Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб впровадження додаткових даних в кодований сигнал, який включає операції: кодування сигналу згідно з певним заданим способом кодування, який передбачає операцію повернення кодованого сигналу з використанням зворотного зв'язку для керування цим кодуванням, і модифікування цього кодованого сигналу у такий спосіб, щоб він репрезентував зазначені додаткові дані, який відрізняється тим, що зазначену операцію повернення кодованого сигналу з використанням зворотного зв'язку здійснюють після зазначеної операції модифікування зазначеного сигналу.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначене кодування є однобітовим кодуванням.

3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що зазначене кодування є сигма-дельта-модулюванням.

4. Спосіб за пп. 1 або 2, або 3, який відрізняється тим, що зазначена операція модифікування кодованого сигналу включає заміну певних обраних вибірок цього кодованого сигналу вибірками зазначених додаткових даних.

5. Спосіб за п. 2 або 3, який відрізняється тим, що операція модифікування кодованого сигналу включає інвертування певних обраних вибірок цього кодованого однобітовим кодуванням сигналу, причому зазначені додаткові дані репрезентують кількістю інтервалів вибірок між послідовними інвертованими вибірками.

6. Спосіб виділення додаткових даних з прийнятого кодованого сигналу, певні обрані вибірки якого замінені вибірками зазначених додаткових даних, який відрізняється тим, що здійснюють операцію вибирання зазначених вибірок у відповідь на наперед заданий сигнал вибору.

7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що зазначений сигнал вибору відновлюють за допомогою детектування синхронізуючої комбінації, що міститься в зазначених додаткових даних.

8. Спосіб виділення додаткових даних з прийнятого кодованого сигналу, який відрізняється тим, що включає операції: кодування первинного сигналу згідно з певним заданим способом кодування, який передбачає операцію повернення прийнятого кодованого сигналу з використанням зворотного зв'язку для керування цим кодуванням, і порівнювання кодованого первинного сигналу з прийнятим кодованим сигналом так, що відмінність між цими сигналами репрезентує зазначені додаткові дані.

9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що передбачає, що зазначені додаткові дані репрезентовані кількістю інтервалів вибірок між послідовними інвертованими вибірками, і який включає операцію підраховування кількості інтервалів вибірок між інвертованими вибірками для виділення зазначених додаткових даних.

10. Пристрій для впровадження додаткових даних в кодований сигнал, який має: кодер для кодування сигналу, що включає в себе контур зворотного зв'язку для керування цим кодуванням, і засіб для модифікування певних обраних вибірок цього кодованого сигналу у такий спосіб, щоб він репрезентував зазначені додаткові дані, який відрізняється тим, що зазначений контур зворотного зв'язку підключений так, щоб уможливити повернення з використанням зворотного зв'язку модифікованого кодованого сигналу.

11. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що зазначений кодер є однобітовим кодером.

12. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що зазначений кодер є сигма-дельта-модулятором.

13. Пристрій за пп. 10 або 11, або 12, який відрізняється тим, що зазначеним засобом для модифікування є мультиплексор для заміни обраних вибірок зазначеного кодованого сигналу вибірками зазначених додаткових даних.

14. Пристрій за п. 11 або 12, який відрізняється тим, що зазначеним засобом для модифікування є інвертор для інвертування обраних вибірок зазначеного кодованого однобітовим кодуванням сигналу, з репрезентуванням зазначених додаткових даних кількістю інтервалів вибірок між послідовними модифікованими вибірками.

15. Пристрій для виділення додаткових даних з прийнятого кодованого сигналу, певні обрані вибірки якого є замінені вибірками зазначених додаткових даних, який відрізняється тим, що він має регістр для вибирання зазначених вибірок у відповідь на наперед заданий сигнал вибору.

16. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що він має засіб для детектування синхронізуючої комбінації, що міститься в зазначених додаткових даних, і засіб для генерування зазначеного сигналу вибору у відповідь на зазначене детектування.

17. Пристрій для виділення додаткових даних з прийнятого кодованого сигналу, який відрізняється тим, що має: кодер для кодування первинного аудіо- або відеосигналу, що включає в себе контур зворотного зв'язку, який приймає зазначений прийнятий кодований сигнал для керування цим кодуванням, і засіб для порівняння кодованого первинного сигналу з зазначеним прийнятим кодованим сигналом так, що відмінність між цими сигналами репрезентує зазначені додаткові дані.

18. Пристрій за п. 17, який відрізняється тим, що має лічильник для підраховування кількості інтервалів вибірок між інвертованими вибірками для виділення зазначених додаткових даних, які репрезентовані кількістю інтервалів вибірок між послідовними інвертованими вибірками.

19. Кодований сигнал з вбудованими додатковими даними, який відрізняється тим, що певні обрані вибірки цього кодованого сигналу є вибірками зазначених вбудованих даних.

20. Однобітовий кодований сигнал з вбудованими додатковими даними, який відрізняється тим, що певні обрані біти цього кодованого сигналу є інвертованими, причому кількість бітових інтервалів між послідовними інвертованими бітами репрезентує зазначені вбудовані дані.

21. Запам'ятовувальне середовище, яке відрізняється тим, що зберігає в собі сигнал за пп. 19 або 20.

Текст

1. Спосіб впровадження додаткових даних в кодований сигнал, який включає операції: кодування сигналу згідно з певним заданим способом кодування, який передбачає операцію повернення кодованого сигналу з використанням зворотного зв'язку для керування цим кодуванням, і модифікування цього кодованого сигналу у такий спосіб, щоб він репрезентував зазначені додаткові дані, який відрізняється тим, що зазначену операцію повернення кодованого сигналу з використанням зворотного зв'язку здійснюють після зазначеної операції модифікування зазначеного сигналу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зазначене кодування є однобітовим кодуванням. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що зазначене кодування є сигма-дельта-модулюванням. 4. Спосіб за пп. 1 або 2, або 3, який відрізняється тим, що зазначена операція модифікування кодованого сигналу включає заміну певних обраних вибірок цього кодованого сигналу вибірками зазначених додаткових даних. 5. Спосіб за п. 2 або 3, який відрізняється тим, що зазначена операція модифікування кодованого сигналу включає інвертування певних обраних ви C2 (54) ВПРОВАДЖЕННЯ ДОДАТКОВИХ ДАНИХ В КОДОВАНИЙ СИГНАЛ 42863 13. Пристрій за пп. 10 або 11, або 12, який відрізняється тим, що зазначеним засобом для модифікування є мультиплексор для заміни обраних вибірок зазначеного кодованого сигналу вибірками зазначених додаткових даних. 14. Пристрій за п. 11 або 12, який відрізняється тим, що зазначеним засобом для модифікування є інвертор для інвертування обраних вибірок зазначеного кодованого однобітовим кодуванням сигналу, з репрезентуванням зазначених додаткових даних кількістю інтервалів вибірок між послідовними модифікованими вибірками. 15. Пристрій для виділення додаткових даних з прийнятого кодованого сигналу, певні обрані вибірки якого є замінені вибірками зазначених додаткових даних, який відрізняється тим, що він має регістр для вибирання зазначених вибірок у відповідь на наперед заданий сигнал вибору. 16. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що він має засіб для детектування синхронізуючої комбінації, що міститься в зазначених додаткових даних, і засіб для генерування зазначеного сигналу вибору у відповідь на зазначене детектування. 17. Пристрій для виділення додаткових даних з прийнятого кодованого сигналу, який відрізняється тим, що має: кодер для кодування первинного аудіо- або відеосигналу, що включає в себе контур зворот ного зв'язку, який приймає зазначений прийнятий кодований сигнал для керування цим кодуванням, і засіб для порівняння кодованого первинного сигналу з зазначеним прийнятим кодованим сигналом так, що відмінність між цими сигналами репрезентує зазначені додаткові дані. 18. Пристрій за п. 17, який відрізняється тим, що має лічильник для підраховування кількості інтервалів вибірок між інвертованими вибірками для виділення зазначених додаткових даних, які репрезентовані кількістю інтервалів вибірок між послідовними інвертованими вибірками. 19. Кодований сигнал з вбудованими додатковими даними, який відрізняється тим, що певні обрані вибірки цього кодованого сигналу є вибірками зазначених вбудованих даних. 20. Однобітовий кодований сигнал з вбудованими додатковими даними, який відрізняється тим, що певні обрані біти цього кодованого сигналу є інвертованими, причому кількість бітових інтервалів між послідовними інвертованими бітами репрезентує зазначені вбудовані дані. 21. Запам'ятовувальне середовище, яке відрізняється тим, що зберігає в собі сигнал за пп. 19 або 20. Даний винахід стосується способу і пристрою для впровадження додаткових даних в кодований сигнал. Цей спосіб включає операції кодування сигналу згідно з певним заданим способом кодування, який передбачає операцію повернення кодованого сигналу з використанням зворотного зв'язку для керування цим кодуванням, і модифікування кодованого сигналу у такий спосіб, щоб він репрезентував зазначені додаткові дані. Винахід також стосується способу і пристрою для виділення зазначених додаткових даних з такого кодованого сигналу. Існує зростаюча потреба в розміщенні "водяних знаків" в аудіо- і видеосигналах. Водяні знаки це повідомлення з додатковими даними, які вводяться в мультимедійну інформацію, переважно у такий спосіб, що вони є "непомітними" для органів чуттів. Вони містять інформацію, наприклад, про джерело походження документів і аудіовізуальних програм, або інформацію щодо статусу авторських прав на них. Вони можуть бути використані як юридичне свідчення володіння авторськими правами і дозволяють відстежувати піратські дії, сприяючи захищанню прав інтелектуальної власності. Один з відомих способів позначання водяними знаками відеосигналу, як визначено у ввідній частині опису винаходу, розкритий в статті F. Hartung і В. Giros: "Digital Watermarking of Raw and Compressed Video", SPIE Vol. 2952, pp. 205-212. Позначання водяними знаками досягається тут шляхом модифікування окремих коефіцієнтів ДКП (дискретного косинусного перетворення) у вихідному бітовому потоці MPEG-2-кодера, включаючи коефіцієнти ДКП зображень, кодованих з передбачанням (Р-зображень або В-зображень). Кодери з передбачанням включають в себе контур зворотного зв'язку для керування процесом кодування. Кодується не сам вхідний сигнал, а, натомість, помилка передбачання (різниця між вхідним сигналом і його передбаченим значенням). Сигнал передбачання одержують шляхом локального декодування кодованого сигналу. У цьому відомому способі водяні знаки запроваджують після здійснення стандартного кодування. Наявна у кодованому сигналі місткість для водяних знаків в цьому випадку виявляється обмеженою. Метою винаходу є надання способу впровадження додаткових даних в кодований аудіо- або відеосигнал, який би дозволяв змінювати більшу кількість бітів кодованого сигналу без істотного впливу на рівень якості, що сприймається органами чуттів. З цією метою, запропонований цим винаходом спосіб відрізняється тим, що операцію повернення кодованого сигналу з використанням зворотного зв'язку здійснюють після зазначеної операції модифікування зазначеного сигналу. Операцію модифікування кодованого сигналу в цьому випадку здійснюють в контурі зворотного зв'язку кодера. Отже, будь-яка зміна кодованого сигналу, здійснена з метою помічання сигналу водяними знаками, повертається з використанням зворотного зв'язку, і її компенсують у наступній операції кодування. Впроваджений у такий спосіб водяний знак впливає на процес декодування в приймачі подібно до того, як він впливав на процес кодування в передавачі. Завдяки здійснюванню зазначеного компенсування в передавачі, приймачі формують суттєво кращу оцінку вхідного сигналу. Відношення сигнал/шум суттєво покращується або, альтернатив 2 42863 но, більша кількість даних, що стосуються водяних знаків, може бути впроваджена за заданого відношення сигнал/шум. Винахід є особливо корисним для впровадження додаткових даних в сигнали з однобітовим кодуванням (так звані unitary bit encoded signals). Сигнали з однобітовим кодуванням є дуже уразливими до позначання водяними знаками. Відповідні кодери за кожний крок кодування видають на вихід однобітову вибірку. Модифікування вихідної вибірки такого кодованого сигналу для впровадження водяних знаків звичайно створює впливає більш радикально, ніж, наприклад, просте змінювання значення багатобітової вибірки. Прикладами однобітових кодерів є дельтамодулятори, сигма-дельта-модулятори і кодери форми шуму. Вони також належать до сімейства кодерів, що мають контур зворотного зв'язку. Використання сигма-дельта-модулювання передбачається для записування високоякісного звуку на аудіо-варіанті DVD-диска, з використанням частоти дискретизації 2822400 Гц (64´44100) і з відношенням сигнал/шум 115 дБ. Водяні знаки вводять, наприклад, шляхом заміни певних обраних бітів вихідного бітового потоку бітами кодової комбінації цифрового водяного знака. Якщо це робиться у відомий спосіб, тобто після стандартного кодування, введення бітів водяних знаків значно підвищує шум квантування. Наприклад, заміна 1 з кожних 100 бітів аудіосигналу, модульованого сигмадельта-модулюванням, бітом водяних знаків змінить шум квантування до -60 дБ. У протилежність цьому, даний винахід дозволяє змінювати 1 з кожних 100 бітів сигма-дельта-модульованого аудіосигналу ціною збільшення шуму квантування тільки на 1 дБ. Це відповідає швидкості передачі бітів водяних знаків близько 28000 бітів в секунду. Короткий опис супровідних креслень Фіг. 1 показує відповідний даному винаходу пристрій для впровадження додаткових даних в кодований аудіо- або відеосигнал. Фіг. 2 показує відповідний даному винаходу пристрій для впровадження додаткових даних в дельта-модульований аудіосигнал. Фіг. 3-5 показують форми сигналів для ілюстрації роботи пристрою, показаного на фіг. 2. Фіг. 6 показує відповідний даному винаходу пристрій для впровадження додаткових даних в сигма-дельта-модульований аудіосигнал. Фіг. 7-9 показують форми сигналів для ілюстрації роботи пристрою, показаного на фіг. 6. Фіг. 10 показує пристрій для виділення вбудованого водяного знаку з сигналу, кодованого за допомогою пристрою, показаного на фіг. 2 або фіг. 6. Фіг. 11 показує пристрій для виділення вбудованого водяного знаку з сигналу, кодованого за допомогою пристрою, показаного на фіг. 1. Фіг. 12 показує додатковий варіант виділяння водяного знаку з (сигма-)дельта-модульованого сигналу. Фіг. 13 показує форми сигналів для ілюстрації роботи варіанту, показаного на фіг. 12. Фіг. 1 є схемою запропонованого цим винаходом пристрою для впровадження додаткових даних в кодований аудіо- або відеосигнал. Цей пристрій включає в себе кодер з передбачанням 1 і схему модифікування 2. Кодер з передбачанням 1 приймає вхідний сигнал (аналоговий або цифровий) х, і він включає в себе схему 11 віднімання, ) для віднімання сигналу передбачання x з вхідного сигналу х. Отриманий таким чином сигнал е помилки передбачання подається на кодувальний блок 12. Кодер з передбачанням додатково включає в себе лінію зворотного зв'язку, для одержан) ня сигналу передбачання x , що включає в себе декодувальний блок 13, суматор 14 і елемент затримки 15. Кодер з передбачанням 1 може мати різні форми, які як такі є відомі в даній галузі, наприклад, дельта-модулятор, диференціальний імпульсно-кодовий модулятор або кодер дискретного косинусного перетворення (ДКП). Схема модифікування 2 приймає кодований сигнал у помилки передбачання, і вона виконана з можливістю модифікування цього сигналу згідно із наданим водяним знаком w. Приклади такої схеми модифікування відомі в даній області техніки. У статті Hartung і ін., яка вже згадувалася вище, 8´8 блоків сигналу водяних знаків w піддають ДКП, і коефіцієнти ДКП, отримані таким чином, додаються до певних обраних коефіцієнтів ДКП кодованого цим перетворенням сигналу помилки передбачання. Інший приклад розкритий в I.J. Сох, J. Кіlіап, Т. Leighton і Т. Shamoon: "A Secure Imperceptible yet Perceptually Salient, Spread Spectrum Watermark for Multimedia", a Conference Record of Southcon 96, June 25-27, 1996, cc. 192-197. В цьому документі відеосигнал позначається водяними знаками за допомогою додавання послідовності дійсних чисел до коефіцієнтів перетворення самого старшого порядку, за винятком коефіцієнта ДК. Згідно з винаходом, схема модифікування 2 розміщена між кодувальним блоком 12 і декодувальним блоком 13, тобто всередині контуру кодера з передбачанням. Відповідно, сигнал передбачан) ня x відновлюють з модифікованого кодованого сигналу z, замість того, щоб відновлювати його з немодифікованого кодованого сигналу у. Результат цього стає очевидним, якщо уявити, що операція позначання сигналу водяними знаками є еквівалентною навмисному введенню помилок в кодований сигнал у. У відомій з рівня техніки системі ці "помилки" вводяться в переданий сигнал. Як відомо фахівцям, обізнаним з кодуванням з передбачанням, такі помилки поширюються протягом процесу декодування в приймачі і викликають суттєве погіршення якості сигналу. Проте в даному випадку помилки вводяться всередині контуру передбачання. Будь-яка "помилка", введена схемою модифікування 2, тепер повертається через декодувальний блок 13 до схеми 11 віднімання, завдяки чому в подальшому помилка передбачання кодується таким чином, що її вплив скомпенсовується. У результаті допустимий "коефіцієнт помилок" для заданого відношення сигнал/шум суттєво збільшується і/або істотно підвищується рівень якості, що сприймається органами чуттів. Приймачі для декодування кодованого сигналу від кодерів такого типу, як показано на фіг. 1, в цілому є ідентичні контуру передбачання цих кодерів і тому окремо не показані. Більш детальний приклад буде тепер описаний з посиланням на фіг. 2, яка показує дельтамодулятор для кодування аналогового або кодо 3 42863 ваного ІКМ аудіосигналу. Цей пристрій містить схему віднімання 21, для віднімання сигналу пе) редбачання x від вхідного сигналу х. Помилка передбачання е подається в детектор полярності 22, який формує, з швидкістю, що визначається частотою вибірок fs, вихідну вибірку +1 у випадку, як) ) що х> x , і вихідну вибірку -1 у випадку, якщо x< x . Контур зворотного зв'язку включає в себе декодувальний фільтр 23 (суматор або інтегратор), для одержання сигналу передбачання. Згідно з винаходом, схема модифікування 24 включена між детектором полярності 22 і фільтром 23. У цьому варіанті, схемою модифікування є мультиплексор, який замінює певні обрані біти виходу детектора полярності (наприклад, кожний 100-й біт) комбінацією бітів водяного знака w у відповідь на сигнал вибору s. Іншим прикладом впровадження водяного знаку є інвертування певних обраних вибірок кодованого сигналу; тоді дані водяного знаку репрезентуються кількістю бітових інтервалів між послідовними інвертованими вибірками. На фіг. 3-5 показані сигнали різних форм, для ілюстрування роботи пристрою, показаного на фіг. 2. На цих фігурах позицією 30 позначений вхідний сигнал х. На фіг. 3 для порівняння показані сигнали стандартного дельта-модулятора, що не має функції позначання водяними знаками. На цій фігурі пози) цією 31 позначений сигнал передбачання x , тобто сигнал на виході приймача (не підданий опрацюванню в фільтрі нижніх частот для усунення надмірних високочастотних компонент). Позицією 32 позначений потік бітів на виході зазначеного стандартного дельта-модулятора. Фіг. 4 пояснює наслідки позначання водяними знаками кодованого сигналу способом, відомим з рівня техніки. Позицією 34 позначений потік бітів, одержаний шляхом заміни 6-го, 16-го і 26-го бітів потоку бітів 32 (фіг. 3) на, відповідно, -1, -1 і +1, що відповідає бітовій комбінації цифрового водяного знаку w="001". Позицією 33 позначений сигнал на виході приймача, що приймає цей потік бітів. Можна ясно бачити значне зменшення відношення сигнал/шум. Фіг. 5 ілюструє наслідки впровадження водяного знаку згідно з винаходом. Позицією 35 позна) чений сигнал передбачання x . Позицією 36 позначений потік бітів на виході пристрою. Подібно до фіг. 4, бітова комбінація водяного знаку w="001" розміщується в 6, 16 і 26 розрядах потоку бітів 36, але тепер модифікування цих бітів здійснюється перед поверненням кодованого сигналу за допомогою зворотного зв'язку. Перший біт 51 впроваджуваного водяного знаку не відрізняється від вибірки -1, виданої детектором полярності для часового інтервалу даної вибірки. Відповідно, рівень сигналу передбачання 54 є таким самим, як і рівень сигналу передбачання 37 на фіг. 3. Другий біт 52 цього водяного знака відрізняється від значення +1, виданого детектором полярності. Оскільки цей "помилковий" біт тепер за допомогою зворотного зв'язку повертається через контур передбачання, сигнал передбачання набуває рівня 55, який дельта-модулятор компенсує шляхом формування відмінних наступних бітів. У результаті, сигнал передбачання 35 знову перетинає вхідний сигнал вже після декількох інтервалів вибі рок. Подібним чином, третій біт водяного знака 53 обумовлює формування пристроєм вибірки +1, тоді як в противному випадку для цього інтервалу вибірки пристрій видав би (і детектор полярності тоді дійсно сформував би) значення -1. Знову ж таки, виявились необхідними лише декілька інтервалів вибірок для компенсування "помилкового" рівня передбачання 56. Позицією 35 на фіг. 5 також позначений сигнал на виході приймача. Порівняння сигналів 33 і 35 показує, що відношення сигнал/шум значно покращено. Фіг. 6 показує сигма-дельта-модулятор згідно з винаходом. Використання сигма-дельта-модулювання передбачається для записування високоякісного звуку на аудіо-варіанті DVD-диска. Воно відрізняється від дельта-модулювання тим, що вхідний сигнал х перед кодуванням фільтрується за допомогою такого ж самого фільтра, як і фільтр в контурі передбачання дельта-модулятора. Фільтри вхідної лінії і лінії зворотного зв'язку замінюються одним фільтром в прямій лінії контуру кодування. Відповідно, сигма-дельта-модулятор, показаний на фіг. 6, відрізняється від дельта-модулятора, показаного на фіг. 2, тим, що фільтр 23 перенесений з лінії зворотного зв'язку на пряму лінію. Фіг. 7 показує сигнали стандартного сигмадельта-модулятора, що не має функцій позначання водяними знаками. Позицією 70 позначений вхідний сигнал х, а позицією 71 - кодований сигнал на виході. Сигма-дельта-модулятор видає більше додатних вибірок, коли вхідний сигнал збільшується. Як показано на фіг. 7, вхідне напруження в 0,5 В кодується як послідовність трьох імпульсів – 1 В і одного імпульсу +1 В, вхідне напруження в 0 В кодується як послідовність імпульсів –1 В і +1 В, що чергуються, а вхідне напруження в +0,5 В кодується як послідовність трьох імпульсів +1 В і одного імпульсу –1 В. Цей сигнал декодується в приймачі шляхом змінювання форми імпульсів, що приймаються, і пропускання їх через фільтр нижніх частот. На фіг. 7, цей сигнал демодулюється шляхом усереднення 13 вибірок з цього потоку бітів. Позицією 72 позначений відновлений сигнал, без врахування затримки, обумовленої операцією усереднення. Цей відновлений сигнал, таким чином, є синхронізований за часом з вхідним сигналом. Фіг. 8 показує наслідки позначання водяними знаками кодованого сигналу, здійсненого згідно з рівнем техніки, тобто після стандартного сигмадельта-модулювання. У цьому прикладі, вибірка 73 -1 (фіг. 7) зі стандартного сигма-дельтамодулятора замінена вибіркою +1 74. Ця заміна не впливає на процес кодування, і інші частини кодованого вихідного сигналу 75 залишаються незмінними. Позицією 76 позначений відновлений сигнал на приймальному кінці. Відмінність від відновленого сигналу 72 з фіг. 7 стає явною в точці 77 (яка на цій фігурі є попереджуючою за часом через вирівнювання цих сигналів за часом) і поширюється через весь процес декодування, що залишився. Знову ж таки, можна спостерігати значне зменшення відношення сигнал/шум. Фіг. 9 показує наслідки впровадження такої самої бітової комбінації водяного знаку згідно з винаходом. Тепер результуючий сигнал з впровадженим водяним знаком за допомогою зворотного 4 42863 зв'язку повертається на вхід і компенсується шляхом відмінного кодування вхідного сигналу після впровадження водяного знака. Відновлений сигнал 78 тепер є значно більш подібним до вхідного сигналу. Практичний приклад показаного на фіг. 6 сигма-дельта-модулятора для кодування високоякісного аудіосигналу з частотою вибірок fs 2822400 (64´44100) Гц має відношення сигнал/шум 115 дБ. Було з'ясовано, що заміна однієї вибірки зі ста збільшує шум квантування лише на 1 дБ. Це відповідає швидкості передачі бітів водяних знаків 28000 бітів в секунду. Фіг. 10 показує пристрій для виділення вбудованого водяного знака з дельта-модульованого сигналу, що генерується пристроєм, показаним на фіг. 2, або з сигма-дельта-модульованого сигналу, що генерується пристроєм, показаним на фіг. 6. Модифікований кодований сигнал z подається на інформаційний вхід регістра 100, що синхронізується сигналом вибору s. На виході регістра 100 одержують бітову комбінацію w водяного знака. Сигнал вибору s визначає, які біти потоку бітів є бітами водяного знака. Цей сигнал вибору генерується дільником 101, який ділить частоту вибірок fs на задане число N, наприклад, 100. Передбачається, що цей сигнал е синхронізується з відповідним сигналом вибору s в передавачі. Синхронізація може бути досягнута шляхом введення наперед визначеної синхронізуючої бітової комбінації в сигнал водяного знаку w. У такому варіанті детектор 102 синхросигналу детектує цю комбінацію і змінює фазу дільника 101, аж доки не буде детектована вказана синхронізуюча комбінація. Фіг. 11 показує пристрій для виділення вбудованого водяного знака, який може бути використаний, якщо на приймальному кінці є доступним первинний (оригінальний) вхідний сигнал х. Цей пристрій включає в себе такий самий кодер 1, як і відповідний передавач, показаний на фіг. 1, але контур зворотного зв'язку тепер приймає помічений водяними знаками сигнал z. Відповідно, відновле) ний сигнал передбачання x є таким самим, як і відповідний сигнал, що генерується на передавальному кінці. Локально кодований сигнал у і прийнятий сигнал z подаються в схему виділення 3, яка здійснює операції, зворотні до операцій схеми модифікування 2 з фіг. 1. Наприклад, якщо сигнал водяних знаків є послідовністю дійсних чисел, які були додані до коефіцієнтів ДКП MPEG-кодера, то схема виділення є схемою віднімання. Фіг. 12 показує один з конкретних варіантів реалізації засобу для виділення водяного знака з (сигма-)дельта-модульованого сигналу. На цій фі гурі блоки 21-23 утворюють такий самий дельтамодулятор, як і показаний на фіг. 2. Зазначена схема виділення 3 включає в себе логічний елемент виключне АБО (XOR) 301, який детектує, чи є однаковими біти поміченого водяними знаками сигналу z і відповідні біти кодованого сигналу у. Якщо вони не є однаковими, це означає, що є детектованим бітовий інтервал, на якому помічений водяними знаками сигнал z має інвертований біт. Цей детектований сигнал подається на лічильник 302, який синхронізується з частотою вибірок fs і який генерує двійковий "0", якщо кількість бітових інтервалів між двома послідовними інвертованими бітами є деяким першим заданим числом (наприклад, 75), і двійкову "1", якщо ця кількість бітових інтервалів є деяким другим заданим числом (наприклад, 125). Фіг. 13 показує сигнали для ілюстрації роботи цього варіанту. Позицією 130 позначений первинний вхідний сигнал х, позицією 131 - прийнятий помічений водяними знаками сигнал z, а позиці) єю 132 - сигнал передбачання x , отриманий шляхом декодування зазначеного поміченого водяними знаками сигналу. Позицією 133 позначений вихідний сигнал детектора 22 локальної полярності (фіг. 12). Як можна легко побачити з цієї фігури, детектор локальної полярності генерує на виході -1 (поз. 134), коли прийнятий сигнал z містить +1 (поз. 135). Ця відмінність детектується логічним елементом виключне АБО 301 (фіг. 12). Подібним чином, логічний елемент виключне АБО детектує біти водяних знаків, позначені позиціями 136 і 137. Лічильник 302 (фіг. 12) підраховує кількість бітових інтервалів між виявленими бітами водяних знаків. У даному (спрощеному) прикладі, відстань в 15 бітових інтервалів репрезентує "0", а відстань в 7 бітових інтервалів репрезентує "1" бітової комбінації водяного знака. Отже, є описаним спосіб впровадження водяних знаків у сигнал, кодований за допомогою кодера з контуром зворотного зв'язку, наприклад, сигма-дельта-модулятора (21, 22, 23). Бітова комбінація цифрового водяного знаку (w) впроваджується в сигнал (z) шляхом модифікування певних обраних вибірок (наприклад, заміною кожного 100го біта) кодованого сигналу (y) вибірками бітової комбінації водяного знака. Схема (24) для модифікування вибірок розміщена всередині контуру кодера. Наслідки від впровадження водяних знаків, таким чином, компенсуються на наступних кроках кодування, і відношення сигнал/шум зазнає лише незначного впливу. 5 42863 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 6 42863 Фіг. 4 Фіг. 5 Фіг. 6 7 42863 Фіг. 7 Фіг. 8 Фіг. 9 8 42863 Фіг. 10 Фіг. 11 Фіг. 12 9 42863 Фіг. 13 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 10

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Input of supplementary data into coded signal

Автори англійською

Bruckers Alfonse Antonius Maria Lambertus, Depover Girt Florimond Gerard, Nijten Petrus Antonius Kornelis Maria, Omen Arnoldus Werner Johannes

Назва патенту російською

Ввод дополнительных данных в закодированный сигнал

Автори російською

Брюкерс Альфонс Антониус Мария Ламбертус, Деповер Гирт Флоримонд Герард, Нижтен Петрус Антониус Корнелис Мария, Омен Арнольдус Вернер Йоханнес

МПК / Мітки

МПК: H04N 7/50

Мітки: даних, впровадження, кодований, сигнал, додаткових

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-42863-vprovadzhennya-dodatkovikh-danikh-v-kodovanijj-signal.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Впровадження додаткових даних в кодований сигнал</a>

Подібні патенти