[發明專利]嵌入與檢測模式的方法和系統

有效

• 申請號: 201380015294.9
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN104221080B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 德克·杰恩·伯瑞巴特
• 申請（專利權）人: 坎塔爾媒體法國公司
• 主分類號: G10L19/00
• 分類號: G10L19/00;H04N1/32;G10L19/018
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司31220
• 代理人: 鄭立,應風曄

技術領域

本發明涉及將模式作為水印嵌入內容段的方法，包括修改所述內容段，以便插入與模式相關的一組基本覺察不到的特征。

本發明進一步涉及一種表示有效載荷并作為水印嵌入到內容段中的模式的檢測方法，包括在所述內容段中檢測與模式相關的一組基本覺察不到的特征。

本發明進一步涉及實現本發明方法的系統以及使計算機執行本發明方法的計算機程序產品。

背景技術

制作水印是把有效載荷表示為隨后嵌入到內容中的一個或多個水印模式的技術，例如電影、圖片、歌曲或廣播和電視秀。然后內容被分發，通過例如廣播、流媒體、下載或類似的技術或在存儲介質上，例如CD、DVD、藍光光盤、閃存存儲器或硬盤。這種嵌入通常是覺察不到的：看或者聽內容的人一般不能夠獲得嵌入的模式(pattern)。在某些情況下，嵌入模式的一些小的部分可能被覺察到，例如在音頻或視頻的質量上輕微降級。這個模式是一個典型的(偽)隨機模式，盡管這個模式可能取決于嵌入和檢測的應用和技術。然而，專業檢測工具可以重構模式，并從重構中恢復有效載荷。制作水印有許多應用，例如跟蹤內容項的源頭和分發路徑、受眾調查、流媒體的同步和用元數據來改進內容或為數字版權管理提供基礎。

制作水印的應用由兩個階段組成。第一個階段是嵌入器，向內容中加入水印。在嵌入階段，某個消息或一定量的信息(通常被稱作“有效載荷”)被表示成應用到所述內容上的規定的一組變化。第二個階段是檢測器，提取被嵌入內容的信息。

制作水印技術中一個重要的分類被稱為擴頻水印。擴頻水印方法的特征屬性是，通常具有大帶寬的模式序列(例如，嵌入的模式在寬的信號頻率范圍內包含非零分量)用來表示相對小量的信息(有效載荷)，使得相關聯的水印能量密度可以非常小。在可加擴頻(additive spread-spectrum)音頻水印的應用中，有效載荷被表示成兩個或多個偽隨機模式與音頻(宿主)信號相加(求和)。

已知的可加制作水印算法嵌入用匹配濾波器檢測的模式，匹配濾波器包含一組相關的候選模式。這種方法的優點是它們事實上無限組獨立的可被嵌入的模式以及模式屬性(大小，帶寬等)的靈活性。缺點是在多數情況下，由于相關性運算，檢測與顯著的運算復雜度相關。此外，由于最高效地進行這些相關性運算是用離散傅立葉變換以逐塊的方式進行，在音頻內容中，分析塊的同步和水印的嵌入對于優良的檢測性能是至關重要的。

另一種可加制作水印是相位調制水印。與通過內容段和所述模式求和的方式嵌入模式不同，相位調制是根據模式的頻率分量的相位來修改內容段的各個頻率分量的相位。這種方法有更詳細的說明，在M.Arnold,P.Baum，和W.Voessing的“A phase modulation audio watermarking technique”，由S.Katzenbeisser和A.-R.Sadeghi編輯，信息隱藏，計算機科學講義，第5806卷，第102-116頁，Springer，柏林/海德堡,2009中。就像在可加嵌入方法中，這個相位調制方法的檢測過程是由一組候選模式的相關性組成。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種更有效的水印嵌入和檢測的實現方法。

本發明通過一種嵌入的方法和系統來達到這個目標，其特征在于，在修改內容段之前，確定用于檢測模式的濾波器的脈沖響應；濾波器的時間反轉脈沖響應，作為一組覺察不到的特征，被插入到段中；其中，濾波器是無限脈沖響應濾波器。在一個實施例中，濾波器的特征在于半白頻譜(a semi-white frequency spectrum)并提供偽隨機時域響應。

本發明進一步地通過一種檢測的方法和系統來達到這個目標，其特征在于，將濾波器應用于內容段，濾波器是無限脈沖響應濾波器，在一個實施例中，濾波器的特征在于半白頻譜并提供偽隨機時域響應，濾波器的輸出被處理以獲得所述模式，從所述模式中可能重構有效載荷。

通過本發明，人們嵌入具有特定特征的模式。這個模式循序依次改變，也就是說，在不同的音頻段中嵌入不同的模式。這些模式的順序與有效載荷有關，從而有效地實現了把有效載荷作為水印嵌入。下面對用來構建模式的各種有益實施例進行了詳細闡述。本發明是基于見解：在制作水印中通常使用的相關性運算，與向輸入信號施加有限脈沖響應以獲得經過濾波的信號的卷積運算具有相似之處。