專利名稱：信號(hào)編碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)編碼系統(tǒng)以及一種編碼信號(hào)的方法，并且特別地涉及在信號(hào)中嵌入水印的方法。
背景技術(shù)：
著作權(quán)素材的非法發(fā)行奪去了著作權(quán)持有人對(duì)于該素材的合法的版權(quán)費(fèi)，并且能夠?yàn)榉欠òl(fā)行素材的供給者帶來收益，這又促進(jìn)了繼續(xù)的非法發(fā)行。由于通過因特網(wǎng)提供的傳遞是很容易的，因而意圖進(jìn)行版權(quán)保護(hù)的內(nèi)容素材，諸如藝術(shù)繪制或者其它具有有限發(fā)行權(quán)的素材容易受到大規(guī)模的非法發(fā)行的影響。存儲(chǔ)和傳送壓縮的音頻文件的MP3格式使得音頻記錄的大規(guī)模發(fā)行是可實(shí)行的。例如，一首歌曲的30或40兆字節(jié)數(shù)字PCM(脈沖編碼調(diào)制)音頻記錄可以被壓縮為3或4兆字節(jié)的MP3文件。使用典型的連接到因特網(wǎng)的56千比特/秒撥號(hào)，該MP3文件可以在幾秒鐘內(nèi)下載到用戶的計(jì)算機(jī)。這意味著惡意的用戶能夠提供下載MP3編碼歌曲的直接的撥入服務(wù)。MP3編碼歌曲的非法拷貝最后可以通過軟件或硬件裝置再現(xiàn)或者可以被解壓縮并且存儲(chǔ)在可記錄CD上用于在傳統(tǒng)的CD播放器上播放。
已經(jīng)提出了多個(gè)用于限制拷貝保護(hù)的內(nèi)容素材的再現(xiàn)的技術(shù)。安全數(shù)字音樂計(jì)劃(SDMISecure Digital Music Initiative)以及其它的人都主張使用“數(shù)字水印”來防止未授權(quán)的拷貝。
數(shù)字水印可以用于根據(jù)上述的情況的拷貝保護(hù)。但是，數(shù)字水印的使用不限于防止拷貝，也可以用于所謂的法庭追蹤，其中水印嵌入在例如通過電子內(nèi)容傳送系統(tǒng)發(fā)行的文件中，并且用于追蹤例如在因特網(wǎng)上非法拷貝的內(nèi)容。水印還可以用于監(jiān)視廣播站(例如商業(yè)廣告)；或者用于鑒別目的等等。
當(dāng)嵌入在未壓縮的信號(hào)中時(shí)，水印通常提供最好的性能，并且有幾個(gè)已知的用于將水印嵌入在原始未壓縮的信號(hào)中的技術(shù)。
專利合作條約專利申請(qǐng)WO 02/091374A1描述了一種通過使用水印濾波器對(duì)原始未壓縮的音頻信號(hào)嵌入水印的方法。在該方法中，通過原始未壓縮的信號(hào)x[n]經(jīng)過濾波器w1[n]來嵌入水印信號(hào)
y[n]＝x[n]+α·(x[n]*w′[n]) (1)其中α是相當(dāng)于嵌入強(qiáng)度的縮放因數(shù)，y[n]是已嵌入水印的輸出信號(hào)并且*表示卷積操作。w1[n]表示水印濾波器的脈沖響應(yīng)。等式的重新排序得出y[n]＝x(n]*(1+α·w′[n])＝x[n]*w[n] (2)其中w[n]＝1+α·w1[n]。這一表達(dá)式表明WO 02/091374的方法相當(dāng)于通過水印濾波器w[n]過濾該輸入信號(hào)x[n]。
已經(jīng)提出了直接應(yīng)用水印嵌入到編碼的比特流的技術(shù)，但是本來這些嵌入系統(tǒng)至少在編碼贗象的數(shù)量的順序上引起了贗象并且從而不適合于高質(zhì)量的水印嵌入。比特流嵌入水印的進(jìn)一步描述可以在PCT專利申請(qǐng)WO 01/49363 A1(用于壓縮音頻的數(shù)字水印的方法和系統(tǒng))中找到，或者在Christian Neubauer和J.urgen Herre的文章“MPEG-2 AAC比特流的音頻水印(Audio watermarking of MPEG-2 ACCbitstreams)”(第108次AES會(huì)議，巴黎，2000年2月，音頻工程技術(shù)協(xié)會(huì)，未定稿版)中找到。
在很多應(yīng)用中，水印的應(yīng)用可以導(dǎo)致不能接受的或者不希望有的數(shù)量的計(jì)算的復(fù)雜度。例如，在許多音頻服務(wù)器-客戶結(jié)構(gòu)中，希望客戶單獨(dú)獲得已嵌入水印的并且壓縮的原始信號(hào)的拷貝。這允許追蹤下載的內(nèi)容并且流傳送應(yīng)用。在這樣的應(yīng)用中，對(duì)于數(shù)字音頻項(xiàng)的每個(gè)請(qǐng)求引起在壓縮為合適的格式之后水印被單獨(dú)地嵌入。在會(huì)出現(xiàn)大量請(qǐng)求的應(yīng)用中，與水印嵌入和音頻編碼相關(guān)的計(jì)算復(fù)雜度變得顯著了并且甚至高的不可接受。
另外，在大量?jī)?nèi)容項(xiàng)被集中存儲(chǔ)的客戶服務(wù)應(yīng)用中，傾向于利用內(nèi)容項(xiàng)的壓縮形式以便于減少在線存儲(chǔ)需要。例如，用于分發(fā)音樂的音樂客戶服務(wù)器典型地可以壓縮格式諸如MPEG、AAC、WMA等存儲(chǔ)音頻。
從而，為了利用在非壓縮域中操作的水印算法，有必要將存儲(chǔ)的壓縮信號(hào)轉(zhuǎn)換為未壓縮的信號(hào)，嵌入水印并且隨后將該信號(hào)轉(zhuǎn)換回壓縮域以用于該信號(hào)的分發(fā)。
例如，為了利用WO 02/091374的基于濾波器的水印方法，存儲(chǔ)的壓縮的信號(hào)首先被轉(zhuǎn)換為原始未壓縮的信號(hào)。然后通過根據(jù)以上給出的等式(1)或(2)的操作嵌入水印并且得到的信號(hào)可以轉(zhuǎn)換回壓縮的信號(hào)。
然而，這樣的方法有很多缺陷。這些缺陷包括例如該處理需要額外的解碼和編碼處理，其中特別是已嵌入水印的未壓縮信號(hào)的再編碼會(huì)很復(fù)雜并且過分要求資源。從而所需要的處理實(shí)質(zhì)上增加了復(fù)雜度和計(jì)算負(fù)擔(dān)。這例如可以導(dǎo)致增加的成本和/或能量消耗。而且它還可以導(dǎo)致額外的延遲。
因此，用于信號(hào)編碼的改進(jìn)的系統(tǒng)將是有利的，并且特別的考慮到減少的復(fù)雜度、改進(jìn)的質(zhì)量、減少的能量消耗、減少的成本、改進(jìn)的性能和/或減少的延遲的系統(tǒng)將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明尋求單獨(dú)或以任何組合方式來緩和、減輕或消除上述缺陷的一個(gè)或多個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種信號(hào)編碼系統(tǒng)，其包括用于接收信號(hào)的裝置；預(yù)編碼器，用于預(yù)編碼該信號(hào)以便產(chǎn)生預(yù)編碼的信號(hào)；存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)該預(yù)編碼的信號(hào)；水印處理裝置，其包括解碼器，用于解碼該預(yù)編碼的信號(hào)以便產(chǎn)生解碼的信號(hào)，水印嵌入器，用于在解碼的信號(hào)中插入水印以便產(chǎn)生已嵌入水印的信號(hào)，重新編碼器，用于重新編碼該已嵌入水印的信號(hào)以便產(chǎn)生已嵌入水印的編碼信號(hào)；以及其中預(yù)編碼器可操作為產(chǎn)生編碼輔助數(shù)據(jù)并且重新編碼器可操作為響應(yīng)該編碼輔助數(shù)據(jù)重新編碼已嵌入水印的信號(hào)。
本發(fā)明可以方便將水印嵌入到信號(hào)中。特別地，本發(fā)明可以易于將非壓縮域的水印嵌入到曾經(jīng)在壓縮域中存儲(chǔ)并且在壓縮域中被分發(fā)或傳送的信號(hào)中。特別地，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)減少的復(fù)雜度和/或全部處理的計(jì)算資源。本發(fā)明可以附加地或可選地提供較低成本的信號(hào)編碼設(shè)備和/或提供較高的能力。另外，能量消耗和/或延遲也可以被進(jìn)一步減少。有時(shí)候，重新編碼的水印信號(hào)的質(zhì)量可以被改進(jìn)。本發(fā)明在客戶服務(wù)器應(yīng)用中特別有利，其中響應(yīng)對(duì)于特定信號(hào)的客戶請(qǐng)求，單獨(dú)的水印可以被嵌入。
該信號(hào)最好是包括例如音頻音樂信號(hào)的視聽信號(hào)。例如本發(fā)明可以提供實(shí)用的、容易的當(dāng)被客戶請(qǐng)求時(shí)將專用的水印嵌入存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中的單個(gè)歌曲中的實(shí)施系統(tǒng)。
該預(yù)編碼器和重新編碼器最好可以但不是必須使用相同的或類似的編碼標(biāo)準(zhǔn)。另外，預(yù)編碼器和重新編碼器的編碼率可以不同，并且最好預(yù)編碼率高于重新編碼率。信號(hào)編碼系統(tǒng)的操作最好使用數(shù)字信號(hào)處理執(zhí)行，但是在一些實(shí)施例中，可以部分地或全部采用模擬信號(hào)處理。編碼輔助數(shù)據(jù)最好和重新編碼處理相適合并且可以排除障礙、促進(jìn)、增強(qiáng)或減少重新編碼器的處理。
在客戶服務(wù)器應(yīng)用中，預(yù)編碼可以對(duì)信號(hào)執(zhí)行一次(或者幾次)，而每次信號(hào)被請(qǐng)求時(shí)就執(zhí)行重新編碼。因此，由于重新編碼處理的復(fù)雜度降低，所以由于編碼輔助數(shù)據(jù)的產(chǎn)生引起的預(yù)編碼器的復(fù)雜度增加將是不顯著的。
最好，所有信號(hào)都是音頻信號(hào)，但是其它包括視聽信號(hào)的信號(hào)也可以被使用。該信號(hào)可以例如對(duì)應(yīng)于諸如一首歌或音頻片段的內(nèi)容項(xiàng)。
根據(jù)本發(fā)明的特性，預(yù)編碼器可操作地在預(yù)編碼的信號(hào)中包括編碼輔助數(shù)據(jù)。這可以提供編碼輔助數(shù)據(jù)的有效的存儲(chǔ)、控制、管理和分發(fā)。它例如可以允許當(dāng)恢復(fù)預(yù)編碼的信號(hào)時(shí)，自動(dòng)恢復(fù)編碼輔助數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，該預(yù)編碼器可操作地在預(yù)編碼的信號(hào)的至少一個(gè)輔助的數(shù)據(jù)段中包括編碼輔助數(shù)據(jù)。許多編碼標(biāo)準(zhǔn)包括輔助數(shù)據(jù)段，其包括不是編碼內(nèi)容信號(hào)的固有部分的數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)段可以提供用于編碼輔助數(shù)據(jù)的特別適合的存儲(chǔ)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，該存儲(chǔ)裝置可操作地存儲(chǔ)該編碼輔助數(shù)據(jù)。這提供一個(gè)實(shí)用的和有效的實(shí)施方式。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，該預(yù)編碼器可操作地產(chǎn)生與預(yù)編碼信號(hào)的編碼率不同的編碼數(shù)據(jù)率有關(guān)的編碼參數(shù)并且將該編碼參數(shù)包括在編碼輔助數(shù)據(jù)中。
這允許或方便了將該編碼輔助數(shù)據(jù)用于以不同編碼率重新編碼。因此，水印處理裝置也可以執(zhí)行速率轉(zhuǎn)換。由于重新編碼處理的可能的復(fù)雜度降低，所以在附加的數(shù)據(jù)率、與編碼輔助數(shù)據(jù)的產(chǎn)生有關(guān)的附加復(fù)雜度的增加是可接受的。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，編碼輔助數(shù)據(jù)包括編碼量化控制數(shù)據(jù)。量化控制數(shù)據(jù)可以確定比特的分布，并且因此在信號(hào)頻譜上確定量化噪聲的分布。例如，在MPEG層II，量化被比特分配數(shù)據(jù)控制，在MP3和從AAC中，量化被縮放因數(shù)數(shù)據(jù)控制。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，編碼輔助數(shù)據(jù)包括編碼縮放因數(shù)數(shù)據(jù)。參數(shù)包括在編碼輔助數(shù)據(jù)中是特別有利的?？s放因數(shù)數(shù)據(jù)可以有效地在重新編碼器處被重新使用并且由于縮放因數(shù)確定是編碼操作中最復(fù)雜的操作之一，因此可以實(shí)現(xiàn)顯著的復(fù)雜度降低。另外縮放因數(shù)可以適用于不同編碼率。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，編碼縮放因數(shù)數(shù)據(jù)包括與第一編碼率和第二編碼率之間的縮放因數(shù)偏移值有關(guān)的縮放因數(shù)偏移。除偏移之外，用于不同編碼率的縮放因數(shù)可以類似或者是可比較的。因此，通過只對(duì)于第二編碼率確定和/或存儲(chǔ)縮放因數(shù)偏移，需要更少的編碼輔助數(shù)據(jù)和/或處理。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，第一編碼率是預(yù)編碼數(shù)據(jù)信號(hào)的編碼率并且第二編碼數(shù)據(jù)率是已嵌入水印的編碼信號(hào)的編碼數(shù)據(jù)率。根據(jù)該特性，有效的速率轉(zhuǎn)換可以應(yīng)用在預(yù)編碼信號(hào)和嵌入水印的編碼信號(hào)之間。重新編碼可以是有效的，雖然只需要很少的編碼輔助數(shù)據(jù)和縮放因數(shù)的簡(jiǎn)單的確定。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，編碼輔助數(shù)據(jù)不包括縮放因數(shù)值。特別地，與編碼輔助數(shù)據(jù)中的縮放因數(shù)有關(guān)的唯一信息可以是縮放因數(shù)偏移(或者涉及不同編碼率的偏移)。這可以提供減少的處理以及特別的減少的存儲(chǔ)需要。在一些實(shí)施例中，其中輔助數(shù)據(jù)段被用于存儲(chǔ)編碼輔助數(shù)據(jù)，它可以允許編碼輔助數(shù)據(jù)適合于有限的存儲(chǔ)容量范圍。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，重新編碼器可操作地通過響應(yīng)于縮放因數(shù)偏移和與第一編碼率有關(guān)的縮放因數(shù)值確定重新編碼縮放因數(shù)來產(chǎn)生第二編碼率的嵌入水印的編碼信號(hào)。例如，重新編碼器可以通過從第一編碼率的現(xiàn)有的縮放因數(shù)中減去縮放因數(shù)偏移來簡(jiǎn)單地確定縮放因數(shù)。因此，該特性可以允許非常簡(jiǎn)單的和低復(fù)雜度的縮放因數(shù)確定。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，預(yù)編碼器可操作地用第二編碼率的縮放因數(shù)的變化版本代替預(yù)編碼的信號(hào)的縮放因數(shù)。這對(duì)于預(yù)編碼的信號(hào)可以產(chǎn)生較低的編碼帶寬，其對(duì)應(yīng)于第二編碼率。重新編碼器可以通過從預(yù)編碼信號(hào)的縮放因數(shù)中減去縮放因數(shù)偏移來確定對(duì)應(yīng)于第二編碼率的精確的縮放因數(shù)。該特性可以改進(jìn)重新編碼的信號(hào)的質(zhì)量，特別是在以下情形下即，在其中使用不同的編碼器并且對(duì)于第一和第二編碼率獲得的縮放因數(shù)之間的差異不能被縮放因數(shù)偏移充分精確地表示。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，編碼輔助數(shù)據(jù)包括實(shí)質(zhì)上和編碼率無關(guān)的編碼率獨(dú)立的編碼參數(shù)。編碼率獨(dú)立的編碼參數(shù)可以例如對(duì)于多個(gè)編碼率實(shí)質(zhì)上相等并且可以被編碼器直接使用，因此減少了處理的復(fù)雜度。編碼率獨(dú)立的編碼參數(shù)包括時(shí)間噪聲整形(TNS)參數(shù)，其例如用于AAC編碼標(biāo)準(zhǔn)以便改進(jìn)由于量化引起的編碼誤差的時(shí)間分布。編碼率獨(dú)立的編碼參數(shù)的另一例子是窗口切換參數(shù)，其用于例如AAC和mp3(MPEG-LIII)編碼標(biāo)準(zhǔn)以便控制在變換中使用的塊尺寸。長(zhǎng)塊一般用于偽-固定(pseudo-stationary)信號(hào)，而短塊用于更短暫的信號(hào)間隔。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，編碼輔助數(shù)據(jù)包括與第一編碼率有關(guān)的第一編碼參數(shù)并且重新編碼器包括用于響應(yīng)于第一編碼參數(shù)確定與第二編碼率有關(guān)的第一對(duì)應(yīng)編碼參數(shù)的裝置。
特別地，編碼參數(shù)作為編碼率的函數(shù)可以具有已知的或可預(yù)測(cè)的變化。重新編碼器可以評(píng)價(jià)該函數(shù)以便確定適合于第二編碼數(shù)據(jù)率的編碼參數(shù)的值。該特性可以允許方便的重新編碼。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，編碼輔助數(shù)據(jù)包括感知模型數(shù)據(jù)。感知模型數(shù)據(jù)典型地可以相對(duì)地與編碼率無關(guān)并且可以特別地適用于以不同的數(shù)據(jù)率重新編碼。該感知模型數(shù)據(jù)的格式最好可以是最適合于水印嵌入和/或重新編碼處理的格式。只有有限帶寬的感知模型數(shù)據(jù)可以被使用。另外，感知數(shù)據(jù)可以被轉(zhuǎn)換為與水印嵌入匹配的臨界頻帶，其不必與重新編碼器的那些參數(shù)相同。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，重新編碼器可操作地操作與預(yù)編碼器對(duì)齊的幀。這可以提供特別實(shí)用的實(shí)施方式并且特別地可以允許每幀被單獨(dú)和/或獨(dú)立地處理。
最好，該信號(hào)是音頻信號(hào)或視頻信號(hào)并且預(yù)編碼的信號(hào)最好根據(jù)MPEG音頻和/或視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)被預(yù)編碼。MPEG音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)例如可以是MPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)并且特別的可以是先進(jìn)音頻編碼(AAC)標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)本發(fā)明的不同特性，提供一種信號(hào)分發(fā)系統(tǒng)，包括如上所述的一個(gè)信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中預(yù)編碼器可操作地預(yù)編碼多個(gè)信號(hào)；存儲(chǔ)裝置可操作地存儲(chǔ)多個(gè)信號(hào)并且水印處理裝置可操作地在多個(gè)信號(hào)中單獨(dú)嵌入水印，并且還包括用于分發(fā)多個(gè)信號(hào)的裝置。
本發(fā)明從而可以促進(jìn)或允許在多個(gè)信號(hào)中單獨(dú)嵌入水印。嵌入在每個(gè)信號(hào)中的水印最好是不同的。用于分發(fā)的裝置特別的可以是用于連接到外部分發(fā)介質(zhì)諸如因特網(wǎng)的裝置。該特性特別適合于客戶-服務(wù)器應(yīng)用，其中中心服務(wù)器存儲(chǔ)大量可以由多個(gè)客戶單獨(dú)請(qǐng)求的內(nèi)容項(xiàng)信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種編碼信號(hào)的方法，其包括步驟接收一個(gè)信號(hào)；預(yù)編碼該信號(hào)以便產(chǎn)生一個(gè)預(yù)編碼的信號(hào)；根據(jù)該預(yù)編碼產(chǎn)生編碼輔助數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)該預(yù)編碼的信號(hào)；解碼該預(yù)編碼的信號(hào)以便產(chǎn)生一個(gè)解碼的信號(hào)；在該解碼的信號(hào)中插入水印以便產(chǎn)生嵌入水印的信號(hào)；以及響應(yīng)該編碼輔助數(shù)據(jù)重新編碼該嵌入水印的信號(hào)以便產(chǎn)生嵌入水印的編碼信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種信號(hào)編碼系統(tǒng)(100)，其包括用于接收信號(hào)的裝置(101)；預(yù)編碼器(103)，用于預(yù)編碼該信號(hào)以便產(chǎn)生第一編碼率的預(yù)編碼的信號(hào)并且可操作地產(chǎn)生包括縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)的編碼輔助數(shù)據(jù)，縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)表示與第一編碼率有關(guān)的至少一個(gè)縮放因數(shù)與不同于第一編碼率的第二編碼率有關(guān)的至少一個(gè)縮放因數(shù)之間的關(guān)聯(lián)；以及重新編碼器(117)，可操作地響應(yīng)于編碼輔助數(shù)據(jù)的縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)以第二編碼率重新編碼該信號(hào)或者預(yù)編碼的信號(hào)。
這可以提供基于編碼輔助數(shù)據(jù)的有效的重新編碼。用于第二編碼率的縮放因數(shù)的確定可能需要低復(fù)雜度和計(jì)算資源并且需要減少的數(shù)量的編碼輔助數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種編碼信號(hào)的方法，其包括步驟接收一個(gè)信號(hào)；以第一編碼率預(yù)編碼該信號(hào)以便產(chǎn)生預(yù)編碼的信號(hào)；產(chǎn)生包括縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)的編碼輔助數(shù)據(jù)，縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)表示與第一編碼率有關(guān)的至少一個(gè)縮放因數(shù)與不同于第一編碼率的第二編碼率有關(guān)的至少一個(gè)縮放因數(shù)之間的關(guān)聯(lián)；以及響應(yīng)于編碼輔助數(shù)據(jù)的縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)以第二編碼率重新編碼該信號(hào)或該預(yù)編碼的信號(hào)。
參照下面描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面、特性和優(yōu)點(diǎn)將是明顯的并且被闡明。


參照附圖，僅通過示例描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)編碼系統(tǒng)；以及圖2示出用于不同編碼率的縮放因數(shù)的示例。
具體實(shí)施例方式
下列描述集中在適用于音頻客戶服務(wù)器應(yīng)用的、允許訪問中心存儲(chǔ)的音頻內(nèi)容項(xiàng)的本發(fā)明的實(shí)施例上。然而，應(yīng)理解本發(fā)明不限于該應(yīng)用，而是可以應(yīng)用于許多其它信號(hào)編碼應(yīng)用。該實(shí)施例還參照示例編碼標(biāo)準(zhǔn)(先進(jìn)音頻編碼(AAC))來描述，但是很明顯本發(fā)明同樣應(yīng)用于許多其它編碼標(biāo)準(zhǔn)。
音頻下載服務(wù)的普及性不斷增加。在服務(wù)器側(cè)，覆蓋了廣泛范圍的歌曲的數(shù)據(jù)庫對(duì)于訂戶是可獲得的。在脫機(jī)預(yù)編碼階段，不同的商業(yè)模型在使用中。在更高級(jí)的音頻下載服務(wù)中，客戶可以單獨(dú)獲得壓縮的音頻內(nèi)容項(xiàng)的嵌入水印的拷貝。這適合下載內(nèi)容的單獨(dú)追蹤以及流傳送應(yīng)用(法庭追蹤)。
在這樣的應(yīng)用中，響應(yīng)于對(duì)于內(nèi)容項(xiàng)的請(qǐng)求，水印加入到未壓縮域中的內(nèi)容項(xiàng)中。內(nèi)容項(xiàng)隨后被編碼。為了節(jié)省在線存儲(chǔ)空間，數(shù)據(jù)庫總是以有損壓縮格式編碼，諸如AAC(先進(jìn)音頻編碼)。因此，需要在加入水印之前解碼該內(nèi)容并且得到的信號(hào)被重新編碼以便進(jìn)行分發(fā)。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)編碼系統(tǒng)100。示例實(shí)施例包括客戶-服務(wù)器下載應(yīng)用，其中客戶從中心服務(wù)器中恢復(fù)出音頻內(nèi)容。
信號(hào)編碼系統(tǒng)100包括接收器101，其可操作地從源(未示出)接收音頻信號(hào)。源可以是一個(gè)外部源或者可以是一個(gè)內(nèi)部源諸如可移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如光盤)。接收器101接收適合的格式的音頻信號(hào)，在描述的實(shí)施例中該適合的格式是數(shù)字脈沖編碼調(diào)制(PCM)信號(hào)。
接收器耦合到預(yù)編碼器103，其可操作地編碼該音頻信號(hào)為合適的預(yù)編碼的信號(hào)。在描述的實(shí)施例中，預(yù)編碼器執(zhí)行接收的PCM信號(hào)的AAC編碼，從而產(chǎn)生具有合適的編碼率的AAC預(yù)編碼信號(hào)。預(yù)編碼器103耦合到信號(hào)存儲(chǔ)器105并且可操作地將預(yù)編碼的信號(hào)存儲(chǔ)在信號(hào)存儲(chǔ)器105中。在特定實(shí)施例中，預(yù)編碼器103可以預(yù)編碼大量歌曲并且將它們中的每一個(gè)單獨(dú)存儲(chǔ)在信號(hào)存儲(chǔ)器105中。
預(yù)編碼器103還耦合到編碼輔助數(shù)據(jù)處理器107。編碼輔助數(shù)據(jù)處理器107可操作地產(chǎn)生編碼輔助數(shù)據(jù)，其可以促進(jìn)或輔助隨后預(yù)編碼信號(hào)的編碼或重新編碼。在描述的實(shí)施例中，編碼輔助數(shù)據(jù)主要涉及根據(jù)與預(yù)編碼器103相同的編碼標(biāo)準(zhǔn)來編碼信號(hào)，但是在其它實(shí)施例中也可以使用其它編碼標(biāo)準(zhǔn)，并且編碼輔助數(shù)據(jù)可以涉及該標(biāo)準(zhǔn)或者可以全部或部分與標(biāo)準(zhǔn)無關(guān)。在描述的實(shí)施例中，編碼輔助數(shù)據(jù)處理器107對(duì)于由預(yù)編碼器103預(yù)編碼的所有內(nèi)容項(xiàng)產(chǎn)生編碼輔助數(shù)據(jù)。
在圖1中，編碼輔助數(shù)據(jù)處理器107作為單獨(dú)的功能模塊被示出，但是應(yīng)理解，共同實(shí)施預(yù)編碼器103和編碼輔助數(shù)據(jù)處理器107也許更為實(shí)用。例如，概念地，預(yù)編碼器103可以執(zhí)行兩次，一次對(duì)于預(yù)編碼數(shù)據(jù)率(比方說192kbit/s)并且一次對(duì)于隨后的編碼率(比方說96kbit/s)。然而，對(duì)于大部分計(jì)算密集的模塊，結(jié)果與比特率無關(guān)，并且只有速率失真模塊可以實(shí)際上執(zhí)行兩次，對(duì)于每個(gè)比特率各執(zhí)行一次。特別地，由編碼輔助數(shù)據(jù)處理器107產(chǎn)生的編碼輔助數(shù)據(jù)可以包括通過在隨后的編碼率(比方說9kbit/s)編碼獲得的參數(shù)。對(duì)于從AAC，這些參數(shù)例如可以包括縮放因數(shù)、段數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)。在描述的實(shí)施例中，全部的預(yù)編碼的數(shù)據(jù)庫根據(jù)該程序被建立。
信號(hào)存儲(chǔ)器105被耦合到水印處理裝置109。水印處理裝置109包括耦合到信號(hào)存儲(chǔ)器105的解碼器111并且可操作地解碼恢復(fù)出的預(yù)編碼的信號(hào)。解碼器111耦合到水印嵌入器113并且可操作地將已解碼的信號(hào)提供給它。水印嵌入器113可操作地根據(jù)任何合適的算法將水印嵌入到已解碼的信號(hào)中。例如，水印嵌入器113可以可操作地根據(jù)專利合作條約專利申請(qǐng)WO 02/091374A1中描述的算法將水印嵌入到已解碼的信號(hào)中。因此，根據(jù)所描述的實(shí)施例，預(yù)編碼的信號(hào)例如可以是壓縮的信號(hào)，而已解碼的信號(hào)可以是未壓縮的信號(hào)。因此，該實(shí)施例提供了壓縮的信號(hào)的有效存儲(chǔ)與在未壓縮域中有效的水印嵌入的結(jié)合。
水印嵌入器113耦合到重新編碼器117，重新編碼器117可操作地重新編碼嵌入水印的信號(hào)以便產(chǎn)生嵌入水印的編碼信號(hào)。嵌入水印的編碼信號(hào)最好是壓縮編碼的信號(hào)并且典型地壓縮為比預(yù)編碼信號(hào)的編碼率更低的編碼率。
水印處理裝置還包括耦合到信號(hào)存儲(chǔ)器105的編碼輔助數(shù)據(jù)恢復(fù)器115。編碼輔助數(shù)據(jù)恢復(fù)器115可操作地恢復(fù)與當(dāng)前被嵌入水印的內(nèi)容項(xiàng)相聯(lián)系的編碼輔助數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，解碼器111可以自動(dòng)恢復(fù)預(yù)編碼信號(hào)和編碼輔助數(shù)據(jù)，并且在一些實(shí)施例中編碼輔助數(shù)據(jù)恢復(fù)器115可以耦合到解碼器111而不是信號(hào)存儲(chǔ)器105。后一種的典型情形是當(dāng)輔助數(shù)據(jù)在比特流的輔助數(shù)據(jù)部分中傳送時(shí)。
編碼輔助數(shù)據(jù)恢復(fù)器115還耦合到重新編碼器117并且可操作地提供編碼輔助數(shù)據(jù)到這。重新編碼器117可操作地使用包含在編碼輔助數(shù)據(jù)中的部分或全部信息來重新編碼已嵌入水印的信號(hào)。這可以顯著改進(jìn)主觀質(zhì)量并且促進(jìn)和減少重新編碼處理所需要的處理和復(fù)雜度，從而顯著減少復(fù)雜度并且增加水印處理單元109的能力。
重新編碼器117耦合到分發(fā)處理器119，分發(fā)處理器119可操作地分發(fā)已嵌入水印的編碼信號(hào)到一或多個(gè)客戶。在所描述的實(shí)施例中，分發(fā)處理器119包括到因特網(wǎng)的接口從而通過現(xiàn)有非專用裝置來分發(fā)內(nèi)容項(xiàng)。
從而，在所描述的實(shí)施例中，內(nèi)容項(xiàng)被請(qǐng)求，內(nèi)容項(xiàng)的預(yù)編碼的比特流被解碼并且內(nèi)容被嵌入水印。在重新編碼階段，使用編碼輔助數(shù)據(jù)諸如縮放因數(shù)、段數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)來編碼嵌入水印的內(nèi)容。其它編碼輔助數(shù)據(jù)，包括諸如TNS和塊切換數(shù)據(jù)的信息，被從預(yù)編碼信號(hào)比特流中直接復(fù)制。因此，重新編碼器可以只需要基于在段數(shù)據(jù)中傳送的可獲得的編碼本信息來執(zhí)行量化和編碼。由于嵌入水印，很可能縮放的頻譜系數(shù)不適合預(yù)先選擇的編碼本。在這種情況中，可以對(duì)編碼本的邊界執(zhí)行限幅。已經(jīng)驗(yàn)證限幅發(fā)生在少于0.1％的情況中并且不會(huì)消極地影響感知的音頻質(zhì)量。
應(yīng)理解實(shí)際應(yīng)用可以包括進(jìn)一步的功能，用于從客戶接收請(qǐng)求，分發(fā)內(nèi)容項(xiàng)到客戶，在信號(hào)存儲(chǔ)器中管理和建立內(nèi)容項(xiàng)的集合等等。然而，該功能的實(shí)施對(duì)于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來說是公知的并且為了清楚和簡(jiǎn)便本文中不再贅述。
最好，在信號(hào)存儲(chǔ)器105中，編碼輔助數(shù)據(jù)不單獨(dú)存儲(chǔ)，而是包括在預(yù)編碼信號(hào)本身中。許多編碼標(biāo)準(zhǔn)允許包括不是信號(hào)的解碼直接需要的附加數(shù)據(jù)。從而許多編碼標(biāo)準(zhǔn)允許編碼信號(hào)包括輔助數(shù)據(jù)段，其中可以包括附加數(shù)據(jù)。例如，從AAC允許數(shù)據(jù)包括在輔助數(shù)據(jù)段即數(shù)據(jù)流單元(DSE)或填充單元(FIL)中。通過將編碼輔助數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在預(yù)編碼信號(hào)本身中，編碼輔助數(shù)據(jù)可以隨預(yù)編碼信號(hào)被自動(dòng)存儲(chǔ)、恢復(fù)和分發(fā)，從而易于操作。
在所描述的實(shí)施例中，重新編碼器117可操作地從編碼輔助數(shù)據(jù)中產(chǎn)生編碼參數(shù)，所述編碼輔助數(shù)據(jù)可以用于嵌入水印信號(hào)的重新編碼。在所描述的實(shí)施例中，預(yù)編碼信號(hào)和嵌入水印的編碼信號(hào)的編碼率是不同的，并且特別地重新編碼器117的編碼率低于預(yù)編碼信號(hào)的編碼率。從而例如，192kbps的預(yù)編碼信號(hào)被在96kbps重新編碼。在一些實(shí)施例中，重新編碼器117的編碼率可以改變并且特別地可以例如響應(yīng)于用戶的請(qǐng)求隨每個(gè)內(nèi)容項(xiàng)變化。
重新編碼器117可操作地處理編碼輔助數(shù)據(jù)以便使它適合于所采用的編碼率。在一些實(shí)施例中，編碼輔助數(shù)據(jù)可以包括涉及不同數(shù)據(jù)速率的編碼參數(shù)并且重新編碼器117可以只選擇和使用適合于當(dāng)前編碼率的編碼參數(shù)。用實(shí)驗(yàn)方法，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)為了音頻水印的最佳可檢測(cè)性，預(yù)編碼從AAC比特率最好高于重新編碼比特率。
特別地，一些編碼參數(shù)實(shí)質(zhì)可以與編碼率無關(guān)，并且重新編碼器117可以直接使用這些參數(shù)。在一些情況中，這些編碼參數(shù)可以固有地包含在預(yù)編碼信號(hào)(而不是分離地或在輔助數(shù)據(jù)段中)中并且可以直接從預(yù)編碼信號(hào)中提取并且用于重新編碼處理。
這樣的參數(shù)的例子是縮放因數(shù)的帶寬。對(duì)于較高的編碼率，可能較高數(shù)量的縮放因數(shù)被編碼。在那種情況下，用于較高編碼率的縮放因數(shù)可以編碼達(dá)到針對(duì)較低比特率獲得的縮放因數(shù)索引。這樣的參數(shù)的其它例子是從AAC編碼標(biāo)準(zhǔn)的TNS和塊切換參數(shù)。
在一些實(shí)施例中，預(yù)編碼器103可操作地產(chǎn)生與其它編碼率而不是預(yù)編碼信號(hào)的編碼率有關(guān)的編碼數(shù)據(jù)。例如，預(yù)編碼器103可以以第二編碼率產(chǎn)生諸如縮放因數(shù)、段數(shù)據(jù)和脈沖數(shù)據(jù)的編碼參數(shù)。這些編碼參數(shù)可以包括在編碼輔助數(shù)據(jù)中并且存儲(chǔ)在預(yù)編碼信號(hào)的輔助數(shù)據(jù)段中并且隨后用于重新編碼。
附加地或可選地，編碼輔助數(shù)據(jù)可以包括編碼參數(shù)，該編碼參數(shù)不是直接取得或適合于重新編碼率，而是可以被處理以導(dǎo)出被重新編碼器117使用的編碼參數(shù)。例如，一些編碼參數(shù)可以具有與編碼率的預(yù)定的或預(yù)估的關(guān)系。特別地，一些編碼參數(shù)的變化作為編碼率的函數(shù)可以精確地或大致地知道，并且該函數(shù)可以應(yīng)用于編碼輔助數(shù)據(jù)的編碼參數(shù)以便找到用于重新編碼器117的編碼率的合適的值。
編碼參數(shù)的具體的例子包括指示哪個(gè)編碼本用于哪個(gè)縮放因數(shù)頻帶的段數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)理解，編碼本可用于將縮放的和量化的頻譜系數(shù)轉(zhuǎn)換為可變長(zhǎng)度霍夫曼編碼字。
另一例子是用于表示頻譜系數(shù)中的界外值(outlier)的脈沖數(shù)據(jù)。在頻譜數(shù)據(jù)中的高動(dòng)態(tài)的情況下，可以有益的提取單個(gè)頻譜分量以便可以采用較低復(fù)雜度的編碼本。脈沖數(shù)據(jù)描述這些提取的分量的位置和幅度。
作為另一例子，編碼輔助數(shù)據(jù)可以包括編碼縮放因數(shù)數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)理解，縮放因數(shù)被用于在量化之前縮放頻譜數(shù)據(jù)。頻譜系數(shù)的幅值被減少的越多，量化越粗糙。典型地，每幀的每縮放因數(shù)頻帶存在一個(gè)縮放因數(shù)?？s放因數(shù)頻帶表示寬度大約相當(dāng)于臨界頻帶的一組余弦變換系數(shù)。
在一些實(shí)施例中，與重新編碼器117的編碼率有關(guān)的縮放因數(shù)可以由預(yù)編碼器103確定并且作為編碼輔助數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
然而，最好，編碼輔助數(shù)據(jù)不包括具體的縮放因數(shù)而包括縮放因數(shù)偏移值，該縮放因數(shù)偏移值可以應(yīng)用于預(yù)編碼信號(hào)的縮放因數(shù)以便產(chǎn)生不同編碼率的縮放因數(shù)。例如，在該實(shí)施例中，重新編碼器117可以通過提取預(yù)編碼信號(hào)的縮放因數(shù)并且通過編碼輔助數(shù)據(jù)的縮放因數(shù)偏移值來偏移這些縮放因數(shù)，從而僅僅產(chǎn)生用于第二編碼率的縮放因數(shù)。
作為一個(gè)具體的例子，在從AAC編碼中，縮放因數(shù)被采用以便將頻譜數(shù)據(jù)縮放為適合由量化器量化的范圍?？s放因數(shù)直接控制量化誤差。在每個(gè)縮放因數(shù)頻帶計(jì)算縮放因數(shù)?？s放因數(shù)頻帶的帶寬在很大程度上對(duì)應(yīng)臨界頻帶?？s放因數(shù)曲線的形狀主要由頻譜信號(hào)能量和遮蔽的閾值確定?？s放因數(shù)曲線的偏移主要由編碼率確定。當(dāng)用相同編碼器在兩個(gè)編碼率編碼信號(hào)時(shí)，縮放因數(shù)曲線的形狀通常是可比較的。如果使用不同的編碼器，在縮放因數(shù)中可以發(fā)生較大的偏差。偏移和(依賴于編碼率之間的差異)有效(非零)縮放因數(shù)的數(shù)量將因編碼率的不同而不同。
圖2示出用于不同編碼率的縮放因數(shù)的例子。特別地，圖2示出用于64kbit/s AAC編碼信號(hào)201和128kbit/s AAC編碼信號(hào)203的縮放因數(shù)的例子。如所看到的，縮放因數(shù)中的移位在頻譜上相當(dāng)恒定。而且也注意到，針對(duì)128kbit/s獲得的縮放因數(shù)的數(shù)量高于針對(duì)64kbit/s獲得的縮放因數(shù)的數(shù)量。這是由于對(duì)于較高比特率獲得的較高的編碼帶寬。
對(duì)于AAC差分編碼，縮放因數(shù)與標(biāo)記為‘整體_增益(global_gain)’的第一非零縮放因數(shù)有關(guān)。典型地，對(duì)于64kbit/s的編碼率，縮放因數(shù)數(shù)據(jù)需要大約6kbit/s的數(shù)據(jù)率。這可以通過差分編碼縮放因數(shù)而被減少到只有幾kbit/s。對(duì)于進(jìn)一步的比特率減少，預(yù)編碼信號(hào)的縮放因數(shù)可以被較低編碼率的縮放因數(shù)的變化版本(shifted version)代替。該偏移相當(dāng)于與比特流有關(guān)的縮放因數(shù)曲線之間的全部偏移。從而，在該實(shí)施例中，水印處理裝置的解碼器恢復(fù)縮放因數(shù)并且在解碼預(yù)編碼信號(hào)之前通過編碼輔助數(shù)據(jù)的縮放因數(shù)偏移來偏移這些縮放因數(shù)。重新編碼器可以直接恢復(fù)預(yù)編碼信號(hào)的縮放因數(shù)并且將這些縮放因數(shù)用于重新編碼。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)理解使用縮放因數(shù)偏移的編碼輔助數(shù)據(jù)可以用于重新編碼，而不管水印嵌入是否已執(zhí)行。
最好，預(yù)編碼器、解碼器和重新編碼器操作已對(duì)齊的幀。水印的加入將導(dǎo)致頻譜系數(shù)的非常小的改變并且因此重新量化這些值將導(dǎo)致解碼后實(shí)質(zhì)上相同的頻譜系數(shù)。因此應(yīng)注意，對(duì)于具有充分的魯棒性的成功的水印加入，用于表示信號(hào)存儲(chǔ)器中的頻譜系數(shù)的編碼率最好高于重新編碼后的速率。
本發(fā)明可以實(shí)施為任何合適的形式包括硬件、軟件、固件或這些的任意組合。然而，最好，本發(fā)明至少部分實(shí)施為在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器和/或數(shù)字信號(hào)處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)軟件。本發(fā)明實(shí)施例的元件和部分可以任何合適的方式物理上、功能上和邏輯上實(shí)施。實(shí)際上，功能性可以在單個(gè)裝置中實(shí)施，在多個(gè)裝置中實(shí)施或作為其它功能性裝置的一部分。因而，本發(fā)明可以實(shí)施為單個(gè)裝置或可以物理上和功能上分布在不同的裝置和處理器之間。
雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是不意圖限于這里列出的特定形式。相反，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求限定。在權(quán)利要求中，單詞‘包括’不排除存在其它元件或步驟。此外，雖然單獨(dú)列出多個(gè)裝置、元件或方法步驟，但是也可以由例如單個(gè)裝置或處理器實(shí)施。另外，雖然單個(gè)特征可以包括在不同的權(quán)利要求中，但是這些特征也可能有利地結(jié)合，并且在不同權(quán)利要求中的內(nèi)容物不意味著特征的組合是不可行的和/或有利的。另外，單一的參照號(hào)不排除多個(gè)。從而參照號(hào)“一個(gè)”、“第一”、“第二”等等不排除多個(gè)。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)編碼系統(tǒng)(100)，其包括用于接收信號(hào)的裝置(101)；預(yù)編碼器(103)，用于預(yù)編碼該信號(hào)以便產(chǎn)生預(yù)編碼的信號(hào)；水印處理裝置(109)，其包括解碼器(111)，用于解碼該預(yù)編碼的信號(hào)以便產(chǎn)生解碼的信號(hào)，水印嵌入器(113)，用于在該解碼的信號(hào)中插入水印以便產(chǎn)生嵌入水印的信號(hào)，重新編碼器(117)，用于重新編碼該嵌入水印的信號(hào)以便產(chǎn)生嵌入水印的編碼信號(hào)；以及其中該預(yù)編碼器(103)可操作為產(chǎn)生編碼輔助數(shù)據(jù)并且該重新編碼器(117)可操作為響應(yīng)該編碼輔助數(shù)據(jù)重新編碼嵌入水印的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該預(yù)編碼器(103)可操作地將該編碼輔助數(shù)據(jù)包括在該預(yù)編碼信號(hào)中。
3.如權(quán)利要求2中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該預(yù)編碼器(103)可操作地將該編碼輔助數(shù)據(jù)包括在該預(yù)編碼信號(hào)的至少一個(gè)輔助數(shù)據(jù)段中。
4.如權(quán)利要求1中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，還包括存儲(chǔ)裝置(105)，用于存儲(chǔ)該預(yù)編碼信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該存儲(chǔ)裝置(105)可操作地存儲(chǔ)該編碼輔助數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該預(yù)編碼器(103)可操作地產(chǎn)生與不同于該預(yù)編碼信號(hào)編碼率的編碼數(shù)據(jù)率有關(guān)的編碼參數(shù)并且將該編碼參數(shù)包括在編碼輔助數(shù)據(jù)中。
7.如權(quán)利要求1中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該編碼輔助數(shù)據(jù)包括編碼量化控制數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該編碼輔助數(shù)據(jù)包括編碼縮放因數(shù)數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該編碼縮放因數(shù)數(shù)據(jù)包括與第一編碼率和第二編碼率之間的縮放因數(shù)偏移值有關(guān)的縮放因數(shù)偏移。
10.如權(quán)利要求9中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該第一編碼率是該預(yù)編碼數(shù)據(jù)信號(hào)的編碼率并且該第二編碼數(shù)據(jù)率是該嵌入水印的編碼信號(hào)的編碼率。
11.如權(quán)利要求9中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該編碼輔助數(shù)據(jù)不包括縮放因數(shù)值。
12.如權(quán)利要求9中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該重新編碼器可操作地通過響應(yīng)該縮放因數(shù)偏移和與該第一編碼率有關(guān)的縮放因數(shù)值來確定重新編碼縮放因數(shù)，從而產(chǎn)生該第二編碼率的嵌入水印的編碼信號(hào)。
13.如權(quán)利要求9中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該預(yù)編碼器可操作地由該第二編碼率的縮放因數(shù)的變化版本來代替該預(yù)編碼信號(hào)的縮放因數(shù)。
14.如權(quán)利要求1中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該編碼輔助數(shù)據(jù)包括實(shí)質(zhì)上與該編碼率無關(guān)的編碼率獨(dú)立的編碼參數(shù)。
15.如權(quán)利要求1中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該編碼輔助數(shù)據(jù)包括與第一編碼率有關(guān)的第一編碼參數(shù)，并且該重新編碼器包括用于響應(yīng)該第一編碼參數(shù)確定與第二編碼率有關(guān)的第一對(duì)應(yīng)編碼參數(shù)的裝置。
16.如權(quán)利要求1中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該編碼輔助數(shù)據(jù)包括感知模型數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求1中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該重新編碼器(117)可操作地操作與該預(yù)編碼器(103)對(duì)齊的幀。
18.如權(quán)利要求1中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該信號(hào)是音頻信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中根據(jù)MPEG音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)預(yù)編碼該預(yù)編碼信號(hào)。
20.如權(quán)利要求1中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該信號(hào)是視頻信號(hào)。
21.一種包括如權(quán)利要求4中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)的信號(hào)分配系統(tǒng)，其中該預(yù)編碼器(103)可操作地預(yù)編碼多個(gè)信號(hào)；該存儲(chǔ)裝置(105)可操作地存儲(chǔ)多個(gè)信號(hào)并且該水印處理裝置(109)可操作地單獨(dú)地在多個(gè)信號(hào)中嵌入水印，并且還包括用于分發(fā)該多個(gè)信號(hào)的裝置(119)。
22.一種編碼信號(hào)的方法，其包括步驟接收一個(gè)信號(hào)；預(yù)編碼該信號(hào)以便產(chǎn)生一個(gè)預(yù)編碼的信號(hào)；產(chǎn)生與所述預(yù)編碼有關(guān)的編碼輔助數(shù)據(jù)；解碼該預(yù)編碼的信號(hào)以便產(chǎn)生一個(gè)解碼的信號(hào)；在該解碼的信號(hào)中插入水印以便產(chǎn)生嵌入水印的信號(hào)；以及響應(yīng)該編碼輔助數(shù)據(jù)重新編碼該嵌入水印的信號(hào)以便產(chǎn)生嵌入水印的編碼信號(hào)。
23.一種信號(hào)編碼系統(tǒng)(100)，其包括用于接收信號(hào)的裝置(101)；預(yù)編碼器(103)，用于預(yù)編碼該信號(hào)以便產(chǎn)生第一編碼率的預(yù)編碼的信號(hào)并且可操作地產(chǎn)生包括縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)的編碼輔助數(shù)據(jù)，縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)表示與第一編碼率有關(guān)的至少一個(gè)縮放因數(shù)和與不同于該第一編碼率的第二編碼率有關(guān)的至少一個(gè)縮放因數(shù)之間的關(guān)聯(lián)；以及重新編碼器(117)，可操作地響應(yīng)編碼輔助數(shù)據(jù)的縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)以第二編碼率重新編碼該預(yù)編碼的信號(hào)。
24.如權(quán)利要求23中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該預(yù)編碼器(103)可操作地將該編碼輔助數(shù)據(jù)包括在該預(yù)編碼信號(hào)中。
25.如權(quán)利要求23中所述的信號(hào)編碼系統(tǒng)，其中該預(yù)編碼器可操作地用該第二編碼率的縮放因數(shù)的變化版本代替該預(yù)編碼信號(hào)的縮放因數(shù)。
26.一種編碼信號(hào)的方法，其包括步驟接收一個(gè)信號(hào)；預(yù)編碼該信號(hào)以便以第一編碼率產(chǎn)生預(yù)編碼的信號(hào)；產(chǎn)生包括縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)的編碼輔助數(shù)據(jù)，縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)表示與該第一編碼率有關(guān)的至少一個(gè)縮放因數(shù)和與不同于該第一編碼率的第二編碼率有關(guān)的至少一個(gè)縮放因數(shù)之間的關(guān)聯(lián)；以及響應(yīng)于該編碼輔助數(shù)據(jù)的縮放因數(shù)偏移數(shù)據(jù)以該第二編碼率重新編碼該信號(hào)或該預(yù)編碼的信號(hào)。
27.一種能夠執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求22或26的方法的計(jì)算機(jī)程序。
28.一種包括如權(quán)利要求27中所述的計(jì)算機(jī)程序的記錄載體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信號(hào)編碼系統(tǒng)(100)。預(yù)編碼器(103)編碼信號(hào)并且產(chǎn)生預(yù)編碼的信號(hào)。另外，該預(yù)編碼器(103)產(chǎn)生與該預(yù)編碼信號(hào)一起存儲(chǔ)在信號(hào)存儲(chǔ)器(105)中的編碼輔助數(shù)據(jù)。當(dāng)從該信號(hào)存儲(chǔ)器(105)中恢復(fù)該信號(hào)時(shí)，它在解碼器(111)中被解碼并且水印插入到該解碼的信號(hào)中以便產(chǎn)生嵌入水印的信號(hào)。然后該嵌入水印的信號(hào)在重新編碼器(117)中被重新編碼，可能是以不同的編碼率。該重新編碼器(117)可操作地響應(yīng)該編碼輔助數(shù)據(jù)來重新編碼該嵌入水印的信號(hào)。從而，編碼輔助數(shù)據(jù)可以在存儲(chǔ)之前在編碼中產(chǎn)生并且該編碼輔助數(shù)據(jù)當(dāng)恢復(fù)時(shí)可以用于促進(jìn)嵌入水印的信號(hào)的重新編碼。本發(fā)明對(duì)于只執(zhí)行一次預(yù)編碼而頻繁執(zhí)行重新編碼的應(yīng)用諸如客戶－服務(wù)器音樂下載應(yīng)用尤其有利。
文檔編號(hào)G10L19/018GK1867970SQ200480030493
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者L·M·范德科克霍夫, A·W·J·烏門 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司