專利名稱：在媒體信號(hào)中嵌入信號(hào)相關(guān)屬性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及媒體信號(hào)分發(fā)的領(lǐng)域，尤其涉及的是一種用于對(duì)已處理媒體信號(hào)的分發(fā)進(jìn)行簡(jiǎn)化的方法、設(shè)備、信號(hào)、系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，以及一種用于分發(fā)媒體信號(hào)的方法和設(shè)備。
眾所周知，通過(guò)對(duì)媒體信號(hào)標(biāo)記水印，可以防止媒體信號(hào)的非法復(fù)制及分發(fā)和/或追蹤非法分發(fā)的內(nèi)容。由此，舉例來(lái)說(shuō)，媒體信號(hào)的合法擁有者可以檢測(cè)是否非法復(fù)制了媒體信號(hào)。所述媒體信號(hào)通常是視頻或音頻信號(hào)，但是應(yīng)該了解，媒體信號(hào)決不僅限于這兩種類型的信號(hào)。
隨著因特網(wǎng)的引入，由于允許從電子內(nèi)容傳送系統(tǒng)下載媒體信號(hào)，在媒體內(nèi)容分發(fā)領(lǐng)域中爆發(fā)了一場(chǎng)革命。內(nèi)容供應(yīng)商于是可以具有一個(gè)由不同的媒體信號(hào)組成的數(shù)據(jù)庫(kù)，并且可以借助因特網(wǎng)而將這些內(nèi)容的副本傳送到不同的用戶。這些內(nèi)容通常會(huì)依照某種壓縮方案進(jìn)行壓縮，例如AAC音頻或MPEG-2視頻。然后，該內(nèi)容的購(gòu)買(mǎi)者通常期望即時(shí)或直接地傳遞內(nèi)容或訪問(wèn)內(nèi)容。為了維護(hù)這些媒體信號(hào)的合法復(fù)制，有必要使用一個(gè)有可能唯一的水印來(lái)為所分發(fā)的各個(gè)副本標(biāo)記水印。
然而，在很多情況下，標(biāo)記水印有可能相當(dāng)耗時(shí)，并且包含了復(fù)雜的計(jì)算操作，這意味著如果在傳遞媒體信號(hào)之前執(zhí)行水印標(biāo)記，那么在傳遞過(guò)程中有可能存在相當(dāng)大的延遲。
用于減少這種傳遞延遲的一種方法是在創(chuàng)建信號(hào)的時(shí)候立即為信號(hào)標(biāo)記水印并對(duì)其進(jìn)行壓縮。W01/06703對(duì)音頻內(nèi)容傳遞處理進(jìn)行了描述，其中信號(hào)會(huì)在創(chuàng)建的時(shí)候標(biāo)記水印，然后會(huì)在傳遞到網(wǎng)絡(luò)分發(fā)者之前進(jìn)行壓縮，其中該信號(hào)是從網(wǎng)絡(luò)分發(fā)者分發(fā)到不同客戶的。
然而，通常更希望的是盡可能晚地為所傳遞的信號(hào)標(biāo)記水印，以便在其中包含諸如定購(gòu)了該媒體信號(hào)的客戶的身份之類的信息，這在通過(guò)客戶對(duì)該內(nèi)容下訂單而識(shí)別出客戶之前是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。然后，水印中的這個(gè)信息可被用于對(duì)內(nèi)容進(jìn)行法律方面的追蹤。此外，通常希望在標(biāo)記了水印之后才執(zhí)行壓縮，在這種情況下，壓縮同樣必須盡可能晚地執(zhí)行。壓縮媒體信號(hào)的處理也有可能非常耗時(shí)。所傳遞的信號(hào)的質(zhì)量也通?？梢杂煽蛻魜?lái)進(jìn)行選擇，在這種情況下，較為有利的同樣是盡可能晚地將壓縮轉(zhuǎn)化為可傳遞的格式。這意味著在內(nèi)容供應(yīng)商想要同時(shí)向不同客戶傳遞媒體信號(hào)的眾多副本的情況下，如果針對(duì)每一個(gè)媒體信號(hào)副本所進(jìn)行的水印標(biāo)記和壓縮是很晚執(zhí)行的，那么這些處理將會(huì)耗費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，這有可能導(dǎo)致眾多客戶在經(jīng)過(guò)了相當(dāng)大的延遲之后才能接收到其定購(gòu)的媒體信號(hào)，這在很多情況下都是無(wú)法接受的。
然而，如果提前執(zhí)行與壓縮和/或水印標(biāo)記有關(guān)的預(yù)計(jì)算，那么在接收到訂單的時(shí)候，為媒體內(nèi)容執(zhí)行水印標(biāo)記和/或壓縮的速度將會(huì)顯著提升。然后，與媒體信號(hào)相關(guān)的預(yù)計(jì)算結(jié)果必須加以存儲(chǔ)，而這需要附加的存儲(chǔ)器空間。此外，為了明了不同的預(yù)計(jì)算結(jié)果所歸屬的媒體信號(hào)，必須具有一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。
由此需要提供一種媒體信號(hào)的水印標(biāo)記和/或壓縮，其中所述處理的速度更快，同時(shí)還可以使附加數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間盡可能小，此外還能夠使用于定位附加內(nèi)容的系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單。
因此，本發(fā)明的目的是在執(zhí)行傳遞處理的時(shí)候提供較快的媒體信號(hào)水印標(biāo)記和/或壓縮，同時(shí)將預(yù)計(jì)算處理所產(chǎn)生的附加數(shù)據(jù)所需要的附加存儲(chǔ)空間保持在盡可能小的程度，此外還有可能避免復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)管理協(xié)議。
依照本發(fā)明的第一個(gè)方面，該目標(biāo)是借助一個(gè)用于簡(jiǎn)化分發(fā)已處理媒體信號(hào)的方法實(shí)現(xiàn)的，其中包括以下步驟(a)確定媒體信號(hào)的至少一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合，(b)將信號(hào)相關(guān)屬性嵌入媒體信號(hào)，以及(c)存儲(chǔ)如此修改的媒體信號(hào)，以便可以在要分發(fā)媒體信號(hào)的時(shí)候提取這些信號(hào)相關(guān)屬性，并且將其用于處理媒體信號(hào)。
依照本發(fā)明的第二個(gè)方面，該目標(biāo)還借助一個(gè)用于分發(fā)已處理媒體信號(hào)的方法實(shí)現(xiàn)的，其中包括以下步驟(d)檢索經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)，其中該信號(hào)是通過(guò)在媒體信號(hào)中嵌入至少一個(gè)與媒體信號(hào)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)相關(guān)屬性集合來(lái)獲取的，
(e)從經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)中提取至少一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合，(f)使用所述信號(hào)相關(guān)屬性集合來(lái)處理所述媒體信號(hào)，以及(g)為至少一個(gè)接收方提供如此處理的媒體信號(hào)。
此外，依照本發(fā)明的第三個(gè)方面，該目標(biāo)還借助一種用于簡(jiǎn)化分發(fā)已處理媒體信號(hào)的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中該設(shè)備包括至少一個(gè)屬性確定單元，用于確定媒體信號(hào)的一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合，嵌入單元，用于將信號(hào)相關(guān)屬性嵌入到媒體信號(hào)中，以便提供一個(gè)經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)，以及存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)如此修改的媒體信號(hào)，以便可以在要分發(fā)媒體信號(hào)的時(shí)候從所述經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)中提取這些信號(hào)相關(guān)屬性，并且之后將其用于處理媒體信號(hào)。
此外，依照本發(fā)明的第四個(gè)方面，該目標(biāo)還借助一種用于分發(fā)媒體信號(hào)的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中該設(shè)備包括提取單元，該單元被安排用來(lái)從媒體信號(hào)存儲(chǔ)裝置中檢索經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)，其中所述經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)是通過(guò)在媒體信號(hào)中嵌入至少一個(gè)與媒體信號(hào)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)相關(guān)屬性集合獲得的，此外該單元還用來(lái)提取至少一個(gè)所述信號(hào)相關(guān)屬性集合，至少一個(gè)信號(hào)處理單元，該單元被安排用來(lái)使用所述信號(hào)相關(guān)屬性集合來(lái)處理所述媒體信號(hào)，用于為至少一個(gè)接收方提供已處理媒體信號(hào)的裝置。
此外，本發(fā)明的目標(biāo)還可以由依照權(quán)利要求28的信號(hào)、依照權(quán)利要求29的系統(tǒng)以及依照權(quán)利要求30的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于在媒體信號(hào)中嵌入一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合的處理而言，與單獨(dú)存儲(chǔ)這些屬性的情況相比，可以節(jié)約相當(dāng)大的存儲(chǔ)空間。此外，還減少了在單獨(dú)存儲(chǔ)這些屬性的情況下可能出現(xiàn)的將一個(gè)媒體信號(hào)的相關(guān)屬性與另一個(gè)媒體信號(hào)的相關(guān)屬性弄混的風(fēng)險(xiǎn)。另外，這種處理還簡(jiǎn)化了用于將媒體信號(hào)與相關(guān)聯(lián)的信號(hào)相關(guān)屬性保存在一起的管理操作和架構(gòu)，這在從不同的物理位置分發(fā)媒體信號(hào)的情況中是非常有利的。
權(quán)利要求2和14涉及的是依照第一壓縮方案的信號(hào)壓縮以及為所述信號(hào)壓縮提供信號(hào)相關(guān)屬性，這樣則允許在傳遞時(shí)更快地執(zhí)行壓縮，并且可以為不同輸出信號(hào)提供變化的壓縮等級(jí)。
權(quán)利要求3和15涉及的是提供一個(gè)與第二壓縮方案相關(guān)聯(lián)的備選的信號(hào)相關(guān)屬性集合，這樣一來(lái)，除了允許進(jìn)行更快的壓縮以及提供變化的壓縮等級(jí)之外，還允許選擇不同的媒體信號(hào)壓縮類型。
權(quán)利要求5、17和24涉及的是為媒體信號(hào)標(biāo)記水印以及為這個(gè)水印標(biāo)記提供信號(hào)相關(guān)屬性，由此允許在傳遞時(shí)更加快速地執(zhí)行水印標(biāo)記。此外，這種水印標(biāo)記非常適合進(jìn)行法律方面的追蹤。
權(quán)利要求6、10、18和21涉及的是使用可逆的水印標(biāo)記技術(shù)來(lái)執(zhí)行嵌入，這種處理主要用于恢復(fù)原始媒體信號(hào)。由此可以避免編碼轉(zhuǎn)換，并且可以避免引入假象。
權(quán)利要求8、19和22涉及的是使用隱蔽數(shù)據(jù)信道技術(shù)，這種處理可以為信道相關(guān)屬性引入具有較高容量的信道。
由此，本發(fā)明的主要思想是提供嵌入在所述媒體信號(hào)中的信號(hào)相關(guān)屬性，從而加快媒體信號(hào)處理的速度。由此，存儲(chǔ)空間可以得到節(jié)約。
從參考下文所描述的實(shí)施例的闡述中可以清楚了解本發(fā)明的這些和其它方面。
現(xiàn)在將結(jié)合公開(kāi)的附圖作為例子來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，其中

圖1顯示的是依照本發(fā)明第一實(shí)施例的用于簡(jiǎn)化媒體信號(hào)分發(fā)的第一設(shè)備以及用于分發(fā)媒體信號(hào)的第二設(shè)備的框圖，圖2顯示的是圖1的第一設(shè)備在工作過(guò)程中所依據(jù)的用于簡(jiǎn)化媒體信號(hào)分發(fā)的方法的流程圖，圖3顯示的是圖1的第二設(shè)備在工作過(guò)程中所依據(jù)的媒體信號(hào)分發(fā)方法的流程圖，圖4顯示的是可以在圖1中的第二設(shè)備中使用的水印標(biāo)記單元的框圖，圖5顯示的是依照本發(fā)明第二實(shí)施例的用于簡(jiǎn)化媒體信號(hào)分發(fā)的備選第一設(shè)備以及用于分發(fā)媒體信號(hào)的備選第二設(shè)備的框圖，圖6顯示的是圖5的第一備選設(shè)備在工作過(guò)程中所依據(jù)的用于簡(jiǎn)化媒體信號(hào)分發(fā)的方法的流程圖，圖7顯示的是圖5的第二備選設(shè)備在工作過(guò)程中所依據(jù)的媒體信號(hào)分發(fā)方法的流程圖，以及圖8顯示的是一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
本發(fā)明涉及在媒體信號(hào)中提供水印以及執(zhí)行媒體信號(hào)壓縮的領(lǐng)域，特別地，本發(fā)明被安排用于在電子媒體信號(hào)傳遞系統(tǒng)中提供水印。
依照本發(fā)明的第一實(shí)施例，圖1顯示的是這種電子媒體傳遞系統(tǒng)的框圖，其中包括用于簡(jiǎn)化已處理媒體信號(hào)的分發(fā)的第一設(shè)備10，并且該設(shè)備與用于分發(fā)已處理媒體信號(hào)的第二設(shè)備20相連。本發(fā)明是基于如下理解，即可以將諸如水印標(biāo)記和壓縮之類的與媒體信號(hào)相關(guān)的不同類型的處理操作劃分成不同的部分，在這種情況下，某些操作可以預(yù)先提供和執(zhí)行，其它操作則是在需要執(zhí)行處理時(shí)執(zhí)行的。因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，圖1中的設(shè)備的用途是在用戶請(qǐng)求媒體信號(hào)y的時(shí)候傳送所述信號(hào)，其中該信號(hào)是經(jīng)過(guò)壓縮并且標(biāo)記了水印的。然而，在接收到要求傳遞的請(qǐng)求之前，實(shí)際的壓縮和水印標(biāo)記并未完成。如果對(duì)媒體信號(hào)執(zhí)行的水印標(biāo)記以及壓縮全部在接收到訂單的時(shí)候進(jìn)行，那么在傳遞過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)大的延遲，而這通常是客戶所無(wú)法接受的。因此，依照本發(fā)明，在接收到請(qǐng)求之前執(zhí)行預(yù)計(jì)算處理，然后，所述預(yù)計(jì)算處理將會(huì)在傳遞媒體信號(hào)時(shí)執(zhí)行的完成水印標(biāo)記和壓縮的過(guò)程中使用。
現(xiàn)在將結(jié)合圖2來(lái)描述第一設(shè)備10的功能，其中該圖顯示的是該設(shè)備在工作時(shí)所依據(jù)的方法的流程圖。由此，依照本發(fā)明的方法是以一個(gè)原始的未處理或未壓縮媒體信號(hào)x為開(kāi)始的，其中在優(yōu)選實(shí)施例中，該信號(hào)是一個(gè)PCM(脈沖編碼調(diào)制)格式的音頻信號(hào)。因而媒體信號(hào)x是一個(gè)音頻信號(hào)，但是應(yīng)該了解的是，本發(fā)明決不僅限于這些類型的信號(hào)。例如，本發(fā)明同樣適用于視頻信號(hào)。第一設(shè)備10的工作是以離線方式或是在接收到要求傳遞的請(qǐng)求之前執(zhí)行的。由此，未經(jīng)處理的媒體信號(hào)x將被提供到第一屬性確定單元、第二屬性確定單元以及嵌入單元，其中第一屬性確定單元采用的是水印預(yù)計(jì)算單元(WPC)12的形式，第二屬性確定單元采用的是壓縮預(yù)計(jì)算單元(CPC)14的形式，嵌入單元采用的是可逆水印標(biāo)記單元(RW)16的形式。在步驟30，水印預(yù)計(jì)算單元12確定一個(gè)第一水印標(biāo)記屬性集合w，并且該集合是以即將標(biāo)記水印的媒體信號(hào)x為基礎(chǔ)的。在步驟32，壓縮預(yù)計(jì)算單元14確定未經(jīng)處理的媒體信號(hào)x的第二壓縮屬性集合a，以便在壓縮媒體信號(hào)的過(guò)程中加以使用。然后，在步驟34，這兩個(gè)屬性集合w和a將被提供到可逆水印標(biāo)記單元16，該單元?jiǎng)t使用可逆的水印編碼處理而將這些屬性嵌入到未處理的媒體信號(hào)中，以便獲取經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)x′。之后，在步驟36，可逆水印標(biāo)記單元16會(huì)將經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)x′保存在數(shù)據(jù)庫(kù)DB18或媒體信號(hào)存儲(chǔ)裝置中。
與獨(dú)立存儲(chǔ)這些屬性的情況相比，通過(guò)將不同的屬性集合嵌入到媒體信號(hào)中，可以節(jié)省相當(dāng)大的存儲(chǔ)空間。此外，還減少了在單獨(dú)存儲(chǔ)這些屬性的情況下可能出現(xiàn)的將一個(gè)媒體信號(hào)的相關(guān)屬性與另一個(gè)媒體信號(hào)的相關(guān)屬性弄混的風(fēng)險(xiǎn)。這樣一來(lái)，由于可以避免復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)管理協(xié)議，因此同樣可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和架構(gòu)，這在從不同物理位置分發(fā)媒體信號(hào)的情況下是非常有利的。此外，媒體信號(hào)還是可播放的，這意味著在傳遞信號(hào)的時(shí)候很容易檢查信號(hào)的正確性。
現(xiàn)在將參考圖1和3來(lái)說(shuō)明依照?qǐng)D1的設(shè)備在收到關(guān)于媒體信號(hào)的請(qǐng)求的時(shí)候如何工作，其中圖3顯示的是第二設(shè)備在工作時(shí)所依照的方法的流程圖。因此，在本發(fā)明的這個(gè)部分中，設(shè)備20是以在線方式工作的。在步驟38，當(dāng)?shù)诙O(shè)備20接收到關(guān)于某個(gè)媒體內(nèi)容的請(qǐng)求的時(shí)候，第二設(shè)備20會(huì)從第一設(shè)備10的數(shù)據(jù)庫(kù)18中檢索經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)x′，其中經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)將會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)提取單元，該單元采用的是可逆水印標(biāo)記解碼單元(RWD)22的形式。然后，在步驟40，可逆水印標(biāo)記解碼單元22從所述經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)中提取屬性集合w和a。然后，可逆水印標(biāo)記解碼單元22將第一信號(hào)相關(guān)屬性集合w提供給采用了水印嵌入單元(WE)24的形式的第一處理單元，并且將第二信號(hào)相關(guān)屬性集合a提供給采用了信號(hào)壓縮單元(C)26的形式的第二處理單元。在步驟42，所述可逆水印標(biāo)記解碼單元22還會(huì)還原未處理的媒體信號(hào)x。此后，在步驟44，水印嵌入單元24使用信號(hào)相關(guān)屬性w在所還原的媒體信號(hào)x中嵌入一個(gè)唯一的水印，并且將以這種方式標(biāo)記了水印的信號(hào)xw提供給信號(hào)壓縮單元26，在步驟46，所述信號(hào)壓縮單元26則使用第二信號(hào)相關(guān)屬性集合a來(lái)壓縮標(biāo)記了水印的信號(hào)xw，以便提供輸出信號(hào)y。此后，在步驟47，信號(hào)壓縮單元26會(huì)將標(biāo)記了水印并經(jīng)過(guò)壓縮的輸出信號(hào)y傳遞到客戶機(jī)。
依照上述方法，媒體信號(hào)可以快速地傳遞到客戶機(jī)。當(dāng)然，同一個(gè)信號(hào)也可以傳遞到若干個(gè)不同的客戶機(jī)，其中傳遞的每個(gè)信號(hào)都具有不同的唯一水印。然而，這些水印都是使用相同的信號(hào)相關(guān)屬性集合產(chǎn)生的。在以上述方式執(zhí)行壓縮的時(shí)候，可以為不同的輸出信號(hào)提供變化的壓縮等級(jí)，同時(shí)仍舊能夠提供快速壓縮。輸出質(zhì)量的選擇則僅僅通過(guò)選擇恰當(dāng)?shù)谋忍厮俾始纯赏瓿?。由于第二設(shè)備中的處理是針對(duì)“原始的”P(pán)CM信號(hào)進(jìn)行的，因此可以避免代碼轉(zhuǎn)換以及潛在的假象的引入。
可逆水印標(biāo)記單元以及可逆水印標(biāo)記解碼單元可以基于將附加數(shù)據(jù)即屬性集合插入到未處理媒體信號(hào)的重映射幅度值上。依照這種技術(shù)，源于嵌入處理的輸出信號(hào)與用于嵌入處理的輸入信號(hào)具有相同的格式，并且原始信號(hào)可以用一種至少接近于比特精確的方式重構(gòu)。在歐洲專利申請(qǐng)03100093.8中更詳細(xì)地描述了此種技術(shù)，其中該申請(qǐng)?jiān)诖艘胱鳛閰⒖?。此外，該文檔還描述了可逆水印標(biāo)記解碼單元如何工作。這種技術(shù)提供了大約為每個(gè)未處理媒體信號(hào)采樣1比特的容量的數(shù)據(jù)信道，其中所述容量與大約44kb/s的比特率相對(duì)應(yīng)，而這足以允許插入至少兩個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合。
預(yù)先確定的第二信號(hào)相關(guān)屬性集合是類似心理聲學(xué)屬性之類的屬性，其中舉例來(lái)說(shuō)，該屬性可以是在所傳遞的壓縮信號(hào)的不同子波段中使用的遮蔽閾值參數(shù)。這些計(jì)算則相對(duì)耗時(shí)，但是由于它們是以信號(hào)屬性為基礎(chǔ)的，因此可以預(yù)先執(zhí)行這些計(jì)算。然后，當(dāng)壓縮單元壓縮媒體信號(hào)的時(shí)候，由于已經(jīng)預(yù)先確定了所述屬性，因此該單元工作的速度可以更快。在優(yōu)選實(shí)施例中，所使用的壓縮方案是AAC，但是本發(fā)明并不局限于這種方案。例如，所述方案還可以是MP3。AAC為這個(gè)第二信號(hào)相關(guān)屬性集合提供了大小約為13kb/s的比特速率。除了遮蔽閾值參數(shù)之外，可用于壓縮的其它可能屬性是量化電平以及比例因子。
預(yù)先確定的第一信號(hào)相關(guān)屬性集合是類似心理聲學(xué)屬性之類的屬性，例如在水印標(biāo)記中使用的遮蔽閾值參數(shù)。這些計(jì)算相對(duì)耗時(shí)，但是由于它們是以信號(hào)屬性為基礎(chǔ)的，因此可以預(yù)先進(jìn)行這些計(jì)算。然后，當(dāng)水印嵌入單元為媒體信號(hào)標(biāo)記水印的時(shí)候，由于已經(jīng)預(yù)先確定了所述屬性，因此該單元工作的速度可以更快。稍后將會(huì)給出某種水印標(biāo)記方案的更多細(xì)節(jié)，其中為該實(shí)例提供的比特速率約為7kb/s。
在給出了上文所述的不同信號(hào)相關(guān)屬性集合的比特速率的情況下，可以看出，可逆水印標(biāo)記信道的容量足以包含這兩個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合。
現(xiàn)在將參考圖4來(lái)描述實(shí)際的水印嵌入單元如何進(jìn)行工作，其中該圖顯示的是包絡(luò)調(diào)制水印嵌入單元24的框圖。該設(shè)備是一個(gè)用于為信號(hào)采樣標(biāo)記水印的設(shè)備，其中舉例來(lái)說(shuō)，所述信號(hào)采樣可以是與PCM采樣相類似的音頻信號(hào)采樣。然而，這種信號(hào)采樣僅僅是一個(gè)可以執(zhí)行依照本發(fā)明的水印標(biāo)記的信號(hào)類型的實(shí)例。水印嵌入單元24包括帶通濾波器50，該濾波器對(duì)媒體信號(hào)x[n]進(jìn)行濾波，并且將經(jīng)過(guò)濾波的信號(hào)xb[n]提供給乘法單元48，所述乘法單元還接收一個(gè)水印wm[n]，并且將水印wm[n]與經(jīng)過(guò)濾波的媒體信號(hào)xb[n]相乘。乘法單元48的輸出端與一個(gè)縮放單元52相連，所述縮放單元用一個(gè)縮放參數(shù)α來(lái)縮放源自乘法單元48的輸出信號(hào)，并且將其提供給一個(gè)加法單元54，其中所述加法單元還會(huì)接收媒體信號(hào)x[n]。然后，加法單元的輸出即為標(biāo)記了水印的媒體信號(hào)x[n]?？s放因子α受信號(hào)w[n]控制，該信號(hào)則由第一信號(hào)相關(guān)屬性集合組成。在本實(shí)例中，這些屬性是基于人類聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的心理聲學(xué)模型建立的，由此確保水印不會(huì)為客戶機(jī)或用戶所察覺(jué)或是在信號(hào)x[n]的遮蔽閾值之下提供所述水印。由此，這些高度依賴于媒體信號(hào)x的屬性是預(yù)先計(jì)算的。有關(guān)這些屬性的計(jì)算是非常復(fù)雜和耗時(shí)的，但是僅僅需要為每一個(gè)信號(hào)執(zhí)行一次這種計(jì)算。此外，從不受水印影響的角度來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)帶通濾波的信號(hào)xb[n]是固定的，并且也可以預(yù)先計(jì)算。這樣可以使水印嵌入單元的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。應(yīng)該了解的是，依賴于媒體信號(hào)的水印標(biāo)記屬性并不僅限于以人類聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的心理聲學(xué)模型為基礎(chǔ)。如果媒體信號(hào)是視頻信號(hào)，那么可以使用關(guān)于人類視覺(jué)系統(tǒng)的恰當(dāng)?shù)男睦硪曈X(jué)模型。由此，該模型是一個(gè)關(guān)于人類感覺(jué)系統(tǒng)的模型。有關(guān)圖4所示的特定水印標(biāo)記技術(shù)的更多細(xì)節(jié)可以在Aweke NegashLemma、Javier Aprea、Werner Oomen以及Leon van de Kerkhof于2003年4月發(fā)表于IEEE Transactions on Signal Processing第51卷第1088～1097頁(yè)的文獻(xiàn)“A temporal domain audio watermarkingtechnique”中找到，其中該文獻(xiàn)在此引入作為參考。
圖5、6和7涉及的是本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖5中的設(shè)備與圖1的設(shè)備大致相同，因此在這里只對(duì)其中的不同之處進(jìn)行描述。第一設(shè)備10包含了一個(gè)隱蔽數(shù)據(jù)信道提供單元(BDCP)56取代可逆水印標(biāo)記單元(RW)，此外，第二設(shè)備20包含了一個(gè)隱蔽數(shù)據(jù)信道提取單元(BDCB)58取代可逆水印標(biāo)記解碼單元(RWD)?，F(xiàn)在參考圖6，與先前一樣，在步驟60，水印預(yù)計(jì)算單元12將會(huì)確定第一水印標(biāo)記屬性集合w，該集合是以將要標(biāo)記水印的媒體信號(hào)x為基礎(chǔ)的。在步驟62，壓縮預(yù)計(jì)算單元14將會(huì)確定未處理媒體信號(hào)x的第二壓縮屬性集合a，以便在壓縮媒體信號(hào)的過(guò)程中使用。然后，在步驟64，這兩個(gè)屬性集合w和a將被提供到隱蔽數(shù)據(jù)信道提供單元56，該單元會(huì)在媒體信號(hào)中創(chuàng)建一個(gè)隱蔽數(shù)據(jù)信道并且將這些屬性插入該信道，以便獲得經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)x′。然后，在步驟66，隱蔽信道提供單元56會(huì)將經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)x′保存在數(shù)據(jù)庫(kù)18中?，F(xiàn)在參考圖7。在步驟68，當(dāng)?shù)诙O(shè)備20接收到關(guān)于某些媒體內(nèi)容的請(qǐng)求并且所述媒體內(nèi)容與經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)x′相對(duì)應(yīng)的時(shí)候，第二設(shè)備20會(huì)從第一設(shè)備10的數(shù)據(jù)庫(kù)18中檢索經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)x′，其中這個(gè)經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)將被轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)提取單元，而該單元采用的則是隱蔽數(shù)據(jù)信道提取單元58的形式。然后，在步驟70，隱蔽數(shù)據(jù)信道提取單元58從經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)x′中提取屬性集合w和a。之后，隱蔽數(shù)據(jù)信道提取單元58將第一信號(hào)相關(guān)屬性集合w提供到水印嵌入單元24，并且將第二信號(hào)相關(guān)屬性集合a提供到壓縮單元26。然而在本實(shí)施例中，原始信號(hào)并未還原，而是通常會(huì)引入某些失真。這種失真通常是不可察覺(jué)的。隨后，在步驟72，輕微失真的媒體信號(hào)x″將被提供到水印嵌入單元24，該單元使用信號(hào)相關(guān)屬性w而將一個(gè)唯一的水印嵌入媒體信號(hào)x″，并且將以這種方式標(biāo)記了水印的信號(hào)xw提供給壓縮單元26，在步驟74，所述壓縮單元?jiǎng)t使用第二信號(hào)相關(guān)屬性集合來(lái)壓縮標(biāo)記了水印的信號(hào)。此后，在步驟76，壓縮單元26會(huì)將標(biāo)有水印并經(jīng)過(guò)壓縮的輸出信號(hào)y提供給客戶機(jī)。
由于沒(méi)有還原信號(hào)，因此有可能在其中引入某些永久性失真。然而，這些失真并不取決于所傳遞信號(hào)的質(zhì)量。有關(guān)隱蔽數(shù)據(jù)信道的更多細(xì)節(jié)可以在Oomen、A.W.J、Groenewegen、M.E、van der Waal、R.G.以及Veldhuis，R.N.J.于1995年發(fā)表于Journal of the AudioEngineering Society第43卷No1/2第23～28頁(yè)的論文“A variablebitrate buried-data channel for compact disc”中找到，其中該文獻(xiàn)在此引入作為參考。
由此，第二實(shí)施例引入了某些失真，但是另一方面也引入了一個(gè)具有更高容量的信道，這意味著可以在媒體信號(hào)中嵌入更多的信號(hào)相關(guān)屬性。
對(duì)上述概述的本發(fā)明而言，多種修改都是可行的。對(duì)一個(gè)第一設(shè)備而言，與之相連的第二設(shè)備可以是若干個(gè)，由此可以從若干個(gè)不同的接觸點(diǎn)定購(gòu)媒體內(nèi)容。此外，第一設(shè)備沒(méi)有必要包括數(shù)據(jù)庫(kù)，并且該數(shù)據(jù)庫(kù)可以作為一個(gè)獨(dú)立實(shí)體來(lái)提供。而且，該數(shù)據(jù)庫(kù)也可以改為在第二設(shè)備中提供。此外，在這里還可以提供一對(duì)以上的壓縮/水印嵌入單元，這樣則可以為不同的客戶機(jī)提供水印標(biāo)記方式唯一的不同媒體信號(hào)。本發(fā)明也可以僅僅具備水印標(biāo)記或壓縮，在這種情況下，在媒體信號(hào)中僅僅會(huì)嵌入一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合。此外，本發(fā)明決不局限于可逆水印標(biāo)記或是使用隱蔽數(shù)據(jù)信道而在媒體信號(hào)中嵌入信號(hào)相關(guān)屬性，而是可以使用任何適當(dāng)?shù)木幋a技術(shù)來(lái)執(zhí)行這種嵌入處理。
本發(fā)明的另一個(gè)可能的變體是嵌入第三信號(hào)相關(guān)屬性集合，例如，該集合涉及的是為依照另一個(gè)壓縮方案的壓縮提供幫助。如果第二集合針對(duì)的是AAC，那么第三集合則可以針對(duì)MP3。然后，客戶機(jī)可以選擇所要使用的壓縮方案，而第二設(shè)備則依照選定的方案來(lái)選擇壓縮單元，并且使用該方案的信號(hào)相關(guān)屬性集合來(lái)加快媒體信號(hào)的壓縮。
如上所述，本發(fā)明并不局限于音頻信號(hào)，而是可以應(yīng)用于其它類型的媒體信號(hào)，例如視頻信號(hào)。對(duì)視頻信號(hào)而言，信號(hào)相關(guān)屬性可以包括運(yùn)行碼之類的屬性。
除了已被描述的優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還具有很多優(yōu)點(diǎn)。依照本發(fā)明的水印嵌入處理尤其適合進(jìn)行法律方面的追蹤，在這種情況下，水印將會(huì)嵌入到借助電子內(nèi)容傳遞系統(tǒng)分發(fā)的文件中，并且舉例來(lái)說(shuō)，所述水印將被用于在追蹤因特網(wǎng)上非法復(fù)制的內(nèi)容。
圖8顯示的是載體(80)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
應(yīng)該指出的是，上述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行例示，而不是加以限制，并且在不脫離附加權(quán)利要求的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員是能夠設(shè)計(jì)出多種替換實(shí)施例的。
在權(quán)利要求中，圓括號(hào)中的任何參考符號(hào)不應(yīng)該被理解成是對(duì)權(quán)利要求進(jìn)行限制。單詞“包含”并不排除在權(quán)利要求所列舉的部件或步驟之外還存在其它的部件或步驟。部件之前的單詞“一”或“一個(gè)”并不排除存在多種此類部件。本發(fā)明則既可以借助包括了若干個(gè)不同部件的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以借助經(jīng)過(guò)適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，單獨(dú)的處理器或其它(可編程)單元同樣可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求所記載的若干種裝置的功能。
在列舉了若干個(gè)裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，其中的若干個(gè)裝置可以借助同一個(gè)硬件或相同的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。某些措施是在不同的從屬權(quán)利求中記載的，但這并不表示不能有利地使用這些措施的組合。
權(quán)利要求
1.一種用于簡(jiǎn)化分發(fā)已處理媒體信號(hào)的方法，其中包括以下步驟(a)確定媒體信號(hào)(x)的至少一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合，(b)將信號(hào)相關(guān)屬性嵌入媒體信號(hào)，以及(c)存儲(chǔ)如此修改的媒體信號(hào)(x′)，以便可以在要分發(fā)媒體信號(hào)的時(shí)候提取這些信號(hào)相關(guān)屬性，并且將其用于處理媒體信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合(a)被用于簡(jiǎn)化依照第一壓縮方案的媒體信號(hào)壓縮。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中確定步驟包括確定媒體信號(hào)的另一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合，其中該集合可以用于簡(jiǎn)化依照第二壓縮方案的媒體信號(hào)壓縮，此外，嵌入步驟包括將所述另一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合嵌入到媒體信號(hào)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合是從包括以下屬性的群組中選出的知覺(jué)屬性、遮蔽閾值、量化電平、比例因子以及運(yùn)行級(jí)別。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合(w)被用于簡(jiǎn)化對(duì)媒體信號(hào)進(jìn)行的水印標(biāo)記。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中嵌入信號(hào)相關(guān)屬性集合的步驟是使用可逆水印標(biāo)記技術(shù)完成的，其中出自嵌入的輸出信號(hào)(x′)與用于嵌入的輸入信號(hào)(x)具有相同的格式，并且原始信號(hào)(x)可以用一種至少接近于比特精確的方式來(lái)重構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述嵌入是不可逆的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中嵌入是在隱蔽數(shù)據(jù)信道中完成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括以下步驟(d)檢索經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)，(e)從經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)中提取至少一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合，(f)使用所述信號(hào)相關(guān)屬性集合來(lái)處理所述媒體信號(hào)，以及(g)為至少一個(gè)接收方提供如此處理的媒體信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中原始媒體信號(hào)是在處理之前以一種至少接近于比特精確的方式還原的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中確定、嵌入和存儲(chǔ)步驟是在接收到要求傳遞媒體信號(hào)的請(qǐng)求之前執(zhí)行的，并且檢索、提取、處理和提供步驟則是在接收到要求傳遞媒體信號(hào)的請(qǐng)求之時(shí)執(zhí)行的。
12.一種用于分發(fā)已處理媒體信號(hào)的方法，其中包括以下步驟(d)檢索經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)(x′)，其中該信號(hào)是通過(guò)在媒體信號(hào)(x)中嵌入至少一個(gè)與媒體信號(hào)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)相關(guān)屬性集合來(lái)獲取的，(e)從經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)中提取至少一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合，(f)使用所述信號(hào)相關(guān)屬性集合來(lái)處理所述媒體信號(hào)，以及(g)為至少一個(gè)接收方提供如此處理的媒體信號(hào)。
13.一種用于簡(jiǎn)化分發(fā)已處理媒體信號(hào)的設(shè)備(10)，包括至少一個(gè)屬性確定單元(12或14)，用于確定媒體信號(hào)(x)的一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合(a或w)，嵌入單元(16或56)，用于將信號(hào)相關(guān)屬性嵌入到媒體信號(hào)中，以便提供一個(gè)經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)(x′)，以及存儲(chǔ)單元(18)，用于存儲(chǔ)如此修改的媒體信號(hào)(x′)，以便可以在要分發(fā)媒體信號(hào)的時(shí)候從經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)中提取這些信號(hào)相關(guān)屬性，并且之后將其用于處理媒體信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中一個(gè)屬性確定單元(14)被安排用于確定一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合(a)，該集合被用于簡(jiǎn)化依照第一壓縮方案的媒體信號(hào)壓縮。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中一個(gè)屬性確定單元被安排用于確定媒體信號(hào)的另一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合，該集合可以用于簡(jiǎn)化依照第二壓縮方案的媒體信號(hào)壓縮，并且嵌入單元(24)被安排用于將這些其它信號(hào)相關(guān)屬性集合嵌入到媒體信號(hào)中。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合是從包括以下屬性的群組中選出的知覺(jué)屬性、遮蔽閾值、量化電平、比例因子以及運(yùn)行級(jí)別。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中一個(gè)屬性確定單元(12)被安排用于確定一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合(w)，該集合被用于簡(jiǎn)化對(duì)媒體信號(hào)進(jìn)行的水印標(biāo)記。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中嵌入單元包括可逆水印標(biāo)記單元(16)，出自嵌入的輸出信號(hào)(x′)與嵌入之前的輸入信號(hào)(x)具有相同的格式，并且原始信號(hào)(x)可以用一種至少接近于比特精確的方式來(lái)重構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中嵌入單元包括隱蔽數(shù)據(jù)信道提供單元(56)。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，還包括提取單元(22，58)，該單元被安排用于從媒體信號(hào)存儲(chǔ)裝置中檢索經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)(x′)，并且提取至少一個(gè)所述信號(hào)相關(guān)屬性集合，至少一個(gè)信號(hào)處理單元(24，26)，該單元被安排用于使用所述信號(hào)相關(guān)屬性集合來(lái)處理所述媒體信號(hào)，用于為至少一個(gè)接收方提供已處理媒體信號(hào)的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中提取單元包括可逆水印標(biāo)記解碼單元(22)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中提取單元包括隱蔽數(shù)據(jù)信道提取單元(58)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中一個(gè)信號(hào)處理單元是水印嵌入單元(24)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中一個(gè)信號(hào)處理單元是信號(hào)壓縮單元(26)。
25.根據(jù)權(quán)利要求20的設(shè)備，其中屬性確定單元和嵌入單元被設(shè)置成在接收到要求傳遞媒體信號(hào)的請(qǐng)求之前進(jìn)行工作，而提取單元和信號(hào)處理單元?jiǎng)t被設(shè)置成在接收到要求傳遞媒體信號(hào)的請(qǐng)求之前不進(jìn)行工作。
26.一種用于分發(fā)媒體信號(hào)的設(shè)備(20)，包括提取單元，該單元被安排為從媒體信號(hào)存儲(chǔ)裝置(18)中檢索經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)(x′)，其中所述經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)是通過(guò)在所述媒體信號(hào)中嵌入至少一個(gè)與媒體信號(hào)相關(guān)聯(lián)的信號(hào)相關(guān)屬性集合而獲得的，此外該單元還用于至少提取所述一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合，至少一個(gè)信號(hào)處理單元(24，26)，該單元被安排為使用所述信號(hào)相關(guān)屬性集合來(lái)處理所述媒體信號(hào)，用于為至少一個(gè)接收方提供已處理媒體信號(hào)的裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的設(shè)備，還包括經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)(x′)的媒體信號(hào)存儲(chǔ)裝置。
28.一種信號(hào)，該信號(hào)承載通過(guò)權(quán)利要求1或12中的任何一種方法所產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)(x′)。
29.一種用于分發(fā)媒體信號(hào)的系統(tǒng)(29)，其中該系統(tǒng)包含了權(quán)利要求13和26的設(shè)備。
30.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品(80)，其中該產(chǎn)品能夠執(zhí)行權(quán)利要求1或12中的任何一種方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于簡(jiǎn)化已處理媒體信號(hào)的分發(fā)的方法和設(shè)備，以及一種用于分發(fā)媒體信號(hào)的方法和設(shè)備。屬性確定單元(12，14)確定媒體信號(hào)(x)的一個(gè)信號(hào)相關(guān)屬性集合(w，a)。嵌入單元(16)將這些信號(hào)相關(guān)屬性嵌入媒體信號(hào)，以便提供一個(gè)經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)(x′)。提取單元(22)從媒體信號(hào)存儲(chǔ)裝置中檢索經(jīng)過(guò)修改的媒體信號(hào)(x′)，并且提取信號(hào)相關(guān)屬性(w，a)。然后，信號(hào)處理單元(24，26)使用信號(hào)相關(guān)屬性來(lái)處理媒體信號(hào)，以便將經(jīng)過(guò)處理的媒體信號(hào)分發(fā)給至少一個(gè)接收方。這樣一來(lái)，存儲(chǔ)空間將會(huì)得到節(jié)約，并且電子內(nèi)容傳遞系統(tǒng)的復(fù)雜性將會(huì)降低。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1894972SQ200480037055
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2004年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
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