JP2011197619A

JP2011197619A - Perception improving means for acoustic signal using electronic watermark

Info

Publication number: JP2011197619A
Application number: JP2010088156A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Sano; 泰生佐野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2011-10-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide electronic watermark technique, applied to an analog acoustic signal and a digital acoustic signal which prevents an acoustic signal, including an electronic watermarking from deteriorating in sound quality when heard, and also improves articulation of an acoustic signal having been processed, by incorporating an electronic watermark and discriminating performance.SOLUTION: Envelope information and spectrum information are generated from a special harmonic group obtained by controlling a delay time which is sufficient to induce Haas Effect (time discrimination) as an amplitude function of an acoustic signal, and multiplied by data in a storage memory of the electronic watermark, a pseudo-harmonic components are regenerated and added to the acoustic signal, and division (multiplication with coefficient inversion) of a false harmonic component region is performed during reproduction to demodulate an electronic watermark code (WM code).

Description

本発明はアナログ音響信号およびディジタル音響信号に適用する、人工的に生成された知覚向上効果を有する高調波スペクトルへの電子透かし（ＷａｔｅｒＭａｒｋｉｎｇ）コードの組み込み／抽出法に関するものである。The present invention relates to a method for embedding / extracting a watermark from a harmonic spectrum having an artificially generated perceptual enhancement effect applied to an analog sound signal and a digital sound signal.

音響信号への適用を想定した電子透かし技術は、その多くが音質劣化を回避する為に聴覚特性を利用したマスキング技術を基本とする、Many digital watermark technologies that are expected to be applied to acoustic signals are based on masking technology that uses auditory characteristics to avoid sound quality degradation.

特許文献１は電子透かし情報を適応ディザーに類似した形で音響信号に組み込み、再生時の高域遮断濾過器による量子化雑音減衰と聴覚マスキングによる知覚低下により電子透かし情報組み込み時の音響信号劣化を回避しようとするものである。Patent Document 1 incorporates digital watermark information into an audio signal in a form similar to adaptive dither, and reduces the deterioration of the audio signal when digital watermark information is embedded by attenuation of quantization noise by a high-frequency cutoff filter during playback and perception reduction by auditory masking. It is something to try to avoid.

特許文献２は低周期ワウ成分に対して聴覚感度が低下する事に注目したもので、電子透かし情報によって音響信号成分を位相変調する事で電子透かし情報組み込み時の音響信号劣化を回避しようとするものである。Patent Document 2 focuses on the fact that auditory sensitivity decreases with respect to low-period wah components, and attempts to avoid acoustic signal degradation when digital watermark information is incorporated by phase-modulating the acoustic signal component with digital watermark information. Is.

この様に従来の音響信号用電子透かし技術は聴覚生理機能の利用により音質劣化を回避する言わば受動的な手法が多用されている、特許文献３は人工的に生成する高調波成分によってハース効果（ＴｉｍｅＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ）を誘発し音響信号の強調／分離を聴取者に知覚させ、明瞭度や弁別性能を向上しようとする発明である。In this way, the conventional digital watermarking technique for acoustic signals uses a so-called passive technique that avoids sound quality degradation by using auditory physiology functions. Patent Document 3 discloses a Hearth effect by artificially generated harmonic components ( It is an invention that induces time discrimination and makes the listener perceive enhancement / separation of an acoustic signal to improve clarity and discrimination performance.

この高調波成分は非特許文献１で解説される、くし型フィルター特性に類似した特性（基本波領域を削除したくし型特性）を実現する、また高調波成分はＢｒｅｇｍａｎの四つの発見的規則を満足する為、非特許文献２の様にカクテルパーティー効果と強い相関を持ち、先行音効果に必要とされる遅延量を満たさずに信号の強調／分離を実現可能である。
特表２００５−５２８８１７特表２００４−２７９４６９特開２００８−４８３７２ＡＥＳ有償電子ライブラリー内２００７年コンベンション資料ＯｎｔｈｅＡｕｄｉｂｉｌｉｔｙｏｆＣｏｍｂＦｉｌｔｅｒＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎｓ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｓ．ｏｒｇ／ｅ−ｌｉｂ／ｂｒｏｗｓｅ．ｃｆｍ？ｅｌｉｂ＝１４０３２）統計数理研究所ホームページ内、日本音響学会誌第５８巻３号池田思郎氏解説両耳処理と独立成分解析（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｓｍ．ａｃ．ｊｐ／▲〜▼ｓｈｉｒｏ／ｐａｐｅｒｓ／ｅｔｃ／ａｓｊ２００２Ｍａｒ．ｐｄｆ） This harmonic component achieves a characteristic similar to the comb filter characteristic (comb characteristic with the fundamental wave region deleted) described in Non-Patent Document 1, and the harmonic component uses Bregman's four heuristic rules. In order to satisfy, it is possible to realize signal enhancement / separation without satisfying the delay amount required for the preceding sound effect, having a strong correlation with the cocktail party effect as in Non-Patent Document 2.
Special table 2005-528817 Special table 2004-279469 JP2008-48372 In the AES Paid Electronic Library 2007 Convention Materials On the Audience of Comb Filter Distributions (http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=14032) On the website of the Institute of Statistical Mathematics, Journal of the Acoustical Society of Japan, Vol. 58, No. 3 Shiro Ikeda Explanation Binaural processing and independent component analysis (http://www.ism.ac.jp/▲~▼shiro/papers/etc/asj2002Mar .Pdf)

本発明は電子透かしコードがディジタル信号であり、メモリーによる時間軸変更が容易な事に注目し入力信号から弁別性能向上効果を有する高調波成分を生成後、このスペクトル情報と包絡線情報によりメモリーを制御し電子透かしコードのデータストリームを擬似高調波成分として再生成の後、音響信号へ付加する手法および擬似高調波信号が付加された音響信号から電子透かしコードを復調する手法を提案するものである。The present invention pays attention to the fact that the digital watermark code is a digital signal and it is easy to change the time axis by the memory. After generating the harmonic component having the effect of improving the discrimination performance from the input signal, the memory is stored by the spectrum information and the envelope information. We propose a method for controlling and regenerating the data stream of the watermark code as a pseudo-harmonic component and then adding it to the acoustic signal, and a method for demodulating the watermark code from the acoustic signal to which the pseudo-harmonic signal is added. .

図１はＡＤ変換機器への応用例である、高調波成分生成を行う回路１３は具体例である図２との対比が容易な様にバッファ／増幅手段（１）、スペクトル制御／高調波発生１（２）、バッファ／増幅手段、差動演算／高調波発生２／高周波濾過（３）の３回路として分割表記を行った、回路１３により構成音の強調／分離効果（弁別性能の向上）を有する高調波成分を生成後、アナログ／オーバーサンプリングＰＣＭ変換手段、クロック出力手段（４）およびアナログ／オーバーサンプリングＰＣＭ変換手段、クロック同期手段（６）により入力信号と生成高調波成分は独立してＰＣＭ変換される、FIG. 1 shows an application example to an AD converter, and a circuit 13 for generating a harmonic component generates buffer / amplifier means (1), spectrum control / harmonic generation so that comparison with FIG. 2 as an example is easy. 1 (2), buffer / amplification means, differential operation / harmonic generation 2 / high frequency filtration (3), divided into three circuits, circuit 13 emphasizing / separating sound (improvement of discrimination performance) After the generation of the higher harmonic component, the analog / oversampling PCM conversion means, the clock output means (4), the analog / oversampling PCM conversion means, and the clock synchronization means (6) make the input signal and the generated harmonic component independent. PCM converted,

入力信号に同期する形でアナログ／オーバーサンプリングＰＣＭ変換を施された生成高調波成分はスペクトル解析手段（５）によりＦＦＴされた後、ＷＭマッピング手段（８）、ＷＭ生成手段（９）によりＷＭコードが付加された擬似成高調波成分として再生成される、ＤＳＰ／高域濾過手段（１１）は入力音響信号と混変調（フランジング）を発生する擬似高調波成分を低減する目的で使用する、また同様の理由からＰＣＭ変換された入力信号はＤＳＰ／低域濾過手段（７）により高域を低下させている。入力信号処理過程はメモリー制御を伴う擬似高調波成分生成過程との遅延量が大幅に異なる為、遅延手段（１０）により位相整合の後、ＤＳＰ／加算手段（１２）により入力信号成分と擬似成高調波成分を加算し出力する。The generated harmonic component subjected to the analog / oversampling PCM conversion in synchronization with the input signal is FFTed by the spectrum analyzing means (5), and then the WM mapping means (8) and the WM generating means (9) The DSP / high-pass filtering means (11) is regenerated as a pseudo-harmonic component to which is added, and is used for the purpose of reducing the pseudo-harmonic component that generates cross modulation (flanging) with the input acoustic signal. For the same reason, the PCM-converted input signal is lowered in high frequency by the DSP / low frequency filtering means (7). Since the delay amount of the input signal processing process is significantly different from that of the pseudo-harmonic component generation process accompanied by memory control, after the phase matching by the delay means (10), the DSP / adding means (12) and the pseudo-harmonic component generation process. Add harmonic components and output.

図３はＷＭマッピング手段（８）の内部処理である、回路１３によって生成された高調波成分はスペクトル解析手段（５）によりＦＦＴされた後、ＷＭマッピング手段（８）内の振幅情報／周波数情報分離手段により振幅情報と周波数情報に分割される、ＤＳＰ／乗算手段はＷＭコード復調に必要なヘッダー情報付加の後、リングメモリー出力に高調波成分の振幅情報（包絡線）を付加し出力する、リングメモリー読み出し／保持手段はＷＭ生成手段（９）から入力される所定のコードをリングメモリーに書き込みの後、保持し入力される周波数情報により読み出し周期を可変して擬似高調波成分を生成する。FIG. 3 shows the internal processing of the WM mapping means (8). The harmonic component generated by the circuit 13 is subjected to FFT by the spectrum analysis means (5) and then amplitude information / frequency information in the WM mapping means (8). Dividing into amplitude information and frequency information by the separation means, the DSP / multiplication means adds the amplitude information (envelope) of the harmonic component to the ring memory output after adding header information necessary for WM code demodulation, and outputs it. The ring memory reading / holding means writes a predetermined code input from the WM generation means (9) to the ring memory, and then holds and changes the read cycle according to the input frequency information to generate a pseudo harmonic component.

図５はＤＡ変換機器への応用例である、入力されたディジタル信号はＤＳＰ／データー形式整合手段（２０）により所定の形式（２の補数形式やオフセット・バイナリ等）に変換後、ＤＳＰ高域濾過手段（１９）、スペクトル解析手段（２３）、ＤＳＰ／低域濾過手段（１８）へ入力される、ＤＳＰ／低域濾過手段（１８）は遮断特性を可変する事で入力信号のみの復調、擬似高調波成分が付加され弁別性能が向上した入力信号の復調、入力信号に擬似高調波成分を適宜混合したものの３種類を選択可能としＷＭコードに高い秘匿性が要求される場合は擬似高調波成分を減衰、遮断する事が可能な構成を想定した。FIG. 5 shows an example of application to a DA converter. An input digital signal is converted into a predetermined format (two's complement format, offset / binary, etc.) by the DSP / data format matching means (20), and then the DSP high frequency range. The DSP / low-pass filtering means (18) inputted to the filtering means (19), the spectrum analyzing means (23), and the DSP / low-pass filtering means (18) can demodulate only the input signal by changing the cutoff characteristic. Demodulation of input signal with added pseudo-harmonic components and improved discrimination performance, and selection of three types of appropriately mixed pseudo-harmonic components in the input signal. When high confidentiality is required for WM code, pseudo-harmonic A configuration capable of attenuating and blocking components was assumed.

ＤＳＰ／データー形式整合手段（２０）出力はスペクトル解析手段（２３）によりＦＦＴされ、ＷＭマッピング復調手段（２２により）ＤＳＰ／データー形式整合手段（２０）出力から除算する事でＷＭコードを復調する、ディジタル／アナログ変換手段はＤＳＰ／低域濾過手段（１８）との回路構成の兼ね合いで各種考えられるが入力信号の復調のみであればＣＤ用の汎用品が流用可能である。The output of the DSP / data format matching means (20) is FFTed by the spectrum analysis means (23), and the WM code is demodulated by dividing from the output of the DSP / data format matching means (20) by the WM mapping demodulation means (22). Various digital / analog conversion means can be considered in consideration of the circuit configuration with the DSP / low-pass filtering means (18), but if only the demodulation of the input signal is performed, a general-purpose product for CD can be used.

図４はＷＭマッピング復調手段（２２）の内部処理である、ＤＳＰ／高域濾過手段（１９）出力とスペクトル解析手段（２３）出力をＤＳＰ／除算手段に入力する。ＤＳＰ／除算手段はＤＳＰ／高域濾過手段（１９）出力と分離された振幅情報を除算する事で擬似高調波成分の振幅情報（包絡線）を削除する、ＤＳＰ／除算手段出力はリングメモリー読み出し／保持手段へ入力され、周波数情報の逆数（１／ｆ）によりリングメモリーに書き込みの後、所定の読み出し操作を行う事で時間軸変更の影響を削除する。FIG. 4 inputs the DSP / high-pass filtering means (19) output and the spectrum analysis means (23) output, which are internal processes of the WM mapping demodulation means (22), to the DSP / dividing means. The DSP / dividing means deletes the amplitude information (envelope) of the pseudo-harmonic component by dividing the amplitude information separated from the output of the DSP / high-pass filtering means (19), and the DSP / dividing means output is read from the ring memory. / After being input to the holding means and written to the ring memory by the reciprocal (1 / f) of the frequency information, the influence of the time axis change is deleted by performing a predetermined read operation.

この技術によって処理された音響信号は電子透かしコードが組み込まれているにも関わらず明白な弁別性能向上が知覚されスペクトル上はディエッサー（周波数依存性コンプレッサー）等による振幅制限処理と類似し、従来の聴覚マスキングを応用した電子透かしコードの様な音質劣化や違和感が生じない、従って各種メディアにおけるシングルエンド・エンファシスと電子透かしコード組み込み処理を同一機器で兼用可能である。The sound signal processed by this technology is perceived as an obvious improvement in discrimination performance even though the watermark code is incorporated, and the spectrum is similar to the amplitude limiting process by a de-esser (frequency dependent compressor). There is no degradation of sound quality or discomfort unlike the digital watermark code using auditory masking. Therefore, single-end emphasis in various media and digital watermark code incorporation processing can be used in the same device.

図１の様なＡＤ変換機器への適用が最良である、ＡＤ変換デバイスにΣデルタ型の様な汎用ＩＣを使用し、回路１３を図２の様なアナログ回路で行い、その他のプロセスに汎用ＤＳＰを用いる事で非常に安価に実現可能である、また従来の電子透かし技術に回路１３を追加すれば既存ＤＳＰプログラムの部分的な修正で容易に実現可能と思われ実用上も有利である。A general-purpose IC such as a Σ delta type is used for the AD conversion device, which is best applied to AD conversion equipment as shown in FIG. 1, and the circuit 13 is implemented as an analog circuit as shown in FIG. 2. It can be realized at a very low cost by using a DSP, and if the circuit 13 is added to the conventional digital watermark technology, it can be easily realized by partial modification of an existing DSP program, which is advantageous in practice.

本発明利用による音響信号の変調回路例を図１、復調回路例を図５によって説明する。図１はアナログ音響信号の入力を想定したもので回路１３に特許文献３中の実施例を基本とした回路を使用している。詳細は入力信号分岐の為のバッファ／増幅手段（１）、入力信号から高調波を生成するスペクトル制御／高調波発生１手段（２）、入力信号とスペクトル制御／高調波発生１手段（２）からハース効果（ＴｉｍｅＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ）誘発に必要な移相高調波を生成する差動演算／高調波発生２／高周波濾過手段（３）で構成する。入力信号をディジタル変換するＡＤ変換部はアナログ／オーバーサンプリングＰＣＭ変換手段、クロック出力手段（４）と生成高調波成分をディジタル変換するアナログ／オーバーサンプリングＰＣＭ変換手段、クロック同期手段（６）で構成する。An example of a modulation circuit for an acoustic signal according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 and an example of a demodulation circuit with reference to FIG. FIG. 1 assumes an analog sound signal input, and a circuit based on the embodiment in Patent Document 3 is used as the circuit 13. In detail, buffer / amplification means (1) for branching the input signal, spectrum control / harmonic generation 1 means (2) for generating harmonics from the input signal, input signal and spectrum control / harmonic generation 1 means (2) The differential calculation / harmonic generation 2 / high-frequency filtering means (3) for generating phase-shifted harmonics required for induction of the Hearth effect (Time Discrimination). The AD conversion unit for digitally converting the input signal includes analog / oversampling PCM conversion means, clock output means (4), analog / oversampling PCM conversion means for digitally converting generated harmonic components, and clock synchronization means (6). .

ディジタル処理部は生成高調波成分からＷＭコード変調に必要な振幅情報と周波数情報を抽出するスペクトル解析手段（５）、ディジタル化した入力信号中の可聴帯域外成分を減衰または除去するＤＳＰ／低域濾過手段（７）、入力されるＷＭコードをスペクトル解析手段出力によってコーディングするＷＭマッピング手段（８）、規定されたＷＭコードを出力するＷＭ生成手段（９）、ＤＳＰ／低域濾過手段（７）と疑似高調波成分の時間軸整合を行う遅延手段（１０）、ＷＭマッピング手段（８）出力中の可聴帯域内高調波成分を減衰または除去するＤＳＰ／高域濾過手段（１１）、遅延手段（１０）出力とＤＳＰ／高域濾過手段（１１）出力を加算後、ＰＣＭ、１ＢＩＴ等規定データフォームに変換を行うＤＳＰ／加算手段によって構成する。The digital processing unit is a spectrum analyzing means (5) for extracting amplitude information and frequency information necessary for WM code modulation from the generated harmonic component, and a DSP / low frequency band for attenuating or removing the audible out-of-band component in the digitized input signal. Filtering means (7), WM mapping means (8) for coding the inputted WM code by the spectrum analyzing means output, WM generating means (9) for outputting the specified WM code, DSP / low-pass filtering means (7) And delay means (10) for time-domain matching of pseudo-harmonic components, WM mapping means (8) DSP / high-pass filtering means (11) for attenuating or removing audible in-band harmonic components in output, delay means ( 10) After adding the output and the DSP / high-pass filtering means (11), the DSP / adding means for converting to the specified data form such as PCM or 1BIT is added. To.

ＷＭマッピング手段（８）は図３の様な構成で、ＷＭ生成手段（９）出力より予め定められたデータ長のＷＭコードをリングメモリーに格納する、複数のＷＭコードや大きなデータ長を持つＷＭコードはリングメモリーの破綻に配慮したハードウェア設計を行う事とＷＭコードの種類に応じて異なるプリアンブル・コード（マルチビット・ヘッダー）を付加する事でＷＭコード復調時の識別を可能にする、本発明では透かし情報を知覚可能な形で付加するものの、プリアンブル・コード（マルチビット・ヘッダー）に各種暗号化技術を適用する事で透かし情報の秘匿化が可能になる、The WM mapping means (8) is configured as shown in FIG. 3, and stores a WM code having a predetermined data length in the ring memory from the output of the WM generation means (9), and a WM having a plurality of WM codes and a large data length. This code enables identification at the time of WM code demodulation by performing hardware design considering ring memory failure and adding a different preamble code (multibit header) according to the type of WM code. In the invention, watermark information is added in a perceptible form, but the watermark information can be concealed by applying various encryption techniques to the preamble code (multi-bit header).

スペクトル解析手段（５）出力は振幅情報／周波数情報分離手段により周波数情報を抽出しリングメモリーの読み出し速度を可変する、ＤＳＰ／乗算手段は読み出し速度を制御したリングメモリー出力に振幅情報／周波数情報分離手段から出力した振幅制御情報によって包絡線情報を付加しＷＭマッピング出力としてＤＳＰ／高域濾過手段（１１）へ出力する。The spectrum analysis means (5) outputs the frequency information by the amplitude information / frequency information separation means to vary the ring memory read speed, and the DSP / multiplication means separates the amplitude information / frequency information into the ring memory output whose read speed is controlled. Envelope information is added by the amplitude control information output from the means, and output to the DSP / high-pass filtering means (11) as a WM mapping output.

図３は各種メディア媒介後の復調例である、ＰＣＭ、１ＢＩＴ等規定データフォームに復調されたディジタル・データはＤＳＰ／データ形式整合手段（２０）により伸張処理やデシメーションを行いリニアＰＣＭデータに変更する、リニアＰＣＭデータはＷＭコード復調処理と音響信号復調処理を個別に行う必要から二系統に分岐する、FIG. 3 is an example of demodulation after media intervention, and digital data demodulated to a prescribed data form such as PCM, 1BIT, etc. is subjected to expansion processing and decimation by the DSP / data format matching means (20) to be changed to linear PCM data. The linear PCM data is branched into two systems because the WM code demodulation process and the acoustic signal demodulation process need to be performed separately.

スペクトル解析手段（２３）はリニアＰＣＭデータより振幅情報と周波数情報を抽出しＷＭマッピング復調手段（２２）を制御する、ＤＳＰ／高域濾過手段（１９）によって入力信号成分を遮断したリニアＰＣＭデータはＷＭマッピング復調手段（２２）へ入力されＷＭコードとして出力される。The spectrum analysis means (23) extracts amplitude information and frequency information from the linear PCM data and controls the WM mapping demodulation means (22). The linear PCM data in which the input signal component is blocked by the DSP / high-pass filtering means (19) is The signal is input to the WM mapping demodulation means (22) and output as a WM code.

ＤＳＰ／低域濾過手段（１８）はリニアＰＣＭデータ内の疑似高調波成分を聴取者の嗜好に応じ増減するものであり、ＷＭコードに秘匿性が要求されない場合は省略可能である、ディジタル／アナログ変換手段（２１）はＤＳＰ／低域濾過手段（１８）出力より音響信号を復調するＤＡ変換デバイスである、The DSP / low-pass filtering means (18) increases or decreases the pseudo-harmonic component in the linear PCM data according to the listener's preference, and can be omitted if the WM code does not require confidentiality. The conversion means (21) is a DA conversion device that demodulates an acoustic signal from the output of the DSP / low-pass filtering means (18).

復調処理に用いるＷＭマッピング復調手段（２２）は図４の様な構成で、入力される高域濾過処理データから抽出される振幅情報はＤＳＰ／除算手段を制御しＷＭコード変調時の乗数を削除する、ＤＳＰ／除算手段出力はリングメモリーに入力され同時抽出された周波数情報によって読み出し制御を行いＷＭコードに復調される。The WM mapping demodulating means (22) used for the demodulating process has a configuration as shown in FIG. 4. The amplitude information extracted from the input high-pass filtering data controls the DSP / dividing means and deletes the multiplier at the time of WM code modulation. The output of the DSP / divider means is read-controlled by the frequency information input to the ring memory and extracted simultaneously, and demodulated into a WM code.

扱う高調波信号スペクトルが異なるものの、本発明の映像信号への適用が可能と思われる、特にディジタル・カメラ等の静止画データでは平均化処理での解像度改善が期待できる為、原画像データ中の高域成分を忠実な形で電子透かし情報へ置換可能と思われる。Although the harmonic signal spectrum to be handled is different, it seems that it can be applied to the video signal of the present invention. Especially, still image data such as a digital camera can be expected to improve the resolution in the averaging process. It seems that high-frequency components can be replaced with digital watermark information in a faithful form.

アナログ／ディジタル変換時に用いるコーディング実施例ブロック図である。It is a block diagram of the coding embodiment used at the time of analog / digital conversion. 回路１３をアナログ回路によって実現する実施例である。This is an embodiment in which the circuit 13 is realized by an analog circuit. 回路８の内部処理概要である。3 is an outline of internal processing of a circuit 8; 回路２２の内部処理概要である。2 is an outline of internal processing of a circuit 22; ディジタル／アナログ変換時に用いるデコーディング実施例ブロック図である。It is a block diagram of a decoding embodiment used at the time of digital / analog conversion.

１アナログ処理による高調波生成回路部でのバッファ／増幅手段のブロック図表記
２アナログ処理による高調波生成回路部でのスペクトル制御／高調波発生１（低次奇数次高調波生成）手段のブロック図表記
３アナログ処理による高調波生成回路部での低次奇数次高調波成分と原音響信号での非対称差動演算及び高域濾過による高次偶数次高調波成分生成による高調波発生２手段およびバッファ／増幅手段のブロック図表記
４原音響信号に対するアナログ／オーバーサンプリングＰＣＭ変換手段、クロック出力手段のブロック図表記
５ＦＦＴ等による乗算係数生成用スペクトル解析手段のブロック図表記
６明瞭度、弁別性能の向上の為に付加する原高調波成分に対するアナログ／オーバーサンプリングＰＣＭ変換手段、クロック入力手段（同期用）のブロック図表記
７ＤＳＰ／加算手段（１２）によって付加する擬似高調波成分と原音響信号の高域が干渉する事でＷＭコード復調が妨害される事を防止する為に用いる低域濾過手段のブロック図表記
８原高調波信号によりＷＭ生成コードの振幅操作、周波数操作処理を行う事で擬似高調波成分を生成するＷＭマッピング手段
９プリセット値やリード／ライトメモリーによるＷＭコード生成手段
１０ＷＭマッピング手段によって生成する擬似高調波成分とＤＳＰ／低域濾過手段（７）出力間で生じる位相差を修正する遅延手段（１０）のブロック図表記
１１ＤＳＰ／加算手段（１２）によって付加する擬似高調波成分と原音響信号の高域が干渉する事でＷＭコード復調が妨害される事を防止する為に用いる高域濾過手段（１１）のブロック図表記
１２ＤＳＰ／加算手段（１２）原音響信号、擬似高調波加算回路のブロック図表記
１３アナログ処理による明瞭度、弁別性能向上の為の高調波生成手段のブロック図表記
１４アナログ処理による高調波生成回路部でのバッファ／増幅手段の実動回路例
１５アナログ処理による高調波生成回路部での入力信号のスペクトル制御および高調波発生１（低次奇数次高調波発生）回路例
１６アナログ処理による高調波生成回路部での差動演算および高調波発生２（高次偶数次高調波発生）回路例
１７アナログ処理による高調波生成回路部での差動演算および高調波発生２回路（１６）出力の加算量調整回路例
１８ＤＳＰ／データ形式整合手段（２０）出力中の擬似高調波成分を任意の加算比率で加算する為の低域濾過手段のブロック図表記
１９ＤＳＰ／データ形式整合手段（２０）出力中の擬似高調波成分と原音響信号の高域が干渉する事でＷＭコード復調が妨害される事を防止する為に用いる高域濾過手段のブロック図表記
２０入力されたディジタル信号を所定のデータ形式にインターフェイスするＤＳＰ／データ形式整合手段のブロック図表記
２１ＤＳＰ／低域濾過手段（１８）出力から音響信号を復調するＤＡ変換デバイスのブロック図表記
２２復調時の音響信号に付加された擬似高調波成分へ振幅操作、周波数操作処理を行う事でＷＭコードを復調するＷＭマッピング復調手段
２３ＦＦＴ等による除算係数生成用スペクトル解析手段のブロック図表記1 Block diagram of buffer / amplification means in harmonic generation circuit section by analog processing Table 2 Block diagram of spectrum control / harmonic generation 1 (low order odd harmonic generation) means in harmonic generation circuit section by analog processing Notation 3 Harmonic generation 2 means and buffer by high-order even-order harmonic component generation by low-order odd-order harmonic component and original acoustic signal by high-pass filtering and low-order odd-order harmonic component in harmonic generation circuit section by analog processing / Block diagram notation of amplification means 4 Block diagram notation of analog / oversampling PCM conversion means and clock output means for original sound signal 5 Block diagram notation of spectrum analysis means for multiplication coefficient generation by FFT etc. 6 Intelligibility and discrimination performance Analog / oversampling PCM conversion means for the original harmonic component added for improvement, clock input Block diagram of stage (for synchronization) Notation 7 Used to prevent WM code demodulation from being disturbed by interference of pseudo-harmonic component added by DSP / adding means (12) and high frequency of original acoustic signal Block diagram notation of low-pass filtering means 8 WM mapping means that generates pseudo-harmonic components by performing amplitude manipulation and frequency manipulation processing of the WM generation code with the original harmonic signal 9 WM by preset values and read / write memory Code generation means 10 Pseudo-harmonic component generated by WM mapping means and DSP / low-pass filtering means (7) Block diagram notation of delay means (10) for correcting phase difference generated between outputs 11 DSP / addition means (12) The high-frequency filter used to prevent the WM code demodulation from being disturbed by the interference of the pseudo-harmonic component added by the high-frequency and the high-frequency of the original acoustic signal. (11) Block diagram notation 12 DSP / adding means (12) Block diagram notation of original acoustic signal and pseudo-harmonic addition circuit 13 Block diagram of harmonic generation means for improving clarity and discrimination performance by analog processing Notation 14 Example 15 of actual circuit of buffer / amplification means in harmonic generation circuit section by analog processing Spectrum control and harmonic generation 1 (low order odd harmonic generation) of input signal in harmonic generation circuit section by analog processing Circuit Example 16 Differential Operation and Harmonic Generation in Harmonic Generation Circuit Unit by Analog Processing 2 (High Order and Even Order Harmonic Generation) Circuit Example 17 Differential Operation and Harmonic Generation in Harmonic Generation Circuit Unit by Analog Processing 2 circuit (16) output addition amount adjustment circuit example 18 DSP / data format matching means (20) low-pass filter for adding pseudo harmonic components in output at arbitrary addition ratio Block diagram notation of excess means 19 DSP / data format matching means (20) High used to prevent WM code demodulation from being disturbed by interference of pseudo harmonic components in output and high frequency of original sound signal Block diagram notation 20 of the band filtering means Block diagram notation 21 of the DSP / data format matching means for interfacing the input digital signal to a predetermined data format 21 DSP / DA conversion for demodulating an acoustic signal from the output of the low band filtering means (18) Block diagram notation 22 of device WM mapping demodulating means 23 for demodulating WM code by performing amplitude operation and frequency operation processing on pseudo-harmonic component added to acoustic signal at demodulation 23 Spectrum analysis means for generating division coefficient by FFT or the like Block diagram notation

Claims

音響信号の記録、伝送、増幅、再生の各過程において、ハース効果（ＴｉｍｅＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ）を誘発するに足りる遅延時間を音響信号の振幅関数として制御する事により得られる奇数次高調波群と偶数次高調波群や正弦位相高調波群と余弦位相高調波群等、２種類の高調波群を独立または、混合状態で音響信号に加減算する事により聴感雑音レベルを増加することなく音響機器や音響信号の弁別性能を向上させる高調波成分を生成し、この高調波成分より抽出したスペクトル情報により電子透かし情報を変調する事を特徴とする電子透かし技術。In each process of recording, transmitting, amplifying, and reproducing an acoustic signal, an odd-order harmonic group and an even-order harmonic obtained by controlling a delay time sufficient to induce a Haas effect (Time Discrimination) as an amplitude function of the acoustic signal. By adding or subtracting two types of harmonic groups such as wave group, sine phase harmonic group and cosine phase harmonic group independently or in a mixed state, the acoustic noise level can be reduced without increasing the audible noise level. A digital watermark technique characterized by generating a harmonic component that improves discrimination performance and modulating the digital watermark information with spectral information extracted from the harmonic component.

請求項１を適用された媒体より得られる奇数次高調波群と偶数次高調波群や正弦位相高調波群と余弦位相高調波群等、２種類の高調波群から抽出したスペクトル情報により電子透かし情報を復調する事を特徴とする電子透かし技術。Digital watermarking using spectral information extracted from two types of harmonic groups, such as an odd-order harmonic group and an even-order harmonic group, a sine phase harmonic group, and a cosine phase harmonic group, obtained from the medium to which claim 1 is applied Digital watermarking technology characterized by demodulating information.

請求項１、請求項２の信号処理過程においてサブ・ナイキスト・サンプリングによる符号化／複合化を用いる事を特徴とする電子透かし技術。3. A digital watermark technique characterized in that encoding / combination by sub-Nyquist sampling is used in the signal processing steps of claim 1 and claim 2.

請求項１において電子透かし情報を変調する為に用いる高調波スペクトル生成を図２の回路構成により実現し、その回路動作がソフトクリップ回路と偶数次高調波発生回路を従属接続する事および原音響信号との非対称差動演算により実現する事を特徴とするアナログ信号処理手段。2. Harmonic spectrum generation used to modulate digital watermark information according to claim 1 is realized by the circuit configuration of FIG. 2, and the circuit operation is a cascade connection between a soft clip circuit and an even harmonic generation circuit and an original acoustic signal. An analog signal processing means characterized by being realized by asymmetric differential calculation.

請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、をディジタル信号処理（ＤＳＰ）によって実現するバイナリーコードを含むソフトウェアおよび媒体。Software and media including binary code that implements claims 1, 2, 3, and 4 by digital signal processing (DSP).