JP2010044147A - Device, method and program, for embedding and extracting electronic watermark information - Google Patents

Device, method and program, for embedding and extracting electronic watermark information Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To promptly extract electronic watermark information from a carrier signal. <P>SOLUTION: In an embedding device 100, a band splitting section 110 splits a carrier signal into bands, and outputs a plurality of sub-band signals. Embedding sections 120-1 and 120-2 apply amplitude modulation by two phase modulation signals m1 and m0 for indicating symbols, on an amplitude envelope of two sub-band signals. A band synthesizing section 130 outputs the carrier signal by synthesizing the sub-band signal after the amplitude modulation, with other sub-band signal. A set of the modulation signals m1 and m0 includes a synchronous signal component for indicating a start point of a symbol frame. In an extraction device side, an embedding zone of a symbol string is determined by using the synchronous signal component as a key, and timing control of a band splitting section 230 for suitably extracting the watermark information from the embedding zone. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、音響信号等のキャリア信号への電子透かし情報の埋め込みおよびキャリア信号からの電子透かし情報の抽出を行う装置、方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to an apparatus, a method, and a program for embedding digital watermark information in a carrier signal such as an acoustic signal and extracting digital watermark information from the carrier signal.

音響信号をキャリア信号とし、このキャリア信号の一部の帯域に各種の電子透かし情報を埋め込んで伝送する技術が各種提案されている。例えば特許文献1に開示の技術において、埋め込み装置では、キャリア信号を複数のサブバンド信号に帯域分割し、そのうちの2つの帯域のサブバンド信号に埋め込み対象のシンボルに対応した2相の変調信号による変調を施し、この変調を経たサブバンド信号と他の帯域のサブバンド信号とを合成することにより、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を生成している。そして、抽出装置では、埋め込み装置において生成されたキャリア信号を複数のサブバンド信号に帯域分割し、これらのサブバンド信号のうちシンボル列の埋め込み先となっている2つの帯域のサブバンド信号から変調に用いられた変調信号を復調し、変調信号に対応したシンボル列を得ている。
特開2006−251676号公報
Various techniques have been proposed in which an acoustic signal is used as a carrier signal and various digital watermark information is embedded in a part of the band of the carrier signal and transmitted. For example, in the technique disclosed in Patent Document 1, the embedding apparatus divides the carrier signal into a plurality of subband signals, and uses two-phase modulation signals corresponding to the symbols to be embedded in the subband signals of two bands among them. Modulation is performed, and a carrier signal in which digital watermark information is embedded is generated by synthesizing the subband signal subjected to this modulation and a subband signal of another band. In the extraction device, the carrier signal generated in the embedding device is band-divided into a plurality of subband signals, and modulation is performed from the subband signals of two bands to which symbol sequences are embedded among these subband signals. The modulation signal used in the above is demodulated to obtain a symbol string corresponding to the modulation signal.
JP 2006-251676 A

ところで、キャリア信号を受信した抽出装置がキャリア信号から電子透かし情報を示すシンボル列を抽出するためには、キャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間が特定されなければならない。また、抽出装置においてキャリア信号を帯域分割することにより得られたサブバンド信号からシンボル列を適切に抽出するためには、抽出装置側においてキャリア信号に対して行う帯域分割の内容が、埋め込み装置側においてキャリア信号に対して行った帯域分割の内容と一致していること、別の言い方をすれば、抽出装置側でのキャリア信号とサブバンド信号との関係が埋め込み装置側におけるキャリア信号とサブバンド信号との関係と一致することが必要である。具体例を挙げると、例えば埋め込み装置側の帯域分割処理において、キャリア信号を所定サンプル数からなるブロックに区切り、ブロック単位でキャリア信号のサンプル列のFFT(Fast Fourier Transform;高速フーリエ変換)を行ってサブバンド信号(この場合はスペクトル係数)を生成する場合、抽出装置側の帯域分割処理では、理想的には埋め込み装置側においてキャリア信号を複数のブロックに区切った区切り位置と同じ位置でキャリア信号を複数のブロックに区切り、FFTを行う必要がある。そこで、従来技術の下では、キャリア信号を受信した抽出装置は、キャリア信号の先頭から分析範囲を小刻みに順次シフトしつつ、分析範囲内のキャリア信号の帯域分割を行うとともに帯域分割により得られるサブバンド信号の復調を行い、復調結果とビット“0”または“1”を示す変調信号との相関を求める、という操作を繰り返していた。そして、相関がピークとなる点に基づき、シンボル列の埋め込み区間を求めていた。このような操作は、多くの演算量を必要とするため、キャリア信号を受信してからシンボル列の抽出が開始されるまでの時間が長くなるという問題があった。   By the way, in order for the extraction device that has received the carrier signal to extract a symbol string indicating digital watermark information from the carrier signal, the symbol string embedding interval in the carrier signal must be specified. In order to appropriately extract a symbol string from the subband signal obtained by dividing the carrier signal in the extraction device, the content of the band division performed on the carrier signal on the extraction device side is In other words, the relationship between the carrier signal and subband signal on the extraction device side is the same as the carrier signal and subband on the embedding device side. It is necessary to match the relationship with the signal. For example, in the band division processing on the embedding device side, for example, the carrier signal is divided into blocks each having a predetermined number of samples, and FFT (Fast Fourier Transform) of the sample sequence of the carrier signal is performed on a block basis. When generating a subband signal (in this case, a spectral coefficient), in the band division processing on the extraction device side, the carrier signal is ideally located at the same position as the division position where the carrier signal is divided into a plurality of blocks on the embedding device side. It is necessary to divide into a plurality of blocks and perform FFT. Therefore, under the prior art, an extraction device that has received a carrier signal performs band division of the carrier signal within the analysis range while sequentially shifting the analysis range from the beginning of the carrier signal, and subbands obtained by band division. The operation of demodulating the band signal and obtaining the correlation between the demodulation result and the modulation signal indicating bit “0” or “1” was repeated. The symbol string embedding interval is obtained based on the peak correlation. Since such an operation requires a large amount of calculation, there is a problem that it takes a long time from the reception of the carrier signal to the start of the extraction of the symbol string.

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、少ない演算量で、迅速にキャリア信号から電子透かし情報のシンボル列を抽出することを可能にする技術的手段を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances described above, and it is an object of the present invention to provide a technical means that makes it possible to quickly extract a symbol string of digital watermark information from a carrier signal with a small amount of calculation. And

この発明は、キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割手段と、電子透かし情報を示すシンボル列を構成する各シンボルを示す2相の変調信号であって、各シンボルの開始点を示す同期信号成分を含む2相の変調信号を出力する変調信号生成手段と、前記複数のサブバンド信号の一部をなす2つのサブバンド信号に前記2相の変調信号による振幅変調を施す埋め込み手段と、前記埋め込み手段による処理を経たサブバンド信号をそれ以外のサブバンド信号と合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成手段とを具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み装置を提供する。
また、この発明は、キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割手段と、前記複数のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となっている2つの埋め込み先サブバンド信号または前記帯域分割手段における前記2つの埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号を取得し、この取得した信号から前記シンボル列の埋め込み区間を示す同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理を実行し、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、前記キャリア信号から前記埋め込み区間の前記2つの埋め込み先サブバンド信号を前記帯域分割手段に出力させるタイミング制御を行う同期化制御手段と、前記2つの埋め込み先サブバンド信号に復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調手段と、前記復調結果信号を1シンボル分の埋め込み区間に区切り、区間毎に復調結果信号が示すシンボルを判定するシンボル判定手段とを具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出装置を提供する。
かかる発明によれば、埋め込み装置では、電子透かし情報のシンボル列を示す2相の変調信号であって、各シンボルの開始点を示す同期信号成分を含んだ2相の変調信号により、キャリア信号における2つのサブバンド信号の振幅変調が行われる。そして、抽出装置では、キャリア信号を帯域分割することにより得られる複数のサブバンド信号の中の2つの埋め込み先サブバンド信号またはそれらの生成過程において発生した信号から同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理が実行され、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、シンボル列の埋め込み区間に同期した2つの埋め込み先サブバンド信号を帯域分割手段に出力させるタイミング制御が行われる。このように、本発明では、埋め込み対象であるシンボル列を示す変調信号自体が同期信号成分を含むため、抽出装置側ではキャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間からシンボル列を抽出する処理を迅速に実行することができる。
The present invention includes a band dividing unit that performs band division on a carrier signal and outputs a plurality of subband signals belonging to different bands, and a two-phase modulation signal indicating each symbol constituting a symbol string indicating digital watermark information. A modulation signal generating means for outputting a two-phase modulation signal including a synchronization signal component indicating a start point of each symbol, and two subband signals forming part of the plurality of subband signals. An embedding unit that performs amplitude modulation using a modulation signal; and a band synthesizing unit that synthesizes a subband signal processed by the embedding unit with another subband signal and outputs a carrier signal in which digital watermark information is embedded. An electronic watermark information embedding device is provided.
The present invention also provides band dividing means for performing band division on a carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands, and an embedding destination of a symbol string indicating digital watermark information among the plurality of subband signals Are obtained in the generation process of the two embedding subband signals or the two embedding subband signals in the band dividing means, and the synchronization indicating the embedding interval of the symbol string is obtained from the acquired signals. A synchronization signal component extraction process for extracting a signal component is executed, and based on a result of the synchronization signal component extraction process, the two subband signals in the embedding section are output from the carrier signal to the band dividing unit. Synchronization control means for performing timing control, and demodulation processing on the two embedded subband signals. And demodulating means for outputting a demodulated result signal, and symbol determining means for dividing the demodulated result signal into an embedding section for one symbol and determining a symbol indicated by the demodulated result signal for each section. An apparatus for extracting digital watermark information is provided.
According to this invention, in the embedding device, a two-phase modulation signal indicating a symbol string of digital watermark information, and a two-phase modulation signal including a synchronization signal component indicating the start point of each symbol, Amplitude modulation of the two subband signals is performed. In the extraction device, a synchronization signal component that extracts a synchronization signal component from two embedding destination subband signals among a plurality of subband signals obtained by dividing a carrier signal or signals generated in the generation process thereof Extraction processing is executed, and based on the result of the synchronization signal component extraction processing, timing control is performed to output two embedding destination subband signals synchronized with the symbol string embedding interval to the band dividing means. As described above, in the present invention, since the modulation signal itself indicating the symbol sequence to be embedded includes the synchronization signal component, the extraction device side quickly executes the process of extracting the symbol sequence from the symbol sequence embedding interval in the carrier signal. can do.

以下、図面を参照し、この発明の一実施形態について説明する。図1は、この発明の一実施形態による電子透かし情報の埋め込み装置100の構成を示すブロック図、図2は、同実施形態による電子透かし情報の抽出装置200の構成を示すブロック図である。なお、埋め込み装置100および抽出装置200の各々は、キャリア信号へ電子透かし情報を示すシンボル列を埋め込む処理またはキャリア信号から同シンボル列を抽出する処理を実行する専用のハードウェアとして実現してもよいし、シンボル列の埋め込み処理や抽出処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムとして実現してもよい。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital watermark information embedding device 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a digital watermark information extracting device 200 according to the embodiment. Note that each of the embedding device 100 and the extracting device 200 may be realized as dedicated hardware for executing a process of embedding a symbol string indicating digital watermark information in a carrier signal or a process of extracting the symbol string from the carrier signal. In addition, the computer program may be implemented as a computer program that causes a computer to execute symbol string embedding processing and extraction processing.

まず、電子透かし情報の埋め込み装置100について説明する。図1に示すように、埋め込み装置100は、帯域分割部110と、帯域合成部130と、これらの間に介挿された2個の埋め込み部120−0および120−1と、符号化器140と、変調信号生成部150とを有する。   First, the electronic watermark information embedding device 100 will be described. As shown in FIG. 1, the embedding device 100 includes a band dividing unit 110, a band synthesizing unit 130, two embedding units 120-0 and 120-1 interposed therebetween, and an encoder 140. And a modulation signal generation unit 150.

本実施形態において、電子透かし情報の担い手となるキャリア信号は、オーディオ波形を一定のサンプリングレートでサンプリングしたオーディオサンプル列である。帯域分割部110は、このキャリア信号であるオーディオサンプル列を受け取って、帯域分割を施し、互いに異なるM(Mは2以上の整数)個の帯域に属するサブバンド信号を出力する。この帯域分割部110は、例えば分析フィルタバンクである。この分析フィルタバンクは、図3(a)に例示するように、M個の分析フィルタ111と、M個のダウンサンプラ112とにより構成されている。ここで、M個の分析フィルタ111は、互いに異なった通過帯域を有し、キャリア信号における各々の通過帯域内の信号を通過させる。M個のダウンサンプラ112の各々は、前段の分析フィルタ111から出力される信号のサンプルをM個に1個の割合で選択するダウンサンプリングを行い、選択したサンプルをサブバンド信号として出力する。   In the present embodiment, the carrier signal that plays a role in digital watermark information is an audio sample sequence obtained by sampling an audio waveform at a constant sampling rate. The band dividing unit 110 receives the audio sample sequence which is the carrier signal, performs band division, and outputs subband signals belonging to different M (M is an integer of 2 or more) bands. The band dividing unit 110 is, for example, an analysis filter bank. As illustrated in FIG. 3A, the analysis filter bank includes M analysis filters 111 and M downsamplers 112. Here, the M analysis filters 111 have different passbands and pass signals in the respective passbands in the carrier signal. Each of the M down-samplers 112 performs down-sampling in which the sample of the signal output from the analysis filter 111 in the previous stage is selected at a ratio of 1 to M, and outputs the selected sample as a subband signal.

本実施形態では、この帯域分割部110から得られるM帯域分の各サブバンド信号のうち帯域が隣接した2つの埋め込み先サブバンド信号が電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となる。帯域分割により得られたM帯域分のサブバンド信号のうちいずれを埋め込み先サブバンド信号とするかについては、埋め込み装置100と抽出装置200との間で合意されていればよく、埋め込み先サブバンド信号の選択方法は任意である。   In the present embodiment, two embedding destination subband signals having adjacent bands among the M band subband signals obtained from the band dividing unit 110 are embedding destinations of symbol strings indicating digital watermark information. It is only necessary that the embedding device 100 and the extracting device 200 agree on which of the M band subband signals obtained by the band division is to be used as the embedding destination subband signal. The signal selection method is arbitrary.

符号化器140は、電子透かし情報に符号化処理を施し、電子透かし情報を示すシンボル列を出力する装置である。変調信号生成部150は、埋め込み対象であるシンボル列を示し、かつ、互いに逆相関係にある2相の変調信号を発生する手段である。図1に示す例では、変調信号生成部150は、波形メモリ151と波形読出部152とにより構成されている。波形メモリ151は、ビット“0”に対応した正逆2相の変調信号m1およびm0の各サンプル列と、ビット“1”に対応した正逆2相の変調信号m1およびm0の各サンプル列を記憶している。波形読出部152は、符号化器140が埋め込み対象のシンボルとしてビット“0”を出力した場合には、ビット“0”に対応した変調信号m1およびm0の各サンプル列を波形メモリ151から読み出し、変調信号m1のサンプル列を埋め込み部120−1へ、変調信号m0のサンプル列を埋め込み部120−0へ供給する。埋め込み対象であるシンボルがビット“1”である場合には、ビット“1”に対応した変調信号m1およびm0の各サンプル列を波形メモリ151から読み出して埋め込み部120−1および120−0へ供給する。   The encoder 140 is a device that performs an encoding process on the digital watermark information and outputs a symbol string indicating the digital watermark information. The modulation signal generation unit 150 is a means for generating a two-phase modulation signal indicating a symbol string to be embedded and having an opposite phase relationship to each other. In the example illustrated in FIG. 1, the modulation signal generation unit 150 includes a waveform memory 151 and a waveform reading unit 152. The waveform memory 151 stores each sample sequence of the positive and reverse two-phase modulation signals m1 and m0 corresponding to the bit “0” and each sample sequence of the normal and reverse two-phase modulation signals m1 and m0 corresponding to the bit “1”. I remember it. When the encoder 140 outputs the bit “0” as the symbol to be embedded, the waveform reading unit 152 reads each sample sequence of the modulation signals m1 and m0 corresponding to the bit “0” from the waveform memory 151, The sample sequence of the modulation signal m1 is supplied to the embedding unit 120-1, and the sample sequence of the modulation signal m0 is supplied to the embedding unit 120-0. When the symbol to be embedded is bit “1”, each sample sequence of modulation signals m1 and m0 corresponding to bit “1” is read from the waveform memory 151 and supplied to the embedding units 120-1 and 120-0. To do.

埋め込み部120−1および120−0は、具体的には乗算器であり、2つの埋め込み先サブバンド信号に対し、埋め込み対象のシンボル列を示す2相の変調信号m1およびm0を用いた振幅変調処理を各々施すことにより、各相の変調信号により変調された振幅包絡を持った各サブバンド信号を出力する。   The embedding units 120-1 and 120-0 are specifically multipliers, and amplitude modulation using two-phase modulation signals m 1 and m 0 indicating a symbol sequence to be embedded for two embedding destination subband signals. By performing each processing, each subband signal having an amplitude envelope modulated by the modulation signal of each phase is output.

帯域合成部130は、この埋め込み部120−0および120−1から得られる各サブバンド信号と、帯域分割部110から出力される他の帯域のサブバンド信号を帯域合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号として出力する。帯域合成部130は、例えば合成フィルタバンクである。この合成フィルタバンクは、図3(b)に例示するように、M帯域からなるサブバンド信号の各々について、サブバンド信号の各サンプル間にM−1個の零サンプルを挿入するアップサンプラ131と、各アップサンプラ131の出力信号に対し、各々に対応した分析フィルタ111の逆変換に相当するフィルタ処理を施すM個の合成フィルタ132と、各合成フィルタ111の出力信号を加算して、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号として出力する加算器133により構成されている。   The band synthesizing unit 130 synthesizes the subband signals obtained from the embedding units 120-0 and 120-1 and the subband signals of other bands output from the band dividing unit 110, and embeds digital watermark information. Output as a carrier signal. The band synthesis unit 130 is, for example, a synthesis filter bank. As illustrated in FIG. 3B, the synthesis filter bank includes an upsampler 131 that inserts M−1 zero samples between each sample of the subband signals for each of the subband signals having M bands. The M synthesis filters 132 that perform filter processing corresponding to the inverse transformation of the analysis filter 111 corresponding to each of the output signals of each upsampler 131 and the output signals of the respective synthesis filters 111 are added together to obtain a digital watermark. The adder 133 outputs a carrier signal in which information is embedded.

本実施形態の特徴は、変調信号生成部150が埋め込み部120−1および120−0に供給する2相の変調信号m1およびm0がシンボルの開始点を示す同期信号成分を含む点にある。図4は、本実施形態における変調信号m1およびm0の波形を例示するものである。図4に示す例において、変調信号m1およびm0は、1シンボルフレームを1周期とする矩形波信号である。図4に示すように、ビット“0”に対応した変調信号m1およびm0の組と、ビット“1”に対応した変調信号m1およびm0の組は、1シンボルフレーム内の共通の相対時刻に共通の特徴を有している。すなわち、シンボルフレームの開始点において現れる変調信号m1の立ち上がりエッジと変調信号m0の立ち下がりエッジの組である。従って、符号化器140からシンボルが順次与えられるのに応じて、変調信号生成部150が各シンボルに対応した変調信号m1およびm0を連続的に出力した場合、変調信号m1およびm0には、各シンボルフレームの共通の相対時刻(この例ではシンボルフレームの開始タイミング)において、変調信号m1の立ち上がりエッジと変調信号m0の立ち下がりエッジの組という共通の特徴が現れる。本実施形態では、この各シンボルフレームの共通の相対時刻に現れる変調信号m1およびm0のシンボル間に共通の特徴が同期信号成分としての役割を果たす。   A feature of the present embodiment is that the two-phase modulation signals m1 and m0 supplied to the embedding units 120-1 and 120-0 by the modulation signal generation unit 150 include a synchronization signal component indicating a symbol start point. FIG. 4 illustrates the waveforms of the modulation signals m1 and m0 in the present embodiment. In the example shown in FIG. 4, the modulation signals m1 and m0 are rectangular wave signals with one symbol frame as one cycle. As shown in FIG. 4, a set of modulation signals m1 and m0 corresponding to bit “0” and a set of modulation signals m1 and m0 corresponding to bit “1” are common at a common relative time in one symbol frame. It has the characteristics. That is, it is a set of a rising edge of the modulation signal m1 and a falling edge of the modulation signal m0 that appear at the start point of the symbol frame. Therefore, when the modulation signal generation unit 150 continuously outputs the modulation signals m1 and m0 corresponding to each symbol in response to the symbols sequentially supplied from the encoder 140, the modulation signals m1 and m0 At the common relative time of the symbol frame (in this example, the start timing of the symbol frame), a common feature of a set of a rising edge of the modulation signal m1 and a falling edge of the modulation signal m0 appears. In the present embodiment, a common feature between the symbols of the modulation signals m1 and m0 appearing at the common relative time of each symbol frame plays a role as a synchronization signal component.

また、本実施形態において、変調信号m1およびm0は、1シンボルフレームの途中の共通のタイミングにおいてレベル反転する。このレベル反転のタイミングの1シンボルフレーム内における位置がシンボルの種類を表す。さらに詳述すると、図4に示す例では、ビット“0”に対応した変調信号m1およびm0は、シンボルフレームの開始タイミングからシンボルフレーム長の25%が経過したタイミングにおいてレベル反転する。これに対し、ビット“1”に対応した変調信号m1およびm0は、シンボルフレームの開始タイミングからシンボルフレーム長の75%が経過したタイミングにおいてレベル反転する。
以上が図1に示す埋め込み装置100の詳細である。
In the present embodiment, the levels of the modulation signals m1 and m0 are inverted at a common timing in the middle of one symbol frame. The position of the level inversion timing in one symbol frame represents the symbol type. More specifically, in the example shown in FIG. 4, the levels of the modulation signals m1 and m0 corresponding to the bit “0” are inverted at the timing when 25% of the symbol frame length has elapsed from the start timing of the symbol frame. On the other hand, the levels of the modulation signals m1 and m0 corresponding to the bit “1” are inverted at the timing when 75% of the symbol frame length has elapsed from the start timing of the symbol frame.
The above is the details of the embedding device 100 shown in FIG.

次に図2を参照し、電子透かし情報の抽出装置200について説明する。図2に示すように、抽出装置200は、バッファ210と、読出制御部220と、帯域分割部230と、復調部240と、同期化制御部250と、シンボル判定部260と、復号器270とを有する。この抽出装置200の動作は同期化フェーズとシンボル抽出フェーズとに大別することができる。ここで、同期化フェーズとは、キャリア信号において電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込まれている埋め込み区間を検出し、埋め込み区間に同期した2つの埋め込み先サブバンド信号を帯域分割部220に出力させるタイミング制御を行うフェーズである。また、シンボル抽出フェーズとは、キャリア信号において同期化フェーズにより検出された埋め込み区間からシンボル列を抽出するフェーズである。抽出装置200の各部は、同期化フェーズとシンボル抽出フェーズとで動作が異なる場合がある。   Next, the digital watermark information extraction apparatus 200 will be described with reference to FIG. As illustrated in FIG. 2, the extraction device 200 includes a buffer 210, a read control unit 220, a band division unit 230, a demodulation unit 240, a synchronization control unit 250, a symbol determination unit 260, and a decoder 270. Have The operation of the extraction device 200 can be roughly divided into a synchronization phase and a symbol extraction phase. Here, the synchronization phase detects an embedded section in which a symbol string indicating digital watermark information is embedded in a carrier signal, and causes the band dividing unit 220 to output two embedded subband signals synchronized with the embedded section. This is the phase for timing control. The symbol extraction phase is a phase in which a symbol string is extracted from the embedded section detected by the synchronization phase in the carrier signal. Each part of the extraction device 200 may operate differently in the synchronization phase and the symbol extraction phase.

バッファ210は、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を過去一定期間分記憶する役割を果たす。前述した埋め込み装置100により電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号(オーディオ信号)は、例えば音として空気中に放音され、図示しない収音装置により収音され、音声波形の時系列サンプルであるキャリア信号となって、このバッファ210に書き込まれる。読出制御部220は、このバッファ210に記憶されたキャリア信号を読み出す装置である。   The buffer 210 plays a role of storing a carrier signal in which digital watermark information is embedded for a predetermined period of time. A carrier signal (audio signal) in which digital watermark information is embedded by the embedding device 100 described above is emitted into the air as, for example, sound, collected by a sound collecting device (not shown), and a carrier that is a time-series sample of a speech waveform. A signal is written into the buffer 210. The read control unit 220 is a device that reads the carrier signal stored in the buffer 210.

帯域分割部230は、埋め込み装置100の帯域分割部110と同じ構成を有しており、読出制御部220によってバッファ210から読み出されるキャリア信号のサンプル列に帯域分割を施し、M帯域分のサブバンド信号のサンプル列を出力する。   The band dividing unit 230 has the same configuration as the band dividing unit 110 of the embedding device 100, performs band division on the sample sequence of the carrier signal read from the buffer 210 by the read control unit 220, and subbands for M bands. Output a sample sequence of signals.

復調部240は、このM帯域分のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先である2つの埋め込み先サブバンド信号を選択し、この2つの埋め込み先サブバンド信号に復調処理を施す装置である。この復調部240において、包絡検出部241および242は、例えばローパスフィルタであり、2つの埋め込み先サブバンド信号の各々の振幅包絡成分を検出し、各振幅包絡成分のサンプル列を各々出力する。除算部243は、包絡検出部241が出力する振幅包絡成分の各サンプルを、包絡検出部242が出力する振幅包絡成分の各サンプルによって除算し、除算結果を示す各サンプルを出力する。対数変換部244は、除算部243が出力する除算結果のサンプルの対数を求め、復調結果信号として出力する。   The demodulator 240 selects two embedding destination subband signals, which are embedding destinations of symbol strings indicating digital watermark information, from the M band subband signals, and performs demodulation processing on the two embedding destination subband signals. It is a device to apply. In this demodulator 240, the envelope detectors 241 and 242 are, for example, low-pass filters, detect the amplitude envelope components of the two embedding destination subband signals, and output sample sequences of the respective amplitude envelope components. The division unit 243 divides each sample of the amplitude envelope component output from the envelope detection unit 241 by each sample of the amplitude envelope component output from the envelope detection unit 242 and outputs each sample indicating the division result. The logarithmic conversion unit 244 calculates the logarithm of the sample of the division result output from the division unit 243 and outputs it as a demodulation result signal.

ここで、帯域分割部230から復調部240に与えられる2つの埋め込み先サブバンド信号は隣接する帯域のものであるため、包絡検出部241および242から出力される各振幅包絡成分のサンプル列は、変調信号m1およびm0による変調がなければ互いに近似した内容になる。従って、抽出装置100の動作が埋め込み装置100の動作に同期している場合、復調部240から得られる復調結果信号は、理想的には埋め込み装置100においてシンボルの埋め込みのために発生された変調信号m1またはm0の一方(この例では変調信号m1)と同じ波形を持った信号となる。ここで、「抽出装置100の動作が埋め込み装置100の動作に同期している」とは、次の2つの条件が満たされていることを意味する。第1の条件は、帯域分割部230から出力される埋め込み先サブバンド信号がシンボル列を示す変調信号m1またはm0により変調された区間のものであるという条件である。第2の条件は、例えば埋め込み装置100の帯域分割部110および抽出装置200の帯域分割部230が前掲図3(a)に示すような分析フィルタバンクである場合、埋め込み装置100におけるダウンサンプラ112が埋め込み先サブバンド信号として出力したサンプルと同じタイミングのサンプルを抽出装置200におけるダウンサンプラ112が埋め込み先サブバンド信号として出力するように、抽出装置200におけるダウンサンプラ112のサンプリングタイミングが制御されているという条件である。   Here, since the two embedding destination subband signals given from the band dividing unit 230 to the demodulating unit 240 are in adjacent bands, the sample sequences of the amplitude envelope components output from the envelope detection units 241 and 242 are as follows: If there is no modulation by the modulation signals m1 and m0, the contents are approximate to each other. Therefore, when the operation of the extraction device 100 is synchronized with the operation of the embedding device 100, the demodulation result signal obtained from the demodulation unit 240 is ideally a modulation signal generated for embedding symbols in the embedding device 100. The signal has the same waveform as one of m1 or m0 (modulated signal m1 in this example). Here, “the operation of the extraction device 100 is synchronized with the operation of the embedding device 100” means that the following two conditions are satisfied. The first condition is that the embedding destination subband signal output from the band dividing unit 230 is in a section modulated by the modulation signal m1 or m0 indicating the symbol string. For example, when the band dividing unit 110 of the embedding device 100 and the band dividing unit 230 of the extracting device 200 are analysis filter banks as shown in FIG. The sampling timing of the downsampler 112 in the extraction device 200 is controlled so that the downsampler 112 in the extraction device 200 outputs a sample at the same timing as the sample output as the embedding destination subband signal. It is a condition.

同期化制御部250は、同期化フェーズにおいて、キャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間を検出する装置である。本実施形態では、キャリア信号が受信され、キャリア信号のバッファ210への書き込みが開始されたとき、抽出装置200は同期化フェーズの動作を開始する。この同期化フェーズでは、バッファ210に書き込まれたキャリア信号は、直ちに読出制御部220によって読み出され、帯域分割部230の処理対象となる。この間、同期化制御部250は、M個のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となっている2つの埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号を帯域分割部230から取得し、この取得した信号からシンボル列の埋め込み区間を示す同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理を実行し、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、埋め込み区間の2つの埋め込み先サブバンド信号を帯域分割部230に出力させるタイミング制御を行う。埋め込み装置100における帯域分割部110および抽出装置200における帯域分割部230がいずれも前掲図3(a)に示すような分析フィルタバンクである態様では、この同期化制御部250の処理内容は次のようなものとなる。すなわち、同期化制御部250は、帯域分割部230である分析フィルタバンクにおいて、2つの埋め込み先サブバンド信号を各々出力する2つのダウンサンプラ112の前段の2つの分析フィルタ111の出力信号から同期信号成分を抽出することにより、2つの分析フィルタ111の出力信号におけるシンボル列の埋め込み区間の開始点を求め、2つの分析フィルタ111の後段の2つのダウンサンプラ112が2つの分析フィルタ111の出力信号における埋め込み区間の開始点のサンプルを選択して出力するように2つのダウンサンプラ112のサンプリングタイミングを制御するのである。   The synchronization control unit 250 is a device that detects a symbol string embedding interval in a carrier signal in a synchronization phase. In this embodiment, when the carrier signal is received and the writing of the carrier signal to the buffer 210 is started, the extraction device 200 starts the operation of the synchronization phase. In this synchronization phase, the carrier signal written in the buffer 210 is immediately read out by the read control unit 220 and is processed by the band dividing unit 230. During this time, the synchronization control unit 250 generates a signal generated in the process of generating two embedding destination subband signals, which are embedding destinations of symbol sequences indicating digital watermark information, from the M subband signals. And executing a synchronization signal component extraction process for extracting a synchronization signal component indicating a symbol string embedding interval from the acquired signal, and based on the result of the synchronization signal component extraction process, two embedding destinations of the embedding interval Timing control for outputting the subband signal to the band dividing unit 230 is performed. In the aspect in which the band dividing unit 110 in the embedding device 100 and the band dividing unit 230 in the extracting device 200 are both analysis filter banks as shown in FIG. 3A, the processing content of the synchronization control unit 250 is as follows. It will be like that. That is, in the analysis filter bank that is the band dividing unit 230, the synchronization control unit 250 generates a synchronization signal from the output signals of the two analysis filters 111 in the previous stage of the two downsamplers 112 that output the two embedding destination subband signals, respectively. By extracting the components, the start point of the symbol string embedding interval in the output signals of the two analysis filters 111 is obtained, and the two downsamplers 112 subsequent to the two analysis filters 111 are used in the output signals of the two analysis filters 111. The sampling timing of the two downsamplers 112 is controlled so that the sample at the start point of the embedding interval is selected and output.

ここで、図5を参照し、この同期化制御部250が行う処理の意味について説明する。図5(a)は、埋め込み装置100に与えられるキャリア信号のサンプル列を、図5(b)は埋め込み装置100の帯域分割部110内の分析フィルタ111が出力するサンプル列を、図5(c)は埋め込み装置100の帯域分割部110が出力する埋め込み先サブバンド信号のサンプル列を示している。この例では、M=8であり、ダウンサンプラ112は、分析フィルタ111が出力するサンプルを8個に1個の割合で選択し、埋め込み先サブバンド信号として出力している。また、図5(d)は、振幅変調処理を経た埋め込み先サブバンド信号を示しており、白丸はLレベルの変調信号により変調されたサンプル、黒丸はHレベルの変調信号により変調されたサンプルを示す。そして、図5(e)は、帯域合成部130である前掲図3(b)の合成フィルタバンクにおいて、振幅変調処理を経た埋め込み先サブバンド信号をアップサンプラ131を介して受け取る合成フィルタ132の出力信号のサンプル列を示す。なお、図5(b)〜(e)では、図面が煩雑になるのを防止するため、埋め込み装置100において2つの埋め込み先サブバンド信号のうちの一方(例えば埋め込み部120−1へ供給される埋め込み先サブバンド信号)に関連した信号の波形のみを図示している。図5(f)は抽出装置200に与えられるキャリア信号を、図5(g)は抽出装置200の帯域分割部230内の分析フィルタ111が出力するサンプル列を示している。また、図5(h)および(i)は帯域分割部230が出力する埋め込み先サブバンド信号のサンプル列を示すものであり、図5(h)は同期化制御部250の処理が行われる前の埋め込み先サブバンド信号のサンプル列を、図5(i)は同期化制御部250の処理を経て埋め込み区間に同期した状態となった埋め込み先サブバンド信号のサンプル列を各々示している。なお、図5(g)〜(i)では、図面が煩雑になるのを防止するため、2つの埋め込み先サブバンド信号のうちの一方(例えば包絡検出部241に供給される埋め込み先サブバンド信号)に関連した信号の波形のみを図示している。   Here, the meaning of the processing performed by the synchronization control unit 250 will be described with reference to FIG. 5A shows a sample sequence of a carrier signal given to the embedding device 100, FIG. 5B shows a sample sequence output by the analysis filter 111 in the band dividing unit 110 of the embedding device 100, and FIG. ) Shows a sample sequence of the embedding destination subband signal output from the band dividing unit 110 of the embedding device 100. In this example, M = 8, and the down sampler 112 selects the samples output from the analysis filter 111 at a rate of 1 out of 8 samples, and outputs it as an embedding destination subband signal. FIG. 5D shows an embedding subband signal that has undergone amplitude modulation processing. The white circle is a sample modulated by an L level modulation signal, and the black circle is a sample modulated by an H level modulation signal. Show. FIG. 5E shows the output of the synthesis filter 132 that receives the embedded subband signal that has undergone the amplitude modulation processing through the upsampler 131 in the synthesis filter bank of FIG. A sample sequence of signals is shown. 5B to 5E, one of the two embedding destination subband signals (for example, supplied to the embedding unit 120-1) is used in the embedding device 100 in order to prevent the drawing from becoming complicated. Only the waveform of the signal related to the embedded subband signal) is shown. FIG. 5 (f) shows a carrier signal given to the extraction device 200, and FIG. 5 (g) shows a sample string output by the analysis filter 111 in the band dividing unit 230 of the extraction device 200. 5 (h) and 5 (i) show a sample string of the embedding destination subband signal output from the band dividing unit 230, and FIG. 5 (h) shows before the processing of the synchronization control unit 250 is performed. FIG. 5 (i) shows the sample sequence of the embedding destination subband signal that has been synchronized with the embedding interval through the processing of the synchronization control unit 250, respectively. In FIGS. 5G to 5I, one of the two embedding destination subband signals (for example, the embedding destination subband signal supplied to the envelope detection unit 241) is used to prevent the drawing from becoming complicated. Only the waveform of the signal related to) is illustrated.

本実施形態において、抽出装置200は埋め込み装置100とは全く非同期に動作する。従って、抽出装置200の帯域分割部230内のダウンサンプラ112が分析フィルタ111から出力されるサンプル列の中から埋め込み先サブバンド信号のサンプルとして選択して出力するものと、埋め込み装置100の帯域分割部110内のダウンサンプラ112が埋め込み先サブバンド信号のサンプルとして出力するサンプルとが一致する保証はなく、一般的には、図5(h)に示すように、両サンプルは異なったものとなる。そこで、本実施形態において同期化制御部250は、2つの埋め込み先サブバンド信号を出力する2つのダウンサンプラ112の前段の2つの分析フィルタ111の出力信号のサンプル列(そのうちの一方は図5(g)を参照)を監視し、包絡検出部241に送られる埋め込み先サブバンド信号に対応したものに立ち上がりエッジが発生すると同時に包絡検出部242に送られる埋め込み先サブバンド信号に対応したものに立ち下がりエッジが発生するのを最初に検出したとき(図5(g)では白丸から黒丸への変化点)、その立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの発生点をシンボル列の埋め込み区間の開始点とし、帯域分割部230内のダウンサンプラ112がこの埋め込み区間の開始点のサンプルを選択して出力するように2つのダウンサンプラ112のサンプリングタイミングを制御する。また、同期化制御部250は、上記立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの発生点に基づいて、バッファ210内のキャリア信号のサンプルのうちシンボル列の埋め込み区間の開始点のものを求める。以上の処理が終わると、抽出装置200の動作はシンボル抽出フェーズとなる。   In the present embodiment, the extraction device 200 operates completely asynchronously with the embedding device 100. Therefore, the downsampler 112 in the band dividing unit 230 of the extraction apparatus 200 selects and outputs as a sample of the embedding destination subband signal from the sample sequence output from the analysis filter 111, and the band division of the embedding apparatus 100. There is no guarantee that the sample output by the downsampler 112 in the unit 110 as the sample of the subband signal to be embedded matches, and in general, the two samples are different as shown in FIG. . Therefore, in the present embodiment, the synchronization control unit 250 outputs a sample string of output signals of the two analysis filters 111 in the preceding stage of the two downsamplers 112 that output the two embedded subband signals (one of which is shown in FIG. g)) is monitored and a rising edge is generated in the signal corresponding to the embedded subband signal sent to the envelope detector 241 and the signal corresponding to the embedded subband signal sent to the envelope detector 242 is detected at the same time. When the occurrence of a falling edge is first detected (the change point from a white circle to a black circle in FIG. 5G), the generation point of the rising edge and the falling edge is set as the start point of the symbol string embedding interval, and the band Two downsamplers 112 in the dividing unit 230 select and output a sample at the start point of the embedding interval. Controlling the sampling timing of the sampler 112. Also, the synchronization control unit 250 obtains the start point of the symbol string embedding interval from among the carrier signal samples in the buffer 210 based on the rising edge and falling edge occurrence points. When the above processing is completed, the operation of the extraction apparatus 200 is the symbol extraction phase.

シンボル抽出フェーズにおいて、同期化制御部250は、同期化フェーズにおいて求めた埋め込み区間の開始点のサンプルから始まるキャリア信号のサンプル列を読出制御部220にバッファ210から読み出させ、この埋め込み区間のキャリア信号の処理を帯域分割部230、復調部240およびシンボル判定部260に行わせる。このとき、帯域分割部230内のダウンサンプラ112は、帯域分割部230内の分析フィルタ111が出力するサンプル列のうち、埋め込み装置100の帯域分割部110内のダウンサンプラ112が埋め込み先サブバンド信号のサンプルとして選択したものと同じタイミングのサンプルを埋め込み先サブバンド信号のサンプルとして選択するようになっている(図5(c)(d)および(i)参照)。   In the symbol extraction phase, the synchronization control unit 250 causes the read control unit 220 to read the sample sequence of the carrier signal starting from the sample at the start point of the embedding interval obtained in the synchronization phase from the buffer 210, and the carrier in this embedding interval. The signal is processed by the band division unit 230, the demodulation unit 240, and the symbol determination unit 260. At this time, the downsampler 112 in the band dividing unit 230 includes the embedding destination subband signal out of the sample sequence output from the analysis filter 111 in the band dividing unit 230. A sample having the same timing as the selected sample is selected as a sample of the sub-band signal to be embedded (see FIGS. 5C, 5D, and 5I).

シンボル判定部260は、抽出フェーズにおいて、復調結果信号から電子透かし情報を示すシンボル列を抽出する装置である。さらに詳述すると、このシンボル判定部260は、抽出フェーズにおいて、復調部240から出力される復調結果信号をシンボルフレーム長の区間に区切り、各区間毎に、復調結果信号が示すシンボルの種類を判定する。このシンボルの種類の判定方法として、復調結果信号に現れるレベル反転のタイミングのシンボルフレーム内での位置を求め、この位置がシンボルフレームの前半にあるか後半にあるかによりシンボルがビット“0”であるかビット“1”であるかを判定する方法も考えられる。しかし、復調結果信号はノイズを含むので、この方法により正確なシンボルの判定を行うのは困難である。そこで、本実施形態では、1シンボルフレーム内における復調結果信号の時間積分値を求め、この時間積分値を、復調結果信号が所定の最大値を常時維持した場合における1シンボルフレーム内の復調結果信号の時間積分値によって除算することによりデューティ比を算出し、このデューティ比が50%よりも低いか高いかにより、復調結果信号が示すシンボルがビット“0”であるかビット“1”であるかを判定する。そして、復号器270は、このシンボル判定部260によって判定された一連のシンボルを電子透かし情報に変換する。
以上が本実施形態の詳細である。
The symbol determination unit 260 is a device that extracts a symbol string indicating digital watermark information from the demodulation result signal in the extraction phase. More specifically, the symbol determination unit 260 divides the demodulation result signal output from the demodulation unit 240 into symbol frame length sections in the extraction phase, and determines the type of symbol indicated by the demodulation result signal for each section. To do. As a determination method of the symbol type, the position in the symbol frame of the level inversion timing appearing in the demodulation result signal is obtained, and the symbol is bit “0” depending on whether the position is in the first half or the second half of the symbol frame. A method of determining whether the bit is “1” or not is also conceivable. However, since the demodulation result signal includes noise, it is difficult to accurately determine a symbol by this method. Therefore, in this embodiment, the time integration value of the demodulation result signal in one symbol frame is obtained, and this time integration value is used as the demodulation result signal in one symbol frame when the demodulation result signal always maintains a predetermined maximum value. The duty ratio is calculated by dividing by the time integral value of, and whether the symbol indicated by the demodulation result signal is bit “0” or bit “1” depending on whether this duty ratio is lower or higher than 50% Determine. Then, the decoder 270 converts the series of symbols determined by the symbol determination unit 260 into digital watermark information.
The above is the details of the present embodiment.

本実施形態によれば、シンボルを示す変調信号自体がシンボルの開始点を示す同期信号成分を含んでいるので、抽出装置200側では、埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号から同期信号成分に対応した成分を検出することにより、キャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間を特定するとともに帯域分割部230の動作をシンボル列の埋め込み区間に同期させ、直ちにキャリア信号からシンボル列を抽出する処理を開始することができる。従って、本実施形態によれば、抽出装置200側においてキャリア信号が受信されてからシンボル列が抽出されるまでの時間を短くすることができるという効果がある。また、シンボル列の埋め込み区間を求めるための演算量が少なくて済むので、抽出装置200を小規模なものにすることができる。また、本実施形態によれば、シンボル埋め込みのための変調信号として、特許文献1に開示されているような正弦波ではなく、2相の矩形波を採用している。そして、本実施形態において2相の変調信号として採用している2相の矩形波は、シンボルの開始を示すタイミングに立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組を有しており、これが同期信号成分としての役割を果たす。従って、本実施形態によれば、変調信号波形が正弦波等である場合に比べて、抽出装置200側における埋め込み区間の検出の時間精度を高めることができる。   According to the present embodiment, since the modulation signal itself indicating the symbol includes the synchronization signal component indicating the start point of the symbol, the extraction device 200 side generates the synchronization signal from the signal generated in the generation process of the embedding destination subband signal. By detecting the component corresponding to the component, the process of identifying the symbol string embedding interval in the carrier signal, synchronizing the operation of the band dividing unit 230 with the symbol string embedding interval, and immediately extracting the symbol string from the carrier signal. Can start. Therefore, according to the present embodiment, there is an effect that it is possible to shorten the time from the reception of the carrier signal on the extraction apparatus 200 side to the extraction of the symbol string. In addition, since the amount of calculation for obtaining the symbol string embedding interval is small, the extraction device 200 can be made small. Further, according to the present embodiment, a two-phase rectangular wave is employed as a modulation signal for symbol embedding instead of a sine wave as disclosed in Patent Document 1. The two-phase rectangular wave employed as the two-phase modulation signal in this embodiment has a pair of rising edge and falling edge at the timing indicating the start of the symbol, and this is a sync signal component. Play a role. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve the time accuracy of detection of the embedded section on the extraction device 200 side as compared with the case where the modulation signal waveform is a sine wave or the like.

<他の実施形態>
以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明には、他にも各種の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
<Other embodiments>
Although one embodiment of the present invention has been described above, various other embodiments are conceivable for the present invention. For example:

(1)変調信号生成部150が生成する変調信号m1およびm0には、図6(a)〜(e)に例示するように、各種の態様が考えられる。図6(a)に示すものは、上記実施形態において変調信号生成部150が生成した変調信号m1およびm0である。これは他との対比のために掲げた。 (1) Various modes can be considered for the modulation signals m1 and m0 generated by the modulation signal generation unit 150, as illustrated in FIGS. 6A shows the modulation signals m1 and m0 generated by the modulation signal generation unit 150 in the above embodiment. This is listed for comparison with others.

図6(b)に示す変調信号m1およびm0は、ほぼ逆相関係にあるが、両者の間に微妙に位相ずれがあり、変調信号m1の立ち上がりエッジ(立ち下がりエッジ)から極短い時間だけ遅れて変調信号m0が立ち下がる(立ち上がる)。この態様においても、上記実施形態と同様な効果が得られる。また、この態様によれば、時間軸上において変調信号m1およびm0のエッジが揃っていないので、シンボル列の埋め込まれたキャリア信号が音として放音されたときの聴感への影響を緩和できることが期待される。   The modulation signals m1 and m0 shown in FIG. 6B are almost in reverse phase, but there is a slight phase shift between them, and a delay of a very short time from the rising edge (falling edge) of the modulation signal m1. As a result, the modulation signal m0 falls (rises). Also in this aspect, the same effect as the above embodiment can be obtained. Further, according to this aspect, since the edges of the modulation signals m1 and m0 are not aligned on the time axis, it is possible to reduce the influence on the audibility when the carrier signal in which the symbol string is embedded is emitted as sound. Be expected.

図6(c)に示す変調信号m1およびm0は、シンボルフレームの開始点に鋭い立ち上がりエッジおよび鋭い立ち下がりエッジを有しているが、シンボルフレームの途中では、緩やかなスロープを描いてレベル反転している。シンボルフレームの開始点におけるエッジは、同期信号成分としての役割を果たすものであるため、埋め込み区間の検出精度を高めるためにも、時間軸上において局所的であることが求められる。従って、シンボルフレームの開始点におけるエッジは鋭いエッジとなっている。これに対し、シンボルフレームの途中のレベル反転の位置は、1シンボルフレーム内においてビット“1”とビット“0”を表現し分ける程度の精度があれば足りる。そこで、この態様では、シンボルフレームの途中でのレベル反転は緩やかなスロープを描いて行わせ、シンボル列の埋め込まれたキャリア信号が音として放音されたときの聴感への影響の緩和を図っているのである。   The modulation signals m1 and m0 shown in FIG. 6 (c) have a sharp rising edge and a sharp falling edge at the start point of the symbol frame, but the level is inverted by drawing a gentle slope in the middle of the symbol frame. ing. Since the edge at the start point of the symbol frame plays a role as a synchronization signal component, it is required to be local on the time axis in order to improve the detection accuracy of the embedded section. Therefore, the edge at the start point of the symbol frame is a sharp edge. On the other hand, the level reversal position in the middle of the symbol frame only needs to be accurate enough to express bit “1” and bit “0” in one symbol frame. Therefore, in this aspect, level inversion in the middle of the symbol frame is performed by drawing a gentle slope so as to mitigate the effect on hearing when the carrier signal in which the symbol string is embedded is emitted as sound. It is.

図6(d)に示す態様では、同期信号成分としての役割を果たす変調信号m1の立ち上がりエッジおよび変調信号m0の立ち下がりエッジがシンボルフレームの開始タイミングから所定の遅延時間を経て発生している。この態様では、同期化フェーズにおいて、帯域分割部230から取得した信号に立ち上がりエッジ(同期信号成分に対応した成分)が現れたとき、同期化制御部250は、この立ち上がりエッジの検出点から上記遅延時間相当分だけ遡った時点を埋め込み区間の開始点とし、抽出フェーズでの処理に移行する。   In the aspect shown in FIG. 6D, the rising edge of the modulation signal m1 and the falling edge of the modulation signal m0 that play the role of the synchronization signal component are generated after a predetermined delay time from the start timing of the symbol frame. In this aspect, when a rising edge (a component corresponding to the synchronization signal component) appears in the signal acquired from the band dividing unit 230 in the synchronization phase, the synchronization control unit 250 performs the delay from the detection point of the rising edge. The point in time that is back by the amount equivalent to the time is set as the start point of the embedded section, and the process proceeds to the extraction phase.

(2)シンボル列の埋め込み区間の検出をより正確なものにするために、埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号から同期信号成分が複数回に亙って検出され、かつ、それらの間隔がシンボルフレームに相当する長さであることが確認されたときに、最初の同期信号成分の検出位置をシンボル列の埋め込み区間の開始点と判断するようにしてもよい。 (2) In order to make the detection of the symbol string embedding interval more accurate, the synchronization signal component is detected over a plurality of times from the signal generated in the generation process of the embedding destination subband signal, and When it is confirmed that the interval has a length corresponding to the symbol frame, the detection position of the first synchronization signal component may be determined as the start point of the symbol string embedding interval.

(3)上記実施形態において、抽出装置200では、ダウンサンプラ112の前段の分析フィルタ111が出力するサンプル列をエッジ検出の対象にしたが、エッジ検出の時間精度に関する要求が厳しくない場合には、ダウンサンプラ112に通常のダウンサンプリング比M(抽出フェーズにおけるダウンサンプリング比)よりも小さなダウンサンプリング比Mでのダウンサンプリングを行わせ、この結果得られるサブバンド信号(抽出フェーズにおいて帯域分割部230から出力されるサブバンド信号よりもサンプルレートの低いサブバンド信号)をエッジ検出の対象としてもよい。 (3) In the above embodiment, in the extraction apparatus 200, the sample sequence output from the analysis filter 111 in the preceding stage of the downsampler 112 is subjected to edge detection. However, when the requirements regarding the time accuracy of edge detection are not strict, The downsampler 112 performs downsampling at a downsampling ratio M smaller than the normal downsampling ratio M (downsampling ratio in the extraction phase), and the subband signal obtained as a result (output from the band dividing unit 230 in the extraction phase) The subband signal having a lower sample rate than the subband signal to be detected) may be the object of edge detection.

(4)上記実施形態において同期化制御部250は、帯域分割部230である分析フィルタバンクにおいて、2相の埋め込み先サブバンド信号を出力する各ダウンサンプラ112の前段の各分析フィルタ111の各出力信号に立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを検出した。しかし、このようにする代わりに、次の処理を同期化制御部250に行わせるようにしてもよい。まず、同期化制御部250は、帯域分割部230から出力される2相の埋め込み先サブバンド信号あるいは包絡検出部241および242から出力される2相の埋め込み先サブバンド信号の包絡成分を監視し、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを検出する。そして、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組を検出した場合にその検出箇所に対応したキャリア信号のサンプルを求め、このサンプルよりも所定サンプル数だけ前に読み出し開始位置を設定して、バッファ210からのサンプルの読み出しおよびサンプルの帯域分割部230への供給を開始する。そして、この段階では、同期化制御部250は、上記実施形態と同様、帯域分割部230内において、2相の埋め込み先サブバンド信号を出力する各ダウンサンプラ112の前段の各分析フィルタ111の各出力信号に立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを検出し、その検出点をシンボル列の埋め込み区間の開始点として特定するのである。この態様において、同期化制御部250が埋め込み区間の開始点を求めるために監視する埋め込み先サブバンド信号のサンプル数と分析フィルタ111の出力信号のサンプル数との総和は、上記実施形態において同期化制御部250が埋め込み区間の開始点を求めるために監視する分析フィルタ111の出力信号のサンプル数よりも少なくなる。従って、同期化制御部250の演算量を減らすことができる。 (4) In the above-described embodiment, the synchronization control unit 250 outputs each output of each analysis filter 111 in the previous stage of each downsampler 112 that outputs a two-phase embedded subband signal in the analysis filter bank that is the band dividing unit 230. It was detected that a pair of rising and falling edges appeared in the signal. However, instead of doing this, the synchronization control unit 250 may perform the following processing. First, the synchronization control unit 250 monitors the envelope component of the two-phase embedding subband signal output from the band dividing unit 230 or the two-phase embedding subband signal output from the envelope detection units 241 and 242. , A pair of rising and falling edges is detected. Then, when a pair of rising edge and falling edge is detected, a sample of the carrier signal corresponding to the detected position is obtained, and a reading start position is set a predetermined number of samples before this sample, Reading of the sample and supply of the sample to the band dividing unit 230 are started. At this stage, the synchronization control unit 250, in the band dividing unit 230, outputs each of the analysis filters 111 in the preceding stage of each downsampler 112 that outputs a two-phase embedded subband signal, as in the above embodiment. It is detected that a pair of rising and falling edges appears in the output signal, and that detection point is specified as the start point of the symbol string embedding interval. In this aspect, the sum of the number of samples of the embedding destination subband signal and the number of samples of the output signal of the analysis filter 111 monitored by the synchronization control unit 250 to obtain the start point of the embedding interval is synchronized in the above embodiment. This is smaller than the number of samples of the output signal of the analysis filter 111 monitored by the control unit 250 to obtain the start point of the embedding interval. Therefore, the calculation amount of the synchronization control unit 250 can be reduced.

(5)上記実施形態では、帯域分割部110および230を分析フィルタバンクにより構成し、帯域合成部130を合成フィルタバンクにより構成した。しかし、帯域分割部110および230としてFFTにより帯域分割を行うものを採用し、帯域合成部130として逆FFTにより帯域合成を行うものを採用してもよい。以下、図7を参照し、この態様の動作例を説明する。 (5) In the above embodiment, the band dividing units 110 and 230 are configured by the analysis filter bank, and the band synthesis unit 130 is configured by the synthesis filter bank. However, the band dividing units 110 and 230 may be those that perform band division by FFT, and the band synthesizing unit 130 may be one that performs band synthesis by inverse FFT. Hereinafter, an operation example of this aspect will be described with reference to FIG.

この態様において、埋め込み装置100の帯域分割部110は、例えば次のようにしてキャリア信号の帯域分割を行う。まず、帯域分割部110は、キャリア信号のサンプル列を所定個数のサンプルからなる複数のブロックに区切る。ここで、1ブロック当たりのサンプル数をN個とした場合、例えば、N/2サンプルずつ位相がずれ、時間軸上において互いにオーバラップしたブロックに分割することが好ましい。次に、帯域分割部110は、分割したブロック毎に、所定の窓関数を乗算し、この窓関数乗算後のブロックのサンプル列にFFTを施し、複数の帯域に各々対応した複数のスペクトル係数を算出する。これらの各スペクトル係数がサブバンド信号となる。埋め込み装置100では、これらのサブバンド信号のうちの2つの帯域のサブバンド信号がシンボル列を示す変調信号を用いた振幅変調の対象となる。図7の上段に示すサブバンド信号のサンプル列において、最後の2行のサブバンド信号が埋め込み先サブバンド信号であり、白丸はLレベルの変調信号により変調されたサンプル、黒丸はHレベルの変調信号により変調されたサンプルである。この変調を受けたサブバンド信号と他のサブバンド信号が逆FFTが施された後に合成され、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号として抽出装置200に供給される。   In this aspect, the band dividing unit 110 of the embedding device 100 performs band division of the carrier signal, for example, as follows. First, the band dividing unit 110 divides the sample sequence of the carrier signal into a plurality of blocks including a predetermined number of samples. Here, when the number of samples per block is N, for example, it is preferable to divide the blocks into blocks that are out of phase by N / 2 samples and overlap each other on the time axis. Next, the band dividing unit 110 multiplies each divided block by a predetermined window function, performs FFT on the sample sequence of the block after the window function multiplication, and obtains a plurality of spectral coefficients respectively corresponding to a plurality of bands. calculate. Each of these spectral coefficients becomes a subband signal. In the embedding device 100, subband signals in two bands among these subband signals are subjected to amplitude modulation using a modulation signal indicating a symbol string. In the sample row of subband signals shown in the upper part of FIG. 7, the last two rows of subband signals are embedding destination subband signals, white circles are samples modulated by L level modulation signals, and black circles are H level modulations. A sample modulated by the signal. The modulated subband signal and other subband signals are combined after being subjected to inverse FFT, and supplied to the extraction apparatus 200 as a carrier signal in which digital watermark information is embedded.

ここで、抽出装置200側において、シンボル列を示す変調信号をキャリア信号から正常に取り出すためには、キャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間の開始点が特定されることに加えて、埋め込み装置100の帯域分割部110がキャリア信号を複数のブロックに区切った区切り位置と同じかそれに極めて近い区切り位置において、キャリア信号を複数のブロックに区切るように、帯域分割部230のタイミング制御が行われなければならない。そこで、同期化フェーズにおいて帯域分割部230は、同期化制御部250による制御の下、埋め込み装置100の帯域分割部110がキャリア信号を複数のブロックに区切るときのブロック間の位相差よりも、ブロック間の位相差を小さくして、キャリア信号を複数のブロックに区分し、ブロック毎に窓関数の乗算およびFFTを行ってサブバンド信号への分割を行う。図7に示す例では、ブロックサイズがNサンプルである場合において、帯域分割部220は、キャリア信号をN/8サンプルずつ位相がずれたブロックに区分し、ブロック毎に窓関数の乗算およびFFTを行ってサブバンド信号を生成している。   Here, in order to correctly extract the modulation signal indicating the symbol sequence from the carrier signal on the extraction device 200 side, in addition to specifying the start point of the symbol string embedding interval in the carrier signal, Timing control of the band dividing unit 230 must be performed so that the band dividing unit 110 divides the carrier signal into a plurality of blocks at a dividing position that is the same as or very close to the dividing position where the carrier signal is divided into a plurality of blocks. . Therefore, in the synchronization phase, the band dividing unit 230 is controlled by the control by the synchronization control unit 250, rather than the phase difference between the blocks when the band dividing unit 110 of the embedding device 100 divides the carrier signal into a plurality of blocks. The carrier signal is divided into a plurality of blocks by reducing the phase difference between them, and division into subband signals is performed for each block by performing multiplication of the window function and FFT. In the example illustrated in FIG. 7, when the block size is N samples, the band dividing unit 220 divides the carrier signal into blocks whose phases are shifted by N / 8 samples, and performs multiplication of the window function and FFT for each block. To generate subband signals.

この間、同期化制御部250は、帯域分割部230から出力されるサブバンド信号のうち2つの帯域の埋め込み先サブバンド信号の振幅包絡成分を監視し、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを検出する。そして、同期化制御部250は、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組の検出タイミングに基づいて、キャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間を特定するとともに、キャリア信号における適切なブロックの区切り位置を求める。例えば立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組がシンボルの開始点を示す場合、キャリア信号のブロック毎のFFTにおいて、立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの組に位置しているサブバンド信号のサンプル(図7に示す例では、白丸から黒丸への遷移と黒丸から白丸への遷移が起こっている区間内の遷移後の黒丸と白丸に相当する2個のサンプル)を算出するのに用いたブロックの開始点を埋め込み区間の開始点と判定する。そして、この埋め込み区間の開始点以降にN/2サンプル間隔で並んだ区切り位置を適切なブロックの区切り位置とする。   During this time, the synchronization control unit 250 monitors the amplitude envelope components of the embedding subband signals of the two bands among the subband signals output from the band dividing unit 230, and a pair of rising and falling edges appears. Is detected. Then, the synchronization control unit 250 specifies the symbol string embedding interval in the carrier signal based on the detection timing of the pair of rising edge and falling edge, and obtains an appropriate block delimiter position in the carrier signal. For example, when a pair of rising edge and falling edge indicates the starting point of a symbol, a sample of subband signals (shown in FIG. 7) located in the pair of rising edge and falling edge in FFT for each block of the carrier signal. In the example, the starting point of the block used to calculate the two samples corresponding to the black circle and the white circle after the transition in the section where the transition from the white circle to the black circle and the transition from the black circle to the white circle occurs is embedded. Determined as the start point of the section. Then, the delimiter positions arranged at N / 2 sample intervals after the start point of the embedding interval are set as appropriate block delimiter positions.

そして、抽出フェーズにおいて、同期化制御部250は、同期化フェーズにおいて求めたシンボル列の埋め込み区間のキャリア信号をバッファ210から帯域分割部230に供給させるとともに、同期化フェーズにおいて求めた適切な区切り位置においてキャリア信号をブロックに区切るように帯域分割部230のタイミング制御を行い、サブバンド信号からシンボル列を抽出させるのである。この抽出フェーズでは、帯域分割部230は、埋め込み装置100の帯域分割部110と同様、各々Nサンプルからなり、N/2サンプルずつ位相がずれて時間軸上においてオーバラップした複数のブロックに区分し、ブロック毎にサブバンド信号への分割を行う。これは、帯域分割部230から出力されるサブバンド信号のサンプルレートを減らし、復調部240やシンボル判定部260の演算量を減らすためである。   Then, in the extraction phase, the synchronization control unit 250 supplies the carrier signal in the embedded section of the symbol sequence obtained in the synchronization phase from the buffer 210 to the band dividing unit 230, and at the appropriate delimiter position obtained in the synchronization phase. Then, the timing of the band dividing unit 230 is controlled so that the carrier signal is divided into blocks, and a symbol string is extracted from the subband signal. In this extraction phase, the band dividing unit 230, like the band dividing unit 110 of the embedding device 100, is divided into a plurality of blocks each consisting of N samples, with phases shifted by N / 2 samples and overlapping on the time axis. Then, division into subband signals is performed for each block. This is to reduce the sample rate of the subband signal output from the band dividing unit 230 and reduce the calculation amount of the demodulation unit 240 and the symbol determination unit 260.

この態様にも、上記(4)の態様のような変形を加えてもよい。すなわち、抽出フェーズにおいて、埋め込み区間の大雑把な位置が分かるまでは、帯域分割部230は、キャリア信号をN/2サンプルずつ位相がずれて時間軸上においてオーバラップした複数のブロックに区分し、サブバンド信号への分割を行い、同期化制御部250は、2つの埋め込み先サブバンド信号に立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを待つ。そして、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組を検出した場合に、その検出箇所に対応したキャリア信号のサンプルを求め、このサンプルよりも所定サンプル数だけ前に読み出し開始位置を設定して、バッファ210からのサンプルの読み出しおよびサンプルの帯域分割部230への供給を開始する。そして、この段階では、同期化制御部250は、帯域分割部230に、例えばN/8サンプルずつ位相差を持った複数のブロックにキャリア信号を区分させ、サブバンド信号へ分割を行わせる。そして、帯域分割部230から出力される2相の埋め込み先サブバンド信号に立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを検出し、その検出点をシンボル列の埋め込み区間の開始点および適切なブロックの区切り位置として特定するのである。   This embodiment may be modified as in the above embodiment (4). That is, in the extraction phase, the band dividing unit 230 divides the carrier signal into a plurality of blocks whose phases are shifted by N / 2 samples and overlap on the time axis until the rough position of the embedded section is known. Dividing into band signals, the synchronization control unit 250 waits for a pair of rising and falling edges to appear in the two embedding destination subband signals. Then, when a pair of rising edge and falling edge is detected, a sample of the carrier signal corresponding to the detected location is obtained, and a reading start position is set a predetermined number of samples before this sample, and the buffer 210 The reading of the samples and the supply of the samples to the band dividing unit 230 are started. At this stage, the synchronization control unit 250 causes the band dividing unit 230 to divide the carrier signal into a plurality of blocks having a phase difference of N / 8 samples, for example, and divide the carrier signal into subband signals. Then, it is detected that a pair of rising edge and falling edge appears in the two-phase embedding destination subband signal output from the band dividing unit 230, and the detection point is set as the start point of the symbol string embedding interval and an appropriate block. It is specified as the delimiter position.

(6)上記実施形態では、シンボルフレームの途中における変調信号のレベル反転位置の候補を2種類設け、これらの中からレベル反転位置を選択することにより2値のシンボルを変調信号により表現した。しかし、変調信号のレベル反転位置の候補を3種類以上設け、これらの中からレベル反転位置を選択することにより3値以上のシンボルを変調信号により表現してもよい。 (6) In the embodiment described above, two types of modulation signal level inversion position candidates in the middle of a symbol frame are provided, and a binary symbol is represented by the modulation signal by selecting a level inversion position from these. However, three or more types of level inversion position candidates of the modulation signal may be provided, and a symbol having three or more values may be represented by the modulation signal by selecting a level inversion position from these.

(7)上記実施形態では、デジタル信号処理により電子透かし情報のキャリア信号への埋め込み処理およびキャリア信号からの電子透かし情報の抽出処理を行った。しかし、埋め込み処理および抽出処理の全部または一部をアナログ信号処理に置き換えてもよい。 (7) In the above embodiment, the digital watermark information is embedded in the carrier signal and the digital watermark information is extracted from the carrier signal. However, all or part of the embedding process and the extraction process may be replaced with analog signal processing.

この発明の一実施形態による電子透かし情報の埋め込み装置100の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a digital watermark information embedding device 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 同実施形態による電子透かし情報の抽出装置200の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electronic watermark information extraction apparatus 200 by the embodiment. 同実施形態における帯域分割部110の一例である分析フィルタバンクと、帯域合成部130の一例である合成フィルタバンクの構成を例示するブロック図である。3 is a block diagram illustrating the configuration of an analysis filter bank that is an example of a band dividing unit 110 and a synthesis filter bank that is an example of a band synthesis unit 130 in the embodiment. FIG. 同実施形態において変調信号生成部150が生成する変調信号m1およびm0の波形を例示する図である。It is a figure which illustrates the waveform of the modulation signals m1 and m0 which the modulation signal generation part 150 produces | generates in the same embodiment. 同実施形態における同期化制御部250の処理内容を説明する図である。It is a figure explaining the processing content of the synchronization control part 250 in the embodiment. 変調信号m1およびm0の各種の例を示す図である。It is a figure which shows the various examples of the modulation signals m1 and m0. この発明の他の実施形態である埋め込み装置100および抽出装置200の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the embedding apparatus 100 and the extraction apparatus 200 which are other Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100……埋め込み装置、200……抽出装置、110,230……帯域分割部、120−1,120−2……埋め込み部、130……帯域合成部、140……符号化器、150……変調信号生成部、151……波形メモリ、152……波形読出部、210……バッファ、220……読出制御部、240……復調部、241,242……包絡検出部、243……除算部、244……対数変換部、111……分析フィルタ、112……ダウンサンプラ、131……アップサンプラ、132……合成フィルタ、133……加算器、250……同期化制御部、260……シンボル判定部、270……復号器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Embedding device, 200 ... Extraction device, 110, 230 ... Band division unit, 120-1, 120-2 ... Embedding unit, 130 ... Band synthesis unit, 140 ... Encoder, 150 ... Modulation signal generation unit 151... Waveform memory 152... Waveform readout unit 210... Buffer, 220... Read control unit 240 .. demodulation unit 241 242. 244... Logarithmic conversion unit 111... Analysis filter 112. Down sampler 131. Up sampler 132. Synthesis filter 133. Adder 250. Synchronization control unit 260 Symbol Determination unit, 270... Decoder.

Claims (10)

キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割手段と、
電子透かし情報を示すシンボル列を構成する各シンボルを示す2相の変調信号であって、各シンボルの開始点を示す同期信号成分を含む2相の変調信号を出力する変調信号生成手段と、
前記複数のサブバンド信号の一部をなす2つのサブバンド信号に前記2相の変調信号による振幅変調を施す埋め込み手段と、
前記埋め込み手段による処理を経たサブバンド信号をそれ以外のサブバンド信号と合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成手段と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み装置。
Band dividing means for performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
Modulation signal generating means for outputting a two-phase modulation signal including a synchronization signal component indicating a starting point of each symbol, which is a two-phase modulation signal indicating each symbol constituting a symbol string indicating electronic watermark information;
Embedding means for performing amplitude modulation by the two-phase modulation signal on two subband signals forming part of the plurality of subband signals;
Embedded in digital watermark information, comprising: band combining means for combining a subband signal processed by the embedding means with other subband signals and outputting a carrier signal in which the digital watermark information is embedded. apparatus.
前記変調信号生成手段は、前記2相の変調信号の各相間において逆方向であり、かつ、各シンボル間において共通のレベル遷移の組み合わせを前記同期信号成分として有する2相の変調信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の電子透かし情報の埋め込み装置。   The modulation signal generating means outputs a two-phase modulation signal that is reverse between the phases of the two-phase modulation signal and that has a combination of level transitions common between the symbols as the synchronization signal component. The digital watermark information embedding device according to claim 1. 前記変調信号生成手段は、各種のシンボルを示す2相の変調信号として、1シンボルに対応した区間内の当該シンボルの種類によって定まる位置においてレベル反転する2相の変調信号を出力することを特徴とする請求項1または2に記載の電子透かし情報の埋め込み装置。   The modulation signal generating means outputs a two-phase modulation signal whose level is inverted at a position determined by the type of the symbol in a section corresponding to one symbol, as a two-phase modulation signal indicating various symbols. The electronic watermark information embedding device according to claim 1 or 2. キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割手段と、
前記複数のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となっている2つの埋め込み先サブバンド信号または前記帯域分割手段における前記2つの埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号を取得し、この取得した信号から前記シンボル列の埋め込み区間を示す同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理を実行し、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、前記キャリア信号から前記埋め込み区間の前記2つの埋め込み先サブバンド信号を前記帯域分割手段に出力させるタイミング制御を行う同期化制御手段と、
前記2つの埋め込み先サブバンド信号に復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調手段と、
前記復調結果信号を1シンボル分の埋め込み区間に区切り、区間毎に復調結果信号が示すシンボルを判定するシンボル判定手段と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出装置。
Band dividing means for performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
Of the plurality of subband signals, two embedding destination subband signals which are embedding destinations of symbol strings indicating digital watermark information or signals generated in the generation process of the two embedding destination subband signals in the band dividing means And executing a synchronization signal component extraction process for extracting a synchronization signal component indicating an embedding interval of the symbol sequence from the acquired signal, and based on a result of the synchronization signal component extraction process, the embedding from the carrier signal Synchronization control means for performing timing control for causing the band dividing means to output the two embedding destination subband signals in the section;
Demodulation means for performing demodulation processing on the two embedded subband signals and outputting a demodulation result signal;
An apparatus for extracting digital watermark information, comprising: a symbol determination unit that divides the demodulation result signal into embedded sections of one symbol and determines a symbol indicated by the demodulation result signal for each section.
前記帯域分割手段は、前記キャリア信号を互いに異なる帯域に属する成分に分離する複数の分析フィルタと、前記複数の分析フィルタの出力信号をダウンサンプリングして前記複数のサブバンド信号を各々出力する複数のダウンサンプラとを有する分析フィルタバンクであり、
前記同期化制御手段は、前記分析フィルタバンクにおいて前記2つの埋め込み先サブバンド信号を各々出力する2つのダウンサンプラの前段の2つの分析フィルタの出力信号または前記2つの分析フィルタの出力信号を前記2つのダウンサンプラが通常行うダウンサンプリングよりも低いダウンサンプリング比でダウンサンプリングした信号から前記同期信号成分を抽出することにより、前記2つの分析フィルタの出力信号における前記シンボル列の埋め込み区間の開始点を求め、前記2つの分析フィルタの後段の2つのダウンサンプラが前記2つの分析フィルタの出力信号における前記埋め込み区間の開始点のサンプルを選択して出力するように前記2つのダウンサンプラのサンプリングタイミングを制御することを特徴とする請求項4に記載の電子透かし情報の抽出装置。
The band dividing means includes a plurality of analysis filters that separate the carrier signal into components belonging to different bands, and a plurality of subband signals that are output by down-sampling the output signals of the plurality of analysis filters, respectively. An analysis filter bank with a downsampler,
The synchronization control means outputs the output signals of the two analysis filters preceding the two downsamplers that respectively output the two embedded subband signals in the analysis filter bank or the output signals of the two analysis filters. By extracting the synchronization signal component from the signal down-sampled at a down-sampling ratio lower than the down-sampling normally performed by two down-samplers, the start point of the symbol string embedding interval in the output signals of the two analysis filters is obtained. The sampling timing of the two down samplers is controlled so that the two down samplers at the subsequent stage of the two analysis filters select and output the sample at the start point of the embedding interval in the output signals of the two analysis filters. In claim 4, characterized in that Extractor of the watermark information of the placement.
前記帯域分割手段は、前記キャリア信号を、先行するブロックとの間に位相差を持って時間軸上に並んだ複数のブロックに分割し、ブロック毎にサブバンド信号への帯域分割を行う手段であり、
前記同期化制御手段は、前記帯域分割手段にブロック間の位相差を小さくして帯域分割を行わせ、前記帯域分割手段から得られる2つの埋め込み先サブバンド信号から前記同期信号成分を抽出することにより、前記キャリア信号における前記シンボル列の埋め込み区間を求め、前記帯域分割手段が前記埋め込み区間のサブバンド信号のサンプルを出力するように、前記帯域分割部がキャリア信号を複数のブロックに区切る際の区切り位置を制御することを特徴とする請求項4に記載の電子透かし情報の抽出装置。
The band dividing unit is a unit that divides the carrier signal into a plurality of blocks arranged on the time axis with a phase difference from a preceding block, and performs band division into subband signals for each block. Yes,
The synchronization control unit causes the band dividing unit to reduce the phase difference between blocks to perform band division, and extracts the synchronization signal component from two embedding destination subband signals obtained from the band dividing unit. When the band dividing unit divides the carrier signal into a plurality of blocks so that the embedded section of the symbol sequence in the carrier signal is obtained, and the band dividing means outputs the subband signal sample of the embedded section. 5. The digital watermark information extracting apparatus according to claim 4, wherein the separation position is controlled.
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割過程と、
電子透かし情報を示すシンボル列を構成する各シンボルを示す2相の変調信号であって、各シンボルの開始点を示す同期信号成分を含む2相の変調信号を出力する変調信号生成過程と、
前記複数のサブバンド信号の一部をなす2つのサブバンド信号に前記2相の変調信号による振幅変調を施す埋め込み過程と、
前記埋め込み過程の処理を経たサブバンド信号をそれ以外のサブバンド信号と合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成過程と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み方法。
A band division process of performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
A modulation signal generation process for outputting a two-phase modulation signal including a synchronization signal component indicating a start point of each symbol, which is a two-phase modulation signal indicating each symbol constituting a symbol string indicating digital watermark information;
An embedding process in which two subband signals forming part of the plurality of subband signals are subjected to amplitude modulation by the two-phase modulation signal;
A subband signal that has undergone the processing of the embedding process is combined with another subband signal, and a band synthesizing process that outputs a carrier signal in which the digital watermark information is embedded is provided. Method.
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割過程と、
前記複数のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となっている2つの埋め込み先サブバンド信号または前記帯域分割過程における前記2つの埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号を取得し、この取得した信号から前記シンボル列の埋め込み区間を示す同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理を実行し、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、前記キャリア信号から前記埋め込み区間の前記2つの埋め込み先サブバンド信号を前記帯域分割過程において出力させるタイミング制御を行う同期化制御過程と、
前記2つの埋め込み先サブバンド信号に復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調過程と、
前記復調結果信号を1シンボル分の埋め込み区間に区切り、区間毎に復調結果信号が示すシンボルを判定するシンボル判定過程と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出方法。
A band division process of performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
Of the plurality of subband signals, two embedding destination subband signals which are embedding destinations of symbol strings indicating digital watermark information or signals generated in the generation process of the two embedding destination subband signals in the band division process And executing a synchronization signal component extraction process for extracting a synchronization signal component indicating an embedding interval of the symbol sequence from the acquired signal, and based on a result of the synchronization signal component extraction process, the embedding from the carrier signal A synchronization control process for performing timing control to output the two embedded subband signals of the section in the band division process;
A demodulation process of performing demodulation processing on the two embedded subband signals and outputting a demodulation result signal;
A method of extracting digital watermark information, comprising: a symbol determination step of dividing the demodulation result signal into embedded sections of one symbol and determining a symbol indicated by the demodulation result signal for each section.
コンピュータに、
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割過程と、
電子透かし情報を示すシンボル列を構成する各シンボルを示す2相の変調信号であって、各シンボルの開始点を示す同期信号成分を含む2相の変調信号を出力する変調信号生成過程と、
前記複数のサブバンド信号の一部をなす2つのサブバンド信号に前記2相の変調信号による振幅変調を施す埋め込み過程と、
前記埋め込み過程の処理を経たサブバンド信号をそれ以外のサブバンド信号と合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成過程と
を実行させるコンピュータプログラム。
On the computer,
A band division process of performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
A modulation signal generation process for outputting a two-phase modulation signal including a synchronization signal component indicating a start point of each symbol, which is a two-phase modulation signal indicating each symbol constituting a symbol string indicating digital watermark information;
An embedding process in which two subband signals forming part of the plurality of subband signals are subjected to amplitude modulation by the two-phase modulation signal;
A computer program for performing a band synthesis process for synthesizing a subband signal that has undergone the process of the embedding process with other subband signals and outputting a carrier signal in which digital watermark information is embedded.
コンピュータに、
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割過程と、
前記複数のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となっている2つの埋め込み先サブバンド信号または前記帯域分割過程における前記2つの埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号を取得し、この取得した信号から前記シンボル列の埋め込み区間を示す同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理を実行し、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、前記キャリア信号から前記埋め込み区間の前記2つの埋め込み先サブバンド信号を前記帯域分割過程において出力させるタイミング制御を行う同期化制御過程と、
前記2つの埋め込み先サブバンド信号に復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調過程と、
前記復調結果信号を1シンボル分の埋め込み区間に区切り、区間毎に復調結果信号が示すシンボルを判定するシンボル判定過程と
を実行させるコンピュータプログラム。
On the computer,
A band division process of performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
Of the plurality of subband signals, two embedding destination subband signals which are embedding destinations of symbol strings indicating digital watermark information or signals generated in the generation process of the two embedding destination subband signals in the band division process And executing a synchronization signal component extraction process for extracting a synchronization signal component indicating an embedding interval of the symbol sequence from the acquired signal, and based on a result of the synchronization signal component extraction process, the embedding from the carrier signal A synchronization control process for performing timing control to output the two embedded subband signals of the section in the band division process;
A demodulation process of performing demodulation processing on the two embedded subband signals and outputting a demodulation result signal;
A computer program that executes a symbol determination step of dividing the demodulation result signal into embedded sections of one symbol and determining a symbol indicated by the demodulation result signal for each section.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013520694A (en) * 2010-02-26 2013-06-06 フラウンホーファー−ゲゼルシャフト・ツール・フェルデルング・デル・アンゲヴァンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン Watermark generator using differential encoding, watermark decoder, method for providing watermark signal based on binary message data, method for providing binary message data based on watermarked signal, and computer program
JP2013520693A (en) * 2010-02-26 2013-06-06 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ Watermark signal supply and watermark embedding
US8989885B2 (en) 2010-02-26 2015-03-24 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Watermark generator, watermark decoder, method for providing a watermark signal in dependence on binary message data, method for providing binary message data in dependence on a watermarked signal and computer program using a two-dimensional bit spreading
JP2021157128A (en) * 2020-03-30 2021-10-07 Kddi株式会社 Voice waveform synthesizing device, method and program

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013520694A (en) * 2010-02-26 2013-06-06 フラウンホーファー−ゲゼルシャフト・ツール・フェルデルング・デル・アンゲヴァンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン Watermark generator using differential encoding, watermark decoder, method for providing watermark signal based on binary message data, method for providing binary message data based on watermarked signal, and computer program
JP2013520693A (en) * 2010-02-26 2013-06-06 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ Watermark signal supply and watermark embedding
US8989885B2 (en) 2010-02-26 2015-03-24 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Watermark generator, watermark decoder, method for providing a watermark signal in dependence on binary message data, method for providing binary message data in dependence on a watermarked signal and computer program using a two-dimensional bit spreading
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