten Wasserzeichens hinzugefügt wird, kann beispielsweise in dem Frequenzband 776e während des Zeitabschnitts 776c eingefügt werden. Allgemein können Zusatzinformationen, die die Einbettung von verschiedenen Wasserzeichen beschreiben, bzw. die bei verschiedenen Einbettungsschritten eingebettet werden, unter Verwendung unterschiedlicher Ressourcen (hier: unter Verwendung unterschiedlicher Frequenzbänder) zu der Informationsdarstellung hinzugefügt werden. Somit wird beispielsweise bei der Hinzufügung eines weiteren Wasserzeichens die vorhandene Zusatzinformation durch Hinzufügen einer weiteren Zusatzinformation unter Verwendung von beispielsweise bisher unbenutzten Ressourcen ergänzt. Damit wird beispielsweise eine Überlappung von Zusatzinformationen vermieden, wodurch es beispielsweise erreicht wird, dass die Informationsdarstellung nicht unnötig stark beeinträchtigt wird, und wodurch ferner erreicht wird, dass die einzelnen Zusatzinformationen ohne gegenseitige Beeinträchtigungen auslesbar sind. Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, dass es bei der Einbettung von Wasserzeicheninformationen in einer Informationsdarstellung in der Regel schwierig oder gar unmöglich ist, eine einmal in die Informationsdarstellung eingefügte Information (z. B. Zusatzinformation) wieder zu entfernen oder zu ändern. Aus diesem Grund wird bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung bei einem Hinzufügen eines hinzuzufügenden Wasserzeichens eine zusätzliche Zusatzinformation zu einer möglicherweise bereits bestehenden Zusatzinformation hinzugefügt.
Die graphische Darstellung 770 zeigt ferner verschiedene Ressourcen, die für die Einbettung verschiedener Wasserzeichen verwendet werden. Beispielsweise kann eine Nutzinformation des ersten Wasserzeichens in Ressourcen- Abschnitte eingefügt werden, die mit einer ersten Schraffur 778a gekennzeichnet sind. Beispielsweise kann die Information des ersten Wasserzeichens in dem ersten Zeitabschnitt 776d in den Frequenzbändern 777b, 777d und 777f enthalten sein. Ferner kann die Information des ersten Wasserzeichens während des vierten Zeitabschnitts 776f in den Frequenzbändern 777b, 777d und 777f enthalten sein. Eine Information eines zweiten Wasserzeichens kann beispielsweise unter Verwendung der mit einer zweiten Schraffur 778b gekennzeichneten Ressourcen (Zeitabschnitt 776d: Frequenzbänder 777a, 777c, 777e; Zeitabschnitt 776f: Frequenzbänder lila, 777c, 777e) enthalten bzw. codiert sein. Nutzinformationen des dritten Wasserzeichens können beispielsweise in Ressourcen enthalten sein, die mit einer dritten Schraffur 778c gekennzeichnet sind, und Nutzinformationen eines vierten Wasserzeichens können beispielsweise in Ressourcen enthalten sein, die durch eine vierte Schraffur 778d gekennzeichnet sind. Aus der graphischen Darstellung 770 ist beispielsweise ersichtlich, dass die Nutzinformationen der Wasserzeichen (beschrieben durch die mit Schraffuren 778a, 778b, 778c, 778d gekennzeichneten Felder der graphischen Darstellung 770) getrennt von einer entsprechenden Zusatzinformation in dem Wasserzeichen abgelegt sein können.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die graphische Darstellung der Fig. 7b ein Informationssignal beschreiben kann, wobei zusätzlich zu einer zugrundeliegenden Nutzinformation (die beispielsweise ein Audiosignal, eine Bildinformation, eine Textinformation oder eine Computerprogramminformation umfasst) ein Wasserzeichen und beispielsweise eine Zusatzinformation in dem Informationssignal enthalten sind. Das Informationssignal kann um all diejenigen Merkmale und Aspekte ergänzt werden, die im Rahmen der vorliegenden Beschreibung im Hinblick auf die Einbetter oder Detektoren beschrieben sind.
Fig. 7c zeigt eine graphische Darstellung einer Vorgehensweise bei einer Bestimmung eines Einbettungsparameters unter Verwendung einer Einwegsfunktion. Die graphische Darstellung gemäß der Fig. 7c ist in ihrer Gesamtheit mit 780 bezeichnet. Im Folgenden wird zunächst davon ausgegangen, dass einem Einbetter (oder einem Detektor) ein erster Wert 782 bekannt ist, wobei der erste Wert 782 auch als erster Anfangswert bzw. „Anfangswert 1" aufgefasst werden kann. Durch eine Anwendung der genannten Einwegsfunktion kann aus dem ersten Wert 782 beispielsweise ein zweiter Wert 784 erhalten werden. Dabei ist beispielsweise ein Algorithmus bekannt, wie der zweite Wert 784 ausgehend von dem ersten Wert 782 mit vergleichsweise geringem Rechenaufwand erhalten werden kann. Andererseits ist es bei einigen Ausführungsbeispielen nicht bzw. nur mit extremem Aufwand möglich, aus dem zweiten Wert 784 den ersten Wert 782 zu berechnen. Aus diesem Grund wird die Einwegsfunktion teilweise auch als „kryptographische Einwegsfunktion" bezeichnet.
Aus dem zweiten Wert 784 kann allerdings durch nochmalige Anwendung der Einwegsfunktion beispielsweise ein dritter Wert 786 erhalten werden. In anderen Worten, wird auf den zweiten Wert 784 der gleiche Algorithmus angewendet, der auf den ersten Wert 782 zur Bestimmung des zweiten Werts 784 angewendet wurde, so wird beispielsweise aus dem zweiten Wert 784 der dritte Wert 786 erhalten. Durch nochmalige Anwendung der Einwegsfunktion auf den dritten Wert 786 kann man beispielsweise einen vierten Wert 788 erhalten. Wird auf den vierten Wert 788 die Einwegsfunktion nochmals angewendet, so wird beispielsweise ein fünfter Wert 789 erhalten. Somit ist festzuhalten, dass es ausreichend ist, den ersten Wert 782 sowie die Einwegsfunktion (bzw. den durch die Einwegsfunktion beschriebenen Algorithmus) zu kennen, um aus dem ersten Wert 782 durch wiederholte Anwendung der Einwegsfunktion den zweiten bis fünften Wert 784 - 789 zu erhalten.
Die Werte 782 - 789 können im Übrigen beispielsweise verwendet werden, um als Beschreibung für Einbettungsparameter oder Detektionsparameter eines Einbetters oder Detektors zu dienen, wie dies bereits oben schon erläutert wurde.
Ferner kann eine Verwaltung von verschiedenen Zugriffsrechten implementiert werden. Kennt beispielsweise ein erster Einbetter (oder Detektor) den ersten Wert 782 (Anfangswert 1) so kann er ausgehend davon unter Verwendung der Einwegsfunktion sämtliche Werte 782 - 789 mit geringem Rechenaufwand bestimmen. Kennt hingegen ein Einbetter (oder Detektor) nur den dritten Wert 786 (Anfangswert 2) so kann der entsprechende Einbetter (oder Detektor) mit vertretbarem Rechenaufwand nur den vierten Wert 788 oder den fünften Wert 789 (oder folgende Werte) ermitteln. Der genannte Detektor, der nur den dritten Wert 786 (Anfangswert 2) und die Einwegsfunktion kennt, nicht aber den ersten Wert 782 oder den zweiten Wert 784, kann somit bei vertretbarem Rechenaufwand den ersten Wert 782 und den zweiten Wert 784 nicht ermitteln. Dementsprechend kann der genannte Detektor, der nur den Anfangswert 2 kennt, keine Einbettung oder Detektion eines Wasserzeichens vornehmen, so dass die Einbettungsparameter den zu dem ersten Wert 782 oder dem zweiten Wert 784 gehörigen Einbettungsparametern entsprechen. Somit kann beispielsweise sichergestellt werden, dass ein Einbetter, der nur den dritten Wert 786 (Anfangswert 2) kennt, nicht in unberechtigter Weise eine Einbettung eines Wasserzeichens gemäß den zu dem ersten Wert 782 gehörigen Einbettungsparametern oder gemäß den zu dem zweiten Wert 784 gehörigen Einbettungsparametern vornimmt.
Im Folgenden wird anhand der Fig. 7d kurz beschrieben, wie unter Verwendung einer Einwegsfunktion ein Einbettungsparameter erhalten werden kann. Zu diesem Zweck zeigt die Fig. 7d eine graphische Darstellung einer Vorgehensweise bei einer Bestimmung eines Einbettungscodes oder eines Detektionscodes aus einem Anfangswert unter Verwendung einer Einwegsfunktion. Die graphische Darstellung gemäß der Fig. 7d ist in ihrer Gesamtheit mit 790 bezeichnet. Die graphische Darstellung 790 zeigt, dass ausgehend von einem Anfangswert 792 durch einmalige oder mehrmalige Anwendung einer Einwegsfunktion ein Zwischenergebnis 794 erhalten werden kann. Das Zwischenergebnis 794 entspricht beispielsweise dem zweiten Wert 784, dem dritten Wert 786, dem vierten Wert 788 oder dem fünften Wert 789 gemäß Fig. 7c. Das Zwischenergebnis 794 kann freilich auch anderen Werten entsprechen, die beispielsweise durch mehr als viermalige Anwendung der Einwegsfunktion auf den ersten Wert 782 bzw. auf den Anfangswert 782 erhalten werden können. Das Zwischenergebnis 794 kann beispielsweise als Startparameter (Seed) für eine Einbettungscode-Erzeugung dienen. Beispielsweise kann basierend auf dem Zwischenergebnis 794 ein Einbettungscode erzeugt werden, indem das Zwischenergebnis als Startwert einem Codegenerator zugeführt wird. Als Codegenerator kann dabei beispielsweise eine rückgekoppelte Schieberegisteranordnung dienen, wie diese beispielsweise für eine Erzeugung von Pseudo- Zufauszahlen bekannt ist. Unterschiedliche Startwerte für die rückgekoppelte Schieberegisteranordnung führen bei einigen Ausführungsbeispielen zu unterschiedlichen Codesequenzen an einem Ausgang der rückgekoppelten Schieberegisteranordnung, wobei die unterschiedlichen Codesequenzen beispielsweise die unterschiedlichen Einbettungscodes bilden können. In anderen Worten, durch eine rückgekoppelte Schieberegisteranordnung wird beispielsweise eine erste Codefolge erzeugt, wenn die rückgekoppelte Schieberegisteranordnung mit dem ersten Startwert beaufschlagt wird. Ferner wird eine zweite Bitfolge beziehungsweise Codefolge erzeugt, wenn die rückgekoppelte Schieberegisteranordnung mit einem zweiten Startwert beaufschlagt wird. Die verschiedenen Bitfolgen bilden beispielsweise die verschiedenen Codefolgen.
Für die Bestimmung des Einbettungscodes oder Detektionscodes 796 aus dem Zwischenergebnis 794 kann allerdings ganz allgemein jeder Algorithmus verwendet werden, der es ermöglicht, basierend auf verschiedenen Startparametern 794 verschiedene Codes zu erhalten, die beispielsweise zumindest näherungsweise vorgegebene Eigenschaften (z. B. stochastische Eigenschaften) aufweisen. Zur Ableitung eines Einbettungsparameters aus dem Zwischenergebnis 794 können auch andere Algorithmen eingesetzt werden. Beispielsweise können unmittelbar einzelne Bits des Zwischenergebnisses 794 herangezogen werden, um unmittelbar die Einbettungsparameter zu bilden. Ferner sind verschiedene Abbildungen (die beispielsweise durch zugehörige Abbildungstabellen oder Logiktabellen definiert sein können) möglich, um aus dem Zwischenergebnis 794 einen Einbettungsparameter zu bestimmen. Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild eines Detektors zum Extrahieren eines Wasserzeichens aus einer mit einem Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung. Der Detektor gemäß der Fig. 8 ist in seiner Gesamtheit mit 800 bezeichnet. Der Detektor 800 ist beispielsweise ausgelegt, um eine mit einem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 810 zu empfangen und um eine Information 820 über zumindest ein in der Informationsdarstellung 810 enthaltenes Wasserzeichen zu liefern. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der Detektor 800 jedoch ausgelegt sein, um Information über eine Mehrzahl von in der Informationsdarstellung 810 enthaltenen Wasserzeichen zu liefern. Beispielsweise kann der Detektor 800 ausgelegt sein, um eine Information 820 über ein erstes Wasserzeichen zu liefern, und um eine Information 822 über ein zweites Wasserzeichen zu liefern.
Der Detektor 800 umfasst beispielsweise einen Wasserzeichen-Informations-Erkenner 830, der ausgelegt ist, um die mit dem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 810 zu empfangen und um basierend darauf eine Information über eine in der Informationsdarstellung 810 enthaltene Wasserzeichen- Information zu liefern. Beispielsweise kann der Wasserzeichen-Informations-Erkenner 830 dieselbe grundsätzliche Funktionalität aufweisen wie der Wasserzeichen-Informations-Erkenner 730 des Einbetters 700. Im übrigen kann der Wasserzeichen-Informations-Erkenner 830 beispielsweise dem Detektions-Informations-Erkenner 220 gemäß Fig. 2 entsprechen.
So kann der Wasserzeichen-Informations-Erkenner 830 beispielsweise ausgelegt sein, um eine Information 832 über die mehrfach-verwendbare Wasserzeicheninformation zu liefern. Ferner kann der Wasserzeichen-Informations- Erkenner 830 ausgelegt sein, um basierend auf der mit zumindest einem Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung 810 eine Zusatzinformation 834 zu liefern, die beispielsweise der Zusatzinformation 734 entspricht. Ferner kann der Wasserzeichen-Informations- Erkenner 830 ausgelegt sein, um basierend auf der Informationsdarstellung 810 eine Information 836 über Einbettungsparameter zu liefern, die beispielsweise im Wesentlichen der Information 736 entsprechen kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Wasserzeichen- Informations-Erkenner 830 basierend auf der Informationsdarstellung 810 eine Information 838 über eine Anzahl von in der Informationsdarstellung 810 eingebetteten Wasserzeichen liefern. Diesbezüglich ist festzuhalten, dass es beispielsweise ausreichend ist, wenn der Wasserzeichen- Informations-Erkenner eine der genannten Informationen 832, 834, 836, 838 liefert. Allerdings gibt es auch Ausführungsbeispiele, bei denen der Wasserzeichen- Informations-Erkenner alle genannten Informationen liefert, wobei sich in diesem Fall ein besonders leistungsfähiges Gesamtsystem ergibt.
Der Detektor 800 umfasst ferner einen Wasserzeichen- Extraktor 840, der ausgelegt ist, um die mit einem Wasserzeichen versehene Informationsdarstellung 810 zu empfangen. Der Wasserzeichenextraktor 840 kann ferner ausgelegt sein, um beispielsweise die Information 832 über mehrfach-verwendbare Wasserzeicheninformationen zu empfangen, sofern eine solche Information durch den Wasserzeichen-Informations-Erkenner 830 bereitgestellt wird. Ferner ist der Wasserzeichen-Extraktor beispielsweise ausgelegt, um von einem Einbettungsparameter-Bestimmer 850 eine Einbettungsparameter-Information 852 zu empfangen. Der Wasserzeichenextraktor 840 ist somit beispielsweise ausgelegt, um basierend auf der Informationsdarstellung 810 und in Abhängigkeit von der Information 832 und den Einbettungsparametern 852 zumindest ein Wasserzeichen zu extrahieren und eine entsprechende Information 820 über das extrahierte Wasserzeichen bereitzustellen. Eine Synchronisation des Wasserzeichen-Extraktors 840 kann dabei beispielsweise durch die Information 832 über eine mehrfach-verwendbare Wasserzeicheninformation erfolgen, wenn sich die Information 832 beispielsweise auf das Vorhandensein einer Synchronisationsinformation bezieht. In diesem Fall kann beispielsweise der Wasserzeichen-Extraktor 840 durch die Informationen 832 angewiesen werden, zwei verschiedene Wasserzeichen unter Verwendung der gleichen Synchronisationsinformation zu extrahieren. Soll allerdings nur ein Wasserzeichen extrahiert werden, so kann beispielsweise auf die Auswertung der Information 832 über mehrfach-verwendbare Wasserzeicheninformation verzichtet werden.
Der Einbettungsparameter-Bestimmer 850 kann beispielsweise ausgelegt sein, um die Einbettungsparameter beziehungsweise Detektionsparameter 852 basierend auf den Informationen 832, 834, 836, 838 zu bestimmen. Der Einbettungsparameter- Bestimmer 850 kann freilich auch nur eine der genannten Information 832, 834, 836, 838 auswerten, um den Einbettungsparameter 852 zu bestimmen. Der Einbettungsparameter-Bestimmer 850 ist beispielsweise ausgelegt, um die Einbettungsparameter 852 so einzustellen, dass ein Wasserzeichen aus der Informationsdarstellung 810 extrahiert wird, das tatsächlich in der Informationsdarstellung 810 enthalten ist bzw. dessen Vorhandensein durch zumindest eine der Informationen 832, 834, 836, 838 angezeigt wird. In anderen Worten, der Einbettungsparameter-Bestimmer 852 kann beispielsweise konfiguriert sein, um zu vermeiden, dass versucht wird, ein Wasserzeichen aus der Informationsdarstellung 810 zu extrahieren, das nicht in der Informationsdarstellung 810 enthalten ist beziehungsweise dessen Existenz nicht durch zumindest eine der Informationen 832, 834, 836, 838 angezeigt wird. Somit kann der Einbettungsparameter- Bestimmer 852 basierend auf der Information 832, 834, 836, 838 den Wasserzeichen-Extraktor 840 ansteuern, um gezielt die vorhandenen Wasserzeichen zu extrahieren. Somit kann ein erheblicher Leistungsvorteil bzw. Geschwindigkeitsvorteil gegenüber Anordnungen erreicht werden, bei denen die Informationsdarstellung 810 nach allen möglichen Wasserzeichen durchsucht wird.
Der Detektor 800 umfasst ferner beispielsweise eine Ablaufsteuerung 860, die ausgelegt ist, um beispielsweise eine Extraktion von mehreren Wasserzeichen zu steuern. Die Ablaufsteuerung 860 kann beispielsweise konfiguriert sein, um eine Wasserzeichenextraktion aus der Informationsdarstellung 810 abzubrechen, wenn alle in der Informationsdarstellung 810 vermuteten Wasserzeichen identifiziert wurden. Liefert beispielsweise der Wasserzeichen-Informations-Erkenner 830 eine Information 838 über eine Anzahl in der Informationsdarstellung eingebetteter Wasserzeichen, so kann beispielsweise die Ablaufsteuerung 860 eine Suche nach Wasserzeichen in der Informationsdarstellung beenden, wenn so viele Wasserzeichen, wie durch die Information 838 beschrieben sind, identifiziert wurden. Wenngleich der Wasserzeichen- Informations-Erkenner 830 bei der Bereitstellung der Information 838 einem Fehler unterliegen kann, also beispielsweise das Vorhandensein von weniger Wasserzeichen anzeigen kann, als tatsächlich in der Informationsdarstellung 810 enthalten sind, so kann die Information 838 doch in vielen Fällen als ein zuverlässiges Abbruchkriterium für eine Beendigung einer Suche nach weiteren Wasserzeichen angesehen werden. Durch eine entsprechende Ablaufsteuerung, die die Suche nach Wasserzeichen in Abhängigkeit von der Information 838 beendet, kann im Übrigen eine unnötige und vergebliche Suche nach weiteren Wasserzeichen vermieden werden, wenn beispielsweise bereits alle Wasserzeichen durch den Wasserzeichenextraktor 840 extrahiert wurden.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass der Detektor 800 wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Detektoren bietet. Durch die Ausnutzung mehrfachverwendbarer Wasserzeicheninformationen kann eine Wasserzeichenextraktion beschleunigt werden. Durch die Ausnutzung der von dem Wasserzeichen-Informations-Erkenner 830 gelieferten Informationen kann außerdem die Suche nach eingebetteten Wasserzeichen in sehr systematischer Weise erfolgen, so dass beispielsweise nur tatsächlich vorhandene Wasserzeichen extrahiert werden, und so dass eine erfolglose Suche nach nicht vorhandenen Wasserzeichen entfällt.
Weitere Vorteile können beispielsweise (optional) erzielt werden, wenn der Einbettungsparameter-Bestimmer 850 ausgelegt ist, um einen oder mehrere Einbettungsparameter unter Verwendung einer Einwegsfunktion zu bestimmen. Dabei kann beispielsweise der Anfangswert vorgegeben sein, und die Information 838 über die Anzahl eingebetteter Wasserzeichen kann genutzt werden, um zu entscheiden, wie oft die Einwegsfunktion auf den Anfangswert angewendet werden soll. Zeigt beispielsweise die Information 838 an, dass drei Wasserzeichen in der Informationsdarstellung 810 enthalten sind, so kann beispielsweise die Einwegsfunktion einmal auf den Anfangswert angewendet werden, um die Extraktionsparameter für die Extraktion des ersten Wasserzeichens zu erhalten. Extraktionsparameter für die Extraktion des zweiten Wasserzeichens werden beispielsweise erhalten, indem die Einwegsfunktion noch einmal auf den Wert angewendet wird, der durch die erste Anwendung der Einwegsfunktion auf den Anfangswert erhalten wurde. Somit kann beispielsweise ein Detektionsparameter für die Extraktion eines nachfolgenden Wasserzeichens aus den Detektionsparametern für die Extraktion eines vorhergehenden Wasserzeichens abgeleitet werden, was eine besonders effiziente Realisierung eines Mechanismus zur Bestimmung der Detektionsparameter mit sich bringt.
Im übrigen sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe Einbettungsparameter und Detektionsparameter im Rahmen der Detektion eines Wasserzeichens im Wesentlichen synonym gebraucht werden können. Sind beispielsweise Einbettungsparameter bekannt, unter Verwendung derer ein Wasserzeichen in eine Informationsdarstellung bzw. in ein Informationssignal eingebettet wurde, so kann in vielen Fällen davon ausgegangen werden, dass damit auch Detektionsparameter bekannt sind, mit denen das Wasserzeichen wieder detektiert bzw. extrahiert werden kann. Das Bestimmen bzw. Erkennen von Extraktionsparametern bzw. Detektionsparametern entspricht somit in vielen Fällen dem Bestimmen von Einbettungsparametern.
Fig. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines Einbetters zum Einbetten eines Wasserzeichens in ein Audiosignal. Der Einbetter gemäß der Fig. 9 ist in seiner Gesamtheit mit 900 bezeichnet. Der Einbetter 900 ist ausgelegt, um eine Wasserzeicheninformation, also z. B. ein Nutzsignal, das in ein Wasserzeichen einzubetten ist, über einen Dateneingang 910 zu empfangen. Der Einbetter 900 umfasst ferner einen Datenstrom-Erzeuger 920, der ausgelegt ist, um die Wasserzeichen-Nutzinformation von dem Dateneingang 910 zu empfangen und basierend darauf einen parallelen Datenstrom zu erzeugen, der beispielsweise m Bits umfasst. Der Datenstromerzeuger 920 ist beispielsweise ausgelegt, um eine Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) auf die Wasserzeichen- Nutzinformation von dem Dateneingang 910 anzuwenden, um einen fehlergeschützten Datenstrom zu erhalten, der die Wasserzeichen-Nutzinformation repräsentiert. Ferner ist der Datenstromerzeuger 920 beispielsweise ausgelegt, um eine Zeitverschachtelung auf den fehlergeschützten Datenstrom anzuwenden, um so einen zeitverschachtelten Datenstrom zu erhalten. Der zeitverschachtelte Datenstrom ist unanfälliger gegenüber bestimmten Fehler (z. B. Bündelfehlern) als der bloße fehlergeschützte Datenstrom. Ferner ist der Datenstromerzeuger 920 beispielsweise ausgelegt, um den verschachtelten Datenstrom mit einem ersten Spreizcode (Spreizcode C) zu spreizen. Beispielsweise kann der Datenstromerzeuger 920 ausgelegt sein, um aus einem Bit des zeitverschachtelten Datenstroms durch Anwendung eines Spreizcodes eine Mehrzahl von Bits zu erzeugen. Somit entsteht aus der Wasserzeichen- Nutzinformation von dem Dateneingang 910 ein einmal gespreizter Datenstrom, wie dies beispielsweise aus der Nachrichtentechnik bekannt ist. Zusammenfassend kann man sagen, dass der einmal gespreizte Datenstrom durch Anwenden einer Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC), durch Anwenden einer Zeitverschachtelung und durch Anwenden eines ersten Spreizvorgangs mit Spreizcode C aus der Wasserzeichennutzinformation von dem Dateneingang 910 entsteht. Die einzelnen Bits des einmal gespreizten Datenstroms werden dann in einen parallelen Datenstrom aufgeteilt, der beispielsweise m parallele Datenströme mit zugehörigen Bits (Bit 1, Bit 2, ..., Bit m-1, Bit m) umfasst. Die genannten Bits sind beispielsweise mit 922X - 922m bezeichnet. Jedes der parallelen Bits 922X - 922m wird dann einer Spreizung unterzogen. Die entsprechende Spreizung erfolgt in jeweiligen Spreizern 93Oi ~ 930m. In einem der Spreizer 93Oi - 930m wird beispielsweise in Abhängigkeit von dem Wert des zugehörigen Bits 922i - 922m eine erste Sequenz (Sequenz 1) oder eine zweite Sequenz (Sequenz 2) ausgewählt. Die erste Sequenz und die zweite Sequenz können beispielsweise zueinander komplementär sein. Bei den Sequenzen kann es sich beispielsweise um eine Spreizsequenz M und das Inverse der Spreizsequenz M handeln. Somit wird beispielsweise jedes Bit 922i - 922m durch den zugehörigen Spreizer 93Oi - 930m gespreizt, so dass beispielsweise m gespreizte Bitfolgen 932i - 932m entstehen. Die gespreizten Bitfolgen 932i~ 932m werden dann jeweiligen Pegeleinstellern 94Oi - 940m zugeführt, so dass entsprechende pegelgeregelte und gespreizte Bitfolgen 942i - 942m entstehen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Pegel jeder pegelgeregelten, gespreizten Bitfolge 942i gegenüber dem Pegel der zugehörigen nicht-pegelgeregelten gespreizten Bitfolge 932; (i = 1, ..., n) individuell einstellbar. Allerdings kann eine Pegeleinstellung auch für eine Gruppe von gespreizten Bitfolgen gemeinsam stattfinden. Der Einbetter 900 umfasst ferner eine Synthesefilterbank 950, die beispielsweise ausgelegt sein kann, um eine inverse Fourier-Transformation durchzuführen. Die Synthesefilterbank 950 ist beispielsweise konfiguriert, um die pegelgeregelten und gespreizten Bits 942i - 942m zu empfangen. Ferner kann die Synthesefilterbank 950 zusätzlich ausgelegt sein, um eine oder mehrere (z. B. pegelgeregelte) Synchronisationsfrequenzen zu empfangen. Die Synthesefilterbank 950 ist somit beispielsweise ausgelegt, um die pegelgeregelten Bitfolgen 942i - 942m und die pegelgeregelten Synchronisationsbitfolgen beispielsweise als Frequenzbereichs-Eingangssignale zu empfangen und basierend darauf, beispielsweise durch Bildung einer inversen Fourier-Transformation, ein entsprechendes Zeitsignal 952 zu erzeugen.
Der Einbetter 900 umfasst ferner einen Summierer 960, der beispielsweise ausgelegt ist, um das Ausgangssignal 952 der Synthesefilterbank 950 zu einem Hauptaudiosignal 962 hinzuzufügen, um ein mit dem Wasserzeichen (gemäß der Wasserzeichen-Nutzinformation) versehenes Audiosignal bzw. Summen-Audiosignal 964 zu erhalten.
Der Einbetter 900 umfasst ferner beispielsweise eine psychoakustische Steuereinheit 970. Die psychoakustische Steuereinheit 970 ist beispielsweise ausgelegt, um das Hauptaudiosignal 962 zu empfangen, und um Pegel- Steuersignale 972 für die Pegeleinsteller 94Oi - 940m zu erzeugen. Zu diesem Zweck kann die psychoakustische Einheit 970 beispielsweise das Hauptaudiosignal 962 verarbeiten, um Maskierungsschwellen in dem Haupt-Audiosignal festzustellen. In anderen Worten, die Psychoakustikeinheit 970 kann beispielsweise gemäß einem psychoakustischen Modell erkennen, wie laut ein zu dem Hauptaudiosignal 962 hinzugefügtes Signal (z. B. das Ausgangssignal 952 der Synthesefilterbank 950) in verschiedenen Frequenzbändern sein darf, damit es zu keiner wesentlichen Beeinträchtigung in dem Summen-Audiosignal 964 kommt. Die Psychoakustikeinheit 970 ist daher beispielsweise ausgelegt, um die Pegeleinsteller 94Oi - 940m so einzustellen, dass eine Beeinträchtigung eines Höreindrucks in dem Summenaudiosignal 964 durch das Ausgangssignal 952 der Synthesefilterbank 950 eine bestimmte Grenze nicht überschreitet. In anderen Worten, das Ausgangssignal 952 der Synthesefilterbank 950 soll so in das Hauptaudiosignal 962 eingebettet werden, dass das Signal 952 einen Höreindruck, der durch das Summen-Audiosignal 964 hervorgerufen wird, im Vergleich zu einem Höreindruck, der durch das Haupt-Audiosignal 962 hervorgerufen wird, nur geringfügig verschlechtert.
Der Einbetter 900 umfasst ferner beispielsweise einen Synchronisationssequenz-Erzeuger 980, der ausgelegt ist, um eine oder mehrere Bitfolgen zu erzeugen, die beispielsweise einer Synchronisation bei einer Wasserzeichen-Extraktion aus dem Summensignal 964 dienen. Der
Synchronisationssequenz-Erzeuger 980 erzeugt somit eine oder mehrere Synchronisationssequenzen 982, die beispielsweise in einem Pegeleinsteller 990 einer
Pegeleinstellung (gesteuert beispielsweise durch die
Psychoakustikeinheit 970) unterzogen werden. Somit entstehen pegelgeregelte Synchronisationssequenzen, die, wie oben erläutert, der Synthesefilterbank 950 zugeführt werden können.
Der Einbetter 900 kann, wie oben schon angedeutet, in verschiedener Weise verbessert werden. Beispielsweise kann der Synchronisationssequenzerzeuger in Abhängigkeit davon gesteuert werden, ob in dem Hauptaudiosignal 962 bereits eine Synchronisationssequenz vorhanden ist. In anderen Worten, das Hauptaudiosignal 962 entspricht beispielsweise der Eingangs-Informationsdarstellung 110 gemäß Fig. 1, der Eingangs-Informationsdarstellung 310 gemäß Fig. 3a - 3c, der Eingangs-Informationsdarstellung 510 gemäß der Fig. 5 oder der Eingangs-Informationsdarstellung 710 gemäß der Fig. 7a. Wird somit der Einbetter 900 mit einem _
entsprechenden Wasserzeichen-Informations-Erkenner ausgestattet, der ausgelegt ist, um' ein in dem Hauptaudiosignal 962 vorhandenes Synchronisationssignal zu identifizieren, so kann der Synchronisationssequenzerzeuger 980 beispielsweise in Abhängigkeit von dem Vorhandensein eines Synchronisationssignals in dem Hauptaudiosignal 962 aktiviert oder deaktiviert werden. Ist in dem Hauptaudiosignal 962 bereits eine Synchronisationssequenz vorhanden, so muss nämlich keine zusätzliche Synchronisationssequenz in das Audiosignal eingebettet werden. Ferner kann im Übrigen auch die Erzeugung der Bitströme (z. B. der Bitströme 922χ - 922m sowie der davon abgeleiteten Bitströme) mit dem in dem Hauptaudiosignal 962 detektierten Synchronisationssignal synchronisiert werden.
Ferner können Parameter des Einbetters 900, beispielsweise die verwendeten Spreizsequenzen oder die für die Erzeugung des Signals 952 verwendeten Frequenzbänder, in Abhängigkeit von einer Information eingestellt werden, die ein in dem Hauptaudiosignal 962 enthaltenes Wasserzeichen beschreibt.
Im Übrigen kann die Auswahl dieser durch den Einbetter 900 verwendete Parameter anhand eines Einbettungsparameters erfolgen, wie dieser beispielsweise anhand der Fig. 5 und 7a erläutert wurde.
Im Hinblick auf Details, wie eine Spreizung eines Signals unter Verwendung verschiedener Spreizcodes erzeugt werden kann, sei im Übrigen beispielsweise auf das Lehrbuch „Digital Communication" von J. G. Proakis (dritte Auflage, Mc Graw-Hill, New York, 1995) verwiesen. Auch das Hinzufügen einer Vorwärtsfehlerkorrektur sowie eine Zeitverschachtelung sind in dem genannten Buch sowie ferner in den üblichen Lehrbüchern der Nachrichtentechnik beschrieben. Auch die Realisierung einer Synthesefilterbank, die beispielsweise eine inverse Fourier-Transformation oder eine ähnliche Transformation vollzieht, ist aus den Lehrbüchern der Nachrichtentechnik ersichtlich.
Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild eines Wasserzeichendetektors, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Wasserzeichendetektor gemäß der Fig. 10 ist in seiner Gesamtheit mit 1000 bezeichnet. Der Wasserzeichendetektor 1000 ist ausgelegt, um ein mit zumindest einem Wasserzeichen versehenes Audiosignal an einem Signaleingang 1010 zu empfangen und basierend darauf eine Wasserzeichen-Nutzinformation 1020 zu bilden. Der Detektor 1000 umfasst eine Analysefilterbank 1030, die ausgelegt ist, um das mit dem Wasserzeichen versehene Audiosignal zu empfangen und in einzelne spektrale Bänder zu zerlegen. Beispielsweise kann die Analysefilterbank 1030 ausgelegt sein, um eine Fourier-Transformation oder eine schnelle Fourier-Transformation durchzuführen. An einem Ausgang der Analysefilterbank liegen somit beispielsweise Einzelsignale für eine Mehrzahl von Bändern an, von denen einige als Nutzsignal-Frequenzbandsignale 1032i - 1032m dienen, und von denen einige als Synchronisations- Frequenzbandsignale 1034i - 1034n dienen. Der Detektor 1000 umfasst ferner eine Mehrzahl von beispielsweise m Entspreizern und Normierern 1040i - 1040m. Ein i-ter Entspreizer und Normierer 104Oi kann beispielsweise ausgelegt sein, um ein zugehöriges Nutzsignal- Frequenzbandsignal 1034 mit einem Detektions-Spreizcode (allgemein: ein Detektionscode bzw. Extraktionscode) zu korrelieren, um so die Spreizung durch die Spreizer 93Oi - 930m rückgängig zu machen. Durch die Korrelation mit dem entsprechenden Spreizcode bzw. Detektionscode oder Extraktionscode kann beispielsweise ein Bit detektiert werden. Die Detektion des Bits kann im Übrigen auch ein Normieren umfassen, um beispielsweise die Pegeleinstellung in den einbetter-seitigen Pegeleinstellern 940i - 940m rückgängig zu machen. An den Ausgängen der Entspreizer und Normierer 104Oi - 1040m können beispielsweise Bitinformationen 1042i - 1042m anliegen, die beispielsweise eine durch die Entspreizer und Normierer 104Oi - 1040m entspreizte und normierte Bitinformationen tragen. Der Detektor 1000 umfasst ferner eine Wasserzeichen- Rückgewinnungseinheit 1050, die beispielsweise ausgelegt ist, um die Bitsignale 1042i - 1042m zu empfangen und basierend darauf die Wasserzeichen-Nutzinformation 1020 zurückzugewinnen. Die Wasserzeichen-Rückgewinnungseinheit 1050 kann beispielsweise einen Entspreizer aufweisen, der beispielsweise ausgelegt ist, um die in den Bitstromerzeuger 920 des Wasserzeicheneinbetter 900 durchgeführte Spreizung (Spreizen-C) rückgängig zu machen. Die Wasserzeichen-Rückgewinnungseinheit 1050 kann ferner beispielsweise einen Verschachtelungs-Rückgängigmacher (auch als De-Interleaver bezeichnet) aufweisen, der ausgelegt ist, um die in dem Bitstromerzeuger 920 durchgeführte Zeitverschachtelung von Bits rückgängig zu machen. Ferner umfasst die Wasserzeichen- Rückgewinnungseinheit 1050 beispielsweise einen Fehlerkorrigierer bzw. eine Vorwärts-Fehlerkorrektur, die ausgelegt ist, um die durch den Bitstromerzeuger 920 hinzugefügte Fehlerkorrekturinformation auszunutzen, um somit basierend auf den Bitsignalen 1042i - 1042m die Wasserzeichen-Nutzinformationen 1020 zu erhalten, so dass in der Wasserzeichennutzinformation 1020 die Auswirkungen von Bitfehlern in den Bitsignalen 1042i - 1042m reduziert bzw. eliminiert sind.
Der Decoder 1000 umfasst ferner einen Synchronisierer 1080, der ausgelegt ist, um die Synchronisationssignale 1034i - 1034n zu empfangen. Der Synchronisierer umfasst beispielsweise einen oder mehrere Synchronisations- Korrelatoren 1082i - 1082n, wobei die Synchronisations- Korrelatoren 1082i -1082n ausgelegt sind, um jeweilige Synchronisationssignale 1034i. 1034n zu empfangen und mit einem vorgegebenen Synchronisationssignal-Detektionscode zu korrelieren. Somit können die Synchronisations-Korrelatoren 1082i - 1082n das Vorhandensein einer Synchronisationsmarkierung in den Synchronisationssignalen 1034i - 1034n erkennen. Die Synchronisationseinheit 1080 umfasst ferner beispielsweise eine Nachverarbeitung 1084, die beispielsweise ausgelegt ist, um von den Synchronisations-Korrelatoren 1082i - 1082n eine Information darüber zu erhalten, ob eine Korrelation zwischen den Synchronisationssignalen 1034i - 1034n und vorgegebenen Synchronisationscodes einen Schwellenwert erreicht oder überschreitet, und um basierend auf der von den Synchronisations-Korrelatoren 1082i - 1082n gelieferten Information ein extrahiertes Synchronisationssignal 1086 bereitzustellen, das eine Position anzeigt, zu der in den Synchronisationssignalen 1034i - 1034n eine Synchronisationsmarkierung auftritt .
Das extrahierte Synchronisationssignal 1086 wird dann beispielsweise den Entspreizern und Normierern 104Oi ~ 1040m zugeführt, um die Funktion der Entspreizer und Normierern 1040i ~ 1040m mit der in dem Eingangssignal 1010 enthaltenen Synchronisationsinformation zu synchronisieren.
Der Decoder 1000 kann in vielfältiger Weise erweitert werden, um eine oder mehrere der oben beschriebenen zusätzlichen Funktionalitäten zu erzielen. Beispielsweise kann der Decoder 1000 um einen Erkenner ergänzt werden, der ausgelegt ist, um eine mehrfach-verwendbare Information in dem Eingangssignal 1010 zu identifizieren und um die mehrfach-verwendbare Identifikation für eine Extraktion mehrer Wasserzeichen bereitzustellen. Erkennt beispielsweise der Erkenner für die mehrfach-verwendbare Information, dass in dem Eingangssignal 1010 eine Synchronisationsinformation enthalten ist, die für eine Detektion bzw. Extraktion mehrerer Wasserzeichen verwendbar ist, so kann der Erkenner die entsprechende Information (z. B. die entsprechende Synchronisationsinformation) für die Erkennung mehrerer Wasserzeichen bereitstellen. In diesem Fall kann beispielsweise ein erster Satz von Entspreizern und Normierern die mehrfach-verwendbare Information (z. B. Synchronisationsinformationen) empfangen, um ein erstes Wasserzeichen zu extrahieren. Ein zweiter Satz von Entspreizern und Normierern kann die mehrfach-verwendbare Information empfangen, um ein zweites Wasserzeichen zu extrahieren. Der erste Satz von Entspreizern und Normierern ist beispielsweise konfiguriert, um ein Wasserzeichen zu erkennen, das gemäß einem ersten Einbettungsverfahren oder gemäß einem ersten Einbettungscode in die Eingangsinformationen 1010 eingebettet ist. Der zweite Satz von Entspreizern und Normierern kann ferner beispielsweise ausgelegt sein, um aus der Eingangsinformation 1010 ein Wasserzeichen zu extrahieren, das gemäß einem zweiten Einbettungsverfahren oder unter Verwendung eines zweiten Einbettungscodes in die Eingangsinformation 1010 eingebettet ist. Somit kann die mehrfach-verwendbare Information wieder verwendet werden, und es ist eine einmalige Erkennung der Synchronisationsinformation für eine Detektion mehrerer verschiedener Wasserzeichen (die z. B. unter Verwendung verschiedener Einbettungsverfahren oder unter Verwendung verschiedener Einbettungscodes eingebettet sind) ausreichend.
Ferner können bei dem Decoder 1000 verschiedene vorteilhafte Konzepte eingesetzt werden, um Extraktionsparameter, die für die Extraktion eines Wasserzeichens verwendet werden, einzustellen. Beispielsweise kann der Detektor 1000 einen Wasserzeichen- Informations-Erkenner umfassen, der beispielsweise dem Wasserzeichen-Informations-Erkenner 830 des Detektors 800 entspricht. Ferner kann der Detektor 1000 beispielsweise einen Einbettungsparameter-Bestimmer aufweisen, der beispielsweise im Wesentlichen dem Einbettungsparameter- Bestimmer 850 des Detektors 800 entspricht. Im Übrigen kann der Detektor 1000 auch eine Ablaufsteuerung aufweisen, die beispielsweise im Wesentlichen der Ablaufsteuerung 860 des Detektors 800 entspricht.
Somit kann beispielsweise durch den Einbettungsparameter- Bestimmer festgelegt werden, welcher Detektionscode für das Entspreizen der Signale 1032i - 1032m verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise durch den Einbettungsparameter-Bestimmer festgelegt werden, welcher Detektionscode für das Entspreizen der Signale 1042i - 1042m in dem Wasserzeichen-Wiederhersteller 1050 eingesetzt wird. Alternativ oder zusätzlich kann durch den Einbettungs-Parameter-Bestimmer auch festgelegt werden, welche Länge die entsprechenden Detektionscodes zum Entspreizen der betreffenden Signale aufweisen. Im Übrigen kann auch eine Information im Hinblick darauf, wie die Zeitverschachtelung in dem Wasserzeichen-Wiederhersteller 1050 rückgängig gemacht werden kann, durch den Einbettungsparameter-Bestimmer festgelegt werden. Daneben können durch den Einbettungsparameter-Bestimmer auch unterschiedliche Detektionsverfahren für unterschiedliche Wasserzeichen festgelegt werden. Daneben kann der Einbettungsparameter-Bestimmer beispielsweise auch eine Information darüber liefern, welche Frequenzbänder für die Extraktion des Wasserzeichens zu verwenden sind.
Im Folgenden werden kurz einige Details im Hinblick auf ein Gesamtsystem bestehend aus dem Einbetter 900 und dem Detektor 1000 beschrieben. An dem Eingang des Einbetters 900 stehen beispielsweise PCM-codierte Audiosignale bzw. gemäß einer Puls-Code-Modulation codierte Audiosignale an. Dieses Audiosignal (beispielsweise das Haupt-Audiosignal 962) wird mit einem psychoakustischen Verfahren analysiert, beispielsweise durch die Psychoakustikeinheit 970. Das psychoakustische Verfahren stellt beispielsweise eine Unhörbarkeit des einzubettenden Wasserzeichens sicher, bzw. sorgt dafür, dass das einzubettende Wasserzeichen nur schwach wahrgenommen werden kann. Zu übertragende Daten, die beispielsweise an den Dateneingang 910 anstehen, werden dem ursprünglichen Audiosignal (bzw. dem Hauptaudiosignal 962) hinzugefügt. Der Einbetter 900 ist beispielsweise nicht ausschließlich auf eine Offline-Signalverarbeitung zugeschnitten, d. h. für Rundfunkanwendungen kann auch eine Echtzeit-Einbettung erfolgen. Lediglich durch eine interne Blockverarbeitung ist beispielsweise eine gewisse Verzögerung zu erwarten.
Das Eingangssignal an dem Eingang 1010 des Extraktors kann beispielsweise durch ein Mikrophon aufgenommen werden. Dieses Mikrophon des Extraktors kann beispielsweise einen Frequenzgang von 10 Hz bis 10 kHz (typischerweise mit einem Frequenzgang von +/- 5 dB) aufweisen. Als Abtastrate können beispielsweise dazu passend 24 kHz gewählt werden.
Im Folgenden wird eine prinzipielle Funktionsweise des Einbetters 900 bzw. des Extraktors 1000 beschrieben. Ein Nutzband für die Wasserzeichen-Übertragung wird beispielsweise durch das Mikrophon des Extraktors auf einen Frequenzbereich von 100 Hz bis 10 kHz begrenzt. Eine untere Grenzfrequenz des Nutzbandes wird beispielsweise mit fmin bezeichnet. Eine obere Grenzfrequenz wird beispielsweise mit fmax bezeichnet. Bei einigen Ausführungsbeispielen gilt: fmin < 100 Hz und fmax > 10 kHz. Ein Frequenzband von 0 bis fmax wird beispielsweise in M gleich breite Teilbänder zerlegt, und in diesen Teilbändern werden Wasserzeichen-Teilsignale übertragen. Ein Teilband mit einer Nummer k erstreckt sich beispielsweise von (k - 1) * fmax/M bis k * fmax/M, mit k = 1, 2, ... , M. Wegen einer Dämpfung des Mikrophons bei niedrigen Frequenzen wird beispielsweise das Teilband mit der Nummer 1 (k = 1) nicht zur Datenübertragung verwendet. Ein Wasserzeichen kann somit beispielsweise aus M - I Teilbandsignalen bestehen. Diese Teilbandsignale werden mittels einer Synthese- Filterbank in die einzelnen Teilbänder umgesetzt. Eine Abtastrate dieser Teilbandsignale an einem Eingang der Synthesefilterbank, beispielsweise mit fsl bezeichnet, ist ein Bruchteil einer Abtastrate am Ausgang (fsl: = 24/K kHz, mit K ganzzahlig) .
Da bei einem Ausführungsbeispiel in dem Wasserzeichenextraktor 1000 die Teilbandsignale (also beispielsweise die Signale 1032i - 1032m, bzw. 1034i - - -
1034m) bei einer Abtastrate fsl weiterverarbeitet werden, kann es im Hinblick auf eine aufwandsgünstige Realisierung des Wasserzeichen-Extraktors sinnvoll sein, fsl möglichst klein zu wählen. Eine Bandbreite der Teilbänder kann beispielsweise fmax/M betragen, wobei fmax beispielsweise kleiner als 10 kHz sein kann. Nach dem Abtasttheorem muss beispielsweise die Bedingung fsl = 2 fmax/M erfüllt sein. Somit gilt beispielsweise für einen Quotienten 24 kHz/fsl der beiden Abtastraten:
24 kHz/fsl ≤ M * 12 kHz/fmax.
Eine effiziente Implementierung der Synthese-Fiterbank 950 ist beispielsweise möglich, wenn der Quotient 24 kHz/fsl ein ganzzahliges Vielfaches von M ist. Da fmax = 12 kHz ausscheidet, wird beispielsweise fmax = 6 kHz gewählt. Außerdem wird beispielsweise M = 16 gesetzt. Eine Bandbreite eines einzelnen Teilbandes beträgt somit 375 Hz, und aus der Forderung nach minimaler Abtastrate ergibt sich beispielsweise fsl = 750 Hz.
Die M - I Teilbandsignale (beispielsweise die Signale 942i - 942m, zusammen mit den durch den Synchronisationserzeuger 980 und den Pegeleinsteller 990 gelieferten Signale enthalten beispielsweise die codierte Information
(beispielsweise die Nutzinformation des Wasserzeichens) und bekannte Trainingssymbole, die beispielsweise auf einer
Empfängerseite, also beispielsweise in dem
Wasserzeichenextraktor, zur Synchronisation verwendet werden können. Bei einem Ausführungsbeispiel können in jedem Teilband Datensymbole mit Synchronisationssymbolen in Zeitmultiplex übertragen werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden hingegen Datensymbole und Synchronisationssymbole in getrennten Teilbändern übertragen. Es gibt somit r Synchronisationssignale (z. B. mit r = 3) und M - 1 - r Datensignale. Die entsprechenden Teilbänder werden auch als Datenkanäle bzw. Synchronisationskanäle bezeichnet . Ein Ausgangssignal der Synthesefilterbank 950 ist beispielsweise das eigentliche Wasserzeichen
(einschließlich einer Synchronisationsinformation und der Wasserzeichen-Nutzinformation), das zu dem Audiosignal (z.
B. zu dem Hauptaudiosignal 962) addiert wird. Damit das
Wasserzeichen nicht hörbar ist, können beispielsweise die einzelnen Teilbandsignale (beispielsweise die Signale 932i
- 932m bzw. 982) noch in der Amplitude verändert (d. h. z. B. verkleinert) werden. Diese zeitveränderliche Gewichtung
(die beispielsweise durch die Pegeleinsteller 94Oi ~ 940m bzw. 980 erfolgt) hängt beispielsweise von dem jeweiligen
Audiosignal (z. B. von dem Haupt-Audiosignal 962) und von der psychoakustischen Wahrnehmung des Menschen ab. Man spricht in diesem Zusammenhang von psychoakustischer Gewichtung.
Fig. 9 zeigt beispielsweise den prinzipiellen Aufbau des Wasserzeichen-Einbetters. Die codierten Bits (0 und 1) (die beispielsweise durch die Bitsignale 922i - 922m dargestellt werden) werden beispielsweise durch zwei zueinander orthogonale Spreizsequenzen der Länge Spreizen-M (z. B. Spreizen-M = 32) repräsentiert. Diese Spreizsequenzen bestehen beispielsweise aus den Symbolen +1 oder -1. Somit sind die Teilband-Datensignale vor einer psychoakustischen Gewichtung (PAW) BPSK-Signale (jeweils mit Leistung 1) . Auch die Synchronisationssignale vor der psychoakustischen Gewichtung sind beispielsweise BPSK-Signale (jeweils Leistung 1) .
Im Folgenden werden kurz die Mechanismen im Hinblick jeweilig auf die Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC), die Spreizung (Spreizen-M) und auf die Synchronisationssequenzen beschreiben. Für Details wird im Übrigen auf das Lehrbuch „Digital Communications" von J. G. Proakis (3. Auflage, Mc Graw-Hill, New York, 1995) verwiesen. - -
Der Bitstromerzeuger 920 besteht beispielsweise aus drei Teilen bzw. implementiert drei Verarbeitungsschritte:
1. Faltungsencoder oder Turboencoder mit Coderate R
2. Spreizung um den Faktor Spreizen-C
3. Zeitverschachteier (Interleaver) .
Der Encoder (Faltungsencoder oder Turboencoder) erzeugt beispielsweise aus k Informationsbits n > k codierte Bits. Eine Coderate ist beispielsweise definiert als ein Quotient R = k/n. Wird beispielsweise der Fall k = 1 betrachtet, sowird angenommen, dass 1 < n ≤ 5 gilt.
Niedrigere Coderaten lassen sich beispielsweise durch Spreizung der codierten Bits mit einer Bitfolge der Länge Spreizen-C erzeugen. Dabei wird beispielsweise jedes Codebit mit dem Wert 1 durch die Bitfolge sc[k] ersetzt, und jedes Codebit mit dem Wert 0 wird durch die negierte Bitfolge scnot[k] ersetzt (k = 0, 1, ..., Spreizen-C - 1) . Eine effektive Coderate ist dann beispielsweise R/Spreizen- C. Beispielsweise ergibt sich für R = 1/3 und Spreizen-C = 12 eine effektive Coderate von 1/36. In diesem Zahlenbeispiel wird ein Informationsbit durch 36 Codebits repräsentiert. Durch den Verschachteler (Interleaver) wird die Reihenfolge der Codebits in einer definierten Art und Weise geändert. Mit einer dazu inversen Operation, der Rückgängigmachung der Verschachtelung (De-Interleaver) , werden die Bits in dem Empfänger (Wasserzeichen-Extraktor) wieder in die richtige Reihenfolge gebracht.
Im Folgenden wird noch kurz die Spreizung „Spreizen-M" beschrieben. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die aus dem Bitstromerzeuger 920 bzw. aus der Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) kommenden codierten Bits (0 oder 1) durch zwei zueinander orthogonale Spreizsequenzen der Länge Spreizen-M (z. B. Spreizen-M = 32) repräsentiert. Diese Spreizsequenzen bestehen aus den Symbolen +1 oder -1. Somit sind beispielsweise die Teilband-Datensignale vor der psychoakustischen Gewichtung BPSK-Signale (jeweils mit Leistung 1) .
Es seien beispielsweise sθ[k] bzw. sl[k] (k = 0, 1, ..., Spreizen-M - 1) die Spreizsequenzen, durch die eine Null bzw. eine Eins repräsentiert werden. Orthogonalität bedeutet dabei, dass das innere Produkt <sθ, sl> = 0 ist.
Im Folgenden werden noch einige Details im Hinblick auf die Synchronisationssequenzen beschrieben, wie sie beispielsweise durch den Snychronisationssequenzerzeuger 980 geliefert werden, und wie sie beispielsweise durch die Synchronisationseinheit 1080 ausgewertet werden. Für eine Decodierung der Daten auf der Empfängerseite (beispielsweise im Wasserzeichenextraktor) ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn Zeitpunkte bekannt sind, zu denen ein Codewort beginnt. Diese Zeitpunkte lassen sich beispielsweise durch Übertragung bekannter Sequenzen und durch Korrelation auf diese Sequenzen im Empfänger ermitteln. Diese Sequenzen werden beispielsweise auf den Synchronisationskanälen übertragen. Hier kann beispielsweise die folgende Vorgehensweise gewählt werden:
Es wird eine Folge p[k] (k = 0, 1, ..., L - I) von L BPSK- Symbolen mit guten Autokorrelationseigenschaften erzeugt. Durch periodische Wiederholung von p[k] ergibt sich das Signal u[n]: = p[n modulo L] (n = 0, 1, ...). Bei dem Ausführungsbeispiel wird auf allen Synchronisationskanälen das gleich Signal u[n] übertragen.
Im Folgenden werden kurz einige Details im Hinblick auf die psychoakustische Gewichtung beschrieben. Durch eine Spreizbandmodulation wird es beispielsweise ermöglicht, die durchschnittliche Signalleistung durch spektrale Spreizung zu verringern. Zusätzlich wird das Datensignal nach psychoakustischen Grundsätzen bewertet und modifiziert. Dadurch wird beispielsweise die Unhörbarkeit des zum originalen Audiosignal 962 addierten Signals sichergestellt. Diese Unhörbarkeit der Wasserzeicheninformation in dem kombinierten Audiosignal 964 wird beispielsweise durch die Verwendung der Pegeleinsteller 94Oi - 940m und 990 unter der Kontrolle der Psychoakustikeinheit 970 gewährleistet, wie dies oben schon kurz erläutert wurde. Auf eine detaillierte Beschreibung wird hier verzichtet, da diese für das Verständnis der vorliegenden Erfindung entbehrlich ist.
Im Folgenden werden einige Details im Hinblick auf den Wasserzeichen-Detektor bzw. Wasserzeichen-Extraktor 1000 beschrieben. Das wasserzeichenbehaftete Audiosignal, das beispielsweise durch den Einbetter 900 erzeugt wird, kann beispielsweise konventionell über bestehende Übertragungskanäle verteilt werden (z.B. über Rundfunk oder auch Internet) und wird beispielsweise letztendlich dem Wasserzeichendetektor bzw. Wasserzeichenextraktor 1000 zugeführt.
Ein Eingangssignal an dem Eingang 1010 des Detektors 1000 umfasst beispielsweise ein über den Audiokanal übertragenes Summensignal (beispielsweise das kombinierte Audiosignal 964), das ein Audiosignal und ein Wasserzeichen umfasst.
Durch die Analysefilterbank 1030 wird beispielsweise das Eingangssignal von dem Eingang 1010 in M Teilbandsignale bei einer Abtastrate von beispielsweise 12/M kHz zerlegt. Die Signale in den nicht benutzten Teilbändern (z. B. Teilbändern Nr. 17 - 32) werden beispielsweise nicht berechnet. Das Teilbandsignal Nr. 1 wird beispielsweise zwar berechnet, aber nicht ausgewertet, da es keine Information trägt. Die verbliebenen beispielsweise M - I Teilbandsignale werden beispielsweise aufgeteilt in M - 1 r Datensignale und r Synchronisationssignale und anschließend weiterverarbeitet. Aus den Synchronisationssignalen (beispielsweise aus den Signalen 1034i - 1034m) werden beispielsweise mittels Korrelationen Zeitpunkte ermittelt, zu denen die Datensignale (beispielsweise die Signale 1032i - 1032ra) entspreizt werden (Entspreizen-M) .
Ausgangssignale der mit Entspreizen-M bezeichneten Blöcke 104Oi - 1040m sind beispielsweise logarithmische Wahrscheinlichkeits-Verhältnisse (LLR), d.h. weiche Bits bzw. Softbits. Ein positives logarithmisches
Wahrscheinlichkeitsverhältnis (LLR) gibt an, dass es sich bei einem Bit um eine logische Eins handelt, und ein negatives logarithmisches Wahrscheinlichkeitsverhältnis
(LLR) gibt beispielsweise an, dass es sich dabei um eine logische Null handelt. Je größer beispielsweise der Betrag eines logarithmischen Wahrscheinlichkeitsverhältnisses ist, desto zuverlässiger ist dieser Wert.
Die logarithmischen Wahrscheinlichkeitsverhältnisse werden beispielsweise in dem Wasserzeichen-Rückgewinner 1050 bzw. bei einer Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) weiterverarbeitet.
Im Folgenden wird kurz auf die Eigenschaften der empfangenen Teilbandsignalen (beispielsweise der Signale 1032i - 1032m und 1034i - 1034J eingegangen. Hierbei seien xk[n] (k = 1, 2, ..., M) die Teilbandsignale in dem Wasserzeicheneinbetter nach dem Spreizen (Spreizen-M) und vor der psychoakustischen Gewichtung. yk[n] (k = 1, 2, ..., M) seien die Ausgangssignale der Analyse-Filterbank. Die Signale xk[n] werden durch drei Effekte gestört:
psychoakustische Gewichtung
Audiosignal
Audiokanal. — —
Für die empfangenen Signale (die beispielsweise durch den Decoder 1000 empfangen werden) gilt beispielsweise allgemein:
Y)Jn] = ck[n]* X1Jn-D] + rk[n] (Jc = 1, 2, M) .
Hierbei ist CjJn] ein (zeitabhängier) Kanalkoeffizient und rk[n] ist additives Rauschen. Die Auswirkungen von Verzerrungen werden beispielsweise durch ein mittleres Signal-Rausch-Verhältnis pro Kanal, bzw. durch ein mittleres Signal-Rausch-Verhältnis gemittelt über alle Kanäle, charakterisiert.
Ein Nutzsignal aus nachrichtentechnischer Sicht ist beispielsweise das Signal xk[n-D] . Alles andere sind rauschartige Störungen. Das Verhältnis der Nutzleistung C zu der Störleistung N, also C/N, in der Regel ausgedrückt in Dezibel, ist beispielsweise das Signal-Rausch-Verhältnis (auch als Störabstand bezeichnet) .
Im Folgenden wird eine Synchronisation bei der Detektion eines Wasserzeichens bzw. eine Verarbeitung von Synchronisationssignalen (beispielsweise eine Verarbeitung der Synchronisationssignale 1034i - 1034m) kurz beschrieben. Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine übertragene Synchronisationssequenz p[k] (k = 0, 1, ..., L- 1) bekannt. Im Folgenden bezeichnet x[n] das Eingangssignal und y[n] das Ausgangssignal eines Korrelators zur Synchronisation. Das Ausgangssignal wird beispielsweise durch Filterung des Eingangssignals mit einem FIR-Filter mit einer Impulsantwort p[L - 1-n] (n = 0, 1, ..., L-I) berechnet, d. h. nach der Vorschrift
y[A=∑p[L-\-kW-k) Ausgangsignale der einzelnen Korrelatoren werden beispielsweise kombiniert („Post processing" ) , um die Lage eines Korrelationspeaks zu ermitteln. Aus der Lage der
Korrelationspeaks lassen sich beispielsweise die Positionen der Synchronisationssequenz p[k] innerhalb der
Synchronisationssignale ermitteln. Aus diesen Positionen kann man beispielsweise die Startzeitpunkte für das
Entspreizen (entSpreizen-M) ableiten. Diese Information
(beispielsweise die Information 1086) wird von der Synchronisationseinheit 1080 an die Entspreizen-M-Blöcke
104Oi - 1040m weitergereicht.
Im Folgenden wird die Vorgehensweise bei dem Entspreizen-M beschrieben. Eine mit Entspreizen-M bezeichnete Verarbeitungseinheit (beispielsweise eine der Verarbeitungseinheiten 104Oi - 1040m) berechnet aus einem Block von Spreizen-M Eingangswerten genau einen Ausgangswert (beispielsweise in Form eines logarithmischen Wahrscheinlichkeitsverhältnisses LLR) . Dies wird im Folgenden beschrieben.
Es seien im Folgenden beispielsweise x[n] (n = 0, 1, ..., Spreizen-M) die Abtastwerte eines Blocks der Länge Spreizen-M an einem Eingang von Entspreizen-M (1040i ~ 1040m) . Bei einem Ausführungsbeispiel wird zunächst die Leistung des Blocks auf Eins normiert. Dazu bildet man beispielsweise ein Signal
Figure imgf000067_0001
Das Signal y[n] wird beispielsweise mit einer Differenz slθ[n] : = sl[n] - sθ [n] der beiden Spreizsequenzen sl[n] und sθ [n] entspreizt. Das Ergebnis ist beispielsweise ein logarithmisches Wahrscheinlichkeitsverhältnis LLR: — —
-j Spreizen-M - l
LLR = y slOΪnMnl
Spreizen - M £o
Wegen einer Orthogonalität der Spreizsequenzen (<sθ, sl> = 0) ergibt sich beispielsweise ein logarithmisches Wahrscheinlichkeitsverhältnis LLR = 1 für y[n] = sl[n] und ein logarithmisches Wahrscheinlichkeitsverhältnis LLR = -1 für y [n] = sθ [n] .
Im Folgenden werden Details im Hinblick auf eine Vorwärtsfehlerkorrektur bzw. auf eine Wasserzeichen- Wiederherstellung beschrieben. Die im Folgenden beschriebenen Abläufe können beispielsweise in dem Wasserzeichen-Wiederhersteller 1050 erfolgen. Eine Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) in dem Wasserzeichenextraktor 1000 umfasst beispielsweise drei Teile bzw. Verarbeitungsschritte :
1. Rückgängigmachen der Zeitverschachtelung
(beispielsweise durch einen so genannten De- Interleaver)
2. Entspreizung um den Faktor Spreizen-C (auch als „Entspreizen-C" bezeichnet) ; und
3. Vorwärtsfehlerkorrektur-Decodierung, beispielsweise in einem FEC-Decoder.
Im Folgenden werden Details im Hinblick auf das Rückgängigmachen der Zeitverschachtelung beschrieben. Der Zeitverschachtelungs-Rückgängigmacher (auch als De- Interleaver bezeichnet) macht beispielsweise eine in dem Sender (bzw. Einbetter) vorgenommene Änderung einer Reihenfolge von Bits durch eine entsprechende (beispielsweise umgekehrte) Änderung der Reihenfolge der logarithmischen Wahrscheinlichkeitsverhältnisse (LLR) rückgängig. Im Folgenden wird das Entspreizen („Entspreizen-C") beschrieben. Eine Entspreizung um den Faktor Spreizen-C kann beispielsweise auf die im Folgenden beschriebene Art und Weise erfolgen. Dabei sei darauf hingewiesen, dass eine in dem Wasserzeichen-Einbetter verwendete Spreizsequenz oben mit sc[k] (k = 0, 1, ..., Spreizen-C-1) bezeichnet wurde. Diese Folge besteht aus Nullen und Einsen. Aus sc[k] wird beispielsweise gemäß der Vorschrift
scl[k] : = 2 * sc[k] - 1
eine nur aus den Zahlen 1 und -1 bestehende Folge scl[k] erzeugt. Hierbei wird beispielsweise die Zahl sc[k] = 0 in die Zahl scl[k] = -1 abgebildet, und die Zahl sc[k] = 1 wird in die Zahl scl[k] = 1 abgebildet. Mit der Spreizsequenz scl[k] werden beispielsweise die logarithmischen Wahrscheinlichkeitsverhältnisse analog zu der im Hinblick auf das Entspreizen-M beschriebenen Vorgehensweise entspreizt.
Es seien im Folgenden XLLR[Π] (n = 0, 1, ..., Spreizen-C) die Abtastwerte eines Blocks von logarithmischen Wahrscheinlichkeitsverhältnissen (LLR) am Eingang von Entspreizen-C. Zunächst wird beispielsweise eine Leistung eines Blocks auf 1 normiert. Dazu bildet man beispielsweise das Signal
Figure imgf000069_0002
= x„LLJRIn]J/rmsx x mit rmsx x :=
Figure imgf000069_0001
Aus der Folge yLLR[n] erhält man beispielsweise mit der Spreizsequenz scl[k] die entspreizten logarithmischen WahrscheinlichkeitsVerhältnisse -i Spreizen-C-1
LLR2 = Sprei :zen - "C ^ ΣT0 scl[nVLLR[n].
Diese entspreizten logarithmischen
Wahrscheinlichkeitsverhältnisse werden beispielsweise in den Vorwärtsfehlerkorrektur-Decoder (FEC-Decoder) geschoben und dort decodiert.
Im Folgenden werden Details im Hinblick auf den Vorwärtsfehlerkorrektur-Decoder (FEC-Decoder) beschrieben.
Zur Decodierung der logarithmischen Wahrscheinlichkeitsverhältnisse (LLR) nach dem Entspreizen- C kann beispielsweise ein Vorwärtsfehlerkorrektur-Decoder verwendet werden. Beispielsweise kommen die folgenden Decoder, die eine geringe Komplexität und eine hohe Effizienz aufweisen, in Frage:
Turbo-Decoder (beispielsweise mit kurzer Codewortlänge) ;
Viterbi-Decoder, beispielsweise in Verbindung mit einem Reed-Solomon-Decoder (hierbei wird beispielsweise in einem Sender bzw. Einbetter dem Faltungscode ein Reed-Solomon-Code nachgeschaltet) ; oder
Sequentieller Decoder mit großer Einflusslänge (z. B.
K = 41; für Details siehe das Lehrbuch „Digital
Communications" von J. G. Proakis) .
Die logarithmischen Wahrscheinlichkeitsverhältnisse nach Entspreizen-M und Entspreizen-C repräsentieren beispielsweise mit der Coderate R (z. B. R = 1/3) codierten Informationsbits. Der Vorwärtsfehlerkorrektur-Decoder liefert beispielsweise an seinem Ausgang die decodierten Informationsbits zurück. Um die Informationsbits mit - -
möglichst geringer Fehlerwahrscheinlichkeit zu decodieren, ist es wünschenswert, dass das Verhältnis Eb/NO hinreichend groß ist. Hierbei bezeichnet Eb eine Energie pro Informationsbit und NO eine einseitige Rauschleistungsdichte. Es gilt beispielsweise:
Eb/NO/dB = C/N/dB + 10 * loglO (Spreizen-M * Spreizen-C/R) .
Dabei ist C/N ein mittlerer Störabstand über alle Datenkanäle an einem Ausgang der Analysefilterbank 1030, also vor Entspreizen-M. Der zweite Summand ist beispielsweise die Summe aus dem Spreiz-Gewinn (Spreizen-M) und dem Codierungsgewinn (Spreizen-C/R) . Beispielsweise liegt für Spreizen-M = 32, Spreizen-C = 12 und R = 1/3 der Wert von Eb/N0 um 30,6 dB über C/N.
In dem genannten Lehrbuch von Proakis wurde beispielsweise anhand von Simulationsergebnissen für einen sequentiellen Decoder gezeigt, dass eine Bitfehlerwahrscheinlichkeit Pb beispielsweise für die folgenden Werte von Eb/N0 den Wert Pb = le-6 annimmt:
R = 1/3: Eb/N0 = 2,5 dB;
- R = 1/2: Eb/N0 = 3 dB.
Für den Turbo-Decoder gelten beispielsweise die gleichen Grenzwerte .
Addiert man beispielsweise zu den oben genannten Werten von Eb/NO noch eine Reserve von 2 - 3 dB, um Störgeräusche zu verkraften, so lautet beispielsweise eine Forderung, dass Eb/NO beispielsweise 5 dB betragen sollte. Mit den weiter oben genannten Zahlenwerten für Spreizen-M, Spreizen-C und R kann beispielsweise C/N vor dem Entspreizen-M bei -25 dB liegen. Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass gerade durch das Spreizen der Wasserzeichen-Nutzdaten bei der Einbettung und durch das Entspreizen der Wasserzeichen- Nutzinformationen bei der Decodierung erreicht werden kann, dass die Wasserzeicheninformationen beispielsweise in einem Audiosignal so eingebettet werden können, dass das Audiosignal durch die Einbettung der Wasserzeichen- Nutzinformation in nicht hörbarer bzw. nur geringfügig hörbarer Weise verändert wird. Durch die Verwendung verschiedener Spreizcodes kann ferner ermöglicht werden, verschiedene Wasserzeichen in das gleiche Audiosignal (oder in eine andere Informationsdarstellung) einzubetten. Eine zuverlässige Decodierung bzw. Extraktion des Wasserzeichens erfordert allerdings, dass auf Seiten des Decoders bzw. Extraktors das Entspreizen (sowohl das EntSpreizen-M als auch das EntSpreizen-C) unter Verwendung von geeigneten Spreizcodes erfolgen, die an die einbetter-seitigen Spreizcodes angepasst sind, oder die den einbetter-seitigen Spreizcodes entsprechen. In Anbetracht der obigen Überlegung ist unschwer erkennbar, dass die oben beschriebenen Mechanismen zur Einstellung von Extraktionsparametern, die beispielsweise auf die Auswahl von zur Extraktion verwendeten Spreizcodes geeignet sind, in vorteilhafter Weise eingesetzt werden können, um ein Entspreizen zu ermöglichen.
Im Folgenden werden einige Aspekte der vorliegenden Erfindung zusammengefasst . Das im Rahmen der vorliegenden Beschreibung beschriebene Konzept kann beispielsweise zur Wasserzeicheneinbettung in Trägerdaten sowie zur Extraktion beispielsweise von eingebetteten Wasserzeichendaten verwendet werden.
Bei einer herkömmlichen Wasserzeicheneinbettung erfolgt die Wasserzeicheneinbettung beispielsweise, ohne ein Trägersignal (z. B. ein Audiosignal, oder ein Bildsignal) auf vorhandene Wasserzeichen zu untersuchen. Bei einigen Ausführungsbeispielen hat ein Wasserzeichen die _ _
Eigenschaft, mehrere unabhängige Wasserzeichen beinhalten zu können, ohne das eine Beeinflussung eintritt. Ferner ist es bei einigen herkömmlichen Konzepten wünschenswert erforderlich, dass ein Detektor eine Kenntnis über die notwendigen Einbettungsinformationen der unterschiedlichen Einbetter hat.
Wird gewünscht, dass eine mehrfache Einbettung von Wasserzeichen möglich ist, so bestehen besondere Anforderungen. Beispielsweise darf jedes weitere eingefügte Wasserzeichen bereits bestehende Wasserzeichen nicht unbrauchbar machen. Ferner muss ein Detektor bzw. Wasserzeichen-Detektor die Wasserzeichen von verschiedenen Einbettern unterscheiden können.
Aus den einschlägigen Fachveröffentlichungen sind verschiedene Wasserzeichenverfahren bekannt. Beispielsweise können die folgenden Wasserzeichenverfahren bei herkömmlichen Einbettern oder Extraktoren und auch bei den erfindungsgemäßen Einbettern oder Extraktoren verwendet werden:
Schmalbandverfahren
- Spreizbandverfahren
Echo-Versteckung (auch als „Echo-Hiding" bezeichnet)
Mehrträger-Verfahren
Phasenmodifikation.
Bei herkömmlichen Verfahren können sich einige Nachteile ergeben. So fügt beispielsweise herkömmlicherweise jeder Einbetter voneinander unabhängig Informationen (bzw. Wasserzeicheninformationen) zu einer
Informationsdarstellung (beispielsweise zu einem Audiosignal) hinzu. Somit muss herkömmlicherweise ein Detektor bzw. Wasserzeichendetektor für jeden Einbetter das vollständige Detektionsverfahren durchführen. Ferner müssen herkömmlicherweise einem Detektor auch genaue Informationen zum Einbetter vorliegen, die es ihm ermöglichen, das Wasserzeichen zu erkennen. Beispielsweise benötigt ein herkömmlicher Detektor unter Verwendung eines Spreizbandverfahrens die von dem Einbetter verwendete Spreizsequenz .
Somit nimmt bei einem herkömmlichen Detektor eine Detektionskomplexität und ein Speicherbedarf mit jedem Wasserzeichen zu, weil ein herkömmlicher Detektor beispielsweise für jeden möglichen Einbetter eine Extraktion versucht. Es ist somit herkömmlicherweise nicht möglich, dass eine Anzahl der möglichen Einbetter beispielsweise unbegrenzt ist (was nicht zwangsläufig bedeutet, dass eine unbegrenzte Anzahl von Wasserzeichen in einem Trägersignal vorkommen kann) . Häufig werden daher die Einbetter herkömmlicherweise begrenzt. Ist nämlich die Anzahl der möglichen Einbetter sehr groß, so muss herkömmlicherweise nach allen Einbettern gesucht werden, auch wenn letztendlich nur ein Wasserzeichen (beispielsweise in der untersuchten Informationsdarstellung) enthalten ist.
Nachträglich hinzukommende Einbetter sind beispielsweise einem herkömmlichen Extraktor nicht bekannt, und es wird beispielsweise eine Aktualisierung der Detektoren notwendig, wenn nachträglich ein Einbetter hinzukommt.
Im Folgenden werden einige Aspekte der vorliegenden Erfindung zusammengefasst . Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Detektor bzw. Wasserzeichendetektor für alle Wasserzeichen notwendige Informationen und Detektionsverfahren so weit wie möglich gemeinsam nutzen, was eine Komplexität einen Speicherbedarf, einen Zeitbedarf und/oder einen Energiebedarf reduziert. Bei einigen Ausführungsbeispielen - -
brauchen redundante Informationen nicht in dem Trägersignal (z. B. dem Audiosignal) überlagert zu werden.
Bei einigen Ausführungsbeispielen hat der Detektor bzw. Wasserzeichendetektor darüber hinaus Informationen über die Einbetter und kann beispielsweise eine Suche nach Wasserzeichen auf die wesentlichen Detektionsschritte begrenzen.
Bei einigen Ausführungsbeispielen können notwendige Detektionsinformationen (bzw. Detektionsparameter) durch definierte Ableitungsschritte der Einbetterinformationen dynamisch berechnet werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen erfordern somit neu hinzukommende Einbetter keine nachträgliche Änderung der Detektorinformationen .
Im Folgenden werden einige Aspekte von verschiedenen Ausführungsbeispielen beschrieben. Die verschiedenen Aspekte können innerhalb eines Detektors, innerhalb eines Extraktors bzw. innerhalb eines Gesamtsystems, das einen Detektor und einen Extraktor umfasst, kombiniert werden.
1. Gemäß einem Aspekt wird vor jedem Einbettungsvorgang (bzw. zumindest vor einigen Einbettungsvorgängen) ein
Trägersignal (z. B. ein Audiosignal oder ein
Bildsignal, oder ein Videosignal oder ein
Computerprogrammsignal, bzw. allgemein eine
Informationsdarstellung) auf eventuell vorhandene Wasserzeichen untersucht. Wird ein bereits bestehendes
Wasserzeichen detektiert, so werden beispielsweise die neuen Wasserzeichen abhängig von dem ursprünglichen
Wasserzeichen in einer Art und Weise eingefügt, die es dem Detektor ermöglicht, gemeinsame Rechenoperationen für alle Wasserzeichen zu nutzen. Beispielsweise wird eine Synchronisationssequenz (allgemein: eine
Synchronisationsinformation) nicht neu eingebettet, sondern es wird eine bestehende Synchronisationssequenz (bzw.
Synchronisationsinformation) verwendet und nur die eigentlichen Daten (beispielsweise die Wasserzeichen- Nutzdaten) werden (beispielsweise synchron zu der bestehenden Sequenz bzw. Synchronisationssequenz) eingebettet .
Damit muss beispielsweise ein Extraktor nur eine einzige Synchronisationssequenz (bzw. Synchronisationsinformation) suchen, die für alle enthaltenen Wasserzeichen die gleiche (bzw. die einzige) ist. Diese Synchronisationssequenz kann beispielsweise für nachfolgende Einbetter gleichzeitig ein Hinweis für existierende Wasserzeichen sein.
2. Gemäß einem Aspekt wird mit einem für jeden Einbetter gleichen Verfahrens eine Einbetterinformation hinzugefügt. In anderen Worten, mindestens zwei verschiedene Einbetter verwenden das gleiche Verfahren zur Einbettung einer Einbetterinformation. Die Einbetterinformation kann beispielsweise eine Generationsinformation sein. Beispielsweise kann die Generationsinformation eine Anzahl von bisherigen Wasserzeichen beschreiben. Somit kann beispielsweise ein erster Einbetter anzeigen, dass er das erste Wasserzeichen hinzugefügt hat. Ein zweiter Einbetter kann beispielsweise anzeigen, dass nun zwei Wasserzeichen enthalten sind. Gemäß einem Aspekt kann diese Information (also beispielsweise die Generationsinformation) unabhängig vom Einbetter zu detektieren sein.
3. Gemäß einem Aspekt werden die Daten (bzw. die Wasserzeichen-Nutzdaten bzw. Wasserzeichen- Nutzinformationen) nun von dem Einbetter
(beispielsweise zu dem Trägersignal) zugefügt, so dass sich die Wasserzeichen nicht (oder nur geringfügig) beeinflussen. Dazu können verschiedene Verfahren verwendet werden. Beispielsweise kann ein CDMA- Verfahren bzw. ein Codemultiplex-Vielfachzugriffs- Verfahren) eingesetzt werden. Bei einem entsprechenden Spreizverfahren verwendet beispielsweise jeder Einbetter (aus einer Mehrzahl von Einbettern) eine eigene Spreizsequenz, die orthogonal zu den Sequenzen bzw. Spreizsequenzen anderer Einbetter ist. Die Daten teilen sich beispielsweise (aber nicht notwendigerweise) einen gemeinsamen Frequenzbereich und auch einen gemeinsamen Zeitbereich.
Alternativ (oder zusätzlich) kann auch eine Einbettung im Zeitmultiplex, Frequenzmultiplex bzw. unter Verwendung einer Kombination daraus erfolgen. Da sich beispielsweise bei Verwendung des CDMA-Verfahrens die Sequenzen überlagern, steigt beispielsweise eine insgesamt eingebettete Signalenergie mit jedem weiteren Wasserzeichen an. Damit kann beispielsweise die Wasserzeichenenergie derart ansteigen, dass eine Wahrnehmung des Wasserzeichens wahrscheinlicher wird. Gemäß einem Aspekt könnte jedes Wasserzeichen in einem anderen Frequenzband bzw. in einem andere Zeitschlitz eingebettet werden, damit eine Überlagerung vermieden wird. Hier ist es vorteilhaft, wenn jeder Einbetter weiß, welche Wasserzeichen bereits enthalten sind, damit eine Überlagerung nicht erfolgt (bzw. nur in akzeptablem Umfang erfolgt) . In anderen Worten, die oben genannte Generationsinformation ist hier beispielsweise nicht nur für den Detektor, sondern auch für jeden weiteren Einbetter hilfreich.
Soll eine mehrfache Einbettung von Wasserzeichen erfolgen, so beginnen weitere Einbetter beispielsweise wieder bei Punkt 1.
4. Bei einigen Ausführungsbeispielen extrahiert der Detektor, ähnlich wie jeder weitere Einbetter, die Einbetterinformationen (die beispielsweise eine Information über die von dem Einbetter verwendeten Einbettungsparameter oder über die von dem Detektor zu verwendenden Detektionsparameter umfasst) . Gemäß einem Aspekt kann ein Detektor mit dem gleichen Verfahren bzw. mit der gleichen Spreizsequenz die Generationsinformationen aller Einbetter in gleicher Art und Weise auslesen.
Für alle Wasserzeichen verwendbare Informationen (auch als mehrfach-verwendbare Informationen bezeichnet) können beispielsweise ebenfalls aus dem Trägersignal gewonnen werden. Beispielsweise kann ein
Synchronisationssignal, das für alle Wasserzeichen
(bzw. zumindest für eine Mehrzahl von Wasserzeichen) gültig ist, aus dem Trägersignal gewonnen werden.
Ferner kann (z. B. durch den Detektor) aufgrund der
Einbetterinformationen gezielt nach enthaltenen
Wasserzeichen gesucht werden.
Da ein herkömmlicher Detektor keine Informationen darüber besitzt, wie viele Wasserzeichen in dem Trägersignal enthalten sind, müsste der Detektor nach allen möglichen Einbetterinformationen suchen. Um diesem Problem zu begegnen, kann man beispielsweise diese Anzahl (also die Anzahl der möglichen Wasserzeichen) im Vorfeld begrenzen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann man aber, beispielsweise hinter der Synchronisationssequenz, einen gewissen Zeitschlitz (oder eine andere Ressource) frei lassen, in den beispielsweise jeder Einbetter eine Generationsinformation einfügen darf.
Gemäß einem Aspekt wird es bevorzugt, dass das Einbettungsverfahren hierbei (für mehrere Einbetter) immer das gleiche ist. Beispielsweise kann jeder Einbetter von Generationsinformationen das gleiche Synchronisationsband verwenden. Ferner kann beispielsweise jeder Einbetter von Generationsinformationen die gleiche Spreizsequenz bzw. das gleiche Einbettungsverfahren verwenden. Somit kann beispielsweise ein Extraktor mit dem gleichen Verfahren (bzw. mit der gleichen Spreizsequenz) die Generationsinformationen aller Einbetter (oder zumindest einer Mehrzahl von Einbettern) in gleicher Weise auslesen, ohne die Extraktionskomplexität zu steigern. Somit ist es vorteilhaft, wenn das Einbettungsverfahren für die Generationsinformationen für alle Einbetter identisch ist.
Basierend auf der Kenntnis der Generationsinformationen (d. h. der Anzahl der Wasserzeichen) weißt ein Extraktor beispielsweise genau, nach wie vielen Wasserzeichen er suchen muss. Eine (herkömmlicherweise oft auftretende) sinnlose Suche nach nicht vorhandenen Wasserzeichen entfällt somit .
Gemäß einem weiteren Aspekt können so genannte Ableitungsfunktionen für Einbetterinformationen verwendet werden. Details diesbezüglich werden im Folgenden kurz zusammengefasst . Bei einem Spreizbandverfahren bettet ein Einbetter beispielsweise diese Sequenz (also beispielsweise eine Spreizsequenz) in das Trägersignal ein. Somit wird es bevorzugt, dass die Sequenz bzw. die Spreizsequenz dem Detektor bekannt ist, damit dieser die in dem Trägersignal vorhandene Sequenz bzw. Spreizsequenz erkennen kann, und damit der Detektor somit die in dem Trägersignal enthaltene Wasserzeicheninformation extrahieren kann. Jeder nachträglich hinzugefügte Einbetter hat somit
(herkömmlicherweise) eine Aktualisierung (bzw. ein
„Update") der Extraktoren zur Folge. Auch bei anderen
Wasserzeichenverfahren ist es in manchen Fällen erforderlich, dass der Detektor eine bestimmte Information vom Einbetter zur Detektion kennt. Dieses Erfordernis kann beispielsweise dann umgangen werden, wenn die genannten Informationen (in diesem
Beispiel die Spreizsequenzen) aus einer festen Datenmenge
(z. B. aus einem Startwert) mittels einer geeigneten Ableitungsfunktion berechnet werden. Ein neuer Einbetter kann beispielsweise die Ableitungsfunktion so oft auf den
Startwert anwenden, wie es schon vergebene Einbetter und somit auch Spreizsequenzen gibt.
In einigen Fällen kann der so berechnete Wert (also der durch einmaliges oder mehrmaliges Anwenden der Ableitungsfunktion aus dem Startwert berechnete Wert) nicht direkt als Spreizsequenz verwendet werden. So bestehen bei einer Spreizsequenz diverse Anforderungen z. B. an die Korrelationseigenschaften und an das Spektrum. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der durch Anwendung der Ableitungsfunktion auf den Startwert berechnete Wert als Grundlage (sogenannte „Seed") zur Erzeugung der eigentlichen Spreizsequenz dienen. Bei anderen Wasserzeichenverfahren (die beispielsweise keine Spreizsequenz verwenden) kann der durch einmalige oder mehrmalige Anwendung der Ableitungsfunktion auf den Startwert erhaltene Wert ebenso als Basis für eine entsprechende Datenmodulation dienen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ergibt sich eine weitere Eigenschaft durch die Verwendung von so genannten Einwegfunktionen für die Ableitung. So können beispielsweise aus einem abgeleiteten Wert nur jeweils die hierarchisch darunter liegenden Werte berechnet werden. Damit kann man beispielsweise dem Extraktor Zugriffsrechte erteilen. Besitzt ein Detektor beispielsweise die Kenntnis über den „obersten" Startwert, so kann er alle Wasserzeichen extrahieren. Ein Detektor, dem als Startwert z. B. nur der zweimalig abgeleitete Wert bekannt ist, kann die zwei (darüber liegenden) Sequenzen nicht erzeugen und somit die Wasserzeichen von zwei Einbettern nicht auslesen. Wird hingegen als Ableitungsfunktion anstelle einer Einwegsfunktion eine normale (beispielsweise mit geringem Rechenaufwand umkehrbare) Ableitungsfunktion verwendet, so ist beispielsweise eine unmittelbare Vergabe von Zugriffsrechten nicht möglich. Dennoch besteht die Möglichkeit, eine Folge von nahezu beliebig vielen Einbettungsparameterwerten bzw. Detektionsparameterwerten erhalten zu können.
Im Folgenden werden einige Verbesserungen und Vorteile gegenüber dem Stand der Technik beschrieben, die gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung erzielt werden können.
Gemäß einigen der im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebenen Ausführungsbeispiele ist es möglich, mehrere Wasserzeichen in ein Trägersignal einzubetten oder mehrere Wasserzeichen aus einem Trägersignal auszulesen. Dabei kann beispielsweise eine Detektionskomplexität gegenüber einer unabhängigen Detektion verringert bzw. minimiert werden. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung sinken ein Speicherbedarf und/oder ein Energiebedarf bei einer Detektion von Wasserzeichen.
Bei einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist es möglich, mehrere Wasserzeichen in ein Trägersignal einzubetten und so auszulesen, dass nur die Wasserzeichen ausgelesen werden, die tatsächlich enthalten sind, bzw. auf die man zugreifen darf. Bei einigen Ausführungsbeispielen können sinnlose Detektionsversuche entfallen.
Bei einigen Ausführungsbeispielen muss ein Detektor nicht alle zur Detektion notwendigen Einbetterinformationen kennen. Vielmehr können bei einigen Ausführungsbeispielen nachträgliche Einbetter erkannt werden, ohne dass der Detektor aktualisiert werden muss. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann ferner ein Detektor (bzw. sogar jeder Detektor) implizit Zugriffsrechte für diese Wasserzeichen erhalten.
Im Folgenden wird noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Zunächst wird dabei die Einbettung beschrieben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sucht der Einbetter in dem Trägersignal beispielsweise nach vorhandenen Wasserzeichen, indem er eine Synchronisationssequenz sucht. Da der Einbetter
(beispielsweise bei der ersten Einbettung eines
Wasserzeichens in ein Trägersignal) der erste Einbetter ist, wird beispielsweise keine solche Sequenz gefunden. Der
Einbetter bzw. der erste- Einbetter fügt daher die Synchronisationssequenz ein. Zudem kann der Einbetter bzw. erste Einbetter zudem signalisieren, dass er der erste Einbetter ist. Dabei kann der erste Einbetter die Daten (beispielsweise die Signalisierungsdaten, die anzeigen, dass er der erste Einbetter ist) mit (beispielsweise zu dem Trägersignal) hinzufügen. Beispielsweise kann der erste Einbetter die Daten in einem freien Zeitschlitz nach der Synchronisationssequenz oder in einem separaten Band parallel zu der Synchronisationssequenz hinzufügen. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Daten parallel zu der Synchronisationssequenz hinzugefügt.
Im Folgenden wird eine mögliche Vorgehensweise bei einer Durchführung weiterer Einbettungen beschrieben. Der Einbetter kann auch in diesem Fall beispielsweise wieder nach der bekannten Synchronisationssequenz suchen. Die bekannte Synchronisationssequenz kann dabei im Übrigen als ein Hinweis auf die Existenz von Wasserzeichen gewertet werden. Findet der Einbetter (beispielsweise bei einer weiteren Einbettung) die bekannte Synchronisationssequenz, so kann er beispielsweise nach der Signalisierung des ersten Einbetters eine Information hinzufügen, die anzeigt, dass er der zweite Einbetter ist. Die entsprechenden Daten können wiederum parallel zu der Synchronisationssequenz hinzugefügt werden. Die Daten können aber ferner auch anderweitig zu dem Trägersignal hinzugefügt werden, z. B. in einem Zeitschlitz im Anschluss an die Synchronisationssequenz .
Im Folgenden wird noch eine beispielhafte Vorgehensweise bei der Detektion beschrieben. Ein Detektor kann beispielsweise nach den Einbetterinformationen suchen und findet (beispielsweise im Anschluss an die oben beschriebenen Einbettungen) das Synchronisationssignal und die Signalisierungen von dem ersten und dem zweiten Einbetter. Der Detektor leitet somit beispielsweise die notwendigen Extraktionsparameter ab, die er zur Detektion der Wasserzeichen benötigt. Ferner extrahiert der Detektor beispielsweise genau diese zwei Wasserzeichendaten. Da beispielsweise beide Wasserzeichen (also beispielsweise das von dem ersten Einbetter eingebettete Wasserzeichen und das von dem weiteren bzw. zweiten Einbetter eingebettete Wasserzeichen) auf das gleiche Synchronisationssignal aufbauen, wird beispielsweise die Synchronisation nur einmal für alle Wasserzeichen durchgeführt. Ferner braucht beispielsweise nicht nach weiteren Wasserzeichen gesucht werden.
Zusammenfassend ist somit festzuhalten, dass die vorliegende Erfindung gemäß einigen Aspekten eine Vorrichtung und ein Verfahren zur mehrfachen Wasserzeichen- Einbettung und Wasserzeichen-Extraktion schafft. Durch einige Ausführungsbeispiele der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine mehrfache Wasserzeicheneinbettung in Trägerdaten bzw. in ein Trägersignal zu ermöglichen, so dass eine Detektion mit begrenzter Komplexität bzw. mit geringerer Komplexität als bei herkömmlichen Anordnungen möglich ist.
Das entsprechende Konzept ist vorteilhaft einsetzbar, da es für die verschiedensten Anwendungsfälle erwünscht oder sogar notwendig ist, nicht nur ein einziges Wasserzeichen, sonder mehrere unabhängige Wasserzeichen einzubetten. Die meisten Wasserzeichenverfahren sind im Übrigen für die Einbettung von einem Wasserzeichen ausgelegt, auch wenn das entsprechende Verfahren prinzipiell eine mehrfache Einbettung erlaubt.
Herkömmlicherweise nimmt eine Detektionskomplexität und ein Speicherbedarf mit einer Anzahl an möglichen Wasserzeichen gleichmäßig zu. Ferner besitzt herkömmlicherweise ein Detektor meist keine Informationen darüber, wie viele und welche Wasserzeichen in Trägersignalen tatsächlich vorhanden sind. Er muss somit beispielsweise versuchen, alle möglichen Wasserzeichen zu detektieren.
Gemäß einem Aspekt der in der vorliegenden Beschreibung beschriebenen Ausführungsbeispiele wird vor jedem Einbettungsvorgang das Trägersignal auf eventuell vorhandene Wasserzeichen untersucht. Wird ein bereits bestehendes Wasserzeichen detektiert, so werden beispielsweise die neuen Wasserzeichen abhängig von dem ursprünglichen Wasserzeichen in einer Art und Weise eingefügt, die es dem Detektor ermöglicht, gemeinsame Verfahren für alle Wasserzeichen gleichermaßen zu nutzen.
Gemäß einem weiteren Aspekt einiger der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele kann eine Einbettung von zusätzlichen Informationen, die sowohl dem Extraktor Informationen über die einzelnen Einbetter liefert, als auch einem weiteren Einbetter Informationen über jeden weiteren (bzw. vorhergehenden) Einbettungsprozess liefert, erfolgen. Eine Extraktionsweise für diese Informationen kann beispielsweise unabhängig vom Einbetter sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt einiger der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele werden die einbetterabhängigen Informationen nicht willkürlich gewählt, sonder definiert voneinander abgeleitet. Im Folgenden werden einige Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung beschrieben.
Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Einbetten eines einzubettenden Wasserzeichens in eine Informationsdarstellung. Das Verfahren gemäß der Fig. 11 ist in seiner Gesamtheit mit 1100 bezeichnet. Das Verfahren 1100 umfasst in einem ersten Schritt 1110 ein Erkennen einer bereits in der Informationsdarstellung enthaltenen Wasserzeicheninformation. Das Verfahren 1100 umfasst ferner in dem zweiten Schritt 1120 ein Versehen der Informationsdarstellung mit dem Wasserzeichen in Abhängigkeit von der in der Informationsdarstellung erkannten Wasserzeicheninformation, um eine mit dem einzubettenden Wasserzeichen versehene
Informationsdarstellung zu erhalten.
Fig. 12 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren von zumindest zwei Wasserzeichen in einer mit Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung. Das Verfahren gemäß der Fig. 12 ist in seiner Gesamtheit mit 1200 bezeichnet. Das Verfahren 1200 umfasst in einem ersten Schritt 1210 ein Identifizieren einer mehrfach-verwendbaren Wasserzeichen-Information in der mit einem Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung. Das Verfahren 1210 umfasst ferner in einem zweiten Schritt 1220 ein Extrahieren eines ersten Wasserzeichens aus der Informationsdarstellung unter Ausnutzung der mehrfachverwendbaren Wasserzeicheninformation. Das Verfahren 1200 umfasst ferner in einem dritten Schritt 1230 ein Extrahieren eines zweiten Wasserzeichens aus der Informationsdarstellung unter Ausnutzung der mehrfachverwendbaren Wasserzeicheninformation .
Der zweite Schritt 1220 und der dritte Schritt 1230 können im Übrigen beispielsweise nacheinander ausgeführt werden. Alternativ dazu können der zweite Schritt 1220 und der dritte Schritt 1230 aber auch parallel, gleichzeitig oder zumindest zeitlich überlappend ausgeführt werden.
Fig. 13 zeigt eine graphische Darstellung eines Verfahrens zum Einbetten eines einzubettenden Wasserzeichens in eine Eingangs-Informationsdarstellung. Das Verfahren gemäß der Fig. 13 ist in seiner Gesamtheit mit 1300 bezeichnet. Das Verfahren 1300 umfasst ein Versehen 1310 der Eingangsinformationsdarstellung mit einem Wasserzeichen und einer hinzuzufügenden Zusatzinformation, um eine mit dem Wasserzeichen und der hinzuzufügende Zusatzinformation versehene Informationsdarstellung zu erhalten. Die hinzuzufügende Zusatzinformation umfasst dabei eine beschreibende Information im Hinblick auf die Einbettung zumindest eines Wasserzeichens in die Eingangsinformationsdarstellung .
Fig. 14 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren von zumindest einem Wasserzeichen in einer Eingangs-Informationsdarstellung. Das Verfahren gemäß der Fig. 14 ist in seiner Gesamtheit mit 1400 bezeichnet. Das Verfahren 1400 umfasst in einem ersten Schritt 1410 ein Extrahieren einer Einbettungsinformation, die eine beschreibende Information im Hinblick auf die Einbettung zumindest eines Wasserzeichens in die Informationsdarstellung umfasst, aus der Informationsdarstellung. Das Verfahren 1400 umfasst ferner in einem zweiten Schritt 1420 ein Extrahieren eines oder mehrerer in der Eingangs-Informationsdarstellung enthaltener Wasserzeichen in Abhängigkeit von der Einbettungsinformation .
Fig. 15 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Einbetten eines Wasserzeichens in eine Informationsdarstellung. Das Verfahren gemäß der Fig. 15 ist in seiner Gesamtheit mit 1500 bezeichnet. Das Verfahren 1500 umfasst in einem ersten Schritt 1510 ein einmaliges oder mehrmaliges Anwenden einer Ableitungsfunktion auf einen Anfangswert, um einen Einbettungsparameter zur Einbettung des Wasserzeichens in die Informationsdarstellung zu erhalten. Das Verfahren 1500 umfasst ferner in einem zweiten Schritt 1520 ein Versehen der Informationsdarstellung mit dem Wasserzeichen unter Verwendung des Einbettungsparameters.
Fig. 16 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Detektieren von zumindest einem Wasserzeichen in einer mit dem Wasserzeichen versehenen Informationsdarstellung. Das Verfahren gemäß der Fig. 16 ist in seiner Gesamtheit mit 1600 bezeichnet. Das Verfahren 1600 umfasst in einem ersten Schritt 1610 ein einmaliges oder mehrmaliges Anwenden einer Ableitungsfunktion auf einen Anfangswert, um einen Detektionsparameter zum Detektieren des Wasserzeichens in der Informationsdarstellung zu erhalten. Das Verfahren 1600 umfasst ferner in einem zweiten Schritt 1620 ein Extrahieren des Wasserzeichens aus der Informationsdarstellung unter Verwendung des Detektionsparameters .
Die Verfahren 1200 - 1600 gemäß den Fig. 12 - 16 können im Übrigen um all diejenigen Schritt und/oder Merkmale ergänzt werden, die im Rahmen der vorliegenden Beschreibung auch im Hinblick auf die beschriebenen Vorrichtungen erläutert wurden. Ferner können die im Rahmen der vorliegenden Beschreibung dargestellten Verfahren auch durch ein Computerprogramm realisiert werden.
In anderen Worten, die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren kann in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementation kann auf einem digitalen Speichermedium, beispielsweise einer Diskette, einer CD, einer DVD, einem ROM, einem PROM, einem EPROM, einem EEPROM, oder einem FLASH-Speicher, mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Allgemein besteht die vorliegende Erfindung somit auch in einem Computer-Programm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computerprogramm-Produkt auf einem Rechner abläuft. In anderen Worten ausgedrückt, die Erfindung kann als ein Computer-Programm mit einem Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens realisiert werden, wenn das Computer-Programm auf einem Computer abläuft.

Claims

Patentansprüche
1. Einbetter (500; 700) zum Einbetten eines einzubettenden Wasserzeichens in eine Eingangs- Informationsdarstellung (510; 710) , mit folgenden Merkmalen:
einem Einbettungsparameter-Bestimmer (520; 750) , der ausgelegt ist, um eine Ableitungsfunktion auf einen Anfangswert einmal oder mehrmals anzuwenden, um einen Einbettungsparameter zur Einbettung des einzubettenden Wasserzeichens in die Eingangs-Informationsdarstellung zu erhalten; und
einem Wasserzeichen-Hinzufüger, der ausgelegt ist, um die Eingangs-Informationsdarstellung mit dem einzubettenden Wasserzeichen unter Verwendung des Einbettungsparameters zu versehen,
wobei der Einbetter ausgelegt ist, um auszuwählen, wie oft die Ableitungsfunktion auf den Anfangswert anzuwenden ist, um den Einbettungsparameter zu erhalten.
2. Einbetter (500; 700) gemäß Anspruch 1, wobei der Einbettungsparameter-Bestimmer (520; 750) ausgelegt ist, um einen Indexparameter zu empfangen, und um in Abhängigkeit von dem Indexparameter festzulegen, wie oft die Ableitungsfunktion auf den vorgegebenen Anfangswert anzuwenden ist, um den Einbettungsparameter (526; 752) zu erhalten.
3. Einbetter (500; 700) gemäß Anspruch 2, wobei der Einbetter einen Wasserzeichen-Informations-Erkenner (730) aufweist, der ausgelegt ist, um eine bereits in der Eingangs-Informationsdarstellung (510; 710) enthaltene Wasserzeicheninformation zu detektieren, um eine Information (738) über eine Anzahl von bereits in der Eingangs-Informationsdarstellung enthaltenen Wasserzeichen zu erhalten, und
wobei der Wasserzeichen-Informations-Erkenner ausgelegt ist, um basierend auf der Information (738) über die Anzahl der bereits in der Eingangsinformationsdarstellung (510; 710) enthaltenen Wasserzeichen einen oder mehrere Indexparameter für den Einbettungsparameter-Bestimmer zu liefern.
4. Einbetter (500; 700) gemäß Anspruch 3, wobei der
Wasserzeichen-Informations-Erkenner (730) ausgelegt ist, um eine in der Eingangs-Informationsdarstellung
(510; 710) enthaltene Zusatzinformation, die eine Information darüber trägt, wie viele Wasserzeichen in der Eingangs-Informationsdarstellung enthalten sind, zu erkennen, und um die Information über die Anzahl von bereits in der Eingangs-Informationsdarstellung enthaltenen Wasserzeichen aus der Zusatzinformation zu erhalten.
5. Einbetter (500; 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Einbettungsparameter-Bestimmer (520; 750) ausgelegt ist, um als Einbettungsparameter (526; 752) einen Einbettungscode zu erhalten, und
wobei der Wasserzeichen-Hinzufüger ausgelegt ist, um die Eingangs-Informationsdarstellung mit dem einzubettenden Wasserzeichen (532; 742) unter Verwendung des Einbettungscodes als Spreizcode zu versehen.
6. Einbetter (500; 700) gemäß Anspruch 5, wobei der Einbettungsparameter-Bestimmer (520; 750) ausgelegt ist, um durch einmalige oder mehrmalige Anwendung der Ableitungsfunktion auf den Anfangswert einen Zwischenergebniswert zu erhalten, und um den Zwischenergebniswert als Startwert für einen Spreizcode-Bestiminungsalgorithmus zu verwenden, um durch Anwendung des Spreizcode-Bestimmungsalgorithmus auf den Startwert einen Spreizcode zu erhalten.
7. Einbetter (500; 700) gemäß Anspruch 6, wobei der Spreizcode-Bestimmungsalgorithmus ausgelegt ist, um basierend auf dem Startwert einen Spreizcode zu erzeugen, der einen Mehrzahl von Einzelwerten umfasst, deren Korrelationseigenschaften ein vorgegebenes Kriterium erfüllen.
8. Einbetter (500; 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis
7, wobei der Einbetter ausgelegt ist, um eine Mehrzahl von Wasserzeichen in die Eingangs- Informationsdarstellung (510; 710) einzubetten, und
wobei der Einbettungsparameter-Bestimmer ausgelegt ist, um die Ableitungsfunktion m-mal auf den Anfangswert anzuwenden, um einen Einbettungsparameter zur Einbettung eines ersten einzubettenden
Wasserzeichens in die Eingangs-Informationsdarstellung
(510; 710) zu erhalten, und um die Ableitungsfunktion n-mal auf den Anfangswert anzuwenden, um einen
Einbettungsparameter zur Einbettung eines zweiten einzubettenden Wasserzeichens in die Eingangsinformationsdarstellung zu erhalten,
wobei m ≠ n.
9. Einbetter (500; 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis
8, wobei die Ableitungsfunktion eine kryptographische Einwegsfunktion ist.
10. Einbetter (500; 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Einbetter ausgelegt ist, um als die
Eingangs-Informationsdarstellung ein Audiosignal, das eine Audioinformation darstellt, ein Bildsignal, das eine Bildinformation darstellt, ein Textsignal, das einen Text darstellt, oder ein Computerprogrammsignal, das ein Computerprogramm darstellt, zu verarbeiten.
11. Einbetter (500; 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Einbetter eine elektronische oder photonische Schaltung aufweist, die zumindest eine Teilfunktion des Einbetters realisiert.
12. Einbetter (500; 700) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Wasserzeichen-Hinzufüger (530; 740) ausgelegt ist, um der Eingangs-Informationsdarstellung (510; 710) als Wasserzeichen eine codierte Information hinzuzufügen .
13. Einbetter (500; 700) gemäß Anspruch 12, wobei der Wasserzeichen-Hinzufüger (530; 740) ausgelegt ist, um Informationswerte der Eingangs-Informationsdarstellung (510; 710) zu verändern, um der Eingangsinformationsdarstellung das Wasserzeichen hinzuzufügen.
14. Detektor (600; 800) zum Detektieren zumindest eines Wasserzeichens in einer mit dem Wasserzeichen versehenen Eingangs-Informationsdarstellung (610; 810), mit folgenden Merkmalen:
einem Detektionsparameter-Bestimmer (620; 850) der ausgelegt ist, um eine Ableitungsfunktion auf einen Anfangswert einmal oder mehrmals anzuwenden, um einen Detektionsparameter zur Detektion des Wasserzeichens in der Eingangs-Informationsdarstellung zu erhalten; und
einem Wasserzeichen-Extraktor (630; 840), der ausgelegt ist, um das Wasserzeichen unter Verwendung des Detektionsparameters (626; 852) aus der Eingangsinformationsdarstellung zu extrahieren, wobei der Detektor ausgelegt ist, um auszuwählen, wie oft die Ableitungsfunktion auf den Anfangswert anzuwenden ist, um den Einbettungsparameter zu erhalten.
15. Detektor (600; 800) gemäß Anspruch 14, wobei der Detektionsparameter-Bestimmer (620; 850) ausgelegt ist, um einen Indexparameter zu empfangen, und um in Abhängigkeit von dem Indexparameter festzulegen, wie oft die Ableitungsfunktion auf den vorgegebenen Anfangswert anzuwenden ist, um den Detektionsparameter (626; 852) zu erhalten.
16. Detektor (600; 800) gemäß Anspruch 15, wobei der Detektor einen Wasserzeichen-Informations-Erkenner
(830) aufweist, der ausgelegt ist, um eine in der Eingangs-Informationsdarstellung (610; 810) enthaltene Wasserzeicheninformation zu erkennen, um eine Information über eine Anzahl von in der Eingangs- Informationsdarstellung enthaltenen Wasserzeichen zu erhalten, und
wobei der Wasserzeichen-Informations-Erkenner (830) ausgelegt ist, um basierend auf der Information über die Anzahl der in der Eingangs-Informationsdarstellung enthaltenen Wasserzeichen einen oder mehrere Indexparameter für den Detektionsparameter-Bestimmer zu liefern.
17. Detektor (600; 800) gemäß Anspruch 16, wobei der Wasserzeichen-Informations-Erkenner (830) ausgelegt ist, um eine in der Eingangs-Informationsdarstellung (610; 810) enthaltene Zusatzinformation, die eine Information darüber trägt, wie viele Wasserzeichen in der Eingangs-Informationsdarstellung enthalten sind, zu erkennen, und um die Information über die Anzahl von in der Eingangs-Informationsdarstellung enthaltenen Wasserzeichen aus der Zusatzinformation zu erhalten.
18. Detektor (600; 800) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei der Detektionsparameter-Bestimmer (620; 850) ausgelegt ist, um als Detektionsparameter (626; 852) einen Detektionscode bereitzustellen, und
wobei der Wasserzeichen-Extraktor (630; 840) ausgelegt ist, um ein Wasserzeichen unter Verwendung des Detektionscodes als Spreizcode aus der Eingangsinformationsdarstellung (610; 810) zu extrahieren.
19. Detektor (600; 800) gemäß Anspruch 18, wobei der Detektionsparameter-Bestimmer (620; 850) ausgelegt ist, um durch einmalige oder mehrmalige Anwendung der Ableitungsfunktion auf den Anfangswert einen Zwischenergebniswert zu erhalten, und um den Zwischenergebniswert als Startwert für einen Spreizcode-Bestimmungsalgorithmus zu verwenden, um durch Anwenden des Spreizcode-Bestimmungsalgorithmus auf den Startwert den Spreizcode zu erhalten.
20. Detektor (600; 800) gemäß Anspruch 19, wobei der Spreizcode-Bestimmungsalgorithmus ausgelegt ist, um basierend auf dem Startwert einen Spreizcode zu erzeugen, der eine Mehrzahl von Einzelwerten umfasst, deren Korrelationseigenschaften ein vorgegebenes Kriterium erfüllen.
21. Detektor (600; 800) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei der Detektor ausgelegt ist, um eine Mehrzahl von Wasserzeichen aus der Eingangsinformationsdarstellung (610; 810) zu extrahieren, und
wobei der Detektionsparameter-Bestimmer (620; 850) ausgelegt ist, um die Ableitungsfunktion m-mal auf den Anfangswert anzuwenden, um einen Detektionsparameter zur Extraktion eines ersten Wasserzeichens aus der Eingangs-Informationsdarstellung zu erhalten, und um die Ableitungsfunktion n-mal auf den Anfangswert anzuwenden, um einen Detektionsparameter zur Extraktion des zweiten Wasserzeichens aus der Eingangs-Informationsdarstellung zu erhalten,
wobei m ≠ n.
22. Detektor (600; 800) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei die Ableitungsfunktion eine kryptographische Einwegsfunktion ist.
23. Detektor (600; 800) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei der Detektor ausgelegt ist, um als die
Eingangs-Informationsdarstellung ein Audiosignal, das eine Audioinformation darstellt, ein Bildsignal, das eine Bildinformation darstellt, ein Textsignal, das einen Text darstellt, oder ein Computerprogrammsignal, das ein Computerprogramm darstellt, zu verarbeiten.
24. Detektor (600; 800) gemäß einem der Ansprüche 14 bis
23, wobei der Detektor eine elektronische oder photonische Schaltung aufweist, die zumindest eine
Teilfunktion des Detektors realisiert.
25. Detektor (600; 800) gemäß einem der Ansprüche 14 bis
24, wobei der Wasserzeichen-Extraktor ausgelegt ist, um der Eingangs-Informationsdarstellung (510; 710) als
Wasserzeichen eine codierte Information hinzuzufügen.
26. Verfahren (1500) zum Einbetten eines Wasserzeichens in eine Eingangs-Informationsdarstellung, mit folgenden Schritten: Auswählen, wie oft eine Ableitungsfunktion auf einen Anfangswert anzuwenden ist, um einen Einbettungsparameter zu erhalten;
einmaliges oder mehrmaliges Anwenden der Ableitungsfunktion auf den Anfangswert, um einen Einbettungsparameter zur Einbettung des Wasserzeichens in die Eingangs-Informationsdarstellung zu erhalten; und
Versehen der Eingangs-Informationsdarstellung mit dem Wasserzeichen unter Verwendung des Einbettungsparameters .
27. Verfahren (1600) zum Detektieren zumindest eines Wasserzeichens in einer mit dem Wasserzeichen versehenen Eingangs-Informationsdarstellung, mit folgenden Schritten:
Auswählen, wie oft eine Ableitungsfunktion auf einen Anfangswert anzuwenden ist, um einen Detektionsparameter zu erhalten;
einmaliges oder mehrmaliges Anwenden der Ableitungsfunktion auf den Anfangswert, um einen Detektionsparameter zum Detektieren des Wasserzeichens in der Eingangs-Informationsdarstellung zu erhalten; und
Versehen der Eingangs-Informationsdarstellung mit dem Wasserzeichen unter Verwendung des Detektionsparameters .
28. Computerprogramm zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 26 oder 27, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
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