[发明专利]数字信息的编码

说明书

发明领域

本发明的通常应用领域涉及将数字信息编码为音频、图像、和视频媒体文件、测定容量数据文件、2-D和3-D样条及其他数据文件等等的改进技术；本发明更具体地但不是专门地旨在使大数据序列能够无缝并灵活地嵌入到特别是压缩的音频、图像、视频、3-D及其他媒体文件等等中，这些大数据序列与在将简单的版权或所有权或有关的有限信息编码到此类媒体文件中的相对较短序列不同，且该技术还可用于其它类型的压缩数据文件和格式。

背景技术

迄今为止，数据常常会被嵌入到模拟表示的媒体信息和格式中。这已经被广泛用在，例如电视和无线电应用中，用于辅助数据，例如电文的传输；但所用的这些技术通常不能够发送高比特率的数字数据。

也已经嵌入水印数据，以便对媒体的降级和操纵具有强壮性。典型的水印技术依赖通过应用于媒体文件的公知类型的变换保存的信号总特征。这些技术又被限制在相当低的比特率。音频水印技术的良好比特率实际上只是每秒编码大约几十比特的数据。

虽然数据已经嵌入到能够利用高比特率的数字媒体信号域的低位，但是这种数据或者不能被压缩，或者只能够具有相对较低的压缩率。此外，许多现代的压缩文件格式不使用这种信号域表示，因而不适于使用此技术。另外，此技术在用于编码声音文件数据时趋向引入声频噪声。

说明这种和相关技术的在先专利有美国专利4,379,947(对同时发送数据与音频的处理)；5,185,800(根据心理听觉标准利用自适应量化将位分配用于变换的数字声频广播信号)；5,687,236(隐写技术)；5,710,834(通过图形图象传送的编码信号)；5,832,119(通过嵌入到经验数据的控制信号控制系统)；5,850,481(嵌入的文件，但不是用于任意数据或计算机代码)；5,889,868(数字数据中的数字水印)；和5,893,067(隐藏于声频信号中的回波数据)。

关于这种技术的在先出版物包括Bender，W.D.Gruhl，M.Morimoto和A.Lu的“用于数据隐藏的技术”，1996年的IBM系统期刊第35卷，3&4号，第313-336页。

MPEG规范ISO/IEC III72，1-3部分，信息技术-将活动图象和相关的音频编码为高达大约1.5Mbit的数字存储媒体，1993年版，ISO/IEC；和

ID3v2规范：http：//www.id3.org/easy.html和http：//www.id3.org/id3v2.3.0.html

将水印用于编码低比特率信息的用于多媒体数据标记和特别用于版权标记的技术概论由Langelaar，G.C.等人在″根据标记技术用于多媒体数据的版权保护″中提出。(http：//www-it.et.tudelft.nl/html/research/smash/public/benlx96/Benelux_cr.html)。

在具体联系到上述引用的″MPEG Spec″和″ID3v2 Spec″参考应用中，我们已经在待审查的名称为“用于将可执行程序代码无缝嵌入到由数字媒体播放机和可视系统执行的诸如MP3的媒体文件格式中的处理和系统”的美国专利申请中公开了应用本发明一些嵌入概念的技术，其尤其旨在使预先准备的音频、视频、静止图像、3-D或其它通常未压缩的媒体格式中的一个或多个具有扩展的功能，以便将在数字媒体重放装置中的增加的图形、交互式和/或电子商务展示内容补充到他们预先准备的展示内容中。

但是，如前所述，本发明更广泛的涉及典型地通过傅里叶变换、离散余弦变换、子波变换或其它公知的函数将数据嵌入压缩格式中，以及涉及编码数据的频率表示。本发明将高速数据嵌入到压缩的媒体数字表示中，包括通过修改压缩数据的频率表示系数的低位，从而能够得到快速的编码和译码的额外收益，因为压缩媒体的系数可以直接变换而不需要冗长的附加的解压缩/压缩过程。本发明的技术也可与水印结合使用，但水印要在数据编码过程之前应用。

先前引用的langelaar等人的出版物又参考和论述了下列其它的现有技术出版物：

J.Zhao，E.Koch：″将强壮标记嵌入图像中用于版权保护″，关于专业化信息、知识和新技术的知识产权的国际会议论文，维也纳，奥地利，1995年8月；

E.Koch，J.Zhao：″关于强壮和隐藏的图像版权标记″，非线性信号和图像处理的IEEE讨论会记录，Neos Marmaras，1995年6月；和