TWI450266B - 電子裝置及音頻資料的解碼方法 - Google Patents

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Description

電子裝置及音頻資料的解碼方法
本發明涉及多媒體資訊安全，尤其涉及一種電子裝置及音頻資料的解碼方法。
申請人已予2011年1月17日提出申請號201110009347.9“電子裝置及音頻資料的版權保護方法”的專利申請，其中記錄了電子裝置及音頻資料的版權保護方法。該電子裝置及音頻資料的版權保護方法通過偵測左右聲道內容之包絡值的差異性，並將數位版權資訊分別載入於左右聲道音頻內。所述方法包括下列步驟：自所述電子裝置之音頻源的音頻信號截取左音頻信號值與右音頻信號值；計算每一個左音頻信號值與每一個右音頻信號值多個包絡值；根據所述包絡值計算取得對應所述音頻信號值的包絡差異值；根據所述包絡差異值決定至少一個時槽，其中所述時槽由包絡差異值對應的音頻信號值所構成，其中每一個包絡差異值大於門檻值，且所述時槽的時間長度大於預設時間值；對所述音頻信號值之左音頻信號值與右音頻信號值進行調變；以及根據調變結果，將數位版權資訊寫入所述時槽中的對應位置。但是，該申請中並未揭露如何對載入後的音頻信號進行解碼，將隱藏於電子裝置左右聲道音頻內的數位版權資訊提取出來，從而實現音頻資料的版權保護與追蹤。
有鑒於此，需提供一種音頻資料的解碼方法及電子裝置。
所述音頻資料的解碼方法包括步驟：自所述電子裝置之音頻源的多個音頻信號截取多個左音頻信號值與多個右音頻信號值；計算每一個左音頻信號值的多個第一包絡值與每一個右音頻信號值的多個第二包絡值，並且計算包絡值之差異值的絕對值；偵測每一個包絡差異值大於門檻值的時槽，並從該些時槽中找出時間長度均大於預設時間值的時槽；將找出的時槽與左音頻信號值及右音頻信號值分別相乘後將左右聲道相減；以及從相減後得到的信號流的波形中尋找符合一或若干預定比例的形狀，並解碼出該預定比例的形狀對應的數位版權資訊。
所述電子裝置包括一截取模組，用於自所述電子裝置之音頻源的多個音頻信號截取多個左音頻信號值與多個右音頻信號值；一處理模組，用於計算每一個左音頻信號值的多個第一包絡值與每一個右音頻信號值的多個第二包絡值，並且計算包絡值之差異值的絕對值；一偵測模組，用於偵測每一個包絡差異值大於門檻值的時槽，並從該些時槽中找出時間長度均大於預設時間值的時槽；以及一解碼模組，用於將找出的時槽與左音頻信號值及右音頻信號值分別相乘後將左右聲道相減，及從相減後得到的信號流的波形中尋找一或若干符合比例的形狀，並解碼出該預定比例的形狀對應的數位版權資訊。
本發明的電子裝置及音頻資料的解碼方法可借由解碼出的資訊追蹤音頻資料的來源，從而對音頻資料進行版權保護與追蹤。
請本申請為將隱藏於電子裝置左右聲道音頻內的數位版權資訊提取出來，從而實現音頻資料的版權保護與追蹤。其中，數位版權資訊可為所述電子裝置的硬體序號。所述數位版權資訊，例如硬體序號，為一串固定長度的二進位字元串。
圖1為本發明一種實施方式之電子裝置的模組架構圖。
所述電子裝置100包括一截取模組110、一存儲模組120、一低通濾波器130、一處理模組140、一偵測模組150、一寫入模組160及一解碼模組170。
在將數位版權資訊寫入音源信號時，所述截取模組110用於自電子裝置100之原始身歷聲音源的音頻信號AS1～n 中分別截取左右聲道中的左音頻信號值LAS1～n 與右音頻信號值RAS1～n 。所述截取模組110分別對左右音頻信號值LAS1～n 與RAS1～n 執行取絕對值運算。所述存儲模組120用於存儲所述音頻截取模組110取得之左音頻信號值LAS1～n 、右音頻信號值RAS1～n 以及數位版權資訊。所述低通濾波器130分別對左音頻信號值LAS1～n 與右音頻信號值RAS1～n 進行濾波處理，以去除雜訊信號。所述音頻處理模組140利用移動平均法（Moving Average Method）分別計算每一個左音頻信號值LASn 與每一個右音頻信號值RASn 的包絡值LE1～n 與RE1～n ，並且計算每一個左音頻信號的包絡值LEn 與每一個右音頻信號的包絡值REn 之差異值的絕對值EDn （例如，EDn =Abs(REn -LEn )）。所述偵測模組150根據包絡差異值曲線，偵測每一個包絡差異值大於一門檻值的時槽，並從該些時槽中找出時間長度均大於一預設時間值的時槽。所述寫入模組160用於將所述存儲模組120中的數位版權資訊轉換成二進位字元串，對所述音頻信號值ASa1～an 之左音頻信號值LASa1～an 與右音頻信號值RASa1～an 進行調變；以及根據調變結果，將二進位字元串依次寫入所述時槽中的對應位置(具體方法請參考2011年1月17日提出申請號201110009347.9“電子裝置及音頻資料的版權保護方法”的專利申請)。
在解碼過程中，截取模組110用於自電子裝置中有隱藏數位版權資訊的身歷聲音源的音頻信號BQ1～n 中分別截取左右聲道中的左音頻信號值LBQ1～n 與右音頻信號值RBQ1～n 。所述截取模組110分別對左右音頻信號值LBQ1～n 與RBQ1～n 執行取絕對值運算。
所述存儲模組120用於存儲所述音頻截取模組110取得之左音頻信號值LBQ1～n 及右音頻信號值RBQ1～n 。
所述低通濾波器130分別對左音頻信號值LBQ1～n 與右音頻信號值RBQ1～n 進行濾波處理，以去除雜訊信號。
所述處理模組140利用移動平均法分別計算每一個左音頻信號值LBQ1～n 的多個包絡值LE1～n ‘ 與每一個右音頻信號值RBQ1～n 的多個包絡值RE1～n ‘ ，並且計算取得每一相同時間點對應的包絡值LEn ‘ 與包絡值REn ‘ 之差異值的絕對值（例如，EDn ‘ =Bbs(REn ‘ -LEn ‘ )）。所述計算用以獲得左右音頻信號值LBQ1～n 及RBQ1～n 隨時間變化的差異值。
所述偵測模組150偵測每一個包絡差異值大於門檻值的時槽，並從該些時槽中找出時間長度均大於預設時間值的時槽。
所述解碼模組170將找出的這些時槽與左音頻信號值LBQ1～n 與右音頻信號值RBQ1～n 相乘產生LM1～n 及RM1～n ，後將左右聲道相減得到信號流DM1～n （DM1～n =LM1～n -RM1～n ）。
在將數位版權資訊寫入音源信號時，以一個時槽為例，若欲寫入的數位版權資訊為資訊元“0”（Symbol 0），則所述時槽中之連續5（以5為例進行說明）個左音頻信號值所構成的波形被調製為反U型的形狀，連續5個右音頻信號值所構成的波形被調製為U型的形狀。由此可知，若音源信號中隱藏有數位音頻資訊，則將左右聲道相減而得到的信號流的波形根據欲寫入的數位版權資訊為資訊元“0”（Symbol 0）或資訊元“1”（Symbol 1）而對應為反U型的形狀或U型的形狀。
所述解碼模組170從信號流DM1～n 的波形中尋找符合比例的U型的形狀及反U型的形狀的波形，解碼出寫入的數位版權資訊為資訊元“0”（Symbol 0）或信息元“1”（Symbol 1）。
所述解碼模組170以此方法解碼出隱藏於電子裝置左右聲道音頻內的二進位字元串，並根據該二進位字元串得到該電子裝置100的硬體序號，從而實現音頻資料的版權保護與追蹤。
圖2為本發明一種實施方式之音頻資料的版權保護方法的步驟流程示意圖。
利用所述截取模組110自電子裝置100中有隱藏數位版權資訊的身歷聲音源的音頻信號BQ1～n 中分別截取左右聲道中的左音頻信號值LBQ1～n 與右音頻信號值RBQ1～n （步驟S201）。
利用所述截取模組110分別對左右音頻信號值LBQ1～n 與RBQ1～n 執行取絕對值運算（步驟S202）。
利用低通濾波器分別對左音頻信號值LBQ1～n 與右音頻信號值RBQ1～n 進行濾波處理，以去除雜訊信號（步驟S203）。
利用移動平均法分別計算與每一個右音頻信號值LBQ1～n 的多個第一包絡值LE1～n ‘ 與每一個右音頻信號值RBQ1～n 的多個第二包絡值與RE1～n ‘ （步驟S204），並且計算每一相同時間點對應的包絡值LEn ‘ 與包絡值REn ‘ 之差異值的絕對值（例如，EDn ‘ =Bbs(REn ‘ -LEn ‘ )）（步驟S205）。
利用所述偵測模組150偵測每一個包絡差異值大於門檻值的時槽（步驟S206），並從該些時槽中找出連續時間長度均大於預設時間值的時槽（步驟S207）。
利用所述解碼模組170將找出的這些時槽標示為可能隱藏數位版權資訊的時槽，並將這些時槽與左音頻信號值LBQ1～n 與右音頻信號值RBQ1～n 相乘產生LM1～n 及RM1～n （步驟S208），後將左右聲道相減得到信號流DM1～n （DM1～n =LM1～n -RM1～n ）（步驟S209）。
利用所述解碼模組170從信號流DM1～n 的波形中尋找符合比例的U型的形狀及反U型的形狀的波形，從而解碼出寫入的數位版權資訊為資訊元“0”（Symbol 0）或資訊元“1”（Symbol 1）（步驟S210）。
利用所述解碼模組170解碼出隱藏於電子裝置100左右聲道音頻內的二進位字元串，並根據該二進位字元串得到數位版權資訊（步驟S211）。
圖3為本發明優選實施方式下三種符合比例的U型的形狀的波形。
判斷波形中符合比例的U型的形狀的方法可通過採集該波形上連續5（以5為例）個時槽之音頻信號值，判斷是否符合圖3中的三種類型的音頻信號值特徵而確定，A、 P1 、P2 、P3、 P4 、B分別表示連續5個時槽的端點，方便起見，下麵用A、 P1 、P2 、P3、 P4 、B表示該些點對應之音頻信號值。第一種類型的音頻信號值特徵如下：A=B，P1=(A+B)/2+I1，P2=(A+B)/2+I2，P3=P2=(A+B)/2+I2，P4=P2=(A+B)/2+I1；第二種類型音頻信號值的特徵如下：A<B，P1=(A+B)/2-I1，P2=B+I2，P3=P2=B+I2，P4=B+I1；第三種類型的音頻信號值特徵如下：A>B，P1=A+I1， P2=A+I2， P3=P2=A+I2，P4=P2=(A+B)/2+I1。其中，I1及I2代表兩個正數值，可根據具體的波形而定，在不同的波形下值可能不同。
本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明，而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。
100．．．電子裝置
110．．．截取模組
120．．．存儲模組
130．．．低通濾波器
140．．．處理模組
150．．．偵測模組
160．．．寫入模組
170．．．解碼模組
圖1係本發明一種實施方式之電子裝置的模組架構圖。
圖2係本發明一種實施方式之音頻資料的版權保護方法的步驟流程示意圖。
圖3係本發明優選實施方式下三種符合比例的U型的形狀的波形。
100．．．電子裝置
110．．．截取模組
120．．．存儲模組
130．．．低通濾波器
140．．．處理模組
150．．．偵測模組
160．．．寫入模組
170．．．解碼模組

Claims (11)

  1. 一種音頻資料的解碼方法，使用於電子裝置，其改良在於，所述方法包括：
    自所述電子裝置之音頻源的多個音頻信號截取多個左音頻信號值與多個右音頻信號值；
    計算每一個左音頻信號值的多個第一包絡值與每一個右音頻信號值的多個第二包絡值，並且計算包絡值之差異值的絕對值；
    偵測每一個包絡差異值大於門檻值的時槽，並從該些時槽中找出時間長度均大於預設時間值的時槽；
    將找出的時槽與左音頻信號值及右音頻信號值分別相乘後將左右聲道相減；以及
    從相減後得到的信號流的波形中尋找符合一或若干預定比例的形狀，並解碼出該預定比例的形狀對應的數位版權資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之解碼方法，其中，所述方法還包括利用移動平均法計算所述第一及第二包絡值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之解碼方法，其中，所述數位版權資訊為一串固定長度的二進位字元串，所述二進位字元串中的每一個比特表示為資訊元，所述對從相減後得到的信號流的波形中尋找符合比例的形狀，從而解碼出該形狀對應的資訊元的步驟具體為：尋找符合比例的U型的形狀及反U型的形狀的波形，從而解碼出寫入的數位版權資訊為資訊元“0” 或資訊元“1”。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之解碼方法，其中，所述判斷波形中符合比例的U型的形狀的方法通過採集該波形上連續若干個時槽之音頻信號值，判斷是否符合U型的形狀類型的音頻信號值特徵而確定。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之解碼方法，其中，所述U型的形狀類型的音頻信號值特徵為：A=B，P1=(A+B)/2+I1，P2=(A+B)/2+I2，P3=P2=(A+B)/2+I2，P4=P2=(A+B)/2+I1，其中A、 P1 、P2 、P3、 P4 、B表示該些點對應之音頻信號值，I1及I2代表兩個正數值。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之解碼方法，其中，所述U型的形狀類型的音頻信號值特徵為：A<B，P1=(A+B)/2-I1，P2=B+I2，P3=P2=B+I2，P4=B+I1，其中A、 P1 、P2 、P3、 P4 、B表示該些點對應之音頻信號值，I1及I2代表兩個正數值。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之解碼方法，其中，所述U型的形狀類型的音頻信號值特徵為： A>B，P1=A+I1， P2=A+I2， P3=P2=A+I2，P4=P2=(A+B)/2+I1。其中，A、 P1 、P2 、P3、 P4 、B表示該些點對應之音頻信號值，I1及I2代表兩個正數值。
  8. 一種電子裝置，其改良在於，該裝置包括：
    一截取模組，用於自所述電子裝置之音頻源的多個音頻信號截取多個左音頻信號值與多個右音頻信號值；
    一處理模組，用於計算每一個左音頻信號值的多個第一包絡值與每一個右音頻信號值的多個第二包絡值，並且計算包絡值之差異值的絕對值；
    一偵測模組，用於偵測每一個包絡差異值大於門檻值的時槽，並從該些時槽中找出時間長度均大於預設時間值的時槽；以及
    一解碼模組，用於將找出的時槽與左音頻信號值及右音頻信號值分別相乘後將左右聲道相減，及從相減後得到的信號流的波形中尋找一或若干符合比例的形狀，並解碼出該預定比例的形狀對應的數位版權資訊。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中，所述處理模組利用移動平均法計算所述第一與第二包絡值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中，所述數位版權資訊為一串固定長度的二進位字元串，所述二進位字元串中的每一個比特表示為信息元，所述解碼模組從相減後得到的信號流的波形中尋找符合比例的形狀，從而解碼出該形狀對應的資訊元具體為：尋找符合比例的U型的形狀及反U型的形狀的波形，並解碼出寫入的數位版權資訊為資訊元“0” 或資訊元“1”。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電子裝置，其中，所述解碼模組判斷波形中符合比例的U型的形狀的方法通過採集該波形上連續若干個時槽之音頻信號值，判斷是否符合U型的形狀類型的音頻信號值特徵而確定。
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