專利名稱：隨機(jī)化信號(hào)變換及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及信號(hào)變換，尤其涉及隨機(jī)化信號(hào)變換和/或其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
當(dāng)數(shù)字通信變得越來(lái)越常見(jiàn)時(shí)，對(duì)保護(hù)和/或認(rèn)證傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)的需求也變得越來(lái)越重要。攜帶數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)通常在傳輸前(如果不是一直的話)被變換成一特定的格式(如，通過(guò)變換)。例如，包含數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的文件可在將其通過(guò)因特網(wǎng)發(fā)送之前被壓縮。
由于更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)、高速因特網(wǎng)連接和高級(jí)壓縮技術(shù)對(duì)大多數(shù)用戶可用，因此對(duì)數(shù)字媒體內(nèi)容的需求比以前更大。由于可以立即和在任何時(shí)刻訪問(wèn)簡(jiǎn)直上百萬(wàn)個(gè)他們最喜歡的音樂(lè)和視頻，消費(fèi)者都稱贊數(shù)字分發(fā)提供給他們的便利。他們享受著能夠如同電視廣播那樣流暢地將音樂(lè)下載或流傳送到其硬盤(pán)或個(gè)人計(jì)算機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。
盡管對(duì)數(shù)字內(nèi)容的需求正在增長(zhǎng)，然而，對(duì)其非授權(quán)使用的可能性也隨之增長(zhǎng)。如果沒(méi)有安全分發(fā)系統(tǒng)就緒，數(shù)字媒體文件可在沒(méi)有內(nèi)容所有者的授權(quán)的情況下被容易地賦值或壓縮成更小的文件。這些文件然后可通過(guò)因特網(wǎng)傳輸，以供其他人免費(fèi)的使用或分發(fā)。這侵犯了上千個(gè)媒體公司、記錄標(biāo)簽、電影制片人和錄制藝術(shù)家所持有的版權(quán)。這一非授權(quán)使用也剝奪了這些實(shí)體的有價(jià)值的收入。
一種現(xiàn)有的方法是加密數(shù)字內(nèi)容以限制其非授權(quán)使用。然而，這一方法引入了額外的開(kāi)銷，這可降低使用信號(hào)變換的系統(tǒng)的速度。
因此，期望提供額外的安全性，而同時(shí)限制性能退化的信號(hào)變換解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
揭示了提供隨機(jī)化信號(hào)變換和/或其應(yīng)用的技術(shù)。更具體地，信號(hào)(如，音頻或視頻信號(hào))通過(guò)向信號(hào)應(yīng)用隨機(jī)選擇的基函數(shù)來(lái)變換。隨機(jī)化信號(hào)變換的應(yīng)用包括但不限于，壓縮、降噪、散列、識(shí)別、認(rèn)證和數(shù)據(jù)嵌入(如，加水印)。


參考附圖來(lái)描述以下詳細(xì)描述。在附圖中，標(biāo)號(hào)的最左邊的數(shù)字標(biāo)識(shí)了首先出現(xiàn)該標(biāo)號(hào)的圖。在不同的圖中使用相同的標(biāo)號(hào)表示相似或相同的項(xiàng)。
圖1示出了一個(gè)示例性隨機(jī)假設(shè)(randlet)變換(RT)系統(tǒng)。
圖2示出了一個(gè)示例性RT方法。
圖3示出了一個(gè)用于生成RT基函數(shù)的示例性方法。
圖4示出了一個(gè)用于生成RT基函數(shù)庫(kù)的示例性方法。
圖5示出了一個(gè)用于應(yīng)用RT變換的示例性方法。
圖6示出了一個(gè)用于基于RT的壓縮的示例性方法。
圖7示出了一個(gè)用于基于RT的降噪的示例性方法。
圖8示出了一個(gè)用于基于RT的散列的示例性方法。
圖9示出了一個(gè)用于基于RT的加水印的示例性方法。
圖10示出了一個(gè)用于使用RT變換的信號(hào)的重建的示例性方法。
圖11示出了通用計(jì)算環(huán)境1100，它可用于實(shí)現(xiàn)此處所描述的技術(shù)。
具體實(shí)施例方式
以下揭示一般描述了用于改進(jìn)信號(hào)變換的技術(shù)。更具體地，一信號(hào)變換族，此處稱為隨機(jī)假設(shè)(randlet)變換(RT)，被應(yīng)用于信號(hào)(如，音頻和/或視頻信號(hào))以提供安全性，同時(shí)維持合理的性能。每一族成員變換使用一組基于機(jī)密密鑰(K)隨機(jī)或偽隨機(jī)地選擇的基函數(shù)(此處也稱為“隨機(jī)假設(shè)”)。在所描述的各種實(shí)現(xiàn)中，RT的應(yīng)用可獲得改進(jìn)的數(shù)據(jù)嵌入(如，加水印)、識(shí)別、認(rèn)證、散列、降噪和/或壓縮。
隨機(jī)假設(shè)變換綜述圖1示出了一個(gè)示例性隨機(jī)假設(shè)變換(RT)系統(tǒng)100。RT模塊102接收諸如音頻和/或視頻信號(hào)等輸入數(shù)據(jù)(104)。該信號(hào)可由計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、由連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(如，內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、因特網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等)的來(lái)源、及其類似物(如后文參考圖11的計(jì)算環(huán)境所討論的)提供。
RT模塊102使用一組隨機(jī)選擇的基函數(shù)(106)變換輸入信號(hào)。隨機(jī)性由偽隨機(jī)數(shù)生成器(108)生成的隨機(jī)數(shù)(或生成的多個(gè)隨機(jī)數(shù))提供。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，偽隨機(jī)數(shù)生成器(108)以機(jī)密密鑰(K)(110)作為種子。機(jī)密密鑰(K)可以作為比特流提供。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，生成器108是密碼上強(qiáng)健的偽隨機(jī)數(shù)生成器。RT模塊102的輸出(如，矢量)可用于多種應(yīng)用(112)，這將例如參考圖6-10進(jìn)一步討論。
圖2示出了一個(gè)示例性RT方法200。在生成RT基函數(shù)(202)(如參考圖3和4進(jìn)一步討論的)之后，隨機(jī)地選擇多個(gè)生成的基函數(shù)(204)，如參考圖1所討論的。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，機(jī)密密鑰(K)(如，用作偽隨機(jī)數(shù)生成器的種子)指定了對(duì)特定的實(shí)例應(yīng)當(dāng)選擇哪一基函數(shù)。然后通過(guò)應(yīng)用隨機(jī)選擇的基函數(shù)變換輸入信號(hào)(104)(206)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，輸入信號(hào)可被劃分成塊，如參考圖5進(jìn)一步討論的。
此外，RT可作為離散變換來(lái)應(yīng)用。提供的隨機(jī)性可給予RT兩個(gè)不同的優(yōu)點(diǎn)。首先，它對(duì)于安全目的是有用的，因?yàn)楣粽卟荒苤雷儞Q中使用了哪些基函數(shù)，這令攻擊相對(duì)要難得多。其次，由于基是從相對(duì)較大的基函數(shù)組中隨機(jī)地選擇的，因此變換的最壞情況性能的出現(xiàn)概率相對(duì)較低。因此，RT的測(cè)量是平均情況的性能而非最差情況的性能。
生成RT基基函數(shù)(此處也稱為“隨機(jī)假設(shè)(randlet)”)基于一組被稱為“母隨機(jī)假設(shè)”的二維函數(shù)。以下討論各種母隨機(jī)假設(shè)?？蓸?gòu)想使用一維、二維或三維的基函數(shù)(如，分別對(duì)應(yīng)于音頻信號(hào)、圖像和視頻信號(hào))。
圖3示出了用于生成RT基函數(shù)的示例性方法300。一般而言，隨機(jī)假設(shè)通過(guò)縮放(302)、旋轉(zhuǎn)(304)、平移(306)離散化(308)和歸一化母隨機(jī)假設(shè)而產(chǎn)生。也可構(gòu)想階段302、304、306和/或308-310的其它順序。此外，對(duì)于諸如對(duì)稱高斯分布等某些分布，可以不作出旋轉(zhuǎn)(即，不作出圓周旋轉(zhuǎn))。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，給定一母隨機(jī)假設(shè)m(x，y)，具有水平平移a、垂直平移b、水平縮放α、垂直縮放β和旋轉(zhuǎn)θ的隨機(jī)假設(shè)為x[i,j]=(iαcosθ-jβsinθ)-a]]>y[i,j]=(iαsinθ-jβcosθ)-b]]>r[i，j]＝K·m(x[i，j]，y[i，j])
因此，為選擇用于RT實(shí)例中的特定隨機(jī)假設(shè)，使用機(jī)密密鑰(K)作為偽隨機(jī)數(shù)生成器(如圖1的108)的種子。并且，只要需要隨機(jī)數(shù)，就從這一偽隨機(jī)數(shù)生成器中取出它。
基函數(shù)庫(kù)圖4示出了用于生成RT基函數(shù)庫(kù)的示例性方法400。一般而言，可通過(guò)獨(dú)立且隨機(jī)地選擇所有的隨機(jī)假設(shè)來(lái)定義RT基。然而，在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，由于實(shí)際的原因，這是不必要的，因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)輕微地限制隨機(jī)假設(shè)的選擇來(lái)達(dá)到等效的性能。此外，通過(guò)限制隨機(jī)假設(shè)的選擇，可顯著地改善計(jì)算性能。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，通過(guò)僅允許有限的一組縮放和旋轉(zhuǎn)操作，而非對(duì)每一隨機(jī)假設(shè)獨(dú)立地選擇縮放和旋轉(zhuǎn)，來(lái)限制基函數(shù)。不是獨(dú)立于其它所有的隨機(jī)假設(shè)定義每一隨機(jī)假設(shè)，而是生成一未平移隨機(jī)假設(shè)的隨機(jī)庫(kù)。這些隨機(jī)假設(shè)被稱為“繼母(step mother)隨機(jī)假設(shè)”，并且是通過(guò)隨機(jī)地縮放和旋轉(zhuǎn)母隨機(jī)假設(shè)(分別為402和404)生成的。這一組繼母隨機(jī)假設(shè)可被稱為“庫(kù)”(406)。
每一母隨機(jī)假設(shè)在兩個(gè)方向上被隨機(jī)縮放?？s放的分布取決于具體的母隨機(jī)假設(shè)和應(yīng)用。在以后的章節(jié)中給出了示例。對(duì)于每一縮放的母隨機(jī)假設(shè)，所生成的旋轉(zhuǎn)的數(shù)量可以與周長(zhǎng)成比例。
繼母隨機(jī)假設(shè)被平移(408)、離散化(410)和歸一化(412)。由于繼母隨機(jī)假設(shè)是由實(shí)數(shù)縮放和旋轉(zhuǎn)的母隨機(jī)假設(shè)的離散化版本，因此歸一化常數(shù)可通過(guò)將隨機(jī)假設(shè)與其自身的內(nèi)積設(shè)為1來(lái)確定。因此Σi=1TΣj=1U(rk[i,j])2]]>K=1Σi=1TΣj=1U(m(xk[i,j],yk[i,j]))2]]>注意，K取決于α和β。
以下若干重要的值是用于RT基創(chuàng)建的參數(shù)n基函數(shù)的總數(shù)。
<T，U>分別是要變換的塊的寬度和高度。
F(·)確定每一隨機(jī)假設(shè)的類型的算法。
整個(gè)隨機(jī)假設(shè)組通過(guò)隨機(jī)地選擇并平移(408)來(lái)自庫(kù)的繼母隨機(jī)假設(shè)來(lái)生成。這通過(guò)生成3元組列表來(lái)完成，其每一個(gè)表示將在變換<i，a，b>中使用的一個(gè)隨機(jī)假設(shè)。在3元組中，i是庫(kù)的索引，因此隱含地確定了隨機(jī)假設(shè)的縮放和旋轉(zhuǎn)。i是由函數(shù)F(·)隨機(jī)地選擇的。所使用的確切的函數(shù)F取決于應(yīng)用。a和b是隨機(jī)假設(shè)的中心的實(shí)數(shù)值水平和垂直平移，它們分別是從
和
中均勻且隨機(jī)地選擇的。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，一旦生成了列表，它依照隨機(jī)假設(shè)的大小來(lái)排序，例如，最大的隨機(jī)假設(shè)排在第一個(gè)，最小的隨機(jī)假設(shè)排在最后。
母隨機(jī)假設(shè)如上所述，母隨機(jī)假設(shè)是如參考圖4所討論的可從其創(chuàng)建所有其它隨機(jī)假設(shè)的基隨機(jī)假設(shè)。母隨機(jī)假設(shè)是二維的實(shí)數(shù)值函數(shù)，它具有局部化的有效支持，以(0，0)為中心。一般有兩種類型的母隨機(jī)假設(shè)低頻隨機(jī)假設(shè)和高頻隨機(jī)假設(shè)。兩種類型的隨機(jī)假設(shè)在水平方向上都具有高斯形狀。在垂直方向上，低頻隨機(jī)假設(shè)具有高斯形狀，而高頻隨機(jī)假設(shè)具有振蕩的形狀。唯一的高頻隨機(jī)假設(shè)被稱為高斯隨機(jī)假設(shè)。它對(duì)于找出圖像或音頻內(nèi)容的低頻分量是有用的。它在水平和垂直方向上都具有高斯形狀，盡管每一方向可具有不同的寬度。
高斯隨機(jī)假設(shè)m(x,y)=C·eσxx2+σyy2]]>高頻隨機(jī)假設(shè)在水平方向上具有高斯形狀，并在垂直方向上具有各種振蕩的形狀。由于它們將被旋轉(zhuǎn)，將平滑的方向稱為高斯方向，而將粗糙的方向稱為振蕩函數(shù)的方向。垂直方向上的變化向這些隨機(jī)假設(shè)給予水平方向上的邊緣檢測(cè)屬性。當(dāng)旋轉(zhuǎn)θ度時(shí)，它們往往在θ度檢測(cè)到邊緣。其它類型的隨機(jī)假設(shè)包括半隨機(jī)假設(shè)m(x,y)=C·yeσxx2+σyy2]]>墨西哥帽(Mexican Hat)隨機(jī)假設(shè)m(x,y)=C·y2eσxx2+σyy2]]>小波隨機(jī)假設(shè)m(x,y)=C·w(y)eσxx2]]>小波隨機(jī)假設(shè)的w(y)部分是一維小波函數(shù)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)縮放小波隨機(jī)假設(shè)時(shí)，不是去選擇固定大小的小波，而是可選擇小波族，并且作為縮放的替代，可選擇小波族的更長(zhǎng)或更短的成員。
一般而言，縮放高頻隨機(jī)假設(shè)使得該隨機(jī)假設(shè)在平滑方向上比粗糙方向上長(zhǎng)。這增強(qiáng)了隨機(jī)假設(shè)檢測(cè)邊緣的能力。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，母隨機(jī)假設(shè)可通過(guò)高斯、半、墨西哥帽和/或小波隨機(jī)假設(shè)的組合來(lái)獲得。
RT變換圖5示出了應(yīng)用RT變換的示例性方法500。該變換通過(guò)將每一隨機(jī)假設(shè)依次投影到信號(hào)來(lái)完成(502)。隨機(jī)假設(shè)可偽隨機(jī)地選擇(例如，如參考圖1-2所討論的)。在采取了每一投影之后，將其從信號(hào)中減去(504)。在減去之后信號(hào)中剩下的被稱為“殘余”。RT變換方法500通過(guò)將每一選擇的隨機(jī)假設(shè)投影到前一隨機(jī)假設(shè)的殘余上來(lái)繼續(xù)(506)。以這一方式，變換收斂到原始信號(hào)，而系數(shù)的冪往往呈指數(shù)地下降。
通過(guò)找出隨機(jī)假設(shè)k和隨機(jī)假設(shè)k-1的殘余的內(nèi)積，對(duì)每一隨機(jī)假設(shè)計(jì)算變換系數(shù)n(508)。如果隨機(jī)假設(shè)k由rk表示，隨機(jī)假設(shè)m的殘余由Rm表示，而系數(shù)n由cn表示，則ck=Σi=1TΣj=1URk-1[i,j]·rk[i,j]]]>當(dāng)生成每一系數(shù)時(shí)，將其量化(510)，并且該量化值作為變換的系數(shù)儲(chǔ)存(512)。依照一個(gè)實(shí)現(xiàn)，該量化值也從信號(hào)中減去(504)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，使用了均勻量化器，令級(jí)別的數(shù)量基于隨機(jī)假設(shè)的類型和縮放。也可以使用隨機(jī)化的舍入，如，基于隨機(jī)數(shù)舍入系數(shù)。隨機(jī)化舍入的效果可通過(guò)算法的迭代收斂來(lái)調(diào)節(jié)。
一旦完成了量化，計(jì)算下一殘余(514)。如果Q(·)是量化器，則Rk[i，j]＝Rk-1[i，j]-Q(ck)·rk[i，j]在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，隨機(jī)假設(shè)不被投影到整個(gè)信號(hào)塊。在預(yù)處理階段(未示出)通過(guò)僅考慮隨機(jī)假設(shè)具有不可忽略的值的區(qū)域來(lái)計(jì)算隨機(jī)假設(shè)的有效覆蓋區(qū)(footprint)。然后僅在該區(qū)域中投影隨機(jī)假設(shè)。
在一個(gè)替換的實(shí)現(xiàn)中，基函數(shù)正常地放置，然后將其位置擾動(dòng)到最大能量附近的位置。這使變換以較少的系數(shù)收斂，但是必須對(duì)給出水平和垂直擾動(dòng)的每一系數(shù)儲(chǔ)存額外的信息。
由于每一隨機(jī)假設(shè)的中心范圍是均勻地跨越整個(gè)信號(hào)塊的，因此隨機(jī)假設(shè)的極端可達(dá)到塊之外。這導(dǎo)致塊邊界的邊緣效應(yīng)。這些邊緣效應(yīng)可通過(guò)用每一邊緣處其自身的鏡像信號(hào)填充每一塊來(lái)消除。一般而言，5到10像素(例如，對(duì)于每一圖像)的填充是足夠的，即使是對(duì)于非常大的圖像。
擴(kuò)展RT變換一般而言，生成RT的特定實(shí)例以在特定大小的信號(hào)塊(如，圖像)上起作用。有三種方法來(lái)完成。第一，可以用范圍
的中心選擇隨機(jī)假設(shè)，并且可將變換擴(kuò)展到所選擇的任何信號(hào)塊的實(shí)際大小。這種方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是變換的許多參數(shù)將是比例不變的。然而，為確保該變換對(duì)于大的數(shù)據(jù)塊也能縮放良好，需要選擇大量的隨機(jī)假設(shè)。這些隨機(jī)假設(shè)在小信號(hào)上是多余的，但是對(duì)于使變換能夠適應(yīng)大比例仍是需要的。
另一種方法是為最大信號(hào)塊大小定義變換。這一方法類似于前一方法，除可限制基函數(shù)的數(shù)量之外，因?yàn)樽畲髩K大小是已知的。然而，在較小的塊上仍存在多余基函數(shù)的問(wèn)題。
第三種方法是為相對(duì)小的塊，如50×50或100×100的圖像生成變換。大于這一尺寸的任何塊被分解成該尺寸的塊，在所有的塊上分別執(zhí)行變換。該方法對(duì)于變換是有利的，因?yàn)樗苊饬饲皟煞N方法的多余基函數(shù)問(wèn)題。然而，第一種方法對(duì)于諸如散列和加水印等RT應(yīng)用是有用的，其中可使用較少數(shù)量的基函數(shù)。這些在下文同一標(biāo)題下進(jìn)一步討論。
此外，由于大多數(shù)信號(hào)塊一開(kāi)始并不會(huì)是塊大小的整數(shù)倍，可用零值填充塊以獲得塊大小的整數(shù)倍的大小。這一填充可作為下文討論的反變換或重建的一部分來(lái)移除。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，基函數(shù)不需要是完全并獨(dú)立地隨機(jī)的。例如，可完全獨(dú)立地隨機(jī)選擇第一基函數(shù)。對(duì)于每一隨后的基函數(shù)，可生成一組線性約束，它包括確保對(duì)所有先前選擇的基函數(shù)的正交性和/或歸一化的約束。這些約束也可確?；瘮?shù)的形狀是隨機(jī)假設(shè)。然后可從滿足約束的函數(shù)中選擇下一基函數(shù)。然而，當(dāng)選擇額外的基函數(shù)時(shí)，較難令函數(shù)滿足所有的約束。在這一情況下，可從近似滿足這些約束(如，幾乎正交)的函數(shù)中隨機(jī)地選擇下一基函數(shù)，如由隨著期望的基函數(shù)的大小而變化的閾值所定義的。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，該過(guò)程可由一優(yōu)化算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
壓縮圖6示出了用于基于RT的壓縮的示例性方法600。在量化(如，圖5的階段510)之后，許多變換系數(shù)可以為0。系數(shù)的這一分布很好地適用于壓縮，因?yàn)檫@些系數(shù)可被消除(602)。
此外，可通過(guò)丟棄對(duì)應(yīng)于最小隨機(jī)假設(shè)的系數(shù)(602)來(lái)執(zhí)行有損壓縮到任意的級(jí)別。對(duì)于參考圖4所討論的已排序的隨機(jī)假設(shè)列表，可通過(guò)僅使用列表起始處附近的隨機(jī)假設(shè)，忽略列表末端的隨機(jī)假設(shè)，來(lái)實(shí)現(xiàn)有損壓縮。也可使用其它有損壓縮技術(shù)，如(1)可更嚴(yán)格地壓縮系數(shù)，和/或(2)可向系數(shù)的值應(yīng)用閾值，如，丟棄幅度(如，絕對(duì)值)低于某一閾值的系數(shù)。
此外，有損壓縮的壓縮率也可被動(dòng)態(tài)地改變，因此花費(fèi)在信號(hào)塊上的帶寬量是依照可用帶寬而作出的。同樣，可迭代地發(fā)送圖像，使得首先出現(xiàn)基本表示，然后填充細(xì)節(jié)。此外，當(dāng)按大小對(duì)基函數(shù)列表排序時(shí)(如參考圖4所討論的)，這會(huì)自動(dòng)發(fā)生。
降噪圖7示出了用于基于RT的降噪的示例性方法700。首先，解除強(qiáng)調(diào)小的基函數(shù)(702)。然后，剩余的基函數(shù)的疊加(super-position)消除了大多數(shù)噪聲(704)。
散列RT是用于諸如圖像散列等多媒體信號(hào)散列的理想工具。即使這一章節(jié)特別地在適當(dāng)位置討論了圖像散列，可構(gòu)想基于RT的散列一般可應(yīng)用于參考圖8所討論的信號(hào)。
對(duì)于圖像散列，生成的散列值被認(rèn)為對(duì)圖像中的擾動(dòng)是健壯的，并且基函數(shù)的隨機(jī)化特性確保散列是難以預(yù)測(cè)的。圖5的RT的經(jīng)修改的版本可用于散列，因?yàn)榕c全變換相比，散列的要求較少。具體地，當(dāng)使用變換來(lái)生成散列值時(shí)，不必要能夠逆變換散列值以產(chǎn)生原始信號(hào)。因此，在散列時(shí)比在執(zhí)行全圖像變換時(shí)使用了少得多的系數(shù)。
另外，當(dāng)散列時(shí)，例如，當(dāng)接收所有的圖像時(shí)，令每一系數(shù)取自與所有其它系數(shù)相同的分布是有價(jià)值的。因此，當(dāng)RT用于散列時(shí)，不作殘余的使用。這簡(jiǎn)化了散列算法，并確保散列系數(shù)的冪不被前一隨機(jī)假設(shè)減少。同樣，當(dāng)采取殘余時(shí)，后面的系數(shù)取決于前面的系數(shù)，因此信號(hào)中的小擾動(dòng)可導(dǎo)致后面的系數(shù)的較大的改變。這對(duì)于近似的散列是不合需要的屬性。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，可使用合適的點(diǎn)陣來(lái)量化散列的矢量。例如，可具有一公鑰點(diǎn)陣，私鑰可容易地對(duì)其允許量化，而來(lái)自公鑰的量化可引入更多的誤差。因此，公鑰基將是合適的幺模矩陣變換下的對(duì)該點(diǎn)陣的私鑰基。此外，量化也允許忽略小變化。
此外，當(dāng)選擇變換用于散列時(shí)，隨機(jī)假設(shè)不必要按大小來(lái)排序(如參考圖4所討論的)。如圖8所示，基于RT的散列通過(guò)首先將信號(hào)縮放到設(shè)定的大小(802)，例如256×256，然后將每一選擇的隨機(jī)假設(shè)直接投影到信號(hào)(804)上而不使用殘余來(lái)完成。計(jì)算變換系數(shù)(806)(如參考圖5所討論的)。產(chǎn)生的系數(shù)然后被(重)量化(808)。
最后，對(duì)量化的變換系數(shù)應(yīng)用糾錯(cuò)(810)并儲(chǔ)存系數(shù)(812)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，使用糾錯(cuò)代碼的解碼器來(lái)收縮散列值，并使其更能夠抵抗擾動(dòng)。
用于識(shí)別/認(rèn)證的散列圖像(一般而言為信號(hào))可通過(guò)執(zhí)行基于RT的散列(如參考圖8所討論的)并比較各個(gè)散列值來(lái)比較。然而，對(duì)于圖像識(shí)別或認(rèn)證，糾錯(cuò)解碼不是必需的(810)。結(jié)果，每一信號(hào)或圖像與量化的變換系數(shù)的矢量相關(guān)聯(lián)。通過(guò)基于距離度量比較系數(shù)矢量，可快速地比較信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，使用了L2范數(shù)。構(gòu)想Ln范數(shù)可產(chǎn)生較好的結(jié)果，其中n較大(因?yàn)樗糯罅讼禂?shù)之間的大的差別，而不重視較小的差別)。
系數(shù)可被直接比較或作為比例來(lái)比較。例如，一個(gè)圖像中的統(tǒng)計(jì)量的比例與其它圖像中的同一統(tǒng)計(jì)量的比例的比較有助于擊退均衡化攻擊。這類似于歸一化變換系數(shù)?；蛘?，可形成統(tǒng)計(jì)量，它們是系數(shù)的子集。再一次，它們可被直接比較，或作為比例來(lái)比較。
RT加水印圖9示出了用于基于RT的加水印的示例性方法900?？蓸?gòu)想方法900可以更一般地用于數(shù)據(jù)嵌入。在加水印中(或更一般地，數(shù)據(jù)嵌入中)，對(duì)相對(duì)較少數(shù)量的未排序隨機(jī)假設(shè)定義RT，并且不采取殘余，正如基于RT的散列一樣(見(jiàn)上文參考圖8所討論的)。首先，縮放信號(hào)的大小(902)。對(duì)于圖像信號(hào)，在規(guī)范大小
×
的圖像上定義變換，然后將其縮放到呈現(xiàn)的圖像的大小。變換通過(guò)將隨機(jī)假設(shè)直接投影到信號(hào)(904)，然后計(jì)算變換系數(shù)(906)來(lái)執(zhí)行，如參考圖5和8所討論的。
然后將水印應(yīng)用于變換系數(shù)(908)，例如，通過(guò)最小范數(shù)矩陣解來(lái)反轉(zhuǎn)變換，它被插回到信號(hào)中(910)。為確保矩陣是運(yùn)作良好的，可選擇隨機(jī)假設(shè)使得它們基本上不重疊。然而，這可令識(shí)別和消除水印變得更容易。
反變換或重建圖10示出了使用RT變換的信號(hào)的重建的示例性方法1000。由于當(dāng)作出變換時(shí)采用了殘余(如參考圖5所討論的)，每一隨機(jī)假設(shè)的投影與先前的隨機(jī)假設(shè)是正交的。這意味著可通過(guò)簡(jiǎn)單地累加每一隨機(jī)假設(shè)的投影來(lái)重建原始圖像。即，將每一隨機(jī)假設(shè)乘以對(duì)應(yīng)的變換系數(shù)(1002)，然后將它們加在一起(1004)來(lái)提供輸入信號(hào)(1006)。
例如，如果I[i，j]是圖像，則I[i,j]=Σk=1nck·rk[i,j]]]>在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，重建方法1000可應(yīng)用于幾乎正交的基函數(shù)。因此，當(dāng)使用殘余時(shí)、當(dāng)基函數(shù)正交時(shí)、或者當(dāng)基函數(shù)幾乎正交時(shí)，可應(yīng)用重建方法1000。
硬件實(shí)現(xiàn)圖11示出了通用計(jì)算環(huán)境1100，它可用于實(shí)現(xiàn)此處所描述的技術(shù)。例如，計(jì)算機(jī)環(huán)境1100可用于執(zhí)行與完成參考先前的附圖所討論的任務(wù)相關(guān)聯(lián)的指令。計(jì)算機(jī)環(huán)境1100僅為計(jì)算環(huán)境的一個(gè)示例，并非暗示對(duì)本發(fā)明的使用范圍或功能的局限。也不應(yīng)將計(jì)算機(jī)環(huán)境1100解釋為對(duì)示例性計(jì)算機(jī)環(huán)境1100中示出的任一組件或其組合具有任何依賴或需求。
計(jì)算機(jī)環(huán)境1100包括計(jì)算機(jī)1102形式的通用計(jì)算裝置。計(jì)算機(jī)1102的組件可包括但不限于，一個(gè)或多個(gè)處理器或處理單元1104(可任選地包括密碼處理器或協(xié)處理器)、系統(tǒng)存儲(chǔ)器1106以及將包括處理器1104的各類系統(tǒng)組件耦合至系統(tǒng)存儲(chǔ)器1106的系統(tǒng)總線1108。
系統(tǒng)總線1108表示若干種總線結(jié)構(gòu)類型的任一種的一個(gè)或多個(gè)，包括存儲(chǔ)器總線或存儲(chǔ)器控制器、外圍總線、加速圖形端口、以及使用各類總線體系結(jié)構(gòu)的處理器或局部總線。作為示例，這類體系結(jié)構(gòu)包括工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)(ISA)總線、微通道體系結(jié)構(gòu)(MCA)總線、增強(qiáng)ISA(EISA)總線、視頻電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(VESA)局部總線以及外圍部件互連(PCI)總線，也稱為Mezzanine總線。
計(jì)算機(jī)1102通常包括各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。這類計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是可由計(jì)算機(jī)1102訪問(wèn)的任一可用介質(zhì)，包括易失和非易失介質(zhì)、可移動(dòng)和不可移動(dòng)介質(zhì)。
系統(tǒng)存儲(chǔ)器1106包括諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)1110等易失存儲(chǔ)器，和/或諸如只讀存儲(chǔ)器(ROM)1112等非易失存儲(chǔ)器形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)?；据斎?輸出系統(tǒng)(BIOS)1114包括如在啟動(dòng)時(shí)幫助在計(jì)算機(jī)1102內(nèi)的元件之間傳輸信息的基本例程，通常儲(chǔ)存在ROM 1112中。RAM 1110通常包含處理單元1104立即可訪問(wèn)或者當(dāng)前正在操作的數(shù)據(jù)和/或程序模塊。
計(jì)算機(jī)1102也可包括其它可移動(dòng)/不可移動(dòng)、易失/非易失計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。作為示例，圖11示出了對(duì)不可移動(dòng)、非易失磁介質(zhì)(未示出)進(jìn)行讀寫(xiě)的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器1116、對(duì)可移動(dòng)、非易失磁盤(pán)1120(如，“軟盤(pán)”)進(jìn)行讀寫(xiě)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器1118以及對(duì)可移動(dòng)、非易失光盤(pán)1124，如CD-ROM、DVD-ROM或其它光介質(zhì)進(jìn)行讀寫(xiě)的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器1122。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器1116、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器1118和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器1122的每一個(gè)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)介質(zhì)接口1125連接到系統(tǒng)總線1108?；蛘撸脖P(pán)驅(qū)動(dòng)器1116、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器1118和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器1122可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)接口(未示出)連接到系統(tǒng)總線1108。
盤(pán)驅(qū)動(dòng)器及其相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)為計(jì)算機(jī)1102提供了計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊和其它數(shù)據(jù)的非易失存儲(chǔ)。盡管示例示出了硬盤(pán)1116、可移動(dòng)磁盤(pán)1120和可移動(dòng)光盤(pán)1124，然而可以理解，可儲(chǔ)存可由計(jì)算機(jī)訪問(wèn)的數(shù)據(jù)的其它類型的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，如磁帶盒或其它磁存儲(chǔ)設(shè)備、閃存卡、CD-ROM、數(shù)字多功能盤(pán)(DVD)或其它光存儲(chǔ)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)等，也可用于實(shí)現(xiàn)示例性計(jì)算系統(tǒng)和環(huán)境。
多個(gè)程序模塊可儲(chǔ)存在硬盤(pán)1116、磁盤(pán)1120、光盤(pán)1124、ROM 1112和/或RAM 1110中，作為示例，包括操作系統(tǒng)1126、一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序1128、其它程序模塊1130以及程序數(shù)據(jù)1132。這些操作系統(tǒng)1126、一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序1128、其它程序模塊1130和程序數(shù)據(jù)1132(或其組合)的每一個(gè)可實(shí)現(xiàn)支持分布式文件系統(tǒng)的常駐組件的所有或部分。
用戶可以通過(guò)諸如鍵盤(pán)1134和定位設(shè)備1136(如，“鼠標(biāo)”)向計(jì)算機(jī)1102輸入命令和信息。其它輸入設(shè)備1138(未具體示出)可包括麥克風(fēng)、操縱桿、游戲墊、圓盤(pán)式衛(wèi)星天線、串行端口、掃描儀和/或其類似物。這些和其它輸入設(shè)備通過(guò)耦合至系統(tǒng)總線1108的輸入/輸出接口1140連接到處理單元1104，但也可以通過(guò)其它接口和總線結(jié)構(gòu)連接，如并行端口、游戲端口或通用串行總線(USB)。
監(jiān)視器1142或其它類型的顯示設(shè)備也通過(guò)接口，如視頻適配器1144連接到系統(tǒng)總線1108。除監(jiān)視器1142之外，其它輸出外圍設(shè)備可包括諸如揚(yáng)聲器(未示出)和打印機(jī)1146等組件，它們可通過(guò)輸入/輸出接口1140連接到計(jì)算機(jī)1102。
計(jì)算機(jī)1102可以在使用到一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，如遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備1148的邏輯連接的網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中操作。作為示例，遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備1148可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、對(duì)等設(shè)備或其它公用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、游戲控制臺(tái)等等。遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備1148被示出為可包括此處相對(duì)于計(jì)算機(jī)1102所描述的許多或所有元件和特征的便攜式計(jì)算機(jī)。
計(jì)算機(jī)1102和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1148之間的邏輯連接被描述為局域網(wǎng)(LAN)1150和通用廣域網(wǎng)(WAN)1152。這類網(wǎng)絡(luò)環(huán)境常見(jiàn)于辦公室、企業(yè)范圍計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)以及因特網(wǎng)。
當(dāng)在LAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)時(shí)，計(jì)算機(jī)1102通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口或適配器1154連接至局域網(wǎng)1150。當(dāng)在WAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用時(shí)，計(jì)算機(jī)1102通常包括調(diào)制解調(diào)器1156或其它裝置，用于通過(guò)廣域網(wǎng)1152建立通信。調(diào)制解調(diào)器1156可以對(duì)計(jì)算機(jī)1102是內(nèi)置或外置的，通過(guò)輸入/輸出接口1140或其它適當(dāng)?shù)臋C(jī)制連接至系統(tǒng)總線1108。可以理解，示出的網(wǎng)絡(luò)連接是示例性的，也可以使用在計(jì)算機(jī)1102和1148之間建立通信鏈路的其它裝置。
在諸如用計(jì)算環(huán)境1100示出的網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境中，相對(duì)于計(jì)算機(jī)1102描述的程序模塊或其部分可儲(chǔ)存在遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備中。作為示例，遠(yuǎn)程應(yīng)用程序1158駐留在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)1148的存儲(chǔ)器設(shè)備中。為說(shuō)明目的，應(yīng)用程序和諸如操作系統(tǒng)等其它可執(zhí)行程序組件在此處被示出為離散的塊，盡管可以認(rèn)識(shí)到，這些程序和組件在不同的時(shí)刻駐留在計(jì)算設(shè)備1102的不同存儲(chǔ)組件中，并由計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行。
各種模塊和技術(shù)此處可在諸如由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備執(zhí)行的程序模塊等計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的一般上下文環(huán)境中描述。一般而言，程序模塊包括例程、程序、對(duì)象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等，執(zhí)行特定的任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定的抽象數(shù)據(jù)類型。通常，如各個(gè)實(shí)現(xiàn)中所需要的，程序模塊的功能可被組合或分布。
這些模塊和技術(shù)的一個(gè)實(shí)現(xiàn)可儲(chǔ)存在某一形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或通過(guò)其發(fā)送。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是可由計(jì)算機(jī)訪問(wèn)的任一可用介質(zhì)。作為示例而非局限，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)”和“通信介質(zhì)”。
“計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)”包括以用于儲(chǔ)存諸如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)等信息的任一方法或技術(shù)實(shí)現(xiàn)的易失和非易失，可移動(dòng)和不可移動(dòng)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不限于，RAM、ROM、EEPROM、閃存或其它存儲(chǔ)器技術(shù)、CD-ROM、數(shù)字多功能盤(pán)(DVD)或其它光盤(pán)存儲(chǔ)、磁盒、磁帶、磁盤(pán)存儲(chǔ)或其它磁存儲(chǔ)設(shè)備、或可以用來(lái)儲(chǔ)存所期望的信息并可由計(jì)算機(jī)訪問(wèn)的任一其它介質(zhì)。
“通信介質(zhì)”通常在諸如載波或其它傳輸機(jī)制的已調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)中包含計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù)。通信介質(zhì)也包括任一信息傳送介質(zhì)。術(shù)語(yǔ)“已調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)”指以對(duì)信號(hào)中的信息進(jìn)行編碼的方式設(shè)置或改變其一個(gè)或多個(gè)特征的信號(hào)。作為示例而非局限，通信介質(zhì)包括有線介質(zhì)，如有線網(wǎng)絡(luò)或直接連線連接，以及無(wú)線介質(zhì)，如聲學(xué)、射頻(RF)、紅外(IR)、無(wú)線保真(如，IEEE 802.11b無(wú)線聯(lián)網(wǎng))(Wi-Fi)、蜂窩、啟用藍(lán)牙和其它無(wú)線介質(zhì)。上述任一的組合也應(yīng)當(dāng)包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍之內(nèi)。
總結(jié)盡管以對(duì)結(jié)構(gòu)特征和/或方法動(dòng)作專用的語(yǔ)言描述了本發(fā)明，然而可以理解，所附權(quán)利要求書(shū)中定義的本發(fā)明不必要限于所揭示的具體特征或動(dòng)作。例如，此處所討論的技術(shù)可以應(yīng)用于音頻信號(hào)、圖像和/或視頻信號(hào)(即，分別為一維、二維和三維信號(hào))。因此，揭示了具體特征和動(dòng)作作為實(shí)現(xiàn)要求保護(hù)的本發(fā)明的示例性形式。
權(quán)利要求
1.一種方法，其特征在于，包括隨機(jī)地選擇多個(gè)生成的基函數(shù)；以及將所述隨機(jī)選擇的基函數(shù)應(yīng)用于一信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基函數(shù)是從一組函數(shù)中生成的，所述函數(shù)組選自包括一維、二維和三維函數(shù)的組的一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基函數(shù)的每一個(gè)是由一動(dòng)作生成的，所述動(dòng)作選自包括縮放、旋轉(zhuǎn)、平移、離散化和歸一化母隨機(jī)假設(shè)的組。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述基函數(shù)通過(guò)僅允許有限的一組縮放和旋轉(zhuǎn)操作來(lái)約束。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，不是獨(dú)立于所有其它基函數(shù)來(lái)定義每一基函數(shù)，而是通過(guò)隨機(jī)地縮放和旋轉(zhuǎn)所述母隨機(jī)假設(shè)來(lái)生成一未平移的基函數(shù)庫(kù)。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)縮放時(shí)，選擇一小波族。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述母隨機(jī)假設(shè)選自包括高斯隨機(jī)假設(shè)、半隨機(jī)假設(shè)、墨西哥帽隨機(jī)假設(shè)、小波隨機(jī)假設(shè)及其組合的組。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)用包括將每一選擇的基函數(shù)投影到所述信號(hào)上；從所述信號(hào)中減去每一投影；將每一選擇的基函數(shù)投影到先前的基函數(shù)的殘余上；對(duì)每一基函數(shù)計(jì)算一變換系數(shù)；量化所述變換系數(shù)；儲(chǔ)存所量化的變換系數(shù)；以及計(jì)算下一殘余。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于壓縮所述信號(hào)，并且所述應(yīng)用包括將每一選擇的基函數(shù)投影到所述信號(hào)上；從所述信號(hào)中減去每一投影；對(duì)每一基函數(shù)計(jì)算一變換系數(shù)；量化所述變換系數(shù)；消除選擇量化的變換系數(shù)；以及儲(chǔ)存所量化的變換系數(shù)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于通過(guò)解除強(qiáng)調(diào)相對(duì)較小的基函數(shù)，并疊加剩余的基函數(shù)來(lái)對(duì)信號(hào)降噪。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于散列信號(hào)，并且所述應(yīng)用包括縮放所述信號(hào)；將每一選擇的基函數(shù)投影到所述縮放的信號(hào)上；對(duì)每一基函數(shù)計(jì)算一變換系數(shù)；量化所述變換系數(shù)；對(duì)所量化的變換系數(shù)應(yīng)用糾錯(cuò)；以及儲(chǔ)存所量化的變換系數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述散列信號(hào)的一個(gè)值用于識(shí)別或認(rèn)證。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于對(duì)信號(hào)加水印，并且所述應(yīng)用包括縮放所述信號(hào)；將每一選擇的基函數(shù)投影到所述縮放的信號(hào)上；對(duì)每一基函數(shù)計(jì)算一變換系數(shù)；向所述變換系數(shù)應(yīng)用水?。灰约皩⑺鏊〔迦氲叫盘?hào)中。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述應(yīng)用提供一變換的信號(hào)，并且所變換的信號(hào)通過(guò)以下動(dòng)作來(lái)重建將每一基函數(shù)乘以一對(duì)應(yīng)的變換系數(shù)；以及將所述乘的結(jié)果相加。
15.一種系統(tǒng)，其特征在于，包括一隨機(jī)假設(shè)變換(RT)模塊，用于接收信號(hào)并向所述信號(hào)應(yīng)用多個(gè)隨機(jī)選擇的基函數(shù)；以及一耦合至所述RT模塊的偽隨機(jī)數(shù)生成器，用于生成由所述RT模塊用來(lái)選擇所述隨機(jī)選擇的基函數(shù)的隨機(jī)數(shù)。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述偽隨機(jī)數(shù)生成器使用一機(jī)密密鑰作為生成所述隨機(jī)數(shù)的種子。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述種子是比特流。
18.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基函數(shù)的每一個(gè)是通過(guò)縮放、旋轉(zhuǎn)、平移、離散化和歸一化母隨機(jī)假設(shè)來(lái)生成的。
19.一個(gè)或多個(gè)在其上儲(chǔ)存了指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)所述指令被執(zhí)行時(shí)，指示機(jī)器執(zhí)行以下動(dòng)作隨機(jī)地選擇多個(gè)生成的基函數(shù)；以及將所述隨機(jī)選擇的基函數(shù)應(yīng)用于一信號(hào)。
20.如權(quán)利要求19所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述基函數(shù)是從一組函數(shù)生成的，所述函數(shù)組從包括一維、二維和三維函數(shù)的組的一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)中選擇。
21.如權(quán)利要求19所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述基函數(shù)的每一個(gè)是通過(guò)縮放、平移、離散化和歸一化母隨機(jī)假設(shè)來(lái)生成的。
22.如權(quán)利要求21所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述基函數(shù)是通過(guò)僅允許有限的一組縮放和旋轉(zhuǎn)操作來(lái)約束的。
23.如權(quán)利要求21所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，不是獨(dú)立于所有其它基函數(shù)定義每一基函數(shù)，而是通過(guò)隨機(jī)地縮放和旋轉(zhuǎn)母隨機(jī)假設(shè)來(lái)生成未平移的基函數(shù)庫(kù)。
24.如權(quán)利要求21所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，當(dāng)縮放時(shí)，選擇一小波族。
25.如權(quán)利要求21所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述母隨機(jī)假設(shè)選自包括高斯隨機(jī)假設(shè)、半隨機(jī)假設(shè)、墨西哥帽隨機(jī)假設(shè)、小波隨機(jī)假設(shè)及其組合的組。
26.如權(quán)利要求19所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述應(yīng)用包括將每一選擇的基函數(shù)投影到所述信號(hào)上；從所述信號(hào)中減去每一投影；將每一選擇的基函數(shù)投影到先前的基函數(shù)的殘余上；對(duì)每一基函數(shù)計(jì)算一變換系數(shù)；量化所述變換系數(shù)；儲(chǔ)存所量化的變換系數(shù)；以及計(jì)算下一殘余。
27.如權(quán)利要求19所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述動(dòng)作用于壓縮所述信號(hào)，并且所述應(yīng)用包括將每一選擇的基函數(shù)投影到所述信號(hào)上；從所述信號(hào)中減去每一投影；對(duì)每一基函數(shù)計(jì)算一變換系數(shù)；量化所述變換系數(shù)；消除選擇所量化的變化系數(shù)；以及儲(chǔ)存所量化的變換系數(shù)。
28.如權(quán)利要求19所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述動(dòng)作用于通過(guò)解除強(qiáng)調(diào)相對(duì)較小的基函數(shù)，并疊加剩余的基函數(shù)，對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行降噪。
29.如權(quán)利要求19所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述動(dòng)作用于散列所述信號(hào)，并且所述應(yīng)用包括縮放所述信號(hào)；將每一選擇的基函數(shù)投影到所述縮放的信號(hào)上；對(duì)每一基函數(shù)計(jì)算一變換系數(shù)；量化所述變換系數(shù)；對(duì)所量化的變換系數(shù)應(yīng)用糾錯(cuò)；以及儲(chǔ)存所量化的變換系數(shù)。
30.如權(quán)利要求29所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述散列的信號(hào)的一個(gè)值用于識(shí)別或認(rèn)證。
31.如權(quán)利要求19所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述動(dòng)作用于對(duì)所述信號(hào)加水印，并且所述應(yīng)用包括縮放所述信號(hào)；將每一選擇的基函數(shù)投影到所述縮放的信號(hào)上；對(duì)每一基函數(shù)計(jì)算一變換系數(shù)；對(duì)所述變換系數(shù)應(yīng)用水?。灰约皩⑺鏊〔迦氲叫盘?hào)中。
32.如權(quán)利要求19所述的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其特征在于，所述應(yīng)用提供了一變換的信號(hào)，并且所述變換的信號(hào)通過(guò)以下動(dòng)作來(lái)重建將每一基函數(shù)乘以一對(duì)應(yīng)的變換系數(shù)；以及將所述乘的結(jié)果相加。
全文摘要
揭示了提供隨機(jī)化信號(hào)變換和/或其應(yīng)用的技術(shù)。更具體地，信號(hào)(如，音頻信號(hào)、圖像或視頻信號(hào))通過(guò)向其應(yīng)用隨機(jī)選擇的基函數(shù)來(lái)變換。隨機(jī)化的信號(hào)變化的應(yīng)用包括但不限于，壓縮、降噪、散列、識(shí)別、認(rèn)證和數(shù)據(jù)嵌入(如，加水印)。
文檔編號(hào)H03M7/30GK1694398SQ20051005623
公開(kāi)日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月30日
發(fā)明者M·T·馬爾金, R·文卡特杉 申請(qǐng)人:微軟公司