[发明专利]信息信号中的辅助数据检测

说明书

本发明的技术领域

本发明涉及一种用于检测被编码为嵌在信息信号里的水印的相对位置和/或相对极性的有效负载数据的方法及设备。    

本发明的背景技术

国际专利申请WO-A-99/45705公开了一种检测信息信号中多比特有效负载数据的方法。有效负载被编码为多重(可能相等)嵌入水印图形的相对位置和极性。现有技术的检测方法包括按照该信号计算嵌入的水印图形与信息信号的相关性作为水印图形位置的一个函数。这一计算步骤得出一个相关函数，其中嵌入的水印图形的位置和极性由大的正或负峰值来表示。峰值间的相对距离和峰值的符号代表有效负载数据。

在理想状况，相关函数的峰值相似于狄拉克脉冲并且它们的位置能足够精确地被确定。但是，在许多实际情况中位置和极性不能很好地被确定。特别是在信号有待处理的情况。视频处理，比如说，会引起相关峰值拖尾。峰值被展宽了，所以中心位置不能很好地被确定。甚至由于大的负旁瓣(negative side lobs)影响，峰值符号也被错误地恢复。

作为这个问题的一种解决办法，WO-A-99/45705给出了对所有可能位置的辅助栅限制允许的峰值位置。通过量化至最接近的辅助栅点解决峰值抖动。但是，水印的有效负载容量被减少了，而且也没有解决峰值极性的反转。

发明目的与概述

本发明的一个目的是提供用于检测嵌入信息信号里的多重水印图形间距离的改进方法和设备。本发明的又一目的是提供用于检测所述水印图形的相对极性的改进方法和设备。

为此，确定峰值相对位置的步骤包括对于至少一个所述窗口的多个位置，计算所述峰值之一附近窗口中的相关函数与另一个所述峰值附近窗口中的相关函数的相似性，以及由于所述相似性有一极值，确定所述窗口的位置。

本发明基于这样的认识：若相关函数的峰值被拖尾，则它们都以相同方式被拖尾。峰值邻域中的相关函数(波形)在很大程度上彼此相似。本发明通过识别其中彼此最相似的相关函数的邻域，和确定被识别的邻域间的距离以代替单独峰值间的距离，来利用这一特性。

用相同的解决方法来检测峰值的相对极性。按照本发明，确定峰值相对极性的步骤包括计算所述峰值之一附近窗口中的相关函数与另一个所述峰值附近窗口中的相关函数的相似性，以及确定所述相似值的符号。如果符号为正，则两个峰值具有相同极性。如果符号为负，则峰值具有相反极性。

附图的简要描述

图1是水印嵌入的原理图，示出有效负载数据如何被嵌入视频图象中。

图2和3示出图1中所示水印嵌入的操作。

图4是按照本发明检测有效负载数据的设备的原理图。

图5A和5B示出二维相关函数来一般地说明图4中所示设备的操作。

图6示出一维相关函数来一般地说明图4中所示设备的操作。

图7示出一维相关函数来说明本发明方法的一个实施例。

图8和9是由根据本发明的设备实施例执行的操作步骤的流程图。

图10示出二维相关峰值图形来说明本发明方法的另一实施例。

实施例的详述

图1是水印嵌入的原理图，说明了按照国际专利申请WO-A-99/45705辅助数据是怎样被嵌入视频图象中的。该设备接收移动视频信号X并输出带水印的视频信号Y。它包括有效负载编码器10、贴装电路11和加法器12。图2说明了有效负载编码器10的操作。编码器接收不相关的“基本的”水印图形(W1,W2)中的有限一组。每一基本的水印是一给定的随机噪声亮度值的图形，但为了方便，本例中它被赋予可识别的内容(分别为一个矩形和一个三角形)。

嵌入的水印图形W是所述基本的图形和/或循环位移反转的结合。此例中，编码器10产生W=W1-W2_k，其中W2_k是基本图形W2的一个循环位移反转。符号和位移矢量(k)代表有效负载数据K。为减少复杂性，水印图形W具有相对较小的像素尺寸M×M(比如128×128)。如图3所示，它通过贴装电路11被贴装在较大的图象区域上。相同的水印WM随后以移动视频信号的连续帧被嵌入。