JP4911385B2 - Data communication method, data communication system, and data communication program - Google Patents

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Description

本発明は、データ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムに関する。   The present invention relates to a data communication method, a data communication system, and a data communication program.

従来、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを利用したＶｏＩＰ（Voice over IP）のような、広帯域ネットワークでの音声通信において、情報隠蔽技術を用いた高付加価値なデータ通信方法が提案されている。なお、情報隠蔽技術とは、伝送量を全く変えることなく情報を付与することが可能であり、音質も大きく損ねることがない技術である。また、ＶｏＩＰにおいては、音声符号化方式として、音声を対数量子化して圧縮するｌｏｇ−ＰＣＭ（Pulse Code Modulation：パルス符号変調）が最もよく用いられている（例えば、非特許文献１参照）。   Conventionally, a high value-added data communication method using an information concealment technique has been proposed in voice communication over a broadband network such as VoIP (Voice over IP) using an IP (Internet Protocol) network. Note that the information concealment technique is a technique that can give information without changing the transmission amount at all and does not greatly impair the sound quality. In VoIP, log-PCM (Pulse Code Modulation) that compresses speech by logarithmically quantizing speech is most often used as a speech coding method (see, for example, Non-Patent Document 1).

情報隠蔽方式の中で、もっとも古典的で情報を多量に埋め込むことができる手法として、最下位ビット置換法（Least Significant Bit
Substitution Method、以下「ＬＳＢ置換法」という）がある。一般に、ＰＣＭなどの信号の振幅を表すビットにおいては、最下位ビットが変化することによる影響は小さいため、ＬＳＢ置換法では、最下位ビットを伝送したいビットに置換することにより情報を埋め込んでいる。このため、ＬＳＢ置換法は、サンプリング周波数と同じ埋め込み量となる。 Least Significant Bit (Least Significant Bit) is the most classic method of information concealment that can embed a large amount of information.
Substitution Method (hereinafter referred to as “LSB substitution method”). In general, in a bit representing the amplitude of a signal such as PCM, since the influence of changing the least significant bit is small, the LSB replacement method embeds information by replacing the least significant bit with a bit to be transmitted. For this reason, the LSB replacement method has the same embedding amount as the sampling frequency.

ＬＳＢ置換法をリニアＰＣＭに適用する場合には、置換によって生じる歪み量は振幅値に関わらず一定となる。しかし、ｌｏｇ−ＰＣＭに対して埋め込む場合、振幅が大きくなるほど粗く量子化されるため、置換により生じる歪み量が大きくなり、音質劣化が大きくなるという問題がある。   When the LSB replacement method is applied to linear PCM, the amount of distortion caused by the replacement is constant regardless of the amplitude value. However, in the case of embedding in log-PCM, since the quantization is coarser as the amplitude increases, there is a problem that the amount of distortion caused by the replacement increases and the sound quality deterioration increases.

この問題を解決するために、振幅の小さいサンプルのみに埋め込む選択的埋め込み方式が提案されている（例えば、非特許文献２または特許文献１参照）。選択的埋め込み方式では、まずサンプル列をフレームに区切り、フレーム内のサンプルの絶対値を昇順にソートする。そして、振幅の小さいサンプルからある個数までの最下位ビットに対しＬＳＢ置換法を行った後、置換されたサンプルを元の順序に戻して伝送する。振幅の大きい部分にはＬＳＢ置換法を行わないため、生じる歪みを軽減することができる。また、埋め込む量は、１フレーム内の操作に用いるサンプル数により変更でき、１フレーム内の全てのサンプルを用いる場合にはＬＳＢ置換法と等しくなる。   In order to solve this problem, a selective embedding method for embedding only in a sample having a small amplitude has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 2 or Patent Document 1). In the selective embedding method, the sample sequence is first divided into frames, and the absolute values of the samples in the frame are sorted in ascending order. Then, the LSB replacement method is performed on the least significant bits from a sample having a small amplitude to a certain number, and then the replaced samples are transmitted back to the original order. Since the LSB replacement method is not performed on the portion having a large amplitude, the generated distortion can be reduced. The amount to be embedded can be changed according to the number of samples used for the operation in one frame, and is equal to the LSB replacement method when all the samples in one frame are used.

なお、ＶｏＩＰにおける他の音声符号化方式として、ＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Modulation：適応差分パルス符号変調）がある（例えば、非特許文献３参照）。ＡＤＰＣＭでは、過去のサンプルなどから現時刻のサンプルの聴覚的な歪み許容量を推定し、それに応じて量子化幅を適応的に変化させている。   Note that there is ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) as another voice coding method in VoIP (for example, see Non-Patent Document 3). In ADPCM, an auditory distortion tolerance of a sample at the current time is estimated from a past sample or the like, and the quantization width is adaptively changed accordingly.

International Telecommunication Union，”G.711, Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequencies”， 1988International Telecommunication Union, “G.711, Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequencies”, 1988 青木直史，「ステガノグラフィによる高付加価値通信の可能性」，信学技報，2003， No.11， p.41-46Naoki Aoki, “Possibility of high value-added communication by steganography”, IEICE Technical Report, 2003, No. 11, p.41-46 特開２００５−１１００１８号公報JP 2005-110018 A International Telecommunication Union，”G.726, 40, 32, 24, 16 kbit/s Adaptive Differential Pulse Code Modulation(ADPCM)”， 1990International Telecommunication Union, “G.726, 40, 32, 24, 16 kbit / s Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM)”, 1990

ｌｏｇ−ＰＣＭに対して、非特許文献２または特許文献１に記載された選択的埋め込み方式を適用した場合、サンプルを置換することにより生じる歪みを小さくすることはできるが、人が知覚したときに、置換したサンプルの音質が実際に劣化しているかどうかは不明であるという課題があった。すなわち、振幅が大きいサンプルほど、置換を行うことにより生じる歪みは大きくなるが、マスキングなどの人の聴覚的な特性により、この歪みが常に人に知覚されているとは限らず、逆に、振幅が小さいサンプルを置換した場合であっても、人に知覚されることもありえる。   When the selective embedding method described in Non-Patent Document 2 or Patent Document 1 is applied to log-PCM, distortion caused by replacing a sample can be reduced. There is a problem that it is unclear whether the sound quality of the replaced sample is actually deteriorated. In other words, the greater the amplitude of the sample, the greater the distortion caused by the replacement. However, this distortion is not always perceived by humans due to human auditory characteristics such as masking. Even if a small sample is replaced, it can be perceived by humans.

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、情報を埋め込んだデータの品質劣化を、人の検知限度内に抑制することができるデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムを提供することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to such a problem, and provides a data communication method, a data communication system, and a data communication program capable of suppressing deterioration of quality of data embedded with information within a human detection limit. It is intended to provide.

上記目的を達成するために、本発明者等は、所定のデータに情報を埋め込むとき、サンプルを置換することにより生じる歪み量が、人が検知できない範囲内、すなわち人の検知限度内であるかどうかを判定することで、置換可能の判定を行う方法を検討した。その結果、本発明者等は、実際に通信を行う符号化手段より高い圧縮率を有する符号化手段を利用することにより、歪み量が検知限の範囲内かどうかを判定する方法を見出した。   In order to achieve the above object, the present inventors, when embedding information in predetermined data, confirm that the amount of distortion caused by replacing a sample is within a range that cannot be detected by humans, that is, within human detection limits. We examined a method for determining whether or not replacement is possible. As a result, the present inventors have found a method for determining whether or not the amount of distortion is within the detection limit by using an encoding unit having a higher compression rate than the encoding unit that actually performs communication.

すなわち、本発明に係るデータ通信方法は、所定のデータを第１符号化方式により１サンプルあたり複数ビットのデジタル信号に符号化する符号化ステップと、前記デジタル信号の各サンプルごとに、一部のビットにいかなる情報を埋め込んでも、その情報を埋め込んだサンプルに基づくデータを前記第１符号化方式より高い圧縮率を有する第２符号化方式により符号化した信号が、情報を埋め込む前のサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込む埋込ステップと、各サンプルを送信する送信ステップと、送信された各サンプルを受信する受信ステップと、受信された各サンプルから、埋め込まれた前記補助信号を抽出する抽出ステップと、前記第１符号化方式に基づいて各サンプルを復号する復号ステップとを、有することを特徴とする。   That is, in the data communication method according to the present invention, an encoding step for encoding predetermined data into a digital signal having a plurality of bits per sample by the first encoding method, and a part of the digital signal for each sample. Whatever information is embedded in the bit, a signal obtained by encoding data based on the sample in which the information is embedded by the second encoding method having a higher compression rate than the first encoding method is based on the sample before the information is embedded. When data becomes the same signal as the signal encoded by the second encoding method, an embedding step of embedding auxiliary information in the partial bits, a transmitting step of transmitting each sample, and each transmitted sample A receiving step for receiving; an extracting step for extracting the embedded auxiliary signal from each received sample; and the first code And a decoding step of decoding each sample based on the scheme, characterized in that it has.

また、本発明に係るデータ通信システムは、所定のデータを第１符号化方式により１サンプルあたり複数ビットのデジタル信号に符号化する符号化手段と、前記デジタル信号の各サンプルごとに、一部のビットにいかなる情報を埋め込んでも、その情報を埋め込んだサンプルに基づくデータを前記第１符号化方式より高い圧縮率を有する第２符号化方式により符号化した信号が、情報を埋め込む前のサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込む埋込手段と、各サンプルを送信する送信手段と、送信された各サンプルを受信する受信手段と、受信された各サンプルから、埋め込まれた前記補助信号を抽出する抽出手段と、前記第１符号化方式に基づいて各サンプルを復号する復号手段とを、有することを特徴とする。   Further, the data communication system according to the present invention includes an encoding unit that encodes predetermined data into a digital signal having a plurality of bits per sample by the first encoding method, and a part of the digital signal for each sample. Whatever information is embedded in the bit, a signal obtained by encoding data based on the sample in which the information is embedded by the second encoding method having a higher compression rate than the first encoding method is based on the sample before the information is embedded. When data becomes the same signal as the signal encoded by the second encoding method, an embedding unit that embeds auxiliary information in the partial bits, a transmitting unit that transmits each sample, and each transmitted sample Receiving means for receiving, extracting means for extracting the embedded auxiliary signal from each received sample, and each based on the first encoding method A decoding means for decoding the sample, characterized in that it has.

本発明に係るデータ通信プログラムは、コンピュータを、所定のデータを第１符号化方式により１サンプルあたり複数ビットのデジタル信号に符号化する符号化手段と、前記デジタル信号の各サンプルごとに、一部のビットにいかなる情報を埋め込んでも、その情報を埋め込んだサンプルに基づくデータを前記第１符号化方式より高い圧縮率を有する第２符号化方式により符号化した信号が、情報を埋め込む前のサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込む埋込手段と、各サンプルを送信する送信手段と、送信された各サンプルを受信する受信手段と、受信された各サンプルから、埋め込まれた前記補助信号を抽出する抽出手段と、前記第１符号化方式に基づいて各サンプルを復号する復号手段として、機能させることを特徴とする。   The data communication program according to the present invention includes a computer that encodes predetermined data into a digital signal having a plurality of bits per sample by the first encoding method, and a part of each digital signal sample. No matter what information is embedded in the bits, a signal obtained by encoding data based on the sample in which the information is embedded by the second encoding method having a higher compression rate than the first encoding method is used as a sample before the information is embedded. Embedding means for embedding auxiliary information in the some bits, transmitting means for transmitting each sample, and each transmitted sample when the data based on the second encoding method becomes the same signal Receiving means, extracting means for extracting the embedded auxiliary signal from each received sample, and the first encoding method As a decoding means for decoding each sample based, characterized in that to function.

本発明に係るデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムでは、情報を埋め込んだサンプルを、第１符号化方式より高い圧縮率を有する第２符号化方式により符号化した信号が、情報を埋め込んでいないサンプルを第２符号化方式により符号化した信号と同じであれば、許容歪み範囲内であると判断している。このとき、高圧縮率の第２符号化方式でデータ通信を行った場合には、埋め込んだ情報の有無に関わらず、同じ信号が得られるため、第２符号化方式の圧縮率のレベルでは、データの品質の劣化が生じていないことになる。このため、人の検知限度内となる圧縮率レベルの第２符号化方式を利用することにより、情報を埋め込んだときに生じる歪み量によるデータの品質劣化を、人の検知限度内に抑えることができる。   In the data communication method, the data communication system, and the data communication program according to the present invention, a signal obtained by encoding a sample in which information is embedded by a second encoding method having a higher compression rate than the first encoding method is embedded. If it is the same as the signal obtained by encoding the non-sampled sample by the second encoding method, it is determined that the sample is within the allowable distortion range. At this time, when data communication is performed using the second encoding method with a high compression rate, the same signal is obtained regardless of the presence or absence of embedded information. Therefore, at the level of the compression rate of the second encoding method, This means that the data quality has not deteriorated. For this reason, by using the second encoding method with a compression rate level that falls within the human detection limit, it is possible to suppress data quality degradation due to the amount of distortion that occurs when information is embedded within the human detection limit. it can.

本発明に係るデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムで、情報を埋め込むビットは、サンプル中のいかなる位置のビットでもよく、例えば、サンプルの下位の複数ビットから成り、場合に応じて埋め込む下位ビット数を変化させてもよい。通信するデータは、音声データなど、いかなるデータであってもよい。また、埋め込む情報も、いかなる情報であってもよい。なお、圧縮率は、デジタル信号が単位時間当たりに転送されるデータ量を指すビットレートで指定され、ビットレートが大きいほど高く、ビットレートが小さいほど低い。   In the data communication method, the data communication system, and the data communication program according to the present invention, the bit in which information is embedded may be a bit at any position in the sample. The number of bits may be changed. The data to be communicated may be any data such as voice data. The information to be embedded may be any information. The compression rate is specified by a bit rate indicating the amount of data transferred per unit time of the digital signal. The compression rate is higher as the bit rate is higher and lower as the bit rate is lower.

本発明に係るデータ通信方法で、前記埋込ステップは、前記デジタル信号の各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込み、前記抽出ステップは、受信された各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットから前記補助情報を抽出することが好ましい。   In the data communication method according to the present invention, the embedding step includes, for each sample of the digital signal, a signal obtained by encoding data based on a sample in which the partial bits are set to 0 by the second encoding method. , When the data based on the sample obtained by setting the partial bits to 1 is the same signal as the signal encoded by the second encoding method, auxiliary information is embedded in the partial bits, and the extraction step includes: For each received sample, a signal obtained by encoding data based on a sample in which some of the bits are set to 0 using the second encoding method, and data based on the sample in which the set of some bits is set to 1 When the signal encoded by the second encoding method is the same signal, the auxiliary information is preferably extracted from the partial bits.

本発明に係るデータ通信システムで、前記埋込手段は、前記デジタル信号の各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込み、前記抽出手段は、受信された各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットから前記補助情報を抽出することが好ましい。   In the data communication system according to the present invention, the embedding means includes, for each sample of the digital signal, a signal obtained by encoding data based on a sample in which the partial bits are set to 0 by the second encoding method. , When the data based on the sample in which the partial bits are set to 1 is the same signal as the signal encoded by the second encoding method, auxiliary information is embedded in the partial bits, and the extraction unit includes: For each received sample, a signal obtained by encoding data based on a sample in which some of the bits are set to 0 using the second encoding method, and data based on the sample in which the set of some bits is set to 1 When the signal encoded by the second encoding method is the same signal, the auxiliary information is preferably extracted from the partial bits.

本発明に係るデータ通信プログラムで、前記埋込手段は、前記デジタル信号の各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込み、前記抽出手段は、受信された各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットから前記補助情報を抽出することが好ましい。   In the data communication program according to the present invention, the embedding means includes, for each sample of the digital signal, a signal obtained by encoding data based on a sample in which the partial bits are set to 0 by the second encoding method. , When the data based on the sample in which the partial bits are set to 1 is the same signal as the signal encoded by the second encoding method, auxiliary information is embedded in the partial bits, and the extraction unit includes: For each received sample, a signal obtained by encoding data based on a sample in which some of the bits are set to 0 using the second encoding method, and data based on the sample in which the set of some bits is set to 1 When the signal encoded by the second encoding method is the same signal, the auxiliary information is preferably extracted from the partial bits.

この一部のビットを０または１にする場合、一部のビットを０にしたときと１にしたときとでサンプルの値が最も離れるため、それらを第２符号化方式で符号化した信号が同じ信号になるとき、そのビットにいかなる情報を埋め込んでも許容歪み範囲内であると判定することができる。また、抽出手段により、受信された各サンプルのみから埋め込み判定を行って補助情報を抽出することができ、原信号を必要としないブラインド検出が可能である。   When some of these bits are set to 0 or 1, the sample values are most distant between when some of the bits are set to 0 and when they are set to 1, so that a signal obtained by encoding them using the second encoding method is When the same signal is obtained, it can be determined that any information is embedded in the bit and that it is within the allowable distortion range. Further, the extraction means can perform the embedding determination only from each received sample to extract the auxiliary information, and the blind detection that does not require the original signal is possible.

本発明に係るデータ通信方法で、前記所定のデータは音声情報を符号化したＰＣＭ信号から成り、前記第１符号化方式は前記ＰＣＭ信号を対数量子化する手段から成り、前記第２符号化方式は前記ＰＣＭ信号を圧縮可能なＡＤＰＣＭから成ることが好ましい。   In the data communication method according to the present invention, the predetermined data includes a PCM signal obtained by encoding voice information, the first encoding method includes means for logarithmically quantizing the PCM signal, and the second encoding method. Preferably comprises ADPCM capable of compressing the PCM signal.

本発明に係るデータ通信システムで、前記所定のデータは音声情報を符号化したＰＣＭ信号から成り、前記第１符号化方式は前記ＰＣＭ信号を対数量子化する手段から成り、前記第２符号化方式は前記ＰＣＭ信号を圧縮可能なＡＤＰＣＭから成ることが好ましい。   In the data communication system according to the present invention, the predetermined data includes a PCM signal obtained by encoding speech information, the first encoding method includes means for logarithmically quantizing the PCM signal, and the second encoding method. Preferably comprises ADPCM capable of compressing the PCM signal.

本発明に係るデータ通信プログラムで、前記所定のデータは音声情報を符号化したＰＣＭ信号から成り、前記第１符号化方式は前記ＰＣＭ信号を対数量子化する手段から成り、前記第２符号化方式は前記ＰＣＭ信号を圧縮可能なＡＤＰＣＭから成ることが好ましい。   In the data communication program according to the present invention, the predetermined data includes a PCM signal obtained by encoding speech information, the first encoding method includes means for logarithmically quantizing the PCM signal, and the second encoding method. Preferably comprises ADPCM capable of compressing the PCM signal.

この音声情報に基づくデータを通信する場合、ＶｏＩＰなどの音声データ通信の情報隠蔽技術として利用することができ、情報を埋め込んだ音声データの音質劣化を、人の検知限度内に抑制することができる。また、音声符号化方式として一般的な、ＰＣＭ信号を対数量子化して圧縮するｌｏｇ−ＰＣＭやＡＤＰＣＭを利用して、容易に実現することができる。   When data based on this voice information is communicated, it can be used as an information concealment technique for voice data communication such as VoIP, and the sound quality degradation of voice data embedded with information can be suppressed within the human detection limit. . In addition, it can be easily realized by using log-PCM or ADPCM, which is a common speech coding method and compresses a logarithmically quantized PCM signal.

本発明に係るデータ通信方法は、符号化ステップにより符号化されたデジタル信号の各サンプルごとに、その値が所定の値より小さいとき、一部のビットに補助情報を埋め込む微小区間埋込ステップと、受信ステップにより受信された各サンプルごとに、その値が所定の値より小さいとき、一部のビットから補助情報を抽出する微小区間抽出ステップとを有し、所定の値より大きい値のサンプルに対して埋込ステップおよび抽出ステップを実行してもよい。
本発明に係るデータ通信システムは、符号化手段により符号化されたデジタル信号の各サンプルごとに、その値が所定の値より小さいとき、一部のビットに補助情報を埋め込む微小区間埋込手段と、受信手段により受信された各サンプルごとに、その値が所定の値より小さいとき、一部のビットから補助情報を抽出する微小区間抽出手段とを有し、所定の値より大きい値のサンプルに対して埋込手段および抽出手段を実行してもよい。
本発明に係るデータ通信プログラムは、符号化手段により符号化されたデジタル信号の各サンプルごとに、その値が所定の値より小さいとき、一部のビットに補助情報を埋め込む微小区間埋込手段と、受信手段により受信された各サンプルごとに、その値が所定の値より小さいとき、一部のビットから補助情報を抽出する微小区間抽出手段とを有し、所定の値より大きい値のサンプルに対して埋込手段および抽出手段を実行してもよい。
この微小区間に補助情報を埋め込む場合、サンプルの値が所定の値より小さい微小区間には、有効なデータが含まれていないため、データの品質劣化を気にすることなく補助情報を埋め込むことができる。これにより、埋め込む補助情報の量を増やすことができる。 The data communication method according to the present invention includes a micro-interval embedding step for embedding auxiliary information in some bits when the value is smaller than a predetermined value for each sample of the digital signal encoded by the encoding step. Each of the samples received by the receiving step has a minute interval extracting step for extracting auxiliary information from a part of bits when the value is smaller than a predetermined value. The embedding step and the extracting step may be performed on the same.
The data communication system according to the present invention includes a micro-interval embedding unit that embeds auxiliary information in a part of bits when the value of each sample of the digital signal encoded by the encoding unit is smaller than a predetermined value. Each of the samples received by the receiving means has a minute section extracting means for extracting auxiliary information from some bits when the value is smaller than a predetermined value, and samples having a value larger than the predetermined value Alternatively, embedding means and extraction means may be executed.
A data communication program according to the present invention includes a micro-interval embedding unit that embeds auxiliary information in a part of bits when the value of each sample of the digital signal encoded by the encoding unit is smaller than a predetermined value. Each of the samples received by the receiving means has a minute section extracting means for extracting auxiliary information from some bits when the value is smaller than a predetermined value, and samples having a value larger than the predetermined value Alternatively, embedding means and extraction means may be executed.
When the auxiliary information is embedded in this minute section, since the valid data is not included in the minute section whose sample value is smaller than the predetermined value, it is possible to embed the auxiliary information without worrying about data quality deterioration. it can. Thereby, the amount of auxiliary information to be embedded can be increased.

本発明によれば、情報を埋め込んだデータの品質劣化を、人の検知限度内に抑制することができるデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the data communication method, data communication system, and data communication program which can suppress the quality degradation of the data which embedded information within the human detection limit can be provided.

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図５は、本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムを示している。なお、本発明の実施の形態のデータ通信システムは、本発明の実施の形態のデータ通信プログラムを使用して、本発明の実施の形態のデータ通信方法を実施可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 show a data communication method, a data communication system, and a data communication program according to an embodiment of the present invention. The data communication system according to the embodiment of the present invention can implement the data communication method according to the embodiment of the present invention by using the data communication program according to the embodiment of the present invention.

図１に示すように、本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムは、音声情報を符号化したｌｏｇ−ＰＣＭのデータに対して情報隠蔽技術を用いることにより、下位互換性を保ちつつ、高付加価値な音声通信方式を可能とするものである。
図２および図３に示すように、本発明の実施の形態のデータ通信システムは、符号化手段１１と埋込手段１２と送信手段（図示せず）と受信手段（図示せず）と抽出手段１３と復号手段１４とを有している。 As shown in FIG. 1, the data communication method, the data communication system, and the data communication program according to the embodiment of the present invention use the information concealment technique for the log-PCM data in which voice information is encoded. This enables a high-value-added voice communication system while maintaining compatibility.
As shown in FIGS. 2 and 3, the data communication system according to the embodiment of the present invention includes an encoding means 11, an embedding means 12, a transmitting means (not shown), a receiving means (not shown), and an extracting means. 13 and decoding means 14.

図２に示すように、符号化手段１１は、log-PCM Encoderから成り、ＰＣＭ信号ｘlinをいわゆるｌｏｇ−ＰＣＭにより対数量子化して、１サンプルあたり８ビットのデジタル信号ｘlogに符号化するようになっている。なお、ＰＣＭ信号ｘlinは、アナログの音声情報を、あらかじめ１４ビットのデジタル信号に符号化したものである。また、ｌｏｇ−ＰＣＭが、第１符号化方式を成している。 As shown in FIG. 2, the encoding means 11 is composed of a log-PCM encoder, and the PCM signal x lin is logarithmically quantized by so-called log-PCM so as to be encoded into a digital signal x log of 8 bits per sample. It has become. The PCM signal x lin is obtained by encoding analog audio information into a 14-bit digital signal in advance. In addition, log-PCM constitutes the first encoding method.

図２に示すように、埋込手段１２は、埋め込み判定部２１と埋込部（Embedder）２２とを有している。埋め込み判定部２１は、符号化手段１１で符号化されたデジタル信号ｘlogの各サンプルごとに、以下の手順で補助情報を埋め込み可能かどうかの判定を行うようになっている。まず、８ビットの各サンプルごとに、下位のｎビット（ｎは８以下の所定の整数）を０に置換したサンプルｘlog0を作成し、そのサンプルｘlog0を一旦ＰＣＭ信号に戻してから、ADPCM Encoder２３によりＡＤＰＣＭで符号化して符号化値Ｉ0を算出する。また、同じサンプルｘlogの下位のｎビットを１に置換したサンプルｘlog1を作成し、そのサンプルｘlog1を一旦ＰＣＭ信号に戻してから、ADPCM Encoder２３によりＡＤＰＣＭで符号化して符号化値Ｉ1を算出する。符号化値Ｉ0と符号化値Ｉ1とが同じ値（Ｉ0＝Ｉ1）のとき、埋め込み可能であると判定し、異なる値（Ｉ0≠Ｉ1）のとき、埋め込み不可であると判定する。 As illustrated in FIG. 2, the embedding unit 12 includes an embedding determination unit 21 and an embedding unit (Embedder) 22. The embedding determination unit 21 determines whether or not auxiliary information can be embedded for each sample of the digital signal x log encoded by the encoding unit 11 according to the following procedure. First, for each 8-bit sample, a sample x log0 in which the lower n bits (n is a predetermined integer of 8 or less) are replaced with 0 is created, and the sample x log0 is temporarily returned to the PCM signal, and then ADPCM Encoder 23 encodes with ADPCM to calculate encoded value I 0 . Also, a sample x log1 in which the lower n bits of the same sample x log are replaced with 1 is created, the sample x log1 is temporarily returned to the PCM signal, and then encoded by ADPCM by ADPCM Encoder 23 to obtain the encoded value I 1 . calculate. When the encoded value I 0 and the encoded value I 1 are the same value (I 0 = I 1 ), it is determined that embedding is possible, and when they are different values (I 0 ≠ I 1 ), the embedding is impossible. judge.

埋込手段１２は、埋め込み判定部２１で埋め込み可能であると判定された場合、埋込部２２でそのサンプルの下位のｎビットに補助情報を埋め込み、埋込サンプルｘembを作成するようになっている。埋め込み判定部２１で埋め込み不可であると判定された場合には、同じサンプルのｎ−１ビットに対して、埋め込み判定部２１により同様の判定を行う。埋め込み可能と判定されるまで、下位ビットの数を減らしながら同様の判定を行う。最下位ビットに対しても埋め込み不可と判定された場合には、そのサンプルには埋め込みは行わず、そのまま埋込サンプルｘembとする。なお、ADPCM Encoder２３は過去の信号に依存して符号化を行うことから、ADPCM Encoder２３に用いる過去信号として、埋め込みを行った後の埋込サンプルｘembを使用している。また、ＡＤＰＣＭが、第２符号化方式を成している。 When the embedding unit 12 determines that embedding is possible, the embedding unit 12 embeds auxiliary information in the lower n bits of the sample by the embedding unit 22 to create an embedded sample x emb. ing. When the embedding determination unit 21 determines that embedding is impossible, the embedding determination unit 21 performs the same determination on the n-1 bits of the same sample. Until it is determined that embedding is possible, the same determination is performed while reducing the number of lower bits. If it is determined that the least significant bit cannot be embedded, the sample is not embedded but is used as an embedded sample x emb . Since ADPCM Encoder 23 performs coding depending on past signals, embedded sample x emb after embedding is used as a past signal used for ADPCM Encoder 23. Further, ADPCM constitutes the second encoding method.

送信手段は、埋込手段１２を経た各埋込サンプルｘembを、ＩＰネットワークなどの広帯域ネットワークを介して送信するようになっている。
受信手段は、送信手段から送信された各埋込サンプルｘembを、ＩＰネットワークなどの広帯域ネットワークを介して受信するようになっている。 The transmission means transmits each embedded sample x emb which has passed through the embedding means 12 via a broadband network such as an IP network.
The receiving means receives each embedded sample x emb transmitted from the transmitting means via a broadband network such as an IP network.

図３に示すように、抽出手段１３は、埋め込み判定部２４と抽出部（Detecter）２５とを有している。埋め込み判定部２４は、受信手段で受信された各埋込サンプルｘembごとに、以下の手順で補助情報が埋め込まれているかどうかの判定を行うようになっている。まず、８ビットの各埋込サンプルｘembごとに、下位のｎビット（ｎは８以下の所定の整数）を０に置換したサンプルｘlog0を作成し、そのサンプルｘlog0を一旦ＰＣＭ信号に戻してから、ADPCM Encoder２６によりＡＤＰＣＭで符号化して符号化値Ｉ0を算出する。また、同じサンプルｘlogの下位のｎビットを１に置換したサンプルｘlog1を作成し、そのサンプルｘlog1を一旦ＰＣＭ信号に戻してから、ADPCM Encoder２６によりＡＤＰＣＭで符号化して符号化値Ｉ1を算出する。符号化値Ｉ0と符号化値Ｉ1とが同じ値（Ｉ0＝Ｉ1）のとき、埋め込み可能であると判定し、異なる値（Ｉ0≠Ｉ1）のとき、埋め込み不可であると判定する。 As illustrated in FIG. 3, the extraction unit 13 includes an embedding determination unit 24 and an extraction unit (Detecter) 25. The embedding determination unit 24 determines whether or not auxiliary information is embedded for each embedded sample x emb received by the receiving means in the following procedure. First, for each 8-bit embedded sample x emb , a sample x log0 is created by substituting the lower n bits (n is a predetermined integer of 8 or less) with 0, and the sample x log0 is temporarily returned to the PCM signal. Then, the encoded value I 0 is calculated by ADPCM encoding by the ADPCM Encoder 26. Also, a sample x log1 in which the lower n bits of the same sample x log are replaced with 1 is created, the sample x log1 is temporarily returned to the PCM signal, and then encoded with ADPCM by ADPCM Encoder 26 to obtain the encoded value I 1 . calculate. When the encoded value I 0 and the encoded value I 1 are the same value (I 0 = I 1 ), it is determined that embedding is possible, and when they are different values (I 0 ≠ I 1 ), the embedding is impossible. judge.

抽出手段１３は、埋め込み判定部２４で埋め込み可能であると判定された場合、抽出部２５でそのサンプルの下位のｎビットを埋め込まれた補助情報（Hidden data）として抽出するようになっている。埋め込み判定部２４で埋め込み不可であると判定された場合には、同じサンプルのｎ−１ビットに対して、埋め込み判定部２４により同様の判定を行う。埋め込み可能と判定されるまで、下位ビットの数を減らしながら同様の判定を行う。最下位ビットに対しても埋め込み不可と判定された場合には、そのサンプルには補助情報は埋め込まれていないと判断し、抽出は行わない。なお、抽出手段１３のADPCM Encoder２６は過去の信号に依存して符号化を行うことから、ADPCM Encoder２６に用いる過去信号として、受信手段で受信された埋込サンプルｘembを使用している。 When it is determined by the embedment determination unit 24 that the embedment determination unit 24 can embed, the extraction unit 25 extracts the lower n bits of the sample as embedded auxiliary information (Hidden data). If the embedding determination unit 24 determines that embedding is impossible, the embedding determination unit 24 performs the same determination on the n-1 bits of the same sample. Until it is determined that embedding is possible, the same determination is performed while reducing the number of lower bits. If it is determined that the least significant bit cannot be embedded, it is determined that the auxiliary information is not embedded in the sample, and no extraction is performed. Since the ADPCM encoder 26 of the extracting unit 13 performs encoding depending on the past signal, the embedded sample x emb received by the receiving unit is used as the past signal used for the ADPCM encoder 26.

復号手段１４は、log-PCM Decoderから成り、ｌｏｇ−ＰＣＭに基づいて、抽出手段１３を経た各埋込サンプルｘembを、１４ビットのＰＣＭ信号ｘ’linに復号するようになっている。 The decoding means 14 comprises a log-PCM Decoder, and decodes each embedded sample x emb which has passed through the extracting means 13 into a 14-bit PCM signal x ′ lin based on log-PCM.

次に、作用について説明する。
本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムでは、まず、音声情報に基づくＰＣＭ信号ｘlinを、符号化手段１１によりｌｏｇ−ＰＣＭで１サンプルあたり８ビットのデジタル信号ｘlogに符号化する。埋込手段１２の埋め込み判定部２１により、デジタル信号ｘlogの各サンプルごとに、補助情報を埋め込み可能かどうかの判定を行う。埋込手段１２で下位のｎビットを０に置換したサンプルｘlog0と、１に置換したサンプルｘlog1とで、その値が最も離れるため、それらをＡＤＰＣＭで符号化した信号が同じ信号になるとき、そのビットにいかなる情報を埋め込んでも許容歪み範囲内であると判定する。 Next, the operation will be described.
In the data communication method, the data communication system, and the data communication program according to the embodiment of the present invention, first, the PCM signal x lin based on the voice information is converted into a digital signal x of 8 bits per sample by log-PCM by the encoding means 11. Encode to log . The embedding determination unit 21 of the embedding unit 12 determines whether auxiliary information can be embedded for each sample of the digital signal x log . Since the values of the sample x log0 in which the lower n bits are replaced with 0 by the embedding unit 12 and the sample x log1 in which 1 is replaced with 1 are farthest from each other, the signals encoded by ADPCM are the same signal Any information embedded in the bit is determined to be within the allowable distortion range.

このとき、高圧縮率のＡＤＰＣＭでデータ通信を行った場合には、埋め込んだ情報の有無に関わらず、同じ信号が得られるため、ＡＤＰＣＭの圧縮率のレベルでは、データの品質の劣化が生じていないことになる。ＡＤＰＣＭの圧縮率レベルが人の検知限度内であると考えられるため、情報を埋め込んだときに生じる歪み量によるデータの品質劣化を、人の検知限度内に抑えることができる。   At this time, when data communication is performed using ADPCM with a high compression rate, the same signal is obtained regardless of the presence or absence of embedded information. Therefore, the quality of data is degraded at the ADPCM compression rate level. There will be no. Since the compression rate level of ADPCM is considered to be within the human detection limit, data quality degradation due to the amount of distortion caused when information is embedded can be suppressed within the human detection limit.

埋め込み判定部２１により埋め込み可能であると判定された場合、埋込部２２でそのサンプルに補助情報を埋め込む。埋込手段１２を経た各埋込サンプルｘembを、送信手段により、ＩＰネットワークなどの広帯域ネットワークを介して送信する。送信された各埋込サンプルｘembを、受信手段により、ＩＰネットワークなどの広帯域ネットワークを介して受信する。 When the embedding determination unit 21 determines that embedding is possible, the embedding unit 22 embeds auxiliary information in the sample. Each embedded sample x emb that has passed through the embedding unit 12 is transmitted by a transmitting unit via a broadband network such as an IP network. Each transmitted embedded sample x emb is received by a receiving means via a broadband network such as an IP network.

受信された各埋込サンプルｘembごとに、抽出手段１３の埋め込み判定部２４により、埋込手段１２の埋め込み判定部２４と同様にして、補助情報が埋め込まれているかどうかの判定を行う。埋め込み可能であると判定された場合、抽出部２５でそのサンプルから埋め込まれた補助情報（Hidden data）を抽出する。抽出手段１３を経た各埋込サンプルｘembを、復号手段１４によりｌｏｇ−ＰＣＭに基づいて、１４ビットのＰＣＭ信号ｘ’linに復号する。 For each received embedded sample x emb , the embedment determination unit 24 of the extraction unit 13 determines whether or not auxiliary information is embedded in the same manner as the embedment determination unit 24 of the embedment unit 12. If it is determined that embedding is possible, the extraction unit 25 extracts auxiliary information (Hidden data) embedded from the sample. Each embedding sample x emb which has passed through the extraction means 13 is decoded by the decoding means 14 into a 14-bit PCM signal x ′ lin based on the log-PCM.

このように、本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムは、ＶｏＩＰなどの音声データ通信の情報隠蔽技術として利用可能である。また、補助情報を埋め込んだ音声データの音質劣化を、人の検知限度内に抑制することができる。音声符号化方式として一般的な、ＰＣＭ信号を対数量子化して圧縮するｌｏｇ−ＰＣＭやＡＤＰＣＭを利用して、容易に実現することができる。   As described above, the data communication method, the data communication system, and the data communication program according to the embodiment of the present invention can be used as an information concealment technique for voice data communication such as VoIP. In addition, it is possible to suppress deterioration in sound quality of audio data in which auxiliary information is embedded within the human detection limit. It can be easily realized by using log-PCM or ADPCM, which is a common speech coding method, and logarithmically quantizes and compresses a PCM signal.

本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムでは、抽出手段１３でADPCM Encoder２６を使用するとき、補助情報を埋め込んだ信号しか入手できないため、埋込手段１２でADPCM Encoder２３を使用するときにも、過去信号として埋め込みを行った後の埋込サンプルｘembを使用している。これにより、抽出手段１３でも、受信された埋込サンプルｘembのみから埋め込み判定を行って補助情報を正確に抽出することができ、原信号を必要としないブラインド検出を行うことができる。 In the data communication method, data communication system, and data communication program of the embodiment of the present invention, when the ADPCM Encoder 26 is used in the extraction means 13, only the signal in which the auxiliary information is embedded can be obtained, so the ADPCM Encoder 23 is used in the embedding means 12. Also in use, the embedded sample x emb after embedding is used as a past signal. Thereby, the extraction means 13 can also perform the embedding determination from only the received embedding sample x emb and extract the auxiliary information accurately, and can perform the blind detection that does not require the original signal.

［性能評価実験］
本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムの性能評価実験を行った。ＡＤＰＣＭは、３２ｋｂｐｓのものを使用した。音声情報として、ＮＴＴアドバンステクノロジ株式会社製の「音素バランス1000文」を用い、その内の10音声を使用した。埋め込む補助情報は、乱数により生成した。性能の評価は、埋め込むことができるビットレート、および埋め込んだ際に生じる音質劣化について行った。比較対象として、ＬＳＢ置換法および選択的埋め込み方式について同様の性能評価を行った。音質劣化の評価手法として、ＰＥＳＱ（perceptual evaluation of speech quality；ITU-T P.862）を用いた。 [Performance evaluation experiment]
The performance evaluation experiment of the data communication method, the data communication system, and the data communication program according to the embodiment of the present invention was performed. The ADPCM used was 32 kbps. As speech information, “phoneme balance 1000 sentence” manufactured by NTT Advanced Technology Co., Ltd. was used, and 10 of them were used. The auxiliary information to be embedded was generated by random numbers. The performance was evaluated with respect to the bit rate that can be embedded and the deterioration of sound quality that occurs when embedding. For comparison, the same performance evaluation was performed for the LSB replacement method and the selective embedding method. PESQ (perceptual evaluation of speech quality; ITU-T P.862) was used as an evaluation method for sound quality degradation.

実験結果を、表１に示す。表１に示すように、本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムは、ＰＥＳＱによる音質評価の結果、ＬＳＢ置換法および選択的埋め込み方式と比べて、音質劣化が小さいことが確認された。また、選択的埋め込み方式の２０００bpsの場合よりも少ない音質劣化で、約５５００bpsを埋め込むことが可能であることが示された。このように、本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムは、従来のＬＳＢ置換法および選択的埋め込み方式と比べ、音質劣化の抑制効果が優れているといえる。   The experimental results are shown in Table 1. As shown in Table 1, the data communication method, the data communication system, and the data communication program according to the embodiment of the present invention have less sound quality degradation than the LSB replacement method and the selective embedding method as a result of sound quality evaluation by PESQ. It was confirmed. Further, it was shown that it is possible to embed approximately 5500 bps with less sound quality degradation than in the case of 2000 bps of the selective embedding method. Thus, it can be said that the data communication method, the data communication system, and the data communication program according to the embodiment of the present invention have an excellent effect of suppressing sound quality degradation as compared with the conventional LSB replacement method and the selective embedding method.

Figure 0004911385
Figure 0004911385

図４および図５に、埋め込んだ音声信号の一部、および、この時埋め込まれたビット数を示す。なお、埋め込むビットは、下位の３ビット（ｎ＝３）までとした。図５に示すように、サンプルに応じて埋め込むビット数が変化していることが確認された。   4 and 5 show a part of the embedded audio signal and the number of bits embedded at this time. The bits to be embedded are limited to the lower 3 bits (n = 3). As shown in FIG. 5, it was confirmed that the number of bits to be embedded changed according to the sample.

本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムでは、ＡＤＰＣＭを利用して埋め込み判定を行っているため、埋め込み後の音声は、ＡＤＰＣＭの音質へと近づいていく性質がある。ＡＤＰＣＭで符号化した音声をＰＥＳＱで評価した結果、4.19であった。このことから、埋め込み判定部２１により埋め込み可能と判定された下位のｎビットを、どのような値で置換した場合でも、4.19より劣化しないといえる。   In the data communication method, data communication system, and data communication program of the embodiment of the present invention, since the embedding determination is performed using ADPCM, the sound after embedding has a property of approaching the sound quality of ADPCM. . As a result of evaluating the speech encoded by ADPCM using PESQ, it was 4.19. From this, it can be said that the lower n bits determined to be embeddable by the embedment determination unit 21 are not deteriorated from 4.19 even if they are replaced with any value.

なお、本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムでは、ＡＤＰＣＭを利用して埋め込み判定を行っているが、ＡＤＰＣＭに限らず、他の符号化方式を用いる場合やマスキングなどの特性を模擬したモデルを用いる場合など、様々な判定方式が考えられる。   In the data communication method, data communication system, and data communication program according to the embodiment of the present invention, the embedding determination is performed using ADPCM. However, the present invention is not limited to ADPCM, and other encoding methods or masking are used. Various determination methods are conceivable, for example, when a model simulating characteristics such as these is used.

本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the data communication method of embodiment of this invention, a data communication system, and a data communication program. 本発明の実施の形態のデータ通信システムの符号化側の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure by the side of the encoding of the data communication system of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態のデータ通信システムの復号化側の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure by the side of the decoding of the data communication system of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態のデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムの補助情報が埋め込まれた音声信号を示すグラフである。It is a graph which shows the audio | voice signal with which the auxiliary information of the data communication method, data communication system, and data communication program of embodiment of this invention was embedded. 図４に示すデータ通信方法、データ通信システムおよびデータ通信プログラムの音声信号に埋め込まれた補助情報のビット数を示すグラフである。It is a graph which shows the bit number of the auxiliary information embedded in the audio | voice signal of the data communication method shown in FIG. 4, a data communication system, and a data communication program.

符号の説明Explanation of symbols

１１ 符号化手段
１２ 埋込手段
１３ 抽出手段
１４ 復号手段
２１ 埋め込み判定部
２２ 埋込部
２３ ADPCM Encoder
２４ 埋め込み判定部
２５ 抽出部
２６ ADPCM Encoder

DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Encoding means 12 Embedding means 13 Extraction means 14 Decoding means 21 Embedding determination part 22 Embedding part 23 ADPCM Encoder
24 Embedding judgment part 25 Extraction part 26 ADPCM Encoder

Claims (9)

所定のデータを第１符号化方式により１サンプルあたり複数ビットのデジタル信号に符号化する符号化ステップと、
前記デジタル信号の各サンプルごとに、一部のビットにいかなる情報を埋め込んでも、その情報を埋め込んだサンプルに基づくデータを前記第１符号化方式より高い圧縮率を有する第２符号化方式により符号化した信号が、情報を埋め込む前のサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込む埋込ステップと、
各サンプルを送信する送信ステップと、
送信された各サンプルを受信する受信ステップと、
受信された各サンプルから、埋め込まれた前記補助信号を抽出する抽出ステップと、
前記第１符号化方式に基づいて各サンプルを復号する復号ステップとを、
有することを特徴とするデータ通信方法。 An encoding step of encoding predetermined data into a digital signal having a plurality of bits per sample by the first encoding method;
For each sample of the digital signal, no matter what information is embedded in some bits, data based on the sample in which the information is embedded is encoded by the second encoding method having a higher compression rate than the first encoding method. And when the signal becomes the same signal as the signal obtained by encoding the data based on the sample before the information is embedded by the second encoding method, the embedding step of embedding the auxiliary information in the part of the bits,
A sending step for sending each sample;
A receiving step for receiving each transmitted sample;
An extraction step of extracting the embedded auxiliary signal from each received sample;
Decoding each sample based on the first encoding scheme;
A data communication method comprising: 前記埋込ステップは、前記デジタル信号の各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込み、
前記抽出ステップは、受信された各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットから前記補助情報を抽出することを、
特徴とする請求項１記載のデータ通信方法。 In the embedding step, for each sample of the digital signal, a signal obtained by encoding data based on a sample in which the partial bits are set to 0 by the second encoding method, and setting the partial bits to 1. When the signal based on the sampled data encoded by the second encoding method is the same signal, auxiliary information is embedded in the some bits,
The extraction step includes, for each received sample, a signal obtained by encoding data based on a sample in which the partial bits are set to 0 by the second encoding method, and a sample in which the partial bits are set to 1. Extracting the auxiliary information from the part of bits when the signal based on the second encoding method is the same signal as the signal encoded by the second encoding method,
The data communication method according to claim 1, wherein: 前記所定のデータは音声情報を符号化したＰＣＭ信号から成り、
前記第１符号化方式は前記ＰＣＭ信号を対数量子化する手段から成り、
前記第２符号化方式は前記ＰＣＭ信号を圧縮可能なＡＤＰＣＭから成ることを、
特徴とする請求項１または２記載のデータ通信方法。 The predetermined data includes a PCM signal obtained by encoding voice information,
The first encoding method comprises means for logarithmically quantizing the PCM signal,
The second encoding method comprises ADPCM capable of compressing the PCM signal.
The data communication method according to claim 1 or 2, characterized in that: 所定のデータを第１符号化方式により１サンプルあたり複数ビットのデジタル信号に符号化する符号化手段と、
前記デジタル信号の各サンプルごとに、一部のビットにいかなる情報を埋め込んでも、その情報を埋め込んだサンプルに基づくデータを前記第１符号化方式より高い圧縮率を有する第２符号化方式により符号化した信号が、情報を埋め込む前のサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込む埋込手段と、
各サンプルを送信する送信手段と、
送信された各サンプルを受信する受信手段と、
受信された各サンプルから、埋め込まれた前記補助信号を抽出する抽出手段と、
前記第１符号化方式に基づいて各サンプルを復号する復号手段とを、
有することを特徴とするデータ通信システム。 Encoding means for encoding predetermined data into a digital signal having a plurality of bits per sample by the first encoding method;
For each sample of the digital signal, no matter what information is embedded in some bits, data based on the sample in which the information is embedded is encoded by the second encoding method having a higher compression rate than the first encoding method. When the signal becomes the same signal as the signal obtained by encoding the data based on the sample before the information is embedded by the second encoding method, the embedding means for embedding the auxiliary information in the partial bits,
A transmission means for transmitting each sample;
Receiving means for receiving each transmitted sample;
Extraction means for extracting the embedded auxiliary signal from each received sample;
Decoding means for decoding each sample based on the first encoding scheme;
A data communication system comprising: 前記埋込手段は、前記デジタル信号の各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込み、
前記抽出手段は、受信された各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットから前記補助情報を抽出することを、
特徴とする請求項４記載のデータ通信システム。 The embedding means sets, for each sample of the digital signal, a signal obtained by encoding data based on a sample in which the partial bits are set to 0 by the second encoding method, and sets the partial bits to 1. When the signal based on the sampled data encoded by the second encoding method is the same signal, auxiliary information is embedded in the some bits,
For each received sample, the extraction means includes a signal obtained by encoding data based on a sample in which the partial bits are set to 0 by the second encoding method, and a sample in which the partial bits are set to 1. Extracting the auxiliary information from the part of bits when the signal based on the second encoding method is the same signal as the signal encoded by the second encoding method,
5. The data communication system according to claim 4, wherein 前記所定のデータは音声情報を符号化したＰＣＭ信号から成り、
前記第１符号化方式は前記ＰＣＭ信号を対数量子化する手段から成り、
前記第２符号化方式は前記ＰＣＭ信号を圧縮可能なＡＤＰＣＭから成ることを、
特徴とする請求項４または５記載のデータ通信システム。 The predetermined data includes a PCM signal obtained by encoding voice information,
The first encoding method comprises means for logarithmically quantizing the PCM signal,
The second encoding method comprises ADPCM capable of compressing the PCM signal.
6. A data communication system according to claim 4, wherein the data communication system is characterized in that: コンピュータを、
所定のデータを第１符号化方式により１サンプルあたり複数ビットのデジタル信号に符号化する符号化手段と、
前記デジタル信号の各サンプルごとに、一部のビットにいかなる情報を埋め込んでも、その情報を埋め込んだサンプルに基づくデータを前記第１符号化方式より高い圧縮率を有する第２符号化方式により符号化した信号が、情報を埋め込む前のサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込む埋込手段と、
各サンプルを送信する送信手段と、
送信された各サンプルを受信する受信手段と、
受信された各サンプルから、埋め込まれた前記補助信号を抽出する抽出手段と、
前記第１符号化方式に基づいて各サンプルを復号する復号手段として、
機能させることを特徴とするデータ通信プログラム。 Computer
Encoding means for encoding predetermined data into a digital signal having a plurality of bits per sample by the first encoding method;
For each sample of the digital signal, no matter what information is embedded in some bits, data based on the sample in which the information is embedded is encoded by the second encoding method having a higher compression rate than the first encoding method. When the signal becomes the same signal as the signal obtained by encoding the data based on the sample before the information is embedded by the second encoding method, the embedding means for embedding the auxiliary information in the partial bits,
A transmission means for transmitting each sample;
Receiving means for receiving each transmitted sample;
Extraction means for extracting the embedded auxiliary signal from each received sample;
As decoding means for decoding each sample based on the first encoding method,
A data communication program characterized by functioning. 前記埋込手段は、前記デジタル信号の各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットに補助情報を埋め込み、
前記抽出手段は、受信された各サンプルごとに、前記一部のビットを０にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号と、前記一部のビットを１にしたサンプルに基づくデータを前記第２符号化方式により符号化した信号とが同じ信号になるとき、前記一部のビットから前記補助情報を抽出することを、
特徴とする請求項７記載のデータ通信プログラム。 The embedding means sets, for each sample of the digital signal, a signal obtained by encoding data based on a sample in which the partial bits are set to 0 by the second encoding method, and sets the partial bits to 1. When the signal based on the sampled data encoded by the second encoding method is the same signal, auxiliary information is embedded in the some bits,
For each received sample, the extraction means includes a signal obtained by encoding data based on a sample in which the partial bits are set to 0 by the second encoding method, and a sample in which the partial bits are set to 1. Extracting the auxiliary information from the part of bits when the signal based on the second encoding method is the same signal as the signal encoded by the second encoding method,
8. A data communication program according to claim 7, wherein: 前記所定のデータは音声情報を符号化したＰＣＭ信号から成り、
前記第１符号化方式は前記ＰＣＭ信号を対数量子化する手段から成り、
前記第２符号化方式は前記ＰＣＭ信号を圧縮可能なＡＤＰＣＭから成ることを、
特徴とする請求項７または８記載のデータ通信プログラム。

The predetermined data includes a PCM signal obtained by encoding voice information,
The first encoding method comprises means for logarithmically quantizing the PCM signal,
The second encoding method comprises ADPCM capable of compressing the PCM signal.
The data communication program according to claim 7 or 8, characterized in that

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