Esteganografía en codificadores de señales digitales.

Un método de incorporar una información esteganográfica en una información de señal de un codificador de señal(100),

caracterizado por

- proporcionar una información de datos, en particular, una información de voz, como señal para sercodificada (101),

- selección de una información esteganográfica como datos (102) para incrustar, en donde la informaciónesteganográfica se selecciona de un conjunto de información esteganográfica,

- generación de una palabra de código de un libro de códigos algebraico proporcionado (500) en el sentido deuna especificación de diseño algebraica mediante el codificador de señal (100) sobre la base de loselementos de palabras de código que forman la palabra de código, de tal manera que

* utilizando la palabra de código generada en el marco de un estándar de transmisión asociable con ellibro de códigos, se codifica la información de datos en una información de la señal que comprende lapalabra de código y/o que hace referencia a la palabra de código como señal codificada (103), que

* la palabra de código generada presenta una característica adicional, calculable sobre la base de loselementos de palabra de código que forman la palabra de código, en donde la característica adicionalrepresenta la información esteganográfica; y que

* el libro de códigos (500) en el sentido de las especificaciones de diseño algebraicas se divide en unnúmero de sublibros de códigos, y que por el codificador de señal (100) se emite en cada caso solouna palabra de código perteneciente al sublibro de códigos seleccionado por la informaciónesteganográfica a incrustar actualmente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/007548.

Solicitante: TELEFONAKTIEBOLAGET L M ERICSSON (PUBL).

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: 164 83 STOCKHOLM SUECIA.

Inventor/es: VARY, PETER, DR., GEISER,BERND.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G10L19/00 SECCION G — FISICA.G10 INSTRUMENTOS DE MUSICA; ACUSTICA.G10L ANALISIS O SINTESIS DE LA VOZ; RECONOCIMIENTO DE LA VOZ; PROCESAMIENTO DE LA VOZ O EL HABLA; CODIFICACION O DESCODIFICACION DEL AUDIO O LA VOZ.Técnicas de análisis-síntesis de la voz o de señales de audio para la reducción de la redundancia, p.ej. en codificadores vocales; Codificación o decodificación de la voz o de señales de audio, utilizando modelos filtro-fuente o el análisis psicoacústico (en instrumentos musicales G10H).
  • G10L19/12 G10L […] › G10L 19/00 Técnicas de análisis-síntesis de la voz o de señales de audio para la reducción de la redundancia, p.ej. en codificadores vocales; Codificación o decodificación de la voz o de señales de audio, utilizando modelos filtro-fuente o el análisis psicoacústico (en instrumentos musicales G10H). › Determinación o codificación de una excitación de código, p.ej. en codificadores vocales de predicción lineal excitados por código [CELP].
  • H04K1/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H04 TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS.H04K COMUNICACIONES SECRETAS; PERTURBACION DE LAS COMUNICACIONES.Comunicaciones secretas.

PDF original: ES-2389012_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Esteganografía en codificadores de señales digitales.

La invención está dirigida a un método para incorporar una información esteganográfica en una señal de información de un codificador de señal.

Además de la transmisión analógica de audio, de imagen y de vídeo, la transmisión digital gana más y más peso. Esto es en parte también porque la información digital de la señal se procesa más fácilmente, es decir puede ser copiada o comprimida. En particular, la compresión de señales de información digitales lleva a que pueden ser transmitidas por medio de canales de transmisión la información con limitada velocidad de transferencia con alta densidad de información.

Además de la compresión de la información de la señal, como una forma de tratamiento se ha impuesto recientemente también incorporar información esteganográfica "invisible" dentro de la información de la señal. Esta incorporación de información adicional, por ejemplo, permite la identificación de derechos de copyright - si de la información de la señal se trata por ejemplo de una pieza de música - o, más en general, a una indicación general de origen, es decir una "marca de agua digital".

Aunque este tipo de incorporación de información esteganográfica en señales de música y/o de video ha sido ampliamente adoptada, la incrustación de información esteganográfica en una información de la señal codificada, sobre todo cuando se transmite en "tiempo real", continúa estando conectada con dificultades. Esto es debido al hecho de que algunos códigos no tienen redundancia, y por lo tanto no hay espacio para la información esteganográfica, o que la información esteganográfica se pierde durante la decodificación de la señal de información codificada.

Una situación inicial de este tipo en la que información de señal en el caso dado principalmente información de lenguaje se transmite y se recibe a través de un canal, y se codifican y decodifican en tiempo real, y en los que no están disponibles recursos de transmisión ilimitados, por ejemplo, se encuentra en la telefonía móvil. Aquí la red GSM permite en el mejor de los casos una velocidad de transferencia de hasta 13, 0 kbit/s. Una información de lenguaje sin codificar, es decir una información de voz no comprimida sería difícil de entender debido a la velocidad de transmisión muy baja en el lado receptor. Con el fin de transmitir información de señal entendible, por ejemplo, de un dispositivo móvil a otro, han surgido denominados los códigos de voz como un medio eficaz de transmisión comprimida señal de voz. Si se debe incrustar información adicional, es decir, la información esteganográfica dentro de tal información de la señal, entonces hay que tener en cuenta de las características resultantes de codificación.

En el sector de las telecomunicaciones móviles, por ejemplo, en las redes inalámbricas de telefonía móvil GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles) -o red de telefonía móvil UMTS (Universal Mobile Telecommunications Standard) – se codifica información de voz a transferir por medio de la CELP conocida (Codebook Excited Linear Predictive Coding) o ACELP (predicción lineal de código algebraico excited) o en el futuro, la codificación AMR (Adaptive Multi-Rate) . Estos códigos de lenguaje se basan todos en un modelo de producción del habla, en el que se produce en una primera aproximación, la formación de la señal de voz en un paso de excitación y una etapa de filtración.

Un codificador de señal, tal como un codificador CELP, un codificador ACELP o un codificador AMR genera una entrada de libro de códigos, generalmente un vector a partir de un libro de códigos, en donde los elementos de código de la entrada libro de códigos - esto es, en general, los componentes del vector - contienen información relativa a la excitación (filtro) . Coeficientes del filtro, los factores de amplificación, etc. se codifican como información en tiempo a través de libros de códigos dedicados.

Un libro de códigos para la codificación de excitación es generalmente un conjunto de vectores, por ejemplo con 10 componentes en el ACELP según el estándar de velocidad completa mejorada (FIR) estándar, que codifican la información de voz a transmitir durante una longitud determinada, por ejemplo, 5 milisegundos. Desde el libro de códigos fijo predeterminado, que en total abarca una amplia variedad de vectores, en donde los vectores se construyen de acuerdo con criterios conocidos, generalmente se utiliza un subconjunto de la tabla de codificación, un sublibro de códigos, que es a menudo suficiente para que la información de voz normal es transferida a una buena calidad.

Para distinguir en el marco de la codificación entre el libro de código completo fijado se refiere al libro de subcódigo que se utiliza en la práctica como "un libro de códigos práctica".

Para encontrar rápidamente una entrada de libro de códigos adecuados se busca solamente de forma heurística el libro de códigos, es decir, no se lleva a cabo una búsqueda completa de un registro de código adecuado.

Un método que tiene en cuenta la descomposición de un libro de códigos fijo se revela en el artículo "Water-marking Combined with CELP Speech Coding for Authentification" por Zhe-Ming Lu y col. (en IEICE TRANS. INF. & SYST., Vol. E88-D, no. 2, Febrero del 2005) . En primer lugar, un libro de códigos se descompone en tres sublibros de códigos, de los que se generan de nuevo dos libros de códigos, que tienen propiedades diferentes. Dependiendo de la información esteganográfica a transmitir, ahora se elige un libro de códigos de entrada del designado sublibro de códigos y se utiliza para codificar la información de voz a ser transmitida. Esta información de voz puede ser decodificado en el lado del receptor, en donde el decodificador real también puede detectar simultáneamente, de qué descomposición del libro de códigos proviene la entrada del libro de códigos. Para proporcionar una codificación suficientemente buena para partir de uno de los sublibros de códigos, se describe en la publicación también el método bien conocido del análisis por síntesis. En este método, la palabra de código seleccionado se evalúa, es decir se comprueba la calidad de la codificación. Esto se realiza esencialmente en que, después de una información de voz se ha codificado, se codifica, es decir, se sintetiza la codificación, y el resultado de decodificación, que a su vez representa la información de voz se compara con la información del habla original. Así, antes de enviar en el lado de emisor – lado del codificador – se realiza una síntesis que se realiza asimismo en el lado de receptor después de una posible trasmisión. Con tal un bucle de análisis por síntesis, es posible encontrar una palabra de código, es decir por lo general un vector a partir de un libro de códigos que por una parte presenta la propiedad deseada, es decir proveniente del sublibro de código y en este caso codifica a información de voz con una calidad suficiente.

Parece, sin embargo, que la división de un libro de códigos de práctico - que es de hecho ya un subconjunto de un libro de códigos de mayor importancia - en varios sublibros de códigos, reduce el número de palabras de código utilizadas de cada sublibro de códigos de tal manera que no se descarta una reducción notable en la calidad de voz.

El documento JP 11 272 299 A describe un método para incorporar un bit de marca de agua en el contexto de una codificación del habla basada en ACELP. En este contexto, se selecciona una cuarta posición de pulso m3, que corresponde al bit de marca de agua a incorporar, de un número de posibles candidatos. Candidatos no adecuados bien se producen y se consideran, en principio, pero se rechazan a continuación un paso de verificación.

La publicación de Nicolas Chetr y y de Mike Davies “Embedding side information into a speech doce residual” conferencia europea de procesamiento de señales, 4 de septiembre de 2006 (04/09/2006) , 8 de septiembre de 2006, Florencia, Italia, se conoce un método para incorporar información de páginas en el contexto de una codificación la voz. En este contexto, el libro de códigos de un cuantificador se divide en dos sublibros de códigos, en donde a uno de los dos libros de códigos se le asigna un "1" lógico y al otro se le asigna a un "0" lógico. Al seleccionar uno de los dos sublibros de códigos, por lo tanto, se puede incorporar un "1" lógico o un "0" lógico como... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método de incorporar una información esteganográfica en una información de señal de un codificador de señal (100) , caracterizado por

- proporcionar una información de datos, en particular, una información de voz, como señal para ser codificada (101) ,

- selección de una información esteganográfica como datos (102) para incrustar, en donde la información esteganográfica se selecciona de un conjunto de información esteganográfica,

- generación de una palabra de código de un libro de códigos algebraico proporcionado (500) en el sentido de una especificación de diseño algebraica mediante el codificador de señal (100) sobre la base de los elementos de palabras de código que forman la palabra de código, de tal manera que

• utilizando la palabra de código generada en el marco de un estándar de transmisión asociable con el libro de códigos, se codifica la información de datos en una información de la señal que comprende la palabra de código y/o que hace referencia a la palabra de código como señal codificada (103) , que

• la palabra de código generada presenta una característica adicional, calculable sobre la base de los elementos de palabra de código que forman la palabra de código, en donde la característica adicional representa la información esteganográfica; y que

• el libro de códigos (500) en el sentido de las especificaciones de diseño algebraicas se divide en un número de sublibros de códigos, y que por el codificador de señal (100) se emite en cada caso solo una palabra de código perteneciente al sublibro de códigos seleccionado por la información esteganográfica a incrustar actualmente.

2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por una evaluación de la palabra código generada en el contexto de un estándar de transmisión asociable con el libro de códigos proporcionado por medio de una descodificación de la palabra código y posterior comparación de la información de datos descodificada con la información de datos original.

3. Un método según la reivindicación 2, caracterizado por la generación de la palabra de código a partir del libro de códigos proporcionado mediante del codificador de señal (100) sobre la base de los elementos de código que forman la palabra de código, teniendo en cuenta la evaluación.

4. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el uso deun codificador (100) y un libro de código sobre la base del estándar de transmisión GSM y/o UMTS.

5. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por la generación de una palabra de código basado en la codificación ACELP o AMR.

6. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el cálculo de la característica de la palabra de código como resultado de aplicar al menos una operación en al menos un elemento de código que forma la palabra de código.

7. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por la disposición de la palabra de código de tal manera que la palabra de código cumple la característica de forma implícita.

8. Un método según la reivindicación 7, caracterizado por la generación de la palabra de código tal que cumple con la característica, que representa la información esteganográfica, ya durante su generación.

9. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por la selección de la información esteganográfica tal que la información esteganográfica en el extremo receptor se puede aplicar para la mejora de la señal, especialmente en el caso de transmisión de voz, como una expansión de ancho de banda artificial y/o reducción de ruido.

10. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por la selección de la información esteganográfica tal que la información esteganográfica se utiliza como una marca de agua digital.

11. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por una transmisión de la información de la señal que comprende la palabra de código o que referencia a la palabra de código hacia un receptor.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por proporcionar en el lado del receptor una información de datos por medio de la descodificación de la palabra de código bajo un estándar de transmisión asociable con el libro de códigos proporcionado.

13. Un método según la reivindicación 11 o 12, caracterizado por proporcionar en el lado del receptor la información esteganográfica por medio del cálculo de la característica adicional de la palabra de código en base a los elementos de código que forma la palabra de código.

14. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por la realización del método en un dispositivo de telefonía móvil.

15. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al codificador de señal

(100) se le suministra la información a incorporar.

16. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en done el codificador de señal

(100) determina un primer elemento de código y un segundo elemento de código de la palabra de código, en donde el segundo elemento de código se determina como una función del primer elemento de código y de la información a insertar.

17. Codificador de señal (100) para incrustar una información esteganográfica en una información de la señal del codificador de señal (100) , caracterizado por

- medios para recibir una información de datos, en particular, una información de voz, como la señal para ser codificado (101) ,

- medios para recibir una información esteganográfica como datos (102) para incrustar, en donde la información esteganográfica se selecciona de un conjunto de información esteganográfica,

- medios para generar una palabra de código de un libro de códigos (500) algebraico proporcionado en el sentido de una especificación de diseño algebraica mediante el codificador de señal (100) sobre la base de los elementos de código que forman la palabra de código, de tal manera que

• utilizando la palabra de código generada en el marco de un estándar de transmisión asociable con el libro de códigos, se codifica la información de datos en una información de la señal que comprende la palabra de código y/o que referencia la palabra de código como señal codificada (103) , que

• la palabra de código generada presenta una característica adicional calculable sobre la base de los elementos de código que forman la palabra de código, en donde la característica adicional representa de información esteganográfica, que

• el libro de códigos (500) en el sentido de las especificaciones de diseño algebraica se divide en un número de sublibros de códigos, y que por el codificador de señal (100) se emite en cada caso solo una palabra de código perteneciente al sublibro de códigos seleccionado por la información esteganográfica a incrustar actualmente.

18. Codificador de señal según la reivindicación 17, adaptado para proporcionar la palabra de código de tal manera que la palabra de código cumple la característica de forma implícita.

19. Aparato según la reivindicación 18, adaptado para generar la palabra de código de tal manera que cumple la característica, que representa la información esteganográfica, ya durante su generación.

20. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que el codificador de señal (100) está diseñado para determinar un primer elemento de código y un segundo elemento de código de la palabra de código, en el que el codificador de señal (100) determina el segundo elemento de código como una función del primer elemento de código y de la información a incrustar.

21. Un proceso para proporcionar en el lado del receptor una información esteganográfica que ha incorporado por un codificador de señal (100) en una información de señal mediante la generación de una palabra de código de un libro de códigos algebraico proporcionado (500) en el sentido de una especificación de diseño algebraica mediante el codificador de señal (100) sobre la base de elementos de código que forman la palabra de código, de forma que

• utilizando la palabra de código generada en el marco de un estándar de transmisión asociable con el libro de códigos, se codifica los datos como señal (101) que debe codificarse en una información de señal que comprende la palabra de código y/o hace referencia a la palabra de código como una señal codificada (103) , que

• la palabra de código generada presenta una característica adicional calculable sobre la base de los elementos de código que forma la palabra de código, en donde la característica adicional representa la información esteganográfica, y que

• el libro de códigos (500) en el sentido de las especificaciones de diseño algebraica se divide en un número de sublibros de códigos, y que por el codificador de señal (100) se emite en cada caso solo una palabra de código perteneciente al sublibro de códigos seleccionado por la información esteganográfica a incrustar actualmente;

en donde el proporcional de la información esteganográfica en el lado receptor comprende calcular la característica adicional de la palabra de código en base a los elementos de código que forman la palabra de código.

22. El método de la reivindicación 21, en donde en el extremo receptor se determinan un primer elemento de código y un segundo elemento de código de la palabra de código, en donde la información esteganográfica se determina como una función del primer elemento de código y del segundo elemento de código.

23. Un aparato (208) para proporcionar una información esteganográfica en el lado del receptor que se ha incorporado por un codificador de señal (100) en una información de señal mediante la generación de una palabra de código de un libro de códigos algebraico (500) proporcionado en el sentido de una especificación de diseño algebraica mediante el codificador de señal (100) basado en los elementos de código que forman la palabra de código, de tal manera que

• utilizando la palabra de código generada en un marco de un estándar de transmisión asociable con el libro de códigos, se codifica una información de datos como señal (101) que debe codificarse en una información de señal que comprende la palabra de código y/o que hace referencia a la palabra de código como señal codificada (103) ; que

• la palabra de código generada tiene una característica adicional, calculable sobre la base de los elementos de código que forman la palabra de código, en donde la característica adicional representa la información esteganográfica; y que

• el libro de códigos (500) en el sentido de las especificaciones de diseño algebraica se divide en un número de sublibros de códigos, y que por el codificador de señal (100) se emite en cada caso solo una palabra de código perteneciente al sublibro de código seleccionado por la información esteganográfica a incrustar actualmente; en donde dicho aparato (208) está configurado para proporcionar en el lado del receptor la información esteganográfica mediante el cálculo de la característica adicional de la palabra de código en base a los elementos de código que forman la palabra de código.

24. El aparato según la reivindicación 23, que está configurado para determinar en el lado del receptor de un primer elemento de código y un segundo elemento de código de la palabra de código, así como para determinar la información esteganográfica en dependencia del primer elemento de código y el segundo elemento de código.


 

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