[发明专利]高频声音信号编译码系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及高频声音信号编译码的系统和方法，尤其涉及一种编译码亚超声波信号的系统和方法。

背景技术

音频(audio)信号实际上为能量波，利用空气或其他媒介传播，听觉对声音感受度的大小以响度能量分贝(dB)做为测度单位。当此能量波的振动频率在人耳能感应的范围内时称为可闻波(audible sound)。当频率高于可闻声时则称超音波(ultrasound)，一般可用于医学或工程的检测或材料的加工。至于频率比可闻波低时称为低音波(infrasound)，例如地震所引起的地震波。

人类的听觉范围为20Hz至20kHz的声音，最敏感的范围为2kHz到4kHz之间。利用不同的单频信号对人耳作测试后，可用一条曲线来描绘绝对遮蔽曲线(absolute threshold curve)或静音遮蔽曲线(quiet threshold curve)。人耳听觉模型(psychoacoustic model)即是利用一个频率分析器仿真人耳听觉系统，此频率分析器由许多带通滤波器构成，其频率大约为20Hz至20kHz之间，每一个带通滤波器的带宽都不相同，这些带通滤波器的带宽称之为临界频带(critical bands)。由此人耳听觉模型可归纳出两个重要的遮蔽特性，实时域遮蔽效应及频域遮蔽效应。前者又细分为先遮蔽(pre-masking)、后遮蔽(post-masking)、以及同步遮蔽(simultaneous-masking)。当音频有多种频率成分同时出现时，则此时不同频率成分的遮蔽效应要一齐累加计算，遮蔽曲线即变得很复杂，会随着信号的能量大小、频率位置及信号特性的变化而有所不同。能量大的信号能遮蔽较大的噪音、非单频(non-tonal)信号比单频(tonal)信号的遮蔽性好、高频信号比低频信号有较强的遮蔽性。

音频水印(audio watermark)是将欲嵌入的水印信号，经过加密、编码、展频、或其他的处理后使得处理后的水印信号随机化。并依据人类听觉系统(Human Auditory System,HAS)的遮蔽效应(masking effect)，将处理后的水印或其频谱成份控制并嵌入在原始音频信号可遮蔽的范围内，即可顺利将水印隐藏于音频信号中，且不会让人感觉到音频质量上的差异。隐写术(steganography)也是数字水印的一种应用，双方可利用隐藏在数字信号中的信息进行沟通。

发明内容

本发明于人耳较不敏感的高频区段中挑选数个频率，在音频中利用频率进行动态隐蔽编码，以在最小限度破坏原始声音频率特性的前提下隐匿编码信号，以频率的声音来编码较能抵抗周遭环境的干扰。

本发明的目的在于提供一种高频声音信号编译码系统和方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：