[实用新型]用于数字水印的系统

说明书

技术领域

本实用新型总体上涉及数字信号处理领域，更具体地，涉及用于数字水印的系统。

背景技术

近年来，数字水印技术已经被广泛应用于多媒体数字信号的版权保护、发布控制、一致性校验、广播监控、数据隐藏等领域。数字水印技术的基本思想是：向图像、图形、音频和/或视频之类的数字多媒体信号中添加称为水印的信息，以便在将来用于各种验证目的。水印充实质上是一种隐藏在主多媒体信号中的数字签名，提供了关于主多媒体信号的所有权或者使用权限等信息。

从数字水印的提取和检测看，数字水印技术可以被划分为非盲水印技术、半盲水印技术和盲水印技术。非盲水印技术在提取和解码时需要原始多媒体信息和所添加的参考信号(例如，伪噪声序列)；半盲水印技术在提取时需要参考信号和生成该参考信号的密钥；盲水印技术在提取时仅需要密钥。

在针对音频的数字水印技术中，基于扩频(Spread Spectrum，SS)调制的数字水印是一种已知的盲水印技术。然而，传统上基于SS的水印仅考虑了攻击噪声对水印解码的影响，忽略了主音频信号本身对于水印解码的干扰，这可能导致误码率的增高。而且，为了降低水印给主音频信号造成的听觉失真，水印嵌入方经常对所使用的参考信号进行频谱处理。这使得执行盲检的数字水印解码器难以准确地恢复出水印嵌入方所使用的参考信号。换言之，水印嵌入方与解码方之间存在着参考信号失配，这导致了解码性能的降低。

因此，本领域中需要一种更为准确和鲁棒的数字音频水印技术。

实用新型内容

为了解决本领域中的上述问题以及其他问题，本实用新型提供一种用于数字水印的系统和方法。

在本实用新型的一个方面，提供一种用于数字水印的系统，适于向信号源所产生的音频信号添加水印。该系统包括：频谱调制器，配置用于对将要嵌入音频信号的水印比特和伪噪声信号进行频谱调制以生成经调制信号；失真控制器，耦合至信号源和频谱调制器，配置用于根据音频信号对经调制信号进行整形，以生成满足预定失真约束的经整形信号；以及干扰补偿器，耦合至信号源和失真控制器，配置用于根据音频信号、伪噪声信号和经整形信号生成补偿信号，其中补偿信号用于补偿音频信号对水印解码的干扰。

根据某些实施例，该系统进一步包括：伪噪声生成器，耦合至频谱调制器和干扰补偿器，配置用于在密钥控制下生成伪噪声信号，并且将伪噪声信号馈送给频谱调制器和干扰补偿器。

根据某些实施例，失真控制器包括：分析滤波器，配置用于将经调制信号变换为频域中的频谱系数；频谱调节器，耦合至分析滤波器，配置用于根据失真约束调节频谱参数；以及综合滤波器，耦合至频谱调节器，配置用于将经调节的频谱参数变换回时域中以生成经整形信号。

根据某些实施例，该系统进一步包括：建模器，耦合至信号源和失真控制器，配置用于基于声学心理模型生成针对音频信号的遮蔽阈值，并且将遮蔽阈值馈送给作为失真约束馈送给失真控制器。

根据某些实施例，干扰补偿器包括：干扰计算器，配置用于根据音频信号、伪噪声信号以及经整形信号计算信号投影以确定音频信号对水印解码的干扰值；以及补偿生成器，耦合至干扰计算器，配置用于基于干扰值和经调制信号生成补偿信号。

根据某些实施例，该系统可被实现为集成电路、专用集成电路、现场可编程门阵列或者片上系统。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施例，其中：

图1示出了根据本实用新型一个示例性实施例的用于数字水印的系统100的示意性结构框图；

图2示出了根据本实用新型另一示例性实施例的用于数字水印的系统200的示例性结构框图；以及

图3示出了根据本实用新型一个示例性实施例的用于数字水印的方法300的流程图。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

总体上，根据本实用新型的实施例，为了尽可能地降低作为信号载体的主音频信号对于水印解码的干扰，在水印嵌入方生成补偿信号以便这种干扰进行补偿。由此，可以有效地降低水印解码方的误码率。而且，为了克服水印嵌入方对参考信号进行的失真控制处理给水印解码带来的不利影响，在本实用新型的实施例中，在生成上述补偿信号时不仅考虑主音频信号和原始伪噪声信号，而且还将经过调制和整形的伪噪声信号纳入考虑。以此方式，能够确保在水印解码方恢复的伪噪声信号与嵌入方相匹配，从而进一步降低水印解码的误码率。