[发明专利]一种在广播信号中嵌入文字信息的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种流媒体处理技术，特别涉及一种在广播信号声音流中实时嵌入文字信息的方法。

背景技术

近年来，流媒体的应用越来越广泛，如远程教育、宽带网视频点播、互联网直播、视频会议等等。当前流媒体主要包括声音和视频两种形式。对于视频流媒体，现在有一些主流的编解码标准，其中以MPEG-4编码技术发展势头最为迅猛。编码格式的固定，为视频流的处理提供了很大的方便。公开号为CN 101198045A的中国发明专利公开了一种数字水印系统，该系统采用了MPEG-4标准的视频数据包，对数据进行变换处理后嵌入水印。

音频流媒体是信息、信号处理领域的主要媒体形式之一，随着网络技术和通讯技术的不断发展，音频数据量以极高的速度增加。广播信号也是一种重要的音频流媒体。如果能实现在现有的广播信号中实时嵌入并提取文字信息，可以充分利用现有的广播信道，进行各种公众信息的发布，既可以节省使用GPRS这样的通信方式产生的流量费，也可以在地震等突发情况发生时，不会因为部分网络通信设备的损坏而影响发布的及时性；在一些现场直播的情况下，也可以同时加入水印信息，更好地保护现场直播时的各种版权。

与视频流媒体不同的是，广播信号作为一种比较特殊的音频流媒体，没有具体统一的编解码标准，没有同步帧及校验位，用户需要听到的是连续而且音质较好的节目，而且目前除少数试点地区外，大部分地区使用的仍是模拟信道，难以像视频流那样直接在数字域方便地进行各种变换，而不对原有信号产生较大的影响。所以要在不影响用户正常收听广播信号的前提下，实时嵌入、提取文字信息，存在一定的困难。

目前，非对称数字用户环路(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)是一种可以在声音信号中同时传送数据信息的技术。ADSL数据信号和电话音频信号以频分复用原理调制于各个频段，其中4kHz以下频段用于传送电话语音信号，20kHz到1.1MHz的频段用来传送数据的上行和下行信号。但是在ADSL进行数据传输时，会产生高频噪音，影响语音通话质量，所以在两端都要使用ADSL信号分离器，将ADSL数据信号和普通音频电话信号分离出来。因为ADSL技术会造成音质下降，因此，并不适合用于在广播信号中嵌入文字信息。

数字水印作为信息隐藏的一种重要技术，广泛应用于版权保护、票据防伪、声像数据的隐藏标识和篡改提示等领域，但现在的水印较多的是应用于文件，应用于流媒体的也仅限于视频流媒体中，对于音频流媒体，尤其是广播信号，实时数字水印技术未见报道或应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种覆盖范围广、通信成本低廉、可靠性高的在广播信号中嵌入文字信息的方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是提供一种在广播信号中嵌入文字信息的方法，包括发送端的编码处理和接收端的解码处理；

所述的发送端的编码处理方法包括如下步骤：

(1)对模拟广播信号进行数字化处理，再按时间间隔分帧；

(2)对分帧后的信号按频谱算法进行变换处理，得到对应的广播信号变换域信息；

(3)将需要嵌入的文字信息进行数字化编码处理，得到数字化文字信息；

(4)将帧同步码和地址码组成帧头；

(5)在步骤3得到的数字化文字信息前加入步骤4组成的帧头，作为水印嵌入到步骤2产生的广播信号变换域信息的听觉不敏感低频域段；

(6)对上述广播信号变换域信息进行逆变换，得到嵌入文字信息的广播信号，经数字/模拟转换后，由广播模拟信道进行发送；

所述的接收端的解码处理方法包括如下步骤：

(1)将接收到的广播信号进行数字化处理，按发送端同样的时间间隔分帧：

(2)对分帧后的信号作发送端同样的频谱算法变换，搜索帧同步码，得到水印的起始位置；

(3)对含有水印的帧信号作与发送端同样的变换，提取水印，获得数字化文字信息。

所述的文字信息数字化编码后，用全黑和全白两种数字化模板图形分别替代二进制代码0和1。

所述的按时间间隔分帧，其分帧间隔时间为100～1000ms。

所述的广播信号的低频域段为0～5.5kHz。

与现有技术相比，本发明具有以下显著特点：

(1)与GPRS等点对点通信方式相比，采用广播通信方式可以同时快速向多个接收者发布公众信息，也可以加入地址标识向特定接收者发送信息，且不需支付通信费用，使用成本低廉。