专利名称：与隐藏数据信道有关的脆弱音频水印的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及用户电子设备领域，并且更具体地涉及对复制保护内容材料的保护。
背景技术：
版权材料的非法分发剥夺了版权拥有者对该材料的合法版税，并能够给该非法分发材料的提供者供给利益，这将鼓励不断的非法分发。按照因特网提供的传送的便利性，想要被版权保护的内容材料，比如艺术表演或其他具有有限分发权利的材料容易受到很大范围的非法分发的影响。用于存储和传输压缩音频文件的MP3格式已经使得音频记录的大范围分发很方便，因为一首歌的30或40兆字节的数字音频记录能够压缩为一个3或4兆字节的MP3文件。使用一个典型的56kbps拨号连接到因特网，该MP3文件能够在几分钟内下载到用户的计算机。从而有恶意的一方能够从一个原始并合法的CD读出歌曲，将这些歌曲编码为MP3格式，并将MP3编码后的的歌曲放到因特网上用于大范围的非法分发。或者有恶意的一方能够提供一个直接拨号服务用于下载MP3编码的歌。MP3编码的歌曲的非法复制能由软件或硬件设备连续再现或者能够解压缩并存储在一个可读CD用于在传统的CD播放器上重放。
已经提出了许多技术用于限制复制保护内容材料的复制。安全数字音乐倡导者联盟(SDMI)和其他组织提倡使用“数字水印”来识别授权的内容材料。已经知道使用一个鲁棒的和一个脆弱水印的组合用于复制保护。希望一个鲁棒水印来避免一个有损耗的再现，同时希望一个脆弱水印被一个有损耗的再现或其他非法窜改而损坏甚至丢失。因此，一个鲁棒水印表示内容材料被复制保护和一个脆弱水印应当出现在材料中。
例如WO-A-01/5975描述了这样的鲁棒和脆弱水印的使用。这里，一个数据项，例如以歌曲的形式添加到一个数据集。一个联编程序为数据集的每个段创建唯一的识别符和为整个数据集创建识别符。段识别符和数据集识别符分别在作为脆弱和鲁棒水印提供的一个变化中，尽管也描述了基于这些识别符的其他变化。
WO-A-95/18523描述了在编码的声音采样的最低有效位中的隐藏数据信道的使用。这样做是为了提供与编码的声音相关和不相关的附加可获取信息，诸如例如可显示的字幕或文字、一个附加的声音信道、多语言语音服务、卡拉OK或视频。
将水印与隐藏数据信道合并的常规方法是首先在信号中插入水印，此后插入隐藏数据信道到信号的音频采样中。
对于在音频应用中一个脆弱水印可用的信息量受到水印必须在所有情况下察觉不到的限制。这限制了脆弱水印的复杂度，这能够使得恶意用户更容易插入一个正确的水印以损害版权拥有者。
因此需要一种新的方法来提供一个脆弱水印，从而脆弱水印能够做得更复杂，同时保持在媒体信号中察觉不到。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一个脆弱水印，从而脆弱水印能够做得更复杂同时保持在媒体信号中不可察觉。
按照本发明的第一方面，该目的通过添加一个脆弱水印到包括至少一组数字音频信息的音频采样的媒体信号中的方法实现，该方法包括步骤在媒体信号的音频采样中提供一个隐藏数据信道，和在至少一些音频采样中提供一个脆弱水印，其中在隐藏数据信道中或在与隐藏数据信道有关的编码中提供脆弱水印。
按照本发明的第二方面，该目的也通过一种检测包括至少一组数字音频信息的音频采样的媒体信号中的脆弱水印的方法实现，该方法包括步骤检测在至少一些音频采样中一个正确脆弱水印的存在或缺失，其中如果存在，则在至少最初提供的音频采样中的隐藏数据信道中或在与至少最初提供的音频采样中的隐藏数据信道有关的编码中提供脆弱水印。
按照本发明的第三方面，该目的也通过用于添加一个脆弱水印到包括至少一组数字音频采样的一个媒体信号中的设备来实现，该设备包括一个数字媒体源输入端，用于接收至少一组数字音频采样，一个水印形成单元，用于提供一个脆弱水印用在至少一些音频采样中，和一个隐藏数据插入单元，被设置成在媒体信号的音频采样中提供一个隐藏数据信道并在隐藏数据信道中或在至少与隐藏数据信道相关的编码中提供脆弱水印。
按照本发明的第四方面，该目的也通过用于检测包括至少一组数字音频采样的媒体信号中的一个脆弱水印的设备实现，该设备包括一个脆弱水印检测器，检测至少一些音频采样中一个正确脆弱水印的存在或缺失，其中如果存在，则在至少最初提供的隐藏数据信道中或在与至少最初提供的隐藏数据的编码中提供脆弱水印。
按照本发明的第五方面，该目的也通过包括至少一组数字音频信息的音频采样的媒体信号实现，包括在至少一个音频采样中的一个脆弱水印，其中在至少最初提供的隐藏数据信道中或在与至少最初提供的隐藏数据信道有关的编码中提供脆弱水印。
按照本发明的第六方面，该目的也通过包括一个媒体信号的记录媒体实现，媒体信号包括至少一组数字音频信息的音频采样，该信号包括在至少一个音频采样中的一个脆弱水印，其中在至少最初提供的隐藏数据信道中或在与至少最初提供的隐藏数据信道有关的编码中提供脆弱水印。
权利要求2，12和17针对在隐藏数据信道中具有脆弱水印。
权利要求3，13和18针对与隐藏数据信道中的脆弱水印相关的校验信息。
权利要求4，19针对提供作为单向函数或与鲁棒水印相关的校验信息。
权利要求5，14和20针对在隐藏数据信道中具有同步和分配信息。
权利要求6和21针对提供作为具有隐藏数据信道的输出音频采样的频谱形状的频率变化的脆弱水印。
权利要求7和22针对通过改变插入到隐藏数据信道中的高频振荡的频谱形状提供频率变化。
权利要求9和24针对通过改变添加到音频采样中的一个噪声成型信号的频谱形状提供频率变化。
本发明具有能够提供与具有许多音频采样的媒体信号相关的复杂脆弱水印的优点，该水印能够占用许多空间并仍不能被媒体信号的用户的察觉。
本发明背后的基本思想是在隐藏数据信道中或在隐藏数据信道的编码中提供脆弱水印，在媒体信号的音频采样中提供所述隐藏数据信道。
至少最初提供的隐藏数据信道的表达试图表示已经在不同的处理步骤中丢失的最初提供的隐藏数据信道，例如在诸如数字到模拟和模拟到数字转换的温和攻击之后丢失的隐藏数据信道。
参照以下描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得明显并被阐明。
现在将参考附图详细解释本发明，其中图1示出了按照本发明的用于提供和检测一个脆弱水印的设备的示意框图，图2示出了按照本发明的第一实施例的用于向一个媒体信号的采样插入一个水印的设备的示意框图，图3示出了用于添加一个脆弱水印到在隐藏数据信道中提供的附加数据的单元的示意框图，图4示出了按照本发明的信号，该信号具有多个音频采样的一个帧，该帧具有隐藏数据信道。
图5示出了按照本发明的第一实施例的用于检测脆弱水印的一个方法的流程图，图6示出了按照本发明的用于提供与隐藏数据信道相关的一个脆弱水印的方法的流程图；图7示出了按照本发明的用于检测与一个隐藏数据信道相关的脆弱水印的方法的流程图；图8示出了按照本发明的第二实施例的用于提供与一个隐藏数据信道相关的脆弱水印的设备的示意框图，图9示出了按照本发明的第三实施例的用于提供与一个隐藏数据信道相关的脆弱水印的设备的示意框图，图10示出了变化的频谱形状的曲线图，用于提供在第二和第三实施例中使用的脆弱水印，图11示出了按照本发明的第二和第三实施例的用于检测一个脆弱水印的设备的示意框图，和图12示出了一个光盘，在该光盘上存储了具有按照本发明的脆弱水印的媒体信号。
具体实施例方式
本发明涉及在具有音频采样的数字媒体信号中提供脆弱水印的领域。在优选实施例中的媒体信号是音频信号。但是，不限于音频信号，本发明也能够应用到例如视频(当包括音频采样时)的其他媒体信号。
图1示出了按照本发明的一个设备的示意框图。该设备包括在发送器侧用于添加脆弱水印到媒体信号的音频采样的第一设备10，和在接收器侧用于检测媒体信号的音频采样中的脆弱水印的第二设备15。第一设备10包括一个音频采样源11，包括以PCM(脉冲编码调制)采样形式的许多音频采样，例如在一个CD记录中提供的一首和多首歌曲。这里音频信号已经具有在它们中提供的一个鲁棒水印。源11连接到一个可听度确定单元13，它为音频采样提供可听度阈值，音频采样具有多个采样的有限部分，比如包含1152个采样的一个帧。单元13连接到隐藏数据插入单元14并提供采样S以及可听度阈值信息(用虚线表示)，其用于确定隐藏数据信道的大小。从而，单元14具有用于接收PCM采样S的输入端和用于接收可听度阈值信息的输入端。隐藏数据插入单元14也连接到一个隐藏数据提供单元12，它把要隐藏的数据D提供给插入单元14以及用于识别不同类型的数据D的分配信息(用虚线表示)。隐藏数据插入单元14在音频采样S中建立一个隐藏数据信道，其大小由接收的可听度阈值信息确定。单元14也插入一个脆弱水印到采样中并通过一个信道发送修改后的采样S′到设备15以便检测水印。设备15接收隐藏数据处理器16中的具有隐藏数据信道的PCM采样S′。隐藏数据信道中的数据D被提取并提供到隐藏数据处理器17。也提供接收的PCM采样S′到音频处理器18并因此隐藏数据保持在采样中，甚至对音频处理器也是这样。
图2示出了隐藏数据插入单元14的示意框图，它包括用于接收将插入到隐藏数据信道的数据D的第一缓冲器20和用于接收PCM采样S的第二缓冲器22。在第二缓冲器中，PCM采样被量化为更小尺寸的采样，从而提供附加数据D的空间。框图还包括一个控制单元24，它基于接收的可听度阈值信息以及基于关于将在隐藏数据信道提供并从隐藏数据提供单元12接收的数据内容的信息确定用于隐藏数据信道的同步和分配信息。控制单元24为第一和第二缓冲器20和22提供关于每个最初的PCM采样S有多少位将包括附加数据。基于来自单元13的信息对多个采样块动态地完成确定。控制单元24和两个缓冲器20和22也连接到一个组合器26，其中把附加数据插入到记录的PCM采样的最低有效空位。控制单元24也将同步和分配信息转送到组合器26以便插入到隐藏数据信道中。
图3示出了隐藏数据提供单元12的示意框图。这里，提供一个脆弱水印WM的脆弱水印源30或水印形成单元与提供附加数据XD的附加数据源32一起连接到一个数据组合器34。组合器34组合两片信息以形成要插入到隐藏数据信道中的数据D。这里脆弱水印源30按照已知的原理提供脆弱水印作为一般随机字符的多个位。附加数据能够以诸如可显示的字幕和文字的附加注释、附加信通道、多语音服务、卡拉OK和视频的形式。组合器也提供关于哪个数据是水印和哪个是附加数据的分配信息给隐藏数据插入单元的控制单元。
一个CD音频信号通常包括两个通道，一个左通道，一个右通道，隐藏数据能够插入两个通道中。图4大致示出了如何在这些通道中提供隐藏数据信道。首先，采样被划分为帧Fr，其中一帧由1152个PCM采样组成。每个帧Fr接着细分为三个不同的子帧SF0、SF1和SF2。由于隐藏数据信号感觉特性，总是有可能提供每个PCM采样的两个最低有效位作为隐藏数据信道，并且因此两个最低有效位能够总被提供给表示隐藏数据有效负载状态的分配和同步信息，在图4中，示出了帧Fr的两个通道，一个右通道R CH和一个左通道L CH。在每个通道中提供一个隐藏数据信道。右通道R CH在其所有的子帧中包括一个隐藏数据信道，而左通道L CH只在第二二和第三子帧SF1和SF2中包括一个隐藏数据信道。包含一个隐藏信道的第一采样总是包括具有同步和分配信息40的一个字段，其被附加一个CRC校验42。这部分被提供在总是可用的隐藏信道的部分中。该信息因此指示隐藏数据信道有多大以及脆弱水印和附加数据的位置，就如同提供了一个隐藏数据信道一样以及在其中提供隐藏数据信道。取决于PCM采样的特性，能够把或多或少的位提供给附加数据，其中示出了右通道R CH，它在第一和第二子帧SF0和SF1中具有更多这样的空间，同时该信道的第三个子帧SF2具有一个甚至更高的容量。左通道L CH在第二子帧SF1中不具有任何额外的容量，而在第三子帧SF2中具有再多一些的容量。通过先前提到的可听度阈值信息一帧一帧地判定容量。这里附加数据44包括一个脆弱水印以及将在接收器侧处理的其他附加数据。在末端，为包括附加数据的每个子帧提供一个CRC校验46。CRC校验基于脆弱水印并优选地作为单向函数提供，或者与先前插入的鲁棒水印有某种类型的关系。
图5示出了接收器或用于检测接收包括隐藏数据信道的PCM采样的水印的设备的示意框图。隐藏数据提取单元16包括一个接收PCM采样S′的输入缓冲器50，一个控制单元52，它从隐藏数据信道提取同步和分配信息并提供整个接收到的PCM采样S′到音频处理器18以及提取的隐藏数据到隐藏数据处理器17。隐藏数据处理器17包括一个脆弱水印检测器56和一个通过一个开关58连接到缓冲器50的附加数据处理器54。控制单元52根据同步和分配信息控制开关58，即表示哪个部分是附加数据和哪个部分是脆弱水印的同步和分配信息中的信息。脆弱水印检测器56校验脆弱水印WM和对应的CRC码，并根据这些校验来指示水印是正确还是错误的。脆弱水印的检测当然与对应的鲁棒水印的检测相关。
现在将参照图6和7，简洁地描述按照本发明的方法，图6和7示出了在发送器和接收器侧执行的方法步骤。
首先，在步骤60，在媒体信号的PCM采样中提供隐藏数据信道。因此，在步骤62产生用于水印的脆弱水印和对应的校验和，即CRC校验。接着在步骤64提供同步和分配信息。在步骤66，在隐藏数据信道提供同步和分配信息以及具有校验和和任何可能附加信息的脆弱水印。这里，在包括一个隐藏数据信道的每个帧的第一子帧中提供同步和分配信息，同时在包括一个隐藏数据信道的所有子帧中提供所有其他的数据。由于采样的声音质量，可独立于可用空间而插入具有校验和的水印和任意附加数据的水印。
在步骤70，在接收侧，从隐藏数据信道提取同步和分配信息。因此，在步骤72，基于该信息从数据信道提取数据。在步骤74，接着这里也基于同步和分配信息，把可能的水印与附随校验和一起提供到水印检测器。把最初的PCM采样提供到音频处理器，同时把附加数据提供到附加数据处理器。因此，在步骤76检测脆弱水印的存在和缺失。
在以上描述的本发明的第一优选实施例中，数据作为常规的位被提供在数据信道中。也提供了附加数据。应当意识到，有也可能只在没有任何附加数据的信道中提供水印。也能够使用一个随机化函数以随机化方式提供隐藏数据信道中的数据。在这种情况下，水印被随机化，同时对应的CRC校验不被随机化。解码后，CRC校验用于提供水印的正确随机化的版本，接着在水印检测器中校验其正确性。应当进一步意识到，即可能不使用脆弱水印的CRC校验。但是，因而存在可能难以检测正确水印的风险。
使用以上描述的本发明的优选实施例，提供了这样的可能性，即包括一个占用很多位的脆弱水印，而同时保持对媒体信号的用户，脆弱水印不可觉察。这意味着能够提供一个与以前相比不那么容易受到恶意攻击的更复杂的水印。但是，对诸如DA/AD转换(数字到模拟/模拟到数字)的温和攻击具有较低的抵抗力。对此的主要原因是脆弱水印的有效负载在时域写入。在模拟域中再采样后，取得准确无误的有效负载是非常不可能的。本发明的第二和第三实施例解决了这个提供一个脆弱水印的问题，它对这些类型的温和攻击是鲁棒的。
在图8的示意框图中示出了按照第二实施例的隐藏数据插入单元。这里一个脆弱水印不作为隐藏数据信道中的多个位被直接插入，而提供另一种插入水印的方式。
在图8中，示出了如何用一个随机化函数R将用于在隐藏数据信道中提供附加数据D由一个随机化单元81随机化。把最初的PCM采样S提供到第一减法单元80，用函数H成型噪声的噪声成型单元89的输出端连接到第一减法单元。第一减法单元80连接到第二减法单元82，随机化单元81的输出端也连接到第二减法单元。第二减法单元82连接到具有量化函数Q的量化单元84，其中量化单元84的输出端连接到加法单元86，加法单元86也连接到随机化单元81的输出端。加法单元86也提供一个输出信号S′。把输出信号S′提供到接收器侧，但也提供到第三减法单元87，第三减法单元87也连接到第一减法单元80。而且，第三减法单元87进一步连接到噪声成型单元89的输入端。这里，通过影响随机化单元81提供水印。
图8中设备的功能如下。把用于一个隐藏数据信道的附加数据D提供到随机化单元81，它按照可逆随机化函数R将附加数据随机化，附加数据将补足音频采样的多个最低有效位。随机化能够通过一个CRC电路提供，该CRC电路包括一个抽头延迟线和多个异或单元，对延迟的输入数据位执行异或合并。这些随机化的最低有效位因此以高频振荡的形式提供，并且首先从PCM采样S中减去。相减产生的信号接着在量化单元84中量化，从而从PCM采样中丢弃多个最低有效位。如前面提到的，通过分析可听度阈值来动态地确定丢弃的位的数目，并且在这种情况下是掩蔽PCM采样的误差频谱。接着以随机化的最低有效位或高频振荡的形式添加附加数据D到该量化信号中，其中插入的位的数目也通过掩蔽误差频谱的动态分析确定。把包括隐藏数据信道的PCM采样提供给作为信号S′的结果。第三减法单元87提供输入PCM采样S和输出PCM采样S′之间的误差信号，把该误差信号提供到噪声成型单元89。噪声成型单元89是一个噪声成型滤波器，它基于误差信号成型白噪声最低限度，并从输入信号S中减去它。设备的功能在WO-A-95/18523中更详细地说明，它在这里引入作为参考。
通过改变高频振荡的频谱而添加水印。因此在隐藏数据信道的编码中提供脆弱水印。这通过使用给出不平坦频谱的随机化函数R完成。以这种方式，能够取得隐藏数据。可替换地，有可能通过一个滤波器滤出高频振荡，这样选择系数，使得高频振荡的高频频谱变化。但是，这不是优选的，因为数据在大多数情况下丢失。高频振荡的频谱也与期望的掩蔽误差频谱组合，以便提供用于为噪声成型单元89选择正确系数的信息。
图9示出了用于提供本发明的第三实施例的示意框图中的脆弱水印的替换设备。在图9中，示出了如何使用相同的随机化函数R由随机化单元91随机化附加数据。把最初的PCM采样S提供到第一减法单元90，用一个函数H对噪声成型的噪声成型单元99的输出端连接到第一减法单元90。第一减法单元90连接到第二减法多年元92，随机化单元91输出端也连接到第二减法单元92。第二减法单元92连接到具有一个量化函数Q的量化单元94，其中量化单元94的输出端连接到一个加法单元96，加法单元96也连接到随机化单元91的输出端。加法单元96也提供一个输出信号S′，把该输出信号S′提供到也连接到第一减法单元90的第三减法单元97。另外，第三减法单元97连接到噪声成型单元99的输入端。这里，通过影响噪声成型单元99来提供水印。
图9中设备的功能本质上与图8中设备的功能相同。但是，区别在于，通过改变噪声成型单元99的频谱来添加脆弱水印。这是通过选择噪声成型单元99的滤波系数从而改变频谱来完成的。
图10示出了按照本发明的第二和第三实施例改变的典型频谱在图10中，示出了四种不同的曲线。第一曲线100示出了一个音频采样的掩蔽误差阈值，即基于对于人类听觉系统的单个频率的可听度等级。为了不可察觉，由隐藏数据信道提供的噪声和来自噪声成型单元的噪声必须低于该曲线。第二曲线104示出了典型的频谱，用于基于添加的数据而添加到音频采样中的噪声和使用噪声成型函数成型的噪声。该曲线对应于具有两位的隐藏数据信道，这是输入信号静音的情况。两个曲线100和104都用实线示出。按照本发明提供的典型变化分别在第三和第四曲线106和108中示出。第三曲线106用虚线表示，并且第四曲线108用点线表示。在第三曲线106中，频谱的高频部分已经进行了修正，使得曲线的这个部分与常规的第二曲线104相比在某种程度上升地更陡，并且第四曲线108与常规的第二曲线104相比上升地更缓。第三和第四曲线均对应于脆弱水印的有效负载。有可能在检测器中检测这种类型的变化。
图11示出了用于接收具有隐藏数据的PCM采样的适当的接收器的示意框图。该接收器接收按照第二或第三实施例插入的脆弱水印的PCM采样。如图5中那样，隐藏数据提取单元16包括一个接收PCM采样的输入缓冲器50，一个控制单元52，它从隐藏数据信道提取同步和分配信息，并且提供整个接收到的PCM采样S′到音频处理器18以及提取的隐藏数据D到隐藏数据处理器17。隐藏数据处理器应用一个逆编码函数R-1，以便取得隐藏的附加数据。但是，不在隐藏数据处理器17中提供脆弱水印检测器。存在一个单独的脆弱水印检测器，它包括一个连接到输入缓冲器50的频谱形状确定器110，输入缓冲器50用于接收接收到的音频采样S′并且也从控制单元52接收同步和分配信息。基于这个信息，确定器110确定指示为包括脆弱水印的音频采样的频谱形状。该形状接着被转送到形状比较单元114，它也连接到频谱形状库112，频谱形状库112包括在脆弱水印中能够存在的不同的频谱形状。基于形状比较，比较单元提供正确脆弱水印的存在或缺失的指示。
频谱形状确定器将通常包括一个FFT(快速傅立叶变换)函数，它将时间独立的采样变换到频域，接着进行比较。
以上描述了一种PCM采样没有受到任何温和攻击的情况。如果它们受到温和攻击，将没有任何可能提取的隐藏数据。在这种情况下，仍然有可能识别脆弱水印，因为，保留了频谱形状变化。但是，检测器则将不能接收用于帮助识别在哪里编码脆弱水印的同步和分配信息。在那种情况下，在检测器中能够通过分析更精细的时间格栅上的频谱形状来实现同步，从而能够识别频谱形状变化的时间位置。
如上面所提到的，提供与具有在音频采样中提供的隐藏数据信道的媒体信号相关联的脆弱水印。该信号能够存储在存储媒体上，比如光盘上。图12示出了一个这样的光盘120。
因此，本发明提供了一种方法来提供与具有许多音频采样的媒体信号相关的复杂脆弱水印，该水印能够占用大量空间并仍不会被媒体信号的用户察觉。在本发明的一种变化中，脆弱水印对温和攻击也是鲁棒的。
本发明能够以很多方式变化。应当意识到，任何适当的传输信道都能够提供在发送器和接收器侧之间的信道。媒体信号也能存储在诸如CD盘的存储媒体上，能够接着以适当的方式在接收侧提供媒体信号，以便提供信道。也不是必须有两个音频采样信道，即左和右通道，而本发明恰好能只使用了一个音频采样信道。
同步和分配信息的提供不必一帧一帧地进行。作为一种替换方式，也可能一个子帧一个子帧地提供同步和分配信息。接收设备不需要处理音频或提取附加数据。在其最简单的形式中，接收侧只具有提取脆弱水印的功能，以便提供对脆弱水印的检测。不必把关于隐藏数据信道中的有效负载的信息从隐藏数据提供单元提供到隐藏数据插入单元。该信息能够由发送器和接收器侧的设备预先获知。这也有可能在隐藏数据信道中提供该信息用于隐藏数据处理器中的提取和处理。
权利要求
1.添加一个脆弱水印(WM)到包括至少一组数字音频信息的音频采样的媒体信号(S)中的方法，该方法包括步骤在媒体信号的音频采样中提供一个隐藏数据信道(40，42，44，46)，(步骤60)，和在至少一些音频采样中提供一个脆弱水印，(步骤66)，其中在隐藏数据信道中或在与隐藏数据信道有关的编码中提供脆弱水印。
2.按照权利要求1的方法，其中提供一个脆弱水印的步骤包括在隐藏数据信道(44)中插入脆弱水印。
3.按照权利要求2的方法，还包括生成关于脆弱水印的校验信息(46)，(步骤62)，和将关于脆弱水印的校验信息插入到隐藏数据信道中的步骤，(步骤66)。
4.按照权利要求3的方法，还包括生成作为单向函数或关于与脆弱水印相关联的鲁棒水印的校验的步骤。
5.按照权利要求1的方法，还包括在隐藏数据信道中插入同步和分配信息(40)的步骤，(步骤66)，该信息使得能够提取隐藏数据信道中的数据。
6.按照权利要求1的方法，其中提供脆弱水印的步骤包括提供具有隐藏数据信道的输出音频采样的频谱形状的频率变化。
7.按照权利要求6的方法，其中通过改变要插入到隐藏数据信道中的高频振荡的频率形状来提供频率变化。
8.按照权利要求7的方法，还包括组合高频振荡的频谱与期望的掩蔽误差频谱以便提供用于确定噪声成型信号的信息，提供所述的噪声成型信号并将处理的噪声成型信号与音频采样组合的步骤。
9.按照权利要求6的方法，其中通过改变噪声成型信号的频谱形状并组合处理后的噪声成型信号与音频采样来提供频率变化。
10.检测包括至少一组数字音频信息的音频采样的媒体信号(S′)中的脆弱水印(WM)的方法，该方法包括步骤检测在至少一些音频采样中一个正确脆弱水印的存在或缺失，(步骤76)，其中如果存在，则在至少最初提供的音频采样中的隐藏数据信道(40，42，44，46)中或在与至少最初提供的音频采样中的隐藏数据信道(40，42，44，46)有关的编码中提供脆弱水印。
11.按照权利要求10的方法，其中音频采样包括一个隐藏数据信道，并且还包括从隐藏数据信道(44)提取数据的步骤，(步骤70，72)。
12.按照权利要求11的方法，其中检测水印的步骤包括从隐藏数据信道(44)提取脆弱水印的步骤。
13.按照权利要求12的方法，还包括提取有关脆弱水印的校验信息(46)并基于该校验信息确定该水印是否是正确水印的步骤。
14.按照权利要求11的方法，还包括从隐藏数据信道提取同步和分配信息(40)并基于该同步和分配信息提取数据和检测脆弱水印的步骤。
15.按照权利要求10的方法，其中脆弱水印作为与最初提供的隐藏数据信道有关的媒体信号的音频采样的特定频谱变化被提供，并且还包括检测音频采样的频谱形状从而检测脆弱水印的存在和缺失的步骤。
16.添加脆弱水印(WM)到包括至少一组数字音频采样的一个媒体信号(S)中的设备(10)，包括一个数字媒体源输入端，用于接收至少一组数字音频采样，一个水印形成单元(30)，用于提供一个脆弱水印用在至少一些音频采样中，和一个隐藏数据插入单元(14)，被设置成在媒体信号的音频采样中提供一个隐藏数据信道(40，42，44，46)并在隐藏数据信道中或在至少与隐藏数据信道有关的编码中提供脆弱水印。
17.按照权利要求16的设备，其中隐藏数据插入单元被设置成插入脆弱水印到隐藏数据信道(44)中。
18.按照权利要求17的设备，其中水印形成单元被设置成生成有关脆弱水印的校验信息并且隐藏数据插入单元还被设置成插入所述有关脆弱水印的校验信息到隐藏信道(46)中。
19.按照权利要求18的设备，其中水印形成单元还被设置成生成作为单向函数或关于与脆弱水印相关联的鲁棒水印的校验。
20.按照权利要求16的设备，其中隐藏数据插入单元被设置成插入能够提取隐藏数据信道(40)中的数据的同步和分配信息。
21.按照权利要求16的设备，其中隐藏数据插入单元被设置成提供作为具有隐藏数据信道的输出音频采样的频谱形状的频率变化的脆弱水印。
22.按照权利要求21的设备，其中隐藏数据插入单元包括一个随机化单元(81)，用于以可逆编码函数(R)编码的高频振荡形式提供隐藏数据信道中的数据，并且隐藏数据插入单元被设置成改变要插入到隐藏数据信道中的高频振荡的频谱形状从而提供一个脆弱水印。
23.按照权利要求22的设备，其中隐藏数据插入单元还包括一个噪声成型单元(89)并且进一步被设置成组合高频振荡变化的频谱与期望的掩蔽误差频谱并接着提供该信息到形成噪声成型信号的噪声成型单元以便与音频采样组合。
24.按照权利要求21的设备，其中隐藏数据插入单元还包括一个噪声成型单元(99)并且进一步被设置成改变来自噪声成型单元的噪声成型信号的频谱形状并组合处理后的噪声成型信号与音频采样。
25.用于检测包括至少一组数字音频采样的媒体信号(S′)中的一个脆弱水印(WM)的设备(15)，包括一个脆弱水印检测器(56；110，112，114)，检测至少一些音频采样中一个正确脆弱水印的存在或缺失，其中如果存在，则在至少最初提供的隐藏数据信道中或在与至少最初提供的隐藏数据信道有关的编码中提供脆弱水印。
26.按照权利要求25的设备，还包括一个隐藏数据提取单元(16)，在媒体信号的音频采样中提取隐藏数据信道中的数据。
27.包括至少一组数字音频信息的音频采样的媒体信号(S′)，包括在至少一个音频采样中的一个脆弱水印(WM)，其中在至少最初提供的隐藏数据信道(40，42，44，46)中或在与至少最初提供的隐藏数据信道(40，42，44，46)有关的编码中提供脆弱水印。
28.包括媒体信号(S′)的记录媒体(120)，媒体信号包括至少一组数字音频信息的音频采样，该信号包括在至少一个音频采样中的一个脆弱水印(WM)，其中在至少最初提供的隐藏数据信道(40，42，44，46)中或在与至少最初提供的隐藏数据信道(40，42，44，46)有关的编码中提供脆弱水印。
全文摘要
本发明涉及一种关于媒体信号中的脆弱水印(WM)的方法、设备、信号和记录媒体。按照本发明，在隐藏数据信道(40，42，44，46)中或在与隐藏数据信道(40，42，44，46)相关的编码中提供一个脆弱水印，在媒体信号的音频采样中提供隐藏数据信道。以这种方式，脆弱水印能够做得很复杂并仍不会被用户察觉。
文档编号G10L19/018GK1768386SQ200480009033
公开日2006年5月3日 申请日期2004年3月31日 优先权日2003年4月8日
发明者L·M·范德科霍夫, A·W·J·奥门 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司