Decodificador de marca de agua y procedimiento para proporcionar datos de mensaje binario.

Un descodificador (2400) de marca de agua (2442) para proporcionar datos de mensaje binario dependiendo de una señal de marca de agua (2402),

que comprende:

un proveedor de representación de dominio-frecuencia-tiempo (2410), configurado para proporcionar una representación de dominio-frecuencia (2412) de la señal de marca de agua (2402) para una pluralidad de bloques de tiempo;

una unidad de memoria (2420) configurada para almacenar la representación de dominio-frecuencia (2412) de la señal de marca de agua (2402) para una pluralidad de bloques de tiempo;

un determinador de sincronización (2430) configurado para identificar un bloque temporal de alineamiento (2432) con base en la representación de dominio-frecuencia (2412) de la señal con marca de agua (2402) de una pluralidad de bloques de tiempo; y un extractor de marca de agua (2440) configurado para proporcionar datos de mensaje binario (2442) con base en representaciones de dominio-frecuencia (2422) almacenadas de la señal con marca de agua (2402) de bloques de tiempo que preceden temporalmente al bloque temporal de alineamiento identificado (2432) considerando una distancia al bloque temporal de alineamiento identificado (2432).

Decodificador de marca de agua y procedimiento para proporcionar datos de mensaje binario Campo Técnico [0001] Las realizaciones de acuerdo con la invención se relacionan con sistemas de marca de audio y más particularmente a un descodificador de marca de agua y un procedimiento para proporcionar datos de mensajes binarios.

Antecedentes de la Invención [0002] En muchas aplicaciones técnicas, se desea incluir una información adicional en una señal que representa la información o datos útiles o "datos principales" como, por ejemplo, una señal de audio, una señal de vídeo, gráficos, una cantidad de medición y así sucesivamente. En muchos casos, se desea incluir la información adicional tal que la información adicional está enlazada a los datos principales (por ejemplo, datos de audio, datos de vídeo, datos de imágenes fijas, datos de medición, datos de texto, etc.) en una forma que no es perceptible por un usuario de los datos mencionados. También, en algunos casos es deseable incluir los datos adicionales tales que los datos adicionales no son fácilmente extraíbles de los datos principales (por ejemplo, datos de audio, datos de vídeo, datos de imágenes fijas, datos de medición, y así sucesivamente) .

Esto es particularmente cierto en las aplicaciones en las que es deseable para implementar administración de derechos digitales. Sin embargo, a veces se desea simplemente añadir información lateral o secundaria sustancialmente imperceptible a los datos útiles. Por ejemplo, en algunos casos es deseable añadir información lateral a los datos de audio, de tal manera que la información lateral proporciona una información sobre la fuente de los datos de audio, el contenido de los datos de audio, los derechos relacionados con los datos de audio y así sucesivamente.

Para incrustar datos adicionales en datos útiles o "datos principales", un concepto llamado "marca de agua digital" puede ser utilizado. Conceptos de marcas de agua se han discutido en la literatura para muy diferentes tipos de datos útiles, como datos de audio, datos de imágenes fijas, datos de video, datos de texto y así sucesivamente.

A continuación, se darán algunas referencias en donde los conceptos de marcas de agua se discuten. Sin embargo, la atención del lector se dirige también al vasto campo de la literatura de libros de texto y publicaciones relacionadas con marcas de agua digitales para más detalles.

DE-196 40 814 C2 describe un procedimiento de codificación para la introducción de una señal no audible datos en una señal de audio y un procedimiento para decodificar una señal de datos, que está incluido en una señal de audio en una forma no audible. El procedimiento de codificación para la introducción de una señal no audible datos en una señal de audio comprende la conversión de la señal de audio en el dominio espectral. El procedimiento de codificación comprende también la determinación del umbral de enmascaramiento de la señal de audio y suministar una señal de seudo ruido. El procedimiento de codificación también comprende proporcionar la señal de datos y multiplicando la señal de seudo ruido con la señal de datos, a fin de obtener una señal de datos de dispersión en frecuencia. El procedimiento de codificación comprende también la ponderación de la señal de datos de propagación con el umbral de enmascaramiento y la superposición de la señal de audio y la señal de datos ponderada.

Además, el documento WO 93/07689 describe un procedimiento y aparato para la identificación automática de un programa emitido por una estación de radio o por un canal de televisión, o grabada en un medio, mediante la adición de un mensaje codificado inaudible para la señal de sonido del programa, el mensaje identifica el canal o de la estación de difusión, el programa y / o la fecha exacta. En una realización discutida en dicho documento, la señal de sonido se transmite a través de un convertidor analógico-digital a un procesador de datos que permita componentes de frecuencia que se separan, y permitiendo a la energía en algunos de los componentes de frecuencia que sea alterada de una manera predeterminada para formar un mensaje de identificación codificado. La salida del procesador de datos está conectada por un convertidor digital-analógico a una salida de audio para la radiodifusión o grabación de la señal de sonido. En otra realización discutida en dicho documento, un paso de banda analógico se emplea para separar una banda de frecuencias de la señal de sonido, de manera que la energía en la banda separada puede ser así alterada para codificar la señal de sonido.

La patente de los E.U.A. No. 5, 450, 490 describe un aparato y procedimientos para la inclusión de un código que tiene al menos un componente de frecuencia de código en una señal de audio. Las capacidades de los diversos componentes de frecuencia en la señal de audio para enmascarar el componente de frecuencia de código para la audición humana se evalúan y sobre la base de estas evaluaciones se asigna una amplitud de la componente de frecuencia de código. Procedimientos y aparatos para la detección de un código en una señal de audio codificada también se describen. Un componente de frecuencia de código en la señal de audio codificada se detecta sobre la base de una amplitud de código esperado o sobre una amplitud del ruido dentro de un rango de frecuencias de audio, incluyendo la frecuencia del componente de código.

WO 94/11989 describe un procedimiento y aparato para codificar/descodificar segmentos de difusión o grabados y supervisar la exposición del auditorio a los mismos. Se describen procedimientos y aparatos para codificar y descodificar información en difusiones o señales de segmento grabados. En una realización descrita en el documento, un sistema de supervisión de auditorio codifica información de identificación en la porción de señal de audio de una difusión o un segmento grabado utilizando codificación de espectro expandido. El dispositivo de supervisión recibe una versión reproducida acústicamente de la difusión o señal grabada mediante un micrófono, descodifica la información de identificación de la porción de señal de audio a pesar de interferencia ambiente significante y almacena esta información, proporcionando automáticamente un diario para el miembro del auditorio, que posteriormente se carga a una instalación centralizada. Un dispositivo de supervisión separado descodifica información adicional de la señal de difusión, que se acopla con la información diaria de auditorio en la instalación central. Este monitor puede enviar simultáneamente datos a la instalación centralizada utilizando una línea de teléfono de conexión por línea conmutada, y recibe datos de la instalación centralizada a través de una señal codificada utilizando una técnica de espectro expandido y modulada con una señal de difusión de una tercera parte.

WO 95/27349 describe aparatos y procedimientos que incluyen códigos en señales de audio y descodificación. Un aparato y procedimientos para incluir un código que tiene cuando menos un componente de frecuencia de código en una señal de audio, se describe. Las capacidades de los diversos componentes de frecuencia en la señal de audio para enmascarar el componente de frecuencia de código a la audición humana y basado en estas evaluaciones, una amplitud se asigna a los componentes de frecuencia de código. Procedimientos y aparatos para detectar un código en una señal de audio codificada también se describen. Un componente de frecuencia de código en la señal de audio codificada se detecta con base en una amplitud de código esperada o en una amplitud de interferencia dentro de un intervalo de componentes de frecuencia de audio incluyendo la frecuencia del componente de código.

TACHIBANA R Y OTROS: "An audio watermarking method using a two-dimensional pseudo-random array", SIGNAL PROCESSING, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS B.V. AMSTERDAM, NL, vol. 82, no. 10, 1 Octubre 2002 (2002-10-01) , páginas 1455-1469, XP004381236 describe un sistema de marca de audio propagado en espectro robusto.

Sin embargo, un problema de los sistemas de marca de agua conocidos es que la duración de una señal de audio, a menudo es muy corta. Por ejemplo, un usuario puede cambiar rápido entre estaciones de radio o la bocina que reproduce la señal de audio está lejos, de manera tal que la señal de audio es muy débil. Además, la señal de audio en general puede ser muy corta tal como por ejemplo en señales de audio empleadas para publicidad. En forma adicional, una señal de marca de agua usualmente solo tiene muy baja velocidad de bit. Por lo tanto, la cantidad de datos de marca de agua disponibles normalmente es muy baja.

1. Un descodificador (2400) de marca de agua (2442) para proporcionar datos de mensaje binario dependiendo de una señal de marca de agua (2402) , que comprende:

un proveedor de representación de dominio-frecuencia-tiempo (2410) , configurado para proporcionar una representación de dominio-frecuencia (2412) de la señal de marca de agua (2402) para una pluralidad de bloques de tiempo; una unidad de memoria (2420) configurada para almacenar la representación de dominio-frecuencia (2412) de la señal de marca de agua (2402) para una pluralidad de bloques de tiempo; un determinador de sincronización (2430) configurado para identificar un bloque temporal de alineamiento (2432) con base en la representación de dominio-frecuencia (2412) de la señal con marca de agua (2402) de una pluralidad de bloques de tiempo; y un extractor de marca de agua (2440) configurado para proporcionar datos de mensaje binario (2442) con base en representaciones de dominio-frecuencia (2422) almacenadas de la señal con marca de agua (2402) de bloques de tiempo que preceden temporalmente al bloque temporal de alineamiento identificado (2432) considerando una distancia al bloque temporal de alineamiento identificado (2432) .

2. Descodificador de marca de agua de conformidad con la reivindicación 1, que comprende un descodificador de redundancia configurado para proporcionar datos de mensaje binario (2442) de un mensaje incompleto de la señal con marca de agua (2402) que temporalmente precede a un mensaje que contiene el bloque temporal de alineamiento identificado (2432) utilizando datos redundantes del mensaje incompleto.

3. Descodificador de marca de agua de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, en el que el determinador de sincronización (2430) se configura para identificar el bloque temporal de alineamiento (2432) con base en una pluralidad de secuencias de sincronización predefinidas y con base en datos de mensaje binario de un mensaje de una señal con marca de agua (2402) , en donde una cantidad de bloques de tiempo contenidos por el mensaje de la señal de marca de agua (2402) es más grande que una cantidad de diferentes secuencias de sincronización predefinidas contendidas por la pluralidad de secuencias de sincronización predefinidas.

4. Descodificador de marca de agua de conformidad con la reivindicación 3, en el que una secuencia de sincronización comprende un bit de sincronización por cada coeficiente de banda de frecuencia de la representación de dominio-frecuencia (2412) de la señal de marca de agua (2402) .

5. Descodificador de marca de agua de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que los datos de mensaje binarios (2442) proporcionados representan un contenido de mensaje de la señal con marca de agua (2402) que precede temporalmente a un mensaje que contiene el bloque temporal de alineamiento (2432) .

6. Descodificador de marca de agua de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el extractor de marca de agua (2440) se configura para proporcionar adicionales datos de mensaje binario con base en representaciones de dominio-frecuencia (2412) de la señal con marca de agua (2402) de bloques de tiempo que siguen temporalmente al bloque temporal de alineamiento identificado (2432) considerando una distancia al bloque temporal de alineamiento identificado (2432) .

7. Descodificador de marca de agua de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la unidad de memoria (2420) se configura para liberar espacio de memoria que contiene una representación de dominio de frecuencia almacenado de la señal de marca de agua (2402) , después de un tiempo de almacenamiento predefinido para borrar o sobrescribir.

8. Descodificador de marca de agua de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la unidad de memoria (2420) se configura para liberar espacio de memoria que contiene una representación de dominio de frecuencia almacenada de la señal de marca de agua (2402) después que los datos de mensaje binario se obtienen por el extractor de marca de agua (2440) a partir de la representación de dominio-frecuencia almacenada de la señal de marca de agua (2402) para borrar o sobrescribir.

9. Descodificador de marca de agua de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el extractor de marca de agua (2440) está configurado para proporcionar datos de mensaje binario (2442) con base en representaciones de dominio-frecuencia almacenadas (2422) de la señal con marca de agua (2402) de bloques de tiempo que preceden temporalmente al bloque temporal de alineamiento identificado (2432) considerando una distancia al bloque temporal de alineamiento identificado (2432) , para explotar datos de mensaje binario de mensajes recibidos antes de una sincronización al identificar un bloque temporal de alineamiento (2432) que está disponible.

10. Procedimiento (2500) para proporcionar datos de mensaje binario en dependencia de una señal con marca de agua, que comprende:

proporcionar (2510) una representación de dominio-frecuencia de la señal con marca de agua para una pluralidad de bloques de tiempo; almacenar (2520) la representación de dominio-frecuencia de la señal con marca de agua para una pluralidad de bloques de tiempo;

identificar (2530) un bloque temporal de alineamiento con base en la representación de dominio-frecuencia de la señal con marca de agua y una pluralidad de bloques de tiempo; y proporcionar (2540) datos de mensaje binario con base en representaciones de dominio-frecuencia almacenados de la señal con marca de agua de bloques de tiempo que preceden temporalmente al bloque temporal de alineamiento identificado considerando una distancia al bloque temporal de alineamiento identificado.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que los datos de mensaje binario se proporcionan con base en representaciones de dominio-frecuencia almacenadas de la señal de marca de agua de bloques de tiempo que preceden temporalmente al bloque temporal de alineamiento identificado considerando una distancia al bloque temporal de alineamiento identificado, para explotar datos de mensaje binario de mensajes recibidos antes de una sincronización al identificar que estaba disponible un bloque temporal de alineamiento (2432) .

12. Un programa de computadora para realizar el procedimiento de conformidad con la reivindicación 10 o la 11 cuando el programa de computadora se ejecuta en una computadora.