嵌入辅助信息的方法和系统及从中解码的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及用来在主信号（１）中嵌入辅助信息（６）的方法和相应的系统，包括的步骤为：使用合适滤波器（２，１０）对主信号滤波生成修正信号，在编码器中使用互相关技术在修正信号中编码辅助信息。为相对于相关时延提高编码过程的性能，本发明专利技术使用合适的滤波器通过使主信号的功率谱变平，来消除主音频分量和／或消除低频分量。在编码或解码过程之前消除主音频分量和／或低频分量，改善了编码／解码过程的性能。随后可通过滤波（２１）和／或添加（８）对所消除的分量而重新引入，以保证编码信号（９）与未编码的信号（１）没有明显的区别。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及在主信号中嵌入辅助信息的方法，包括步骤对主信号滤波以生成修正信号，通过使用互相关技术对修正信号中的辅助信息进行编码。本专利技术还涉及用于在主信号中嵌入辅助信息的编码系统，包括滤波装置，用于减少主信号中的预定频率分量，和编码装置，用于使用互相关技术对已滤波主信号中的辅助信息编码以产生编码信号。本专利技术还涉及用于从这种嵌入信号中解码辅助信息的系统和方法。美国专利5,940,135是使用基于相关的水印技术的设备和方法的实例，其中根据辅助信息信号的值通过在主信号上添加主修正信号以调制主信号的相关性功能。通过生成编码信号的自相关函数和根据公知的信号提取技术提取辅助信号，来解码辅助信号。滤波器可用来提高水印信号的可闻特性。尽管使用的互相关的嵌入技术适用于大部分信号，但是在具有特殊音频和/或强基带分量(strong base components)的音频信号中却不尽如人意。特别的，美国专利5,940,135所描述的嵌入算法的实现被公认为取决于互相关时延值和音频信号特性。在理想的水印方案中，人们更期望优先选择干扰最小的嵌入算法。必须为特定信号确定一个合适的互相关时延消弱了这种优先选择。为独立实现嵌入算法的互相关时延，美国专利5,940,135提供了一种使用多路相关时延的技术。多路时延方法减少了与选择互相关时延有关的问题。然而，多路时延技术不能保证适用于所有类型的音频信号。另外，为了实现多路时延，需要应用大规模的计算能力，否则这就会被用于嵌入多路负荷。因此需要解决的技术问题是提供一种技术以有效替代美国专利5,940,135中的多路时延嵌入技术。本专利技术的目的在于提供一种可很好的应用于大多数信号的嵌入技术以替代美国专利5,940,135的多路时延方法。
技术实现思路
因而，本专利技术的第一个实施方案提供了一种在主信号中嵌入辅助信息的方法，包括步骤对主信号滤波，以生成修正信号，使用互相关技术在修正信号中编码辅助信息，其特征在于滤波步骤减少了在该信号中至少一种以下分量的幅值a)低频分量，以及b)主音频分量该方法还包括步骤，增加被滤波步骤减少的已编码信号分量幅值。主信号可以是(多)媒体信号，如音频信号、视频信号和/或数据信号。在信号编码前通过减少信号中的主音频分量，可以实现充分地独立于所选择的相关时延的嵌入技术，并替代美国专利5,930,135中的多路时延方法。类似的，在编码之前消除该信号的低频音频分量有助于实现嵌入技术，因为低频分量产生的强干扰相关噪声会显著降低水印检测。在减少主音频分量时，可使用合适的滤波来减少主音频分量的电平。可使用具有与该适当的滤波器相反特征的滤波器来增加先前被减少的主音频分量。消除主音频分量使要编码信号的功率频谱变平，进而提高了编码系统的时延恒定性。通过反相滤波器再次导入主音频分量，保证了听众察觉不到编码的影响。为减少信号低频分量，使用低频抑制器来充分消除模拟信号中的低频分量。随后，消除的低频分量可以被全部添加到编码后的修正模拟信号中。低频分量在进行编码前被消除，随后在编码后通过添加被抑制的低频而再次导入的另一个优点在于提高了水印音频信号的收听质量。根据本专利技术的第二实施方案，提供了在主信号中嵌入辅助信息的编码系统，包括滤波装置，用于减少主信号中的预定频率分量，编码装置，用于通过互相关技术在被滤波的主信号中对辅助信息编码以产生编码信号，其特征在于编码系统还包括信号分量增加装置，用于增加先前减少的预定频率分量，其中预定频率分量选自至少下列之一a)低频分量，以及b)主音频分量。提供了一种改进的编码方法，即，在对辅助信息编码前，消除模拟信号中的主音频分量和/或低频分量，然后再次导入所消除的分量，使的生成的嵌入模拟信号对观察着来说与原始模拟信号相同。根据本专利技术的第三实施方案，提供了从嵌入主信号中对辅助信息解码的方法，包括步骤为滤波嵌入主信号以生成修正信号，通过使用互相关技术对修正信号中的辅助信息解码，其特征在于滤波步骤减少了主信号中至少一种以下分量的幅值a)低频分量，以及b)主音频分量。本实施方案中，滤波步骤包括使用可以减少嵌入主信号中主音频分量的滤波器。滤波步骤还包括消除嵌入主信号中的低频分量。根据本专利技术的第四个实施方案，提供了从嵌入主信号中提取辅助信息的解码系统，包括滤波装置，用于减少主信号中的预定频率分量，解码装置，用于通过互相关技术从滤波主信号中提取辅助信息，其特征在于预定频率分量选自以下的至少一种a)低频分量，以及主音频分量滤波装置包括低通抑制器，用于消除主信号中的低频分量。滤波装置还包括具有滤波特性，可以充分消除主信号中主音频分量的第一滤波装置。本专利技术的另一个实施方案是一种传输系统，包括接收主信号进行传输的输入模块，用于通过本专利技术前述的一种编码方法对具有辅助信息的主信号编码的编码模块，以及用于传输编码主信号的输出装置。本专利技术还涉及一种与这种传输系统一起使用的接收机系统，其中接收机系统包括用于接收利用辅助信息而被编码的主信号的输入部分和通过使用如上所述的一种方法对编码主信号解码，并提取主信号中的辅助信息的解码器。在音频信号能够实现嵌入算法的一个重要原因还在于在主信号的主音频分量中选择相关时延。本专利技术使用滤波器使主信号的功率谱变平，然后在编码或解码过程前消除主音频分量，进而减少与时延选择有关的问题。随后，再次导入被消除分量以保证编码前后的信号没有显著区别。在音频信号中能够实现嵌入算法的另外一个重要原因是低频分量的存在，它能够产生强干扰相关噪声从而显著降低水印检测。本专利技术使用滤波器在编码和解码前消除这些低频分量。编码过程中，随后再次导入被消除的低频分量以保证听众不会感到明显不同的声音质量。本专利技术的上述和其他方面的内容将参考以下的实施方案进行说明和理解。附图说明现在参考附图对本专利技术作更详细说明图1是根据本专利技术第一方案的编码系统的方框图；图2是和使用图1所示的系统进行编码的信号一起使用的解码系统的方框图；图3是实现图1中的低频抑制器的一种方案的方框图；图4是图3滤波器滤波特性的频率曲线；图5是根据本专利技术第二方案的编码系统的方框图；图6是和使用图5所示的系统进行编码的信号一起使用的解码系统的方框图；图7是根据本专利技术第三方案的编码系统的方框图；图8是和使用图7所示的系统进行编码的信号一起使用的解码系统的方框图。图9是根据本专利技术第四方案的传输系统方框图，以及图10是和图9所示的系统所传输的信号一起使用的接收机的方框图。具体实施例方式图1简要说明的本专利技术的第一方案，其提供了用于在主信号1中嵌入辅助信息信号6的编码系统，包括低频抑制器(LFS)2形式的滤波器装置，编码器(E)5和加法装置8形式的信号分量增加装置。要被嵌入辅助信息信号6的输入主信号1通过低频抑制器2而被处理，低频抑制器2使用滤波技术将输入主信号分解为第一信号4和第二信号3。第一信号4是被有效抑制低频的主信号，而第二信号3是主信号1的被抑制低频分量。通过编码器5应用合适的互相关技术对第一信号4和辅助信息信号6编码。用于实现这种互相关技术的方法、电路、系统和算法，在该
是公知的。因为第一信号4抑制了低频分量，所以降低了低频分量所造成的强干扰相关噪声的影响，并提高主信号1编码过程的成功率。如上所述，水印的关键特征在于水印对于听众或观众来说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在主信号（１）嵌入辅助信息（６）的方法，包括步骤：滤波（２；２０）主信号以产生修正信号（４；２２），使用互相关技术在修正信号中对辅助信息编码以生成编码信号，　其特征在于滤波步骤减小至少下列一种主信号分量的幅值：　 　ａ）低频分量，以及ｂ）主音频分量该方法还包括步骤，在编码信号中增加（８；２１）由滤波步骤所减小的分量幅值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AN勒姆马，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]