JP2000207828A - 信号処理装置とその方法、信号記録装置、信号再生装置および信号記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子透かし情報を埋め込む際の同期信号を適切
に検出することにより、電子透かし情報の重畳および復
調を適切かつ効率よく行う。 【解決手段】トリガー検出部１１で入力信号のピークが
検出され、電子透かし情報を埋め込む処理の単位となる
区間が決定される。入力信号は、ＭＤＣＴ計算部１２で
ＭＤＣＴにより周波数スペクトラム信号に変換され、代
表値計算部１３で特定周波数の信号レベルを表す代表値
が計算される。エンコード部１４では、搬送波生成部１
５で所定周波数の搬送波信号が生成され、ＰＳＫ変調部
１６で電子透かし情報によりＰＳＫ変調され、ＰＮ生成
部１７で生成されたＰＮ系列乱数データによりＰＮ拡散
部１８でスペクトラム拡散され、得られた変調信号が代
表値計算部１３で得られた代表値に応じて振幅変調部１
９で振幅変調される。この変調信号が、加算部２０で入
力信号に重畳されて記録媒体に記録される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばオーディ
オ信号にその著作権情報を電子透かし技術により重畳し
記録する信号記録装置などに適用して好適な、所望の信
号を任意の連続データ中に発見が困難なように隠蔽し
て、また元の連続信号の品質劣化を防止しながら、効率
よく重畳することができる信号処理装置とその方法、そ
の重畳された信号を記録媒体に記録する信号記録装置、
その重畳された信号が記録された記録媒体、その重畳さ
れた信号より少なくとも著作権情報などの所望の信号を
検出する信号処理装置、および、その重畳された信号が
記録された記録媒体を再生して少なくとも著作権情報な
どの所望の信号を検出する信号再生装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクなどの記録媒体に記録される
たとえば音楽情報などの著作物に対しては、従来より、
電子透かし技術（以後、ウォーターマークと言う。）に
よりその著作権の保護を図る方法が提案されている。こ
の方法は、著作権に関するデータを、オーディオ信号の
再生に影響を与えない程度の微小な信号レベルによりオ
ーディオ信号などに重畳して記録するものである。

【０００３】このようなウォーターマークを利用する場
合には、オーディオ信号などに著作権に関するデータを
重畳する処理と、オーディオ信号などからこの著作権に
関するデータを復調する処理とを、同一のタイミングを
基準にして同期させて行う必要がある。また、重畳され
たウォーターマーク情報は、これを埋め込んだディジタ
ルオーディオ信号が光ディスクなどの記録媒体やインタ
ーネットなどの通信経路を介して流通する過程におい
て、伝送路雑音、クリッピング、フィルタリング、再サ
ンプリング、ＡＤ／ＤＡ変換、圧縮処理などの種々の処
理やフォーマット変換を受ける可能性があるが、このよ
うな処理を受けたとしても適切に復調できるように構成
されてなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
でのウォーターマークを用いたたとえば著作権の保護に
関しては、実用上未だ不十分な点があった。特に、ウォ
ーターマーク情報の重畳された信号が、前述したような
種々の処理やフォーマット変換などを受けた際に、ウォ
ーターマーク情報は維持されているものの、それを検出
するための同期信号、あるいは同期をとるための信号な
どが消滅あるいは変形してしまい、適切にウォーターマ
ーク情報が検出できなくなるという問題があった。ま
た、ウォーターマーク情報は、通常一定の信号期間ごと
に繰り返し多数重畳されているが、そのような重畳の仕
方がウォーターマーク情報の維持に十分に寄与している
とは言えず、より効率よくウォーターマーク情報を重畳
したいという要望があった。

【０００５】したがって本発明の目的は、ウォーターマ
ーク情報などの所望の信号をたとえばオーディオデータ
などの連続信号に重畳する際および復調する際のいずれ
においても、適切に同期をとることができ、これにより
所望の信号を適切かつ効率よく重畳あるいは復調するこ
とのできる信号処理装置とその方法を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、ウォーターマーク情報
などの所望の信号をたとえばオーディオデータなどの連
続信号に重畳して記録する際および記録された信号を再
生して復調する際に、適切に同期をとることができ、こ
れにより所望の信号を適切かつ効率よく重畳あるいは復
調することのできる信号記録装置および信号再生装置を
提供することにある。また、本発明の他の目的は、ウォ
ーターマーク情報などの所望の信号がたとえばオーディ
オデータなどの連続信号に重畳された信号が、適切に同
期がとれ、これにより所望の信号を適切に復調すること
のできるように記録されている記録媒体を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】したがって、本発明の信
号処理装置は、任意の連続信号に所望の信号を重畳し、
該重畳された信号を生成する信号処理装置であって、前
記連続信号より所定の特徴を検出する特徴検出手段と、
前記検出された特徴に基づいて、当該連続信号に前記所
望の信号を重畳する処理の単位となる範囲を決定する範
囲決定手段と、前記所望の信号で所定の周波数の搬送波
を変調し、前記所望の信号の変調信号を生成する第１の
変調手段と、前記連続信号より、前記所定の周波数に対
する信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、前記
決定された範囲ごとに、少なくとも１つ以上の前記所望
の信号を含む前記変調信号を対応付け、前記検出された
信号レベルに応じて、当該対応付けられた前記変調信号
の振幅を変調し重畳信号を生成する第２の変調手段と、
前記重畳信号を前記連続信号に重畳し、前記任意の連続
信号に前記所望の信号が重畳された信号を生成する信号
重畳手段とを有する。

【０００７】このような構成の信号処理装置において
は、特徴検出手段において、たとえばディジタルオーデ
ィオ信号波形上のピークなどの特徴を検出し、範囲決定
手段において、この特徴を用いて所望の信号を一定の区
間埋め込む基準となるタイミングを特定する。所望の信
号を埋め込むタイミングを特定したら、信号レベル検出
手段により重畳される連続信号より所定周波数の信号レ
ベルを検出し、第１の変調手段において重畳する所望の
信号より生成したこの所定周波数の変調信号の信号レベ
ルを、第２の変調手段において検出された信号レベルに
応じて変化させて重畳信号を生成し、信号重畳手段にお
いて、この重畳信号を先の連続信号に重畳する。

【０００８】また、本発明の信号処理方法は、オーディ
オ信号を包含する任意の著作物に係わる連続信号に、当
該著作物の著作権に係わる所望の信号を重畳する信号処
理方法であって、前記連続信号より所定の特徴を検出
し、前記検出された特徴に基づいて、当該連続信号に前
記所望の信号を重畳する処理の単位となる範囲を決定
し、前記所望の信号で所定の周波数の搬送波を変調し、
該変調された信号を乱数データによりさらに変調して、
前記所望の信号の変調信号を生成し、前記連続信号に対
して所定の直交変換を行い、当該信号の周波数スペクト
ラムを検出し、前記検出された周波数スペクトラムに基
づいて、前記所定の周波数に対する信号レベルを検出
し、前記決定された範囲ごとに、少なくとも１つ以上の
前記所望の信号を含む前記変調信号を対応付け、前記検
出された信号レベルに応じて、当該対応付けられた前記
変調信号の振幅を変調し重畳信号を生成し、前記重畳信
号を前記連続信号に重畳し、前記任意の連続信号に前記
所望の信号が重畳された信号を生成する。

【０００９】また、本発明の他の信号処理装置は、前記
信号処理装置により生成された信号が入力され、当該信
号より少なくとも前記所望の信号を再生する信号処理装
置であって、前記入力信号より所定の特徴を検出する特
徴検出手段と、前記検出された特徴に基づいて、前記重
畳の処理の単位たる前記所定の範囲の候補の範囲を検出
する重畳範囲候補検出手段と、前記入力信号より、前記
所定の周波数に対する信号レベルを検出する信号レベル
検出手段と、前記入力信号より、前記所定の周波数の信
号成分を抽出する信号成分抽出手段と、前記抽出された
信号成分の振幅を、前記検出された信号レベルに基づい
て変調し、前記所望の信号によりＰＳＫ変調された信号
を抽出する変調手段と、前記検出された前記所定の範囲
の前記候補の範囲ごとに、前記抽出された前記所望の信
号によりＰＳＫ変調された信号、および、前記所定の周
波数の搬送波に基づいて、前記所望の信号を復調する復
調手段とを有する。

【００１０】このような構成の信号処理装置によれば、
特徴処理手段においてたとえばディジタルオーディオ信
号波形上のピークなどの特徴を検出し、重畳範囲候補検
出手段において入力信号を一定の区間再生する基準とな
るタイミング候補を検出する。入力信号を再生するタイ
ミング候補を検出したら、信号レベル検出手段において
タイミング候補それぞれに対して繰り返し入力信号より
所定周波数の信号レベルを検出し、変調手段において、
信号成分抽出手段において入力信号より抽出したこの所
定周波数の信号成分をこの信号レベルに応じて振幅変調
することにより前記所望の信号によりＰＳＫ変調された
信号を抽出する。そして、復調手段において、前記抽出
された前記所望の信号によりＰＳＫ変調された信号、お
よび、前記所定の周波数の搬送波に基づいて前記所望の
信号を復調する。なお、前記複数のタイミング候補、す
なわち重畳範囲候補の中で、これにより所望の信号を適
切に得ることのできた範囲が、正しい範囲として特定さ
れる。

【００１１】また、本発明の他の信号処理方法は、前記
信号処理方法により生成された信号が入力され、当該信
号より少なくとも前記所望の信号を再生する信号処理方
法であって、前記入力信号より所定の特徴を検出し、前
記検出された特徴に基づいて、前記重畳の処理の単位た
る前記所定の範囲の候補の範囲を検出し、前記入力信号
に対して所定の直交変換を行い、当該信号の周波数スペ
クトラムを検出し、前記検出された周波数スペクトラム
に基づいて、前記所定の周波数に対する信号レベルを検
出し、前記入力信号より、前記所定の周波数の信号成分
を抽出し、前記抽出された信号成分の振幅を、前記検出
された信号レベルに基づいて変調し、前記所望の信号に
よりＰＳＫ変調された信号を抽出し、前記検出された前
記所定の範囲の前記候補の範囲ごとに、前記抽出された
前記所望の信号によりＰＳＫ変調された信号、および、
前記所定の周波数の搬送波を該入力信号の生成の際と同
じ前記乱数系列に基づく乱数データにより変調した信号
に基づいて、前記所望の信号を復調する。

【００１２】また、本発明の信号記録装置は、任意の連
続信号に所望の信号を重畳し、該重畳された信号を記録
媒体に記録する信号記録装置であって、前記連続信号よ
り所定の特徴を検出する特徴検出手段と、前記検出され
た特徴に基づいて、当該連続信号に前記所望の信号を重
畳する処理の単位となる範囲を決定する範囲決定手段
と、前記所望の信号で所定の周波数の搬送波を変調し、
前記所望の信号の変調信号を生成する第１の変調手段
と、前記連続信号より、前記所定の周波数に対応する信
号成分の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、
前記決定された範囲ごとに、少なくとも１つ以上の前記
所望の信号を含む前記変調信号を対応付け、前記検出さ
れた信号レベルに応じて、当該対応付けられた前記変調
信号の振幅を変調し重畳信号を生成する第２の変調手段
と、前記重畳信号を、前記連続信号に重畳する信号重畳
手段と、前記所望の信号を含む前記重畳信号が重畳され
た連続信号を、記録媒体に記録する記録手段とを有す
る。

【００１３】また、本発明の信号再生装置は、所望の信
号により所定の周波数の搬送波をＰＳＫ変調し、重畳対
象の連続信号より前記所定の周波数の信号レベルを検出
し、前記連続信号の所定の特徴に基づいて決定される所
定の範囲ごとに、少なくとも１つ以上の前記所望の信号
を含む前記変調信号を、前記検出された信号レベルに応
じて振幅を変調し前記連続信号に重畳された記録信号が
記録されている記録媒体より、少なくとも前記所望の信
号を再生する信号再生装置であって、前記記録媒体より
前記記録信号を再生する再生手段と、前記再生された記
録信号より所定の特徴を検出する特徴検出手段と、前記
検出された特徴に基づいて、前記重畳の処理の単位たる
前記所定の範囲の候補の範囲を検出する重畳範囲候補検
出手段と、前記記録信号より、前記所定の周波数に対す
る信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、前記記
録信号より、前記所定の周波数の信号成分を抽出する信
号成分抽出手段と、前記抽出された信号成分の振幅を、
前記検出された信号レベルに基づいて変調し、前記所望
の信号によりＰＳＫ変調された信号を抽出する変調手段
と、前記検出された前記所定の範囲の前記候補の範囲ご
とに、前記抽出された前記所望の信号によりＰＳＫ変調
された信号、および、前記所定の周波数の搬送波に基づ
いて、前記所望の信号を復調する復調手段とを有する。

【００１４】また、本発明の記録媒体は、任意の著作物
の著作権に係わる所望の信号により所定の周波数の搬送
波をＰＳＫ変調し所定の乱数系列に基づく乱数データに
よりさらに変調し、重畳対象の著作物に係わる連続信号
より所定の周波数の信号レベルを検出し、連続信号の所
定の特徴に基づいて決定される所定の範囲ごとに、少な
くとも１つ以上の所望の信号を含む変調信号を、検出さ
れた信号レベルに応じて振幅を変調し連続信号に重畳さ
れた記録信号であって、記録信号より所定の特徴を検出
し、前記検出された特徴に基づいて、前記重畳の処理の
単位たる前記所定の範囲の候補の範囲を検出し、前記記
録信号に対して所定の直交変換を行い、当該信号の周波
数スペクトラムを検出し、前記検出された周波数スペク
トラムに基づいて、前記所定の周波数に対する信号レベ
ルを検出し、前記記録信号より、前記所定の周波数の信
号成分を抽出し、前記抽出された信号成分の振幅を、前
記検出された信号レベルに基づいて変調し、前記所望の
信号によりＰＳＫ変調された信号を抽出し、前記検出さ
れた前記所定の範囲の前記候補の範囲ごとに、前記抽出
された前記所望の信号によりＰＳＫ変調された信号、お
よび、前記所定の周波数の搬送波を該記録信号の生成の
際と同じ前記乱数系列に基づく乱数データにより変調し
た信号に基づいて、前記所望の信号を復調することによ
り、前記著作権に係わる所望の信号が再生される記録信
号が記録された信号記録媒体である。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について、
図１〜図６を参照して説明する。本実施の形態において
は、オーディオデータに電子透かし情報を重畳してお
き、この電子透かし情報を参照して適正なダビングや不
正にコピーされたオーディオデータの検出を行うことに
より、オーディオデータのコピーコントロールを行うよ
うにした一連のシステムを例示して本発明を説明する。

【００１６】まず、そのような一連のシステムの構成お
よびデータの流れについて、図１を参照して説明する。
図１は、不正コピーの検出が可能なそのような一連のシ
ステムの全体ブロック図である。このシステムにおいて
は、記録装置１においてオーディオソースデータである
ディジタルオーディオ信号ＤＡ１を光ディスク５に記録
する際に、記録装置１に収容されるウォーターマークエ
ンコーダ４により、著作権の情報ＤＣを付加して記録す
る。ここで、著作権の情報ＤＣは、オーディオソースデ
ータの著作権者を示す情報や、コピーを許可するか否か
の情報などにより構成される。

【００１７】この光ディスク５を用いてオーディオデー
タをさらにダビングする際には、記録再生装置２に収容
されるウォーターマークデコーダ６により著作権の情報
ＤＣを検出し、これに基づいてコピーを許可するソース
についてのみ、光磁気ディスク７、ディジタルオーディ
オテープレコーダー８、ＣＤ−Ｒ９などの記録媒体への
コピーを行うようにする。市場にて流通するこれらの媒
体を再生装置３で再生する際に、再生装置３に収容され
るウォーターマークデコーダ６により著作権の情報ＤＣ
を検出すれば、それが適正にコピーされた記録媒体、オ
ーディオデータであることが判明する。換言すれば、違
法コピーも発見することができる。

【００１８】次に、このようなシステムの記録装置１、
記録再生装置２および再生装置３に含まれる、本発明に
係わるウォーターマークエンコーダ４およびウォーター
マークデコーダ６について詳細に説明する。まず、ウォ
ーターマークエンコーダ４について、図２〜図４を参照
して説明する。図２は、ウォーターマークエンコーダ４
の構成を示すブロック図である。ウォーターマークエン
コーダ４は、トリガー検出部１１、ＭＤＣＴ計算部１
２、代表値計算部１３およびエンコード部１４を有す
る。まず、ウォーターマークエンコーダ４の各部の構成
について説明する。

【００１９】トリガー検出部１１は、順次入力されるデ
ィジタルオーディオ信号ＤＡ１より、波形上のピークを
繰り返し検出し、著作権の情報ＤＣを一定の区間埋め込
む基準となるタイミングを特定する。具体的には、トリ
ガー検出部１１は、順次入力されるディジタルオーディ
オ信号ＤＡ１の振幅値をそれまでの最大値と比較し、振
幅値が最大値より大きい場合に最大値をその振幅値に置
き換えることにより最大値を順次更新していく。そし
て、図３に示すように、この最大値が所定の時間更新さ
れずに保持された場合に、その最大値をｉ番目のピーク
値ＰＫ_i として特定する。ピーク値ＰＫ_i を特定する
と、最大値と保持時間とを初期値０に設定して、次のピ
ーク値ＰＫ_i+1 を探索する。

【００２０】ＭＤＣＴ計算部１２は、トリガー検出部１
１で検出されたピークを基準にした所定のタイミングに
より、順次入力されるディジタルオーディオ信号ＤＡ１
を直交変換処理の１つである変形離散コサイン変換（Ｍ
ＤＣＴ）処理し、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１を周
波数スペクトラム信号ＤＳ１に変換する。ここで周波数
スペクトラム信号ＤＳ１は、ディジタルオーディオ信号
ＤＡ１をＭＤＣＴ変換処理して得られる係数データの集
合であり、このＭＤＣＴ変換処理により得られる各周波
数スペクトラムの信号レベルを示す信号である。

【００２１】代表値計算部１３は、ＭＤＣＴ計算部１２
で検出された周波数スペクトラム信号ＤＳ１より、各サ
ンプルブロックごとに所定の周波数の代表値Ｓを計算す
る。この代表値Ｓは、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１
におけるこの所定の周波数の信号レベルを示すものであ
る。

【００２２】ＭＤＣＴ変換して得られる計算結果におい
ては、入力信号が単一正弦波の場合、入力信号の位相に
応じてスペクトラム値が変化する。しかしながらこの変
化を隣接する２つのスペクトラム値（ＭＤＣＴ変換して
得られるスペクトラム値）について見れば、π／２だけ
位相がずれて、入力信号の位相に応じて三角関数的に変
化する。すなわち、これら２本のスペクトラムにおいて
は、スペクトラム値の２乗平均平方根（ＲＭＳ）が位相
に依存せずに一定値をとる。またＭＤＣＴ計算結果にお
いては、入力信号が単一正弦波の場合、位相を変化させ
ても、スペクトラムエネルギーの分布はその殆どが理論
値であるピークスペクトラム周辺の４本に集中し、これ
らエネルギーの集中するスペクトラムが対象とする周波
数スペクトラムｓｐｅｃ_i 、その直前の１本の周波数ス
ペクトラムｓｐｅｃ_i-1 、その直後の２本の周波数スペ
クトラムｓｐｅｃ_i+1 、ｓｐｅｃ_i+2となる。

【００２３】これらのことに基づいて、代表値計算部１
３は、たとえば周波数３〔ｋＨｚ〕をこの所定の周波数
に設定し、この周波数３〔ｋＨｚ〕の周波数スペクトラ
ム値をｓｐｅｃ_i 、その直前の１本の周波数スペクトラ
ム値をｓｐｅｃ_i-1 、その直後の２本の周波数スペクト
ラム値をｓｐｅｃ_i+1 、ｓｐｅｃ_i+2 とおいて、式
（１）の演算処理を実行することにより、偶数番目のス
ペクトラム値の絶対値和の２乗と奇数番目のスペクトラ
ム値の絶対値和の２乗との加算値の平方根を計算し、そ
の周波数のスペクトラムの代表値Ｓとする。

【００２４】

【数１】 Ｓ＝ＳＱＲＴ（（｜ｓｐｅｃ_i-1 ｜＋｜ｓｐｅｃ_i+1 ｜）² ＋（｜ｓｐｅｃ_i ｜＋｜ｓｐｅｃ_i+2 ｜）² ） …（１）

【００２５】なお、式（１）において、演算ＳＱＲＴは
平方根を示す。代表値計算部１３は、このようにして計
算した代表値Ｓを、エンコード部１４に出力する。

【００２６】エンコード部１４は、著作権の情報ＤＣを
周波数３〔ｋＨｚ〕の搬送波信号ＳＣにより変調してデ
ィジタルオーディオ信号ＤＡ１に重畳する。この時、著
作権の情報ＤＣをＰＮ系列の乱数データＰＮによりスペ
クトラム拡散して重畳し、これにより解析困難に著作権
の情報ＤＣを重畳する。さらにこの時、代表値計算部１
３で計算された周波数３〔ｋＨｚ〕の代表値Ｓに従って
振幅変調することにより、人間のマスキング効果を有効
に利用して、このようにして重畳する著作権の情報ＤＣ
によるディジタルオーディオ信号ＤＡ１の音質劣化を防
止する。

【００２７】エンコード部１４は、搬送波生成部１５、
ＰＳＫ変調部１６、ＰＮ生成部１７、ＰＮ拡散部１８、
振幅変調部１９および加算部２０を有する。搬送波生成
部１５は、周波数３〔ｋＨｚ〕の正弦波信号による搬送
波信号ＳＣを生成する。ＰＳＫ変調部１６は、著作権の
情報ＤＣをシリアルデータの形式により繰り返し入力
し、この著作権の情報ＤＣの極性により搬送波信号ＳＣ
の位相を反転させる。すなわち、ＰＳＫ変調部１６は、
著作権の情報ＤＣをＰＳＫ変調する。ＰＮ生成部１７
は、たとえばディジタルオーディオ信号ＤＡ１の波形上
のピークを基準にしたタイミングにより、ＰＮ系列の乱
数データＰＮを生成して繰り返し出力する。

【００２８】ＰＮ拡散部１８は、このＰＮ系列の乱数デ
ータＰＮをＰＳＫ変調部１６の出力信号に乗算し、これ
により著作権の情報ＤＣによるＰＳＫ変調信号をスペク
トラム拡散して秘匿性を向上する。振幅変調部１９は、
代表値計算部１３で計算された代表値ＳをＰＮ拡散部１
８の出力信号に乗算する。これにより振幅変調部１９
は、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の対応する周波数
成分の信号レベルに応じて、ＰＮ拡散部１８より出力さ
れる出力信号の信号レベルを変化させる。加算部２０
は、振幅変調部１９の出力信号をディジタルオーディオ
信号ＤＡ１に加算し、これにより元のディジタルオーデ
ィオ信号ＤＡ１と同一の形式のディジタルオーディオ信
号ＤＡ２を出力する。

【００２９】本実施の形態の記録装置１においては、こ
のようにしてエンコード部１４より出力される出力信号
をディスク原盤に露光する。そして、このディスク原盤
より光ディスク５が量産される。

【００３０】次に、このようなウォーターマークエンコ
ーダ４における処理の流れについて、図４を参照して説
明する。図４は、ウォーターマークエンコーダ４の処理
の流れを示すフローチャートである。ウォーターマーク
エンコーダ４においては、まず処理が開始されると（ス
テップＳＰ１）、トリガー検出部１１において波形上の
ピークを検出したか否か、すなわち著作権の情報ＤＣを
一定の区間埋め込む基準となるタイミングを特定したか
否か判断する（ステップＳＰ２）。ステップＳＰ２にお
いて、タイミングが特定されていない場合には、タイミ
ングが特定されるまで待機する。

【００３１】ステップＳＰ２においてタイミングが特定
されていた場合には、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１
を順次サンプルブロックごとに読み込み（ステップＳＰ
３）、ＭＤＣＴ計算部１２においてＭＤＣＴ計算を実行
して周波数スペクトラム信号ＤＳ１を算出し（ステップ
ＳＰ４）、代表値計算部１３において周波数スペクトラ
ム信号ＤＳ１より所定の周波数の代表値Ｓを計算する
（ステップＳＰ５）。一方、ウォーターマークエンコー
ダ４においては、搬送波生成部１５において搬送波信号
ＳＣを生成し、ＰＳＫ変調部１６において著作権の情報
ＤＣをＰＳＫ変調し（ステップＳＰ６）、ＰＮ生成部１
７において乱数データＰＮを生成し、ＰＮ拡散部１８に
おいてＰＳＫ変調信号をスペクトラム拡散する（ステッ
プＳＰ７）。

【００３２】続いて、振幅変調部１９においてスペクト
ラム拡散された変調信号に所定の周波数の代表値Ｓを乗
算して基準信号を生成し（ステップＳＰ８）、ディジタ
ルオーディオ信号ＤＡ１にその生成した基準信号を加算
し（ステップＳＰ９）、元のディジタルオーディオ信号
ＤＡ１と同一の形式のディジタルオーディオ信号ＤＡ２
を出力する。

【００３３】そして、著作権の情報ＤＣを埋め込む区間
が終了したか否か判断し（ステップＳＰ１０）、終了し
ていない場合にはステップＳＰ３に戻り、続く範囲のサ
ンプルブロックに対して順次ステップＳＰ３〜ステップ
ＳＰ９の処理を繰り返す。ステップＳＰ１０において著
作権の情報ＤＣを埋め込む区間が終了した場合には、デ
ィジタルオーディオ信号ＤＡ１の処理を完了したか否か
判断し（ステップＳＰ１１）、完了していない場合には
ステップＳＰ２に戻って、次の著作権の情報ＤＣを埋め
込む区間について、ステップＳＰ３〜ステップＳＰ１０
の処理を繰り返す。ステップＳＰ１１において、ディジ
タルオーディオ信号ＤＡ１の処理を完了した場合には、
一連の処理を終了する（ステップＳＰ１２）。

【００３４】次に、このようなウォーターマークエンコ
ーダ４の動作について、まとめて説明する。たとえば光
ディスクの製造工程において、光ディスクに記録するデ
ィジタルオーディオ信号ＤＡ１が記録装置１のウォータ
ーマークエンコーダ４に入力されると、トリガー検出部
１１においてディジタルオーディオ信号ＤＡ１の波形上
のピークが繰り返し検出され、著作権の情報ＤＣを一定
の区間埋め込む基準となるタイミングが特定される。デ
ィジタルオーディオ信号ＤＡ１は、ＭＤＣＴ計算部１２
において順次ＭＤＣＴ処理により周波数スペクトラム信
号ＤＳ１に変換され、代表値計算部１３において所定の
周波数スペクトラムを含む狭帯域に対して周波数スペク
トラム値の２乗平均平方根が計算され、特定周波数の信
号レベルを表す代表値が計算される。

【００３５】一方、エンコード部１４においては、搬送
波生成部１５において所定の周波数の正弦波信号である
搬送波信号ＳＣが生成され、ＰＳＫ変調部１６において
この搬送波信号ＳＣが著作権の情報ＤＣによるシリアル
データによりＰＳＫ変調される。さらにこのＰＳＫ変調
信号が、ＰＮ生成部１７においてディジタルオーディオ
信号ＤＡ１の波形上のピークを基準にしたタイミングに
より生成されたＰＮ系列の乱数データＰＮにより、ＰＮ
拡散部１８においてスペクトラム拡散され、その結果得
られる変調信号が代表値計算部１３で求められた代表値
Ｓに応じて振幅変調部１９において振幅変調される。

【００３６】これにより、所定周波数のシリアルデータ
による変調信号の信号レベルが、ディジタルオーディオ
信号ＤＡ１におけるその所定周波数の信号レベルに応じ
て変化するように補正され、著作権を示す基準信号が生
成される。この基準信号が、加算部２０においてディジ
タルオーディオ信号ＤＡ１に重畳されて光ディスク５に
記録される。

【００３７】このように、本実施の形態のウォーターマ
ークエンコーダ４によれば、ディジタルオーディオ信号
よりたとえば波形上のピークを繰り返し検出し、検出し
たピークに基づいて、著作権のデータなどを一定の区間
埋め込む期間、タイミングを特定しており、この種の情
報を埋め込むディジタルオーディオ信号の箇所を減少さ
せるとともに、この種の情報を発見が困難になるように
隠蔽することができる。これにより、ディジタルオーデ
ィオ信号の品質劣化を防止して、解析困難に著作権のデ
ータなどを埋め込むことができる。違法コピーなどの不
正に対応することができる。

【００３８】また、このようにしてディジタルオーディ
オ信号に重畳されて記録された著作権などに係わる信号
は、オーディオ信号をディジタル信号の形式により、ま
たアナログ信号の形式によりダビングする場合に、いず
れもそっくりそのままダビングされることになる。した
がって、その著作権の信号を確認することにより、種々
の違法コピー対策を実施することが可能となる。

【００３９】また、ディジタルオーディオ信号をＭＤＣ
Ｔ変換して得られる周波数スペクトラム信号より、所定
周波数近傍の複数のスペクトラム値の２乗平均平方根を
計算することにより、特定周波数帯域の信号レベルを正
しく表す代表値を検出することができる。また、その著
作権などに係わるディジタルオーディオデータに埋め込
む信号は、ディジタルオーディオ信号の同一周波数の信
号レベルに応じて信号レベルが変化するため、ディジタ
ルオーディオ信号ＤＡ１に重畳しても、マスキング効果
によりディジタルオーディオ信号ＤＡ１の音質劣化を回
避することができる。またＰＮ系列の乱数データにより
スペクトラム拡散したことにより、その著作権のデータ
などの秘匿性を向上することができる。

【００４０】次に、ウォーターマークデコーダ６につい
て、図５〜図７を参照して説明する。なお、ウォーター
マークデコーダ６は、前述したように、図１に示したシ
ステムの記録再生装置２および再生装置３に収容され、
たとえば、光ディスク５、光磁気ディスク７、ディジタ
ルオーディオテープレコーダー８、ＣＤ−Ｒ９などを再
生して得られるディジタルオーディオ信号ＤＡ２より、
著作権の情報ＤＣを再生する。図５は、ウォーターマー
クデコーダ６の構成を示すブロック図である。ウォータ
ーマークデコーダ６は、トリガー候補検出部３１、ＭＤ
ＣＴ計算部３２、代表値計算部３３、フィルタ部３４、
振幅変調部３５およびデコード部３６を有する。まず、
ウォーターマークデコーダ６の各部の構成について説明
する。

【００４１】トリガー検出部３１は、順次入力されるデ
ィジタルオーディオ信号ＤＡ２に対して、波形上のピー
ク候補を繰り返し検出し、著作権の情報ＤＣを一定の区
間再生する基準となるタイミングを検出する。具体的に
は、トリガー候補検出部３１は、順次入力されるディジ
タルオーディオ信号ＤＡ２の振幅値をそれまでの最大値
と比較し、振幅値が最大値より大きい場合に最大値をそ
の振幅値に置き換えることにより最大値を順次更新して
いく。そして、この最大値が所定の時間更新されずに保
持された場合に、その最大値をｉ番目のピーク値ＰＫ’
_i として検出する。さらに、図６に示すように、このピ
ーク候補値ＰＫ' _i 近傍において所定の時間範囲内に存
在し、かつ所定の範囲内の値を有するピーク候補を全て
探索し、ピーク候補値ＰＫ' _i,j （０≦ｊ≦ｎ−１（但
し、ｎはピーク候補の数））として検出する。

【００４２】ＭＤＣＴ計算部３２は、トリガー候補検出
部３１で検出されたピーク候補それぞれを基準にしたタ
イミングにより、順次入力されるディジタルオーディオ
信号ＤＡ２を、前述したＭＤＣＴ計算部１２と同様にＭ
ＤＣＴ処理し、周波数スペクトラム信号ＤＳ２に変換す
る。ここで周波数スペクトラム信号ＤＳ２は、ディジタ
ルオーディオ信号ＤＡ２をＭＤＣＴ処理して得られる係
数データの集合であり、このＭＤＣＴ処理により得られ
る各周波数スペクトラムの信号レベルを示す信号であ
る。

【００４３】代表値計算部３３は、ＭＤＣＴ計算部３２
で得られた周波数スペクトラム信号ＤＳ２より、各サン
プルブロックごとに式（１）の演算処理を実行し、周波
数３〔ｋＨｚ〕の代表値Ｓを計算する。ここでこの代表
値Ｓは、ディジタルオーディオ信号ＤＡ２におけるこの
所定の周波数の信号レベルを示すものである。

【００４４】フィルタ部３４は、狭帯域のバンドパスフ
ィルタであり、ディジタルオーディオ信号ＤＡ２より周
波数３〔ｋＨｚ〕の信号成分を抽出して出力する。

【００４５】振幅変調部３５は、フィルタ部３４の出力
信号に代表値Ｓの逆数を乗算することにより、ディジタ
ルオーディオ信号ＤＡ２より抽出した周波数３〔ｋＨ
ｚ〕の信号成分に含まれている著作権の情報ＤＣの変調
信号について、この変調信号の信号レベルが一定になる
ように、フィルタ部３４より出力される出力信号の信号
レベルを補正してデコード部３６に出力する。

【００４６】デコード部３６は、振幅変調部３５の出力
信号より著作権の情報ＤＣを検出する。

【００４７】デコード部３６は、ＰＮ生成部３７、搬送
波生成部３８、第１の乗算部３９、第２の乗算部４０、
加算部４１および比較部４２を有する。ＰＮ生成部３７
は、ＰＮ系列の乱数データＰＮを生成して、繰り返し第
１の乗算部３９に出力する。このときＰＮ生成部３７
は、たとえばディジタルオーディオ信号ＤＡ２の波形上
のピーク候補それぞれを基準にしたタイミングによりこ
の乱数データＰＮを生成することにより、ウォーターマ
ークエンコーダ４におけるディジタルオーディオ信号Ｄ
Ａ１に対するタイミングと同一のタイミングを含むタイ
ミング候補により対応する乱数データＰＮを生成する。

【００４８】搬送波生成部３８は、周波数３〔ｋＨｚ〕
の正弦波信号による搬送波信号ＳＣを生成して出力す
る。第１の乗算部３９は、これらの搬送波信号ＳＣと乱
数データＰＮとを乗算することにより、搬送波信号ＳＣ
を乱数データＰＮによりスペクトラム拡散して出力す
る。第２の乗算部４０は、乗算部３９の出力信号と振幅
変調部３５の出力信号とを乗算することにより、著作権
の情報ＤＣにより信号位相が変化し、かつディジタルオ
ーディオ信号ＤＡ２における周波数３〔ｋＨｚ〕の信号
成分が正規化されてなる乗算信号を出力する。

【００４９】加算部４１は、この乗算部４０の出力信号
を一定の時間周期で累積加算し、これにより乗算部４０
の出力信号に混入するディジタルオーディオ信号ＤＡ２
の成分が除去される。比較部４２は、この加算部４１の
出力信号と所定の基準値との比較結果を得ることにより
２値識別を行い、著作権の情報ＤＣを復調して出力す
る。なお、比較部４２において、ウォーターマークエン
コーダ４においてピークと特定されていないピーク候補
に対しては、加算部４１の出力信号が所定の基準値に達
しないため著作権の情報ＤＣが埋め込まれていないと判
断することができる。

【００５０】すなわちウォーターマークデコーダ６にお
いては、検出されたピーク候補それぞれを基準にしたタ
イミングにより入力データを再生することにより、ディ
ジタルオーディオ信号に対して種々の攻撃を受けた場合
においても、ウォーターマークエンコーダ４におけるデ
ィジタルオーディオ信号ＤＡ１に対するタイミングと同
一のタイミングでディジタルオーディオ信号ＤＡ２より
著作権の情報ＤＣを正しく再生することができる。

【００５１】これによりこの実施の形態においては、光
ディスク５をダビングする際には、この著作権の情報に
基づいてダビングを制限できるようになされ、さらに不
正コピーされた疑いのあるソースについては、ソースの
出所を究明できるようになされている。

【００５２】次に、このようなウォーターマークデコー
ダ６における動作および処理の流れについて、図７を参
照して説明する。図７は、ウォーターマークデコーダ６
の処理の流れを示すフローチャートである。ウォーター
マークデコーダ６においては、まず処理が開始されると
（ステップＳＰ２１）、トリガー候補検出部３１におい
て波形上のピークを検出したか否か、すなわち、著作権
の情報ＤＣを一定の区間再生する基準となるタイミング
候補を検出したか否か判断する（ステップＳＰ２２）。
ステップＳＰ２２において、ピークが検出されていない
場合には、ピークが検出されるまで待機する。

【００５３】ステップＳＰ２２において、著作権の情報
ＤＣを一定の区間再生する基準となるタイミング候補を
検出した場合には、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１を
順次サンプルブロックごとに読み込み（ステップＳＰ２
３）、ＭＤＣＴ計算部３２においてＭＤＣＴ計算を実行
して周波数スペクトラム信号ＤＳ２を算出し（ステップ
ＳＰ２４）、代表値計算部３３において周波数スペクト
ラム信号ＤＳ２より所定の周波数の代表値Ｓを計算する
（ステップＳＰ２５）。次に、フィルタ部３４において
入力されるディジタルオーディオ信号ＤＡ２より所定の
周波数の信号成分を抽出し、振幅変調部３５においてこ
の出力信号に所定の周波数の代表値Ｓの逆数を乗算して
信号レベルを補正する（ステップＳＰ２６）。

【００５４】次に、ＰＮ生成部３７において生成された
乱数データＰＮと搬送波生成部３８において生成された
搬送波信号ＳＣとを第１の乗算部３９において乗算する
ことにより、搬送波信号ＳＣを乱数データＰＮでスペク
トラム拡散し（ステップＳＰ２７）、さらにスペクトラ
ム拡散された変調信号に信号レベルを補正した信号を第
２の乗算部４０において乗算して加算部４１で累積加算
する（ステップＳＰ２８）。比較部４２において、この
累積加算値と所定の基準値との比較結果を得ることによ
り２値識別を行い、著作権の情報ＤＣを検出する（ステ
ップＳＰ２９）。

【００５５】そして、著作権の情報ＤＣを復調すること
ができたか否か判断し（ステップＳＰ３０）、著作権の
情報ＤＣを復調することができなかった場合にはステッ
プＳＰ２２に戻り、次のピーク候補に対して、ステップ
ＳＰ２２〜ステップＳＰ２９の処理を繰り返す。ステッ
プＳ３０において、著作権の情報ＤＣを復調することが
できた場合には、著作権の情報ＤＣを再生する区間が終
了したか否か判断し（ステップＳＰ３１）、著作権の情
報ＤＣを再生する区間が終了していない場合にはステッ
プＳＰ２３に戻り、次のサンプルブロックに対してステ
ップＳＰ２３〜ステップＳＰ３０の処理を繰り返す。

【００５６】ステップＳＰ３１において、著作権の情報
ＤＣを再生する区間が終了していた場合には、ディジタ
ルオーディオ信号ＤＡ２の処理を完了したか否か判断し
（ステップＳＰ３２）、完了していない場合にはステッ
プＳＰ２２に戻って、ステップＳＰ２３〜ステップＳＰ
３１の処理を繰り返し、次の著作権の情報ＤＣを再生す
る処理を行う。ステップＳＰ３２において、ディジタル
オーディオ信号ＤＡ２の処理を完了した場合には、一連
の処理を終了する（ステップＳＰ３３）。

【００５７】次に、このようなウォーターマークデコー
ダ６の動作について、まとめて説明する。著作権などの
情報がウォーターマークとして重畳されたディジタルオ
ーディオ信号ＤＡ２が、たとえば再生装置３のウォータ
ーマークデコーダ６に入力されると、まず、トリガー候
補検出部３１においてディジタルオーディオ信号ＤＡ２
の波形上のピークを繰り返し検出し、著作権の情報ＤＣ
を一定の区間再生する基準となるタイミング候補を検出
する。次に、ディジタルオーディオ信号ＤＡ２は、ピー
ク候補それぞれを基準にしたタイミングにより、ＭＤＣ
Ｔ計算部３２において順次ＭＤＣＴ処理されて周波数ス
ペクトラム信号ＤＳ２に変換され、代表値計算部３３に
おいて、ウォーターマークエンコーダ４の代表値計算部
１３と同様にして所定周波数の信号レベルを正しく表す
代表値Ｓが計算される。

【００５８】そして、搬送波生成部３８において、これ
と同一周波数の正弦波信号である搬送波ＳＣが生成さ
れ、この搬送波信号ＳＣが、ディジタルオーディオ信号
ＤＡ２の波形上のピーク候補を基準にしたタイミングに
よりＰＮ生成部３７において生成されたＰＮ系列の乱数
データＰＮにより、第１の乗算部３９においてスペクト
ラム拡散される。この変調信号と、ディジタルオーディ
オ信号ＤＡ２より抽出した特定周波数の信号成分とが第
２の乗算部４０により乗算され、さらにこの乗算結果に
混入するディジタルオーディオ信号ＤＡ２の信号成分が
加算部４１により除去された後、比較部４２により２値
識別され、これにより著作権の情報ＤＣが再生される。

【００５９】このように、本実施の形態のウォーターマ
ークデコーダ６によれば、ウォーターマークエンコーダ
４においてディジタルオーディオ信号ＤＡ１に著作権の
情報ＤＣを埋め込んだタイミングと同一のタイミングを
含むタイミング候補により、ディジタルオーディオ信号
ＤＡ２より著作権の情報ＤＣを再生することができる。
これによりウォーターマークデコーダ６においては、検
出されたピーク候補それぞれを基準にしたタイミングに
より入力データを復調することにより、ディジタルオー
ディオ信号に対して伝送路雑音、クリッピング、フィル
タリング、再サンプリング、ＡＤ／ＤＡ変換、圧縮処理
などの種々の攻撃を受けた場合においても、ウォーター
マークエンコーダ４におけるディジタルオーディオ信号
ＤＡ１に対するタイミングと同一のタイミングでディジ
タルオーディオ信号ＤＡ２より著作権の情報ＤＣを正し
く再生することが出来る。

【００６０】なお、本発明は本実施の形態に限られるも
のではなく、任意好適な種々の改変が可能である。たと
えば、上述の実施の形態においては、波形上のピークを
検出する際に振幅値の最大値を使用する場合について述
べたが、本発明はこれに限られず、たとえば振幅値の最
小値を使用して波形上のピークを検出してもよく、さら
に左右チャンネルの平均振幅値の最大値または最小値を
使用して波形上のピークを検出してもよい。このように
すれば著作権の情報を埋め込む、または著作権の情報を
再生する基準となるトリガーを発見が非常に困難になる
ように隠蔽することができる。

【００６１】また上述の実施の形態においては、著作権
の情報を埋め込む基準となるタイミングとして波形上の
ピークを使用したが、本発明はこれに限らず、たとえば
ゼロクロス点、ゼロ値が連続するギャップ部、オーディ
オ信号が急激に変化するアタック部などの種々のトリガ
ーを、著作権の情報を重畳する基準タイミングとして用
いてよい。

【００６２】また上述の実施の形態においては、４本の
スペクトラム値より計算した２乗和の平方根を計算して
代表値を計算する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、実用上十分な範囲においては２乗和を代表値
として使用してもよい。このようにすればその分全体構
成を簡略化することができる。また上述の実施の形態に
おいては、式（１）に示したように、４本のスペクトラ
ム値より、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗
値と、奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値と
を加算して代表値を計算する場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、実用上十分な精度を確保できる場
合には、目的とする周波数スペクトラム値と隣接するス
ペクトラム値とにより代表値を計算してもよく、さらに
精度を求める場合には、５本以上のスペクトラム値より
代表値を計算してもよい。

【００６３】また本実施の形態においては、周波数３
〔ｋＨｚ〕の周波数スペクトラムについて代表値を計算
し、さらには周波数３〔ｋＨｚ〕の変調信号により著作
権の情報を重畳する場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、種々の周波数スペクトラムについて代表値
を計算する場合、さらには著作権の情報を重畳する場合
に広く適用することができる。また上述の実施の形態に
おいては、１種類の周波数スペクトラムについて代表値
を計算し、さらには１種類の変調信号により著作権の情
報を重畳する場合について述べたが、２種類以上の周波
数スペクトラムについて代表値を計算する場合、さらに
は２種類以上の変調信号により著作権の情報を重畳する
場合に広く適用することができる。このようにすればそ
の分攻撃に対する耐性を向上することができる。

【００６４】また、本実施の形態においては、直交変換
の１つであるＭＤＣＴによりディジタルオーディオ信号
を周波数スペクトラム信号に変換する場合について述べ
たが、たとえば高速フーリエ変換のような他の種々の直
交変換手法によりディジタルオーディオ信号を周波数ス
ペクトラム信号に変換するようにしてもよい。なお、高
速フーリエ変換によりディジタルオーディオ信号を周波
数スペクトラム信号に変換する場合には、目的周波数ス
ペクトラム信号の実部値と虚部値の２乗和の平方根を所
定周波数の代表値として使用する。

【００６５】また、本実施の形態においては、代表値を
計算してシリアルデータによる変調信号を振幅変調し、
マスキング効果を利用してディジタルオーディオ信号に
重畳する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、たとえば入力信号をＭＤＣＴ計算して得られた周波
数スペクトラムに所望のデータを直接埋め込むような、
周波数スペクトラムを利用する種々のウォーターマーク
エンコード方式にも適用することができる。

【００６６】さらに、本実施の形態においては、著作権
の情報を重畳する場合について述べたが、本発明はこれ
に限らず、必要に応じて種々の情報を重畳して伝送する
場合に広く適用することができる。また上述の実施の形
態においては、光ディスクにディジタルオーディオ信号
を記録し、また再生する場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、たとえばインターネットを介して種々
の情報を伝送する場合などに広く適用することができ
る。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウォーターマーク情報などの所望の信号をたとえばオー
ディオデータなどの連続信号に重畳する際および復調す
る際のいずれにおいても、適切に同期をとることがで
き、これにより所望の信号を適切かつ効率よく重畳ある
いは復調することのできる信号処理装置とその方法を提
供することができる。また、ウォーターマーク情報など
の所望の信号をたとえばオーディオデータなどの連続信
号に重畳して記録する際および記録された信号を再生し
て復調する際に、適切に同期をとることができ、これに
より所望の信号を適切かつ効率よく重畳あるいは復調す
ることのできる信号記録装置および信号再生装置を提供
することができる。さらに、ウォーターマーク情報など
の所望の信号がたとえばオーディオデータなどの連続信
号に重畳された信号が、適切に同期がとれ、これにより
所望の信号を適切に復調することのできるように記録さ
れている記録媒体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施の形態の、オーディオ
データに電子透かし情報を重畳しておきそのコピーコン
トロールを行うようにした一連のシステムの全体構成を
示すブロック図である。

【図２】図２は、図１に示したシステムのウォーターマ
ークエンコーダの構成を示すブロック図である。

【図３】図３は、図２に示したウォーターマークエンコ
ーダのトリガー検出部におけるピーク値の検出処理を説
明するための図である。

【図４】図４は、図２に示したウォーターマークエンコ
ーダにおける処理の流れを説明するフローチャートであ
る。

【図５】図５は、図１に示したシステムのウォーターマ
ークデコーダの構成を示すブロック図である。

【図６】図６は、図５に示したウォーターマークデコー
ダのトリガー候補検出部におけるピーク値の検出処理を
説明するための図である。

【図７】図７は、図５に示したウォーターマークデコー
ダにおける処理の流れを説明するフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…記録装置、２…記録再生装置、３…再生装置、４…
ウォーターマークエンコーダ、５…光ディスク、６…ウ
ォーターマークデコーダ、７…光磁気ディスク、８…デ
ィジタルオーディオテープレコーダー、９…ＣＤ−Ｒ、
１１…トリガー検出部、１２…ＭＤＣＴ計算部、１３…
代表値計算部、１４…エンコード部、１５…搬送波生成
部、１６…ＰＳＫ変調部、１７…ＰＮ生成部、１８…Ｐ
Ｎ拡散部、１９…振幅変調部、２０…加算部、３１…ト
リガー候補検出部、３２…ＭＤＣＴ計算部、３３…代表
値計算部、３４…フィルタ部、３５…振幅変調部、３６
…デコード部、３７…ＰＮ生成部、３８…搬送波生成
部、３９…第１の乗算部、４０…第２の乗算部、４１…
加算部、４２…比較部

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】任意の連続信号に所望の信号を重畳する信
   号処理装置であって、 前記連続信号より所定の特徴を検出する特徴検出手段
   と、 前記検出された特徴に基づいて、当該連続信号に前記所
   望の信号を重畳する処理の単位となる範囲を決定する範
   囲決定手段と、 前記所望の信号で所定の周波数の搬送波を変調し、前記
   所望の信号の変調信号を生成する第１の変調手段と、 前記連続信号より、前記所定の周波数に対する信号レベ
   ルを検出する信号レベル検出手段と、 前記決定された範囲ごとに、少なくとも１つ以上の前記
   所望の信号を含む前記変調信号を前記連続信号に対応付
   け、前記連続信号の前記検出された信号レベルに応じ
   て、当該対応付けられた前記変調信号の振幅を変調し重
   畳信号を生成する第２の変調手段と、 前記重畳信号を前記対応付けられた前記連続信号に重畳
   し、前記任意の連続信号に前記所望の信号が重畳された
   信号を生成する信号重畳手段とを有する信号処理装置。
2. 【請求項２】前記特徴検出手段は、前記連続信号の振幅
   のピークを検出し、 前記範囲決定手段は、前記検出されたピークに基づい
   て、当該連続信号に前記所望の信号を重畳する処理の単
   位となる範囲を決定する請求項１に記載の信号処理装
   置。
3. 【請求項３】前記連続信号に対して所定の直交変換を行
   い、当該信号の周波数スペクトラムを検出する直交変換
   手段をさらに有し、 前記信号レベル検出手段は、前記検出された周波数スペ
   クトラムに基づいて、 前記所定の周波数に対する信号レベルを検出する請求項
   １に記載の信号処理装置。
4. 【請求項４】前記直交変換手段は、前記連続信号に対し
   て変形離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）を行い、当該信号
   の周波数スペクトラムを検出する請求項３に記載の信号
   処理装置。
5. 【請求項５】前記信号レベル検出手段は、前記検出され
   た周波数スペクトラムに基づいて、前記所定の周波数に
   対するスペクトラムの近傍の複数のスペクトラム値よ
   り、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値と、
   奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値とを加算
   して２乗和を計算し、前記所定の周波数に対する信号レ
   ベルとして検出する請求項４に記載の信号処理装置。
6. 【請求項６】前記信号レベル検出手段は、前記計算され
   た２乗和の平方根をさらに計算し、前記所定の周波数に
   対する信号レベルとして検出する請求項５に記載の信号
   処理装置。
7. 【請求項７】前記第１の変調手段は、前記所望の信号で
   所定の周波数の搬送波を変調し、該変調された信号を乱
   数データによりさらに変調して、前記所望の信号の変調
   信号を生成する請求項１に記載の信号処理装置。
8. 【請求項８】前記任意の連続信号は所望の著作物に係わ
   る信号であり、 前記連続信号に重畳される前記所望の信号は、前記著作
   物の著作権に係わる情報である請求項１に記載の信号処
   理装置。
9. 【請求項９】オーディオ信号を包含する任意の著作物に
   係わる連続信号に、当該著作物の著作権に係わる所望の
   信号を重畳する信号処理方法であって、 前記連続信号より所定の特徴を検出し、前記検出された
   特徴に基づいて、当該連続信号に前記所望の信号を重畳
   する処理の単位となる範囲を決定し、 前記所望の信号で所定の周波数の搬送波を変調し、該変
   調された信号を乱数データによりさらに変調して、前記
   所望の信号の変調信号を生成し、 前記連続信号に対して所定の直交変換を行い、当該信号
   の周波数スペクトラムを検出し、 前記検出された周波数スペクトラムに基づいて、前記所
   定の周波数に対する信号レベルを検出し、 前記決定された範囲ごとに、少なくとも１つ以上の前記
   所望の信号を含む前記変調信号を対応付け、前記検出さ
   れた信号レベルに応じて、当該対応付けられた前記変調
   信号の振幅を変調し重畳信号を生成し、 前記重畳信号を前記連続信号に重畳し、前記任意の連続
   信号に前記所望の信号が重畳された信号を生成する信号
   処理方法。
10. 【請求項１０】所望の信号により所定の周波数の搬送波
    を位相変調（ＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調）し、
    重畳対象の連続信号より前記所定の周波数の信号レベル
    を検出し、前記連続信号の所定の特徴に基づいて決定さ
    れる所定の範囲ごとに、少なくとも１つ以上の前記所望
    の信号を含む前記変調信号を、前記検出された信号レベ
    ルに応じて振幅を変調し前記連続信号に重畳された入力
    信号より、少なくとも前記所望の信号を再生する信号処
    理装置であって、 前記入力信号より所定の特徴を検出する特徴検出手段
    と、 前記検出された特徴に基づいて、前記重畳の処理の単位
    たる前記所定の範囲の候補の範囲を検出する重畳範囲候
    補検出手段と、 前記入力信号より、前記所定の周波数に対する信号レベ
    ルを検出する信号レベル検出手段と、 前記入力信号より、前記所定の周波数の信号成分を抽出
    する信号成分抽出手段と、 前記抽出された信号成分の振幅を、前記検出された信号
    レベルに基づいて変調し、前記所望の信号によりＰＳＫ
    変調された信号を抽出する変調手段と、 前記検出された前記所定の範囲の前記候補の範囲ごと
    に、前記抽出された前記所望の信号によりＰＳＫ変調さ
    れた信号、および、前記所定の周波数の搬送波に基づい
    て、前記所望の信号を復調する復調手段とを有する信号
    処理装置。
11. 【請求項１１】前記特徴検出手段は、前記入力信号の振
    幅のピークを検出し、 前記重畳範囲候補検出手段は、前記検出されたピークに
    基づいて、前記重畳の処理の単位たる前記所定の範囲の
    候補の範囲を検出する請求項１０に記載の信号処理装
    置。
12. 【請求項１２】前記入力信号に対して所定の直交変換を
    行い、当該信号の周波数スペクトラムを検出する直交変
    換手段をさらに有し、 前記信号レベル検出手段は、前記検出された周波数スペ
    クトラムに基づいて、前記所定の周波数に対する信号レ
    ベルを検出する請求項１０に記載の信号処理装置。
13. 【請求項１３】前記直交変換手段は、前記入力信号に対
    して変形離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）を行い、当該信
    号の周波数スペクトラムを検出する請求項１２に記載の
    信号処理装置。
14. 【請求項１４】前記信号レベル検出手段は、前記検出さ
    れた周波数スペクトラムに基づいて、前記所定の周波数
    に対するスペクトラムの近傍の複数のスペクトラム値よ
    り、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値と、
    奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値とを加算
    して２乗和を計算し、前記所定の周波数に対する信号レ
    ベルとして検出する請求項１３に記載の信号処理装置。
15. 【請求項１５】前記信号レベル検出手段は、前記計算さ
    れた２乗和の平方根をさらに計算し、前記所定の周波数
    に対する信号レベルとして検出する請求項１４に記載の
    信号処理装置。
16. 【請求項１６】前記変調手段は、前記抽出された信号成
    分の振幅を、前記検出された２乗和の平方根の逆数に応
    じて変化させ、前記所望の信号によりＰＳＫ変調された
    信号を抽出する請求項１５に記載の信号処理装置。
17. 【請求項１７】前記入力信号は、前記所望の信号により
    所定の周波数の搬送波をＰＳＫ変調しさらに所定の乱数
    系列に基づく乱数データにより変調した信号を、前記連
    続信号に重畳された信号であって、 前記復調手段は、前記検出された前記所定の範囲の前記
    候補の範囲ごとに、前記抽出された前記所望の信号によ
    りＰＳＫ変調された信号、および、前記所定の周波数の
    搬送波を該入力信号の生成の際と同じ前記乱数系列に基
    づく乱数データにより変調した信号に基づいて、前記所
    望の信号を復調する請求項１０に記載の信号処理装置。
18. 【請求項１８】前記入力信号は、所望の著作物に係わる
    前記連続信号に、前記著作物の著作権に係わる前記所望
    の信号が重畳された信号である請求項１０に記載の信号
    処理装置。
19. 【請求項１９】任意の著作物の著作権に係わる所望の信
    号により所定の周波数の搬送波をＰＳＫ変調し所定の乱
    数系列に基づく乱数データによりさらに変調し、重畳対
    象の前記著作物に係わる連続信号より前記所定の周波数
    の信号レベルを検出し、前記連続信号の所定の特徴に基
    づいて決定される所定の範囲ごとに、少なくとも１つ以
    上の前記所望の信号を含む前記変調信号を、前記検出さ
    れた信号レベルに応じて振幅を変調し前記連続信号に重
    畳された入力信号より、少なくとも前記所望の信号を再
    生する信号処理方法であって、 前記入力信号より所定の特徴を検出し、 前記検出された特徴に基づいて、前記重畳の処理の単位
    たる前記所定の範囲の候補の範囲を検出し、 前記入力信号に対して所定の直交変換を行い、当該信号
    の周波数スペクトラムを検出し、 前記検出された周波数スペクトラムに基づいて、前記所
    定の周波数に対する信号レベルを検出し、 前記入力信号より、前記所定の周波数の信号成分を抽出
    し、 前記抽出された信号成分の振幅を、前記検出された信号
    レベルに基づいて変調することにより前記所望の信号に
    よりＰＳＫ変調された信号を抽出し、 前記検出された前記所定の範囲の前記候補の範囲ごと
    に、前記抽出された前記所望の信号によりＰＳＫ変調さ
    れた信号、および、前記所定の周波数の搬送波を該入力
    信号の生成の際と同じ前記乱数系列に基づく乱数データ
    により変調した信号に基づいて、前記所望の信号を復調
    する信号処理方法。
20. 【請求項２０】任意の連続信号に所望の信号を重畳し、
    該重畳された信号を記録媒体に記録する信号記録装置で
    あって、 前記連続信号より所定の特徴を検出する特徴検出手段
    と、 前記検出された特徴に基づいて、当該連続信号に前記所
    望の信号を重畳する処理の単位となる範囲を決定する範
    囲決定手段と、 前記所望の信号で所定の周波数の搬送波を変調し、前記
    所望の信号の変調信号を生成する第１の変調手段と、 前記連続信号より、前記所定の周波数に対応する信号成
    分の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、 前記決定された範囲ごとに、少なくとも１つ以上の前記
    所望の信号を含む前記変調信号を対応付け、前記検出さ
    れた信号レベルに応じて、当該対応付けられた前記変調
    信号の振幅を変調し重畳信号を生成する第２の変調手段
    と、 前記重畳信号を、前記連続信号に重畳する信号重畳手段
    と、 前記所望の信号を含む前記重畳信号が重畳された連続信
    号を、記録媒体に記録する記録手段とを有する信号記録
    装置。
21. 【請求項２１】所望の信号により所定の周波数の搬送波
    をＰＳＫ変調し、重畳対象の連続信号より前記所定の周
    波数の信号レベルを検出し、前記連続信号の所定の特徴
    に基づいて決定される所定の範囲ごとに、少なくとも１
    つ以上の前記所望の信号を含む前記変調信号を、前記検
    出された信号レベルに応じて振幅を変調し前記連続信号
    に重畳された記録信号が記録されている記録媒体より、
    少なくとも前記所望の信号を再生する信号再生装置であ
    って、 前記記録媒体より前記記録信号を再生する再生手段と、 前記再生された記録信号より所定の特徴を検出する特徴
    検出手段と、 前記検出された特徴に基づいて、前記重畳の処理の単位
    たる前記所定の範囲の候補の範囲を検出する重畳範囲候
    補検出手段と、 前記記録信号より、前記所定の周波数に対する信号レベ
    ルを検出する信号レベル検出手段と、 前記記録信号より、前記所定の周波数の信号成分を抽出
    する信号成分抽出手段と、 前記抽出された信号成分の振幅を、前記検出された信号
    レベルに基づいて変調し、前記所望の信号によりＰＳＫ
    変調された信号を抽出する変調手段と、 前記検出された前記所定の範囲の前記候補の範囲ごと
    に、前記抽出された前記所望の信号によりＰＳＫ変調さ
    れた信号、および、前記所定の周波数の搬送波に基づい
    て、前記所望の信号を復調する復調手段とを有する信号
    再生装置。
22. 【請求項２２】任意の著作物の著作権に係わる所望の信
    号により所定の周波数の搬送波をＰＳＫ変調し所定の乱
    数系列に基づく乱数データによりさらに変調し、重畳対
    象の前記著作物に係わる連続信号より前記所定の周波数
    の信号レベルを検出し、前記連続信号の所定の特徴に基
    づいて決定される所定の範囲ごとに、少なくとも１つ以
    上の前記所望の信号を含む前記変調信号を、前記検出さ
    れた信号レベルに応じて振幅を変調し前記連続信号に重
    畳された記録信号であって、 前記記録信号より所定の特徴を検出し、 前記検出された特徴に基づいて、前記重畳の処理の単位
    たる前記所定の範囲の候補の範囲を検出し、 前記記録信号に対して所定の直交変換を行い、当該信号
    の周波数スペクトラムを検出し、 前記検出された周波数スペクトラムに基づいて、前記所
    定の周波数に対する信号レベルを検出し、 前記記録信号より、前記所定の周波数の信号成分を抽出
    し、 前記抽出された信号成分の振幅を、前記検出された信号
    レベルに基づいて変調し、前記所望の信号によりＰＳＫ
    変調された信号を抽出し、 前記検出された前記所定の範囲の前記候補の範囲ごと
    に、前記抽出された前記所望の信号によりＰＳＫ変調さ
    れた信号、および、前記所定の周波数の搬送波を該記録
    信号の生成の際と同じ前記乱数系列に基づく乱数データ
    により変調した信号に基づいて、前記所望の信号を復調
    することにより、前記著作権に係わる所望の信号が再生
    される記録信号が記録された信号記録媒体。