JP2021196562A - Acoustic communication system, acoustic transmission device, acoustic reception device, program, and acoustic signal transmission method - Google Patents

Acoustic communication system, acoustic transmission device, acoustic reception device, program, and acoustic signal transmission method Download PDF

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Abstract

To provide an acoustic communication system, an acoustic transmission device, an acoustic reception device, a program, and an acoustic signal transmission method that can transmit data having an information amount more than a unit information amount per piece of embedded information embedded in an acoustic signal, by a sound electronic watermark technique.SOLUTION: An acoustic communication system 10 includes an acoustic transmission device 20 and an acoustic reception device 30. The acoustic transmission device 20 includes: a data division unit 24 that divides original data DS into multiple pieces of small data; and an embedding unit 28 that causes a speaker 12 to emit an acoustic signal AS in which embedded information is embedded in an original sound signal OS by embedding the multiple pieces of small data one by one in order as the embedded information in the original sound signal OS. The acoustic reception device 30 includes: a data acquisition unit that extracts multiple pieces of embedded information SC from the acoustic signal AS collected by a microphone 31 and acquires the multiple pieces of small data from the multiple pieces of embedded information SC; and a data reconstruction unit 35 that reconstructs the original data DS by combining the multiple pieces of small data.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、音波などの音響信号に埋め込んで情報を伝送する音響通信システム、音響送信装置、音響受信装置、プログラムおよび音響信号送信方法に関する。 The present invention relates to an acoustic communication system, an acoustic transmitter, an acoustic receiver, a program, and an acoustic signal transmission method that are embedded in an acoustic signal such as a sound wave to transmit information.

音響通信システムとして、特許文献１に記載の技術が知られている。この特許文献１に記載の音響通信システムは、識別情報を音電子透かし技術により埋め込んだ音響信号を放音する音響送信装置と、この放音された音響信号をマイクロホンで収音（受信）する音響受信装置(携帯端末)とを備える。音響受信装置は、音響信号から識別情報を抽出してその識別情報に対応付けられた関連情報を利用者に提供する。 As an acoustic communication system, the technique described in Patent Document 1 is known. The acoustic communication system described in Patent Document 1 is an acoustic transmission device that emits an acoustic signal in which identification information is embedded by a digital watermarking technique, and an acoustic sound that collects (receives) the emitted acoustic signal with a microphone. It is equipped with a receiving device (portable terminal). The acoustic receiving device extracts the identification information from the acoustic signal and provides the user with the related information associated with the identification information.

特開２０１６−１５３９０６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-153906

ところで、音電子透かし技術では、音響信号に識別情報を埋め込むことで、識別情報を送信できるものの、１回の埋込で送信できる情報量が、例えば数ビット〜１０数ビット程度と少ない。そのため、識別情報を伝送する用途に制限されているという課題がある。よって、音電子透かし技術によって埋込情報１つ当たりの単位情報量よりも十分多くの情報量をもつデータを伝送したいニーズがある。 By the way, in the sound digital watermarking technology, although the identification information can be transmitted by embedding the identification information in the acoustic signal, the amount of information that can be transmitted by one embedding is as small as, for example, several bits to several bits. Therefore, there is a problem that the use of transmitting identification information is limited. Therefore, there is a need to transmit data having a sufficiently larger amount of information than the unit amount of information per embedded information by the sound digital watermarking technology.

そこで、音響信号に埋め込まれる埋込情報によって埋込情報１つ当たりの単位情報量よりも多い情報量をもつデータを送信することができる音響通信システム、音響送信装置、音響受信装置、プログラムおよび音響信号送信方法を提供する。 Therefore, an acoustic communication system, an acoustic transmitter, an acoustic receiver, a program, and an acoustic capable of transmitting data having an amount of information larger than the unit information amount per embedded information by the embedded information embedded in the acoustic signal. Provide a signal transmission method.

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）上記課題を解決する音響通信システムは、埋込情報が埋め込まれた音響信号を放音する放音部を有する音響送信装置と、前記音響信号を収音する収音部を有する音響受信装置とを備えた音響通信システムであって、前記音響送信装置は、入力した元データを複数の小データに分割するデータ分割部と、入力した原音信号に複数の前記小データを１つずつ順番に埋込情報として埋め込むことにより、埋込情報が原音信号に埋め込まれた音響信号を前記放音部に放音させる埋込部とを備え、前記音響受信装置は、前記収音部が収音した前記音響信号から複数の埋込情報を抽出して当該複数の埋込情報から複数の前記小データを取得するデータ取得部と、複数の前記小データを結合して前記元データを再構築するデータ再構築部とを備える。 Hereinafter, means for solving the above problems and their actions and effects will be described.
(1) An acoustic communication system that solves the above problems is an acoustic transmission device having a sound emitting unit that emits an acoustic signal in which embedded information is embedded, and an acoustic reception device that has a sound collecting unit that collects the acoustic signal. An acoustic communication system including a device, wherein the acoustic transmission device has a data division unit that divides input original data into a plurality of small data, and a plurality of the small data in order for the input original sound signal. By embedding as embedded information in the sound receiving device, the sound receiving device includes an embedded unit in which the embedded information emits an acoustic signal embedded in the original sound signal to the sound emitting unit, and the sound collecting unit collects sound. A data acquisition unit that extracts a plurality of embedded information from the acoustic signal and acquires a plurality of the small data from the plurality of embedded information, and a plurality of the small data are combined to reconstruct the original data. It has a data reconstruction unit.

この構成によれば、音電子透かし技術を使って、原音信号に埋め込まれる埋込情報１つ当たりの単位情報量よりも多い情報量をもつ元データを送信することができる。この結果、音電子透かし技術の用途が広がる。 According to this configuration, it is possible to transmit the original data having a larger amount of information than the unit information amount per embedded information embedded in the original sound signal by using the sound digital watermarking technique. As a result, the use of sound digital watermarking technology is expanded.

（２）上記音響通信システムにおいて、前記埋込部は、複数の前記埋込情報を、当該複数の埋込情報と対応する複数の前記小データの前記元データにおける並び順で前記原音信号に埋め込み、前記データ再構築部は、複数の前記小データを取得した順番に結合することで前記元データを再構築してもよい。 (2) In the acoustic communication system, the embedded unit embeds a plurality of the embedded information in the original sound signal in the order of the original data of the plurality of small data corresponding to the plurality of embedded information. , The data reconstructing unit may reconstruct the original data by combining a plurality of the small data in the order in which they were acquired.

この構成によれば、音響受信装置は、データ再構築部が複数の小データを取得した順番に結合すれば元データを再構築することができる。例えば、小データに順番を指定する順番情報を付与する構成に比べ、元データを少ない分割数で短時間に送信することができる。 According to this configuration, the acoustic receiving device can reconstruct the original data if the data reconstructing unit combines the plurality of small data in the order in which they are acquired. For example, the original data can be transmitted in a short time with a small number of divisions, as compared with a configuration in which order information for specifying an order is given to small data.

（３）上記音響通信システムにおいて、前記音響送信装置は、前記小データに前記元データに再構築するための順番を指定する順番情報を付与する順番情報付与部を更に備え、前記データ再構築部は、前記複数の小データを前記順番情報の順番に結合することで前記元データを再構築してもよい。 (3) In the acoustic communication system, the acoustic transmission device further includes an order information assigning unit for assigning order information for designating an order for reconstructing the original data to the small data, and the data reconstructing unit. May reconstruct the original data by combining the plurality of small data in the order of the order information.

この構成によれば、音響信号のノイズや音切れ、小さな音圧等が原因で、音響受信装置が小データを受信する順番が、元データの並び順と異なっていても、データ再構築部が複数の小データを順番情報の順番に結合することにより、元データを正しく再構築できる。 According to this configuration, even if the order in which the acoustic receiver receives small data is different from the order in which the original data is arranged due to noise of the acoustic signal, sound interruption, small sound pressure, etc., the data reconstruction unit can perform the data reconstruction unit. By combining multiple small data in the order of the order information, the original data can be reconstructed correctly.

（４）上記音響通信システムにおいて、前記音響受信装置は、複数の前記小データが全て揃うまでに、前記順番情報が同じであり且つ値が異なる複数の前記小データを取得した場合、当該複数の小データを保存し、前記データ再構築部は、当該複数の小データのうち一つを用いて再構築した前記元データに誤りが検出された場合、保存された他の一つの前記小データを用いて前記元データを再構築してもよい。 (4) In the acoustic communication system, when the acoustic receiving device acquires a plurality of the small data having the same order information and different values by the time when all the plurality of the small data are collected, the plurality of the small data are obtained. The small data is saved, and when an error is detected in the original data reconstructed using one of the plurality of small data, the data reconstruction unit saves the other small data saved. The original data may be reconstructed using the data.

この構成によれば、元データに誤りがあった場合でも、正しい小データの取得を待つことなく速やかに正しい元データを再構築できる頻度が高まる。また、誤りを検出した後に必要とする正しい小データを送られてこなくても、正しい元データを再構築できる頻度が高まる。 According to this configuration, even if there is an error in the original data, the frequency with which the correct original data can be quickly reconstructed without waiting for the acquisition of the correct small data increases. In addition, the frequency with which the correct original data can be reconstructed increases even if the necessary correct small data is not sent after the error is detected.

（５）上記音響通信システムにおいて、前記音響送信装置は、複数の前記小データのうち少なくとも１つに誤り検出符号を付与する誤り検出符号付与部を備え、前記音響受信装置は、複数の前記小データの値を用いて所定の演算を行って得た演算値と前記誤り検出符号の値とを比較することで前記元データの誤りを検出する誤り符号検出部を備えてもよい。 (5) In the acoustic communication system, the acoustic transmission device includes an error detection code assigning unit that assigns an error detection code to at least one of the plurality of small data, and the sound receiving device includes a plurality of the small data. An error code detection unit that detects an error in the original data may be provided by comparing the calculated value obtained by performing a predetermined operation using the data value with the value of the error detection code.

この構成によれば、再構築された元データの誤りをチェックできる。よって、正しく再構築された元データを取得できる頻度が高まる。
（６）上記音響通信システムにおいて、前記音響送信装置は、前記小データを拡散符号に符号化するエンコード部を備え、前記埋込部は、前記埋込情報を前記原音信号に埋め込み、前記データ取得部は、前記音響信号から抽出した前記埋込情報を前記小データに復号するデコード部を備えてもよい。 With this configuration, it is possible to check for errors in the reconstructed original data. Therefore, the frequency with which the correctly reconstructed original data can be acquired increases.
(6) In the acoustic communication system, the acoustic transmission device includes an encoding unit that encodes the small data into a diffusion code, and the embedded unit embeds the embedded information in the original sound signal to acquire the data. The unit may include a decoding unit that decodes the embedded information extracted from the acoustic signal into the small data.

この構成によれば、原音信号に埋込情報が拡散方式で埋め込まれていることから、原音の聴感に影響を与えることを極力抑制できる。
（７）上記音響通信システムにおける前記音響送信装置であって、入力した元データを複数の小データに分割するデータ分割部と、入力した原音信号に前記複数の小データを１つずつ順番に埋込情報として埋め込む埋込部と、埋込情報が前記原音信号に埋め込まれた音響信号を放音する放音部とを備える。 According to this configuration, since the embedded information is embedded in the original sound signal by the diffusion method, it is possible to suppress the influence on the audibility of the original sound as much as possible.
(7) In the acoustic transmission device in the acoustic communication system, the data dividing unit that divides the input original data into a plurality of small data and the plurality of small data are sequentially embedded in the input original sound signal one by one. It includes an embedded unit to be embedded as embedded information, and a sound emitting unit to emit an acoustic signal in which the embedded information is embedded in the original sound signal.

この構成によれば、前記音響通信システムを構成する音響送信装置と同様の作用効果が得られる。
（８）上記音響通信システムにおける前記音響受信装置であって、前記音響信号を収音する収音部と、前記収音部が収音した音響信号から複数の前記埋込情報を抽出し当該複数の埋込情報から複数の前記小データを取得するデータ取得部と、複数の前記小データを結合して前記元データを再構築するデータ再構築部とを備える。 According to this configuration, the same operation and effect as those of the acoustic transmission device constituting the acoustic communication system can be obtained.
(8) In the acoustic receiving device in the acoustic communication system, a plurality of the embedded information is extracted from a sound collecting unit that collects the acoustic signal and an acoustic signal collected by the sound collecting unit. It is provided with a data acquisition unit that acquires a plurality of the small data from the embedded information of the above, and a data reconstruction unit that reconstructs the original data by combining the plurality of the small data.

この構成によれば、前記音響通信システムを構成する音響受信装置と同様の作用効果が得られる。
（９）前記音響送信装置が備えるコンピュータに実行させるプログラムであって、プログラムは、コンピュータを、入力した元データを複数の小データに分割するデータ分割部、入力した原音信号に複数の前記小データを１つずつ順番に埋込情報として埋め込むことにより、前記埋込情報が前記原音信号に埋め込まれた音響信号を前記放音部に放音させる埋込部として機能させる。 According to this configuration, the same operation and effect as those of the acoustic receiving device constituting the acoustic communication system can be obtained.
(9) A program to be executed by a computer included in the sound transmission device, the program is a data dividing unit that divides the input original data into a plurality of small data, and a plurality of the small data in the input original sound signal. By embedding the embedded information one by one as embedded information, the embedded information functions as an embedded unit that causes the sound emitting unit to emit an acoustic signal embedded in the original sound signal.

このプログラムによれば、コンピュータにプログラムを実行させることにより、音響送信装置と同様の作用効果が得られる。
（１０）前記音響受信装置が備えるコンピュータに実行させるプログラムであって、プログラムは、コンピュータを、前記収音部が収音した音響信号から複数の前記埋込情報を抽出し当該複数の埋込情報から複数の前記小データを取得するデータ取得部、複数の前記小データを結合して前記元データを再構築するデータ再構築部として機能させる。 According to this program, by causing a computer to execute the program, the same operation and effect as that of the sound transmission device can be obtained.
(10) A program to be executed by a computer included in the sound receiving device, wherein the computer extracts a plurality of the embedded information from the acoustic signal collected by the sound collecting unit and the plurality of embedded information. It functions as a data acquisition unit that acquires a plurality of the small data from the above, and a data reconstruction unit that reconstructs the original data by combining the plurality of the small data.

このプログラムによれば、コンピュータにプログラムを実行させることにより、音響受信装置と同様の作用効果が得られる。
（１１）上記課題を解決する音響信号送信方法は、埋込情報が埋め込まれた音響信号を放音する放音部を有する音響送信装置と、前記音響信号を収音する収音部を有する音響受信装置とを備えた音響通信システムにおける音響信号送信方法であって、前記音響送信装置が、入力した元データを複数の小データに分割することと、前記音響送信装置が、入力した原音信号に前記複数の小データを１つずつ順番に埋込情報として埋め込むことにより、前記埋込情報が前記原音信号に埋め込まれた音響信号を前記放音部に放音させることと、前記音響受信装置が、前記収音部が収音した前記音響信号から複数の前記埋込情報を抽出し当該複数の埋込情報から複数の前記小データを取得することと、複数の前記小データを結合して前記元データを再構築することとを備える。この音響信号送信方法によれば、音響通信システムと同様の作用効果が得られる。 According to this program, by causing a computer to execute the program, the same effect as that of the sound receiving device can be obtained.
(11) An acoustic signal transmission method for solving the above problems is an acoustic transmission device having a sound emitting unit that emits an acoustic signal in which embedded information is embedded, and an acoustic sound having a sound collecting unit that collects the acoustic signal. A method for transmitting an acoustic signal in an acoustic communication system including a receiving device, wherein the acoustic transmitting device divides the input original data into a plurality of small data, and the acoustic transmitting device divides the input original sound signal into a plurality of small data. By embedding the plurality of small data one by one as embedded information, the embedded information causes the sound emitting unit to emit an acoustic signal embedded in the original sound signal, and the acoustic receiving device. , The sound collecting unit extracts a plurality of the embedded information from the acoustic signal collected, acquires the plurality of the small data from the plurality of embedded information, and combines the plurality of the small data. Prepare to reconstruct the original data. According to this acoustic signal transmission method, the same effect as that of the acoustic communication system can be obtained.

本発明によれば、音電子透かし技術により、音響信号に埋め込まれる埋込情報１つ当たりの単位情報量よりも多い情報量をもつデータを送信することができる。 According to the present invention, the sound digital watermarking technique can transmit data having an amount of information larger than the amount of unit information per embedded information embedded in an acoustic signal.

一実施形態の音響通信システムを示す模式図。The schematic diagram which shows the acoustic communication system of one Embodiment. 音響通信システムを示す模式図。The schematic diagram which shows the acoustic communication system. 音響通信システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of an acoustic communication system. （ａ）〜（ｃ）は元データの分割処理を説明する模式図。(A) to (c) are schematic diagrams explaining the division process of the original data. （ａ）〜（ｃ）は元データの再構築を説明する模式図。(A) to (c) are schematic diagrams illustrating the reconstruction of the original data. （ａ）〜（ｃ）は変更例における元データの分割および再構築を説明する模式図。(A) to (c) are schematic diagrams illustrating division and reconstruction of the original data in the modified example.

以下、本実施形態の音響通信システム１０について図１〜図５を参照して説明する。
図１に示されるように、音響通信システム１０は、１つまたは複数の放音部の一例としてのスピーカ１２を有する音響送信装置２０と、スピーカ１２から放音された音響信号ＡＳを受信する情報端末１５に内蔵された音響受信装置３０とを備える。音響信号ＡＳには、埋込情報ＳＣ（図２参照）が埋め込まれている。利用者は可搬型の情報端末１５を携帯して移動する。情報端末１５に内蔵された音響受信装置３０が、音響信号ＡＳに埋め込まれた埋込情報ＳＣを受信する。例えば、利用者は、情報端末１５の音響受信装置３０によって、駅や商店街、公共施設などの放送主体のスピーカ１２から放送される音響信号ＡＳを受信する。情報端末１５は、例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコン等である。音響受信装置３０は、音響信号ＡＳに埋め込まれた埋込情報ＳＣに基づいて、放送主体が提供する提供情報を取得する。このようにして、音響受信装置３０を利用する利用者は、放送主体が提供する提供情報を受け取ることができる。 Hereinafter, the acoustic communication system 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
As shown in FIG. 1, the acoustic communication system 10 receives an acoustic transmission device 20 having a speaker 12 as an example of one or a plurality of sound emitting units, and information for receiving an acoustic signal AS emitted from the speaker 12. A sound receiving device 30 built in the terminal 15 is provided. Embedded information SC (see FIG. 2) is embedded in the acoustic signal AS. The user carries a portable information terminal 15 and moves around. The acoustic receiving device 30 built in the information terminal 15 receives the embedded information SC embedded in the acoustic signal AS. For example, the user receives the acoustic signal AS broadcast from the speaker 12 of the broadcasting main body such as a station, a shopping district, or a public facility by the acoustic receiving device 30 of the information terminal 15. The information terminal 15 is, for example, a mobile phone, a smartphone, a notebook computer, or the like. The sound receiving device 30 acquires the provided information provided by the broadcasting subject based on the embedded information SC embedded in the sound signal AS. In this way, the user who uses the sound receiving device 30 can receive the provided information provided by the broadcasting subject.

放送主体は、例えば、音響信号ＡＳを放送する者もしくは事業者であり、または、音響信号ＡＳの放送を依頼する者もしくは事業者である。放送主体は、音響信号ＡＳを自ら形成する者または事業者であってもよい。放送主体は、音響信号ＡＳを自ら形成する者または事業者でなくてもよい。例えば、放送主体は、店舗を運営する事業者、鉄道等の公共交通機関を運営する事業者、学校等を含む学習施設の事業者または団体、美術館や展示会を運営する事業者、プール等のレジャー施設を運営する事業者、宿泊施設を運営する事業者、災害警報を放送する自治体等である。 The broadcasting subject is, for example, a person or a business operator who broadcasts the acoustic signal AS, or a person or a business operator who requests the broadcasting of the acoustic signal AS. The broadcasting subject may be a person or a business operator who forms the acoustic signal AS by himself / herself. The broadcaster does not have to be a person or a business operator who forms the acoustic signal AS by himself / herself. For example, broadcasters are businesses that operate stores, businesses that operate public transportation such as railways, businesses or groups of learning facilities including schools, businesses that operate museums and exhibitions, pools, etc. Businesses that operate leisure facilities, businesses that operate accommodation facilities, local governments that broadcast disaster warnings, etc.

提供情報は、放送主体が利用者に提供する情報である。提供情報の保存場所は限定されない。一例では、提供情報は、インターネットＩＮ上のサーバに記憶される。他の例では、提供情報は、音響受信装置３０に記憶される。提供情報の例を次に挙げる。放送主体が店舗を運営する事業者の場合、提供情報は、店舗内の商品の詳細内容である。放送主体が自治体である場合、提供情報は、災害時に避難する場所を示す地図である。放送主体が展示を運営する事業者である場合、提供情報は、展示品の詳細を示す情報である。提供情報は、音響信号ＡＳとして放送されたアナウンスを他言語に翻訳したアナウンスであってもよい。放送主体が映画館である場合、提供情報は、映画の台詞の字幕文であってもよい。提供情報は、詳細な情報が保存されている場所を示すリンク情報（例えば、ＵＲＬ：Uniform Resource Locator）であってもよい。本実施形態では、提供情報は、インターネットＩＮ上のＵＲＬとして提供される。提供情報は、情報端末１５の表示部に表示されてもよいし、情報端末１５のイヤホンジャックに接続されたヘッドホンまたはイヤホンから放音されたり、あるいは情報端末１５のスピーカから放音されたりしてもよい。 The provided information is information provided by the broadcaster to the user. The storage location of the provided information is not limited. In one example, the provided information is stored in a server on the Internet IN. In another example, the provided information is stored in the acoustic receiver 30. The following is an example of the information provided. In the case of a business operator whose broadcasting entity operates a store, the provided information is the detailed contents of the products in the store. If the broadcaster is a municipality, the information provided is a map showing where to evacuate in the event of a disaster. If the broadcaster is the operator of the exhibition, the information provided is information that indicates the details of the exhibit. The provided information may be an announcement obtained by translating an announcement broadcast as an acoustic signal AS into another language. When the broadcasting subject is a movie theater, the provided information may be subtitles of the dialogue of the movie. The provided information may be link information (for example, URL: Uniform Resource Locator) indicating a place where detailed information is stored. In this embodiment, the provided information is provided as a URL on the Internet IN. The provided information may be displayed on the display unit of the information terminal 15, may be emitted from the headphones or earphones connected to the earphone jack of the information terminal 15, or may be emitted from the speaker of the information terminal 15. May be good.

音響信号ＡＳは、可聴域の周波数を含む音波である。音響信号ＡＳには、埋込情報ＳＣが音電子透かしによって埋め込められる。音響信号ＡＳは、放送装置から放送される。音響信号ＡＳの例として、アナウンス、警報、一般用または視力障害者用の音サイン、ＢＧＭ（バックグラウンドミュージック）、美術館や展示会において出力される説明の音声、番組の放送が挙げられる。音電子透かしで埋め込まれる１つの埋込情報ＳＣのデータ長は、例えば、８ビット程度である。本実施形態では、１つの埋込情報ＳＣのデータ長よりも十分に長いデータ長を有する元データＤＳを、音響送信装置２０のスピーカ１２から放音される音響信号ＡＳに音電子透かしにより埋め込まれる複数の埋込情報ＳＣによって音響受信装置３０へ伝送する。なお、１つの埋込情報ＳＣのデータ長を、埋込情報ＳＣの単位情報量ともいう。 The acoustic signal AS is a sound wave including frequencies in the audible range. The embedded information SC is embedded in the acoustic signal AS by a digital watermark. The acoustic signal AS is broadcast from the broadcasting device. Examples of acoustic signals AS include announcements, alarms, general or visually impaired sound signs, BGM (background music), explanatory audio output at museums and exhibitions, and program broadcasts. The data length of one embedded information SC embedded by a digital watermark is, for example, about 8 bits. In the present embodiment, the original data DS having a data length sufficiently longer than the data length of one embedded information SC is embedded in the acoustic signal AS emitted from the speaker 12 of the acoustic transmission device 20 by a sound electron watermark. It is transmitted to the sound receiving device 30 by a plurality of embedded information SCs. The data length of one embedded information SC is also referred to as a unit information amount of the embedded information SC.

本実施形態における元データＤＳは、例えば、提供情報そのものであってもよいし、提供情報に対応付けられる識別情報であってもよい。元データＤＳが、放送主体が提供する提供情報とリンクづける識別情報である場合、非常に多くの提供情報と関連付けることができる。元データＤＳとしての識別情報と提供情報とは一対一で対応付けられる。また、本実施形態では、元データＤＳのデータ長が長いことから、元データＤＳを提供情報そのものとして音電子透かしにより送信することができる。これにより、音響通信システム１０は、識別情報の用途に限定されることなくその用途は広がる。 The original data DS in the present embodiment may be, for example, the provided information itself or the identification information associated with the provided information. When the original data DS is the identification information linked to the provided information provided by the broadcaster, it can be associated with a large amount of provided information. The identification information as the original data DS and the provided information are associated one-to-one. Further, in the present embodiment, since the data length of the original data DS is long, the original data DS can be transmitted as the provided information itself by a digital watermark. As a result, the acoustic communication system 10 is not limited to the use of the identification information, and its use is expanded.

図２に示すように、音響送信装置２０は、装置本体２０Ａと、装置本体２０Ａに接続されたスピーカ１２とを備える。音響送信装置２０は、原音信号ＯＳ（図３参照）に埋込情報ＳＣを埋め込むことによりデジタル信号である音響信号Ｓａｓを生成するとともに、スピーカ１２から音響信号Ｓａｓに基づく音響信号ＡＳを放音する。音響信号ＡＳは、音声または音楽よりなる原音信号ＯＳと、原音信号ＯＳ中の原音に対して所定の時間間隔で埋込情報ＳＣとして埋め込まれた複数の埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎにより構成される。これらの埋込情報ＳＣｋ（但しｋはｋ＝１，２，…，ｎ）は、それぞれが独立したデータではなく、データ長の長い元データＤＳを複数に分割した小データをそれぞれ埋め込んだものである。本実施形態では、音響受信装置３０によって、複数の埋込情報ＳＣｋを変換して取り出した複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎが正しい順に結合されて１つの元データＤＳが再構築される。 As shown in FIG. 2, the acoustic transmission device 20 includes a device main body 20A and a speaker 12 connected to the device main body 20A. The acoustic transmission device 20 generates an acoustic signal Sas, which is a digital signal, by embedding the embedded information SC in the original sound signal OS (see FIG. 3), and emits an acoustic signal AS based on the acoustic signal Sas from the speaker 12. .. The acoustic signal AS is composed of an original sound signal OS composed of voice or music, and a plurality of embedded information SC1, SC2, ..., SCn embedded as embedded information SC with respect to the original sound in the original sound signal OS at predetermined time intervals. It is composed. These embedded information SCk (where k is k = 1, 2, ..., N) are not independent data, but small data obtained by dividing the original data DS having a long data length into a plurality of data. be. In the present embodiment, the sound receiving device 30 combines a plurality of small data D1, D2, ..., Dn obtained by converting a plurality of embedded information SCk in the correct order to reconstruct one original data DS. ..

音響受信装置３０は、収音部の一例としてのマイクロホン３１を備える。音響受信装置３０は、マイクロホン３１によって収音した音響信号ＡＳから、埋込情報ＳＣとして埋め込まれた複数の小データＤｋを取り出す。音響受信装置３０は、取り出した複数の小データＤｋを、所定長さのデータ長を有する１つの元データＤＳとして再構築する。そして、音響受信装置３０は、元データＤＳに基づいて所定の動作を行う。この所定の動作は、例えば、８バイト程度の情報量の少ない埋込情報ＳＣによっては得られない動作である。例えば、埋込情報ＳＣを識別情報とし、音響受信装置３０が受信した識別情報と関連付けられた提供情報を提供することを所定動作とする構成に比べ、所定動作の自由度が高まる。また、音響受信装置３０は、識別情報と提供情報とを関連付ける参照データがなくても、所定動作を行うことが可能になる。 The sound receiving device 30 includes a microphone 31 as an example of a sound collecting unit. The sound receiving device 30 extracts a plurality of small data Dks embedded as embedded information SC from the sound signal AS picked up by the microphone 31. The sound receiving device 30 reconstructs a plurality of extracted small data Dks as one original data DS having a data length of a predetermined length. Then, the sound receiving device 30 performs a predetermined operation based on the original data DS. This predetermined operation is an operation that cannot be obtained by, for example, an embedded information SC having a small amount of information of about 8 bytes. For example, the degree of freedom of the predetermined operation is increased as compared with the configuration in which the embedded information SC is used as the identification information and the provided information associated with the identification information received by the acoustic receiving device 30 is provided as the predetermined operation. Further, the acoustic receiving device 30 can perform a predetermined operation even if there is no reference data for associating the identification information with the provided information.

なお、元データＤＳを分割して音響信号ＡＳに埋込情報ＳＣとして埋め込んで伝送する場合、音切れ、過小音やノイズ等が原因で、複数の小データのうちの少なくとも１つが脱落し、他の小データＤｋを全て受信した最後に、途中で脱落して受信に失敗した小データＤｋを受信する場合がある。この場合、小データＤｋが受信された順番が、元データＤＳを再構築するときの正しい並び順と異なることになる。本実施形態の音響通信システム１０は、これらの課題を解決するための構成要素を内蔵する。 When the original data DS is divided and embedded in the acoustic signal AS as embedded information SC and transmitted, at least one of the plurality of small data is dropped due to sound interruption, undertones, noise, etc. At the end of receiving all the small data Dk of, there is a case where the small data Dk that fails to be received due to dropping in the middle is received. In this case, the order in which the small data Dk is received is different from the correct order in which the original data DS is reconstructed. The acoustic communication system 10 of the present embodiment incorporates components for solving these problems.

図３を参照して、音響送信装置２０と音響受信装置３０の構成について説明する。なお、本実施形態では、空間を伝送される音波による音信号と電気信号とを区別するため、音波を音響信号ＡＳ、電気信号を音響信号Ｓａｓと表記する。また、原音信号ＯＳは、電気信号である。また、埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎは、音響信号ＡＳに埋め込まれたものは音波であり、音響信号Ｓａｓに埋め込まれたものは電気信号である。 The configuration of the sound transmitting device 20 and the sound receiving device 30 will be described with reference to FIG. In this embodiment, the sound wave is referred to as an acoustic signal AS and the electrical signal is referred to as an acoustic signal Sas in order to distinguish between a sound signal generated by a sound wave transmitted in space and an electric signal. Further, the original sound signal OS is an electric signal. Further, as for the embedded information SC1, SC2, ..., SCn, what is embedded in the acoustic signal AS is a sound wave, and what is embedded in the acoustic signal Sas is an electric signal.

音響送信装置２０は、原音信号ＯＳに元データＤＳを分割した複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを音電子透かし技術で埋め込んだ音響信号ＡＳをスピーカ１２から放音する。複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎは、音響信号ＡＳに、埋込情報ＳＣとして埋め込まれる。音響送信装置２０は、音響信号ＡＳを音波として出力するスピーカ１２を備えた放送装置に内蔵されてもよい。一方、音響受信装置３０は、スマートフォン等の携帯型の情報端末１５に内蔵されている。音響受信装置３０は、マイクロホン３１により収音した音響信号Ｓａｓから埋込情報ＳＣを抽出して取り出し、複数の埋込情報ＳＣから変換した複数の小データＤｋを内部で再構築した元データＤＳを出力する。この音響受信装置３０は、情報端末１５に内蔵される装置として構成されるが、情報端末１５そのものとして構成されてもよい。 The sound transmission device 20 emits a sound signal AS in which a plurality of small data D1, D2, ..., Dn obtained by dividing the original data DS into the original sound signal OS are embedded by a digital watermarking technique from the speaker 12. The plurality of small data D1, D2, ..., Dn are embedded in the acoustic signal AS as the embedded information SC. The acoustic transmission device 20 may be built in a broadcasting device including a speaker 12 that outputs an acoustic signal AS as a sound wave. On the other hand, the sound receiving device 30 is built in a portable information terminal 15 such as a smartphone. The sound receiving device 30 extracts the embedded information SC from the acoustic signal Sas collected by the microphone 31, extracts the embedded information SC, and internally reconstructs a plurality of small data Dks converted from the plurality of embedded information SCs to obtain the original data DS. Output. The sound receiving device 30 is configured as a device built in the information terminal 15, but may be configured as the information terminal 15 itself.

以下、図３を参照して、音響送信装置２０と音響受信装置３０との詳細な構成を説明する。まず、音響送信装置２０について説明する。
音響送信装置２０は、原音信号ＯＳを入力する第１入力部２１と、元データＤＳを入力する第２入力部２２とを備える。この音響送信装置２０は、音響送信装置２０を統括的に制御する第１制御部２３を備える。また、音響送信装置２０は、元データＤＳを複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎに分割するデータ分割部２４と、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎのうちの１つ又は追加の小データに所定の情報を付与する情報付与部２５とを備える。情報付与部２５は、順番情報付与部２５Ａと、誤り検出符号付与部２５Ｂとを備える。さらに、音響送信装置２０は、拡散符号発生器２６と、エンコード部２７と、原音信号ＯＳに埋込情報ＳＣを畳み込む機能を有する埋込部２８とを備える。 Hereinafter, a detailed configuration of the sound transmitting device 20 and the sound receiving device 30 will be described with reference to FIG. First, the sound transmission device 20 will be described.
The sound transmission device 20 includes a first input unit 21 for inputting the original sound signal OS and a second input unit 22 for inputting the original data DS. The sound transmission device 20 includes a first control unit 23 that collectively controls the sound transmission device 20. Further, the acoustic transmission device 20 includes a data division unit 24 that divides the original data DS into a plurality of small data D1, D2, ..., Dn, and one or an addition of the plurality of small data D1, D2, ..., Dn. It is provided with an information giving unit 25 that gives predetermined information to the small data of the above. The information addition unit 25 includes an order information addition unit 25A and an error detection code addition unit 25B. Further, the acoustic transmission device 20 includes a diffusion code generator 26, an encoding unit 27, and an embedded unit 28 having a function of convolving the embedded information SC in the original sound signal OS.

順番情報付与部２５Ａは、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎのそれぞれに順番情報ＮＤを付与する。ここで、順番情報ＮＤは、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを正しく１つの元データＤＳに再構築するために必要な順番を示す情報である。順番情報ＮＤには、元データＤＳの分割数Ｎに応じたビット数が割り当てられる。例えば２分割の場合は１ビット、３分割または４分割の場合は２ビット、５分割〜８分割の場合は３ビットが割り当てられる。なお、分割数Ｎが多くなるほど順番情報ＮＤに割り当てるビット数が多くなって小データＤｋに割り当てるビット数がその分減ってしまうので、順番情報ＮＤに割り当てるビット数は、１つの埋込情報ＳＣの総データ長の１／２未満が好ましい。但し、総データ長の１／２以上のビット数を順番情報ＮＤに割り当ててもよい。 The order information giving unit 25A assigns the order information ND to each of the plurality of small data D1, D2, ..., Dn. Here, the order information ND is information indicating the order required for correctly reconstructing a plurality of small data D1, D2, ..., Dn into one original data DS. A number of bits corresponding to the number of divisions N of the original data DS is assigned to the order information ND. For example, 1 bit is allocated in the case of 2 divisions, 2 bits in the case of 3 divisions or 4 divisions, and 3 bits in the case of 5 divisions to 8 divisions. As the number of divisions N increases, the number of bits allocated to the order information ND increases and the number of bits allocated to the small data Dk decreases by that amount. Therefore, the number of bits allocated to the order information ND is that of one embedded information SC. It is preferably less than 1/2 of the total data length. However, the number of bits of 1/2 or more of the total data length may be assigned to the order information ND.

誤り検出符号付与部２５Ｂは、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎが全て揃っているか、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎの値が正しく受信できたか否かを、送信先である音響受信装置３０で判定するときに用いられる誤り検出符号を付与する。誤り検出符号付与部２５Ｂは、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎのうち１つの小データに付与される。その１つの小データは、例えば、送信順で最後の小データＤｎである。誤り検出符号としては、例えば、チェックサムが用いられる。なお、本実施形態の音響送信装置２０は、音響信号ＡＳの音切れ、過小音、ノイズ等が原因で、音響受信装置３０側で小データの受信漏れがあっても、全ての小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎをより確実に受信されるように、音電子透かしによって埋め込まれた同じ埋込情報ＳＣを複数回ずつ繰り返して送信する。また、複数の埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎを順番に送りこれを複数回繰り返す音響送信方法であってもよい。 The error detection code assigning unit 25B determines at the transmission destination whether or not all of the plurality of small data D1, D2, ..., Dn are aligned, and whether or not the values of the plurality of small data D1, D2, ..., Dn can be correctly received. An error detection code used when making a determination by a certain sound receiving device 30 is assigned. The error detection code assigning unit 25B is assigned to one of a plurality of small data D1, D2, ..., Dn. The one small data is, for example, the last small data Dn in the transmission order. As the error detection code, for example, a checksum is used. In the acoustic transmission device 20 of the present embodiment, even if there is a small data reception omission on the acoustic receiver 30 side due to sound interruption, undertones, noise, etc. of the acoustic signal AS, all the small data D1 and The same embedded information SC embedded by the sound digital watermark is repeatedly transmitted a plurality of times so that D2, ..., Dn can be received more reliably. Further, an acoustic transmission method may be used in which a plurality of embedded information SC1, SC2, ..., SCn are sequentially sent and repeated a plurality of times.

また、拡散符号発生器２６は、拡散符号を発生させる。拡散符号は、どのような符号であってもよい。例えば、拡散符号として、ＰＮ系列が用いられる。ＰＮ系列とは、Pseudo-Noise Sequence：疑似雑音系列と呼ばれる系列である。 Further, the diffusion code generator 26 generates a diffusion code. The diffusion code may be any code. For example, the PN sequence is used as the diffusion code. The PN sequence is a sequence called Pseudo-Noise Sequence: pseudo-noise sequence.

エンコード部２７は、順番情報ＮＤが付与された小データＤｋよりなる単位データＩＤｋ（但しｋ＝１，２，…，ｎ）を、拡散符号を用いて符号化（エンコード）する。単位データＩＤｋが符号化された埋込情報ＳＣは、例えば８ビットの情報である。 The encoding unit 27 encodes (encodes) the unit data IDk (however, k = 1, 2, ..., N) composed of the small data Dk to which the order information ND is added by using the diffusion code. The embedded information SC in which the unit data IDk is encoded is, for example, 8-bit information.

埋込部２８は、埋込情報ＳＣを原音信号ＯＳに畳み込むことで、埋込情報ＳＣを音響信号ＡＳに埋め込む。原音信号ＯＳは、例えば、アナウンス等の音声信号やＢＧＭ等の音楽信号である。本例の原音信号ＯＳは、埋込情報ＳＣを埋め込む伝送媒体（搬送波）として機能する。また、本例の原音信号ＯＳは可聴域の周波数を有する。なお、原音信号ＯＳは非可聴域の周波数を有してもよい。 The embedding unit 28 embeds the embedding information SC in the acoustic signal AS by convolving the embedding information SC in the original sound signal OS. The original sound signal OS is, for example, an audio signal such as an announcement or a music signal such as BGM. The original sound signal OS of this example functions as a transmission medium (carrier wave) in which the embedded information SC is embedded. Further, the original sound signal OS of this example has a frequency in the audible range. The original sound signal OS may have a frequency in the non-audible range.

埋込部２８が、埋込情報ＳＣを原音信号ＯＳに埋め込む方式、つまり埋め込んだ埋込情報ＳＣを原音信号ＯＳに畳み込んで伝播させる方式は、エコー拡散方式またはスペクトラム拡散方式である。埋込方式は、他の方式であってもよい。なお、ＰＮ系列の拡散符号が秘密鍵として機能する拡散方式を採用することが、埋込情報ＳＣの秘匿性を高める点で好ましい。 The method in which the embedded unit 28 embeds the embedded information SC in the original sound signal OS, that is, the method in which the embedded information SC is folded into the original sound signal OS and propagated is an echo diffusion method or a spread spectrum method. The embedding method may be another method. It is preferable to adopt a diffusion method in which the diffusion code of the PN sequence functions as a secret key in terms of enhancing the confidentiality of the embedded information SC.

音響送信装置２０は、ＣＰＵおよびメモリ等が実装された電子基板を備える。メモリには、音響信号生成処理用のプログラムが記憶されている。ＣＰＵがメモリから読み出したプログラムを実行することで、音響送信装置２０内でソフトウェアよりなる各部２３〜２８が構成される。つまり、音響送信装置２０内のメモリに記憶されたプログラムは、コンピュータを、各部２３〜２８として機能させる。詳しくは、音響送信装置２０内のメモリに記憶されたプログラムは、コンピュータを、データ分割部２４、順番情報付与部２５Ａ、拡散符号発生器２６およびエンコード部２７として機能させる。なお、各部２３〜２８は、ソフトウェアとハードウェアとにより構成されてもよいし、ハードウェアにより構成されてもよい。 The sound transmission device 20 includes an electronic board on which a CPU, a memory, and the like are mounted. A program for acoustic signal generation processing is stored in the memory. By executing the program read from the memory by the CPU, each part 23 to 28 made of software is configured in the sound transmission device 20. That is, the program stored in the memory in the sound transmission device 20 causes the computer to function as each unit 23 to 28. Specifically, the program stored in the memory in the sound transmission device 20 causes the computer to function as a data division unit 24, an order information addition unit 25A, a diffusion code generator 26, and an encoding unit 27. Each unit 23 to 28 may be configured by software and hardware, or may be configured by hardware.

なお、コンピュータがデータ分割部２４として機能し、元データＤＳを複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎに分割する処理が、データ分割ステップの一例に相当する。また、コンピュータが埋込部２８として機能し、入力した原音信号ＯＳに複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを１つずつ順番に埋込情報ＳＣとして埋め込むことにより、埋込情報が原音信号ＯＳに埋め込まれた音響信号ＡＳをスピーカ１２に放音させる処理が、埋込ステップの一例に相当する。 The process in which the computer functions as the data division unit 24 and divides the original data DS into a plurality of small data D1, D2, ..., Dn corresponds to an example of the data division step. Further, the computer functions as the embedded unit 28, and by embedding a plurality of small data D1, D2, ..., Dn one by one as the embedded information SC in the input original sound signal OS, the embedded information becomes the original sound signal. The process of emitting the acoustic signal AS embedded in the OS to the speaker 12 corresponds to an example of the embedding step.

次に、図３を参照して、音響受信装置３０について説明する。
音響受信装置３０は、音響信号ＡＳを収音する収音部の一例として機能するマイクロホン３１と、マイクロホン３１が受信した音響信号ＡＳを電気信号である音響信号Ｓａｓに変換する不図示の受信回路とを備える。また、音響受信装置３０は、音響受信装置３０を統括的に制御する第２制御部３２を備える。 Next, the sound receiving device 30 will be described with reference to FIG.
The acoustic receiving device 30 includes a microphone 31 that functions as an example of a sound collecting unit that collects an acoustic signal AS, and a receiving circuit (not shown) that converts the acoustic signal AS received by the microphone 31 into an acoustic signal Sas that is an electric signal. To prepare for. Further, the sound receiving device 30 includes a second control unit 32 that collectively controls the sound receiving device 30.

音響受信装置３０は、受信回路から入力した音響信号Ｓａｓから埋込情報ＳＣを抽出する抽出部３３を備える。音響受信装置３０は、埋込情報ＳＣを復号するデコード部３４を備える。さらに、音響受信装置３０は、データ再構築部３５と、誤り符号検出部３６とを備える。また、音響受信装置３０は、抽出部３３により抽出された埋込情報ＳＣがデコードされた小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎが、データ再構築部３５により再構築された元データＤＳが、誤り符号検出部３６により誤りが検出されない正常なデータである場合、この正常な元データＤＳを出力する出力部３８を有する。なお、本実施形態では、抽出部３３およびデコード部３４により、データ取得部の一例が構成される。 The acoustic receiving device 30 includes an extraction unit 33 that extracts embedded information SC from the acoustic signal Sas input from the receiving circuit. The sound receiving device 30 includes a decoding unit 34 that decodes the embedded information SC. Further, the sound receiving device 30 includes a data reconstructing unit 35 and an error code detecting unit 36. Further, in the sound receiving device 30, the small data D1, D2, ..., Dn obtained by decoding the embedded information SC extracted by the extraction unit 33 are erroneous, and the original data DS reconstructed by the data reconstruction unit 35 is incorrect. When the data is normal data in which an error is not detected by the code detection unit 36, the output unit 38 is provided to output the normal original data DS. In this embodiment, the extraction unit 33 and the decoding unit 34 constitute an example of a data acquisition unit.

抽出部３３は、音響通信システム１０が埋込情報ＳＣの埋込方法として採用する拡散法に応じた方法で、音響信号Ｓａｓから埋込情報ＳＣを抽出する。埋込方法がエコー拡散法である場合、抽出部３３は、原音信号ＯＳに含まれる原音のエコーとして時間軸に拡散された埋込情報ＳＣを、音響信号Ｓａｓから抽出する。詳しくは、抽出部３３は、音響信号Ｓａｓに対してケプストラム変換を行うことで、埋込情報ＳＣを取り出す。また、埋込方法がスペクトラム拡散法である場合、抽出部３３は、原音信号ＯＳにスペクトラム拡散された埋込情報ＳＣを復調することで、音響信号Ｓａｓから埋込情報ＳＣを抽出する。また、埋込方法が他の方法である場合、抽出部３３は、他の方法に応じた抽出法によって音響信号Ｓａｓから埋込情報ＳＣを抽出する。 The extraction unit 33 extracts the embedded information SC from the acoustic signal Sas by a method according to the diffusion method adopted by the acoustic communication system 10 as the method of embedding the embedded information SC. When the embedding method is the echo diffusion method, the extraction unit 33 extracts the embedding information SC diffused on the time axis as an echo of the original sound included in the original sound signal OS from the acoustic signal Sas. Specifically, the extraction unit 33 extracts the embedded information SC by performing cepstrum conversion on the acoustic signal Sas. When the embedding method is a spread spectrum method, the extraction unit 33 extracts the embedding information SC from the acoustic signal Sas by demodulating the embedding information SC spectrum-spread to the original sound signal OS. When the embedding method is another method, the extraction unit 33 extracts the embedding information SC from the acoustic signal Sas by an extraction method according to the other method.

デコード部３４は、埋込情報ＳＣを単位データＩＤｋに復号する。デコード部３４は、音響送信装置２０のエンコード部２７で採用する拡散に対して逆拡散を行うことで、埋込情報ＳＣを単位データＩＤｋに復号する。詳しくは、デコード部３４は、埋込情報ＳＣに対して、埋込部２８が拡散させたＰＮ系列と同じＰＮ系列との相互相関をとることで、埋込情報ＳＣを符号化前の単位データＩＤｋに復号する。デコード部３４は、復号した単位データＩＤｋをデータ再構築部３５へ送る。 The decoding unit 34 decodes the embedded information SC into the unit data IDk. The decoding unit 34 decodes the embedded information SC into the unit data IDk by performing reverse diffusion with respect to the diffusion adopted by the encoding unit 27 of the acoustic transmission device 20. Specifically, the decoding unit 34 cross-correlates the embedded information SC with the same PN sequence as the PN sequence diffused by the embedded unit 28, so that the embedded information SC is unit data before encoding. Decrypt to IDk. The decoding unit 34 sends the decoded unit data IDk to the data reconstruction unit 35.

データ再構築部３５は、単位データＩＤｋを、小データＤｋと順番情報ＮＤとに分離する。データ再構築部３５は、例えば、順番情報が先頭（「スタート」）を示す値から最終（「エンド」）を示す値までの順番情報が付された複数の小データを受信し終わると、Ｎ個の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを、順番情報ＮＤで示された順番の並び順に結合させる。これにより、データ再構築部３５は、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを１つの元データＤＳに再構築する。 The data reconstruction unit 35 separates the unit data IDk into the small data Dk and the order information ND. For example, when the data reconstruction unit 35 finishes receiving a plurality of small data with order information from the value indicating the beginning (“start”) to the value indicating the end (“end”) of the order information, N The small data D1, D2, ..., Dn are combined in the order indicated by the order information ND. As a result, the data reconstruction unit 35 reconstructs a plurality of small data D1, D2, ..., Dn into one original data DS.

データ再構築部３５は、順番情報ＮＤの順番が途中で抜けている場合、最終（「エンド」）を示す順番情報ＮＤを受信した後も、その抜けた順番を示す順番情報ＮＤが付与された小データＤｋを取得するまで、単位データＩＤｋの受け付けを継続する。そして、データ再構築部３５は、抜けた順番を示す順番情報ＮＤが付与された小データＤｋを取得し、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎが全て揃うと、これらＮ個の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを順番情報ＮＤで示される順番通りに結合して元データＤＳを生成し、その生成した元データＤＳを次の誤り符号検出部３６へ送る。 When the order of the order information ND is omitted in the middle, the data reconstruction unit 35 is given the order information ND indicating the order of the order even after receiving the order information ND indicating the final (“end”). The unit data IDk is continuously accepted until the small data Dk is acquired. Then, the data reconstruction unit 35 acquires the small data Dk to which the order information ND indicating the missing order is added, and when the plurality of small data D1, D2, ..., Dn are all prepared, these N small data D1, D2, ..., Dn are combined in the order indicated by the order information ND to generate the original data DS, and the generated original data DS is sent to the next error code detection unit 36.

誤り符号検出部３６は、最終の小データＤｎに付与された誤り検出符号ＥＤに基づいて、再構築した元データＤＳの値について誤りの有無を検出する。誤り符号検出部３６は、元データＤＳの値に誤りを検出すると、誤りありの旨を第２制御部３２およびデータ再構築部３５に通知する。一方、誤り符号検出部３６は、元データＤＳの値に誤りがないことを確認すると、誤りなしの旨を第２制御部３２およびデータ再構築部３５に通知するとともに、その誤りがないことを確認した元データＤＳを出力部３８から出力する。 The error code detection unit 36 detects the presence or absence of an error in the value of the reconstructed original data DS based on the error detection code ED assigned to the final small data Dn. When the error code detection unit 36 detects an error in the value of the original data DS, the error code detection unit 36 notifies the second control unit 32 and the data reconstruction unit 35 that there is an error. On the other hand, when the error code detection unit 36 confirms that there is no error in the value of the original data DS, it notifies the second control unit 32 and the data reconstruction unit 35 that there is no error, and also notifies that there is no error. The confirmed original data DS is output from the output unit 38.

第２制御部３２は、誤り符号検出部３６から誤りありの旨の通知を受け付けた場合、抽出部３３に埋込情報ＳＣを抽出する抽出処理を継続させる。データ再構築部３５は、誤りありの旨の通知を受け付けた場合、新たに受信した小データＤｋをその順番情報で示される順番の小データＤｋに置き換え、置き換える度に更新した元データＤＳを誤り符号検出部３６に送り、誤り符号検出部３６が更新した元データＤＳの値について誤りの有無を検出する。少なくともＮ個の小データが置き換えられるまでには、元データＤＳは正しく更新される。 When the second control unit 32 receives the notification that there is an error from the error code detection unit 36, the second control unit 32 continues the extraction process for extracting the embedded information SC to the extraction unit 33. When the data reconstruction unit 35 receives the notification that there is an error, the newly received small data Dk is replaced with the small data Dk in the order indicated by the order information, and the original data DS updated every time the data is replaced is erroneous. It is sent to the code detection unit 36, and the presence or absence of an error is detected in the value of the original data DS updated by the error code detection unit 36. The original data DS is updated correctly by the time at least N small data are replaced.

音響受信装置３０は、ＣＰＵおよびメモリ等が実装された電子基板を備える。メモリには、音響信号受信処理用のプログラムが記憶されている。ＣＰＵがメモリから読み出したプログラムを実行することで、音響受信装置３０内でソフトウェアよりなる各部３２〜３６が構成される。つまり、音響受信装置３０内のメモリに記憶されたプログラムは、コンピュータを、各部３２〜３６として機能させる。詳しくは、音響受信装置３０内のメモリに記憶されたプログラムは、コンピュータを、第２制御部３２、抽出部３３、デコード部３４、データ再構築部３５および誤り符号検出部３６として機能させる。なお、各部３２〜３６は、ソフトウェアとハードウェアとにより構成されてもよいし、ハードウェアにより構成されてもよい。 The sound receiving device 30 includes an electronic board on which a CPU, a memory, and the like are mounted. A program for receiving an acoustic signal is stored in the memory. By executing the program read from the memory by the CPU, each part 32 to 36 made of software is configured in the sound receiving device 30. That is, the program stored in the memory in the sound receiving device 30 causes the computer to function as each unit 32 to 36. Specifically, the program stored in the memory in the sound receiving device 30 causes the computer to function as a second control unit 32, an extraction unit 33, a decoding unit 34, a data reconstruction unit 35, and an error code detection unit 36. In addition, each part 32 to 36 may be composed of software and hardware, or may be composed of hardware.

電子透かしの埋込方式がエコー拡散方式である場合、埋込部２８が原信号と埋込情報ＳＣとを畳み込むことにより行われる。また、検出時は、抽出部３３が、原信号に埋め込まれた埋込情報ＳＣの信号に対してケプストラム変換を行う。一方、スペクトラム拡散法を採用する場合、埋込部２８は、変調前の搬送波に対して数１０倍の占有帯域にＰＮ系列を用いて拡散させる。検出時は、抽出部３３が逆拡散を行って埋込情報ＳＣを取り出す。 When the method of embedding the digital watermark is the echo diffusion method, the embedding unit 28 convolves the original signal and the embedding information SC. At the time of detection, the extraction unit 33 performs cepstrum conversion on the signal of the embedded information SC embedded in the original signal. On the other hand, when the spread spectrum method is adopted, the embedded unit 28 spreads the PN sequence in an occupied band several tens of times as large as that of the carrier wave before modulation. At the time of detection, the extraction unit 33 reverse-diffuses and extracts the embedded information SC.

なお、コンピュータが、抽出部３３およびデコード部３４を含むデータ取得部として機能し、音響信号Ｓａｓから複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを取得する処理が、データ取得ステップの一例に相当する。また、コンピュータが、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを結合して元データＤＳを再構築する処理が、データ再構築ステップの一例に相当する。 The process in which the computer functions as a data acquisition unit including the extraction unit 33 and the decoding unit 34 and acquires a plurality of small data D1, D2, ..., Dn from the acoustic signal Sas corresponds to an example of the data acquisition step. .. Further, the process in which the computer combines a plurality of small data D1, D2, ..., Dn to reconstruct the original data DS corresponds to an example of the data reconstructing step.

次に、音響通信システム１０の作用について説明する。
利用者は、元データＤＳを音響送信装置２０に入力し、不図示の操作部を操作して送信指示操作を行う。音響送信装置２０は、送信指示操作により送信指示信号を入力すると、音響信号送信処理を実行する。原音信号ＯＳは、図４（ａ）に示すように、埋込情報ＳＣが埋め込まれる１単位の情報量である、例えば、８ビットよりも十分長い所定のデータ長を有する。また、利用者は、操作部を操作して原音信号ＯＳを第１入力部２１から入力する。原音信号ＯＳは、アナウンス音等の音声信号またはＢＧＭ等の音楽信号である。まず、音響送信装置２０において、データ分割部が、元データＤＳを図４（ｂ）に示される複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎに分割する。小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎのそれぞれは、同じデータ長であり、例えば６ビットである。なお、６ビット以外のデータ長を有する小データが混在していてもよい。例えば、最終の小データＤｎは、誤り検出符号ＥＤが付与されるので、順番情報ＮＤの他にさらに誤り検出符号ＥＤのために２ビット必要である。そのため、最終の小データＤｎのデータ長を４ビットとしてもよい。 Next, the operation of the acoustic communication system 10 will be described.
The user inputs the original data DS into the sound transmission device 20, and operates an operation unit (not shown) to perform a transmission instruction operation. When the sound transmission device 20 inputs the transmission instruction signal by the transmission instruction operation, the sound transmission device 20 executes the sound signal transmission process. As shown in FIG. 4A, the original sound signal OS has a predetermined data length that is a unit of information in which the embedded information SC is embedded, for example, sufficiently longer than 8 bits. Further, the user operates the operation unit to input the original sound signal OS from the first input unit 21. The original sound signal OS is an audio signal such as an announcement sound or a music signal such as BGM. First, in the acoustic transmission device 20, the data division unit divides the original data DS into a plurality of small data D1, D2, ..., Dn shown in FIG. 4 (b). Each of the small data D1, D2, ..., Dn has the same data length, for example, 6 bits. In addition, small data having a data length other than 6 bits may be mixed. For example, since the final small data Dn is given the error detection code ED, two bits are required for the error detection code ED in addition to the order information ND. Therefore, the data length of the final small data Dn may be set to 4 bits.

次に、順番情報付与部２５Ａは、図４（ｃ）に示されるように、Ｎ個の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎのそれぞれに例えばヘッダーとして順番情報ＮＤを付与する。順番情報付与部２５Ａは、Ｎ個の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎのそれぞれに、元データＤＳの先頭（「スタート」）から末端（「エンド」）までの並び順に先頭から順番に順番情報ＮＤ１，ＮＤ２，…，ＮＤｎを付与する。さらに、誤り検出符号付与部２５Ｂは、図４（ｃ）に示されるように、最終の小データＤｎに誤り検出符号ＥＤを付与する。こうしてＮ個の単位データＩＤｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ）が生成されると、次にエンコード部２７が、Ｎ個の単位データＩＤ１，ＩＤ２，…，ＩＤｎを、例えばＰＮ系列を用いて埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎに符号化する。 Next, as shown in FIG. 4C, the order information giving unit 25A assigns the order information ND to each of the N small data D1, D2, ..., Dn as, for example, a header. The order information giving unit 25A gives order information to each of the N small data D1, D2, ..., Dn in order from the beginning (“start”) to the end (“end”) of the original data DS. ND1, ND2, ..., NDn are given. Further, the error detection code assigning unit 25B assigns an error detection code ED to the final small data Dn as shown in FIG. 4 (c). When N unit data IDs k (k = 1, 2, ..., N) are generated in this way, the encoding unit 27 then uses N unit data IDs 1, ID2, ..., IDn, for example, a PN sequence. The embedded information SC1, SC2, ..., SCn are encoded.

そして、埋込部２８は、原音信号と埋込情報ＳＣを畳み込むことにより、埋込情報ＳＣが埋め込まれた音響信号Ｓａｓを生成する。不図示の送信回路は、音響信号Ｓａｓに基づいてスピーカ１２から音響信号ＡＳを放音する。 Then, the embedded unit 28 convolves the original sound signal and the embedded information SC to generate an acoustic signal Sas in which the embedded information SC is embedded. The transmission circuit (not shown) emits an acoustic signal AS from the speaker 12 based on the acoustic signal Sas.

この音響信号ＡＳは、音響受信装置３０のマイクロホン３１に収音される。音響受信装置３０は、マイクロホン３１が収音した音響信号ＡＳを受信回路により音響信号Ｓａｓに変換する。この音響信号Ｓａｓを入力した抽出部３３は、音響信号Ｓａｓから埋込情報ＳＣを抽出する。次にデコード部３４が、埋込情報ＳＣｋを単位データＩＤｋに復号する。こうして、データ再構築部３５には、複数の単位データＩＤ１，ＩＤ２，…，ＩＤｎが順次入力される。データ再構築部３５は、単位データＩＤｋを小データＤｋと順番情報ＮＤとに分離する。そして、先頭と最終の順番情報ＮＤが付与された単位データＩＤ１，ＩＤｎを含む複数の単位データＩＤ１，ＩＤ２，…，ＩＤｎを入力すると、Ｎ個の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを順番情報ＮＤで示された順番に結合することにより、１つの元データＤＳに再構築する。 This acoustic signal AS is picked up by the microphone 31 of the acoustic receiver 30. The sound receiving device 30 converts the sound signal AS picked up by the microphone 31 into the sound signal Sas by the receiving circuit. The extraction unit 33 that has input the acoustic signal Sas extracts the embedded information SC from the acoustic signal Sas. Next, the decoding unit 34 decodes the embedded information SCk into the unit data IDk. In this way, a plurality of unit data ID1, ID2, ..., IDn are sequentially input to the data reconstruction unit 35. The data reconstruction unit 35 separates the unit data IDk into the small data Dk and the order information ND. Then, when a plurality of unit data IDs 1, ID2, ..., IDn including the unit data ID1, IDn to which the first and last order information NDs are added are input, N small data D1, D2, ..., Dn are sequentially information. By combining in the order indicated by ND, it is reconstructed into one original data DS.

このとき、最終の単位データＩＤｋを入力したにも関わらず、先頭から最終の１つ前までの単位データＩＤ１，ＩＤ２，…，ＩＤｎに含まれる順番情報ＮＤの中に、抜けた番号がある場合は、その情報を第２制御部３２に通知する。図５（ａ）に示す例では、先頭の順番情報ＮＤ１から最終の順番情報ＮＤｎまでの（Ｎ−１）個の単位データＩＤ１，ＩＤ３，…，ＩＤｎにおいて、２番目にあるべき単位データＩＤ２が抜けている。この単位データＩＤ２の抜けは、（Ｎ−１）個の順番情報ＮＤ１，ＮＤ３，…，ＮＤｎの値に連続性がなく抜けた番号があることから検出される。 At this time, even though the final unit data IDk is input, there is a missing number in the order information ND included in the unit data ID1, ID2, ..., IDn from the beginning to the last one. Notifies the information to the second control unit 32. In the example shown in FIG. 5A, in the (N-1) unit data IDs 1, ID3, ..., IDn from the first order information ND1 to the final order information NDn, the second unit data ID 2 should be. It is missing. The omission of the unit data ID 2 is detected because there is a non-contiguous number in the values of (N-1) order information ND1, ND3, ..., NDn.

第２制御部３２は、抜けた番号の通知を受け付けると、抽出部３３に抽出処理を継続させる。データ再構築部３５は、その後、入力する単位データＩＤｋを分解して得られる順番情報ＮＤをチェックし、抜けた番号を示す順番情報ＮＤｋが得られると、その順番情報ＮＤｋが付与されていた小データＤｋを含むＮ個の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎが全て揃う（図５（ａ））。データ再構築部３５は、Ｎ個の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを、図５（ｂ）に示すように、順番情報ＮＤ１，ＮＤ２，…，ＮＤｎに示された正しい順番に並べ替える。さらにデータ再構築部３５は、Ｎ個の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを、順番情報ＮＤ１，ＮＤ２，…，ＮＤｎに示された正しい並び順で結合することにより、図５（ｃ）に示す１つの元データＤＳを再構築する。 When the second control unit 32 receives the notification of the missing number, the second control unit 32 causes the extraction unit 33 to continue the extraction process. After that, the data reconstruction unit 35 checks the order information ND obtained by decomposing the unit data IDk to be input, and when the order information NDk indicating the missing number is obtained, the small order information NDk is given. N small data D1, D2, ..., Dn including the data Dk are all prepared (FIG. 5A). The data reconstruction unit 35 rearranges the N small data D1, D2, ..., Dn in the correct order shown in the order information ND1, ND2, ..., NDn, as shown in FIG. 5 (b). Further, the data reconstruction unit 35 combines the N small data D1, D2, ..., Dn in the correct order shown in the order information ND1, ND2, ..., NDn, so that FIG. 5 (c) shows. Reconstruct the one original data DS shown.

また、データ再構築部３５は、最終を示す順番情報ＮＤｎを得る前に、同じ番号を重複して取得する場合がある。この場合、データ再構築部３５は、２つの小データＤｋ，Ｄｋの値を比較し、同じ値であれば一方を再構築用のバッファーに残し、他方を破棄する。一方、２つの小データＤｋ，Ｄｋの値が異なれば、一方の小データＤｋを再構築用のバッファーに残し、他方の小データＤｋを仮置き用のバッファーに保存する。データ再構築部３５は、このような処理を、先頭から最終の単位データＩＤ１，ＩＤ２，…，ＩＤｎが全て揃うまで繰り返し行う。 Further, the data reconstruction unit 35 may obtain the same number in duplicate before obtaining the order information NDn indicating the final. In this case, the data reconstruction unit 35 compares the values of the two small data Dk and Dk, and if the values are the same, one is left in the reconstruction buffer and the other is discarded. On the other hand, if the values of the two small data Dk and Dk are different, one small data Dk is left in the reconstruction buffer and the other small data Dk is stored in the temporary storage buffer. The data reconstruction unit 35 repeats such processing from the beginning until the final unit data ID1, ID2, ..., IDn are all prepared.

また、データ再構築部３５は、順番情報ＮＤｋに同じ番号が付与された２つの小データＤｋ，Ｄｋの値が異なる場合、それぞれの小データＤｋ，Ｄｋが拡散された原音の振幅を取得する。データ再構築部３５は、２つの小データＤｋ，Ｄｋに対応する２つの原音の振幅を比較し、振幅の大きい一方の小データＤｋを再構築用の第１バッファーに残す処理を行ってもよい。あるいは、データ再構築部３５は、２つの小データＤｋ，Ｄｋに埋め込まれていた埋込情報ＳＣｋ，ＳＣｋの埋込強度αを取得し、埋込強度αの大きい一方に対応する小データＤｋを再構築用の第１バッファーに残す処理を行ってもよい。原音の強度が大きいほど埋込強度αが大きくなるので、埋込強度αが大きい方が受信精度が高いと言える。なお、これらのデータ選択処理は、採用する埋込方式が音響信号Ｓａｓから原音の抽出や埋込強度αの取得が可能な場合に採用される。 Further, when the values of the two small data Dk and Dk to which the same number is assigned to the order information NDk are different, the data reconstruction unit 35 acquires the amplitude of the original sound in which the respective small data Dk and Dk are diffused. The data reconstruction unit 35 may compare the amplitudes of the two original sounds corresponding to the two small data Dk and Dk, and may perform a process of leaving one small data Dk having a large amplitude in the first buffer for reconstruction. .. Alternatively, the data reconstruction unit 35 acquires the embedding strength α of the embedded information SCk and SCk embedded in the two small data Dk and Dk, and obtains the small data Dk corresponding to one of the larger embedding strength α. The process of leaving in the first buffer for reconstruction may be performed. Since the embedding strength α increases as the intensity of the original sound increases, it can be said that the higher the embedding strength α, the higher the reception accuracy. It should be noted that these data selection processes are adopted when the embedding method to be adopted is capable of extracting the original sound from the acoustic signal SAS and acquiring the embedding strength α.

データ再構築部３５は、図５（ｃ）に示される元データＤＳを再構築すると、この元データＤＳを、最終の小データＤｎに付与されていた誤り検出符号ＥＤと共に、次の誤り符号検出部３６に送る。誤り符号検出部３６は、誤り検出符号ＥＤに基づいて元データＤＳの値をチェックする。元データＤＳの値を基に誤り符号検出方式に応じた所定の演算を行って演算結果の値を取得する。誤り符号検出部３６は、誤り検出符号ＥＤと演算結果の値とを比較することで、両者の値が一致すれば元データＤＳの値が正しいと判定し、両者の値が異なれば元データＤＳの値に誤りがあると判定する。誤り符号検出部３６は、元データＤＳの値に誤りがある場合、その誤りの旨を、第２制御部３２およびデータ再構築部３５に通知する。この通知を受け付けた第２制御部３２は、抽出部３３に抽出処理を継続させる。 When the data reconstruction unit 35 reconstructs the original data DS shown in FIG. 5C, the data reconstruction unit 35 detects the next error code together with the error detection code ED assigned to the final small data Dn. Send to department 36. The error code detection unit 36 checks the value of the original data DS based on the error detection code ED. Based on the value of the original data DS, a predetermined operation according to the error code detection method is performed to acquire the value of the operation result. The error code detection unit 36 compares the error detection code ED with the value of the calculation result, and determines that the value of the original data DS is correct if both values match, and if the two values are different, the original data DS. Judge that the value of is incorrect. If there is an error in the value of the original data DS, the error code detection unit 36 notifies the second control unit 32 and the data reconstruction unit 35 of the error. The second control unit 32 that has received this notification causes the extraction unit 33 to continue the extraction process.

一方、データ再構築部３５は、仮置き用の第２バッファーに単位データＩＤｋが保存されているか否かを判定する。データ再構築部３５は、仮置き用の第２バッファーに保存されていた単位データＩＤｋを読み出し、その順番情報ＮＤｋと同じ値の順番情報ＮＤｋが付与されていた小データＤｋを、この新たな小データＤｋと交換することで、元データＤＳを更新する。そして、この更新された元データＤＳを誤り符号検出部３６に送る。 On the other hand, the data reconstruction unit 35 determines whether or not the unit data IDk is stored in the second buffer for temporary storage. The data reconstruction unit 35 reads out the unit data IDk stored in the second buffer for temporary storage, and adds the small data Dk to which the order information NDk having the same value as the order information NDk is given to the new small data Dk. The original data DS is updated by exchanging with the data Dk. Then, the updated original data DS is sent to the error code detection unit 36.

誤り符号検出部３６は、更新された元データＤＳについて誤り検出符号ＥＤを基にチェックし、元データＤＳの値が正しければ、その元データＤＳを出力部３８から出力する。一方、誤り符号検出部３６が、更新された元データＤＳの値も誤りであると判定すると、その誤りの旨の通知を受け付けたデータ再構築部３５は、仮置き用の第２バッファーに他の単位データＩＤｋがあるうちは、この他の単位データＩＤｋから取り出した小データＤｋと同じ値の順番情報ＮＤｋが付与されていた小データＤｋを、この新たな小データＤｋと交換して元データＤＳを更新する。この更新した元データＤＳによっても、誤り符号検出部３６が、元データＤＳの値に誤りがあると判定すると、データ再構築部３５は、新たに入力した単位データＩＤｋから取り出した小データＤｋを、その小データＤｋに付与されていた順番情報ＮＤｋと同じ順番情報ＮＤｋが付与された小データＤｋと交換することで、元データＤＳを更新する。データ再構築部３５は、この元データＤＳの更新処理を、誤り符号検出部３６が元データＤＳの値に誤りなしと判定するまで繰り返す。こうして誤り符号検出部３６が元データＤＳに誤りがないと判定すると、正しく再構築された元データＤＳが出力部３８から出力される。 The error code detection unit 36 checks the updated original data DS based on the error detection code ED, and if the value of the original data DS is correct, outputs the original data DS from the output unit 38. On the other hand, when the error code detection unit 36 determines that the updated original data DS value is also an error, the data reconstruction unit 35 that has received the notification to that effect is in the second buffer for temporary storage. While there is the unit data IDk of, the small data Dk to which the order information NDk of the same value as the small data Dk extracted from the other unit data IDk is given is exchanged with this new small data Dk and the original data. Update the DS. When the error code detection unit 36 determines that the value of the original data DS is incorrect even with the updated original data DS, the data reconstruction unit 35 uses the small data Dk extracted from the newly input unit data IDk. , The original data DS is updated by exchanging with the small data Dk to which the same order information NDk as the order information NDk given to the small data Dk is given. The data reconstruction unit 35 repeats this update process of the original data DS until the error code detection unit 36 determines that there is no error in the value of the original data DS. When the error code detection unit 36 determines that there is no error in the original data DS, the correctly reconstructed original data DS is output from the output unit 38.

元データＤＳは、出力部３８から、例えば、情報端末１５内の処理部に送られる。情報端末１５にイストールされたプログラムを実行するコンピュータが処理部として機能する。処理部は、元データＤＳに基づく文字または画像を表示部に表示させたり、元データＤＳに基づく音声をイヤホンまたはスピーカから放音させたりする。従来、音電子透かし技術で埋め込まれる埋込情報ＳＣの単位情報量が８ビット程度と少ないので、識別情報を埋め込み、伝送先の情報端末１５で識別情報と関連付けられたＵＲＬ等の提供情報を表示部に表示させたり、提供情報をイヤホンまたはスピーカから放音したりする使われ方がされてきた。これに対して本実施形態によれば、埋込情報ＳＣの単位情報量よりも十分に多いデータ長を有する元データＤＳを音電子透かし技術を使って伝送できるので、上記の識別情報の利用に限定されず、その用途が大幅に広がる。なお、元データＤＳを識別情報として利用する場合、識別情報を非常に多数の提供情報に関連付けることができ、これによっても、音電子透かし技術の用途が広がる。なお、原音信号ＯＳに基づくアナウンス音声またはＢＧＭ等は、利用者の設定により情報端末１５のスピーカまたはイヤホン（いずれも図示略）から出力されてもよいし、情報端末１５内で破棄されてもよい。 The original data DS is sent from the output unit 38 to, for example, a processing unit in the information terminal 15. A computer that executes a program installed in the information terminal 15 functions as a processing unit. The processing unit displays characters or images based on the original data DS on the display unit, and emits sound based on the original data DS from the earphone or the speaker. Conventionally, since the unit information amount of the embedded information SC embedded by the sound electronic watermark technology is as small as about 8 bits, the identification information is embedded and the provided information such as the URL associated with the identification information is displayed on the transmission destination information terminal 15. It has been used to display the information on the unit and to emit the provided information from the earphone or speaker. On the other hand, according to the present embodiment, since the original data DS having a data length sufficiently larger than the unit information amount of the embedded information SC can be transmitted by using the sound digital watermarking technology, the above identification information can be used. It is not limited, and its applications are greatly expanded. When the original data DS is used as the identification information, the identification information can be associated with a large number of provided information, which also expands the use of the sound digital watermarking technology. The announcement voice or BGM based on the original sound signal OS may be output from the speaker or earphone (both not shown) of the information terminal 15 depending on the user's setting, or may be discarded in the information terminal 15. ..

以上詳述述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）音響通信システム１０は、スピーカ１２を有する音響送信装置２０と、マイクロホン３１を有する音響受信装置３０とを備える。音響送信装置２０は、入力した元データＤＳを複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎに分割するデータ分割部２４と、入力した原音信号ＯＳに複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを１つずつ順番に埋込情報ＳＣとして埋め込むことにより、埋込情報ＳＣが原音信号ＯＳに埋め込まれた音響信号ＡＳをスピーカ１２に放音させる埋込部２８とを備える。音響受信装置３０は、マイクロホン３１が収音した音響信号ＡＳから複数の埋込情報ＳＣを抽出して複数の埋込情報ＳＣから複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを取得するデータ取得部と、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを結合して元データＤＳを再構築するデータ再構築部３５とを備える。データ取得部は、抽出部３３とデコード部３４により構成される。よって、音電子透かし技術を使って、原音信号ＯＳに埋め込まれる埋込情報ＳＣ１つ当たりの単位情報量よりも多い情報量をもつ元データＤＳを送信することができる。この結果、例えば、音電子透かし技術の用途が広がる。 As described in detail above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The acoustic communication system 10 includes an acoustic transmitting device 20 having a speaker 12 and an acoustic receiving device 30 having a microphone 31. The sound transmission device 20 has a data division unit 24 that divides the input original data DS into a plurality of small data D1, D2, ..., Dn, and a plurality of small data D1, D2, ..., Dn in the input original sound signal OS. By embedding the embedded information SC one by one in order, the embedded information SC includes an embedded unit 28 that emits the acoustic signal AS embedded in the original sound signal OS to the speaker 12. The sound receiving device 30 is a data acquisition unit that extracts a plurality of embedded information SCs from the acoustic signal AS picked up by the microphone 31 and acquires a plurality of small data D1, D2, ..., Dn from the plurality of embedded information SCs. And a data reconstruction unit 35 that reconstructs the original data DS by combining a plurality of small data D1, D2, ..., Dn. The data acquisition unit is composed of an extraction unit 33 and a decoding unit 34. Therefore, the original data DS having a larger amount of information than the unit information amount per embedded information SC embedded in the original sound signal OS can be transmitted by using the sound digital watermarking technique. As a result, for example, the use of sound digital watermarking technology is expanded.

（２）埋込部２８は、複数の埋込情報ＳＣを、複数の埋込情報ＳＣと対応する複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎの元データＤＳにおける並び順で原音信号ＯＳに埋め込む。データ再構築部３５は、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを取得した順番に結合することで元データＤＳを再構築する。よって、音響受信装置３０は、データ再構築部３５が複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを取得した順番に結合すれば元データＤＳを再構築することができる。例えば、小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎに順番を指定する順番情報を付与する構成に比べ、元データＤＳを少ない分割数で短時間に送信することができる。 (2) The embedding unit 28 embeds a plurality of embedded information SCs in the original sound signal OS in the order of the plurality of small data D1, D2, ..., Dn corresponding to the plurality of embedded information SCs in the original data DS. .. The data reconstruction unit 35 reconstructs the original data DS by combining the plurality of small data D1, D2, ..., Dn in the order in which they were acquired. Therefore, the sound receiving device 30 can reconstruct the original data DS if the data reconstructing unit 35 combines the plurality of small data D1, D2, ..., Dn in the order in which they are acquired. For example, the original data DS can be transmitted in a short time with a small number of divisions, as compared with a configuration in which order information for specifying an order is given to the small data D1, D2, ..., Dn.

（３）音響送信装置２０は、小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎに元データＤＳに再構築するための順番を指定する順番情報ＮＤを付与する順番情報付与部２５Ａを備える。データ再構築部３５は、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを順番情報ＮＤ１，ＮＤ２，…，ＮＤｎの順番に結合することで元データＤＳを再構築する。よって、音響信号ＡＳのノイズや音切れ、小さな音圧等が原因で、音響受信装置３０が小データＤｋを受信する順番が、元データＤＳの並び順と異なっていても、データ再構築部３５が複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを順番情報ＮＤ１，ＮＤ２，…，ＮＤｎの順番に結合することにより、元データＤＳを正しく再構築できる。 (3) The acoustic transmission device 20 includes an order information giving unit 25A that assigns order information ND for designating the order for reconstructing the original data DS to the small data D1, D2, ..., Dn. The data reconstruction unit 35 reconstructs the original data DS by combining a plurality of small data D1, D2, ..., Dn in the order of order information ND1, ND2, ..., NDn. Therefore, even if the order in which the acoustic receiving device 30 receives the small data Dk is different from the order in which the original data DS is arranged due to noise, sound interruption, small sound pressure, or the like of the acoustic signal AS, the data reconstruction unit 35 By combining a plurality of small data D1, D2, ..., Dn in the order of order information ND1, ND2, ..., NDn, the original data DS can be correctly reconstructed.

（４）音響受信装置３０は、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎが全て揃うまでに、順番情報ＮＤｋが同じであり且つ値が異なる複数の小データＤｋを取得した場合、複数の小データＤｋを保存する。データ再構築部３５は、複数の小データＤｋのうち一つを用いて再構築した元データＤＳに誤りが検出された場合、保存された他の一つの小データＤｋを用いて元データＤＳを再構築する。よって、再構築された元データＤＳに誤りがあった場合でも、正しい小データＤｋの取得を待つことなく速やかに正しい元データＤＳを再構築できる頻度が高まる。また、誤りを検出した後に必要とする正しい小データＤｋが送られてこなくても、正しい元データＤＳを再構築できる頻度が高まる。 (4) When the sound receiving device 30 acquires a plurality of small data Dk having the same order information NDk and different values by the time when the plurality of small data D1, D2, ..., Dn are all prepared, the sound receiving device 30 obtains a plurality of small data Dk. Save the data Dk. When an error is detected in the original data DS reconstructed using one of the plurality of small data Dks, the data reconstruction unit 35 uses the other stored small data Dk to generate the original data DS. Rebuild. Therefore, even if there is an error in the reconstructed original data DS, the frequency with which the correct original data DS can be quickly reconstructed without waiting for the acquisition of the correct small data Dk increases. Further, even if the required correct small data Dk is not sent after the error is detected, the frequency at which the correct original data DS can be reconstructed increases.

（５）音響送信装置２０は、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎのうち少なくとも１つに誤り検出符号ＥＤを付与する誤り検出符号付与部２５Ｂを備える。音響受信装置３０は、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎの値を用いて所定の演算を行って得た演算値と誤り検出符号ＥＤの値とを比較することで元データＤＳの誤りを検出する誤り符号検出部３６を備える。よって、再構築された元データＤＳの誤りをチェックできる。よって、正しく再構築された元データＤＳを取得できる頻度が高まる。 (5) The sound transmission device 20 includes an error detection code assigning unit 25B that assigns an error detection code ED to at least one of a plurality of small data D1, D2, ..., Dn. The sound receiving device 30 compares the calculated value obtained by performing a predetermined calculation using the values of a plurality of small data D1, D2, ..., Dn with the value of the error detection code ED, and thereby performs an error in the original data DS. The error code detecting unit 36 for detecting the above is provided. Therefore, it is possible to check the error of the reconstructed original data DS. Therefore, the frequency with which the correctly reconstructed original data DS can be acquired increases.

（６）音響送信装置２０は、小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎに符号化するエンコード部２７を備える。埋込部２８は、埋込情報ＳＣを原音信号ＯＳに埋め込む。音響受信装置３０は、音響信号Ｓａｓから抽出した埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎを小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎに復号するデコード部３４を備える。よって、原音信号ＯＳに拡散方式で埋込情報ＳＣが埋め込まれていることから、原音の聴感に影響を与えることを極力抑制できる。 (6) The acoustic transmission device 20 includes an encoding unit 27 that encodes small data D1, D2, ..., Dn into embedded information SC1, SC2, ..., SCn. The embedding unit 28 embeds the embedding information SC in the original sound signal OS. The sound receiving device 30 includes a decoding unit 34 that decodes the embedded information SC1, SC2, ..., SCn extracted from the sound signal Sas into small data D1, D2, ..., Dn. Therefore, since the embedded information SC is embedded in the original sound signal OS by the diffusion method, it is possible to suppress the influence on the hearing sensation of the original sound as much as possible.

（７）音響送信装置２０は、データ分割部２４、埋込部２８およびスピーカ１２を備えるので、元データＤＳを分割した複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを原音信号ＯＳに埋込情報ＳＣとして埋め込んだ音響信号ＡＳをスピーカ１２から放音することができる。よって、音響送信装置２０が音響通信システム１０の一部として使用されることで、上記（１）の効果が得られる。 (7) Since the sound transmission device 20 includes a data division unit 24, an embedding unit 28, and a speaker 12, a plurality of small data D1, D2, ..., Dn obtained by dividing the original data DS are embedded in the original sound signal OS. The acoustic signal AS embedded as an SC can be emitted from the speaker 12. Therefore, the effect of (1) above can be obtained by using the acoustic transmission device 20 as a part of the acoustic communication system 10.

（８）音響受信装置３０は、マイクロホン３１、データ取得部およびデータ再構築部３５を備えるので、マイクロホン３１で音響信号ＡＳを収音して得た音響信号Ｓａｓから抽出した埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎから複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを取得し、これらを１つに結合することで、元データＤＳを再構築できる。よって、音響受信装置３０が音響通信システム１０の一部として使用されることで、上記（１）の効果が得られる。 (8) Since the acoustic receiving device 30 includes a microphone 31, a data acquisition unit, and a data reconstruction unit 35, the embedded information SC1 and SC2 extracted from the acoustic signal Sa obtained by collecting the acoustic signal AS with the microphone 31. , ..., The original data DS can be reconstructed by acquiring a plurality of small data D1, D2, ..., Dn from SCn and combining them into one. Therefore, the effect of (1) above can be obtained by using the sound receiving device 30 as a part of the sound communication system 10.

（９）音響送信装置２０が備えるプログラムは、コンピュータを、データ分割部２４、埋込部２８として機能させる。よって、コンピュータにプログラムを実行させることにより、上記（７）で述べた音響送信装置２０と同様の効果が得られる。 (9) The program included in the sound transmission device 20 causes the computer to function as a data division unit 24 and an embedding unit 28. Therefore, by causing the computer to execute the program, the same effect as that of the acoustic transmission device 20 described in (7) above can be obtained.

（１０）音響受信装置３０が備えるプログラムは、コンピュータを、データ取得部、データ再構築部３５として機能させる。よって、コンピュータにプログラムを実行させることにより、上記（８）で述べた音響受信装置３０と同様の効果が得られる。 (10) The program included in the sound receiving device 30 causes the computer to function as a data acquisition unit and a data reconstruction unit 35. Therefore, by causing the computer to execute the program, the same effect as that of the sound receiving device 30 described in (8) above can be obtained.

（１１）スピーカ１２を有する音響送信装置２０と、マイクロホン３１を有する音響受信装置３０とを備えた音響通信システム１０における音響信号送信方法は、データ分割ステップと、埋込ステップと、データ取得ステップと、データ再構築ステップとを備える。この音響信号送信方法によれば、音響通信システム１０と同様の作用効果が得られる。 (11) The acoustic signal transmission method in the acoustic communication system 10 including the acoustic transmission device 20 having the speaker 12 and the acoustic reception device 30 having the microphone 31 includes a data division step, an embedding step, and a data acquisition step. , With a data reconstruction step. According to this acoustic signal transmission method, the same effect as that of the acoustic communication system 10 can be obtained.

実施形態は、上記に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
・元データＤＳを分割した複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎに順番情報ＮＤを付与しなくてもよい。例えば、データ分割部２４は、図６（ａ）に示される元データＤＳを、図６（ｂ）に示されるように、複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎに分割し、各小データＤｋに順番情報ＮＤｋ（図４（ｃ））を付与せず、例えば、最後の小データＤｎに誤り検出符号ＥＤを付与する。埋込部２８は、原音信号ＯＳに小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎの並び順に埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎを埋め込むことで、スピーカ１２に音響信号ＡＳを放音させる。抽出部３３は、マイクロホン３１が収音した音響信号ＡＳの電気信号である音響信号Ｓａｓから、小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎの並び順で埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎを抽出する。データ再構築部３５は、埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎがデコードされた後の複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎをその受信順に結合することで、図６（ｃ）に示される元データＤＳを再構築する。音響信号ＡＳの音切れやノイズ等がない限り、正しく元データＤＳを再構築できる。 The embodiment is not limited to the above, and may be changed to the following aspects.
-It is not necessary to add order information ND to a plurality of small data D1, D2, ..., Dn obtained by dividing the original data DS. For example, the data division unit 24 divides the original data DS shown in FIG. 6A into a plurality of small data D1, D2, ..., Dn as shown in FIG. 6B, and each small data. The order information NDk (FIG. 4 (c)) is not given to Dk, and for example, the error detection code ED is given to the last small data Dn. The embedded unit 28 embeds the embedded information SC1, SC2, ..., SCn in the order of the small data D1, D2, ..., Dn in the original sound signal OS, so that the speaker 12 emits the acoustic signal AS. The extraction unit 33 extracts the embedded information SC1, SC2, ..., SCn from the acoustic signal Sas, which is the electric signal of the acoustic signal AS picked up by the microphone 31, in the order of the small data D1, D2, ..., Dn. .. The data reconstruction unit 35 combines a plurality of small data D1, D2, ..., Dn after the embedded information SC1, SC2, ..., SCn are decoded, in the order of reception, as shown in FIG. 6 (c). Reconstruct the original data DS. As long as there is no sound interruption or noise in the acoustic signal AS, the original data DS can be correctly reconstructed.

・埋込情報ＳＣの単位情報量は、８ビットに限定されず、７ビット以下の所定ビット数または９ビット以上の所定ビット数としてもよい。例えば、音響条件の良好な環境下で使用される場合、単位情報量を１６ビットまたは３２ビットとしてもよい。また、小データＤｋの単位情報量として８ビットまたは１６ビットを確保できる単位情報量を設定でもよい。例えば、順番情報ＮＤｋを３ビットとし、小データＤｋと合わせた単位データＩＤｋの単位情報量を１１ビットまたは１９ビットとしてもよい。 The unit information amount of the embedded information SC is not limited to 8 bits, and may be a predetermined number of bits of 7 bits or less or a predetermined number of bits of 9 bits or more. For example, when used in an environment with good acoustic conditions, the unit information amount may be 16 bits or 32 bits. Further, the unit information amount that can secure 8 bits or 16 bits as the unit information amount of the small data Dk may be set. For example, the order information NDk may be 3 bits, and the unit information amount of the unit data IDk combined with the small data Dk may be 11 bits or 19 bits.

・音電子透かし技術によるマスキングは、順向性マスキングに限らず、逆向性マスキングでもよい。
・音電子透かし方式は、エコー拡散法やスペクトラム拡散法などの拡散法に限定されない。例えば、エコー法、周期的位相変調法、位相多重化法、振幅変調法などでもよい。また、スペクトラム拡散法は、直接拡散方式でもよいし、周波数ホッピング方式でもよい。 -Masking by sound digital watermarking technology is not limited to forward masking, but may be reverse masking.
-The sound digital watermarking method is not limited to the diffusion method such as the echo diffusion method and the spread spectrum method. For example, an echo method, a periodic phase modulation method, a phase multiplexing method, an amplitude modulation method, or the like may be used. Further, the spread spectrum method may be a direct diffusion method or a frequency hopping method.

・埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎを埋込む順番は、同じ埋込情報ＳＣｋ（つまり同じ小データＤｋ）を複数回ずつ繰り返す構成に限らず、全ての埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎ（つまり小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎ）を１回ずつ順番に送信し、これを複数回繰り返してもよい。この構成によれば、小データを複数回（例えば５回）ずつ送信する構成に比べ、特に音切れやノイズがなければ、音響受信装置３０が全ての小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを早期に受信できる頻度が高まる。 -The order of embedding the embedded information SC1, SC2, ..., SCn is not limited to the configuration in which the same embedded information SCk (that is, the same small data Dk) is repeated a plurality of times, and all the embedded information SC1, SC2, ..., SCn (that is, small data D1, D2, ..., Dn) may be transmitted once in order, and this may be repeated a plurality of times. According to this configuration, as compared with the configuration in which small data is transmitted a plurality of times (for example, 5 times), the sound receiving device 30 sets all the small data D1, D2, ..., Dn earlier if there is no sound interruption or noise. The frequency with which you can receive data increases.

・埋込部２８が複数の小データＤ１，Ｄ２，…，Ｄｎを原音信号ＯＳに埋込情報ＳＣ１，ＳＣ２，…，ＳＣｎとして埋め込む順番は、元データの先頭からの順番である並び順に限定されず、例えば、元データの末尾（エンド）からの並び順でもよい。 The order in which the embedding unit 28 embeds a plurality of small data D1, D2, ..., Dn in the original sound signal OS as the embedding information SC1, SC2, ..., SCn is limited to the order from the beginning of the original data. Instead, for example, the order may be from the end of the original data.

・放音部は、スピーカ１２に限らず、イヤホンでもよい。
・誤り検出符号は、チェックサム等に限定されない。巡回冗長検査（ＣＲＣ）、ハミング符号、パリティチェック、Ａｄｌｅｒ−３２、Ｌｕｈｎアルゴリズム、チェックディジット、Ｄａｍｍアルゴリズム、ヴァーヘフアルゴリズム等でもよい。 -The sound emitting unit is not limited to the speaker 12, but may be an earphone.
-The error detection code is not limited to the checksum and the like. Cyclic redundancy check (CRC), Hamming code, parity check, Adler-32, Luhn algorithm, check digit, Damm algorithm, Verhoeff algorithm and the like may be used.

・拡散符号は、ＰＮ系列（疑似雑音系列）に限定されず、２種類のＰＮ系列を加算して得られるＧｏｌｄ系列または最長系列（Ｍ系列）でもよい。 The diffusion code is not limited to the PN sequence (pseudo-noise sequence), and may be a Gold sequence or the longest sequence (M sequence) obtained by adding two types of PN sequences.

１０…音響通信システム
１２…放音部の一例としてのスピーカ
２０…音響送信装置
２１…第１入力部
２２…第２入力部
２３…第１制御部
２４…データ分割部
２５…情報付与部
２５Ａ…順番情報付与部
２５Ｂ…誤り検出符号付与部
２６…拡散符号発生器
２７…エンコード部
２８…埋込部
３０…音響受信装置
３１…収音部の一例としてのマイクロホン
３２…第２制御部
３３…データ取得部の一例を構成する抽出部
３４…データ取得部の一例を構成するデコード部
３５…データ再構築部
３６…誤り符号検出部
３８…出力部
ＡＳ…音響信号
Ｓａｓ…音響信号
ＯＳ…原音信号
ＳＣ，ＳＣ１〜ＳＣｎ…埋込情報
ＩＮ…インターネット
ＤＳ…元データ
Ｄ１，Ｄ２，…，Ｄｎ，Ｄｋ…小データ
ＮＤ，ＮＤ１，ＮＤ２，…，ＮＤｎ…順番情報
ＥＤ…誤り検出符号
ＩＤ１，ＩＤ２，…，ＩＤｎ…単位データ 10 ... Acoustic communication system 12 ... Speaker as an example of sound emitting unit 20 ... Acoustic transmitter 21 ... First input unit 22 ... Second input unit 23 ... First control unit 24 ... Data division unit 25 ... Information addition unit 25A ... Order information addition unit 25B ... Error detection code addition unit 26 ... Diffusion code generator 27 ... Encoding unit 28 ... Embedded unit 30 ... Sound receiving device 31 ... Microphone as an example of sound collecting unit 32 ... Second control unit 33 ... Data Extraction unit that constitutes an example of the acquisition unit 34 ... Decoding unit that constitutes an example of the data acquisition unit 35 ... Data reconstruction unit 36 ... Error code detection unit 38 ... Output unit AS ... Acoustic signal Sas ... Acoustic signal OS ... Original sound signal SC , SC1 to SCn ... Embedded information IN ... Internet DS ... Original data D1, D2, ..., Dn, Dk ... Small data ND, ND1, ND2, ..., NDn ... Order information ED ... Error detection code ID1, ID2, ..., IDn ... Unit data

Claims (11)

埋込情報が埋め込まれた音響信号を放音する放音部を有する音響送信装置と、前記音響信号を収音する収音部を有する音響受信装置とを備えた音響通信システムであって、
前記音響送信装置は、
入力した元データを複数の小データに分割するデータ分割部と、
入力した原音信号に複数の前記小データを１つずつ順番に埋込情報として埋め込むことにより、当該埋込情報が埋め込まれた音響信号を前記放音部に放音させる埋込部とを備え、
前記音響受信装置は、
前記収音部が収音した前記音響信号から複数の埋込情報を抽出して当該複数の埋込情報から複数の前記小データを取得するデータ取得部と、
複数の前記小データを結合して前記元データを再構築するデータ再構築部と
を備える音響通信システム。 An acoustic communication system including an acoustic transmission device having a sound emitting unit that emits an acoustic signal in which embedded information is embedded, and an acoustic receiving device having a sound collecting unit that collects the acoustic signal.
The sound transmitter is
A data division unit that divides the input original data into multiple small data,
By embedding a plurality of the small data one by one as embedded information in the input original sound signal, the embedded portion is provided so that the acoustic signal in which the embedded information is embedded is emitted to the sound emitting unit.
The sound receiving device is
A data acquisition unit that extracts a plurality of embedded information from the acoustic signal collected by the sound collecting unit and acquires a plurality of the small data from the plurality of embedded information.
An acoustic communication system including a data reconstructing unit that reconstructs the original data by combining a plurality of the small data. 前記埋込部は、複数の前記埋込情報を、当該複数の埋込情報と対応する複数の前記小データの前記元データにおける並び順で前記原音信号に埋め込み、
前記データ再構築部は、複数の前記小データを取得した順番に結合することで前記元データを再構築する請求項１に記載の音響通信システム。 The embedding unit embeds the plurality of embedded information in the original sound signal in the order in which the plurality of small data corresponding to the plurality of embedded information are arranged in the original data.
The acoustic communication system according to claim 1, wherein the data reconstructing unit reconstructs the original data by combining a plurality of the small data in the order in which they are acquired. 前記音響送信装置は、前記小データに前記元データに再構築するための順番を指定する順番情報を付与する順番情報付与部を更に備え、
前記データ再構築部は、前記複数の小データを前記順番情報の順番に結合することで前記元データを再構築する請求項１に記載の音響通信システム。 The acoustic transmission device further includes an order information assigning unit that assigns order information to the small data to specify an order for reconstructing the original data.
The acoustic communication system according to claim 1, wherein the data reconstruction unit reconstructs the original data by combining the plurality of small data in the order of the order information. 前記音響受信装置は、複数の前記小データが全て揃うまでに、前記順番情報が同じであり且つ値が異なる複数の前記小データを取得した場合、当該複数の小データを保存し、
前記データ再構築部は、当該複数の小データのうち一つを用いて再構築した前記元データに誤りが検出された場合、保存された他の一つの前記小データを用いて前記元データを再構築する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の音響通信システム。 When the sound receiving device acquires a plurality of the small data having the same order information and different values by the time all the plurality of small data are prepared, the sound receiving device stores the plurality of small data.
When an error is detected in the original data reconstructed using one of the plurality of small data, the data reconstructing unit uses the other stored small data to generate the original data. The acoustic communication system according to any one of claims 1 to 3, which is to be reconstructed. 前記音響送信装置は、複数の前記小データのうち少なくとも１つに誤り検出符号を付与する誤り検出符号付与部を備え、
前記音響受信装置は、複数の前記小データの値を用いて所定の演算を行って得た演算値と前記誤り検出符号の値とを比較することで前記元データの誤りを検出する誤り符号検出部を備える請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の音響通信システム。 The acoustic transmission device includes an error detection code assigning unit that assigns an error detection code to at least one of the plurality of small data.
The sound receiving device detects an error in the original data by comparing the calculated value obtained by performing a predetermined operation with the values of the plurality of small data with the value of the error detection code. The acoustic communication system according to any one of claims 1 to 4, further comprising a unit. 前記音響送信装置は、前記小データを埋込情報に符号化するエンコード部を備え、
前記埋込部は、前記埋込情報を前記原音信号に埋め込み、
前記データ取得部は、前記音響信号から抽出した前記埋込情報を前記小データに復号するデコード部を備える請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の音響通信システム。 The acoustic transmission device includes an encoding unit that encodes the small data into embedded information.
The embedded portion embeds the embedded information in the original sound signal.
The acoustic communication system according to any one of claims 1 to 5, wherein the data acquisition unit includes a decoding unit that decodes the embedded information extracted from the acoustic signal into the small data. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の音響通信システムにおける前記音響送信装置であって、
入力した元データを複数の小データに分割するデータ分割部と、
入力した原音信号に前記複数の小データを１つずつ順番に埋込情報として埋め込む埋込部と、
前記埋込情報が前記原音信号に埋め込まれた音響信号を放音する放音部と
を備える音響送信装置。 The acoustic transmission device in the acoustic communication system according to any one of claims 1 to 6.
A data division unit that divides the input original data into multiple small data,
An embedding unit that embeds the plurality of small data one by one as embedding information in the input original sound signal.
An acoustic transmission device including a sound emitting unit that emits an acoustic signal in which the embedded information is embedded in the original sound signal. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の音響通信システムにおける前記音響受信装置であって、
前記音響信号を収音する収音部と、
前記収音部が収音した音響信号から複数の前記埋込情報を抽出し当該複数の埋込情報から複数の前記小データを取得するデータ取得部と、
複数の前記小データを結合して前記元データを再構築するデータ再構築部と
を備える音響受信装置。 The acoustic receiving device in the acoustic communication system according to any one of claims 1 to 6.
A sound collecting unit that collects the acoustic signal and
A data acquisition unit that extracts a plurality of the embedded information from the acoustic signal collected by the sound collecting unit and acquires a plurality of the small data from the plurality of embedded information.
An acoustic receiving device including a data reconstructing unit for reconstructing the original data by combining a plurality of the small data. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の音響通信システムにおける前記音響送信装置が備えるコンピュータに実行させるプログラムであって、
コンピュータを、
入力した元データを複数の小データに分割するデータ分割部、
入力した原音信号に複数の前記小データを１つずつ順番に埋込情報として埋め込むことにより、前記埋込情報が前記原音信号に埋め込まれた音響信号を前記放音部に放音させる埋込部
として機能させるためのプログラム。 A program to be executed by a computer included in the acoustic transmission device in the acoustic communication system according to any one of claims 1 to 6.
Computer,
Data division part that divides the input original data into multiple small data,
By embedding a plurality of the small data one by one in the input original sound signal as embedded information in order, the embedded unit that causes the sound emitting unit to emit an acoustic signal in which the embedded information is embedded in the original sound signal. A program to function as. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の音響通信システムにおける前記音響受信装置が備えるコンピュータに実行させるプログラムであって、
コンピュータを、
前記収音部が収音した音響信号から複数の前記埋込情報を抽出し当該複数の埋込情報から複数の前記小データを取得するデータ取得部、
複数の前記小データを結合して前記元データを再構築するデータ再構築部
として機能させるためのプログラム。 A program to be executed by a computer included in the acoustic receiving device in the acoustic communication system according to any one of claims 1 to 6.
Computer,
A data acquisition unit that extracts a plurality of the embedded information from the acoustic signal collected by the sound collecting unit and acquires a plurality of the small data from the plurality of embedded information.
A program for combining a plurality of the small data to function as a data reconstruction unit for reconstructing the original data. 埋込情報が埋め込まれた音響信号を放音する放音部を有する音響送信装置と、前記音響信号を収音する収音部を有する音響受信装置とを備えた音響通信システムにおける音響信号送信方法であって、
前記音響送信装置が、入力した元データを複数の小データに分割するデータ分割ステップと、
前記音響送信装置が、入力した原音信号に前記複数の小データを１つずつ順番に埋込情報として埋め込むことにより、埋込情報が前記原音信号に埋め込まれた音響信号を前記放音部に放音させる埋込ステップと、
前記音響受信装置が、前記収音部が収音した前記音響信号から複数の前記埋込情報を抽出し当該複数の埋込情報から複数の前記小データを取得するデータ取得ステップと、
複数の前記小データを結合して前記元データを再構築するデータ再構築ステップと
を備える音響信号送信方法。 A method for transmitting an acoustic signal in an acoustic communication system including an acoustic transmission device having a sound emitting unit that emits an acoustic signal in which embedded information is embedded and an acoustic receiving device having a sound collecting unit that collects the acoustic signal. And,
A data division step in which the sound transmission device divides the input original data into a plurality of small data, and
The acoustic transmission device embeds the plurality of small data one by one as embedded information in the input original sound signal, so that the acoustic signal in which the embedded information is embedded in the original sound signal is emitted to the sound emitting unit. The embedded step to make a sound,
A data acquisition step in which the acoustic receiving device extracts a plurality of the embedded information from the acoustic signal collected by the sound collecting unit and acquires a plurality of the small data from the plurality of embedded information.
An acoustic signal transmission method comprising a data reconstruction step of combining a plurality of the small data and reconstructing the original data.
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