JP2002304184A - 電子透かし情報埋め込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベクトル値やコードブックの近似置換を行う
従来装置は、品質の悪化や、特定パターンのみに劣化が
生じ、また、シンタックス上の位置を特定され易く、電
子透かし情報に対する攻撃に対して脆弱である。 【解決手段】 復号時ＭＮＲ算出部１１は、量子化器５
にて量子化された信号を再量子化し、サブバンド毎のエ
ネルギーを算出することによって信号パワーを得て、こ
れを基にマスキングレベルを計算すると共に、補助情報
の量子化幅から導かれる平均的な量子化誤差を使ってサ
ブバンド毎のノイズレベルを算出し、更に、これらの値
から復号時のＭＮＲを算出する。割当て情報量調整部１
０は、埋め込むべき透かし情報の信号値と、該当フレー
ムの所定のサブバンドの復号時のＭＮＲ品質順位が奇数
順位か偶数順位かにより得られるフラグ（０／１）とが
一致するか否かを判定し、一致するまでサブバンド毎の
割当て情報量を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子透かし情報埋め
込み装置に係り、特に聴感特性を利用した音声圧縮方式
において電子透かし情報を埋め込む電子透かし情報埋め
込み装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル技術の発達により、コ
ンテンツの流通がネットワークを介して容易に行えるよ
うになった。しかし、ディジタル技術の発達は、コンテ
ンツの流通の利便性とは裏腹に、コンテンツの複製物を
大量かつ簡単に生成できるため、著作者の権利が侵害さ
れるといった問題が生じている。特に、音楽データは高
能率符号化技術を用いた情報圧縮によって、従来のコン
パクトディスク（ＣＤ）などに比べ、小さな容量で蓄積
することができ、違法コピーが深刻な状況である。

【０００３】このような違法コピー防止のため、従来よ
り電子透かし技術が利用されている。この従来の電子透
かし技術としては、音楽データそのものに電子透かし情
報を埋め込む方式と、ディジタル信号処理、すなわち情
報圧縮された音楽データに電子透かし情報を埋め込む方
式とに分けることができる。

【０００４】後者の方式には、例えば、ベクトル量子化
や信号値を変換するコードブックを持つ類の方式におい
ては、ある法則（鍵）により、本来選択されるはずのベ
クトル値やコードブックを代替えデータ（非常に近い値
の別のデータなど）に置換え、電子透かし情報を埋め込
む電子透かし情報埋め込み装置が文献（「ＩＴＵ Ｇ．
７２９による音声符号への電子透かし」１９９７年情報
処理学会第５５回全国大会、ｖｏｌ．４、ｐｐ．４２８
−４２９）に開示されている。

【０００５】また、周波数変換を伴うディジタルオーデ
ィオデータの符号化処理に適した電子透かし情報埋め込
み装置も従来より知られている（特開平１１−３１６５
９９号公報）。この従来装置では、時間領域の信号から
周波数領域の信号に変換され量子化処理を施されたオー
ディオデータの周波数成分毎の聴覚的な重要度を求め、
人の聴覚特性に関して重要である周波数成分のデータに
対して電子透かし情報を挿入することにより、電子透か
し情報を入れ替えると復号した場合に音質の変化、劣化
として現れやすくするようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、ベクトル値
やコードブックの近似置換を行う従来の電子透かし情報
埋め込み装置は、置換データにより誤差量の増大に伴う
品質の悪化や、特定パターンのみに劣化が生じる。ま
た、シンタックス上の位置を特定され易く、電子透かし
情報に対する攻撃に対して脆弱である。

【０００７】また、前記公報記載の周波数変換符号化方
式による従来の電子透かし情報埋め込み装置は、置換位
置情報と置換値情報を伴うが、これはＭＰＥＧ２−ＡＡ
Ｃに限定され、汎用性がないという問題がある。更に、
この従来装置では、シンタックス上の位置を特定され易
く、電子透かし情報への対攻撃牲に課題がある。

【０００８】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
聴覚心理モデルによって決定されるマスキングレベル
と、ビット割当てまたは量子化ステップ数によって定ま
る量子化誤差量から求めたノイズレベルとの比率（ＭＮ
Ｒ：マスキングレベル対ノイズレベル比）を用いて、特
定サブバンドにおけるＭＮＲの品質順位をグループ化
（数値化）した信号値によって電子透かし情報を埋め込
むことにより、音質劣化を抑え得る電子透かし情報埋め
込み装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、入力オーディオ信号に対し時間領域から
周波数領域の信号変換を行う変換部と、変換部からの周
波数領域の信号を量子化する量子化器と、入力オーディ
オ信号を入力として受け、人間の聴感特性を利用した複
数のサブバンド毎に算出したマスキングレベルと，その
サブバンドにおけるスペクトルを量子化したときの量子
化ノイズレベルとの比率（ＭＮＲ）を算出し、そのＭＮ
Ｒに基づき量子化器に対して量子化ビット数のビット割
当て制御、又は量子化ステップ数制御を行う制御手段
と、量子化器から出力された量子化後信号を再量子化し
た信号のパワー値と、制御手段から出力されるビット割
当て値又は量子化ステップ数を示す補助情報とから、サ
ブバンド毎に復号時のＭＮＲをフレーム単位で算出する
算出手段と、同じフレームのすべてのサブバンドのうち
予め透かし情報を伝送しようとするために割当てた所定
のサブバンドの算出した復号時のＭＮＲの品質が、同じ
フレームの他のすべての各サブバンドにおける算出した
復号時のＭＮＲの品質に対して相対的に何番目であるか
順位付けし、そのＭＮＲの品質順位をグループ化するこ
とにより得た信号値と、所望の透かし情報の信号列の１
ビット又は予め定められたビット数毎の信号値とを比較
する比較手段と、所望の透かし情報の信号列の１ビット
又は予め定められたビット数毎の信号値とＭＮＲの品質
順位をグループ化することにより得た信号値との関係
が，常に設定した関係となるように、比較手段の比較結
果に基づき、制御手段による量子化器に対するビット割
当て制御量又は量子化ステップ数制御量を調整する調整
手段とを有し、フレーム毎又は間欠フレームの量子化後
信号に対して所望の透かし情報の信号列を１ビット又は
予め定められたビット数毎に埋め込む構成としたもので
ある。

【００１０】この発明では，所定のサブバンドの算出し
た復号時のＭＮＲの品質順位をグループ化することによ
り得た信号値と、所望の透かし情報の信号列の１ビット
又は予め定められたビット数毎の信号値とを比較し、そ
の比較結果に基づき、量子化器に対するビット割当て制
御量又は量子化ステップ数制御量を調整することで、フ
レーム毎又は間欠フレームの量子化後信号の所定のサブ
バンドの復号時のＭＮＲの品質順位をグループ化するこ
とにより得た信号値を、所望の透かし情報の信号値と一
致するように調整することができる。

【００１１】ここで、上記の算出手段は、量子化器から
出力された量子化後信号を再量子化した信号のパワー値
を基にマスキングレベルを算出し，制御手段から出力さ
れるビット割当て値又は量子化ステップ数を示す補助情
報から導かれる平均的な量子化誤差を使ってサブバンド
毎の量子化ノイズレベルを算出し，これらマスキングレ
ベルと量子化ノイズレベルとからサブバンド毎に復号時
のＭＮＲをフレーム単位で算出することを特徴とする。

【００１２】また，本発明における上記の比較手段は、
同じフレームのすべてのサブバンドのうち予め透かし情
報を伝送しようとするために割当てた所定のサブバンド
の算出した復号時のＭＮＲの品質順位を、奇数番目の順
位と偶数番目の順位の２つにグループ化し、復号時のＭ
ＮＲの品質順位が奇数番目順位のグループのとき第１の
信号値とし、偶数番目順位のグループのとき第２の信号
値として、所望の透かし情報の信号値とを比較する手段
であり、上記の調整手段は、所望の透かし情報の信号列
の信号値が第１の信号値のときには復号時のＭＮＲの品
質順位が奇数番目のグループとなり、所望の透かし情報
の信号列の信号値が第２の信号値のときには復号時のＭ
ＮＲの品質順位が偶数番目のグループとなるまで，比較
手段の比較結果に基づき、制御手段による量子化器に対
するビット割当て制御量又は量子化ステップ数制御量を
調整することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施の形態につ
いて図面と共に説明する。図１は本発明になる電子透か
し情報埋込み装置の一実施の形態のブロック図、図２は
聴感特性を利用した一般的な音楽信号情報圧縮装置の一
例のブロック図を示す。両図中、同一構成部分には同一
符号を付してある。

【００１４】まず、一般的な音楽信号情報圧縮装置につ
いて図２と共に説明するに、音楽信号情報圧縮方式の代
表的なものには、ＭＰＥＧ−Ａｕｄｉｏや、ＡＴＲＡＣ
（Adaptive Transform Acoustic Coding）、ｄｏｌｂｙ
−ｄｉｇｉｔａｌ等があり、どの方式においても人間の
聴感上の分解能である臨界帯域幅という低域ほど狭い周
波数帯をモデルに、サブバンドと称する周波数軸上の単
位バンドにおいて、情報量の重み付けを行い情報を削減
している。

【００１５】この重み付けは，ある周波数に周囲より大
きな信号が存在する時，その周波数の周囲に存在する微
小な音はマスクされ聞こえないとされる相対マスキング
量（相対可聴しきい値）と、周波数に応じて決定する、
ある音圧以下の音は知覚されないとされる絶対マスキン
グ量（絶対可聴しきい値）とによって得られた補正マス
キング量から、各々のサブバンド毎に与えられるもので
ある。

【００１６】図２において、ディジタルオーディオ信号
は、入力信号バッファ１により所定フレーム数分が一時
蓄積された後、時間−周波数変換部２と聴覚心理モデル
３にそれぞれ供給される。時間−周波数変換部２はポリ
フェイズフィルタやＭＤＣＴ（Modified Discrete Cosi
ne Transform）を用いて、入力された時間領域のディジ
タルオーディオ信号を周波数領域の信号に変換して量子
化器５に供給する。

【００１７】一方、聴覚心理モデル３は入力されたディ
ジタルオーディオ信号に対し、人間の聴感特性を利用
し、聞こえない音をカットする基となる、マスキングレ
ベルと呼ばれる周波数帯域毎の聞こえないとされる量子
化誤差を各サブバンド毎に算出された信号値から計算に
より求めて、割当て情報量制御部４へ出力する。

【００１８】上記のマスキングレベルは聴覚心理モデル
３のパラメータによって定まるもので、同一の信号であ
ってもマスキングレベルが一致するというわけではな
い。この聴覚心理モデル３は音質を決定する部分であ
り、符号化器にとって最も重要な地位を占める。

【００１９】割当て情報量制御部４は、聴覚心理モデル
３から出力されたマスキングレベルを入力として受け、
量子化器５において時間−周波数変換部２からの信号を
何ビットで量子化すればノイズが知覚されないで済むか
を判断し、割当てビット量（又は量子化ステップ幅）を
生成して量子化器５に供給する。量子化器５は、割当て
情報量制御部４からの割当てビット量（量子化ステップ
幅）で時間−周波数変換部２からの信号の量子化を行
い、得られた量子化信号をビットストリーム形成部７へ
出力する。

【００２０】また、補助情報符号化部６は、割当て情報
量制御部４からの割当てビット量に基づき、周波数信号
のサブバンド毎に正規化値や量子化幅などを補助情報と
して生成してビットストリーム形成部７に供給する。ま
た，補助情報としては、ハフマン符号化した場合にはコ
ードブックナンバーが含まれ、ステレオ相関やノイズシ
ェーピングなどの補助的な符号化を採用した場合は更に
それらのフラグやフィルタ係数値が含まれる。ビットス
トリーム形成部７は、同期信号と補助情報の内容を含む
ヘッダ情報とサイド情報を、量子化器５からの量子化後
信号に多重して、所定の規格のビットストリームを生成
して出力する。

【００２１】このように、この一般的な音楽信号情報圧
縮装置では、限られた情報をどの帯域にどれだけ割当て
れば聴感上の総合的な音質が向上するかを判断するビッ
ト割当て制御、または該当する帯域に必要な量子化精度
をどれだけ費やせば良いかを判断する量子化ステップ数
制御等によって、情報量の重み付けを行い情報を削減す
る。このときの判断基準は、各サブバンド毎に算出され
た信号値から得られるマスキングレベルと、そのサブバ
ンドにおけるスペクトルを量子化することによって生じ
る量子化ノイズレベルとを比較した値、すなわちＭＮＲ
が使用される。理論上、元信号と量子化後の信号との誤
差量から求めたノイズレベルがマスキングレベル以下で
あれば、その量子化ノイズは知覚されないということが
できる。

【００２２】なお、聴覚心理モデルのパラメータは公開
の義務はなく、パラメータが未知であっても復号器に何
ら問題を与えることはない。従って、マスキングレベル
量は符号化装置を所有する当事者しか知り得ない値であ
る。すなわち、マスキングレベルを使用するＭＮＲも同
様に符号化装置を所有する当事者しか知り得ない。

【００２３】次に、上記の一般的な音楽信号情報圧縮装
置を利用した本発明になる電子透かし情報埋込み装置の
構成及び動作について、図１のブロック図、図３の信号
模式図、及び図４のフローチャートと共に説明する。図
１に示す実施の形態は、図２の一般的な音楽信号情報圧
縮装置に、透かし情報発生器９、割当て情報量調整部１
０及び復号時ＭＮＲ算出部１１を更に追加したものであ
る。

【００２４】透かし情報発生器９は、ディジタルオーデ
ィオ信号の著作権を主張するための著作権情報や、コピ
ー許可の有無を示すコピー許可信号などを透かし情報と
して発生する。この透かし情報は、例えば２〜６０ビッ
ト程度の信号である。なお、透かし情報発生器９は、後
述の図３に示すように、所定固定パターンのｎビットの
同期信号もｍビットの透かし情報と時系列的に合成して
発生出力する。

【００２５】割当て情報量調整部１０は、１フレーム
（時間的に区切られたブロック長で符号化方式によって
決まっている。例えば、ＡＴＲＡＣは５１２オーディオ
サンプルである。）に、電子透かし情報の例えば１ビッ
トを埋め込む場合、ＭＮＲの順位（奇数／偶数）によっ
て０か１かを判定するが、埋め込むべき信号値（１ビッ
ト分）が該当フレームのＭＮＲ順位から得られるフラグ
（０／１）と一致するか否かを判定し、一致するまで周
波数帯域（サブバンド）毎の割当て情報量を修正する。
なお、ＭＮＲは前述したように、マスキングレベルと量
子化ノイズレベルとの比率をいう。

【００２６】復号時ＭＮＲ算出部１１は、量子化器５に
て量子化された信号を再量子化し、周波数帯域（サブバ
ンド）毎のエネルギーを算出することによって信号パワ
ーを得て、これを基にマスキングレベルを計算すると共
に、補助情報の量子化幅（量子化ステップ幅）から導か
れる平均的な量子化誤差を使って周波数帯域（サブバン
ド）毎のノイズレベルを算出する。そして、復号時ＭＮ
Ｒ算出部１１は、これらの値から復号時のＭＮＲを算出
する。

【００２７】次に、本実施の形態の動作について、図３
及び図４を併せ参照して説明する。いま、従来の音声符
号化ビットストリーム形成前と同じ状態であるものとし
（図４のステップＳ１）、この状態で量子化器５より取
り出された量子化後信号が復号時ＭＮＲ算出部１１に供
給される。復号時ＭＮＲ算出部１１は、上記の量子化後
信号を再量子化して、そのエネルギーから信号パワーを
得て、これを基にマスキングレベルを計算すると共に、
補助情報符号化部６からのビット割当て情報又は量子化
ステップ値情報により、最小量子化精度を基に平均的な
量子化誤差を使って周波数帯域（サブバンド）毎の量子
化ノイズレベルを算出し、更に上記のマスキングレベル
と量子化ノイズレベルとの比率である復号時ＭＮＲを，
フレーム単位で、かつ、同じフレームのすべてのサブバ
ンドについて各サブバンド毎に算出する（図４のステッ
プＳ２）。

【００２８】復号時ＭＮＲ算出部１１は、続いて、同じ
フレームのすべてのサブバンドのうちの予め透かし情報
を伝送しようとするために割当てた所定のサブバンドの
ＭＮＲの品質が、同じフレームの他のすべての各サブバ
ンドにおけるＭＮＲの品質に対して相対的に何番目であ
るか順位付けし、上記の所定のサブバンドでのＭＮＲの
品質順位の信号値Ａを取得する（図４のステップＳ
３）。

【００２９】ここで、上記のＭＮＲ品質順位はマスキン
グレベルに対してノイズレベルが小さければ小さいほど
品質順位が高くなる。また、上記のＭＮＲ品質順位の信
号値Ａは、ＭＮＲの品質順位が奇数順位であれば
「１」、偶数順位であれば「０」とされる。つまり、本
実施の形態では，ＭＮＲの品質順位を奇数順位のグルー
プと偶数順位のグループの２つにグループ分けした点に
特徴がある。

【００３０】次に、割当て情報量調整部１０は、透かし
情報発生器９から図３に模式的に示すように、ｎビット
の同期信号とｍビットの透かし情報とがシリアルに入力
され、入力された同期信号又は透かし情報の１ビットの
値（以下、これらを「透かし信号値」ともいう）と、復
号時ＭＮＲ算出部１１から入力された上記の信号値Ａと
が一致するかどうか比較する（図４のステップＳ４）。
なお、同期信号は、透かし情報の復号化装置側での検出
精度を向上するための信号で、予め定められた固定パタ
ーンである。

【００３１】透かし信号値と信号値Ａとが一致する場合
は、割当て情報量調整部１０は一致の比較結果を割当て
情報量制御部４に通知する。これにより、割当て情報量
制御部４は，図２と共に説明したように、量子化器５に
対して割当てビット量（量子化ステップ幅）を供給し、
量子化器５で時間−周波数変換部２からの信号の量子化
を行わせ、得られた量子化信号をビットストリーム形成
部７へ出力させる（図４のステップＳ６）。

【００３２】一方、ステップＳ４の比較の結果、透かし
信号値と信号値Ａとが一致しない場合は、不一致の比較
結果を割当て情報量制御部４に通知する。これにより、
割当て情報量制御部４は、符号化方式が固定レートのと
きは、情報割当てを最後に割当てた（量子化ステップ幅
を最後に変更した）サブバンドから順に、一つ前に割当
てた（一つ前に量子化ステップ幅を変更した）サブバン
ドに代替えするように補助情報符号化部６を通して復号
時ＭＮＲ算出部１１を制御する（図４のステップＳ
５）。

【００３３】すなわち、この実施の形態の埋め込み装置
では符号化を行っているが、符号化器ではＭＮＲの悪い
方のサブバンドから順に情報量を与えていくようになっ
ているため、情報割当てを最後に割当てた（量子化ステ
ップ幅を最後に変更した）サブバンドは最も品質が良
く、このサブバンドの情報量を他のサブバンドに割当て
ても再生信号の品質に殆ど影響を与えない。一方、ＭＮ
Ｒの品質順位は符号化する音源信号と割当て情報量によ
って変化し、割当て情報量を変化させることによって各
サブバンドの品質順位変更を行うことができる。

【００３４】そこで、この実施の形態では，透かし信号
値と信号値Ａとが不一致の場合は、符号化方式が固定レ
ートのときは、最後に情報割当てを行う情報量を一つ前
に割当てた（一つ前に量子化ステップ幅を変更した）サ
ブバンドに代替えするように、量子化器５のビット割当
て制御を変更する。また、符号化方式が可変レートのと
きは、ある基準のレート（または基準の品質）で一度符
号化を中断していた状態から更に符号化を継続する（量
子化ビット数を基準値から更に増加する）。

【００３５】これにより、同じフレームのすべてのサブ
バンドのうちの予め透かし情報を伝送しようとするため
に割当てた所定のサブバンドのＭＮＲの品質が、同じフ
レームの他のすべての各サブバンドにおけるＭＮＲの品
質に対して変化し、所定のサブバンドのＭＮＲの品質が
１／２の確率で奇数番目から偶数番目に、あるいは偶数
番目から奇数番目に変化する。

【００３６】従って、符号化方式が固定レートか可変レ
ートかにより割当て情報量修正方法は変わるが，いずれ
の場合も上記の割当て情報量修正後に、再度、復号時Ｍ
ＮＲ算出部１１は修正後の復号時のＭＮＲを同じフレー
ムの各サブバンド毎に算出した後（図４のステップＳ
２）、割当て情報量調整部１０が修正後のサブバンドの
ＭＮＲ品質順位別信号値Ａが透かし信号値と一致するか
どうか比較する（図４のステップＳ３、Ｓ４）。以下、
上記と同様の動作が修正後のサブバンドのＭＮＲ品質順
位別信号値Ａが透かし信号値と一致するまで繰り返され
る（図４のステップＳ５、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）。なお、
可変レートの場合、量子化ビット数を減少させるように
してもよい。

【００３７】このように、本実施の形態では，予め定め
た所定のサブバンドのＭＮＲが例えば、表１のような品
質順位を持つように、割当て情報量調整部１０にて割当
て情報量制御部４に指示することで、容易に透かし情報
を埋め込むことができる。

【００３８】

【表１】 ここで表１のＭＮＲ品質順位は奇数順位か偶数順位かと
いう単純な２つのグループにグループ分けされており、
ＭＮＲ品質順位が奇数グループのときには「１」、偶数
グループのときには「０」のビット値の所望の透かし情
報が埋め込まれるよう、割当て情報量調整部１０及び割
当て情報量制御部４にて所定のサブバンドのＭＮＲを微
調整することで、透かし情報の挿入が可能となる。

【００３９】例えば、８ビットの同期信号と３０ビット
の透かし情報を所定のサブバンドに埋め込むためには、
１フレームに１ビット埋め込むとすると、最も短くて３
８フレーム分あれば透かし情報を埋め込むことができ
る。また、連続的に各フレームに埋め込んでも間欠的に
フレームに埋め込んでもよい。

【００４０】なお、本実施の形態では，固定レート方式
では、本来情報量が必要であるべきサブバンドに対しビ
ットが使われず、その次に必要なサブバンドに代わりに
与えられてしまうことによって、若干の品質劣化が生じ
るが、劣化が生じるサブバンドは固定のサブバンドに集
中することはなく、総合的な品質は保たれている。ま
た、可変レートでは、透かし情報を埋め込むことによっ
て生じる品質劣化は無いに等しい。両方式とも透かし情
報を埋め込む所定のサブバンドに対して処理を行う訳で
はないので、特定帯域に劣化が集中することもない。

【００４１】復号化器でＭＮＲを求めるには次のように
すればよい。マスキングレベルは量子化された信号値を
再量子化し、これに符号化器と同様の聴覚心理モデルを
採用し求めることができる。ノイズレベルは、補助情報
として得られるビット割当て量または量子化ステップ幅
から、最小量子化精度△が自ずと与えられ、誤差平均値
△／２を量子化ノイズとしで求めることができる。この
両者から符号化器におけるＭＮＲの算出が可能である。

【００４２】このＭＮＲが各サブバンド毎に得られたな
らば，所定のサブバンドの品質順位を検出し、その品質
順位をグループ化することによって数値化した信号列か
ら、同期信号を基準に透かし情報を簡単に抽出すること
ができる。

【００４３】なお、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えばＭＮＲの品質順位のグループ
化は奇数順位か偶数順位かのグループ化に限らず、１の
倍数を「１」、２の倍数を「２」、３の倍数を「３」、
４の倍数を「０」とした４値のグループ化なども可能で
ある。また、品質順位の決定は、割当て情報量調整部１
０で行ってもよい。更に、透かし情報を伝送するために
用いるサブバンドは複数でもよく，その場合、複数のサ
ブバンドを時間的にずらしながら同じ透かし情報を埋め
込むことにより、伝送エラーや攻撃、信号変換などの耐
性を向上できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フレーム毎又は間欠フレームの量子化後信号の所定のサ
ブバンドの復号時のＭＮＲの品質順位をグループ化する
ことにより得た信号値を、所望の透かし情報の信号値と
一致するように調整することにより、所望の透かし情報
を量子化後信号に埋め込むことができる。

【００４５】また、この所望の透かし情報の埋め込みに
際しては、所定のサブバンドの品質のみを変化させるの
ではないため、特定の周波数帯だけを悪化させることは
なく、平均的にほんの少しのビットを損しているだけで
再生信号品質に与える影響は極めて僅かであり、よっ
て、従来避けられなかった、代替え情報による品質劣化
や、特定個所への埋め込みによる耐攻撃性の課題を解決
して、音質劣化を防止し攻撃に対し強固な電子透かし情
報埋め込み装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子透かし情報埋め込み装置の一実施
のけいたいを示すブロック図である。

【図２】聴感特性を利用した一般的な音楽信号情報圧縮
装置のブロック図である。

【図３】埋め込む情報の信号構成の一例を示す図であ
る。

【図４】図１の動作説明用フローチャートである。

【符号の説明】 １ 入力信号バッファ ２ 時間−周波数変換部 ３ 聴覚心理モデル ４ 割当て情報量制御部 ５ 量子化器 ６ 補助情報符号化部 ７ ビットストリーム形成部 ９ 透かし情報発生器 １０ 割当て情報量調整部 １１ 復号時ＭＮＲ算出部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力オーディオ信号に対し時間領域から
   周波数領域の信号変換を行う変換部と、 前記変換部からの前記周波数領域の信号を量子化する量
   子化器と、 前記入力オーディオ信号を入力として受け、人間の聴感
   特性を利用した複数のサブバンド毎に算出したマスキン
   グレベルと，そのサブバンドにおけるスペクトルを量子
   化したときの量子化ノイズレベルとの比率（ＭＮＲ）を
   算出し、そのＭＮＲに基づき前記量子化器に対して量子
   化ビット数のビット割当て制御、又は量子化ステップ数
   制御を行う制御手段と、 前記量子化器から出力された量子化後信号を再量子化し
   た信号のパワー値と、前記制御手段から出力されるビッ
   ト割当て値又は量子化ステップ数を示す補助情報とか
   ら、前記サブバンド毎に復号時の前記ＭＮＲをフレーム
   単位で算出する算出手段と、 同じフレームのすべてのサブバンドのうち予め透かし情
   報を伝送しようとするために割当てた所定のサブバンド
   の前記算出した復号時のＭＮＲの品質が、同じフレーム
   の他のすべての各サブバンドにおける前記算出した復号
   時のＭＮＲの品質に対して相対的に何番目であるか順位
   付けし、そのＭＮＲの品質順位をグループ化することに
   より得た信号値と、所望の透かし情報の信号列の１ビッ
   ト又は予め定められたビット数毎の信号値とを比較する
   比較手段と、 前記所望の透かし情報の信号列の１ビット又は予め定め
   られたビット数毎の信号値と前記ＭＮＲの品質順位をグ
   ループ化することにより得た信号値との関係が，常に設
   定した関係となるように、前記比較手段の比較結果に基
   づき、前記制御手段による前記量子化器に対する前記ビ
   ット割当て制御量又は量子化ステップ数制御量を調整す
   る調整手段とを有し、フレーム毎又は間欠フレームの前
   記量子化後信号に対して前記所望の透かし情報の信号列
   を１ビット又は予め定められたビット数毎に埋め込むこ
   とを特徴とする電子透かし情報埋め込み装置。
2. 【請求項２】 前記算出手段は、前記量子化器から出力
   された量子化後信号を再量子化した信号のパワー値を基
   に前記マスキングレベルを算出し，前記制御手段から出
   力されるビット割当て値又は量子化ステップ数を示す補
   助情報から導かれる平均的な量子化誤差を使って前記サ
   ブバンド毎の量子化ノイズレベルを算出し，これらマス
   キングレベルと量子化ノイズレベルとからサブバンド毎
   に復号時の前記ＭＮＲをフレーム単位で算出することを
   特徴とする請求項１記載の電子透かし情報埋め込み装
   置。
3. 【請求項３】 前記比較手段は、同じフレームのすべて
   のサブバンドのうち予め透かし情報を伝送しようとする
   ために割当てた所定のサブバンドの前記算出した復号時
   のＭＮＲの品質順位を、奇数番目の順位と偶数番目の順
   位の２つにグループ化し、前記復号時のＭＮＲの品質順
   位が奇数番目順位のグループのとき第１の信号値とし、
   偶数番目順位のグループのとき第２の信号値として、所
   望の透かし情報の信号値とを比較する手段であり、 前記調整手段は、前記所望の透かし情報の信号列の信号
   値が前記第１の信号値のときには前記復号時のＭＮＲの
   品質順位が前記奇数番目のグループとなり、前記所望の
   透かし情報の信号列の信号値が前記第２の信号値のとき
   には前記復号時のＭＮＲの品質順位が前記偶数番目のグ
   ループとなるまで，前記比較手段の比較結果に基づき、
   前記制御手段による前記量子化器に対する前記ビット割
   当て制御量又は量子化ステップ数制御量を調整すること
   を特徴とする請求項１又は２記載の電子透かし情報埋め
   込み装置。
4. 【請求項４】 前記透かし情報の信号列は、固定パター
   ンの同期信号と透かし情報信号とが時系列的に合成され
   た信号列であることを特徴とする請求項１乃至３のうち
   いずれか一項記載の電子透かし情報埋め込み装置。