CZ306598A3 - Způsob a zařízení pro vkládání a extrakci doplňkových dat do kódovaného signálu - Google Patents

Způsob a zařízení pro vkládání a extrakci doplňkových dat do kódovaného signálu Download PDF

Info

Publication number
CZ306598A3
CZ306598A3 CZ983065A CZ306598A CZ306598A3 CZ 306598 A3 CZ306598 A3 CZ 306598A3 CZ 983065 A CZ983065 A CZ 983065A CZ 306598 A CZ306598 A CZ 306598A CZ 306598 A3 CZ306598 A3 CZ 306598A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
signal
samples
encoded signal
data
bit
Prior art date
Application number
CZ983065A
Other languages
English (en)
Inventor
Alphons Antonius Maria Lambertus Bruekers
Geert Florimond Gerard Depovere
Petrus Antonius Cornelis Maria Nuijten
Arnoldus Werner Johannes Oomen
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics N. V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics N. V. filed Critical Koninklijke Philips Electronics N. V.
Publication of CZ306598A3 publication Critical patent/CZ306598A3/cs

Links

Classifications

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

Landscapes

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

Description

Způsob a zařízení pro vkládání a extrakci doplňkových dat do kódovaného s ignálu,-kódované^· ignály a paměťové módátH·^
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu a zařízení pro vkládání doplňkových dat do kódovaného signálu, při kterém se kóduje signál podle daného kódovacího procesu, zahrnujícího zpětnovazební zpětné vedení kódovaného signálu pro řízení tohoto kódováním, a kódovaný signál se mění pro reprezentování uvedených doplňkových dat, jakož i způsobu a zařízení pro extrakci doplňkových dat z kódovaného signálu.
Dosavadní stav techniky
Existuje vzrůstající potřeba vkládání tak zvaných vodoznaků (watermarks - dále je používán v textu termín vodoznak a skloňovatelný český novotvar vodoznakování v doslovném překladu, přičemž se rozumí to, co je v odborné literatuře známé pod označením watermarking) do zvukových a obrazových signálů. Tak zvané vodoznaky jsou doplňkové datové zprávy vložené do multimediálních signálů, přednostně neviditelným nebo smyslově nevnímatelným způsobem. Obsahují informaci například o zdroji nebo o stavu dokumentů a audiovizuálních programů z hlediska autorských práv. Mohou být použity pro poskytnutí právního důkazu o vlastníkovi autorského práva a umožňovat vysledování pirátství a podporovat ochranu duševního vlastnictví.
Známý způsob vodoznakování (watermarking) videosignálu je definován v úvodním odstavci publikace F.Hartunga a B.Girose Digital Watermarking of Raw and Compressed Video, SPIE sv.2952, str.205-212. Vodoznakování je zde dosa-2* • *
hováno měněním zvolených DCT koeficientů ve výstupním bitovém proudu z kodéru MPEG2, obsahujícím DCT koeficienty predikčně kódovaných (P nebo B) obrazů. Predikční kodéry obsahují zpětnovazební smyčku pro řízení kódovacího procesu. Kóduje se chyba predikce (rozdíl mezi vstupním signálem a predikcí pro něj) místo samotného vstupního signálu. Predikční signál se získává lokálním dekódováním kódovaného signálu.
Při způsobu podle stavu techniky se vodoznaky vkládají po běžném kódování. Kapacita, která je k dispozici pro vodoznakování kódovaného signálu se tak ukazuje jako omezená.
Vynález si proto klade za úkol vytvořit způsob vkládání doplňkových dat do kódovaného zvukového nebo obrazového signálu, což by dovolovalo měnit více bitů kódovaného signálu, aniž by se podstatně ovlivňovala kvalita z hlediska vnímání.
Podstata vynálezu
Vynález přináší způsob, při kterém se provádí zpětnovazební zpětné vedení signálu po měnění signálu. Měnění signálu se nyní provádí uvnitř zpětnovazební smyčky kodéru. Jakékoli měnění kódovaného signálu pro účely vodoznakování (watermarking) se tak vede zpět a bude kompenzováno v následující kódovací operaci. Vodoznaková informace, takto vložená do signálu, ovlivňuje dekódovací proces v přijímači podobným způsobem, jako je ovlivňován v kódovacím procesu ve vysílači. Výsledkem kompenzačního procesu ve vysílači je, že přijímače reprodukují významně zlepšenou reprodukci vstupního signálu. Odstup signálu od šumu se tak výrazně zlepší, nebo se alternativně může při daném odstupu signálu od šumu do signálu • * to to to « vkládat více vodoznakových dat.
Vynález se zviášt dobře hodí pro vkládání doplňkových dat do signálů kódovaných po jednotlivých bitech (unity bit encoded signals). Signály kódované po jednotlivých bitech jsou velmi zranitelné z hlediska vodoznakování. Kodéry vytvářejí v každém kódovacím kroku jednobitový výstupní vzorek. Měnění výstupního vzorku kódovaného signálu pro účely vodoznakování je zpravidla drastičtější zásah, než pouhé měnění hodnoty vícebitového vzorku.
Příklady kodérů pro kódování po jednotlivých bitech jsou modulátory delta, modulátory sigma-delta a kodéry do tvaru šumu (noise shape encoders). Náleží také do třídy kodérů, mající zpětnovazební smyčku. Modulace sigma-delta je uvažována pro záznam vysoce kvalitního zvukového signálu na zvukovou verzi disku DVD (Digital Versatile Disc DVD), používá vzorkovací frekvenci 2822400 Hz (64*44100) a má odstup signálu od šumu 115 dB. Vodoznakové informace se vkládají například nahrazováním zvolených bitů výstupního bitového proudu bity digitální vodoznakové kombinace. Jestliže se toto děje způsobem navrhovaným podle stavu techniky, t.j. po běžném kódování, zvyšuje vkládání vodoznakových bitů značně kvantizační šum. Například nahrazení 1 bitu na každých 100 bitů zvukového signálu modulovaného modulací sigma-delta vodoznakovým bitem zvýší kvantizační šum na -60 dB. Vynález naproti tomu dovoluje, že změnění 1 bitu na 100 bitů zvukového signálu modulovaného modulací sigma-delta se provádí pouze za cenu zvýšení kvantizačního šumu o pouze 1 dB. To způsobí bitovou rychlost vodoznakových bitů (watermark bit) okolo 2800 bitů za sekundu.
• « « · » 9
«9 9 ·
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l schéma zařízení pro vkládání doplňkových dat do kódovaného zvukového nebo obrazového signálu podle vynálezu, obr.2 schéma zařízení pro vkládání doplňkových dat do zvukového signálu modulovaného modulací delta, obr.3-5 grafické vyjádření tvarových průběhů signálu pro objasnění funkce zařízení podle obr.2, obr.6 schéma zařízení pro vkládání doplňkových dat do zvukového signálu modulovaného modulací sigma-delta podle vynálezu, obr.7-9 grafické vyjádření tvarových průběhů signálu pro objasnění funkce zařízení podle obr.6, obr.10 schéma zařízení pro extrakci vložené vodoznakové informace ze signálu kódovaného zařízením z obr.2 nebo 6, obr.11 schéma zařízení pro extrakci vložené vodoznakové informace ze signálu kódovaného zařízením z obr.l, obr.12 schéma dalšího provedení zařízení pro extrakci vodoznakové informace ze signálu modulovaného modulací sigma-delta a obr.13 grafické vyjádření tvarových průběhů signálu pro objasnění funkce zařízení podle obr.12.
Příklady provedeni vynálezu
Obr.l je schéma zařízení pro vkládání doplňkových dat do kódovaného zvukového (audio) nebo obrazového (video) signálu podle vynálezu. Zařízení obsahuje predikční kodér 1 a měnící obvod 2. Predikční kodér 1 přijímá (analogový nebo digitální) vstupní signál x a obsahuje odčítačku pro odečítání predikčního signálu x od vstupního signálu x. Takto získaný signál e chyby predikce je vede do kódovacího stupně 12. Predikční kodér dále obsahuje zpětnovazební spojení pro získání predikčního signálu x, obsahující dekódovací stupeň 13, sčítačku 14 a zpožčťovač 15. Predikční kodér 1. může mít ♦ · ·♦« φ — 5«. 4 ·♦ různé formy, které jsou samy o sobě známé, jako deltamodulátor, diferenciální pulsně kódový modulátor nebo kodér pro diskrétní kosinovou transformaci (DCT).
Měnící obvod 2 přijímá kódovaný signál chyby predikce y a je uzpůsoben pro měnění signálu podle daného vodoznakového signálu w. Příklady takového měnícího obvodu jsou v oboru známé. Podle publikace Hartunga a kol., uvedené výše, se podrobí 8x8 bloků ve vodoznakového signálu (watermark signál) diskrétní kosinové transformaci (DCT) a takto získané koeficienty DCT se sčítají se zvolenými DCT koeficienty transformačně kódovaného signálu chyby predikce. Jiný příklad je popsán v publikaci I.J.Coxe, J.Kiliana a T.Leightona a T.Shamoona: A Secure Imperceptiple yet Perceptually Salient, Spread Spectrum Watermark for Multimedia, a Conference Record of Sothcon 96, červen 25-27, 1996, str.192-197. Podle této publikace se obrazový (video) signál vodoznakuje přičítáním posloupnosti reálných čísel k transformačním koeficientům nejvyššího řádu, s vyloučením DC koeficientu.
Podle vynálezu je měnící obvod 2 umístěn mezi kódovacím stupněm 12 a dekódovacím stupněm 13., t.j. uvnitř smyčky predikčního kodéru. Tímto způsobem se odvozuje predikční signál/z měněného kódovaného signálu z. místo neměněného signálu y. Jeho účinek bude zřejmý, jestliže se krok vodoznakování signálu považuje za ekvivalentní úmyslnému zavádění chyb do kódovaného signálu y. V systému podle známého stavu techniky se do kódovaného signálu y zavádějí chyby. Jak je známé v oboru predikčního kódování, takové chyby se šíří během dekódovacího procesu a mohou způsobit vážnou poruchu kvality signálu. V daném případě se však chyby zavádějí uvnitř predikční smyčky. Jakákoli chyba, zaváděná měnicím stupněm 2, je nyní zaváděna zpět přes dekódovací stupeň 13. do odečítače 11, což má za následek, že se následně kóduje chyba predikce tak, že se tento účinek kompenzuje. V důsledku toho je povolená chybovost pro daný odstup signálu od šumu značně zvýšena a/nebo je vnímaná kvalita výrazně zlepšená .
Přijímače pro dekódování kódovaného signálu z dekodérů, jak je znázorněno na obr.l, jsou obecně shodné s predikční smyčkou kodérů a nejsou proto samostatně znázorněny.
Podrobnější příklad bude nyní popsán s odvoláním na obr.2, který ukazuje modulátor delta pro kódování analogového nebo PCM kódovaného (kódovaného s pulzně kódovanou modulací) zvukového signálu. Zařízení obsahuje odečítačku 21 pro odčítání predikčního signálu x od vstupního signálu x. Chyba predikce e se vede do detektoru polarity 22., který vytváří, při rychlosti určované vzorkovacím kmitočtem fs, výstupní vzorek +1 pro x > x a výstupní vzorek -1 pro x < x. Zpětnovazební smyčka obsahuje dekódovací filtr 23 (sčítačku nebo integrátor) pro získání predikčního signálu. Podle vynálezu je měniči obvod 24 zapojen mezi detektorem 22 polarity a filtrem 23.· V tomto provedení je ménicí obvod multiplexor, který nahrazuje zvolené bity výstupu detektoru polarity (například každý stý bit) vodoznakovou bitovou kombinací w v odezvě na volicí signál s. Jiný příklad vkládání vodoznakové informace je invertování zvolených vzorků kódovaného signálu, přičemž vodoznaková data jsou reprezentovaná počtem bitových period mezi po sobě následujícími invertovanými vzorky.
«φ φφ φφφφ
-7-*
«Φ Φ φ φ φ φ φ φ φφ • φφφ φ φ φ φ · ukazující funkci zařízení znázorněného na obr.2. Na obrázcích je čarou 30 znázorněn vstupní signál x.
Obr.3 znázorňuje tvarové průběhy signálu běžného modulátoru delta bez vodoznakovacích prvků zařízení. Na obrázku je vyznačen čarou 31 predikční signál x nebo ekvivalentně výstupní signál přijímače (nezahrnující filtrování dolní propustí pro odstranění nadměrně vysokých frekvenčních složek) . Čára 32 značí výstupní bitový proud běžného modulátoru delta.
Obr.4 znázorňuje účinek vodoznakování kódovaného signálu způsobem navrhovaným podle stavu techniky, čára 34 označuje bitový proud, získávaný nahrazováním šestého bitu a šestnáctého bitu bitového proudu 32 z obr.3 hodnotou -i a dvacátéhošestého bitu bitového proudu 32 z obr.3 symbolem +1, v souladu s digitální vodoznakovou kombinací w='001'. Čára 33 značí výstupní signál přijímače, přijímajícího tento bitový proud. Je možné pozorovat výrazný pokles odstupu signálu od šumu.
Obr.5 znázorňuje účinek vkládání vodoznakové informace podle vynálezu. Čára 35 značí predikční signál x. Čára 36 značí výstup bitového proudu ze zařízení. Podobně jako obr.4, je vodoznaková bitová kombinace '001' uložena v šesté, šestnácté a dvacátéšesté bitové poloze bitového proudu
36. ale měnění bitů se nyní provádí před zpětným vedením kódovaného signálu. První bit 51 vloženého vodoznaku se neliší od vzorku -1, který detektor polarity vytváří při stejné vzorkové periodě. Úroveň 54 predikčního signálu je tak stejná, jako signálová úroveň 37 na obr.3. Druhý bit 52 vodoznaku se liší od hodnoty +1, který detektor polarity vytváří.
*♦ toto·* toto » *· toto· · to · «to *
8· · · · · toto «to ···
Jelikož se tento chybný bit nyní vede zpět predikční smyčkou, zaujímá predikční signál úroveň 55, kterou modulátor delta kompenzuje vytvářením následujících bitů. V důsledku toho predikční signál 35 již znovu protíná vstupní signál po několika vzorkových periodách. Podobně působí třetí vodoznakový bit 53, že zařízení vytváří vzorek s hodnotou +1, zatímco zařízení by jinak vytvářelo (a detektor polarity skutečně vytváří) hodnotu -1 pro tuto vzorkovou periodu. Opět je zapotřebí pouze několik vzorkových period pro kompenzování chybné úrovně 56 predikce.
Čára 35 na obr.5 také znázorňuje výstupní signál z přijímače. Porovnání tvarového průběhu 33 a 35 ukazuje výrazné zlepšení odstupu signálu od šumu.
Obr.6 znázorňuje modulátor signa-delta podle vynálezu. Modulace sigma-delta je určena pro záznam vysoce kvalitního zvukového signálu na zvukovou verzi disku DVD. Liší se od modulace delta tím, že vstupní signál x se před kódováním filtruje stejným filtrem, jako je filtr v predikční smyčce modulátoru delta. Filtry na vstupní zpětnovazební cestě jsou potom nahrazeny jediným filtrem na dopředně cestě kódovací smyčky. Modulátor sigma-delta, znázorněný na obr.6, se liší od modulátoru delta znázorněného na obr.2 tím, že se filtr 23 byl přesunut ze zpětnovazební cesty na dopřednou cestu.
Obr.7 znázorňuje tvarové průběhy signálu běžného modulátoru sigma-delta bez vodoznakování. Čára 70 značí vstupní signál x a čára 71 kódovaný výstupní signál. Modulátor kladnější vzorky, čím vyšší je hodnota Jak ukazuje obr.7, je vstupní napětí sigma-delta vytváří vstupního signálu.
-0,5 V zakódováno jako sled tří impulsů -IV a jednoho impul• fl fl«flfl • fl fl flfl* flfl « — Q_fl flfl * , ·· flfl ·· » « «fl su +1V, vstupní napětí O V je zakódováno jako střídavá kombinace impulsů -1 V a +1 V, a vstupní napětí +0,5 V je zakódováno jako sled tří impulsů +1 V a jednoho impulsu -1 V. Signál se dekóduje na přijímacím konci novým tvarováním přijímaných impulsů a jejich předáváním dolní propustí. Na obr.7 se signál demoduluje průměrováním 13 vzorků bitového proudu, čára 72 značí rekonstruovaný signál, nezohledňující zpoždění způsobené průměrovacím pochodem. Rekonstruovaný signál je tak časově sladěn se vstupním signálem.
Obr.8 znázorňuje vodoznakování kódovaného signálu podle známého stavu techniky, t.j. po obvyklé modulaci sigma-delta. V daném příkladě byl vzorek 73 o hodnotě -1 (obr.7) obvyklého modulátoru sigma-delta nahrazen vzorkem 74 o hodnotě +1. Toto nahrazení neovlivňuje kódovací proces a ponechává zbytek kódovaného výstupního signálu 75 nezměněný. Čára 76 značí rekonstruovaný signál na přijímacím konci. Rozdíl vzhledem k rekonstruovanému signálu 72 z obr.7 se stává zřejmý v pozici 77 (která je na obrázku časově dřívější vzhledem k časovému sladění signálů) a vlní se během zbývajícího dekódovacího procesu. Opět je možné pozorovat výrazný pokles odstupu signálu od šumu.
Obr.9 znázorňuje účinek vkládání stejného vodoznakového vzorku 74 podle vynálezu. Účinek tohoto vodoznaku je v tomto případě veden zpět na vstup a je kompenzován odlišným kódováním vstupního signálu po vkládání vodoznaku. Rekonstruovaný signál 78 se nyní podobá vstupnímu signálu výrazně více.
Praktický příklad modulátoru sigma-delta, znázorněná na obr.6 pro kódování vysoce kvalitních zvukových signálů
při rychlosti vzorkování fg 2922400 (64*44100) Hz má odstup signálu od šumu 115 dB. Bylo zjištěno, že nahrazením 1 vzorku na 100 vzorků zvyšuje kvantizační šum pouze o 1 dB. To odpovídá bitové rychlosti vodoznakové informace 28 000 bitů za sekundu.
Obr.10 znázorňuje zařízení pro extrakci vložené vodoznakové informace ze signálu modulovaného modulací delta, vytvořeného zařízením znázorněným na obr.2 nebo signálu modulovaného modulací sigma-delta, vytvořeného zařízením znázorněným na obr.6. Změněný kódovaný signál z je veden na datový vstup registru 100. časově řízený volicím signálem s. Výstup z registru 100 je vodoznaková bitová kombinace w. Volicí signál určuje, které bity bitového proudu jsou vodoznakové bity. Tento volicí signál je generován dělicím stupněm 101, který dělí vzorkovou rychlost fg daným číslem N, například 100. Předpokládá se, že signál je synchronizován odpovídajícím volicím signálem s ve vysílači. Synchronizace může být dosažena určováním předem určené synchronizační kombinace ve vodoznakovém signálu w. V takovém provedení detekuje detektor 102 synchronizačního signálu uvedenou kombinaci a mění fázi dělicího stupně, až se detekuje synchronizační kombinace.
Obr.ll znázorňuje zařízení pro extrakci vložené vodoznakové informace, které může být použito, jestliže je k dispozici původní vstupní signál x na přijímačovém konci. Zařízení obsahuje stejný dekodér 1 jako odpovídající vysílač znázorněný na obr.l. Zpětnovazební smyčka však nyní přijímá signál s vodoznakovou informací. Rekonstruovaný predikční signál x je tak stejný, jako signál generovaný na vysílačovém konci. Lokálně kódovaný signál y a přijímaný signál
4· 4444
z. jsou vedeny do extrakčního obvodu 3, který vykonává inverzní operace měnícího obvodu 2 z obr.l. Jestliže je například vodoznakový signál posloupnost reálných čísel, která byla přičtena k DCT koeficientům MPEG kodéru, je extrakční obvod odečítačka.
Obr.12 znázorňuje konkrétní provedení pro extrakci vodoznaku z modulovaného signálu s modulací (sigma-)delta. Na obrázku představují vztahové značky 21-23 stejný modulátor pro modulaci delta, jako obr.2. Extrakční obvod 3 obsahuje logický člen nonekvivalence 301 exclusive-OR, který detekuje, zda bity signálu z s vodoznakovou informací a odpovídající bity kódovaného signálu y jsou stejné. Nejsou-li stejné, byla detekována bitová perioda, v níž signál z s vodoznakovou informací nese invertovaný bit. Detekovaný signál se vede po čítače 302. který je časově řízen s vzorkovacím kmitočtem fs a vytváří binární nulu, jestliže je počet bitových period mezi dvěma po sobě následujícími invertovanými bity je první dané číslo (například 75) a binární jedničku, jestliže uvedený počet bitových period je druhé dané číslo (například 125).
Obr.13 znázorňuje tvarové průběhy signálu pro objasnění funkce tohoto provedení. Čára 130 znázorňuje původní vstupní signál x, čára 131 znázorňuje přijímaný signál z s vodoznakovou informací a čára 132 predikční signál x, který se získá dekódováním signálu s vodoznakovou informací. Čára 133 značí výstupní signál lokálního detektoru 22 polarity (obr.12). Jak je snadno patrné z obrázku, vytváří lokální detektor polarity výstup -1 (označený 134) tam, kde přijímaný signál z obsahuje +1 (označený 135). Nesoulad se detekuje logickým členem nonekvivalence 301 exclusive-OR
-12*- * · * ·· • · ·
·«· (obr.12). Podobným způsobem detekuje součtový člen OR výskyt vodoznakových bitů 136 a 137. Čítač 302 (obr.12) čítá počet bitových period mezi detekovanými vodoznakovými bity. V daném (zjednodušeném) příkladě představuje vzdálenost 15 bitových period hodnotu '0' a vzdálenost 7 bitových period představuje '1' vodoznakové kombinace.
Jak lze shrnout, byl tedy popsán způsob vkládání vodoznakové informace do signálu kódovaného kodérem majícím zpětnovazební smyčku, například modulátoru sigma-delta 21. 22, 23. Digitální vodoznaková kombinace w se vkládá do signálu z měněním zvolených vzorků (například nahrazením každého stého bitu) kódovaného signálu y vzorky vodoznakové kombinace. Obvod 24 pro měnění vzorků je umístěn uvnitř smyčky kodéru. Účinek vodoznakování je tak kompenzován v následujících kódovacích krocích a odstup signálu od šumu je jen málo ovlivněn.

Claims (21)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob vkládání doplňkových dat v kódovaném signálu, který obsahuje kroky, při kterých se kóduje signál podle daného kódovacího procesu, zahrnujícího zpětnovazební zpětné vedení kódovaného signálu pro řízení tohoto kódování, a kódovaný signál se mění pro reprezentování uvedených doplňkových dat, vyznačený tím, že se krok zpětnovazebního zpětného vedení kódovaného signálu provádí po uvedeném kroku měnění uvedeného signálu.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že kódování je kódování po jednotlivých bitech.
  3. 3. Způsob podle nároku 2 vyznačený tím, že kódování je modulace sigma-delta.
  4. 4. Způsob podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačený tím, že měnění kódovaného signálu obsahuje nahrazování zvolených vzorků kódovaného signálu vzorky uvedených doplňkových dat.
  5. 5. Způsob podle nároku 2 nebo 3, vyznačený tím, že měnění kódovaného signálu obsahuje invertování zvolených vzorků signálu kódovaného po jednotlivých bitech, přičemž vložená data jsou reprezentována počtem vzorkových period mezi po sobě následujícími invertovanými vzorky.
  6. 6. Způsob extrakce doplňkových dat z přijímaného kódovaného signálu, v němž jsou zvolené vzorky nahrazeny vzorky uvedených doplňkových dat, vyznačený tím, že se provádí volba uvedených vzorků v odezvě na předem určený volicí signál .
    ·· «·4·
    • »9 4
    4 4·· • ··· · · 4 4 4
    4· ··
  7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačený tím, že uvedený volicí signál se vybírá detekcí synchronizační kombinace, zahrnuté v uvedených doplňkových datech.
  8. 8. Způsob extrakce doplňkových dat z přijímaného kódovaného signálu, při kterém se kóduje původní signál podle daného kódovacího procesu, zahrnujícího zpětnovazebně zpětné vedení přijímaného kódovaného signálu pro řízení uvedeného kódování, a kódovaný původní signál a přijímaný kódovaný signál se porovnávají, přičemž rozdíl mezi uvedenými signály reprezentuje doplňková data.
  9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačený tím, že doplňková data jsou reprezentována počtem vzorkových period mezi po sobě následujícími invertovanými vzorky, přičemž se počítá počet vzorkových period mezi invertovanými vzorky pro extrakci uvedených doplňkových dat.
  10. 10. Zařízení pro vkládání doplňkových dat do kódovaného signálu, obsahující kodér pro kódování signálu, zahrnující zpětnovazební smyčku pro řízení uvedeného kódování, a prostředek pro měnění zvolených vzorků kódovaného signálu pro reprezentování uvedených doplňkových dat, vyznačený tím, že zpětnovazební smyčka je připojena pro zpětné vedení změněného kódovaného signálu.
  11. 11. Zařízení podle nároku 10, vyznačené tím, že kodér je kodér pro kódování po jednotlivých bitech.
  12. 12. Zařízení podle nároku 11, vyznačené tím, že kodér je modulátor pro modulaci sigma-delta.
    ·· ··*· • ·* ·· '* · · * » • · · »» • · ··· · » • · * » • ··· ·· ·♦
  13. 13. Zařízení podle nejméně jednoho z nároků 10 až 12, vyznačené tím, že prostředek pro měnění kódovaného signálu je multiplexor pro nahrazování zvolených vzorků kódovaného signálu vzorky uvedených doplňkových dat.
  14. 14. Zařízení podle nároku 11 nebo 12, vyznačené tím, že prostředek pro měnění kódovaného signálu je invertor pro invertování zvolených vzorků signálu kódovaného po jednotlivých bitech, přičemž vložená data jsou reprezentována počtem vzorkových period mezi po sobě následujícími měněnými vzorky.
  15. 15. Zařízení pro extrakci doplňkových dat z přijímaného kódovaného signálu, v němž jsou zvolené vzorky nahrazeny vzorky uvedených doplňkových dat, vyznačené tím, že obsahuje registr pro volbu uvedených vzorků v odezvě na předem určený volicí signál.
  16. 16. Zařízení podle nároku 15, vyznačené tím, že obsahuje prostředky pro detekci synchronizační kombinace obsažené v uvedených doplňkových datech a prostředky pro generování uvedeného volicího signálu v odezvě na uvedenou detekci.
  17. 17. Zařízení pro extrakci doplňkových dat z přijímaného kódovaného signálu, obsahující kodér pro kódování původního zvukového nebo obrazového signálu, obsahující zpětnovazební smyčku pro přijímání přijímaného kódovaného signálu pro řízení uvedeného kódování, a prostředky pro porovnávání kódovaného původního signálu s přijímaným kódovaným signálem, přičemž rozdíl mezi uvedenými signály reprezentuje doplňková data.
    ·· Μ·*
    9 · ·
    9 9 9
    9 9 9 • 9
    9 9 9 »
    9 9 99
    9*9 · ·
    9 9 ·
    99 ·*
  18. 18. Zařízení podle nároku 17, vyznačené tím, že doplňková data jsou reprezentována počtem vzorkových period mezi po sobě následujícími invertovanými vzorky, obsahující čítač pro počítání počtu vzorkových period mezi invertovanými vzorky pro extrakci uvedených doplňkových dat.
  19. 19. Kódovaný signál s vloženými doplňkovými daty, vyznačený tím, že zvolené vzorky kódovaného signálu jsou vzorky uvedených doplňkových dat.
  20. 20. Signál kódovaný po jednotlivých bitech, s vloženými doplňkovými daty, vyznačený tím, že zvolené bity kódovaného signálu byly invertovány, přičemž počet bitových period mezi po sobě následujícími invertovanými bity reprezentuje vložená data.
  21. 21. Paměťové médium, na němž je uložen signál podle nároku 19 nebo 20.
CZ983065A 1997-01-27 1998-01-12 Způsob a zařízení pro vkládání a extrakci doplňkových dat do kódovaného signálu CZ306598A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP97200197 1997-01-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ306598A3 true CZ306598A3 (cs) 1999-02-17

Family

ID=8227952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ983065A CZ306598A3 (cs) 1997-01-27 1998-01-12 Způsob a zařízení pro vkládání a extrakci doplňkových dat do kódovaného signálu

Country Status (15)

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

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7044395B1 (en) 1993-11-18 2006-05-16 Digimarc Corporation Embedding and reading imperceptible codes on objects
US7039214B2 (en) 1999-11-05 2006-05-02 Digimarc Corporation Embedding watermark components during separate printing stages
US6882738B2 (en) 1994-03-17 2005-04-19 Digimarc Corporation Methods and tangible objects employing textured machine readable data
US6869023B2 (en) 2002-02-12 2005-03-22 Digimarc Corporation Linking documents through digital watermarking
US20030133592A1 (en) 1996-05-07 2003-07-17 Rhoads Geoffrey B. Content objects with computer instructions steganographically encoded therein, and associated methods
US6738495B2 (en) 1995-05-08 2004-05-18 Digimarc Corporation Watermarking enhanced to withstand anticipated corruptions
EP1603244B1 (en) * 1996-11-07 2007-08-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Transmitting of a bitstream signal
KR100594954B1 (ko) * 1997-08-26 2006-07-03 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 콘텐트 정보와 이와 관련된 추가 정보를 전송하는 시스템
CN1160935C (zh) * 1997-09-02 2004-08-04 皇家菲利浦电子有限公司 信息信号的水印处理
ATE250311T1 (de) * 1997-12-22 2003-10-15 Koninkl Philips Electronics Nv Integration von zusätzlichen daten in einem kodierten signal
US6608911B2 (en) 2000-12-21 2003-08-19 Digimarc Corporation Digitally watermaking holograms for use with smart cards
US7602940B2 (en) 1998-04-16 2009-10-13 Digimarc Corporation Steganographic data hiding using a device clock
US6965873B1 (en) 1998-04-16 2005-11-15 Digimarc Corporation Electronic commerce using optical input device
US6782115B2 (en) 1998-04-16 2004-08-24 Digimarc Corporation Watermark holograms
KR100389857B1 (ko) * 1998-07-01 2003-07-04 삼성전자주식회사 워터마킹을 사용하여 시그니쳐 영상을 기록하고 복원하는 디지털 영상 코딩/디코딩장치 및 방법
JP4083302B2 (ja) * 1998-08-12 2008-04-30 株式会社東芝 動画像スクランブル／デスクランブル装置
ID25532A (id) 1998-10-29 2000-10-12 Koninkline Philips Electronics Penanaman data tambahan dalam sinyal informasi
ATE319163T1 (de) * 1998-11-17 2006-03-15 Koninkl Philips Electronics Nv Extrahieren von zusatzdaten in einem informationssignal
JP3768705B2 (ja) * 1998-11-27 2006-04-19 キヤノン株式会社 電子透かし埋め込み装置、出力制御装置及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP2000350013A (ja) * 1999-03-31 2000-12-15 Victor Co Of Japan Ltd 透かしデータ埋め込み装置、透かしデータ埋め込み方法、伝送方法、記録媒体、透かしデータ読み出し装置及び透かしデータ読み出し方法。
US7164413B2 (en) 1999-05-19 2007-01-16 Digimarc Corporation Enhanced input peripheral
CN1327585A (zh) * 1999-07-02 2001-12-19 皇家菲利浦电子有限公司 根据灵活格式附加水印密钥
US6823019B1 (en) * 1999-07-30 2004-11-23 Agere Systems Inc. Reduced DC transients in a sigma delta filter
US7188186B1 (en) * 1999-09-03 2007-03-06 Meyer Thomas W Process of and system for seamlessly embedding executable program code into media file formats such as MP3 and the like for execution by digital media player and viewing systems
JP4771635B2 (ja) * 1999-10-06 2011-09-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 一次元の情報信号へのウォーターマークの埋め込み及び検出
KR100762211B1 (ko) * 1999-12-21 2007-10-01 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 제 1 디지털 정보신호를 전송매체를 통해 전송하기 위해제 2 디지털 정보신호 내부에 삽입하는 장치 및 방법
US6986048B1 (en) * 2000-01-24 2006-01-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Protecting content from illicit reproduction by proof of existence of a complete data set using security identifiers
US6717899B1 (en) 2000-02-23 2004-04-06 Doug Carson & Associates, Inc. Optical disc hidden data technique
US6768709B2 (en) 2000-02-23 2004-07-27 Doug Carson & Associates, Inc. Hiding digital data in a digital audio or video carrier signal
EP1292945A1 (en) * 2000-05-22 2003-03-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Watermark insertion and extraction
US20020021808A1 (en) * 2000-05-31 2002-02-21 Keiichi Iwamura Image processing apparatus, image processing method and storage medium
JP2002057997A (ja) * 2000-06-01 2002-02-22 Sony Corp コンテンツデータ、データ記録媒体、データ記録方法及び装置、データ再生方法及び装置、データ送信方法及び装置、データ受信方法及び装置
JP2001357622A (ja) * 2000-06-13 2001-12-26 Sony Corp コンテンツデータ、データ記録媒体、データ記録方法及び装置、データ再生方法及び装置
EP1327360A1 (en) * 2000-10-11 2003-07-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Scalable coding of multi-media objects
WO2002060182A1 (en) * 2001-01-23 2002-08-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Watermarking a compressed information signal
WO2003012739A1 (en) * 2001-07-27 2003-02-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Embedding auxiliary data in a signal
US7095872B2 (en) 2001-08-28 2006-08-22 University Of North Carolina At Charlotte Automated digital watermarking methods using neural networks
CN100380493C (zh) * 2001-09-05 2008-04-09 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于直接流数字信号的坚韧水印
US6817530B2 (en) 2001-12-18 2004-11-16 Digimarc Id Systems Multiple image security features for identification documents and methods of making same
US7694887B2 (en) 2001-12-24 2010-04-13 L-1 Secure Credentialing, Inc. Optically variable personalized indicia for identification documents
ATE552120T1 (de) 2001-12-24 2012-04-15 L 1 Secure Credentialing Inc Verdeckte variableninformationen auf id- dokumenten und verfahren zu ihrer herstellung
US7793846B2 (en) 2001-12-24 2010-09-14 L-1 Secure Credentialing, Inc. Systems, compositions, and methods for full color laser engraving of ID documents
US7728048B2 (en) 2002-12-20 2010-06-01 L-1 Secure Credentialing, Inc. Increasing thermal conductivity of host polymer used with laser engraving methods and compositions
US7231061B2 (en) 2002-01-22 2007-06-12 Digimarc Corporation Adaptive prediction filtering for digital watermarking
JP3554825B2 (ja) * 2002-03-11 2004-08-18 東北大学長 電子透かしシステム
US7824029B2 (en) 2002-05-10 2010-11-02 L-1 Secure Credentialing, Inc. Identification card printer-assembler for over the counter card issuing
US7804982B2 (en) 2002-11-26 2010-09-28 L-1 Secure Credentialing, Inc. Systems and methods for managing and detecting fraud in image databases used with identification documents
US7712673B2 (en) 2002-12-18 2010-05-11 L-L Secure Credentialing, Inc. Identification document with three dimensional image of bearer
DE602004030434D1 (de) 2003-04-16 2011-01-20 L 1 Secure Credentialing Inc Dreidimensionale datenspeicherung
US7409002B2 (en) * 2003-09-30 2008-08-05 Intel Corporation Signal modulation
US7744002B2 (en) 2004-03-11 2010-06-29 L-1 Secure Credentialing, Inc. Tamper evident adhesive and identification document including same
CN1930609A (zh) * 2004-03-12 2007-03-14 皇家飞利浦电子股份有限公司 1位音频文件中插入数字水印的方法
JP4937746B2 (ja) 2004-07-20 2012-05-23 パナソニック株式会社 音声符号化装置および音声符号化方法
GB2409956B (en) * 2004-09-01 2005-12-07 Ace Records Ltd Audio watermarking
CN100387062C (zh) * 2005-07-01 2008-05-07 中山大学 一种带补偿的保护mpeg-2视频数据的方法
CN101379527A (zh) * 2006-01-30 2009-03-04 皇家飞利浦电子股份有限公司 搜索数据信号中的水印
JP2008131282A (ja) * 2006-11-20 2008-06-05 Sony Corp 映像伝送方法、映像伝送システム及び映像処理装置
KR20100079121A (ko) * 2008-12-30 2010-07-08 주식회사 동부하이텍 이미지 인코더 및 이미지 인코딩 방법
US8345569B2 (en) * 2009-11-23 2013-01-01 Dialogic Corporation Multiple watermarks for fidelity assessment
US9183838B2 (en) * 2013-10-09 2015-11-10 Summit Semiconductor Llc Digital audio transmitter and receiver
US9620133B2 (en) * 2013-12-04 2017-04-11 Vixs Systems Inc. Watermark insertion in frequency domain for audio encoding/decoding/transcoding
US10573329B2 (en) * 2017-05-31 2020-02-25 Dell Products L.P. High frequency injection for improved false acceptance reduction
US10798566B2 (en) 2018-12-05 2020-10-06 At&T Intellectual Property I, L.P. Securely conveying location and other information in advanced networks
US11537690B2 (en) 2019-05-07 2022-12-27 The Nielsen Company (Us), Llc End-point media watermarking
CN113727105B (zh) * 2021-09-08 2022-04-26 北京医百科技有限公司 一种深度图压缩方法、装置、系统及存储介质

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5321470A (en) * 1988-05-13 1994-06-14 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus with anti-forgery provision
YU123090A (sh) * 1989-07-03 1994-04-05 N.V. Philips Gloelampenfabrieken Sistem za snemanje/reprodukcijo signalov na/s magnetnega traku v kaseti
JP2990306B2 (ja) * 1991-05-14 1999-12-13 富士ゼロックス株式会社 カラー画像記録装置のマーカドット検出方式
RU2025791C1 (ru) * 1992-08-19 1994-12-30 Валентин Аркадьевич Васильев Способ поиска записанной видеоинформации на магнитном носителе и устройство для его осуществления
US5757910A (en) * 1993-04-06 1998-05-26 Goldstar Co., Ltd. Apparatus for preventing illegal copying of a digital broadcasting signal
US5365586A (en) * 1993-04-09 1994-11-15 Washington University Method and apparatus for fingerprinting magnetic media
JP2837105B2 (ja) * 1994-01-05 1998-12-14 三星電子株式会社 テレビ信号中に埋め込まれたディジタル信号に対するシグマ−デルタ・アナログ−ディジタル変換機能を備えた受信器
US5568570A (en) * 1994-09-30 1996-10-22 Eastman Kodak Company Method and apparatus for reducing quantization artifacts in a hierarchical image storage and retrieval system
US5889868A (en) * 1996-07-02 1999-03-30 The Dice Company Optimization methods for the insertion, protection, and detection of digital watermarks in digitized data
US5809139A (en) * 1996-09-13 1998-09-15 Vivo Software, Inc. Watermarking method and apparatus for compressed digital video

Also Published As

Publication number Publication date
JP3929501B2 (ja) 2007-06-13
ID20307A (id) 1998-11-26
HUP0000832A2 (en) 2000-07-28
RU2201039C2 (ru) 2003-03-20
WO1998033324A2 (en) 1998-07-30
WO1998033324A3 (en) 1998-11-12
DE69837131D1 (de) 2007-04-05
KR20000064790A (ko) 2000-11-06
MY120224A (en) 2005-09-30
DE69837131T2 (de) 2007-11-08
UA42863C2 (uk) 2001-11-15
EP0900500A2 (en) 1999-03-10
ATE354916T1 (de) 2007-03-15
HUP0000832A3 (en) 2002-09-30
US6157330A (en) 2000-12-05
JP2000509587A (ja) 2000-07-25
KR100578952B1 (ko) 2006-10-24
EP0900500B1 (en) 2007-02-21
CN1234944A (zh) 1999-11-10
CN1183771C (zh) 2005-01-05
PL329943A1 (en) 1999-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ306598A3 (cs) Způsob a zařízení pro vkládání a extrakci doplňkových dat do kódovaného signálu
EP1046164B1 (en) Embedding supplemental data in an information signal
CN1155260C (zh) 在信息信号中嵌置和析取补充数据
Janssen et al. Super-audio CD: an introduction
EP0962094B1 (en) Embedding supplemental data in an encoded signal
MXPA00006404A (es) Inclusion de datos suplementarios en una señal de informacion
MXPA99007705A (en) Embedding supplemental data in an encoded signal
CZ20002445A3 (cs) Způsob vkládání doplňkových dat do informačního signálu, zařízení pro jeho provádění, informační signál a nosič dat
MXPA00007002A (en) Embedding and extracting supplemental data in an information signal
CZ296599A3 (cs) Způsob a zařízení pro vkládání doplňkových dat do signálu, signál a paměťové médium
GB2293297A (en) Dithered data coding

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic