Suministro de señal de marca de agua digital e incrustación de marca de agua digital.

Un proveedor de señal de marca de agua digital (2400) para suministrar una señal de marca de agua digital(2440;

101b) adecuada para ocultarse en una señal de audio (2430; 106) cuando la señal de marca de agua digitalse agrega a la señal de audio, de manera tal que la señal de marca de agua digital representa datos de marca deagua digital (2450; 101a), el proveedor de señal de marca de agua digital comprende:

un procesador psicoacústico (2410; 102) para determinar un umbral de enmascarado de la señal de audio; yun modulador (2420; 307) para generar la señal de marca de agua digital a partir de una superposición defunciones de conformado de muestra espaciadas entre sí a un intervalo de tiempo (Tb) de muestra de unarepresentación discreta en tiempo de los datos de marca de agua digital, cada función de conformado demuestra se pondera en amplitud con una muestra respectiva de una representación discreta en tiempo,multiplicado por una ponderación de amplitud respectiva dependiente del umbral de enmascarado, elmodulador se configura de manera tal que

el intervalo de tiempo de muestra es más corto que una extensión de tiempo de las funciones de conformadode muestra; y

la ponderación de amplitud respectiva también depende de las muestras de la representación discreta entiempo vecinas a la muestra respectiva en tiempo.

Suministro de señal de marca de agua digital e incrustación de marca de agua digital

Campo Técnico [0001] La presente invención se refiere a un dispositivo de suministro de señal de marca de agua digital, para suministrar una señal de marca de agua digital e incrustación de marca de agua digital utilizando la señal de marca de agua digital.

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 método de codificación para la introducción de una señal no audible datos en una señal de audio y un método para decodificar una señal de datos, que está incluido en una señal de audio en una forma no audible. El método de codificación para la introducción de una señal no audible datos en una señal de 35 audio comprende la conversión de la señal de audio en el dominio espectral. El método de codificación comprende también la determinación del umbral de enmascaramiento de la señal de audio y suministrar una señal de seudo ruido. El método 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 método 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, WO 93/07689 describe un método 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 modalidad discutida en dicho documento, la señal de sonido se 45 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 modalidad discutida en dicho documento, un paso de banda analógico se 50 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.

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US 5, 450, 490 describe un aparato y métodos 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. Métodos 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 método y aparato para codificar/descodificar segmentos de difusión o grabados y

supervisar la exposición del auditorio a los mismos. Se describen métodos y aparatos para codificar y descodificar información en difusiones o señales de segmento grabados. En una modalidad 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 métodos que incluyen códigos en señales de audio y descodificación. Un aparato y métodos 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. Métodos 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.

DE 10 2008 014311 A describe otro dispositivo de incrustación de marca de agua digital conocido que comprende un proveedor de señal de marca de agua digital que utiliza un enmascarado de frecuencia psicoacústica para incrustar una marca de agua digital dentro de una corriente de datos de audio.

Sin embargo, cuando se inserta la información de marca de agua digital en un espectrograma de tiempo/frecuencia de una señal de audio, es difícil ocultar la información dla marca de agua digital por debajo del

umbral de enmascarado o encontrar una óptima compensación entre la asignación de la mayor energía posible a la información de marca de agua digital - de esta manera incrementando la capacidad de extracción en el lado del descodificador -, y manteniendo la información dla marca de agua digital que se incrusta, inaudible cuando se reproduce la señal de sello de audio de agua digital.

Descripción de la Invención [0013] En vista de esta situación, es el objeto de... [Seguir leyendo]

1. Un proveedor de señal de marca de agua digital (2400) para suministrar una señal de marca de agua digital (2440; 101b) adecuada para ocultarse en una señal de audio (2430; 106) cuando la señal de marca de agua digital

se agrega a la señal de audio, de manera tal que la señal de marca de agua digital representa datos de marca de agua digital (2450; 101a) , el proveedor de señal de marca de agua digital comprende:

un procesador psicoacústico (2410; 102) para determinar un umbral de enmascarado de la señal de audio; y un modulador (2420; 307) para generar la señal de marca de agua digital a partir de una superposición de funciones de conformado de muestra espaciadas entre sí a un intervalo de tiempo (Tb) de muestra de una representación discreta en tiempo de los datos de marca de agua digital, cada función de conformado de muestra se pondera en amplitud con una muestra respectiva de una representación discreta en tiempo, multiplicado por una ponderación de amplitud respectiva dependiente del umbral de enmascarado, el modulador se configura de manera tal que el intervalo de tiempo de muestra es más corto que una extensión de tiempo de las funciones de conformado de muestra; y la ponderación de amplitud respectiva también depende de las muestras de la representación discreta en tiempo vecinas a la muestra respectiva en tiempo.

2. Proveedor de señal de marca de agua digital de conformidad con la reivindicación 1, en el que el procesador

psicoacústico se configura para determinar el umbral de enmascarado independiente de los datos de marca de agua digital y el modulador se configura para generar iterativamente la señal de marca de agua digital al determinar en forma preliminar una ponderación de amplitud preliminar con base en el umbral de enmascarado independiente de los datos de marca de agua digital; verificar si una superposición de las funciones de conformado de muestra utilizando la ponderación de amplitud preliminar como la ponderación de amplitud respectiva, viola el umbral de enmascarado; y si la superposición de las funciones de conformado de muestra utilizando la ponderación de amplitud preliminar como la ponderación de amplitud respectiva, viola el umbral de enmascarado, variar la ponderación de amplitud preliminar para obtener una superposición de las funciones de conformado de muestra utilizando la ponderación de amplitud variada como la ponderación de amplitud respectiva.

3. Proveedor de señal de marca de agua digital de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, que además comprende un propagador de tiempo (305) , para propagar los datos de marca de agua digital en tiempo a fin de obtener la representación discreta en tiempo.

4. Proveedor de señal de marca de agua digital de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que además comprende un propagador de frecuencia (303) , para propagar los datos de marca de agua digital en un dominio de frecuencia a fin de obtener la representación discreta en tiempo.

5. Proveedor de señal de marca de agua digital de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el procesador psicoacústico comprende un analizador de tiempo/frecuencia (501) que transfiere la señal

de audio desde el dominio de tiempo a un dominio de frecuencia mediante una transformada superpuesta utilizando una primer longitud de ventana de aproximadamente el mismo intervalo de tiempo.

6. Proveedor de señal de marca de agua digital de conformidad con la reivindicación 5, en el que el analizador de tiempo/frecuencia se configura para transferir la señal de audio del dominio de tiempo al dominio de frecuencia 45 mediante la función traslapada también utilizando una segunda longitud de ventana que es más corta que la primer longitud de ventana.

7. Proveedor de señal de marca de agua digital de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la representación discreta en tiempo está compuesta por sub-bandas discretas en tiempo, en donde el

modulador se configura para generar la señal de marca de agua digital a partir de, para cada sub-banda discreta en tiempo, de una superposición de funciones de conformado de muestra espaciadas en el intervalo de tiempo de muestra con cada función de conformado de muestra que es ponderada en amplitud con una muestra respectiva de la sub-banda discreta en tiempo respectiva, multiplicada por una ponderación de amplitud respectiva dependiendo del umbral de enmascarado, las funciones de conformado de muestra de la superposición para una sub-banda discreta en tiempo respectiva comprenden una frecuencia portadora en una frecuencia central de la sub-banda discreta en tiempo respectivas.

8. Incrustador de marca de agua digital, que comprende:

un proveedor de señal de marca de agua digital para proporcionar una señal de sello digital adecuada para ocultarse en una señal de audio, cuando la señal de marca de agua digital se agrega a la señal de audio, de manera tal que la señal de marca de agua digital representa datos de marca de agua digital, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, y un sumador para agregar la señal de marca de agua digital y la señal de audio para obtener una señal de audio con marca de agua digital.

9. Método para proporcionar una señal de marca de agua digital (101b) adecuada para ocultarse en una señal de audio (106) , cuando la señal de marca de agua digital se agrega a la señal de audio, de manera tal que la señal de marca de agua digital representa datos de marca de agua digital (101a) , el método comprende:

determinar un umbral de enmascarado de la señal de audio; y generar la señal de marca de agua digital a partir de una superposición de funciones de conformado de muestra espaciadas entre sí a un intervalo de tiempo (Tb) de muestra de la representación discreta en tiempo de los datos de marca de agua digital, cada función de conformado de muestra se pondera en amplitud con una muestra respectiva de la representación discreta en tiempo, multiplicado por una ponderación de amplitud respectiva dependiendo del umbral de enmascarado, la generación se realiza de manera tal que el intervalo de tiempo de muestra es más corto que la extensión de tiempo de las funciones de conformado de muestra; y la ponderación de amplitud respectiva también depende de muestras de la representación discreta en tiempo vecinas a la muestra respectiva en tiempo.

10. Método de incrustación de marca de agua digital, que comprende:

proporcionar una señal de marca de agua digital adecuada para ocultarse en una señal de audio cuando la señal de marca de agua digital se agrega a la señal de audio, de manera tal que la señal de marca de agua digital representa datos de marca de agua digital, de acuerdo con la reivindicación 9, y agregar la señal de marca de agua digital y la señal de audio para obtener una señal de audio con marca de agua digital.

11. Programa de computadora que tiene instrucciones almacenadas adaptadas para desempeñar, cuando se ejecuta en una computadora, un método de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10.