JP2001118330A - データ生成方法、記録装置、記録媒体、および再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存のＣＤプレーヤで再生可能な音楽データ
に付加データした付加音楽データを生成する。 【解決手段】 新ＣＤに記録する記録データRECの記録
フォーマットは、旧ＣＤの音楽データを記録するＣＤ−
ＤＡ形式と同一である。記録データRECはヘッダー部Ｈ
Ｄと付加音楽データＤwav'から構成されており、ヘッダ
ー部ＨＤは同期のためのＳＹＮＣと、暗号化情報Ｚと、
置換ビット数情報tblbを備えている。一方、付加音楽デ
ータＤwav'は、有効ビット数に応じた置換ビット数を定
めた置換ビット数情報tblbに従って、音楽データＤwav
の置換ビットを付加データに置換したものである。置換
ビット数は音楽データＤwavの有効ビット数に応じて変
化するので、マスキング効果によって、付加音楽データ
Ｄwav'を旧再生装置で再生してもノイズとならない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高品質の音楽デー
タの生成および記録・再生に好適なデータ生成方法、記
録装置、記録媒体、および再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】音楽信号を記録した記録媒体として、Ｃ
Ｄ（Compact Disk）が広く普及している。ＣＤに記録さ
れるデータは、まず、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルの音
楽信号を、４４.１ＫＨｚで各々サンプリングして１６
ビットの標本化データを２系統生成し、これらの標本化
データに誤り訂正符号等を付加した後、ＥＦＭ（Eightt
o Fourteen Modulation）方式で変調して生成される。
また、ＣＤプレーヤでは、ＣＤから再生した標本化デー
タをＤ／Ａ変換してアナログ音楽信号として出力する。
ＣＤに記録される標本化データは、標本化周波数が４
４.１ＫＨｚで１６ビットのデータ幅を有することか
ら、再生音楽信号の周波数帯域は２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚ
となり、そのダイナミックレンジは９０ｄＢ以上を確保
することができる。このため、高品質の音楽信号を再生
することが可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、音楽情報に
加えて、歌詞の文字や画像、あるいはその他の付加情報
を記録することができれば、ＣＤの付加価値を高めるこ
とができる。音楽情報に付加情報を加えて記録するに
は、現行フォーマットとは異なる新フォーマットに従っ
て記録することが考えられる。しかし、既に普及してい
るＣＤプレーヤを用いて、新フォーマットで記録された
ＣＤを再生すると、再生したデータを全て音楽信号の標
本化データとして取り扱う。すなわち、新フォーマット
で記録したＣＤは、既存のＣＤプレーヤで再生すること
ができないといった問題がある。また、付加情報は有用
な情報であるため、その著作権を保護する観点から、ダ
ビングを防止したいといった要求がある。

【０００４】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、互換性を維持しつつ音楽データに付加情報
を加えることができるデータ生成方法、また、そのよう
なデータを記録した記録媒体、記録媒体にデータを記録
するための記録装置、記録媒体を再生する再生装置を提
供することを目的とする。また、他の目的は、付加情報
の著作権を保護することが可能な再生装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明のデータ生成方法にあっては、音楽データ
に付加データを付加したデータを生成するものにおい
て、予め定められた規則に従って、前記音楽データのう
ちＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定さ
れた前記置換ビットを付加データに置換して付加音楽デ
ータを生成することを特徴とする。ここで、前記置換ビ
ットのビット数は固定としても良いし、あるいは、音楽
データのデータ値に応じて各サンプリング毎に可変する
ようにしても良い。

【０００６】また、本発明のデータ生成方法にあって
は、音楽データに付加データを付加したデータを生成す
るものにおいて、前記音楽データの特性と置換ビット数
との関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音
楽データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定
し、特定された前記置換ビットを付加データに置換して
付加音楽データを生成し、通常の音楽データと前記付加
音楽データとを識別するための識別データを生成し、前
記識別データと前記置換ビット数データとによってヘッ
ダー部を生成し、前記ヘッダー部の後に前記付加音楽デ
ータを配置して出力データを生成することを特徴とす
る。

【０００７】また、本発明のデータ生成方法にあって
は、音楽データに付加データを付加したデータを生成す
るものにおいて、前記付加データを必要に応じて暗号化
し、前記付加データを暗号化したか否かを示す暗号化デ
ータを生成し、前記音楽データの特性と置換ビット数と
の関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽
データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、
特定された前記置換ビットを前記付加データまたは暗号
化された付加データに置換して付加音楽データを生成
し、通常の音楽データと前記付加音楽データとを識別す
るための識別データを生成し、前記識別データ、前記暗
号化データおよび前記置換ビット数データによってヘッ
ダー部を生成し、前記ヘッダー部の後に前記付加音楽デ
ータを配置して出力データを生成することを特徴とす
る。上記発明において、前記ヘッダー部は、各曲毎に生
成し、各曲毎に前記ヘッダー部と前記付加音楽データと
を連結することが好ましい。

【０００８】次に、本発明に係る記録装置は、音楽デー
タに付加データを付加したデータを記録するものであっ
て、前記付加データを必要に応じて暗号化する暗号化手
段と、前記付加データを暗号化したか否かを示す暗号化
データを生成する暗号化データ生成手段と、前記音楽デ
ータの特性と置換ビット数の関係を示す置換ビット数デ
ータに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを
置換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを
前記付加データに置換して付加音楽データを生成する付
加音楽データ生成手段と、通常の音楽データと前記付加
音楽データを識別するための識別データ、前記暗号化デ
ータおよび前記置換ビット数データによってヘッダー部
を生成するヘッダー部生成手段と、前記ヘッダー部の後
に前記付加音楽データを配置して記録データを生成する
記録データ生成手段と、前記記録データを記録媒体に記
録する記録手段とを備えたことを特徴とする。ここで、
記録手段は、前記音楽データを記録する既存の記録媒体
の記録フォーマットと同一のファーマットを用いて前記
音楽データの替わりに前記記録データを前記記録媒体に
記録することが望ましい。

【０００９】次に 本発明に係る記録媒体は、音楽デー
タの特性と置換ビット数との関係を示す置換ビット数デ
ータに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを
置換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを
付加データに置換して得た付加音楽データを記録した記
録媒体であって、通常の音楽データと前記付加音楽デー
タとを識別するための識別データ、前記置換ビット数デ
ータ、前記付加音楽データの順番に各データを記録した
データ構造を有することを特徴とする。ここで、前記付
加データは必要に応じて暗号化されたものであり、記録
媒体は前記識別データと前記付加音楽データとの間に、
暗号化されたか否かを示す暗号化データと前記置換ビッ
ト数データとを記録したデータ構造を有することが望ま
しい。さらに、記録媒体は、前記識別データから前記付
加音楽データまでのデータを、各曲毎に記録するデータ
構造を有するものであってもよい。くわえて、記録媒体
は、音楽データを記録した既存の記録媒体の記録フォー
マットと同一のファーマットを用いて前記音楽データの
替わりに前記識別データから前記付加音楽データまでの
データを記録したデータ構造を有することが好ましい。

【００１０】次に、本発明に係る再生装置は、音楽デー
タの特性と置換ビット数の関係を示す置換ビット数デー
タに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを置
換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを付
加データに置換して得た付加音楽データを記録した記録
媒体を再生するものであって、前記記録媒体からデータ
を再生するデータ再生手段と、再生されたデータから前
記置換ビット数データを抽出する置換ビット数データ抽
出手段と、再生されたデータから前記付加音楽データを
抽出し、再生された置換ビット数データに基づいて、再
生された前記付加音楽データから前記音楽データと前記
付加データとを分離する分離手段とを備えたことを特徴
とする。

【００１１】また、本発明に係る再生装置は、上述した
記録媒体を少なくとも再生可能な装置であって、前記記
録媒体からデータを再生するデータ再生手段と、再生さ
れたデータから前記識別情報を検出する検出手段と、前
記識別情報が検出されると、再生されたデータから前記
置換ビット数データを抽出する置換ビット数データ抽出
手段と、前記識別情報が検出される場合には、再生され
たデータから前記付加音楽データを抽出し、再生された
置換ビット数データに基づいて、再生された前記付加音
楽データから前記音楽データと前記付加データとを分離
して出力する一方、前記識別情報が検出されない場合に
は、再生されたデータを前記音楽データとして出力する
分離手段とを備えたことを特徴とする。

【００１２】また、本発明に係る再生装置は、上述した
記録媒体を少なくとも再生可能な再生装置であって、前
記記録媒体からデータを再生するデータ再生手段と、再
生されたデータから前記識別情報を検出する検出手段
と、前記識別情報が検出されると、再生されたデータか
ら前記置換ビット数データを抽出する置換ビット数デー
タ抽出手段と、前記識別情報が検出されると、再生され
たデータから前記暗号化データを抽出する暗号化データ
抽出手段と、前記再生された置換ビット数データに基づ
いて、再生された前記付加音楽データから前記音楽デー
タと前記付加データとを分離して出力する分離手段と、
分離された付加データを記憶するとともに一定のビット
レートで読み出すビットレート平均化手段と、再生され
た前記暗号化データが暗号化を指示するときに、前記ビ
ットレート平均化手段から出力される暗号化された付加
データを解読する解読手段とを備えたこと特徴とする。

【００１３】さらに、再生装置は、再生された前記暗号
化データが暗号化を指示する場合に、個々の装置で固有
の特定情報に基づいて、再生された装置を特定するため
の透かしデータを生成する透かしデータ発生手段と、前
記透かしデータ、解読された前記付加データ、および分
離された前記音楽データを合成する合成手段と、合成さ
れたデータをデジタル信号からアナログ信号に変換して
再生音楽信号を生成するＤ／Ａ変換手段とを備えること
が好ましい。

【００１４】くわえて、前記再生装置はサーバと通信網
を介して接続されることを前提とし、再生しようとする
曲を特定する曲特定情報を生成するとともに、課金を許
可する課金許可情報を生成する情報生成手段と、前記曲
特定情報と前記課金許可情報とを前記サーバに前記通信
網を介して送信するとともに、前記通信網を介して前記
サーバから返信されてくる前記曲特定情報に対応する鍵
を受信する送受信手段とを備え、前記解読手段は、前記
送受信手段によって受信した鍵に基づいて、暗号化され
た前記付加データを解読するものであってもよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
新フォーマットで記録可能な記録装置、ＣＤ（記録媒
体）、および再生装置について、図面を参照しつつ説明
する。なお、以下の説明においては、既存のＣＤプレー
ヤを「旧再生装置」、既存の音楽データが記録されたＣ
Ｄを「旧ＣＤ」、新フォーマットで記録されたＣＤを
「新ＣＤ」、新ＣＤに記録された付加データを所定の条
件の下に再生可能な装置を「新再生装置」と称する。

【００１６】１．音楽データの圧縮原理 記録装置等について説明する前に、本発明に用いる音楽
データの圧縮原理について説明する。

【００１７】人の耳の構造は、外耳、中耳、内耳に大別
される。音が、耳の穴を通って鼓膜を振動させると、鼓
膜と内耳を連結する耳小骨が振動し、これが内耳にある
蝸牛管に伝えられる。蝸牛管の内部には聴神経と繋がっ
た内有毛細胞と外有毛細胞とがある。これらの有毛細胞
には短い毛が生えており、この毛を覆うように蓋膜と呼
ばれる器官がある。音が機械的な振動として蝸牛管に伝
えられると有毛細胞が押し上げられ蓋膜に押し当てられ
る。内有毛細胞の場合、毛が曲がると細胞内に化学変化
が起こり神経パルスが発生する。神経パルスは一瞬時の
電流である。聴神経の９０％は内有毛細胞に繋がってお
り、内有毛細胞はいわば聴覚センサの役割を果たしてい
る。

【００１８】一方、外有毛細胞は、１０％の聴神経と繋
がっているものの、神経パルスを発生しない。しかし、
外有毛細胞は、入ってきた振動に応じて伸縮し、振動を
力学的に増幅する役割を果たしている。この機能は、微
弱な音に対しては大きく働く一方、強い音に対してはほ
とんど働かない。換言すれば、外有毛細胞は、微弱な音
が入力したとき振幅を増幅し、内有毛細胞の感度を高め
るといった役割を担っている。

【００１９】このように、空気の振動であった音は、中
耳で鼓膜や耳小骨による機械的な振動となり、さらに内
耳で振動が神経パルスに変換されて、脳に伝えられる。
この際、微弱な音に対しては人が大きく感じられるよう
に増幅され、強い音に対しては、さほど増幅されない。

【００２０】また、マスキングと呼ばれる聴覚現象が知
られている。これは、ある音が別の音によって妨害さ
れ、聞き取りにくくなるという現象である。例えば、雑
踏の中では、電話の音がなかなか聞き取れない、などと
いうのがこれである。逆に考えれば、目的音が強く妨害
音が微弱であれば、人は妨害音を検知することができな
い。ただし、上述したように人の耳は微弱な音に対して
は感度が高いので、目的音が弱くなるにつれ、妨害音を
検知できる音の強さが大きくなる。すなわち、目的音の
強さに応じて、人が検知することができる音の大きさが
定まる。さらに、聴覚特性には、音がごく微弱になると
音を検知することができない領域がある。図１は、検知
可能絶対レベルを示したグラフであり、縦軸には音圧レ
ベル、横軸には周波数を取ってある。この図からもわか
るように、音圧レベルが閾値Ｘを下回ると、人は全周波
数帯域において音を検知することができない。

【００２１】本発明は、以上の聴覚特性に着目してなさ
れたものであり、第１に音楽データのうち閾値を下回る
所定の下位ビットを付加データに置換する。この場合、
付加データは、人が音を検知することができないレベル
で音楽データに付加されているので、置換された音楽デ
ータを再生したとしても、人は、付加データを検知する
ことができない。第２に音楽データのデータ値に応じ
て、音楽データのうち付加データに置換するビット数を
定める。人の耳はデータ値が大きくなるほど妨害音を検
知することができないので、データ値に応じて置換ビッ
トの数を変更することにより、より多くの付加データを
重畳させることができる。

【００２２】２．記録システム ２−１：ハードウエア 次に、上述した音楽データの圧縮方式を適用した記録シ
ステムについて説明する。図２は、記録システムの全体
構成を示すブロック図である。記録システム１００は、
コンピュータシステムで構成されており、ＣＰＵ１０、
ハードディスク２０、ＲＡＭ３０、書込装置４０、ディ
スプレイ５０、キーボード６０を備えており、各構成部
分はバスを介して接続されている。まず、ＣＰＵ１０
は、記録システム１００全体を制御するとともに、各種
のアプリケーションプログラムを実行する。

【００２３】次に、ハードディスク２０には、音楽デー
タＤwavや付加データＤaddが格納されている。音楽デー
タＤwavは、サンプリング周波数が４４.１ＫＨｚ、１サ
ンプリング当たり１６ビットのデータであって、旧ＣＤ
に記録されているものと同様である。一方、付加データ
Ｄaddは、有用な情報であればどのようなものであって
もよく、例えば、音楽データＤwavの高精細データ、音
楽データＤwavに同期したＭＩＤＩデータ、歌詞のテキ
ストデータ、歌い手の画像データ、あるいは、ＭＰ３
（Moving Picture Experts Group 3）等の圧縮方式によ
って圧縮された音楽データである。この例の付加データ
Ｄaddは、圧縮された音楽情報と圧縮された画像情報と
から構成されているものとする。ここで、音楽情報は、
高品質再生のために必要な情報であり、例えば、低周波
数帯域、高周波数帯域の音楽データである。また、画像
情報とは、人の視覚で認識される情報であり、例えば、
動画や静止画の他、テキストが含まれる。さらに、ハー
ドディスク２０には、音楽データＤwavを分析して各曲
毎に圧縮量を算出するアプリケーションプログラムや音
楽データＤwavの一部を付加データＤaddに置換して付加
音楽データＤwav'を生成するためのアプリケーションプ
ログラム、生成された付加音楽データＤwav'をＣＤに書
き込むためのアプリケーションプログラム等が格納され
ている。

【００２４】次に、ＲＡＭ３０はＣＰＵ１０の作業領域
として機能し、音楽データＤwavの一部を付加データＤa
ddに置換する際に、付加音楽データＤwav'を一時記憶す
るために用いられたり、あるいは、曲の先頭部分に書き
込むヘッダー部ＨＤを一時記憶するのに用いられる。次
に、書込装置４０は、ＣＤにデータを書き込むための装
置であり、例えば、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷ、もしくはＣ
Ｄを大量に製造する場合の原盤となるマスターＣＤを作
成する専用装置が該当する。

【００２５】次に、ディスプレイ５０は、処理結果を表
示する表示部として機能する。オペレータはディスプレ
イ５０の画面によって、処理の進行状況や処理結果を知
ることができ、例えば、ある曲に付加することができる
付加データＤaddのデータ量を知ることができる。ま
た、キーボード６０は、オペレータが指示を入力するた
めの入力手段として機能し、例えば、付加データＤadd
を暗号化するか否かの指示等がキーボード６０によって
入力される。

【００２６】以上の記録システムにより、ＣＰＵ１０
は、曲単位で音楽データＤwavを分析し、その分析結果
に基づいて付加データＤaddのデータ量を求める。そし
て、ＣＰＵ１０は、予め定められた規則に従って、音楽
データＤwavのＬＳＢ側のビット（置換ビット）を上記
データ量に見合うように用意された付加データＤaddに
置換して付加音楽データＤwav'を生成する。さらに、Ｃ
ＰＵ１０は各曲の先頭部分にどのような規則に従って置
換を行ったかを示す情報等を付加して１曲のデータを完
成させ、これを旧再生装置で再生可能なＣＤ−ＤＡ形式
でＣＤに記録する。

【００２７】２−２：ソフトウエア まず、音楽データＤwavを分析する分析プログラムにつ
いて説明する。この分析プログラムは、曲単位で音楽デ
ータＤwavを分析して圧縮可能なデータ量、換言すれば
付加データの量を算出するために用いる。図３は分析プ
ログラムのフローチャートである。

【００２８】まず、ハードディスク２０に格納されてい
る音楽データＤwavを曲単位でＲＡＭ３０に読み込む
（ステップＳａ１）。次に、音楽データＤwavを各サン
プリング毎に有効ビットが何ビットであるかを特定する
（ステップＳ２）。具体的には、１６ビットの音楽デー
タＤwavのうちＭＳＢ側から調べて初めて値が変化する
最上位のビットを特定する。例えば、音楽データＤwav
が“0001010000100100(LSB)”であるとすれば、ＭＳＢ
から数えて第３番目、第６番目、第１１番目、および第
１３番目のビットについてデジットが“１”となってい
るから、この音楽データＤwavの有効ビットは１３ビッ
トである。この処理は曲の開始から曲の終了まで行われ
る。これにより、１曲の有効ビットの分布を知ることが
できる。この分析結果は、図４に示す有効ビット分布テ
ーブルTBLAとしてＲＡＭ３０に記憶される。

【００２９】次に、１曲中に使用している楽器を曲の進
行に関連付けて分析する（ステップＳａ３）。この処理
は、音楽データＤwavに基づいてソフトウエアで分析し
てもよいし、あるいは人がキーボードを操作して入力し
てもよい。図５は、分析結果の一例を示す図である。こ
の例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間において
は、ピアノのみの演奏となっており、時刻ｔ１から時刻
ｔ２までの期間においては、ピアノにドラムとギターの
演奏が加わっており、さらに時刻ｔ２以降はボーカルが
加わっている。

【００３０】次に、ステップＳａ３の分析結果に基づい
て、置換ビット数テーブルTBLBを選択する（ステップＳ
ａ４）。置換ビット数テーブルTBLBは、有効ビット数と
置換ビット数とを対応付けるものである。ここで、置換
ビットとは、音楽データＤwavの各ビットうち付加デー
タＤaddとの置換の対象となるビットである。置換ビッ
ト数テーブルTBLBは、上述したマスキング効果を考慮し
て、音楽データＤwavの置換ビットを付加データＤaddに
置換しても人がノイズとして検知できないように、有効
ビット数と置換ビット数との関係を定めてある。

【００３１】付加音楽データＤwav'が記録された新ＣＤ
を旧再生装置（既存のＣＤプレーヤ）で再生すると、付
加データＤaddはノイズとして再生される。しかしなが
ら、上述したように置換ビット数テーブルTBLBはマスキ
ング効果を考慮して作成されているので、置換ビット数
テーブルTBLBに従って生成された付加音楽データＤwav'
を再生しても、人はノイズを検知することができない。

【００３２】くわえて、置換ビット数テーブルTBLBは、
ピアノやギターといった楽器の種類、ポップスやクラシ
ックといった曲のジャンルに応じて複数用意されてい
る。図６（ａ）はピアノに対応する置換ビット数テーブ
ルTBLB1の内容を示したものであり、図６（ｂ）はギタ
ーに対応する置換ビット数テーブルTBLB2の内容を示し
たものであり、図６（ｃ）はクラッシックに対応する置
換ビット数テーブルTBLB3の内容を示したものであり、
図６（ｄ）はポップスに対応する置換ビット数テーブル
TBLB4の内容を示したものである。これらの図に示すよ
うに、楽器の種類や曲のジャンルによって、置換ビット
数は異なる。これは、楽器の種類や曲のジャンルによっ
て、人がノイズと感ずる置換ビット数が異なるからであ
る。

【００３３】例えば、ピアノに対応する置換ビット数テ
ーブルTBLB1とギターに対応する置換ビット数テーブルT
BLB2とを比較すると、TBLB1では有効ビット数が“１
５”のとき置換ビット数が“２”であるのに対し、TBLB
2では有効ビット数が“１５”のとき置換ビット数が
“５”となっている。これは、人は、ギターの演奏と比
較してピアノの演奏の方がノイズを低い音圧レベルで検
知するからである。また、クラッシックに対応する置換
ビット数テーブルTBLB3とポップスに対応する置換ビッ
ト数テーブルTBLB4の内容を比較すると、TBLB3では有効
ビット数が“１３”のとき置換ビット数が“２”である
のに対し、TBLB4では有効ビット数が“１３”のとき置
換ビット数が“４”である。これは、人は、クラッシッ
クの演奏と比較してポップスの演奏の方がノイズを検知
しにくいからである。

【００３４】ステップＳａ４の処理では、上述した各種
の置換ビット数テーブルTBLBの選択を行う。この選択の
態様としては、第１に曲毎に１つの置換ビット数テーブ
ルTBLBを選択する場合と、第２に１曲の中で複数の置換
ビット数テーブルTBLBを切り替えて選択する場合とがあ
る。いずれの態様を取るかは、個々の曲毎に記録システ
ム１００のオペレータが定める。

【００３５】ここでは、第２の選択態様について、具体
的に説明する。例えば、対象となる曲のジャンルがポッ
プスであり、曲の分析結果が図５に示すものとなってい
るものとする。この曲のジャンルはポップスであるか
ら、ポップスに対応する置換ビット数テーブルTBLB4を
曲全体で選択することも考えられる。しかし、この曲で
は、図５に示すように時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間
においては、演奏楽器がピアノのみとなっていることか
ら、イントロの部分でピアノの独奏があると考えられ
る。このような場合に、曲全体で置換ビット数テーブル
TBLB4を選択すると、イントロ部分でノイズが検知され
る可能性がある。そこで、図５に示すように時刻ｔ０か
ら時刻ｔ１までの期間では、ピアノに対応する置換ビッ
ト数テーブルTBLB2を選択し、時刻ｔ１以降では、ポッ
プスに対応する置換ビット数テーブルTBLB4を選択す
る。この選択は、ステップＳａ３による分析結果をディ
スプレイに表示させ、オペレータがキーボード６０を操
作することにより行う。すると、ＣＰＵ１０は、曲の進
行時間と選択された置換ビット数テーブルTBLBの名称を
対応付けた選択テーブルTBLCをＲＡＭ３０に記憶する。
図７は、図５に示すように置換ビット数テーブルTBLBの
選択が行われた場合の選択テーブルTBLCの内容を示した
ものである。

【００３６】次に、ＣＰＵ１０は、ステップＳａ１で得
た有効ビット分布テーブルTBLA、選択テーブルTBLC、お
よび各種の置換ビット数テーブルTBLBを参照して、１つ
の曲に付加できる付加データＤaddのデータ量を算出す
る（ステップＳａ５）。このようにして、付加データＤ
addのデータ量が求められると、この条件を満たす付加
データＤaddを用意する。この場合、付加データＤadd
は、ブロック毎に生成する。ここでブロックとは、１種
類の置換ビット数テーブルTBLBを連続して使用する付加
データＤaddの単位である。図８は、付加データＤaddの
フォーマットを示す図であり、同図（ａ）は第１番目の
ブロック、同図（ｂ）は２番目以降のブロックのフォー
マットである。

【００３７】第１番目のブロックにおいては、データ量
情報、継続情報、付加情報の順にデータを配置してあ
る。データ量情報は当該ブロックのデータ量を示す情報
である。継続情報は当該ブロックに続くブロックの有無
を示す情報である。付加情報は、テキストや画像、ある
いは圧縮された音楽情報といった付加データＤaddの本
体となる情報である。第２番目以降のブロックにおいて
は継続情報と付加情報との間に置換ビット数情報tblbが
介挿されている。置換ビット数情報tblbは、当該ブロッ
クで使用する置換ビット数テーブルTBLBと同一の内容で
ある。したがって、後述する新再生装置では、置換ビッ
ト数情報tblbを再生することによって、付加音楽データ
Ｄwav'から音楽データＤwavと付加情報とを分離するこ
とが可能となる。なお、第１番目のブロックに置換ビッ
ト数情報tblbが入っていないのは、曲の開始部分に挿入
するヘッダー部に第１番目のブロックに用いる置換ビッ
ト数情報tblbを配置するためである。

【００３８】次に、付加音楽データＤwav'の記録に用い
る記録データRECを生成するデータ生成プログラムにつ
いて説明する。ここでは、データ生成プログラムによる
処理について説明する前に、まず、記録データRECのフ
ォーマットについて説明する。図９に１曲の記録データ
RECのフォーマットを示す。この図に示すように記録デ
ータRECは、ヘッダー部ＨＤとこれに続く付加音楽デー
タＤwav'から構成される。ヘッダー部ＨＤは、ＳＹＮ
Ｃ、暗号化情報Ｚ、および置換ビット数情報tblbを備え
ている。ＳＹＮＣは、暗号化情報Ｚ以下の部分で取り得
ないビットパターンで構成されており、同期情報として
機能するとともに、以下の情報に付加音楽データＤwav'
が介挿されていること示す情報として機能する。換言す
れば、従来の音楽データＤwavと付加音楽データＤwav'
を識別するための識別データとして機能する。次に、暗
号化情報Ｚは、付加音楽データＤwav'中の付加データＤ
addおよび置換ビット数情報tblbが暗号化されているか
否かを示す情報である。

【００３９】暗号化情報Ｚをヘッダー部ＨＤに含めるよ
うにしたのは、以下の理由による。付加データＤadd
は、上述したように歌詞のテキストや歌い手の画像とい
った有用な情報である。このため、付加データＤaddを
暗号化しておけば、新再生装置であっても鍵を取得しな
ければ付加データＤaddを再生することができず、付加
データＤaddの著作権を保護することができる。一方、
付加データＤaddの中には、著作権者が公開する意向の
データもある。すなわち、付加データＤaddは必要に応
じて暗号化し、暗号化されていない付加データＤaddに
ついては全ての新再生装置で再生可能とし、暗号化され
た付加データＤaddについては、鍵を取得した特定の新
再生装置でのみ再生可能とする必要がある。そこで、記
録データRECを再生したときに、新再生装置が付加デー
タＤaddが暗号化されている否かを認識可能とするため
に暗号化情報Ｚをヘッダー部ＨＤに含ませたのである。

【００４０】ところで、記録データRECを記録した新Ｃ
Ｄを旧再生装置で再生すると、旧再生装置は、ヘッダー
部ＨＤを含む全てのデータを音楽データＤwavとして取
り扱う。付加音楽データＤwav'が音楽データＤwavとし
て取り扱われても問題とならないのは、上述したように
マスキング効果を考慮して置換ビット数を定めたからで
あった。しかし、ヘッダー部ＨＤは曲の先頭に配置され
るため、音楽データＤwavによるマスキング効果は期待
できない。このため、ヘッダー部ＨＤは１６ビットのＬ
ＳＢまたはＬＳＢから２ビットを用いて構成する。換言
すれば、ヘッダー部ＨＤを構成するＳＹＮＣ、暗号化情
報Ｚ、置換ビット数情報tblbといった各データを生成す
る際に、各データの１サンプリング当たりのビット数
を、音楽データＤwavの１サンプリング当たりのビット
数（１６ビット）と等しくなるように生成し、かつ、各
データの有効ビットをＬＳＢ側の所定ビットに制限して
いる。

【００４１】図１０は、ＣＤ−ＤＡ形式にした記録デー
タRECとその再生波形を示した図である。ここでは、ヘ
ッダー部ＨＤを１６ビットのデータのＬＳＢで構成した
例を示す。このようにヘッダー部ＨＤをＬＳＢで構成す
ると、ヘッダー部ＨＤを再生する期間において、再生波
形は殆ど変化しないため、当該期間は無音に近い状態と
して再生される。さらに、ヘッダー部ＨＤをＬＳＢで構
成したとしても、当該期間は略十数ｍsecで終了するた
め、人がヘッダー部ＨＤの再生音を聴いてもノイズと感
じることは殆どない。

【００４２】図１１は、記録データRECを生成するデー
タ生成プログラムのフローチャートである。まず、オペ
レータによって、付加データＤaddを暗号化するか否か
が入力される（ステップＳｂ１）。次に、ＣＰＵ１０は
付加データＤaddを暗号化する指示が入力されているか
否かを判定し（ステップＳｂ２）、暗号化する場合に
は、予め用意された付加データＤaddに暗号化処理を施
して、暗号化された付加データＤadd'を生成する。くわ
えて、ＣＰＵ１０は、付加データＤaddの第１番目のブ
ロックに対応する置換ビット数情報tblbも併せて暗号化
する（ステップＳｂ３）。この場合、ＣＰＵ１０は、暗
号化情報Ｚのデジットとして“１”をセットする（ステ
ップＳｂ４）。一方、暗号化しない場合には、暗号化情
報Ｚとして“０”をセットする（ステップＳｂ５）。

【００４３】次に、ＣＰＵ１０は、ヘッダー部ＨＤを生
成する（ステップＳｂ６）。具体的には、予め用意され
ているＳＹＮＣのビットパターンに続けて、上述したス
テップＳｂ４またはＳｂ５の処理で得た暗号化情報Ｚを
連結し、さらに、この後に置換ビット数情報tblbを連結
する。こうして生成されたヘッダー部ＨＤは、ＣＰＵ１
０によってＲＡＭ３０の所定の記憶領域に格納される。

【００４４】次に、ＣＰＵ１０は、付加音楽データＤwa
v'を生成する（ステップＳｂ７）。この場合、ＣＰＵ１
０は、上述した分析プログラムで得た置換ビット数テー
ブルTBLBと選択テーブルTBLCとを参照して、１サンプリ
ング毎に音楽データＤwavの置換ビットを特定し、特定
された置換ビットを付加データＤaddまたはＤadd'に置
換する。

【００４５】次に、ＣＰＵ１０は、ヘッダー部ＨＤと付
加音楽データＤwav'とを連結して記録データRECを生成
する（ステップＳｂ８）。こうして、生成された記録デ
ータRECはＲＡＭ３０の所定の記憶領域に格納される。
この後、オペレータが書込装置にＣＤをセットした後、
記録プログラムが起動されると、ＣＰＵ１０は、記録デ
ータRECを旧再生装置で再生可能なＣＤ−ＤＡ形式に変
換し書込装置４０に転送する。すると、書込装置４０
は、ＣＤ−ＤＡ形式で記録データRECをＣＤに書き込
む。当該ＣＤがマスターＣＤである場合には、このマス
ターＣＤに基づいてスタンパを作成し、射出成形等の周
知の製造方法によって新ＣＤを製造することができる。
なお、上述した記録システム１００において、各曲毎に
記録データRECを生成するようにしたのは、同じミュー
ジシャンの複数の曲を記録したＣＤであっても、曲の種
類や、曲中で演奏される楽器が異なるため、置換ビット
数テーブルTBLBを各曲毎に設定する必要があるからであ
る。

【００４６】３．再生システム 次に、再生システムについて図面を参照しつつ説明す
る。 ３−１：新再生装置の構成 図１２は、新再生装置のブロック図である。新再生装置
２００は、光ピックアップ２１０、音楽データ再生部２
２０を備えている。光ピックアップ２１０は、レーザ光
を照射する半導体レーザ、および半導体レーザが照射し
たレーザ光がＣＤで反射された反射光を受光して、反射
光の光量に応じたレベルの再生信号を出力する受光器の
他、半導体レーザおよび受光器の位置決めを行うサーボ
機構等から構成されている。

【００４７】また、音楽データ再生部２２０は、光ピッ
クアップ２１０からの再生信号に基づいて、再生データ
PBを生成するように構成されている。なお、再生データ
PBは、仮に再生するＣＤが旧ＣＤであるならば音楽デー
タＤwavであり、新ＣＤであるならばヘッダー部ＨＤを
有する記録データRECである。すなわち、音楽データ再
生部２２０までの構成は、旧再生装置と同様である。こ
の例の音楽データ再生部２２０は、再生信号を所定レベ
ルまで増幅するプリアンプ、プリアンプの出力信号に対
して波形整形を行う波形等化回路、波形整形された再生
信号からクロック信号を抽出するクロック再生回路、ク
ロック信号に同期して波形整形された再生信号に対して
“１”、“０”の判定を行って再生デジタル信号を出力
するコンパレータ、再生デジタル信号に対して誤り訂正
を施して再生データPBを出力する誤り訂正回路等を備え
ている。

【００４８】さらに、新再生装置２００は、バッファ２
３０、ＳＹＮＣ検出器２４０、置換ビット数情報検出部
２５０、および付加データ分離部２６０を備えている。
まず、バッファ２３０は、少なくともＳＹＮＣのデータ
容量だけ再生データPBを遅延させるＦＩＦＯメモリで構
成される。

【００４９】次にＳＹＮＣ検出器２４０は、再生データ
PBのビットパターンとＳＹＮＣのビットパターンが一致
するか否かを判定し、両者が一致したときＨレベル（ア
クティブ）となる同期検出信号ＳＳを生成する。バッフ
ァ２３０は再生データPBを遅延させるので、同期検出信
号ＳＳは、バッファ２３０から遅延された再生データPB
が出力される前に当該再生データPBが付加音楽データＤ
wav'であるか否かを各部に知らせることができる。

【００５０】次に、置換ビット数情報検出部２５０は、
メモリ等によって構成されており、同期検出信号ＳＳが
アクティブとなった場合に、バッファ２３０の出力デー
タから置換ビット数情報tblbを抽出し、これを記憶す
る。この置換ビット数情報tblbによって付加音楽データ
Ｄwav'を音楽データＤwavと付加データＤadd,Ｄadd'に
分離することが可能となる。

【００５１】次に、付加データ分離部２６０は、同期検
出信号ＳＳがアクティブの場合には、再生データPBから
ヘッダ部ＨＤを削除して付加音楽データＤwav'を抽出
し、さらに、置換ビット数情報tblbに基づいて、付加音
楽データＤwav'を音楽データＤwavと付加データＤadd,
Ｄadd'とに分離する。一方、同期検出信号ＳＳが非アク
ティブの場合には、再生データPBを音楽データＤwavと
して出力する。付加音楽データＤwav'から付加データＤ
add,Ｄadd'を分離する処理では、第１に、有効ビット数
を検知する。具体的には付加音楽データＤwav'の各サン
プリング毎に、１６ビットの付加音楽データＤwav'のう
ちＭＳＢ側から調べて初めて値が変化する最上位のビッ
トを特定することにより、有効ビット数を検知する。第
２に置換ビット数情報tblbに基づいて、有効ビット数に
対応する置換ビット数を求める。具体的には、有効ビッ
ト数を読出アドレスとして置換ビット数検出部２５０を
構成するメモリにアクセスして、これに対応する置換ビ
ット数を取得する。第３に各サンプリング毎に、付加音
楽データＤwavから取得した置換ビット数に対応するビ
ットを分離して付加データＤaddを再生する一方、付加
音楽データＤwavの置換ビットのデジットを“０”にし
て音楽データＤwavを再生する。

【００５２】くわえて、新再生装置２００は、暗号化情
報検出部２７０、ビットレート平均化バッファ２８０、
暗号解読部２９０、暗号鍵記憶部３００、音楽・画像情
報分離部３１０、音楽情報伸長部３２０、アナログ透か
し発生回路３３０、ユーザ特定データ記憶部３４０、合
成器３５０、Ｄ／Ａ変換器３６０、画像情報伸長部３７
０、および表示部３８０を備えている。

【００５３】まず、暗号化情報検出部２７０は、同期検
出信号ＳＳがアクティブの場合に再生データPBから暗号
化情報Ｚを抽出する。これにより、付加データが暗号化
されているか否かを知ることができる。

【００５４】次に、ビットレート平均化バッファ２８０
は、メモリ等から構成され、付加データ分離部２６０か
ら供給される付加データＤadd,Ｄadd'をメモリに一旦格
納し、これを一定の読出速度で読み出す。付加音楽デー
タＤwav'中の置換ビット数は、音楽データＤwavの有効
ビット数によって変化するので、再生された付加データ
Ｄadd,Ｄadd'のビットレートは変動している。ビットレ
ート平均化バッファ２８０には、付加データＤadd,Ｄad
d'のビットレートを平均化して、一定の速度とする機能
がある。これにより、後段の暗号解読部２９０等を安定
して動作させることができる。

【００５５】次に、暗号化解読部２９０は、暗号化情報
検出部２７０によって再生された暗号化情報Ｚのデジッ
トが“１”である場合、すなわち、暗号化されている場
合には、暗号鍵KEYを用いて、暗号化された付加データ
Ｄadd'を解読して付加データＤaddを生成する。一方、
再生された暗号化情報Ｚのデジットが“０”である場
合、すなわち、暗号化されていない場合には、付加デー
タＤaddをそのまま出力する。

【００５６】この暗号鍵KEYは、暗号鍵記憶部３００に
記憶されている。暗号鍵KEYの取得には、各種の態様が
ある。第１にインターネット等の通信網を介して取得す
ることができる。この場合の新再生装置２００は、通信
インターフェースを備え、通信インタフェースを介して
取得した暗号鍵KEYを暗号鍵記憶部３００に記憶するよ
うになっている。。第２にコンビニエンスストア等の端
末から取得することができる。この場合の新再生装置２
００は、端末との間のインターフェースを備え、当該イ
ンターフェースを介して取得した暗号鍵KEYを暗号鍵記
憶部３００に記憶するようになっている。第３に新再生
装置２００の工場出荷時に暗号鍵KEYが暗号化記憶部３
００に書き込まれている。この場合の新再生装置２００
は、著作権者からの了解を得た特定の製品である。

【００５７】次に、音楽・画像情報分離部３１０は、付
加データＤaddを音楽情報と画像情報に分離する。音楽
情報伸長部３２０は、圧縮された音楽情報を伸長して伸
長音楽データＤWを生成する。伸長音楽データＤWは、低
周波数帯域、高周波数帯域の音楽信号を再生するために
用いられる。

【００５８】次に、アナログ透かし発生回路３３０は、
暗号化情報Ｚのデジットが“１”である場合、すなわ
ち、暗号化された付加データＤadd'を再生する場合に
は、ユーザ特定データ記憶部３４０に記憶されているユ
ーザ特定データＩＤに基づいて、透かしデータＤXを発
生する。また、同期検出信号ＳＳが非アクティブの場
合、すなわち、付加データＤaddが記録されていない旧
ＣＤを再生した場合にも、同様に透かしデータＤXを発
生する。一方、暗号化情報Ｚのデジットが“０”である
場合、すなわち、公開されている付加データＤaddを再
生する場合には、アナログ透かし発生回路３２０は透か
しデータＤXを発生しないようになっている。

【００５９】透かしデータＤXは、これをアナログ信号
に変換したとき、ユーザ特定データＩＤに対応した複数
のスペクトル周波数を示すように生成される。したがっ
て、透かしデータＤXを合成した音楽信号を周波数分析
すると、スペクトル周波数からユーザ特定データＩＤを
知ることができる。ただし、透かしデータＤXのスペク
トルレベルは、図１に示す検知可能絶対レベルを下回る
ようになっている。このため、人が透かしデータＤXを
合成した音楽信号を聴いても、透かしデータＤXをノイ
ズとして検知することはない。

【００６０】合成器３５０は、音楽データＤwav、伸長
音楽データＤW、および透かしデータＤXとを合成して再
生音楽データＤPBを生成する。Ｄ／Ａ変換器３６０は、
再生音楽データＤPBをデジタル信号からアナログ信号に
変換して再生音楽信号ＳPBを出力する。この再生音楽信
号ＳPBは、音楽データＤwavをＤ／Ａ変換した音楽信号
と比較して帯域が広いので、鍵KEYを取得した使用者は
より高品質な音楽を聴くことがことができる。さらに、
再生音楽信号ＳPBには、透かし信号が合成されているの
で、再生音楽信号ＳPBをダビングしてもダビングに用い
られた新再生装置２００を特定することができる。この
結果、不正なダビングを防止して著作権を有効に保護す
ることができる。一方、暗号化されていない付加データ
Ｄaddは、著作権者が付加データＤaddを公開している場
合であるので、透かし信号が混入されないことになる。
この結果、再生音楽信号ＤPBに透かし信号が混入されて
いるときには、違法なダビングであることを直ちに知る
ことができる。

【００６１】次に、画像情報伸長部３７０は、圧縮され
た画像情報を伸長して伸長画像データＤVを生成する。
表示部３８０は、伸長画像データＤVに基づいて、テキ
ストや画像を表示する。

【００６２】さてここで、暗号鍵KEYをインターネット
等の通信網を介して取得する新再生装置２００を用いた
暗号鍵配信システムについて説明する。図１３は、暗号
鍵配信システムの構成を示す概念図である。この図に示
すように、暗号鍵配信システムは、新再生装置２００、
サーバ４００、および通信網NETから構成される。通信
網NETは、新再生装置２００とサーバ４００とを接続す
るものであり、例えば、インターネットが該当する。サ
ーバ４００には、曲特定情報と暗号鍵KEYとを対応付け
て記憶する記憶部（図示せず）を備えている。新再生装
置２００には、上述した構成の他に、再生しようとする
曲を特定する曲特定情報を生成するとともに、課金を許
可する課金許可情報を生成する通信情報生成部と、曲特
定情報と課金許可情報とをサーバ４００に通信網NETを
介して送信するとともに、通信網NETを介してサーバ４
００から返信されてくる曲特定情報に対応する暗号鍵KE
Yを受信する通信インターフェース（送受信手段）とを
備えている。以上の暗号鍵配信システムにおいて、新再
生装置２００から曲特定情報と課金許可情報が通信網NE
Tを介してサーバ４００に送信されると、サーバ４００
は、曲特定情報に対応する暗号鍵KEYを返信する。新再
生装置２００では、暗号鍵KEYを通信インターフェース
部によって取得し、これを暗号鍵記憶部３００に記憶す
る。暗号解読部２９０はこの暗号鍵KEYを用いて暗号化
された付加データＤadd'を解読する。これにより、課金
を条件として、暗号鍵KEYを配信することができるの
で、著作権を有効に保護することが可能となる。

【００６３】３−２：新再生装置の動作 次に、新再生装置の動作について説明する。 ３−２−１：新ＣＤの再生 まず、新再生装置２００において新ＣＤを再生する場合
の動作を説明する。使用者が新ＣＤを新再生装置２００
に挿入して再生開始操作を行うと、再生データPBが音楽
データ再生部２２０から出力される。ＳＹＮＣ検出器２
４０は、曲の開始時点で、再生データPBからＳＹＮＣを
検知して同期検出信号ＳＳをアクティブにする。これに
より、置換ビット数情報検出部２５０、付加データ分離
部２６０および暗号化情報検出部２７０は、再生データ
PBに付加データＤadd,Ｄadd'が含まれることを知ること
ができる。この場合、付加データ分離部２６０は再生デ
ータPBからヘッダー部ＨＤを削除して、付加音楽データ
Ｄwav'から音楽データＤwavと付加データＤadd',Ｄadd
を分離する。

【００６４】ここで、再生データPBに暗号化された付加
データＤadd'が含まれているものとすると、暗号解読部
２９０は鍵KEYに基づいて付加データＤadd'を解読し、
付加データＤaddを生成する。解読された付加データＤa
ddは伸長され、合成器３５０によって音楽データＤwav
および透かしデータＤXと合成され、さらに、Ｄ／Ａ変
換されて再生音楽信号ＳPBが得られる。この再生音楽信
号ＳPBには透かしがアナログ的に合成されているので、
たとえ、再生音楽信号ＳPBをデジタル信号に変換してこ
れをＣＤに記録しても、そのＣＤのアナログ再生信号に
は透かし信号が混入されているので、著作権を有効に保
護することができる。

【００６５】一方、再生データPBに暗号化されていない
付加データＤaddが含まれている場合には、アナログ透
かし発生回路３３０は透かしデータＤXを発生しない。
これは、著作権者が付加データＤaddを公開している場
合であるので、暗号化されている場合と区別する必要が
あるからである。この場合には、透かしデータＤXは発
生されないので再生音楽信号ＳPBには透かしが混入され
ない。これにより、再生音楽信号ＳPBに透かしが混入さ
れている場合には、直ちに違法なダビングであると判別
することができる。

【００６６】３−２−３：旧ＣＤの再生 次に、新再生装置２００において旧ＣＤを再生する場合
の動作を説明する。この場合には、ＳＹＮＣ検出器２４
０によってＳＹＮＣが検出されないので、同期検出信号
ＳＳは非アクティブとなる。このため、付加データ分離
部２６０は、曲の開始から全ての再生データPBを音楽デ
ータＤwavとして取り扱う。また、透かし発生回路３３
０は、透かしデータＤXを発生する。したがって、再生
音楽信号ＳPBは、透かしが合成されたものとなる。この
結果、旧ＣＤを再生した場合にも、新ＣＤを再生した場
合と同様に著作権を有効に保護することができる。

【００６７】３−３：新ＣＤの旧再生装置での再生 次に、新ＣＤを旧再生装置で再生した場合について説明
する。新ＣＤの記録フォーマットは、上述したようにＣ
Ｄ−ＤＡ形式となっており、旧ＣＤと同様である。た
だ、音楽データＤwavが記録されるべきデータ領域に、
音楽データＤwavの替わりに記録データRECが記録されて
いる。したがって、新ＣＤを旧再生装置で再生すると、
記録データRECが音楽データＤwavとして取り扱われる。
記録データRECは各曲の開始部分にヘッダー部ＨＤを有
するが、ヘッダー部ＨＤは、図１０に示すように１６ビ
ットのデータのＬＳＢを用いて構成されており、しかも
その期間は数十ｍsecと短いので、人が聴いて殆ど検知
することができない。また、付加音楽データＤwav'中の
置換ビット数は、音楽データＤwavの有効ビット数に応
じて可変するようにしたので、マスキング効果によっ
て、人が聴いて音質の劣化を検知することが殆どできな
い。したがって、新ＣＤを旧再生装置で再生しても、十
分な品質を得ることができる。

【００６８】４．変形例 以上、本発明に係わる実施形態を説明したが、本発明は
上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に述
べる各種の変形が可能である。 （１）上述した実施形態にあっては、置換ビット数を音
楽データＤwavの有効ビット数、すなわち、音楽データ
Ｄwavのデータ値に応じて、可変したが、図１に示すよ
うに閾値Ｘ以下の音圧レベルは、人の耳で検知すること
ができない。そこで、置換ビット数を上記閾値Ｘを越え
ない範囲で固定してしてもよい。 （２）上述した実施形態では暗号化情報Ｚをヘッダー部
ＨＤに含ませるようにしたが、付加データＤaddを必ず
暗号化するのであれば、暗号化情報Ｚは不要である。ま
た、逆に付加データＤaddを必ず公開する場合にも暗号
化情報Ｚは不要である。 （３）上述した実施形態にあっては、置換ビット数をサ
ンプリング単位で決定した、本発明はこれに限定される
ものではなく、複数のサンプリング単位で行ってもよ
く、さらに、ある置換ビット数を用いるサンプリング数
を可変するようにしてもよい。

【００６９】

【発明の効果】上述したように本発明に係る発明特定事
項によれば、予め定められた規則に従って、音楽データ
のうちＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特
定された前記置換ビットを付加データに置換して付加音
楽データを生成したので、付加音楽データを再生しても
マスキング効果によって、人には付加データがノイズと
して検知されない。このため、旧再生装置で付加音楽デ
ータを再生しても再生音楽信号の品質を従来と同等に維
持することができる一方、これを新再生装置で再生すれ
ば、付加データを用いて高品質な再生音楽信号を得るこ
とができる。また、付加データが暗号化されている場合
には、鍵を取得しなければ暗号を解読できないし、さら
に、透かしデータを合成して再生音楽信号を生成するか
ら、著作権を有効に保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 人の検知可能絶対レベルを示したグラフであ
る。

【図２】 本発明の一実施形態に係わる記録システムの
全体構成を示すブロック図である。

【図３】 同記録システムで用いる分析プログラムのフ
ローチャートである。

【図４】 同記録システムで用いる有効ビット分布テー
ブルの一例を示す図である。

【図５】 同記録システムにおける曲の分析結果の一例
を示す図である。

【図６】 （ａ）はピアノに対応する置換ビット数テー
ブルの内容を示した図であり、（ｂ）はギターに対応す
る置換ビット数テーブルの内容を示した図であり、
（ｃ）はクラッシックに対応する置換ビット数テーブル
の内容を示した図であり、（ｄ）はポップスに対応する
置換ビット数テーブルの内容を示した図である。

【図７】 同記録システムで用いる選択テーブルの内容
の一例を示した図である。

【図８】 同記録システムで用いる付加データのフォー
マットを示す図であり、（ａ）は第１番目のブロック、
（ｂ）は２番目以降のブロックのフォーマットである。

【図９】 同記録システムで用いる１曲の記録データの
フォーマットを示した図である。

【図１０】 同記録システムで用いるＣＤ−ＤＡ形式に
した記録データとその再生波形を示した図である。

【図１１】 同記録システムで用いるデータ生成プログ
ラムのフローチャートである。

【図１２】 同再生システムの新再生装置のブロック図
である。

【図１３】 本発明の一実施形態に係わる暗号鍵配信シ
ステムの構成を示す概念図である。

【符号の説明】

Ｄwav…音楽データ、Ｄadd…付加データ、Ｄwav'…付加
音楽データ、TBLB…置換ビット数テーブル（置換ビット
数データ）、tblb…置換ビット数情報（置換ビット数デ
ータ）、ＨＤ…ヘッダー部、REC…記録データ（出力デ
ータ）、Ｚ…暗号化情報（暗号化データ）、ＤX…透か
しデータ、ＳPB…再生音楽信号、１０…ＣＰＵ（暗号化
手段、暗号化データ生成手段、付加音楽データ生成手
段、ヘッダー部生成手段、記録データ生成手段）、４０
…書込装置（記録手段）、２２０…音楽データ再生部
（データ再生手段）、２４０…ＳＹＮＣ検出器（検出手
段）、２５０…置換ビット数情報検出部（置換ビット数
データ抽出手段）、２６０…付加データ分離部（分離手
段）、２７０…暗号化情報検出部（暗号化データ抽出手
段）、２８０…ビットレート平均化バッファ（ビットレ
ート平均化手段）、２９０…暗号解読部（解読手段）、
３３０…アナログ透かし発生回路（透かしデータ発生手
段）、３５０…合成器（合成手段）、３６０…Ｄ／Ａ変
換器（Ｄ／Ａ変換手段）。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音楽データに付加データを付加したデー
   タを生成するデータ生成方法において、 予め定められた規則に従って、前記音楽データのうちＬ
   ＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、 特定された前記置換ビットを付加データに置換して付加
   音楽データを生成することを特徴とするデータ生成方
   法。
2. 【請求項２】 前記置換ビットのビット数を固定とする
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ生成方法。
3. 【請求項３】 前記置換ビットのビット数を、当該音楽
   データのデータ値に応じて各サンプリング毎に可変する
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ生成方法。
4. 【請求項４】 音楽データに付加データを付加したデー
   タを生成するデータ生成方法において、 前記音楽データの特性と置換ビット数との関係を示す置
   換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ
   側のビットを置換ビットとして特定し、 特定された前記置換ビットを付加データに置換して付加
   音楽データを生成し、 通常の音楽データと前記付加音楽データとを識別するた
   めの識別データを生成し、 前記識別データと前記置換ビット数データとによってヘ
   ッダー部を生成し、 前記ヘッダー部の後に前記付加音楽データを配置して出
   力データを生成することを特徴とするデータ生成方法。
5. 【請求項５】 音楽データに付加データを付加したデー
   タを生成するデータ生成方法において、 前記付加データを必要に応じて暗号化し、 前記付加データを暗号化したか否かを示す暗号化データ
   を生成し、 前記音楽データのデータ値と置換ビット数との関係を示
   す置換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬ
   ＳＢ側のビットを置換ビットとして各サンプリング毎に
   特定し、 特定された前記置換ビットを前記付加データまたは暗号
   化された付加データに置換して付加音楽データを生成
   し、 通常の音楽データと前記付加音楽データとを識別するた
   めの識別データを生成し、 前記識別データ、前記暗号化データおよび前記置換ビッ
   ト数データによってヘッダー部を生成し、 前記ヘッダー部の後に前記付加音楽データを配置して出
   力データを生成することを特徴とするデータ生成方法。
6. 【請求項６】 前記ヘッダー部は、各曲毎に生成し、各
   曲毎に前記ヘッダー部と前記付加音楽データとを連結す
   ることを特徴とする請求項４または５に記載のデータ生
   成方法。
7. 【請求項７】 音楽データに付加データを付加したデー
   タを記録する記録装置であって、 前記付加データを必要に応じて暗号化する暗号化手段
   と、 前記付加データを暗号化したか否かを示す暗号化データ
   を生成する暗号化データ生成手段と、 前記音楽データの特性と置換ビット数との関係を示す置
   換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ
   側のビットを置換ビットとして特定し、特定された前記
   置換ビットを前記付加データに置換して付加音楽データ
   を生成する付加音楽データ生成手段と、 通常の音楽データと前記付加音楽データとを識別するた
   めの識別データ、前記暗号化データおよび前記置換ビッ
   ト数データによってヘッダー部を生成するヘッダー部生
   成手段と、 前記ヘッダー部の後に前記付加音楽データを配置して記
   録データを生成する記録データ生成手段と、 前記記録データを記録媒体に記録する記録手段とを備え
   たことを特徴とする記録装置。
8. 【請求項８】 前記記録手段は、前記音楽データを記録
   する既存の記録媒体の記録フォーマットと同一のファー
   マットを用いて前記音楽データの替わりに前記記録デー
   タを前記記録媒体に記録することを特徴とする請求項７
   に記載の記録装置。
9. 【請求項９】 音楽データの特性と置換ビット数との関
   係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽デー
   タのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定
   された前記置換ビットを付加データに置換して得た付加
   音楽データを記録した記録媒体であって、 通常の音楽データと前記付加音楽データとを識別するた
   めの識別データ、前記置換ビット数データ、前記付加音
   楽データの順番に各データを記録したデータ構造を有す
   ることを特徴とする記録媒体。
10. 【請求項１０】 前記付加データは必要に応じて暗号化
    されたものであり、前記識別データと前記付加音楽デー
    タとの間に、暗号化されたか否かを示す暗号化データと
    前記置換ビット数データとを記録したデータ構造を有す
    ることを特徴とする請求項９に記載の記録媒体。
11. 【請求項１１】 前記識別データから前記付加音楽デー
    タまでのデータを、各曲毎に記録するデータ構造を有す
    ることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の
    記録媒体。
12. 【請求項１２】 音楽データを記録した既存の記録媒体
    の記録フォーマットと同一のファーマットを用いて前記
    音楽データの替わりに前記識別データから前記付加音楽
    データまでのデータを記録したデータ構造を有すること
    を特徴とする請求項９乃至１１のうちいずれか１項に記
    載の記録媒体。
13. 【請求項１３】 音楽データの特性と置換ビット数の関
    係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽デー
    タのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定
    された前記置換ビットを付加データに置換して得た付加
    音楽データを記録した記録媒体を再生する再生装置であ
    って、 前記記録媒体からデータを再生するデータ再生手段と、 再生されたデータから前記置換ビット数データを抽出す
    る置換ビット数データ抽出手段と、 再生されたデータから前記付加音楽データを抽出し、再
    生された置換ビット数データに基づいて、再生された前
    記付加音楽データから前記音楽データと前記付加データ
    とを分離する分離手段とを備えたことを特徴とする再生
    装置。
14. 【請求項１４】 請求項９に記載の記録媒体を少なくと
    も再生可能な再生装置であって、 前記記録媒体からデータを再生するデータ再生手段と、 再生されたデータから前記識別情報を検出する検出手段
    と、 前記識別情報が検出されると、再生されたデータから前
    記置換ビット数データを抽出する置換ビット数データ抽
    出手段と、 前記識別情報が検出される場合には、再生されたデータ
    から前記付加音楽データを抽出し、再生された置換ビッ
    ト数データに基づいて、再生された前記付加音楽データ
    から前記音楽データと前記付加データとを分離して出力
    する一方、前記識別情報が検出されない場合には、再生
    されたデータを前記音楽データとして出力する分離手段
    とを備えたことを特徴とする再生装置。
15. 【請求項１５】 請求項１０に記載の記録媒体を少なく
    とも再生可能な再生装置であって、 前記記録媒体からデータを再生するデータ再生手段と、 再生されたデータから前記識別情報を検出する検出手段
    と、 前記識別情報が検出されると、再生されたデータから前
    記置換ビット数データを抽出する置換ビット数データ抽
    出手段と、 前記識別情報が検出されると、再生されたデータから前
    記暗号化データを抽出する暗号化データ抽出手段と、 前記再生された置換ビット数データに基づいて、再生さ
    れた前記付加音楽データから前記音楽データと前記付加
    データとを分離して出力する分離手段と、 分離された付加データを記憶するとともに一定のビット
    レートで読み出すビットレート平均化手段と、 再生された前記暗号化データが暗号化を指示するとき
    に、前記ビットレート平均化手段から出力される暗号化
    された付加データを解読する解読手段とを備えたこと特
    徴とする再生装置。
16. 【請求項１６】 再生された前記暗号化データが暗号化
    を指示する場合に、個々の装置で固有の特定情報に基づ
    いて、再生された装置を特定するための透かしデータを
    生成する透かしデータ発生手段と、 前記透かしデータ、解読された前記付加データ、および
    分離された前記音楽データを合成する合成手段と、 合成されたデータをデジタル信号からアナログ信号に変
    換して再生音楽信号を生成するＤ／Ａ変換手段とを備え
    たことを特徴とする請求項１５に記載の再生装置。
17. 【請求項１７】 サーバと通信網を介して接続される請
    求項１５に記載の再生装置であって、 再生しようとする曲を特定する曲特定情報を生成すると
    ともに、課金を許可する課金許可情報を生成する情報生
    成手段と、 前記曲特定情報と前記課金許可情報とを前記サーバに前
    記通信網を介して送信するとともに、前記通信網を介し
    て前記サーバから返信されてくる前記曲特定情報に対応
    する鍵を受信する送受信手段とを備え、 前記解読手段は、前記送受信手段によって受信した鍵に
    基づいて、暗号化された前記付加データを解読すること
    を特徴とする再生装置。