(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

Transkript

1 (12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. GL 19/018 ( ) G06F 21/00 ( ) G06F 21/16 ( ) G06F 21/60 ( ) Patentstyret (21) Oversettelse publisert (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet (86) Europeisk søknadsnr (86) Europeisk innleveringsdag (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato (30) Prioritet , EP, 1493 (84) Utpekte stater AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR (73) Innehaver Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.v., Hansastrasse 27c, München, DE-Tyskland (72) Oppfinner WABNIK, Stefan, Hultschiner Str. 16a, Oldenburg, DE-Tyskland ZITZMANN, Reinhard, Johann-Sebastian-Bach-Str. 2, 983 Baiersdorf, DE- Tyskland BLIEM, Tobias, Tennenloher Str. 26, 98 Erlangen, DE-Tyskland GREEVENBOSCH, Bert, Roestmos 12, 3069 AR Rotterdam, NL-Nederland GRILL, Bernhard, Peter-Henlein-Str. 7, 927 Lauf, DE-Tyskland EBERLEIN, Ernst, Waldstrasse 28, 991 Grossenseebach, DE-Tyskland DEL GALDO, Giovanni, Neue Länder 20, Martinroda, DE-Tyskland BREILING, Marco, Christian-Ernst-Straße 8, 92 Erlangen, DE-Tyskland KRAEGELOH, Stefan, Schobertweg 1, 96 Erlangen, DE-Tyskland BORSUM, Juliane, Taeublingstr. 22, 98 Erlangen, DE-Tyskland PICKEL, Joerg, Herbsttal 2, Happurg, DE-Tyskland (74) Fullmektig Tandbergs Patentkontor AS, Postboks 170 Vika, 0118 OSLO, Norge (4) Benevnelse Vannmerkegenerator, vannmerkedekoder, fremgangsmåte for tilveiebringelse av et vannmerkesignal, fremgangsmåte for tilveiebringelse av binære meldingsdata avhengig av et vannmerket signal og et maskinprogram som anvender et forbedret synkroniseringskonsept (6) Anførte publikasjoner DE-A KIROVSKI D ET AL: "Robust Covert communication over a Public Audio Channel using Spread Spectrum", LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE, [Online] vol. 2137/2001, 1 January 2001 ( ), pages , XP , Berlin/Heidelberg Retrieved from the Internet: URL: e7cu8c86lfmw9m/fulltext.pdf> KIROVSKI D ET AL: "Spread-spectrum audio watermarking: requirements, applications, and limitations", MULTIMEDIA SIGNAL PROCESSING, 3 October 2001 ( ), pages , XP06778, IEEE FOURTH WORKSHOP PISCATAWAY, NJ, USA ISBN:

2 NO/EP Beskrivelse Teknisk område [0001] Utførelser av forbindelsen gjelder en vannmerkegenerator for tilveiebringelse av et vannmerkesignal avhengig av binære meldingsdata. Videre utførelser av oppfinnelsen gjelder en vannmerkedekoder for tilveiebringelse av binære meldingsdata avhengig av et vannmerket signal. Videre utførelser av forbindelsen gjelder en fremgangsmåte for tilveiebringelse av et vannmerkesignal avhengig av binære meldingsdata. Videre utførelser av forbindelsen gjelder en fremgangsmåte for tilveiebringelse av binære meldingsdata avhengig av et vannmerket signal. Videre utførelser gjelder tilsvarende maskinprogrammer. [0002] Noen utførelser av oppfinnelsen gjelder et robust system med lav kompleksitet for vannmerking av audio. Oppfinnelsens bakgrunn [0003] I mange tekniske applikasjoner er det ønskelig å inkludere ekstra informasjon i en informasjon eller et signal som representerer anvendbare data eller "hoveddata", for eksempel et audiosignal, et videosignal, grafikk, en målemengde og så videre. I mange tilfeller er det ønskelig å innbefatte den ekstra informasjonen på en slik måte at ekstrainformasjonen er bundet til hoveddataene (for eksempel audiodata, videodata, stillbildedata, måledata, tekstdata og så videre) på en måte som ikke kan oppfattes av en bruker av dataene. Videre er det i noen tilfeller ønskelig å innbefatte ekstradataene på en slik måte at ekstradataene ikke lett kan fjernes fra hoveddataene (f. eks. audiodata, videodata, stillbildedata, måledata og så videre). [0004] Dette gjelder særlig i applikasjoner hvor det er ønskelig å implementere en forvaltning av digitale rettigheter. Imidlertid er det noen ganger ganske enkelt ønskelig å addere tilleggsinformasjon til audiodata, slik at sideinformasjonen gir informasjon vedrørende kilden til audiodataene, innholdet av audiodataene, rettigheter knyttet til audiodataene og så videre. [000] For innlemming av ekstra data i nyttedata eller "hoveddata" kan et konsept som betegnes "vannmerking" anvendes. Vannmerkingskonseptet har blitt diskutert i litteraturen for mange forskjellige former for anvendbare data, for eksempel audiodata, stillbildedata, videodata, tekstdata og så videre. [0006] I det påfølgende gis noen referanser som diskuterer vannmerkingskonsepter. For ytterligere detaljer vil man imidlertid også vende leserens oppmerksomhet mot det brede utvalg av læreboklitteratur og publikasjoner forbundet med vannmerking. [0007] DE C2 beskriver en kodingsfremgangsmåte for innlemming av et ikke-hørbart datasignal i et audiosignal og en fremgangsmåte for dekoding av et datasignal som er innlemmet i et audiosignal i en ikke-hørbar form. Kodingsfrem-

3 NO/EP gangsmåten for innlemming av et ikke-hørbart datasignal i et audiosignal omfatter konvertering av audiosignalet til spektraldomenet. Kodingsfremgangsmåten omfatter også bestemmelse av maskeringsterskelen for audiosignalet og tilveiebringelse av et pseudo-støysignal. Kodingsfremgangsmåten omfatter også tilveiebringelse av datasignalet og multiplikasjon av pseudo-støysignalet med datasignalet, slik at det erholdes et datasignal med frekvensspredning. Kodingsfremgangsmåten omfatter også veiing av det utspredte datasignalet med maskeringsterskelen og overlapping av audiosignalet og det veiede datasignalet. [0008] I tillegg beskriver WO 93/07689 en fremgangsmåte og et apparat for automatisk identifisering av et program sendt av en radiostasjon eller av en fjernsynskanal, eller spilt inn på et medium, ved addering av en ikke-hørbar, kodet melding til programmets lydsignal, hvor meldingen identifiserer sendekanalen eller -stasjonen, programmet og/eller den nøyaktige datoen. I en utførelse som diskuteres i det nevnte dokumentet sendes lydsignalet via en analog-til-digital omformer til en dataprosessor som muliggjør oppsplitting av frekvenskomponenter og muliggjør en endring av energien i noen av frekvenskomponentene på en på forhånd bestemt måte, slik at det dannes en kodet identifikasjonsmelding. Utdata fra dataprosessoren kobles ved hjelp av en digital-til-analog omformer til audio-utdata for sending eller innspilling av lydsignalet. I en annen utførelse som diskuteres i det nevnte dokumentet benyttes en analog båndpass for separasjon av et bånd av frekvenser fra lydsignalet, slik at energi i det separerte båndet kan endres på denne måten for koding av lydsignalet. [0009] US,40,490 beskriver apparat og fremgangsmåter for innlemming av en kode med minst én kodefrekvenskomponent i et audiosignal. Evnen til forskjellige frekvenskomponenter i audiosignalet til å maskere kodefrekvenskomponenten for det menneskelige øre evalueres, og basert på disse evalueringene tilskrives en amplitude til kodefrekvenskomponenten. Fremgangsmåter og apparat for påvisning av en kode i et kodet audiosignal beskrives også. En kodefrekvenskomponent i det kodede audiosignalet detekteres basert på en forventet kodeamplitude eller på en støyamplitude innenfor et område av lydfrekvenser som omfatter frekvensen til kodekomponenten. [00] WO 94/11989 beskriver en fremgangsmåte og et apparat for koding/dekoding av kringkastede eller innspilte segmenter og monitorering av publikumseksponeringen av disse. Fremgangsmåter og apparat for koding og dekoding av informasjon i kringkastet materiale eller innspilte segmentsignaler beskrives. I en utførelse som beskrives i dokumentet koder et publikumsovervåkende system identifikasjonsinformasjon i audiosignaldelen av et kringkastet eller innspilt segment ved anvendelse av spredespektrumkoding. Overvåkningsinnretningen mottar en akustisk reprodusert versjon av det kringkastede eller innspilte signalet via en mikrofon, dekoder identifikasjonsinformasjonen fra audiosignaldelen på tross av signifikant støy i omgivelsene og lagrer denne informasjonen, slik at den automatisk tilveiebringer en

4 NO/EP dagbok for publikumsmedlemmet som senere opplastes til et sentralisert anlegg. En separat overvåkingsinnretning dekoder ytterligere informasjon fra det kringkastede signalet som avstemmes med dagboksinformasjonen for publikummeren i det sentrale anlegget. Denne overvåkeren kan samtidig sende data til det sentraliserte anlegget ved anvendelse av en oppringningstelefonlinje og mottar data fra det sentraliserte anlegget vi et signal som er kodet ved anvendelse av en spredespektrumteknikk og modulert med et kringkastet signal fra en tredje enhet. WO 9/27349 beskriver et apparat og fremgangsmåter for innlemming av koder i audiosignaler og dekoding. Et apparat og fremgangsmåter for innlemming av en kode med minst én kodefrekvenskomponent i et audiosignal beskrives. Evnen til forskjellige frekvenskomponenter i audiosignalet til å maskere kodefrekvenskomponenten for den menneskelige hørsel evalueres, og basert på disse evalueringene tilskrives en amplitude til kodefrekvenskomponentene. Fremgangsmåter og apparat for deteksjon av en kode i et kodet audiosignal beskrives også. En kodefrekvenskomponent i det kodede audiosignalet detekteres basert på en forventet kodeamplitude eller på en støyamplitude innen et område av audiofrekvenser som omfatter frekvensen til kodekomponenten. [0012] KIROVSKI D ET AL: "Robust Covert communication over a Public Audio Channel using Spread Spectrum", LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE, bind 2137/2001, 1. januar 2001, s , XP , beskriver en robust audiovannmerkingsgenerator som tilveiebringer en replikasjon av frekvensspredningen i tid og frekvens med en delbåndstruktur. [0013] I de kjente vannmerkingssystemene er det imidlertid noen ganger vanskelig eller tidkrevende å oppnå en egnet synkronisering på dekodersiden. I noen tilfeller er også ressursbruken for sending av synkroniseringsinformasjon fra en vannmerkegenerator til en vannmerkedekoder relativt høy. I noen tilfeller oppstår det også problemer med påliteligheten. [0014] I lys av denne situasjonen er formålet med den foreliggende oppfinnelse å skape et synkroniseringskonsept for anvendelse ved overføring av et vannmerke som tillater et godt kompromiss mellom ressurseffektivitet, pålitelighet og tiden som er påkrevet for å oppnå synkroniseringen. Oppsummering av oppfinnelsen [001] Formålet oppnås ved hjelp av en vannmerkegenerator ifølge krav 1, en vannmerkedekoder ifølge krav 9, en fremgangsmåte for tilveiebringelse av et vannmerkesignal ifølge krav 16, en fremgangsmåte for tilveiebringelse av binære meldingsdata ifølge krav 17 og et maskinprogram ifølge krav 18. [0016] En utførelse av oppfinnelsen danner en vannmerkegenerator for tilveiebringelse av et vannmerkesignal som er avhengig av binære meldingsdata. Vannmerkegeneratoren omfatter en informasjonsspreder som er konfigurert til å spre en

5 NO/EP informasjonsenhet til et antall tid-frekvens-domeneverdier for erholdelse av en spredt informasjonsrepresentasjon. Vannmerkegeneratoren omfatter også en synkroniseringsinnsetter som er konfigurert for multiplikasjonsbasert kombinasjon av den spredte informasjonsrepresentasjonen med en synkroniseringssekvens for erholdelse av en kombinert informasjon-synkronisering-representasjon. Vannmerkegeneratoren omfatter også en vannmerkesignalleverandør som er konfigurert til å tilveiebringe vannmerkesignalet basert på den kombinerte informasjons-synkroniserings-representasjonen. [0017] Den grunnleggende ideen i den foreliggende oppfinnelse er at en synkroniseringsinformasjon som tillater hurtig gjenvinning av synkronisering og likevel gir et godt kompromiss mellom pålitelighet og ressurseffektivitet på en vannmerkegenerators side kan oppnås ved en multiplikativ kombinasjon av en spredningsinformasjonsrepresentasjon, som representerer en eller flere informasjonsenheter (for eksempel biter) av de binære meldingsdataene, med en synkroniseringssekvens, slik at det kan erholdes en kombinert informasjon-synkroniseringrepresentasjon. Den kombinerte informasjon-synkronisering-representasjonen, som vannmerkesignalet tilveiebringes på basis av, bærer både meldingsdatainformasjon og synkroniseringsinformasjon samtidig og ved identiske frekvenser eller innen identiske frekvensbånd. [0018] Ved multiplikativ kombinering av spredningsinformasjonsrepresentasjonen med synkroniseringssekvensen kan det videre sikres (for eksempel ved et egnet valg av størrelsen av verdiene i synkroniseringssekvensen og/eller spredningsinformasjonsrepresentasjonen) at intensiteten av verdiene i den kombinerte informasjonssynkroniserings-representasjonen er veldefinert og forutsigbar, selv uten at det tas hensyn til datainnholdet. Følgelig forenkler konseptet om multiplikativ kombinering av spredningsinformasjonsrepresentasjonen med synkroniseringssekvensen muligheten for å sette intensiteten av den kombinerte informasjons-synkroniserings-informasjonen til den maksimale verdi som kan tillates uten i merkbar grad å forvrenge innholdet i et anvendbart signal, i hvilket vannmerkesignalet innføres. [0019] Oppsummert tillater det beskrevne konsept om multiplikativ kombinering av spredningsinformasjonsrepresentasjonen med en synkroniseringssekvens for erholdelse av en kombinert informasjons-synkroniserings-representasjon anvendelse av en kontinuerlig synkronisering som hurtig kan detekteres, siden det ikke er behov for tidsdeling, som kan detekteres med høy grad av pålitelighet, siden synkroniseringssekvensen kan spres over et vidt frekvensområde, og som er velkontrollert når det gjelder energien, siden den multiplikative kombinasjonen kan utføres slik at energien til en verdi i den kombinerte informasjons-synkroniserings-representasjonen er uavhengig av datainnholdet i spredningsinformasjonsrepresentasjonen. [0020] I en foretrukket utførelse er informasjonssprederen utformet til frekvensspredning av en bit av de binære meldingsdataene i samsvar med en bit-spredesekvens,

6 NO/EP slik at i spredningsinformasjonsrepresentasjonen et sett av tid-frekvens-domene-verdier som er assosiert med et antall forskjellige frekvenser (eller frekvensbånd) er assosiert med biten. I dette tilfelle omfatter synkroniseringssekvensen et antall synkroniseringsspredesekvenser, hvor synkroniseringsspredesekvensene definerer et antall forskjellige synkroniseringsmønstre med spredning i frekvens. Denne utførelsen tillater anvendelse av forskjellige synkroniseringsspredesekvenser til forskjellige tidsdeler av spredningsinformasjonsrepresentasjonen, slik at forskjellige synkroniseringsspredesekvenser kombineres multiplikativt med spredningsrepresentasjoner for forskjellige biter i de binære meldingsdataene. [0021] I en foretrukket utførelse er synkroniseringsinnsetteren konfigurert for multiplikativ kombinering av forskjellige tidsdeler av spredningsinformasjonsrepresentasjonen, hvor de forskjellige tidsdelene representerer forskjellige biter i de binære meldingsdataene, med forskjellige synkroniseringsspredesekvenser, slik at de forskjellige synkroniseringsspredesekvensene kombineres med forskjellige bitspredesekvenser eller med forskjellig skalerte versjoner av en gitt spredesekvens. [0022] I en foretrukket utførelse er synkroniseringsinnsetteren konfigurert for multiplikativ kombinering av spredningsinformasjonsrepresentasjonen med en periodisk sekvens av synkroniseringsspredesekvenser. I et første tilfelle er en periodisitet i sekvensen av synkroniseringsspredesekvenser lik et antall bit i en binær melding (for eksempel en blokk av biter som tilveiebringes som utdatainformasjon fra en blokkbasert kanalkoder). Følgelig kan det gjøres en unik identifisering av en temporal sammenstilling av en melding. I et alternativt tilfelle er en periodisitet i sekvensen av synkroniseringsspredesekvenser kortere enn antall biter i den binære meldingen. I dette tilfelle kan en tilleggsmekanisme anvendes for unik erholdelse av en meldingssynkronisering. [0023] I en foretrukket utførelse er synkroniseringsspredesekvensene utvalgt til å være ortogonale. Dette forbedrer kvaliteten av en synkroniseringservervelse på dekodersiden. [0024] I en annen foretrukket utførelse er synkroniseringsinnsetteren konfigurert for multiplikativ kombinering av hver tidsdel i spredningsinformasjonsrepresentasjonen med minst én synkroniseringssekvens, slik at hver tidsdel av den kombinerte informasjons-synkroniserings-representasjonen omfatter et antall verdier som avhenger av en bit i de binære meldingsdataene og som også representerer en synkroniseringsinformasjon. Det er følgelig en kontinuerlig synkroniseringsinformasjon, noe som akselererer ervervelsen av synkroniseringen på dekodersiden. [002] I en foretrukket utførelse er informasjonssprederen konfigurert for selektiv spredning av en gitt bit til en første bitrepresentasjon, som er et positivt multiplum av en bit-spredesekvens, eller til en andre bitrepresentasjon, som er et negativt multiplum av bit-spredesekvensen, avhengig av verdien av den gitte biten.

7 NO/EP [0026] En utførelse av oppfinnelsen danner en vannmerkedekoder for tilveiebringelse av binære meldingsdata avhengig av et vannmerket signal. Vannmerkedekoderen omfatter en tid-frekvens-domene-representasjonsleverandør som er konfigurert for tilveiebringelse av en tid-frekvens-domene-representasjon av det vannmerkede signalet, for eksempel en analysator eller en filterbank som er konfigurert for analyse av det vannmerkede signalet. Vannmerkedekoderen omfatter også en synkroniseringsdeterminator som er konfigurert for å finne temporal sammenstilling av vannmerkeinformasjon innen tid-frekvens-domene-representasjonen av det vannmerkede signalet. Synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert for beregning av en første sum av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et første delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen, verdier fra en første synkroniseringsavspredesekvens og verdier fra en bit-avspredesekvens, og beregning av en andre sum av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et andre delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen, verdier fra en andre synkroniseringsavspredesekvens og verdier fra bit-avspredesekvensen. Synkroniseringsdeterminatoren er også konfigurert for summering av absolutte verdier av den første summen av resultatverdier av den andre summen av resultatverdier for erholdelse av et sannsynlighetsmål som representerer sannsynligheten for at det første og andre delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen bærer en synkroniseringsinformasjon som er i temporal sammenstilling med synkroniseringsspredesekvensene. Synkroniseringsdeterminatoren er også konfigurert for bestemmelse av synkroniseringen avhengig av sannsynlighetsmålet. [0027] Denne utførelsen av oppfinnelsen bygger på det funn at synkroniseringen, dvs. informasjonen vedrørende den temporale sammenstillingen av vannmerkeinformasjonen innen tid-frekvens-domene-representasjonen av det vannmerkede signalet, kan finnes i et vannmerket signal i hvilket en spredningsinformasjonsrepresentasjon er multiplikativt kombinert med en synkroniseringssekvens, uavhengig av de binære meldingdataene som bestemmer spredningsinformasjonsrepresentasjonen, ved å beregne den første summen av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et første delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen, verdier fra en første synkroniserings-avspredesekvens og verdier fra en bit-avspredesekvens, beregning av en andre sum av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et andre delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen, verdier fra en andre synkroniserings-avspredesekvens og verdier fra bit-avspredesekvensen, og ved å summere den absolutte verdien av den første summen av resultatverdier og av den andre summen av resultatverdier. Ved å ta summen av den absolutte verdien av den første og andre summen av resultatverdier kan en såkalt ikke-koherent korrelasjon beregnes, som fører til en stor korrelasjonsverdi (eller til og med en korrelasjonstopp) dersom en synkronisering finnes, uavhengig av dataene i spredningsinformasjons-

8 NO/EP representasjonen som er multiplikativt kombinert med synkroniseringssekvensen for erholdelse av den kombinerte informasjons-synkroniserings-representasjonen, som inngår i det vannmerkede signalet. [0028] Med andre ord kan dannelsen av den absolutte verdien av den første summen av resultatverdier og av den andre summen av resultatverdier returnere en korrelasjon som omfatter den elementvise multiplikasjonen mellom det første delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen, verdier fra den første synkroniseringsavspredesekvensen og verdier fra bit-avspredesekvensen, og også den elementvise multiplikasjonen mellom det andre delsett av verdier fra tid-frekvens-domenerepresentasjonen, verdier fra den andre synkroniserings-avspredesekvensen og verdier fra bit-avspredesekvensen på en datauavhengig måte. Følgelig kan det oppnås en pålitelig og datauavhengig deteksjon av synkroniseringen. [0029] I en foretrukket utførelse omfatter det første delsett av verdier fra tid-frekvensdomene-representasjonen verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen som er assosiert med en første tidsdel av tid-frekvens-domene-representasjonen, og det andre delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen omfatter verdier fra tidfrekvens-domene-representasjonen som er assosiert med en andre tidsdel av tidfrekvens-domene-representasjonen. Videre foretrekkes det at den første synkroniserings-avspredesekvensen og den andre synkroniserings-avspredesekvensen er ortogonale. Denne utførelsen tillater en klar deteksjon av en synkronisering ved at det anvendes et synkroniseringsmønster som omfatter ortogonale synkroniseringsspredesekvenser i forskjellige tidsdeler. [0030] I en foretrukket utførelse er synkroniseringsdeterminatoren konfigurert for å motta som tid-frekvens-domene-representasjonen en hard bit-informasjon eller en myk bit-informasjon. I dette tilfelle er synkroniseringsdeterminatoren konfigurert for å benytte den første synkroniserings-avspredeseksvensen på det første delsett av verdier for å reversere en første synkroniseringsinnbakingsinformasjon, og for å benytte den andre synkroniserings-avspredeseksvensen på det andre delsett av verdier for å reversere en andre synkroniseringsinnbakingsoperasjon. I tillegg er synkroniseringsdeterminatoren konfigurert til å benytte bit-avspredesekvensen for reversering av en bit-spredeoperasjon. Følgelig er synkroniseringsdeterminatoren fortrinnsvis konfigurert til å reversere både bit-spredeoperasjonen og synkroniseringsinnbakingsoperasjonen som er utført på kodersiden. [0031] I en foretrukket utførelse er synkroniseringsdeterminatoren konfigurert for beregning av sannsynlighetsmål for et antall posisjonsvalg for det første og andre delsett med henvisning til tid-frekvens-domene-representasjonen, for erholdelse av en sekvens av sannsynlighetsmål som er forbundet med de forskjellige posisjonsvalgene for det første og andre delsett. Synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert til å korrelere sekvensen av sannsynlighetsmål med en referansesekvens for bestemmelse av

9 NO/EP et synkroniseringstrekk eller for filtrering av sekvensen av sannsynlighetsmål med et tilpasset filter som er adaptert til en forventet sekvens av sannsynlighetsverdier, for bestemmelse av et synkroniseringstreff. Ved anvendelse av en korrelasjon av sekvensen av sannsynlighetsmål eller ved filtrering av sekvensen av sannsynlighetsmål med et tilpasset filter kan det oppnås en forbedret nøyaktighet i synkroniseringen og/eller en forbedret pålitelighet i deteksjonen av et synkroniseringstreff. [0032] Noen utførelser av oppfinnelsen utgjør også en fremgangsmåte for tilveiebringelse av et vannmerkesignal avhengig av binære meldingsdata og en fremgangsmåte for tilveiebringelse av binære meldingsdata avhengig av et vannmerket signal. Disse fremgangsmåtene bygger på de samme funn som apparatet som er diskutert ovenfor. [0033] Noen utførelser av oppfinnelsen omfatter et maskinprogram for utførelse av fremgangsmåtene ifølge oppfinnelsen. Kort beskrivelse av figurene [0034] Utførelser av oppfinnelsen vil beskrives i det påfølgende idet det vises til de vedlagte figurer, som viser: Fig. 1 viser et skjematisk blokkdiagram av en vannmerkeinnsetter ifølge en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 2 viser et skjematisk blokkdiagram av en vannmerkedekoder ifølge en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 3 viser et detaljert, skjematisk blokkdiagram av en vannmerkegenerator ifølge en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 4 viser et detaljert, skjematisk blokkdiagram av en modulator for anvendelse i en utførelse av oppfinnelsen. Fig. viser et detaljert, skjematisk blokkdiagram av en psykoakustisk prosesseringsmodul for anvendelse i en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 6 viser et skjematisk blokkdiagram av en psykoakustisk modellprosessor for anvendelse i en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 7 viser grafisk et effektspektrum av audiosignal-utdata fra blokk 801 som funksjon av frekvensen. Fig. 8 viser grafisk et effektspektrum av audiosignal-utdata fra blokk 802 som funksjon av frekvensen. Fig. 9 viser et skjematisk blokkdiagram av en amplitudeberegning. Fig. a viser et skjematisk blokkdiagram av en modulator. Fig. b viser grafisk lokaliseringen av koeffisienter i tid-frekvens-kravet. Fig. 11a og 11b viser skjematiske blokkdiagrammer av implementeringsalternativer for synkroniseringsmodulen.

10 NO/EP Fig. 12a viser grafisk problemet med å finne den temporale sammenstillingen av et vannmerke. Fig. 12b viser grafisk problemet med å identifisere starten på meldingen. Fig. 12c viser grafisk en temporal sammenstilling av synkroniseringssekvensen i en full meldingssynkroniseringsmodus. Fig. 12d viser grafisk den temporale sammenstillingen av synkroniseringssekvensene i en partiell meldingssynkroniseringsmodus. Fig. 12e viser grafisk inndata til synkroniseringsmodulen. Fig. 12f viser grafisk et konsept for identifisering av et synkroniseringstreff. Fig. 12g. viser et skjematisk blokkdiagram av en synkroniseringssignaturkorrelator. Fig. 13a viser grafisk et eksempel på en temporal avspredning. Fig. 13b viser grafisk et eksempel på en elementvis multiplikasjon mellom bit- og sprede-sekvenser. Fig. 13c viser grafisk utdata fra synkroniseringssignaturkorrelatoren etter temporal forming av middelverdi. Fig. 13d viser grafisk utdata fra synkroniseringssignakorrelatoren filtrert med autokorrelasjonsfunksjonen i synkroniseringssignaturen. Fig. 14 viser et skjematisk blokkdiagram av en vannmerkeekstraktor ifølge en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 1 viser skjematisk et valg av en del av tid-frekvens-domene-representasjonen som en meldingskandidat. Fig. 16 viser et skjematisk blokkdiagram av en analysemodul. Fig. 17a viser grafisk utdata fra en synkroniseringskorrelator. Fig. 17b viser grafisk dekodede meldinger. Fig. 17c viser grafisk en synkroniseringsposisjon som er ekstrahert fra et vannmerket signal. Fig. 18a viser grafisk en nyttelast, en nyttelast med en Viterbi-termineringssekvens, en Viterbi-kodet nyttelast og en repetisjonskodet versjon av den Viterbi-kodede nyttelasten. Fig. 18b viser grafisk hjelpebærebølger som anvendes for innlemming av et vannmerket signal. Fig 19 viser grafisk en ukodet melding, en kodet melding, en synkroniseringsmelding og et vannmerkesignal hvor synkroniseringssekvensen anvendes på meldingene. Fig. 20 viser skjematisk et første trinn i et såkalt "ABC-synkronisering"-konsept. Fig. 21 viser grafisk et andre trinn i det såkalte "ABC-synkronisering"-konsept. Fig. 22 viser grafisk et tredje trinn i det såkalte "ABC-synkronisering"-konsept. Fig. 23 viser grafisk en melding som omfatter en nyttelast og en CFC-del. Fig. 24 viser et skjematisk blokkdiagram av en vannmerkegenerator ifølge en utførelse av oppfinnelsen.

11 NO/EP22648 Fig. 2 viser et skjematisk blokkdiagram av en vannmerkedekoder ifølge en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 26 viser et flytdiagram over en fremgangsmåte for tilveiebringelse av et vannmerkesignal avhengig av binære meldingsdata, og Fig. 27 viser et flytdiagram over en fremgangsmåte for tilveiebringelse av binære meldingsdata avhengig av et vannmerket signal. Detaljert beskrivelse av utførelsen Vannmerkegenerering 1.1. Vannmerkegenerator ifølge Fig. 24 [003] I det påfølgende vil det beskrives en vannmerkegenerator 2400 idet det vises til Fig. 24, som viser et skjematisk blokkdiagram av en slik vannmerkegenerator. [0036] Vannmerkegeneratoren 2400 er konfigurert for å motta binære meldingsdata 24 og basert på disse å tilveiebringe et vannmerkesignal Vannmerkegeneratoren omfatter en informasjonsspreder 2430 som er konfigurert til å motta en informasjonsenhet, for eksempel en bit av de binære meldingsdata 24, og å spre informasjonsenheten til et antall tid-frekvens-domene-verdier for erholdelse av en spredeinformasjon Vannmerkegeneratoren 2400 omfatter også en synkroniseringsinnsetter 2440, som er konfigurert til å motta spredeinformasjonen 2432 og en synkroniseringssekvens 2442 og til multiplikativ kombinasjon av spredeinformasjonsrepresentasjonen 2432 med synkroniseringssekvensen 2442, slik at det erholdes en kombinert informasjon-synkronisering-representasjon Vannmerkegeneratoren 2400 omfatter også en vannmerkesignalleverandør 240 som er konfigurert for å erholde vannmerkesignalet 2420 basert på den kombinerte informasjon-synkronisering-informasjonen [0037] Vannmerkegeneratoren 2400 kan supplementeres med hvilke som helst av egenskapene og funksjonalitetene som diskuteres i mer detalj i seksjon 3 nedenfor Fremgangsmåte for tilveiebringelse av et vannmerkesignal avhengig av binære meldingsdata ifølge Fig. 26 [0038] I det påfølgende vil en fremgangsmåte for tilveiebringelse av et vannmerkesignal avhengig av binære meldingsdata forklares med henvisning til Fig. 26. Fig. 26 viser et flytdiagram over en slik fremgangsmåte. [0039] Fremgangsmåten 2600 i Fig. 26 omfatter et trinn 26 for spredning av en informasjonsenhet (for eksempel en bit) til et antall tid-frekvens-domene-verdier for erholdelse av en spredeinformasjonsrepresentasjon. Fremgangsmåten 2600 omfatter også et trinn 2620 for multiplikativ kombinering av spredeinformasjonsrepresenta-

12 NO/EP sjonen med en synkroniseringssekvens for erholdelse av en kombinert informasjonsynkronisering-representasjon. Fremgangsmåten 2600 omfatter også et trinn 2630 for tilveiebringelse av vannmerkesignalet basert på den kombinerte informasjonsynkronisering-representasjonen. [0040] Naturligvis kan fremgangsmåten 2600 supplementeres med hvilke som helst av egenskapene og funksjonalitetene som diskuteres heri, også når det gjelder apparatet ifølge oppfinnelsen. 2. Vannmerkedekoding Vannmerkedekoding ifølge Fig. 2 [0041] I det påfølgende vil en vannmerkedekoder 200 beskrives med henvisning til Fig. 2, som viser et skjematisk blokkdiagram av en slik vannmerkedekoder. Vannmerkedekoderen 200 er konfigurert til å tilveiebringe binære meldingsdata 220 avhengig av et vannmerket signal 2. [0042] Vannmerkedekoderen 200 omfatter en tilveiebringer av en tid-frekvensdomene-representasjon som er konfigurert for tilveiebringelse av en tid-frekvensdomene-representasjon 232 av det vannmerkede signalet 2. Tid-frekvens-domenerepresentasjonstilveiebringeren 230 kan for eksempel omfatte en tid-domene- til tidfrekvens-domene-omformer eller en filterbank. [0043] Vannmerkedekoderen 200 omfatter videre en synkroniseringsdeterminator 240 som er konfigurert til å finne en temporal sammenstilling av vannmerkeinformasjonen i tid-frekvens-domene-representasjonen 232 i det vannmerkede signalet 2. Synkroniseringsdeterminatoren 240 er konfigurert til å beregne en første sum av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et første delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen 232, verdier fra en første synkroniseringsavspredningssekvens og verdier fra en bit-avspredningssekvens, og til å beregne en andre sum av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et andre delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen 232, verdier fra en andre synkroniserings-avspredningssekvens og verdier fra en bit-avspredningssekvens. Synkroniseringsdeterminatoren 240 er også konfigurert til å summere de absolutte verdiene av den første summen av resultatverdier og den andre summen av resultatverdier for erholdelse av et sannsynlighetsmål som representerer sannsynligheten for at det første og andre delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen bærer en synkroniseringsinformasjon som er i temporal sammenstilling med synkroniseringsspredesekvensen. Synkroniseringsdeterminatoren 240 er også konfigurert til å bestemme synkroniseringen avhengig av sannsynlighetsmålet og tilveiebringe en egnet synkroniseringsinformasjon 242.

13 NO/EP [0044] Vannmerkedekoderen 200 kan supplementeres med hvilke som helst av midlene og funksjonalitetene som diskuteres heri i forbindelse med vannmerkedekodingen Fremgangsmåte for tilveiebringelse av binære meldingsdata avhengig av et vannmerket signal ifølge Fig. 27 [004] I det påfølgende vil en fremgangsmåte 2700 for tilveiebringelse av binære meldingsdata avhengig av et vannmerket signal beskrives med henvisning til Fig. 27, som viser et flytdiagram over en slik fremgangsmåte. [0046] Fremgangsmåten 2700 omfatter et trinn 27 for tilveiebringelse av en tidfrekvens-domene-representasjon av det vannmerkede signalet. Fremgangsmåten 2700 omfatter også trinn 2720 for å finne en temporal sammenstilling av vannmerkeinformasjon i tid-frekvens-domene-representasjonen av det vannmerkede signalet. Trinnet 2720 for å finne en temporal sammenstilling av vannmerkeinformasjon i tidfrekvens-domene-representasjonen av det vannmerkede signalet omfatter et deltrinn 2722 for beregning av en første sum av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et første delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen 232, verdier fra en første synkroniserings-avspredningssekvens og verdier fra en bitavspredningssekvens. Trinnet 2720 omfatter også et deltrinn 2724 for beregning av en andre sum av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et andre delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen 232, verdier fra en andre synkroniserings-avspredningssekvens og verdier fra bit-avspredningssekvensen. Trinn 2720 omfatter også et deltrinn 2726 for summering av de absolutte verdiene av den første summen av resultatverdier og den andre summen av resultatverdier for erholdelse av et sannsynlighetsmål som representerer sannsynligheten for at det første og andre delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen bærer en synkroniseringsinformasjon som er i temporal sammenstilling med synkroniseringsspredesekvensen. Trinn 2720 omfatter også et deltrinn 2728 for bestemmelse av synkroniseringen avhengig av sannsynlighetsmålet. [0047] Fremgangsmåten 2700 kan supplementeres med hvilke som helst av egenskapene og funksjonalitetene som beskrives heri med vannmerkedekodingen. 3. Systembeskrivelse [0048] I det påfølgende vil det beskrives et system for en vannmerkeoverføring som omfatter en vannmerkeinnsetter og en vannmerkedekoder. Naturligvis kan vannmerkeinnsetteren og vannmerkedekoderen anvendes uavhengig av hverandre. [0049] For beskrivelsen av systemet er det her valgt en ovenfra-og-ned-tilnærming. Det skilles først mellom koder og dekoder. så beskrives hver prosesseringsblokk i detalj i seksjonene 3.1 til 3..

14 NO/EP [000] Den grunnleggende strukturen av systemet kan ses i Figurene 1 og 2, som viser kodersiden henholdsvis dekodersiden. Fig. 1 viser et skjematisk blokkdiagram av en vannmerkeinnsetter 0. På kodersiden genereres vannmerkesignalet 1b i prosesseringsblokk 1 (også betegnet en vannmerkegenerator) fra binære data 1a og basert på informasjonen 4, som utveksles med den psykoakustiske prosesseringsmodulen 2. Informasjonen som tilveiebringes fra blokk 2 garanterer typisk at vannmerket ikke kan høres. Vannmerket som genereres av vannmerkegeneratoren 1 adderes så til audiosignalet 6. Det vannmerkede signalet 1+7 kan så overføres, lagres eller prosesseres videre. Dersom det gjelder en multimediafil, f. eks. en audio-video-fil, må en passende forsinkelse adderes til videostrømmen, slik at man ikke mister synkronien mellom audio og video. Når det gjelder et flerkanal-audiosignal prosesseres hver kanal for seg, som forklart i det foreliggende dokumentet. Prosesseringsblokkene 1 (vannmerkegenerator) og 2 (psykoakustisk prosesseringsmodul) forklares i detalj i Seksjon 3.1 henholdsvis Seksjon 3.2. [001] Dekodersiden vises i Figur 2, som viser et skjematisk blokkdiagram av en vannmerkedetektor 200. Et vannmerket audiosignal 200a, for eksempel tatt opp av en mikrofon, gjøres tilgjengelig for systemet 200. En første blokk 203, som også betegnes en analysemodul, demodulerer og transformerer dataene (f. eks. det vannmerkede audiosignalet) i tid/frekvens-domenet (slik at det erholdes en tid-frekvens-domenerepresentasjon 204 av det vannmerkede audiosignalet 200a) og overfører denne til synkroniseringsmodulen 201, som analyserer inndata-signalet 204 og utfører en temporal synkronisering, nemlig en bestemmelse av den temporale sammenstillingen av de kodede data (f. eks. av de kodede vannmerkedataene relativt til tid-frekvensdomene-representasjonen). Denne informasjonen (f. eks. den resulterende synkroniseringsinformasjonen 20) overleveres til vannmerkeekstraktoren 202, som dekoder dataene (og følgelig tilveiebringer de binære dataene 202a som representerer datainnholdet i det vannmerkede audiosignalet 200a). 3.1 Vannmerkegeneratoren 1 [002] Vannmerkegeneratoren 1 vises i detalj i Figur 3. Binære data (uttrykt som ±1) som skal skjules i audiosignalet 6 overleveres til vannmerkegeneratoren 1. Blokk 3 organiserer dataene 1a i pakker med samme lengde M p. Ekstra informasjonsskritt adderes (f. eks. tilføyes) til hver pakke for signaliseringsformål. La M s stå for antallet av dem. Anvendelsen av dem vil forklares i detalj i Seksjon 3.. Merk at i det påfølgende betegnes hver pakke av nyttelast-biter sammen med de ekstra signal-informasjonsskrittene som melding. [003] Hver melding 301a med lengde N m =M s + M p overleveres så til prosesseringsblokken 302, kanaldekoderen, som er ansvarlig for koding av bit-ene som beskyttelse mot feil. En mulig utførelse av denne modulen består av en konvolusjonskoder

15 NO/EP sammen med en interleaver. Ratio i konvolusjonskoderen har stor innvirkning på den totale graden av beskyttelse mot feil i vannmerkingssystemet. Interleaveren gir på sin side beskyttelse mot buntstøy. Driftsområdet til interleaveren kan begrenses til én melding, men kan også utvides til flere meldinger. La R c angi kode-ratio, f. eks. 1/4. Antall kodede biter for hver melding er N m /R c. Kanalkoderen tilveiebringer for eksempel en kodet binær melding 302a. [004] Den neste prosesseringsblokken, 303, utfører en spredning i frekvensdomenet. For å oppnå et tilstrekkelig signal-støy-forhold spres informasjonen (f. eks. informasjonen i den binære meldingen 302a) og overføres i N f nøye utvalgte delbånd. Disses eksakte frekvensposisjon bestemmes a priori og kjennes av både koder og dekoder. Detaljer vedrørende valget av denne viktige systemparameteren gis i Seksjon Spredningen i frekvens bestemmes av spredesekvensen c f med størrelse N f 1. Utdata 303a fra blokk 303 består av N f bitstrømmer, en for hvert delbånd. Den i-ende bitstrømmen erholdes ved å multipliseres inngangs-biten med den i-ende komponenten i spredesekvensen c f. Den enkleste spredningen består i å kopiere bitstrømmen til hver utdata-strøm, altså anvendelse av en spredesekvens med bare ettall. [00] Blokk 304, som også betegnes en synkroniseringsskjemainnsetter, adderer et synkroniseringssignal til bitstrømmen. En robust synkronisering er nødvendig, siden dekoderen ikke kjenner den temporale sammenstillingen av verken biter eller datastrukturen, dvs. når hver melding starter. Synkroniseringssignalet består av N s sekvenser, hver på N f biter. Sekvensene multipliseres elementvis og periodisk til bitstrømmen (eller bitstrømmene 303a). La for eksempel a, b og c være de Ns = 3 synkroniseringssekvensene (også betegnet synkroniserings-spredesekvenser). Blokk 304 multipliserer a med den første sprede-biten, b med den andre sprede-biten og c med den tredje sprede-biten. For de påfølgende bitene gjentas prosessen periodisk, altså a med den fjerde biten, b med den femte biten og så videre. Følgelig erholdes en kombinert informasjon-synkronisering-informasjon 304a. Synkroniseringssekvensene (også betegnet synkroniserings-spredesekvenser) er nøye utvalgt for minimalisering av risikoen for en falsk synkronisering. Flere detaljer gis i Seksjon 3.4. Det skal også bemerkes at en sekvens a, b, c, kan anses som en sekvens av synkroniseringsspredesekvenser. [006] Blokk 30 utfører en spredning i tidsdomenet. Hver sprede-bit i inndata, altså en vektor med lengde N f, repeteres i tidsdomenet N t ganger. På tilsvarende måten som for spredningen i frekvens definerer vi en spredesekvens c t med størrelse N t 1. Den i- ende temporale repetisjonen multipliseres med den i-ende komponenten av c t. [007] Operasjonene i blokkene 302 il 30 kan beskrives matematisk som følger: La m med størrelse 1 N m = R c være en kodet melding, utdata fra 302. Utdata 303a (som kan anses som en spredeinformasjonsrepresentasjon R) fra blokk 303 er

16 NO/EP utdata 304a fra blokk 304, som kan anses som en kombinert informasjonsynkronisering-representasjon C er hvor angir det elementvise Shur-produktet og [008] Utdata 30a fra 30 er hvor angir Kronecker-produktet og T overflytning. Vennligst husk at binære data uttrykkes som ±1. [009] Blokk 306 utfører en differensiell koding av bitene. Dette trinnet gir systemet ytterligere robusthet mot faseforskyvninger grunnet bevegelse eller lokale oscillatorfeiltilpasninger. Flere detaljer vedrørende dette gis i Seksjon 3.3. Dersom b(i;j) er biten for det i-ende frekvensbåndet og den j-ende tidsblokken ved inndata til blokk 306, er utdata-biten b diff (i;j) 1 [0060] Ved begynnelsen av strømmen, det vil si for j = 0, settes b diff (i,j-1) lik 1. [0061] Blokk 307 utfører den faktiske moduleringen, dvs. genereringen av vannmerkesignal-pulsformen avhengig av den binære informasjonen 306a som tilføres som inndata. Et mer detaljert skjema vises i Figur 4. N f parallelle inndata, 401 til 40N f, inneholder bitstrømmene for de forskjellige delbåndene. Hver bit i hver delbåndstrøm prosesseres av en bitutformingsblokk (411 til 41N f ). Utdata fra bitutformingsblokkene er pulsformer i tidsdomenet. Pulsformen som genereres for den j-ende tidsblokken og

17 NO/EP det i-ende delbåndet, betegnet s i;j (t), basert på inndata-biten b diff (i,j), beregnes som følger: hvor γ(i;j) er en vektfaktor som leveres av den psykoakustiske prosesseringsenheten 2, T b er bit-tidsintervallet og g i (t) er bit-utformingsfunksjonen for det i-ende delbåndet. Bit-utformingsfunksjonen erholdes fra en basisbåndfunksjon g T i (t) modulert i frekvens med en cosinus 1 hvor f i er senterfrekvensen for det i-ende delbåndet og superskript T står for transmitter. Basisbåndfunksjonen kan være forskjellig for hvert delbånd. Dersom den velges å være den samme for alle, er en mer effektiv implementering på dekodersiden mulig. Se Seksjon 3.3 for flere detaljer. [0062] Bit-utformingen for hver bit gjentas i en iterativ prosess som kontrolleres av den psykoakustiske prosesseringsmodulen (2). Iterasjoner er nødvendige for finjustering av vekten γ(i, j) for å kunne tilskrive så mye energi som mulig til vannmerket, samtidig som det holdes uhørlig. Flere detaljer gis i Seksjon 3.2. [0063] Det komplette pulsformen i utdata for filteret som utformer den i-ende biten 4li er 20 2 [0064] Den bit-utformende basisbåndfunksjonen g T i (t) er vanligvis forskjellig fra null for et tidsintervall som er mye større enn T b, selv om det meste av energien er konsentrert innen bit-intervallet. Et eksempel kan ses i Figur 12a, hvor den samme bitutformings-basisbåndfunksjonen er fremstilt for to nabo-biter. I figuren har vi T b = 40 ms. Valget av T b og formen på funksjonen har stor innflytelse på systemet. Faktisk gir lengre symboler smalere frekvensresponser. Dette er spesielt nyttig i reflekterende miljøer. I slike scenarioer når faktisk det vannmerkede signalet mikrofonen via flere spredningsveier som hver særpreges ved en forskjellig spredningstid. Den resulterende kanalen viser kraftig frekvensselektivitet. Tolket i tidsdomenet er lengre symboler gunstige, siden ekkoer med en forsinkelse som er sammenlignbar med bit-intervallet gir konstruktiv interferens, noe som vil si at de øker den mottatte signalenergien. Ikke

18 NO/EP desto mindre medfører lengre symboler også noen få ulemper: større overlapp kan føre til intersymbolinterferens (ISI) og er opplagt vanskeligere å skjule i audiosignalet, slik at det psykoakustiske prosesseringsmodulen ville tillate lavere energi enn for kortere signaler. [006] Vannmerkesignalet erholdes ved å summere alle utdata fra bit-utformingsfiltrene Den psykoakustiske prosesseringsmodulen 2 [0066] Som Figur viser består den psykoakustiske prosesseringsmodulen 2 består av 3 deler. Det første trinnet er en analysemodul 01 som transformerer tidaudiosignalet inn i tid-frekvens-domenet. Denne analysemodulen kan utføre parallelle analyser i forskjellige tid-frekvens-resolusjoner. Etter analysemodulen overføres tidfrekvens-dataene til den psykoakustiske modellen (PAM) 02, hvor det beregnes maskeringsterskler for vannmerkesignalet ut fra psykoakustiske betraktninger (se E. Zwicker H. Fastl, "Psychoacoustics Facts and models"). Maskeringstersklene angir energimengden som kan skjules i audiosignalet for hvert delbånd og hver tidsblokk. Den siste blokken i den psykoakustiske prosesseringsmodulen 2 viser amplitudeberegningsmodulen 03. Denne modulen bestemmer amplitudeforsterkningene som skal anvendes i genereringen av vannmerkesignalet slik at maskeringstersklene oppfylles, dvs. at den innlemmede energien er mindre enn eller lik energien som defineres av maskeringstersklene Tid/frekvens-analysen 01 [0067] Blokk 01 utfører tid/frekvens-transformasjonen av audiosignalet ved hjelp av en overlappende transformasjon. Den beste lydkvaliteten kan oppnås dersom det utføres flere tid/frekvens-resolusjoner. En effektiv utførelse av en overlappende transformasjon er korttids-fouriertransformasjon (STFT), som er basert på hurtige fouriertransformasjoner (FFT) av tidsblokkvinduer. Lengden av vinduet bestemmer tid/frekvens-resolusjonen, slik at lengre vinduer gir lavere tidsresolusjon og høyere frekvensresolusjon, mens det omvendte gjelder for kortere vinduer. På den annen side bestemmer blant annet vindusformen frekvenslekkasjen. [0068] For det foreslåtte systemet oppnår vi et uhørlig vannmerke ved å analysere dataene med to forskjellige resolusjoner. En første filterbank særpreges ved en hopplengde på T b, dvs. bit-lengden. Hopplengden er tidsintervallet mellom to nabotidsblokker. Vinduslengden er tilnærmet T b. Bemerk vennligst at vindusformen ikke

19 NO/EP må være den samme som ble anvendt for bit-utformingen og generelt bør modellere hørselssystemet hos mennesket. En rekke publikasjoner undersøker dette problemet. [0069] Den andre filterbanken benytter et kortere vindu. Den høyere temporale resolusjonen som oppnås er spesielt viktig når et vannmerke skal innbakes i tale, siden tidsstrukturen i tale generelt er finere enn T b. [0070] Avlesningsfrekvensen for inndata-audiosignalet er ikke viktig, så lenge den er tilstrekkelig stor til at den beskriver vannmerkesignalet uten aliasing. Dersom for eksempel den største frekvenskomponenten som inngår i vannmerkesignalet er 6 khz, må avlesningsfrekvensen for tidssignalene være minst 12 khz Den psykoakustiske modellen 02 [0071] Den psykoakustiske modellen 02 har som oppgave å bestemme maskeringstersklene, dvs. energimengden som kan skjules i audiosignalet for hvert delbånd og hver tidsblokk slik at det vannmerkede audiosignalet ikke kan skjelnes fra det opprinnelige signalet. [0072] Det i-ende delbånd er definert mellom to grenser, nemlig og Delbåndene bestemmes ved å definere N senterfrekvenser f i og la for i = 2, 3,, N f. Et egnet valg for senterfrekvensene er gitt ved Bark-skalaen foreslått av Zwicker i Delbåndene blir større for høyere sentrefrekvenser. En mulig implementering av systemet anvender 9 delbånd i området fra 1, til 6 khz arrangert på en egnet måte. [0073] De påfølgende prosesseringstrinnene utføres separat for hver tid/frekvensresolusjon for hvert delbånd og hver tidsblokk. Prosesseringstrinn 801 utfører en spektralfiltrering. Faktisk må tonale elementer så vel som hakk i effektspekteret filtreres. Dette kan gjøres på flere måter. Et tonalitetsmål kan beregnes og så anvendes for styring av et adaptivt utjevningsfilter. I en enklere implementering av denne blokken kan det alternativt anvendes et medianlignende filter. Medianfilteret betrakter en vektor av verdier og leverer ut deres medianverdi. I et medianlignende filter kan verdien som tilsvarer et annet kvantil enn 0 % velges. Filterbredden er definert i Hz og benyttes som et ikke-lineært bevegelig gjennomsnitt som starter i de laveste frekvensene og ender i den høyest mulige frekvens. Funksjonen av 801 er illustrert i Figur 7. Den røde kurven er utdata fra filtreringen. [0074] Etter at filtreringen har blitt utført beregnes tersklene av blokk 802, idet kun frekvensmaskering tas i betraktning. Også i dette tilfellet er det flere forskjellige muligheter. En måte er å anvende minimumsverdien for hvert delbånd for beregning av maskeringsenergien E i. Dette er den ekvivalente energien til signalet som effektivt

20 NO/EP driver en maskering. Fra denne verdien kan vi ganske enkelt multiplisere en viss skaleringsfaktor for erholdelse av den maskerte energien J i. Disse faktorene er forskjellige for hvert delbånd og hver tid/frekvens-resolusjon og erholdes ved hjelp av empiriske psykoakustiske eksperimenter. Disse trinnene er illustrert i Figur 8. [007] I blokk 80 tas temporal maskering i betraktning. I dette tilfelle analyseres forskjellige tidsblokker for det samme delbåndet. De maskerte energiene J i modifiseres ut fra en empirisk utledet ettermaskeringsprofil. La oss betrakte to nabo-tidsblokker, nemlig k-1 og k. De tilsvarende maskerte energiene er J i (k-1) og J i (k). Ettermaskeringsprofilen definerer at f. eks. maskeringsenergien E i kan maskere en energi J i ved tid k og α J i ved tid k+1. I dette tilfelle sammenligner blokk 80 J(k) (energien som maseres av den angjeldende tidsblokken) og α J i (k+1= (energien som maskeres av den forutgående tidsblokken) og velger den maksimale. Ettermaskeringsprofiler er tilgjengelige i litteraturen og har blitt erholdt ved empiriske psykoakustiske eksperimenter. Merk at for store T b, dvs. > 20 ms, benyttes ettermaskering kun for tid/frekvens-resolusjonen med kortere tidsvinduer. [0076] I oppsummering har vi nå utdata kommer fra blokk 80 erholdt maskeringsterskler for hvert delbånd og hver tidsblokk for to forskjellige tid/frekvensresolusjoner. Tersklene har blitt erholdt ved å ta i betraktning både frekvens- og tidsmaskeringsfenomener. I blokk 806 slås tersklene for de forskjellige tid/frekvensresolusjonene sammen. En mulig implementering er for eksempel at 806 tar i betrakting alle terskler som tilsvarer tids- og frekvensintervaller som en bit er fordelt til og velger den minste Amplitudeberegningsblokken 03 [0077] Det vises til Figur 9. Inndata for 03 er tersklene 0 fra den psykoakustiske modellen 02, hvor alle psykoakustisk motiverte beregninger utføres. I amplitudeberegneren 03 utføres ytterligere beregninger med tersklene. Først skjer det en amplitudekartlegging 901. Denne blokken omdanner ganske enkelt maskeringstersklene (normalt uttrykt som energier) til amplituder som kan anvendes for skalering av bit-utformingsfunksjonen som er definert i Seksjon 3.1. Derpå kjøres amplitudetilpasningsblokken 902. Denne blokken utfører en iterativ tilpasning av amplitudene γ(i,j) som anvendes for multiplikasjon av bit-utformingsfunksjonene i vannmerkegeneratoren 1 slik at maskeringstersklene virkelig oppfylles. Faktisk strekker bitutformingsfunksjonen seg, som allerede diskutert, over et tidsintervall som er større enn T b. Derfor vil en multiplikasjon av den korrekte amplituden γ(i,j) som tilfredsstiller maskeringsterskelen i punkt i, j ikke nødvendigvis tilfredsstille kravene i punkt i, j-1. Dette er spesielt viktig ved kraftige inntredener, siden et for-ekko blir hørbart. En annen situasjon som må unngås er den uheldige superposisjoneringen av halene av forskjellige biter, noe som kan føre til et hørbart vannmerke. Blokk 902 analyserer

21 NO/EP derfor signalet som genereres av vannmerkegeneratoren for å kontrollere at tersklene er tilfredsstilt. Dersom så ikke er tilfelle, modifiserer blokken amplitudene γ(i,j) ut fra dette. [0078] Dette fullfører kodersiden. De påfølgende seksjonene tar for seg prosesseringstrinnene som utføres i mottakeren (også betegnet vannmerkedekoder) Analysemodul 203 [0079] Analysemodul 203 er det første trinn (eller den første blokk) i vannmerkeekstraksjonsprosessen. Formålet med den er å transformere det vannmerkede audiosignalet 200a tilbake til N f bitstrømmer b i(j) (også betegnet med 204), en for hvert spektraldelbånd i. Disse prosesseres videre av synkroniseringsmodulen 201 og vannmerkeekstraktoren 202, som diskutert i Seksjon 3,4 henholdsvis 3.. Bemerk at b i(j) er myke bitstrømmer, dvs. at de for eksempel kan ta hvilken som helst reell verdi, og ingen hard avgjørelse angjørende biten er ennå gjort. [0080] Analysemodulen består av tre deler som er avbildet i Figur 16: Analysefilterbanken 1600, amplitudenormaliseringsblokken 1604 og den differensielle dekodingen Analysefilterbank 1600 [0081] Det vannmerkede audiosignalet transformeres inn i tid-frekvens-domenet av analysefilterbanken 1600, som vises i detalj i Figur a. Inndata til filterbanken er det mottatte vannmerkede audiosignalet r(t). Utdata er de komplekse koeffisientene for den i-ende grenen eller det i-ende delbåndet i tidspunkt j. Disse verdiene inneholder informasjon om amplituden og fasen til signalet ved senterfrekvens f i og tid j Tb. [0082] Filterbanken 1600 består av N f grener, en for hvert spektraldelbånd i. Hver gren splittes opp i en øvre delgren for den synkroniserte komponenten og en nedre delgren for kvadraturkomponenten av delbåndet i. Selv om moduleringen i vannmerkegeneratoren, og således det vannmerkede audiosignalet, kun omfatter reelle verdier, er kompleksverdi-analysen av signalet i mottakeren nødvendig, siden rotasjoner av moduleringskonstellasjonen som innføres av kanalen og grunnet feilsammenstilt synkronisering ikke er kjente i mottakeren. I det påfølgende betrakter vi den i-ende grenen i filterbanken. Ved å kombinere den synkroniserte delgrenen og kvadraturdelgrenen kan vi definere kompleksverdi-basalbåndsignalet som 3

22 NO/EP hvor * angir konvolusjon og (t) er impulsresponsen til mottakerens lavpassfilter for delbånd i. Vanligvis er lik den bit-formende basalbåndfunksjonen for subbånd i i modulatoren 307, for å tilfredsstille den tilhørende filterfunksjonen, men andre impulsresponser er også mulige. [0083] For erholdelse av koeffisientene med frekvens 1=T b må de kontinuerlige utdata samples. Dersom mottakeren hadde kjent den korrekte koordineringen av bitene, ville sampling med frekvens 1=T bv vært tilstrekkelig. Siden bit-synkroniseringen ennå ikke er kjent, utføres samplingen med frekvens N os /T b hvor N os er oversamplingsfaktoren for analysefilterbanken. Ved å velge N os tilstrekkelig stor (f. eks. N os = 4), kan vi sikre at minst én sampling-syklus er tilstrekkelig nær den ideelle bit-synkroniseringen. Bestemmelsen av det beste oversamplingsskiktet gjøres under synkroniseringsprosessen, slik at alle de oversamplede data bevares inntil da. Denne prosessen beskrives i detalj i Seksjon 3.4. [0084] I utdata fra den i-ende grenen har vi koeffisientene, hvor j angir bittallet eller tidsøyeblikket og k angir oversamplingsposisjonen i denne ene biten, hvor k = 1, 2,, N os. [008] Figur b viser et eksempel på en oversikt over lokaliseringen av koeffisientene i tid-frekvens-planet. Oversamplingsfaktoren er N os = 2. Høyden og bredden av rektanglene angir båndbredden henholdsvis tidsintervallet for den del av signalet som representeres av den tilhørende koeffisient. [0086] Dersom delbåndfrekvensene f i velges som multipler av et visst intervall Δf, kan analysefilterbanken implementeres effektivt ved anvendelse av hurtig fouriertransformasjon (FFT) Amplitudenormalisering 1604 [0087] Uten å miste generalitet og for å forenkle beskrivelsen antar vi i det påfølgende at bit-synkroniseringen er kjent og at N os = 1. Det vil si at vi har komplekse koeffisienter i inndata til normaliseringsblokken Siden ingen informasjon om kanaltilstanden er tilgjengelig i mottakeren (dvs. at spredningskanalen er ukjent), anvendes et "equal gain combining" (EGC)-skjema. Grunnet den tid- og frekvens-dispergerende kanalen finnes energien til den sendte biten b i (j) ikke bare rundt senterfrekvensen f i og tidsøyeblikk j, men også i nabofrekvenser og - tidsøyeblikk. For en mer nøyaktig veining beregnes derfor ytterligere koeffisienter ved frekvensene f i ±n Δf og anvendes for normalisering av koeffisienten. Dersom n = 1 har vi for eksempel:

23 NO/EP [0088] Normaliseringen for n > 1 er en regulær utvidelse av formelen ovenfor. På samme måte kan vi også velge å normalisere de myke bitene ved å ta mer enn ett tidsøyeblikk i betraktning. Normaliseringen utføres for hvert delbånd i og hvert tidsøyeblikk j. Den faktiske kombineringen av EGC utføres i senere trinn i ekstraksjonsprosessen Differensiell dekoding 1608 [0089] I inndata for den differensielle dekodingsblokken 1608 har vi amplitudenormaliserte komplekse koeffisienter som inneholder informasjon om fasen til signalkomponentene ved frekvens f i og tidsøyeblikk j. Siden bitene kodes differensielt i senderen, må den inverse operasjonen utføres her. De myke bitene b i (j) erholdes ved først å beregne faseforskjellen mellom to på hverandre følgende koeffisienter og så ta den reelle delen: 1 [0090] Dette må utføres separat for hvert delbånd, siden kanalen normalt innfører forskjellige faserotasjoner i hvert delbånd. 3.4 Synkroniseringsmodul [0091] Synkroniseringsmodulens oppgave er å finne den temporale sammenstillingen av vannmerket. Problemet med å synkronisere dekoderen med de kodede data er todelt. I et første trinn må analysefilterbanken sammenstilles med de kodede data, nærmere bestemt må bit-utformingsfunksjonene (t) som anvendes i syntesen i modulatoren sammenstilles med filtrene (t) som anvendes for analysen. Dette problemet er illustrert i Figur 12a, hvor analysefiltrene er identiske med syntesefiltrene. Øverst er tre biter synlige. For enkelthets skyld er pulsformene til de tre bitene ikke skalerte. Den temporale forskyvningen mellom forskjellige biter er T b. Den nederste delen illustrerer

24 NO/EP synkroniseringsproblemet i dekoderen: filteret kan benyttes på forskjellige tidsøyeblikk, men kun posisjonen som er merket med rødt (kurve 1299a) er korrekt og tillater ekstraksjon av den første bit med det beste signal-støy-forhold SNR og signalinterferens-forhold SIR. Faktisk vil en ukorrekt sammenstilling føre til degradering av både SNR og SIR. Vi betegner dette første sammenstillingsproblem "bit-synkronisering". Når først bit-synkronisering har blitt oppnådd, kan biter ekstraheres optimalt. For korrekt dekoding av meldingen er det imidlertid nødvendig å vite ved hvilken bit en ny melding starter. Dette problemet er illustrert i Figur 12b og betegnes meldingssynkronisering. I strømmen av dekodede biter er kun startposisjonen merket med rødt (posisjon 1299b) korrekt og tillater en dekoding av den k-ende meldingen. [0092] Vi betrakter først meldingssynkroniseringen alene. Synkroniseringssignaturen er som forklart i Seksjon 3.1 sammensatt av Ns sekvenser i en på forhånd bestemt rekkefølge som innlemmes kontinuerlig og periodisk i vannmerket. Synkroniseringsmodulen kan gjenvinne den temporale sammenstillingen av synkroniseringssekvensene. Avhengig av størrelsen N s kan vi skille mellom to forskjellige driftsmåter som er avbildet i Figur 12c henholdsvis 12d. [0093] I full meldingssynkroniseringsmodus (Fig. 12c) har vi N s = N m /R c. For å gjøre figuren enkel antar vi at N s = N m /R c = 6 og ingen tidsspredning, dvs. N t = 1. Den anvendte synkroniseringssignaturen er av illustrerende grunner vist under meldingene. I virkeligheten moduleres de avhengig av de kodede bitene og frekvensspredesekvensene, som forklart i Seksjon 3.1. I denne modusen er periodisiteten til synkroniseringssignaturen identisk med meldingenes periodisitet. Synkroniseringsmodulen kan derfor identifisere begynnelsen av hver melding ved å finne den temporale sammenstillingen av synkroniseringssignaturen. Vi betegner de temporale posisjonene hvor en ny synkroniseringssignaturen starter som synkroniseringstreff. Synkroniseringstreffene overleveres så til vannmerkeekstraktoren 202. [0094] Den andre mulige modusen, den partielle meldingssynkroniseringsmodusen (Fig. 12d), vises i Figur 12d. I dette tilfelle har vi N s < N m = R c. I figuren har vi satt N s = 3, slik at tre synkroniseringssekvenser gjentas to ganger for hver melding. Bemerk at meldingenes periodisitet ikke nødvendigvis må være et multiplum av periodisiteten til synkroniseringssignaturen. I denne driftsmodusen tilsvarer ikke alle synkroniseringstreff begynnelsen av en melding. Synkroniseringsmodulen kan ikke skille mellom treff, og denne oppgaven gis til vannmerkeekstraktoren 202. [009] Prosesseringsblokkene i synkroniseringsmodulen er avbildet i Figurene 11a og 11b. Synkroniseringsmodulen utfører straks bit-synkroniseringen og meldingssynkroniseringen (enten fullstendig eller partielt) ved å analysere utdata fra synkroniseringssignaturkorrelatoren Dataene i tid/frekvensdomenet 204 tilveiebringes av analysemodulen. Siden bit-synkroniseringen ennå ikke er tilgjengelig, oversampler blokk 203 dataene med faktor N os, som beskrevet i Seksjon 3.3. En

25 NO/EP illustrasjon av inndataene gis i Figur 12w. I dette eksempelet har vi satt N os = 4, Nt = 2 og N s = 3. Med andre ord består synkroniseringssignaturen av tre sekvenser (betegnet a, b og c). Tidsspredningen, i dette tilfelle med spredesekvensen c t = [1 1] T, gjentar ganske enkelt hver bit to ganger i tidsdomenet. De eksakte synkroniseringstreffene er merket med piler og tilsvarer begynnelsen av hver synkroniseringssignatur. Perioden i synkroniseringssignaturen er N t N os Ns = N sbl, som for eksempel er = 24. Grunnet periodisiteten av synkroniseringssignaturen deler synkroniseringssignaturkorrelatoren (1201) på en tilfeldig måte tidsaksen opp i blokker, betegnet søkeblokker, med størrelse N sbl, hvor subskriptet står for søkeblokklengden. Hver søkeblokk må inneholde (eller inneholder typisk) ett synkroniseringstreff, som vist i Figur 12f. Hver av de N sbl bitene er en kandidat for et synkroniseringstreff. Oppgaven til blokk 1201 er å beregne et sannsynlighetsmål for hver av kandidat-bitene i hver blokk. Denne informasjonen overleveres så til blokk 1204, som beregner synkroniseringstreffene Synkroniseringssignaturkorrelatoren 21 [0096] For hver av de N sbl kandidatene til synkroniseringsposisjoner beregner synkroniseringssignaturkorrelatoren et sannsynlighetsmål, hvor dette er større jo mer sannsynlig det er det den temporale sammenstillingen (både bit-synkronisering og partiell eller full meldingssynkronisering) har blitt funnet. Prosesseringstrinnene er avbildet i Figur 12g. [0097] Følgelig kan det erholdes en sekvens 1201a av sannsynlighetsverdier som er forbundet med forskjellige posisjonsvalg. [0098] Blokk 1301 utfører den temporale avspredningen, dvs. at den multipliserer alle N t biter med den temporale spredesekvensen c og så summerer dem. Dette utføres for hvert av de N f frekvensdelbåndene. Figur 13a viser et eksempel. Vi tar de samme parametere som er beskrevet i forrige seksjon, nemlig N os = 4, N t = 2 og N s = 3. Synkroniseringsposisjonskandidaten merkes. Fra denne biten tas N t N s med forskyvning N os av blokk 1301 og tids-avspredes med sekvens c t, slik at Ns biter er tilbake. [0099] I blokk 1302 multipliseres bitene elementvis med de N s spredesekvensene (se Figur 13b). [00] I blokk 1303 utføres frekvensavspredningen, det vil si at hver bit multipliseres med spredesekvensen c f og så summeres langs frekvensen. [01] Dersom synkroniseringsposisjonen var korrekt, vil vi på dette punkt ha N s dekodede biter. Siden bitene ikke kjennes av mottakeren, beregner blokk 1304 sannsynlighetsmålet ved å ta de absolutte verdiene av de N s verdiene og summere dem. [02] Utdata fra blokk 1304 er i prinsippet en ikke-koherent korrelator som leter etter synkroniseringssignaturen. Ved valg av en liten N s, altså den partielle meldings-

26 NO/EP synkroniseringsmodusen, er det faktisk mulig å anvende synkroniseringssekvenser (f. eks. a, b, c) som er gjensidig ortogonale. Når man gjør dette vil, dersom korrelatoren ikke er korrekt sammenstilt med signaturen, utdata være svært liten, ideelt sett null. Ved anvendelse av full meldingssynkroniseringsmodus anbefales det å anvende så mange ortogonale synkroniseringssekvenser som mulig, og så danne en signatur ved nøye valg av rekkefølgen som de anvendes i. I dette tilfelle kan man benytte den samme teorien som når man leter etter spredesekvenser med gode autokorrelasjonsfunksjoner. Dersom korrelatoren bare er litt feiltilpasset, vil utdata fra korrelatoren ikke være null, selv ikke i det ideelle tilfelle, men vil likevel være mindre enn for den perfekte sammenstillingen, siden analysefiltrene ikke kan innfange signalenergien optimalt Beregning av synkroniseringstreff 1204 [03] Denne blokken analyserer utdata fra synkroniseringssignaturkorrelatoren for å avgjøre hvor synkroniseringsposisjonene er. Siden systemet er temmelig robust når det gjelder feilsammenstilling opp til T b /4 og T b normalt tas rundt 40 ms, er det mulig å integrere utdata fra 1201 over tid for å oppnå en mer stabil synkronisering. En mulig implementering av dette er gitt ved et IIR-filter benyttet langs tidsaksen med en eksponentielt avtakende impulsrespons. Alternativt kan det benyttes et tradisjonelt FIR glidende gjennomsnittsfilter. Når først gjennomsnittsberegningen er utført, gjøres en andre korrelasjon langs forskjellige N t N s ("forskjellige posisjonsvalg"). Vi ønsker faktisk å utnytte informasjonen at autokorrelasjonsfunksjonen til synkroniseringsfunksjonen er kjent. Dette tilsvarer en største sannsynlighet-estimator. Ideen vises i Figur 13c. Kurven viser utdata fra blokk 1201 etter temporal integrasjon. En mulighet for bestemmelse av synkroniseringstreffet er ganske enkelt å finne maksimum for denne funksjonen. I Figur 13d ser vi den samme funksjonen (i sort) filtrert med autokorrelasjonsfunksjonen fra synkroniseringssignaturen. Den resulterende funksjonen er fremstilt i rødt. I dette tilfelle er maksimum mer uttalt og gir oss posisjonen til synkroniseringstreffet. De to fremgangsmåtene er temmelig like for høye SNR, men den andre fremgangsmåten fungerer mye bedre i tilfeller med lavere SNR. Etter at synkroniseringstreffene har blitt funnet overleveres de til vannmerkeekstraktoren 202, som dekoder dataene. [04] For å oppnå et robust synkroniseringssignal gjøres i noen utførelser synkroniseringen i partiell meldingssynkroniseringsmodus med korte synkroniseringssignaturer. Av denne grunn må det gjøres mange dekodinger, noe som øker faren for falske positive meldingsdeteksjoner. For å forhindre dette kan i noen utførelser signalsekvenser innlemmes i meldingene, med en lavere bithastighet som en følge. [0] Denne tilnærmingen er en løsning på problemet som skyldes en synk-signatur som er kortere enn meldingen, som allerede har blitt behandlet i diskusjonen ovenfor

27 NO/EP vedrørende den forsterkede synkroniseringen. I dette tilfelle vet ikke dekoderen hvor en ny melding starter, og falske positiver, i noen utførelser et signalord, anvendes (dvs. at nyttelasten ofres for innlemming av en kjent kontrollsekvens). I noen utførelser anvendes en plausibilitetskontroll (som alternativ eller i tillegg) for å skille mellom legitime meldinger og falske positiver Vannmerkeekstraktoren 202 [06] Delene som utgjør vannmerkeekstraktoren 202 vises i Figur 14. Ekstraktoren har to inndata, nemlig 204 og 20 fra blokk 203 henholdsvis 201. Synkroniseringsmodulen 201 (se Seksjon 3.4) leverer synkroniseringstidsstempler, dvs. posisjonene i tidsdomenet hvor en meldingskandidat starter. Flere detaljer når det gjelder dette gis i Seksjon 3.4. Analysefilterbankblokken 203 leverer på sin side data i tid/frekvensdomenet som er klart for dekoding. [07] Det første prosesseringstrinnet, dataseleksjonsblokken 1, utvelger fra inndata 204 den del som har blitt identifisert som en meldingskandidat som skal dekodes. Figur 1 viser denne fremgangsmåten grafisk. Inndata 204 består av N f strømmer av reelle verdier. Siden tidssammenstillingen a priori ikke er kjent for dekoderen, utfører analyseblokken 203 en frekvensanalyse med en frekvens høyere enn 1/T b Hz (oversampling). I Figur 1 har vi anvendt en oversamplingsfaktor på 4, nærmere bestemt utsendes 4 vektorer med størrelse N f 1 hvert T b sekund. Når synkroniseringsblokken 201 identifiserer en meldingskandidat, leverer den et tidsstempel 20 som angir startpunktet for en meldingskandidat. Seleksjonsblokken 1 utvelger informasjonen som er nødvendig for dekodingen, nemlig en matrise med størrelse N f N m /R c. Denne matrisen 1 overleveres til blokk 2 for videre prosessering. [08] Blokkene 2, 3 og 4 utfører de samme operasjonene som blokkene 1301, 1302 og 1303, forklart i Seksjon 3.4. [09] En alternativ utførelse av oppfinnelsen består i å unngå beregningene som utføres i 2-4 ved å la synkroniseringsmodulen også levere de data som skal dekodes. Begrepsmessig er dette en detalj. Sett fra implementeringssiden er det bare et spørsmål om hvordan bufferne skal realiseres. Generelt tillater en gjentakelse av beregningene anvendelse av mindre buffere. [01] Kanaldekoderen utfører den omvendte operasjonen av blokk 302. Dersom kanaldekoderen i en mulig utførelse av denne modulen besto av en konvolusjonskoder sammen med en interleaver, ville kanaldekoderen utføre deinterleavingen og konvolusjonskodingen, f. eks. med den velkjente Viterbialgoritmen. I utdata fra denne blokken har vi N m biter, dvs. en meldingskandidat.

28 NO/EP [0111] Blokk 6, signal- og plausibilitetsblokken avgjør hvorvidt den leverte meldingskandidaten faktisk er en melding eller ikke. For å gjøre dette er flere forskjellige strategier mulige. [0112] Den grunnleggende ideen er å anvende et signalord (for eksempel en CRCsekvens) for å skille mellom sanne og falske meldinger. Dette reduserer imidlertid antall biter som er tilgjengelige som nyttelast. Alternativt kan vi anvende plausibilitetskontroller. Dersom meldingene for eksempel inneholder et tidsstempel, må på hverandre følgende meldinger ha på hverandre følgende tidsstempler. Dersom en kodet melding har et tidsstempel som ikke er i den korrekte rekkefølgen, kan vi forkaste den. [0113] Når en melding har blitt korrekt påvist, kan systemet velge å benytte se fremover- og/eller se tilbake-mekanismer. Vi antar at både bit-synkronisering og meldingssynkronsering har blitt oppnådd. Idet det antar at brukeren ikke zapper, ser systemet "bakover" i tid og forsøker å dekode de tidligere meldingene (dersom de ikke allerede er dekodet) ved anvendelse av det samme synkroniseringspunktet (se tilbaketilnærmingen). Dette er spesielt anvendelig når systemet starter. Når forholdene er dårlige kan det videre kreve 2 meldinger for å oppnå synkronisering. I dette tilfelle har den første meldingen ingen sjanse. Med se tilbake-valget kan vi lagre "gode" meldinger som ikke har blitt mottatt, kun grunnet tilbakesynkronisering. Se fremover er det samme, men virker i fremtiden. Dersom vi har en melding nå, vet vi hvor den neste meldingen burde være, og vi kan forsøke å dekode den likevel Synkroniseringsdetaljer [0114] For kodingen av en nyttelast kan for eksempel en Viterbi-algoritme anvendes. Fig. 18a viser grafisk en nyttelast 18, en Viterbi-termineringssekvens 1820, en Viterbi-kodet nyttelast 1830 og en repetisjonskodet versjon 1840 av den Viterbikodede nyttelasten. For eksempel kan nyttelastlengden være 34 biter og Viterbitermineringssekvensen kan omfatte 6 biter. Dersom det for eksempel anvendes en Viterbi-kodehastighet på 1/7, kan den Viterbi-kodede nyttelasten omfatte (34+6)*7=280 biter. Ved anvendelse av en repetisjonskoding på 1/2 kan videre den repetisjonskodede versjonen 1840 av den Viterbi-kodede nyttelasten 1830 omfatte 280*2=60 biter. I dette eksempelet vil dersom vi betrakter et bit-tidsintervall på 42,66 ms meldingslengden være 23.9 s. Signalet kan for eksempel være innlemmet med 9 bibærebølger (f. eks. plassert ifølge de kritiske båndene) fra 1, til 6 khz, som angitt i frekvensspekteret som vises i Fig. 18b. Alternativt kan det også anvendes et annet antall bibærebølger (f. eks. 4, 6, 12, 1 eller et antall mellom 2 og 20) innenfor et frekvensområde mellom 0 og 20 khz. [011] Fig. 19 viser skjematisk det grunnleggende konseptet 1900 for synkroniseringen, også betegnet ABC-synk. Figuren viser en skjematisk illustrasjon av

29 NO/EP en ukodet melding 19, en kodet melding 1920 og en synkroniseringssekvens (synksekvens) 1930, så vel som anvendelse av synken på flere meldinger 1920 som kommer etter hverandre. [0116] Synkroniseringssekvensen eller synk-sekvensen som er nevnt i forbindelse med forklaringen av dette synkroniseringskonseptet (vist i Fig ) kan være lik synkroniseringssignaturen som er nevnt tidligere. [0117] Videre viser Fig. 20 en skjematisk illustrasjon av synkroniseringen funnet ved korrelasjon med synk-sekvensen. Dersom synkroniseringssekvensen 1930 er kortere enn meldingen, kan flere enn ett synkroniseringspunkt 1940 (eller flere enn én sammenstillingstidsblokk) finnes i én enkelt melding. I eksempelet som vises i Fig. 20 finnes 4 synkroniseringspunkter i hver melding. For hver synkronisering som er funnet må derfor en Viterbi-dekoder (en dekodende Viterbi-sekvens) startes. På denne måten kan det erholdes en melding 21 for hvert synkroniseringspunkt 1940, som vist i Fig. 21. [0118] Basert på disse meldingene kan de sanne meldingene 22 identifiseres ved hjelp av en CRC-sekvens (syklisk redundanskontrollsekvens) og/eller en plausibilitetskontroll, som vist i Fig. 22. [0119] CRC-deteksjonen (den sykliske redundanskontrolldeteksjonen) kan anvende en kjent sekvens for å skille mellom sanne meldinger og falske positiver. Fig. 23 viser et eksempel for en CRC-sekvens som er addert til enden av en nyttelast. [0120] Sannsynligheten for en falsk positiv (en melding som er generert ved anvendelse av feil synkroniseringspunkt) kan avhenge av lengden av CRC-sekvensen og antall startede Viterbi-dekodere (antall synkroniseringspunkter i én enkelt melding). For å øke lengden av nyttelasten uten å øke sannsynligheten for en falsk positiv, kan en plausibilitet utnyttes (en plausibilitetsanalyse), eller man kan øke lengden av synkroniseringssekvensen (synkroniseringssignaturen). 4. Konsepter og fordeler [0121] I det påfølgende vil det diskuteres noen aspekter av systemet ovenfor som anses som oppfinneriske. Videre vil sammenhengen mellom disse aspektene og teknologier innen teknikkens stand diskuteres Kontinuerlig synkronisering [0122] Noen utførelser tillater en kontinuerlig synkronisering. Synkroniseringssignalet, som vi betegner en synkroniseringssignatur, innlemmes kontinuerlig og parallelt med dataene ved multiplikasjon med sekvenser (også betegnet synkroniseringsspredesekvenser) som kjennes både på sender- og mottakersiden. [0123] Noen konvensjonelle systemer anvender spesielle symboler (forskjellige fra dem som anvendes for dataene), mens noen utførelser ifølge oppfinnelsen ikke

30 NO/EP anvender slike spesielle symboler. Andre klassiske fremgangsmåter består i å innlemme en kjent sekvens av biter (innledning) tids-multiplekset med dataene eller innlemming av et signal som er frekvens-multiplekset med dataene. [0124] Det har imidlertid blitt funnet at anvendelse av dedikerte delbånd for synkronisering ikke er ønskelig, siden kanalen kan ha hakk i disse frekvensene, noe som gjør synkroniseringen upålitelig. Sammenlignet med de andre fremgangsmåtene, i hvilke en innledning eller et spesielt symbol er tids-multiplekset med dataene, er fremgangsmåten som beskrives heri mer fordelaktig, siden fremgangsmåten som beskrives heri tillater en kontinuerlig sporing av endringer i synkroniseringen (grunnet f. eks. bevegelse). [012] Videre er energien i vannmerkesignalet uendret (f. eks. ved den multiplikative innføringen av vannmerket i spredeinformasjonsrepresentasjonen), og synkroniseringen kan utformes uavhengig av den psykoakustiske modellen og datahastigheten. Lengden i tid av synkroniseringssignaturen, som bestemmer synkroniseringens robusthet, kan utformes etter ønske, fullstendig uavhengig av datahastigheten. [0126] En annen klassisk fremgangsmåte består i å innlemme en synkroniseringssekvens som er kode-multiplekset med dataene. Sammenlignet med denne klassiske fremgangsmåten er fordelen med fremgangsmåten som beskrives heri at energien til dataene ikke utgjør en forstyrrende faktor i beregningen av korrelasjonen, noe som gir større robusthet. Videre reduseres ved anvendelse av kode-multipleksing antall ortogonale sekvenser som er tilgjengelige for synkroniseringen, siden noen er nødvendige for dataene. [0127] I oppsummering medfører tilnærmingen med kontinuerlig synkronisering som beskrives heri en stort antall fordeler sammenlignet med de konvensjonelle konseptene. [0128] I noen utførelser av oppfinnelsen kan det imidlertid benyttes et forskjellig synkroniseringskonsept D-spredning [0129] Noen utførelser av det foreslåtte systemet utfører spredning i både tids- og frekvensdomenet, dvs. en todimensjonal spredning (for korthets skyld betegnet 2Dspredning). Det har blitt funnet at dette er fordelaktig sammenlignet med 1D-systemer, siden bit-feilfrekvensen kan reduseres ytterligere ved å addere redundans i f. eks. tidsdomenet. [0130] I noen utførelser av oppfinnelsen kan det imidlertid benyttes et forskjellig spredningskonsept Differensiell koding og differensiell dekoding [0131] I noen utførelser av oppfinnelsen oppnås en økt robusthet mot bevegelse og frekvensfeiltilpasning i de lokale oscillatorene (sammenlignet med konvensjonelle

31 NO/EP systemer) ved den differensielle moduleringen. Det har faktisk blitt funnet at dopplereffekten (bevegelse) og frekvensfeiltilpasning fører til rotasjon av BPSKkonstellasjonen (med andre ord en rotasjon av bitenes kompleksplan). I noen utførelser unngås de uheldige virkningene av en slik rotasjon av BPSK-konstellasjonen (eller hvilken som helst annen egnet moduleringskonstellasjon) ved anvendelse av differensiell koding eller differensiell dekoding. [0132] I noen utførelser av oppfinnelsen kan imidlertid et forskjellig kodingskonsept eller dekodingskonsept benytte. I noen tilfeller kan også den differensielle kodingen utelates Bit-utforming [0133] I noen utførelser av oppfinnelsen fører bit-utforming til en vesentlig forbedring av systemets yteevne, siden påliteligheten i deteksjonen kan økes ved å anvende et filter som er tilpasset bit-utformingen. [0134] I samsvar med noen utførelser fører anvendelse av bit-utforming i forbindelse med vannmerking til en forbedret pålitelighet av vannmerkingsprosessen. Det har blitt funnet at spesielt gode resultater kan oppnås dersom bit-utformingsfunksjonen er lenger enn bit-intervallet. [013] I noen utførelser av oppfinnelsen kan imidlertid et forskjellig bitutformingskonsept benyttes. I noen tilfeller kan også bit-utformingen utelates Interaktiv syntese mellom Psykoakustisk Model (PAM) og Filterbank (FB) [0136] I noen utførelser interagerer den psykoakustiske modellen med modulatoren for finjustering av amplitudene som multipliserer bitene. [0137] I noen andre utførelser kan imidlertid denne interaksjonen utelates Se fremover- og se tilbake-egenskaper [0138] I noen utførelser benyttes såkalte "se tilbake"- og "se fremover"-tilnærminger. [0139] I det påfølgende vil disse konseptene kort oppsummeres. Dersom en melding er korrekt dekodet, antas det at synkronisering har blitt oppnådd. Idet det antas at brukeren ikke zapper, gjøres i noen utførelser et tilbakeblikk i tid, og det forsøkes en dekoding av de foregående meldingene (dersom de ikke allerede er dekodet) ved anvendelse av det samme synkroniseringspunktet (se tilbake-tilnærming). Dette er spesielt anvendelig når systemet startes. [0140] Under dårlige forhold kan det kreves 2 meldinger for å oppnå synkronisering. I dette tilfelle har den første meldingen ingen sjanse i konvensjonelle systemer. Med se tilbake-muligheten som anvendes i noen utførelser av oppfinnelsen er det mulig å spare (eller dekode) "gode" meldinger som ikke har blitt mottatt, kun grunnet tilbakesynkronisering.

32 NO/EP [0141] Se fremover er det samme, men virker i fremtiden. Dersom jeg har en melding nå, vet jeg hvor min neste melding skal være, og jeg kan prøve å dekode den likevel. Følgelig kan overlappende meldinger dekodes. [0142] I noen utførelser av oppfinnelsen kan imidlertid se fremover-egenskapen og/eller se tilbake-egenskapen utelates Forhøyet robusthet av synkroniseringen [0143] For å erholde et robust synkroniseringssignal utføres i noen utførelser synkroniseringen i partiell meldingssynkroniseringsmodus med korte synkroniseringssignaturer. Av denne grunn må det utføres mange dekodinger, noe som øker faren for deteksjon av falske positive meldinger. For å forhindre dette kan i noen utførelser signalsekvenser innsettes i meldingene, med en lavere bit-hastighet som følge. [0144] I noen utførelser av oppfinnelsen kan imidlertid et forskjellig konsept for forbedring av robustheten i synkroniseringen benyttes. I noen tilfeller kan også anvendelse av ethvert konsept for økning av robustheten i synkroniseringen utelates Andre forbedringer [014] I det påfølgende vil noen andre generelle forbedringer i det ovenfor beskrevne systemet relativt til teknikkens stand fremsettes og diskuteres: 1. lavere beregningsmessig kompleksitet 2. bedre audiokvalitet grunnet den bedre psykoakustiske modellen 3. større robusthet i reflekterende omgivelser grunnet de smalbåndede multibæresignalene 4. en SNR-estimering unngås i noen utførelser. Dette muliggjør større robusthet, særlig under forhold med lav SNR. [0146] Noen utførelser av oppfinnelsen er bedre enn konvensjonelle systemer som anvender svært smal båndbredde på f. eks. 8 Hz, av følgende grunner: 1. 8 Hz båndvidde (eller en lignende, svært smal båndbredde) krever svært lange tidssymboler, siden den psykoakustiske modellen tillater svært lite energi for å gjøre den uhørlig, 2. 8 Hz (eller en lignende, svært smal båndbredde) gjør den følsom overfor tidsvarierende dopplerspektre. Følgelig er et slik smalt båndsystem typisk ikke godt nok dersom det implementeres i f. eks. en klokke. [0147] Noen utførelser av oppfinnelsen er bedre enn andre teknologier av følgende grunner:

33 NO/EP Teknikker som har et ekko som inndata svikter fullstendig i reflekterende rom. I motsetning til dette unngås innføringen av et ekko i noen utførelser av oppfinnelsen. 2. Teknikker som kun benytter tidsspredning har lenger meldingsvarighet sammenlignet med utførelser av det ovenfor beskrevne systemet i hvilke en todimensjonal spredning, for eksempel i både tid og frekvens, anvendes. [0148] Noen utførelser av oppfinnelsen er bedre enn systemet som beskrives i DE , siden en eller flere av følgende ulemper ved systemet ifølge det nevnte dokumentet overvinnes: kompleksiteten i dekoderen ifølge DE er svært høy, det ble anvendt et filter med lengde 2N med N = 128 systemet ifølge DE omfatter en lang meldingsvarighet i systemet ifølge DE spredning kun i tidsdomenet med relativt høy spredningsforsterkning (f. eks. 128) i systemet ifølge DE genereres signalet i tidsdomenet, transformeres til spektraldomenet, veies, transformeres tilbake til tidsdomenet og legges over audio, noe som gjør systemet meget komplisert. Anvendelser [0149] Oppfinnelsen omfatter en fremgangsmåte for modifisering av et audiosignal for å skjule digitale data og en tilsvarende dekoder som kan gjenvinne denne informasjonen, samtidig som den oppfattede kvaliteten av det modifiserte audiosignalet ikke kan skilles fra kvaliteten av originalen. [0] Eksempler på mulige anvendelser av oppfinnelsen gis i det påfølgende: 1. Overvåking av kringkasting: et vannmerke som inneholder informasjon om f. eks. stasjon og tid skjules i audiosignalet i radio- eller fjernsynsprogrammer. Dekodere som er inkorporert i små innretninger som bæres av forsøkspersoner kan gjenvinne vannmerket og på den måten samle opp verdifull informasjon for reklamebyråer, nærmere bestemt hvem som så på hvilket program og når. 2. Revisjon: et vannmerke kan skjules i f. eks. reklameinnslag. Ved automatisk overvåking av sendingene fra en gitt stasjon er det da mulig å vite nøyaktig når reklameinnslaget ble kringkastet. På tilsvarende måte er det mulig å gjenvinne statistisk informasjon om programskjemaene til forskjellige radioer, for eksempel hvor ofte et gitt musikkstykke spilles osv. 3. Innlemming av metadata: den foreslåtte fremgangsmåten kan anvendes for å skjule digital informasjon om musikkstykket eller programmet, for eksempel stykkets navn og komponist/forfatter, programmets varighet osv.

34 NO/EP Implementeringsalternativer [011] Selv om noen aspekter har blitt beskrevet i forbindelse med et apparat, er det åpenbart at disse aspektene også representerer en beskrivelse av den tilsvarende fremgangsmåten, hvor en blokk eller innretning tilsvarer et fremgangsmåtetrinn eller en egenskap ved et fremgangsmåtetrinn. På tilsvarende måte representerer aspekter som er beskrevet i forbindelse med et fremgangsmåtetrinn også en beskrivelse av en tilsvarende blokk, gjenstand eller egenskap i et tilsvarende apparat. Noen av fremgangsmåtetrinnene eller alle av dem kan utføres av (eller ved anvendelse av) et maskinvareapparat, for eksempel en mikroprosessor, en programmerbar datamaskin eller en elektronisk krets. I noen utførelser kan et eller flere av de viktigste fremgangsmåtetrinnene utføres av et slikt apparat. [012] Det kodede vannmerkesignalet ifølge oppfinnelsen eller et audiosignal som vannmerkesignalet er innlemmet i kan lagres i et digitalt lagringsmedium eller overføres i et overføringsmedium, for eksempel et trådløst overføringsmedium eller et kablet overføringsmedium, for eksempel Internett. [013] Avhengig av visse implementeringskrav kan utførelser av oppfinnelsen implementeres i maskinvare eller i programvare. Implementeringen kan utføres ve anvendelse av et digitalt lagringsmedium, for eksempel en diskett, en DVD, Blue-Ray, en CD, ROM-minne, PROM-minne, EPROM-minne, EEPROM-minne eller FLASHminne med elektronisk lesbare kontrollsignaler lagret i seg, som samarbeider (eller er i stand til å samarbeide) med et programmerbart datamaskinsystem på en slik måte at den angjeldende fremgangsmåten utføres. Derfor kan det digitale lagringsmediet være maskinlesbart. [014] Noen utførelser av oppfinnelsen omfatter en databærer med elektronisk lesbare kontrollsignaler som kan samarbeide med et programmerbart datamaskinsystem slik at en av fremgangsmåtene som beskrives heri utføres. [01] Generelt kan utførelser av den foreliggende oppfinnelse implementeres som et maskinprogramprodukt med en programkode, hvor programkoden er funksjonsdyktig for utførelse av en av fremgangsmåtene når maskinprogramproduktet kjøres i en datamaskin. Programkoden kan for eksempel være lagret i en maskinlesbar bærer. [016] Andre utførelser omfatter magasinprogrammet for utførelse av en av fremgangsmåtene som beskrives heri lagret i en maskinlesbar bærer. [017] Med andre ord er en utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen følgelig et maskinprogram med programkode for utførelse av en av fremgangsmåtene som beskrives heri når maskinprogrammet kjøres i en datamaskin. [018] En videre utførelse av fremgangsmåtene ifølge oppfinnelsen er følgelig en databærer (eller et digitalt lagringsmedium, eller et maskinlesbart medium) som har lagret i seg maskinprogrammet for utførelse av en av fremgangsmåtene som beskrives heri.

35 NO/EP [019] En videre utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er følgelig en datastrøm eller en sekvens av signaler som representerer maskinprogrammet for utførelse av en av fremgangsmåtene som beskrives heri. Datastrømmen eller sekvensen av signaler kan for eksempel være konfigurert til å overføres via en datakommunikasjonsforbindelse, for eksempel via Internett. [0160] En videre utførelse omfatter et prosesseringsmiddel, for eksempel en datamaskin eller en programmerbar logisk enhet, som er konfigurert eller tilpasset til å utføre en av fremgangsmåtene som beskrives heri. [0161] En videre utførelse omfatter en datamaskin som har installert i seg maskinprogrammet for utførelse av en av fremgangsmåtene som beskrives heri. [0162] I noen utførelser kan en programmerbar logisk enhet (for eksempel en programmerbar gitteranordning) anvendes for utførelse av noen av eller alle funksjonalitetene i fremgangsmåtene som beskrives heri. I noen utførelser kan en programmerbar gitteranordning samarbeide med en mikroprosessor for utførelse av en av fremgangsmåtene som beskrives heri. Generelt utføres fremgangsmåtene fortrinnsvis av hvilket som helst slags maskinvareapparat. [0163] Utførelsene som er beskrevet ovenfor skal kun illustrere prinsippene for den foreliggende oppfinnelse. Det skal forstås at modifikasjoner og variasjoner i arrangementene og detaljene som beskrives heri vil være åpenbare for andre fagpersoner. Omfanget av den foreliggende oppfinnelse er definert av de vedlagte krav.

36 NO/EP P a t e n t k r a v Vannmerkegenerator (1, 2400) for tilveiebringelse av et vannmerkesignal (1b, s i (t), 2420) avhengig av binære meldingsdata (1a, m, 24), hvor vannmerkegeneratoren omfatter: en informasjonsspreder (303, 2430) som er konfigurert til å spre en informasjonsenhet i de binære meldingsdataene til et antall tid-frekvens-domeneverdier for erholdelse av en spredeinformasjonsrepresentasjon (303a, c f m, 2432), en synkroniseringsinnsetter som er konfigurert for multiplikativ kombinasjon av spredeinformasjonsrepresentasjonen (303a, c f m, 2432) med en synkroniseringsspredesekvens (S, a, b, c, 2442) for erholdelse av en kombinert informasjon-synkronisering-representasjon (304a, So c f m, 2444) og en vannmerkesignalleverandør (30, 306, 307, 240) som er konfigurert for å tilveiebringe vannmerkesignalet (1b, s i (t), 2420) basert på den kombinerte informasjon-synkronisering-representasjonen, hvor informasjonssprederen er konfigurert for selektiv spredning av et gitt bit i en første bit-representasjon, som er et positivt multiplum av en bit-spredesekvens (c f ) eller i en andre bit-representasjon, som er et negativt multiplum av bit-spredesekvensen (c f ), avhengig av verdien av den gitte biten, hvor informasjonssprederen er konfigurert til å erholde spredeinformasjonsrepresentasjonen R ifølge 2 hvor c f er en vektor med størrelse N f 1 som representerer en bit-spredesekvens med frekvensspredebredde N f, hvor m er en vektor med størrelse 1 N mc som representerer N mc bit av de binære meldingsdataene, hvor binære verdier av bitene er representert ved poster i vektoren m med et forskjellig tegn, hvor synkroniseringsinnsetteren er konfigurert for å kombinere spredeinformasjonen med en synkroniseringssekvens S ifølge 30 for erholdelse av den kombinerte informasjon-synkronisering-representasjonen C, hvor S står for en matrise med størrelse N f N mc som representerer en sekvens av N mc synkroniseringsspredesekvenser (a, b, c), og hvor angir et elementvist Shur-produkt.

37 NO/EP Vannmerkegenerator ifølge krav 1, hvor informasjonssprederen er konfigurert for frekvensspredning av en bit av de binære meldingsdataene i samsvar med en bitspredesekvens (a, b, c), slik at i spredeinformasjonsrepresentasjonen et sett av tidfrekvens-domeneverdier assosiert med et antall forskjellige frekvenser er forbundet med biten, og hvor synkroniseringssekvensen omfatter et antall synkroniseringsspredesekvenser (a, b, c), hvor synkroniseringsspredesekvensene definerer et antall synkroniseringsmønstre spredt i frekvens. 3. Vannmerkegenerator ifølge krav 2, hvor synkroniseringsinnsetteren er konfigurert for multiplikativ kombinasjon av forskjellige tidsdeler av spredeinformasjonsrepresentasjonen, hvor de forskjellige tidsdelene representerer forskjellige biter fra de binære meldingsdataene, med forskjellige synkroniseringsspredesekvenser (a, b, c), slik at de forskjellige synkroniseringsspredesekvensene kombineres med forskjellige bit-spredesekvenser eller med forskjellig skalerte versjoner av en gitt bitspredesekvens. 4. Vannmerkegenerator ifølge krav 2 eller krav 3, hvor synkroniseringsinnsetteren er konfigurert for multiplikativ kombinasjon av spredeinformasjonsrepresentasjonen med en periodisk sekvens (S) av synkroniseringsspredesekvenser (a, b, c, a, b, c), og hvor en periodisitet i sekvensen av synkroniseringsspredesekvenser er lik antall biter i en binær melding, eller hvor en periodisitet i sekvensen av synkroniseringsspredesekvenser er kortere enn antall biter i den binære meldingen.. Vannmerkegenerator ifølge et av kravene 2 til 4, hvor synkroniseringsspredesekvensene (a, b, c) er valgt slik at de er ortogonale relativ til hverandre Vannmerkegenerator ifølge et av kravene 1 til, hvor synkroniseringsinnsetteren er konfigurert for multiplikativ kombinasjon av hver tidsdel av spredeinformasjonsrepresentasjonen med minst én synkroniseringsspredesekvens (a, b, c), slik at hver tidsdel i den kombinerte informasjon-synkronisering-representasjonen omfatter et antall verdier som avhenger av en bit i de binære meldingsdataene og som også representerer en synkroniseringsinformasjon. 7. Vannmerkegenerator ifølge et av kravene 1 til 6, hvor informasjonssprederen er konfigurert for spredning av informasjonsenheten i de binære meldingsdataene i en første sprederetning, og hvor vannmerkegeneratoren er konfigurert for spredning av

38 NO/EP informasjonsenheter i den kombinerte informasjon-synkronisering-representasjonen i en andre sprederetning Vannmerkegenerator ifølge et av kravene 1 til 7, hvor synkroniseringsinnsetteren er konfigurert for multiplikativ kombinasjon av spredeinformasjonsrepresentasjonen med synkroniseringsspredesekvensen på en elementvis måte for erholdelse av den kombinerte informasjon-synkronisering-representasjonen. 9. Vannmerkedekoder (200, 200) for tilveiebringelse av binære meldingsdata (202a, 220) avhengig av et vannmerket signal (200a, r(t), 2), hvor vannmerkedekoderen omfatter: en tid-frekvens-domene-representasjonstilveiebringer (203, 230) som er konfigurert for tilveiebringelse av en tid-frekvens-domene-representasjon (204, 232) av det vannmerkede signalet, og en synkroniseringsdeterminator (201, 240) som er konfigurert til å finne en temporal sammenstilling av vannmerkeinformasjon innen tid-frekvensdomenerepresentasjonen av det vannmerkede signalet, hvori synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert for beregning av en første sum av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et første delsett (1301aa) av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen, verdier fra en første synkroniseringsavspredesekvens (a) og verdier fra en bit-avspredesekvens (c t ) og beregning av en andre sum av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et andre delsett (1301ab) av verdier fra tid-frekvensdomene-representasjonen, verdier fra en andre synkroniseringsavspredesekvens (b) og verdier fra bit-avspredesekvensen (c t ), og hvor synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert for summering av absolutte verdier av den første summen (1303aa) av resultatverdier og av den andre summen (1303b) av resultatverdier for erholdelse av et sannsynlighetsmål som representerer en sannsynlighet for at det første og andre delsett av verdier fra tidfrekvens-domene-representasjonen bærer en synkroniseringsinformasjon som er i temporal sammenstilling med synkroniseringsspredesekvensene, og hvor synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert for bestemmelse av synkroniseringen avhengig av sannsynlighetsmålet.. Vannmerkedekoder ifølge krav 9, hvor det første delsett av verdier fra tidfrekvens-domene-representasjonen omfatter verdier fra tid-frekvens-domenerepresentasjonen som er assosiert med en første tidsdel av tid-frekvens-domenerepresentasjonen, og

39 NO/EP hvor det andre delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen omfatter verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen som er assosiert med en andre tidsdel av tid-frekvens-domene-representasjonen, og hvor den første synkroniseringsavspredesekvensen (a) og den andre synkroniseringsavspredesekvensen (b) er ortogonale Vannmerkedekoder ifølge krav 9 eller krav, hvor synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert til å motta som tid-frekvens-domene-representasjonen er hard bit-informasjon eller myk bit-informasjon (b i(j), og hvor synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert til å benytte den første synkroniseringsavspredesekvensen (a) på det første delsett av verdier, å reversere en første synkroniseringsinnlemmingsoperasjon, å benytte den andre synkroniseringsavspredesekvensen (b) på det andre delsett av verdier, å reversere en synkroniseringsinnlemmingsoperasjon, og å anvende bit-avspredesekvensen (c t ) for reversering av en bit-spredeoperasjon. 12. Vannmerkedekoder ifølge et av kravene 9 til 11, hvor synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert for beregning av sannsynlighetsmål for et antall posisjonsvalg i det første og andre delsett men henvisning til tid-frekvens-domenerepresentasjonen, for erholdelse av en sekvens av sannsynlighetsmål assosiert med de forskjellige posisjonsvalgene i det første og andre delsett, og hvor synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert til å korrelere sekvensen av sannsynlighetsmål med en referansesekvens for bestemmelse av et synkroniseringstreff, eller å filtrere sekvensen av sannsynlighetsmål med et tilpasset filter som er adaptert til en forventet sekvens av sannsynlighetsverdier, for bestemmelse av et synkroniseringstreff. 13. Vannmerkedekoder ifølge et av kravene 9 til 12, hvor synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert for utførelse av en temporal avspredning for erholdelse av tid-frekvens-domene-representasjonen. 14. Vannmerkedekoder ifølge et av kravene 9 til 13, hvor synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert for dekoding av en melding ved anvendelse av et antall synkroniseringspunktkandidater, og hvor synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert til å evaluere hvorvidt et forventet signalord foreligger i dekodede data for å utvelge et korrekt synkroniseringspunkt blant antallet av synkroniseringspunktkandidater.

40 NO/EP Vannmerkedekoder ifølge et av kravene 9 til 13, hvor synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert for dekoding av en melding ved anvendelse av et antall synkroniseringspunktkandidater, og hvor synkroniseringsdeterminatoren er konfigurert til å utføre en plausibilitetskontroll for å utvelge et korrekt synkroniseringspunkt blant antallet av synkroniseringspunktkandidater Fremgangsmåte for tilveiebringelse av et vannmerkesignal avhengig av binære meldingsdata, hvor fremgangsmåten omfatter: spredning av en informasjonsenhet i de binære meldingsdata til et antall tid-frekvensdomene-verdier for erholdelse av en spredeinformasjonsrepresentasjon, multiplikativ kombinasjon av spredeinformasjonsrepresentasjonen med en synkroniseringsspredesekvens (a, b, c) for erholdelse av en kombinert informasjonsynkronisering-representasjon, og tilveiebringelse av vannmerkesignalet basert på den kombinerte informasjonsynkronisering-representasjonen, hvor en gitt bit spredes selektivt på en første bit-representasjon som er et positivt multiplum av en bit-spredesekvens (c t ) eller på en andre bit-representasjon som er et negativt multiplum av bit-spredesekvensen (c t ), avhengig av verdien av den gitte bit, hvor spredeinformasjonsrepresentasjonen R erholdes ifølge 20 2 hvori c f er en vektor med størrelse N f 1 som representerer en bit-spredesekvens med frekvensspredebredde N f, hvori m er en vektor med størrelse 1 N mc som representerer N mc biter av de binære meldingsdata, hvor binære verdier av bitene er representert av poster i vektoren m med et forskjellig tegn, hvor spredeinformasjonen kombineres med en synkroniseringssekvens S ifølge 30 3 for erholdelse av den kombinerte informasjon-synkronisering-representasjonen C, hvori S står for en matrise med størrelse N f N mc som representerer en sekvens av N mc synkroniseringsspredesekvenser (a, b, c), og hvori angir et elementvist Shur-produkt. 17. Fremgangsmåte for tilveiebringelse av binære meldingsdata avhengig av et vannmerket signal, hvor fremgangsmåten omfatter: å tilveiebringe en tid-frekvens-domene-representasjon av det vannmerkede signalet, og

41 NO/EP å finne en temporal sammenstilling av vannmerkeinformasjon i tid-frekvens-domenerepresentasjonen av det vannmerkede signalet, hvor å finne den temporale sammenstillingen av vannmerkeinformasjonen omfatter: beregning av en første sum av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et første delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen, verdier fra en første synkroniseringsavspredesekvens (a) og verdier fra en bit-avspredesekvens (c t ), beregning av en andre sum av resultatverdier fra en elementvis multiplikasjon mellom et andre delsett av verdier fra tid-frekvens-domene-representasjonen, verdier fra en andre synkroniseringsavspredesekvens (b) og verdier fra bit-avspredesekvensen (c t ), summering av absolutte verdier av den første summen av resultatverdier og av den andre summen av resultatverdier for erholdelse av et sannsynlighetsmål som representerer en sannsynlighet for at det første og andre delsett av verdier fra tidfrekvens-domene-representasjonen bærer en synkroniseringsinformasjon som er i temporal sammenstilling med synkroniseringsspredesekvensen (a, b, c), og bestemmelse av synkroniseringen avhengig av sannsynlighetsmålet. 18. Maskinprogram som er tilpasset utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 16 eller krav 17 når maskinprogrammet kjøres i en datamaskin.

42 41 NO/EP22648

43 42 NO/EP22648

44 43 NO/EP22648

45 44 NO/EP22648

46 4 NO/EP22648

47 46 NO/EP22648

48 47 NO/EP22648

49 48 NO/EP22648

50 49 NO/EP22648

51 0 NO/EP22648

52 1 NO/EP22648

53 2 NO/EP22648

54 3 NO/EP22648

55 4 NO/EP22648

56 NO/EP22648

57 6 NO/EP22648

58 7 NO/EP22648

59 8 NO/EP22648

60 9 NO/EP22648

61 60 NO/EP22648

62 61 NO/EP22648

63 62 NO/EP22648

64 63 NO/EP22648

65 64 NO/EP22648

66 6 NO/EP22648

67 66 NO/EP22648