JP2001507875A

JP2001507875A - オーディオ信号内で補助データを転送するための方法及び装置

Info

Publication number: JP2001507875A
Application number: JP51122697A
Authority: JP
Inventors: リー，チョン，ユー; モアルレミ，カムラン; ウォーレン，ロバート，エル
Original assignee: ソラナ・テクノロジー・デベロップメント・コーポレイション
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 2001-06-12
Also published as: CA2231239A1; BR9610469A; EP0852086A1; KR19990044450A; AU707270B2; US5822360A; CN1198275A; AU6899596A; WO1997009797A1

Abstract

(57)【要約】補助情報が着色化されたノイズの形態でデータを隠すことにより在来のオーディオ信号において転送される。着色化されたノイズは，主要なオーディオ信号のスペクトルをシミュレートするスペクトルを有する。転送されるべきデータはまず，スペクトル拡散信号に変換される。主要なオーディオ信号はそのスペクトル形状を決定するために解析される。同じスペクトル形状は，スペクトル拡散信号に与えられ，その信号はそのとき転送のために，主要なオーディオ信号と結合される。スペクトルの成形は，線形予測符号化のような合成および時間ドメインモデリングを使用して，または高速フーリェ変換のようなサブバンド符号化技術を使用して，達成される。多数のいろいろな補助情報ストリームがオーディオ信号上で転送される。個々のスペクトル信号キャリアのゲインおよび着色化されたノイズのパワーを調節することにより，補助情報ストリームは，主要なオーディオ信号において可聴に，または，可聴閾値の下または上のどの所望のレベルにもすることできる。

Description

【発明の詳細な説明】オーディオ信号内で補助データを転送するための方法及び装置発明の背景本発明はオーディオ信号内にデータを隠すための方法及び装置に関し，特に一つ以上の補助データ信号を既存のオーディオチャネルを通じて通信される一次オーディオ信号内に挿入するための手法に関する。隠蔽データをオーディオ信号から回復するための方法及び装置も同時に開示される。情報を運ぶための送信チャネルの容量はチャネルの帯域幅によって制限される。ワイヤレス通信チャネルの帯域幅は電磁スペクトルの実在により制限されているので，与えられた帯域幅のチャネル内で運ばれる情報量を増加させる技術を開発することが必要になってきた。例えば，与えられた帯域幅内により多くのデータを押し込めるようデジタルデータを圧縮するための技術が周知である。与えられた帯域幅内で付加的データを通信するための他のアプローチは，一次信号それ自身の転送には影響を及ぼさずに，補足情報が該第一次信号とともに転送されるところの領域を識別することである。そのような技術は周知の圧縮方法と組み合わせて使用される。そのような技術の一つとして，オーディオ信号と一緒にデータを転送するものがある。そのような技術において，オーディオチャネルの帯域幅はそのまま残り，付加的情報がオーディオ情報と束ねられ，その結果，一次オーディオ信号の品質を実質的に損なうことなく付加的情報が検索されることができる。オーディオ装置においてサウンドを表す方法のために，従来のオーディオ信号には固有の冗長性が存在する。ある瞬間の音圧はオーディオ信号としての電圧または振幅値によって記録され，実際の表現と人間聴覚知覚の間の不一致をもたらす。たとえ，人間の耳が多くの点においていくらか非線形であるとしても，それはバンドパスフィルタのバンクまたはスペクトルアナライザーと同様に振る舞う。各周波数において，知覚はほぼ対数的であり，その結果我慢すべきノイズの量は信号に比例する。言い換えれば，ひとたび“信号対ノイズ比”(SNR)がある閾値を超えると，ノイズはもはやはっきり聞こえない。典型的にこのSNR閾値は40d B以下であり，大部分の可聴周波数範囲にわたって維持される。SNRがすべての周波数で維持される限り，比較的低いSNR要求によって情報伝達信号は人間の耳に検知されずに既存のオーディオ信号チェーン（例えば，オーディオ信号ソースから音再生トランスデューサまで）を通過することができる。デジタル情報をオーディオ信号内に埋め込むためのひとつの方法が米国特許第 5,319,735号の題名“Embedded Signalling”に開示されている。この特許は，埋め込まれるべき符号記号のシーケンスを表す符号信号の生成を開示し，該符号信号はオーディオ信号の帯域幅内にあってそれより小さい予め選択された信号帯域に本質的に閉じこめらた周波数成分を有する。該オーディオ信号は，信号帯域を包含する周波数帯域にわたって連続的に周波数解析される。該符号信号は解析の関数としてダイナミックにフィルタにかけられ，各瞬間に本質的に無視できるほど小さく信号帯域をはずれる周波数成分レベルを有する修正符号信号が与えられる。信号帯域内の各周波数において，修正符号信号の周波数成分レベルは対応する周波数範囲内のオーディオ信号周波数成分のレベルに本質的に比例するよう予め選択される。修正符号信号はオーディオ信号と結合され合成オーディオ信号をもたらす。周波数解析及びダイナミックフィルタは大きなバンクのバンドパスフィルタを使用することによって達成される。そのような構成は実現がかなり複雑で高価なため実用価値を制限する。従来のオーディオ信号内にデータを隠すためのより粗い手法を与えることが有利である。そのような手法は，オーディオ信号の品質を本質的に変えることなく，複数の異なるデータストリームをオーディオ信号によって運ぶことを可能としなければならない。異なるデータストリームは異なるデータ速度で与えられ，かつオーディオ信号に付加される前にさまざまな方法で結合されることが可能でなければならない。他のストリームがすでにオーディオ信号に付加された後に，異なるデータストリーム及びそれの組み合わせは“カスケード”アプローチにおいてオーディオ信号へ付加されることも可能でなければならない。結合データストリームは異なるレベル（すなわち異なるゲインを有する）でオーディオ信号内に与えられることができ，組み合わせストリームのパワーはオーディオ信号内の所望のレベルで結合を維持するべく調節可能でなければならない。さらに，オーディオ信号によって運ばれる情報のタイプは仮想的に無制限でなければならない。例えば，オーディオ信号に全く無関係なデータが運ばれることが有利である。同様に，オーディオデータに付随するデータが運ばれることが有利であり，そのようなデータはオーディオ信号を適正な権限なくコピーすることを防止するコピー防止方法に有効であり，またはオーディオ信号に付随するオーディオプログラム若しくは他の情報（例えば，ビデオまたはマルチメディア）の使用を制御するためのものである。オーディオプログラムの名前及び／または実行者，及び市場調査若しくは商業的検証のためのポーリング情報のようなオーディオ信号の内容を識別する情報もまたそのような手法を使って隠される。さらに，オーディオ信号内にデータを隠すために使用される方法は，変調キャリア，非変調キャリア（例えば，パイロット），または両者の組み合わせのいずれかを隠すことができなければならない。本発明は，上記及び他の利点を有するオーディオ信号内に隠される情報を転送しまた回復するための方法及び装置に関する。本発明の要旨本発明に従って，受信機へ通信するためのオーディオ信号内に補助データを隠すための方法が与えられる。（平坦スペクトルを有する）擬ランダムノイズキャリアは補助情報によって変調され，情報を運ぶスペクトル拡散信号が与えられる。該オーディオ信号はそのスペクトル形状を決定するために評価される。スペクトル拡散信号のキャリア部分はオーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートするようべくスペクトル的に成形される（すなわち，“着色化される”）。スペクトル的に成形されたキャリア部分を有するスペクトル拡散信号は，ランダムノイズのような補助情報をオーディオ信号内で運ぶ出力信号を生成するべくオーディオ信号と結合される。図示された実施例において，出力信号はスペクトル拡散信号及びオーディオ信号の和から成る。補助情報は変調工程の前に前方エラー補正(FEC)コードを使って符号化される。この方法において，補助情報はFECデータ方式でキャリアを変調する。出力信号のスペクトル形状が決定されるところの補助信号を出力信号から回復するための方法が与えられる。その後出力信号は決定されたスペクトル形状に基づいて処理され，出力信号内に含まれるスペクトル拡散信号のキャリア部分を単調化（すなわち，“白色化”）する。キャリア部分が白色化された後，スペクトル拡散信号が復調される。復調はFECデータを回復するべくスペクトル拡散信号を逆拡散(despread)する。その後FEC データは補助情報を回復するべく復合化される。補助情報がFEC符号化されない場合の実施例において，補助情報は逆スペクトル拡散信号から直接回復される。オーディオ信号のスペクトル形状を決定するべくオーディオ信号を評価する工程は，線形予測符号化(LPC)技術のような時間ドメインモデリングを使用し，オーディオ信号のスペクトル形状を決定する。LPCはオーディオ信号のパワーを減少するのに使用される予測ゲインを与えるため，特に有利である。そのような実施例において，スペクトル拡散信号のキャリアをスペクトル的に成形する際に使用するための，LPC係数が与えられる。デコーダにおいて補助情報を回復する際に使用する出力信号のスペクトル形状を決定するために，対応するLPC係数が出力信号のスペクトル形状から独立に引き出される。キャリア部分を白色化するよう出力信号を処理する際に使用するために，対応するLPC係数が与えられる。スペクトル拡散信号のパワーは，オーディオ信号と結合される前に調節される。該調節は，例えば，オーディオ信号内の可聴閾値以下のスペクトル拡散信号を与える（すなわち，実質的に不可聴にする）のに使用される。該調節はまたスペクトル拡散信号を付加的形式で可聴にするために使用され，その結果例えばデジタルオーディオテープ上に記録されたオーディオ信号の連続コピーの品質は各新規コピー毎に低下する。複数の補助情報信号をオーディオ信号内に隠すことも可能である。これを達成するために，複数の擬ランダムノイズキャリアが補助情報信号によって変調され，複数のスペクトル拡散信号が与えられる。該キャリアはオーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートするためにスペクトル的に成形される。スペクトル的に成形されたキャリアは，オーディオ信号と結合され，出力信号を生成する。一つの実施例において，各キャリアはオーディオ信号と結合される前に個別にスペクトル的に成形される。他の実施例において，キャリアは成形される前に結合され，結合キャリアがオーディオ信号と結合される前にグループとしてスペクトル的に成形される。ハイブリッド実施例において，いくつかのキャリアがオーディオ信号と組み合わされる前に個別にスペクトル的に成形され，その他のキャリアがスペクトル的に成形されまたオーディオ信号と結合される前にグループとして結合される。複数の補助情報信号が隠されるところの出力信号から補助情報を回復するために，出力信号のスペクトル形状が決定される。出力信号はそのスペクトル形状に基づいて処理され，そこに含まれるスペクトル拡散信号のキャリア部分を白色化する。キャリア部分が白色化された後，所望のスペクトル拡散信号が復調される。スペクトル拡散信号が復調中に逆拡散され，それによって運ばれる補助情報が回復される。擬ランダムノイズキャリアは暗号的に生成され，補助情報の保護通信を受信機へ与える。そのような実施例において，保護暗号キーが送信機及び受信機の両方で与えられる。該キーは，データ暗号化標準規格(DES)のような周知の暗号アルゴリズムに従って擬ランダムノイズキャリアを生成するのに使用される。もし送信機及び受信機の両方で同一キーを有しないなら，送信機及び受信機において同一の擬ランダムノイズキャリアを生成することはできない。したがって，適正キーがなければ，受信機で補助情報を回復するのに必要な特定の擬ランダムノイズキャリアは引き出されない。この事実によって，適正キーを持つ権限のない人々による補助情報の回復が妨げられる。公共及び個人キー手法を含む他の周知の暗号アルゴリズムが擬ランダムノイズキャリアを暗号化するのに使用されてもよい。受信機へ通信するためのオーディオ信号内に補助情報を隠すための装置が与えられる。当該装置は，補助情報のデータストリームを，情報を運ぶスペクトル拡散信号へ変換するための手段を含む。オーディオ信号のスペクトル形状を決定するべくオーディオ信号を評価するための手段が与えられる。該評価手段に応答する手段は，オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートするようスペクトル拡散信号のキャリア部分をスペクトル的に成形する。スペクトル的に成形されたキャリア部分を有するスペクトル拡散信号はオーディオ信号と結合され，オーディオ信号内で実質的にランダムノイズとして補助情報を運ぶ出力信号を生成する。付加的に，結合手段の前にスペクトル拡散信号のパワーを調節するための手段が与えられ，所望のレベル（例えば，可聴閾値以下）のスペクトル拡散信号をオーディオ信号内に与えることもできる。さらに付加的に，補助情報をスペクトル拡散信号へ変換する前に，前方エラー補正コードを使って補助情報を符号化するための手段が与えられてもよい。図示された一つの実施例において，評価手段は，オーディオ信号を受信しかつそこから線形予測符号化(LPC)係数を生成するべく接続された線形予測符号化(LP C)プロセッサから成る。キャリア部分をスペクトル的に成形するための手段はLP C係数に応答するLPCフィルタから成る。オーディオ信号内で補助情報の多重ストリームを運ぶための変形実施例において，評価手段は，オーディオ信号のスペクトルを受信しかつ推定するべく結合されたサブバンドアナライザから成る。キャリア部分をスペクトル的に成形するための手段は，キャリア部分を処理するためのサブバンドアナライザに応答するサブバンドフィルタから成る。図示された実施例において，サブバンドアナライザは第１の高速フーリエ変換(FFT)プロセッサから成る。該サブバンドフィルタは，キャリア部分を処理するための第２のFFTプロセッサ，第１及び第２のFFTプロセッサからのFFT出力を周波数重み付けするための重み付け手段，及びスペクトル的に成形されたキャリア部分を与えるべく該重み付け手段の出力を処理するための第３の逆FFTプロセッサから成る。オーディオ信号とスペクトル拡散信号の結合を含む出力信号から補助情報を回復するための装置が与えられる。この装置は出力信号のスペクトル形状を決定するための手段を含む。決定手段によって決定されたスペクトル形状に基づいて出力信号を処理するための手段が与えられ，出力信号内に含まれるスペクトル拡散信号のキャリア部分を白色化する。スペクトル拡散信号を獲得しかつ逆拡散し，またデータストリームを回復するべくキャリア部分力狛色化された後，スペクトル拡散信号を復調するための手段が与えられる。スペクトル成形がエンコーダにおける線形予測符号化を使って実行されるところの実施例において，デコーダは出力信号受信しかっそこからLPC係数を生成するべく結合されたLPCプロセッサから成る。有利なことに，LPC係数はエンコーダと独立にデコーダにおいて引き出され，その結果エンコーダからデコーダへ係数を通信する必要がない。拡散スペクトル記号のキャリア部分を白色化するために，デコーダは局所的に引き出されるLPC係数に応答するLPCフィルタから成る。そのようなLPCフィルタの使用により，上記した有利な予測ゲインが与えられる。エンコーダがFECコードを使って補助情報を符号化する場合，デコーダはFECデコーダを含む。該FECデコーダは補助情報を与えるために，復調手段によって回復されたデータストリームを復合化する。スペクトル成形を与えるべくエンコーダがサブバンドアナライザ及びサブバンドフィルタを使用するところの実施例において，デコーダは対応するエレメントを含む。特に，サブバンドアナライザが出力信号のスペクトルを受信しかつ推定するべく接続される。サブバンドフィルタは出力信号を処理するために与えられ，サブバンドアナライザによって推定されたスペクトルに応答してキャリア部分を白色化する。より特定の実施例において，デコーダで使用されるサブバンドアナライザはFFTプロセッサから成る。デコーダにおけるサブバンドフィルタは，生成物を形成するべくサブバンドアナライザの出力と多重化される出力を有する FFTプロセッサ，及び他のFFTプロセッサ出力の該生成物を受信する逆FFTプロセッサから成る。オーディオ信号内に着色化されたノイズとして隠されたスペクトル拡散信号によって運ばれる補助情報を回復するためのデコーダが与えられる。該スペクトル拡散信号は，オーディオ信号内に含まれるオーディオ情報のスペクトル形状をシミュレートしたスペクトル形状を有するキャリアを含む。オーディオ情報のスペクトル形状を決定するための手段が与えられる。該オーディオ信号は，決定手段によって決定されたスペクトル形状に基づいて処理され，キャリアを白色化する。スペクトル拡散信号を回復するべく白色化キャリアを復調するための手段が与えられる。回復されたスペクトル拡散信号は逆拡散され，その後補助情報を回復するべく復調される。キャリアの白色化は線形予測符号化(LPC)技術を使って達成される。デコーダは，スペクトル拡散信号のそれぞれのキャリア上で運ばれる複数の補助情報信号の所望のひとつを回復するように設計される。すべてのキャリアはオーディオ情報のスペクトル形状をシミュレートするようスペクトル的に成形される。デコーダにおける復調器手段は，復調用のキャリアの所望のひとつを選択し，補助情報信号の対応するひとつを回復することができる手段を含む。各情報信号に対して，分離復調器（及び必要によりFECデコーダ）が与えられる。スペクトルの成形を消去するためのコンポーネント（すなわち，“白色化回路”）はデコーダにおいてすべての補助情報信号によって共有される。本発明はまたレーキ受信機を使って実行されるデコーダを与える。特にそのようなデコーダは，補助情報を白色（ホワイト）ノイズとしてオーディオ信号内に与えるような基本白色トノイズ拡散スペクトルエンコーダから受信した信号を復合化するのに有用である。デコーダ内の白色化手段はスペクトル拡散信号内に記号間の干渉を作成する。レーキ受信機は白色化手段からオーディオ信号を受信する。レーキ受信機は，減少した記号間干渉を有するスペクトル拡散信号を回復するべく受信オーディオ信号を復調する。回復されたスペクトル拡散信号は補助情報を回復するべく逆拡散される。レーキ受信機実施例内の白色化手段は，オーディオ信号を受信しかつそこから LPC係数を生成するべく結合されたLPCプロセッサから成る。オーディオ信号を受信するためのＮ次のLPCフィルタが与えられる。該LPCフィルタは，オーディオ信号のスペクトルを白色化するためのLPC係数に応答する。レーキ受信機はＮ個のタップまたは“フィンガー”から成り，ここでＮはLPCフィルタのオーダーとほぼ等しい。受信オーディオ信号を復調するとき各フィンガーがスペクトル拡散信号の異なるマルチパスを処理し，それによって補助情報を得るべく減少した記号間干渉を有するスペクトル拡散信号を回復する。この実施例において，レーキ受信機はさらに当該レーキ受信機のタップの重みをダイナミックに変化させるためのLPC係数に応答する手段から成る。図面の簡単な説明図１は，本発明の隠蔽データ転送装置の高レベルなブロック図である。図２は，典型的な送信チャネルのモデルを示すブロック図である。図３は，基本ホワイトノイズ隠蔽データ転送エンコーダのブロック図である。図４は，基本ホワイトノイズ隠蔽データ転送デコーダのブロック図である。図５は，オーディオ信号内に隠されるべき補助情報のスペクトル成形及びパワー調節を与える隠蔽データ転送エンコーダのLPC実施例のブロック図である。図６は，図５のエンコーダによって出力された隠蔽情報を回復するためのデコーダのブロック図である。図７は，レーキ受信機を使用する隠蔽データ転送デコーダのブロック図である。図８は，オーディオ信号内に隠されるべき情報をスペクトル的に成形するために，サブバンド符号化及び特に高速フーリエ変換技術を使った隠蔽データ転送エンコーダのブロック図である。図９は，図８のエンコーダを使って隠蔽された情報を回復する際に使用するデコーダの実施例である。図１０は，直列につないだ，複数の補助情報信号をオーディオ信号に隠すための実施例である。図１１は，並列につないだ，複数の補助情報信号をオーディオ信号に隠すための実施例である。図１２は，オーディオ信号内に埋め込まれた複数の異なる補助情報信号を同時に復合化するためのデコーダのブロック図である。発明を実施するための最良の形態本発明は，オーディオ信号を運ぶように設計された物理的なチャネル内に陰チャネルをつくるために，人間の聴覚の限界を利用する。送信のためのオーディオ信号の連続的な変調は比較的重要でない。周知のAM，FM，及び二相シフトキーイング（ BPSK），四相シフトキーイング（QPSK），四振幅変調（QAM）や他の周知の変調技術のようなマルチレベル変調技術が，隠れた補助情報を運ぶことのできる本発明に従った処理を行った後に，オーディオ信号を送信するために使用できる。補助情報は，オーディオ信号と関係又は無関係であり得るいずれの所望のデータを含む。例えば，テキストデータ，制御データ，及び他の無関係のデータが，オーディオ信号内で運ばれる。これに加えて（又は，変形的に），コピー保護データと同様，オーディオ信号及び／又はその内容を識別するデータや，マーケットリサーチ及びコマーシャル照合データが，本発明の技術を使用して運ばれる。このことから，本発明は，オーディオ信号に隠され得る（つまり，聞きとれないよう（不可聴）に運ばれる）データのタイプのいずれのものにも限定されないことがわかる。隠されるべき補助情報のためのキャリアとして使用できる信号の最良のものは，ランダムノイズ信号である。ランダムノイズは，相関される他のノイズよりも容易に知覚的に許容できる。疑似ランダムノイズが，スペクトル拡散通信システムで典型的に使用される。このようなシステムは，例えば，-20dBの所望のキャリア／ノイズ比（CNR）で，信頼性のあるデータの送信を行うために，本発明に従って使用される。高い処理ゲイン（つまり，送信速度と信号バンド幅との間の比）が，低CNRを達成するために必要である。スペクトル拡散システムで使用される疑似ランダム（PR）キャリアが，平坦（白色）なスペクトルを有する。よって，必要なSNRは，処理ゲインが非常に高くない限り，スペクトルバレーで維持することが困難である。この問題を克服するために，本発明は，PNスペクトルを，順応可能成形して，音声スペクトルのものに合致させる。この技術は，適当に高いデータ速度で音声数信号に隠されるべき補助情報を可能にする。 “着色化されたノイズ（colored noise）”キャリア信号を生成する本発明に従ったPNスペクトルの順応可能な形成は，例えば，隠されるべきデータをもつオーディオ信号から得られる線形予測符号化（LPC）フィルタを通じて白色PNノイズを通過させることによって達成できる。PNノイズのシーケンスは，オーディオ信号のスペクトルに合致させるために，LPCフィルタによって成形されるキャリア信号のように働く。都合良く，入射したノイズ信号自身がオーディオ信号に類似するスペクトル形状を有することから，ほぼ完全なインバースLPCフィルタは，受信機で計算できる。 LPCフィルタを用いることの利益は，干渉信号（本発明ではオーディオ信号）の平坦化又は“白色化”効果である。線形予測処理は，予測の残りが，比較的フラットなスペクトルを有するように，信号の予測可能部分を除去する。このタイプのノイズは，受信機でのエラーの確率を低下させるために，補助情報に典型的に与えられる前方エラー修正（FEC）符号化の実施を著しく向上する。 LPCの実施例の他の利益は，送信チャネル歪みも，白色化処理を通じるLPCフィルタによって補償されることである。本質的には，受信機のインバースLPCフィルタは，送信LPCフィルタ及びチャネルフィルタによって形成される結合フィルタのための自動イコライザのように作用する。LPCのその他の利益は，例えば，オーディオ信号のパワーを低下させるのに有用な予測ゲインを与えることである。開示される変形実施例では，サブバンド符号化が，LPCによって与えられる時間ドメインモデリング及び合成に代えて使用される。サブバンド符号化を使用する本発明を取り入れるために，高速フーリエ変換（FFT）技術が使用される。図１は，本発明の，陰データ輸送（HDT）システムの簡単な形態を示す。一次のオーディオ信号が，端子１０を介して，HDTエンコーダ１６と加算回路１８とを含むエンコーダ１４へ入力される。HDTエンコーダ１６は，オーディオ信号に隠されるべき補助データを端子１２を介して受信する。一次のオーディオ信号s(t)は，HDTエンコーダ１６によって分析され，スペクトル成形の要件を決定する。端子１２を介して入力された補助データx(m)は，変調され，着色化されたノイズ信号d(t)を発生し，この着色化されたノイズ信号は，次に，送信前に，加算器１８で一次のオーディオ信号s(t)に加算される。d(t)の信号パワーは，s(t)での一部のパワーであるように調節される。結合した信号y(t)=s(t)+d(t)は，チャネル２０にわたって送信機２２を介して送信される。無線チャネルが図１に示されるが，有線チャネル（例えば，電気伝導性ケーブル又はファイバ光ケーブル）も使用できる。本発明はまた，従来のオーディオ再生技術で周知のテープやコンパクトディスクのような磁気又は光学媒体等に記録されるオーディオ信号にも適用可能である。受信機２４が，y'(t)=s'(t)+d'(t)で示される，送信される信号のレプリカを発生する。一次のオーディオ信号s'(t)は，補助データをマスクすることから，補助データd'(t)は隠され，聞きとることができない。信号を聞く使用者が，ノーマル音声s'(t)を聞き，d'(t)の存在を知覚しない。HDTデコーダ２６は，受信した信号y'(t)からのx'(m)として，補助デジタル信号x(m)を回復する。送信機２２，受信機２４及び通信のための伝達媒体は，チャネル２０と全体として参照される。このチャネルは，アナログ又はデジタル送信のいずれの形態を使用して，オーディオ信号を実際上運ぶことのできるものである。さらに，送信は，圧縮又は非圧縮フォーマットになり得る。例えば，AM又はFM放送，衛星送信，ケーブルテレビジョン，カセットテープ，コンパクトディスク等である。図２は，送信チャネル２０のモデルである。チャネルは， “チャネルノイズ”として参照される付加的なノイズg(t)で，線形チャネルフィルタ３０（H(z)）によって簡単にモデル化される。図２に示す実施例では，チャネルノイズは，付加器３２を介して線形チャネルフィルタ３０の出力に付加される。線形チャネルフィルタH(z)は，高品質の音声を通過するに十分なバンド幅をもった公称の低パス特性を有することが期待される。送信チャネルの出力は，y'(t )=s'(t)+d"(t)+g'(t)である。成分s'(t)及びd'(t)は，それぞれ，入力s(t)及びd (t)へのチャネルの応答である。図３は，補助情報を，非着色化されたノイズ（つまり，スペクトル拡散キャリアのスペクトルの成形をしない）のようなオーディオ信号に運ぶことのできるベーシック白色ノイズHDTエンコーダを示す。補助情報を運ぶために非着色化されたノイズを使用することは，図５及び６に関連して以下でより詳しく説明するように，着色化されたノイズを使用して得られるものよりも低い実行をもたらす。しかし，図３に示すようなベーシックエンコーダが，簡単且つ直接的な取り込みを可能にする。図３のエンコーダ１６は，端子４０を介して音声入力s(t)を受信する。この入力は，スペクトル拡散信号の形状にある補助情報に，加算回路５２を介して付加される。オーディオ信号が，いずれの周知の信号結合回路を使用しても補助情報を運ぶスペクトル拡散信号と結合することができることがわかる。オーディオ信号とともに転送されるべき補助情報は，端子４２を介して前方エラー修正（FEC）エンコーダ４４へ入力される。このようなFECは従来技術で周知である。FECエンコードデータ波，次に，マルチプライア４６を介して在来の疑似ランダムシーケンス発生器４８から出力された疑似ランダムノイズシーケンスとともに多重化される。PN発生器４８は，例えば，フィードバックシフトレジスタ回路又は他の周知のキー及び発生器回路に基づく。発生器の出力PN(N)は，例えば，＋１又は-１のいずれかをとり得る。PN(N)のロングターム（long-term）パワースペクトルは，平坦（つまり，“白色”）である。マルチプライア４６の出力は，変調PNシーケンスp(n)である。通常，サンプリング速度又は“チップレート”は，FECエンコーダ４４の出力z(l)のシンボルレートよりも高い。よって，Ｇ≫1（ここで，Ｇ=n/lは，処理ゲイン（“拡散比” ））である。図３に示すx(m)からp(n)への信号処理は，在来の直接シーケンススペクトル拡散変調を含む。変調されたPNシーケンスp(n)は，デジタル・アナログコンバータ５０へ入力され，信号は，オーディオ信号との結合のためのアナログ形状のd(t)へ変換される。オーディオ信号は，次に，チャネルにわたって図４のエンコーダへ通信される。図４に示すデコーダで，補助情報を運ぶオーディオ信号は，端子６０を介して，アナログ・デジタルコンバータ６２へ入力される。オーディオ信号も，サウンドの再生のための増幅器及びスピーカー（又は他のトランスジューサ）を典型的に含む在来のオーディオ処理回路へ，ライン７２を介して，直接に出力される。補助情報を含むノイズは，実質的に人間には不可聴の低い音声出力信号のレベルにある。よって，補助情報は，オーディオ信号に“隠され”，存在はするが，聞き手には聞こえない。アナログ・デジタルコンバータ６２が，入力信号を，エンコーダで使用される同一の疑似ランダムシーケンスPN(N)とのマルチプレクサ６４での結合のためのデジタルドメインに変換する。疑似ランダムシーケンスは，エンコーダで見られるPNシーケンス発生器４８と同一であるPNシーケンス発生器６６によって与えられる。回路６４によって行われる多重化は，スペクトル拡散信号を復調し，スペクトル拡散信号は，次に，積分及びダンピング回路６８によって，在来の方法で非拡散（despread）される。非拡散された出力z'(l)は，FECエンコードした補助情報を含む。この情報は，FECデコーダ７０によって復号され，回復された補助情報x'(m)を出力する。一次のオーディオ信号に不可聴に付加されるノイズの量は，図３のエンコーダにより与えられる白色ノイズ信号に代えて着色化されたノイズを使用することによって約１０から２０dB増加される。本発明に従った着色化されたノイズHDTエンコーダの例が図５に示されている。図示の実施は，そのスペクトルを決定するためにデジタルドメインでオーディオ情報を分析し，同一のスペクトルをもつ補助データの着色化を行い，結合した信号がアナログドメインに逆変換される前に，オーディオデータと着色化された補助データをデジタル的に結合する。しかし，この実施は，好適実施例の一例にすぎないことがわかるであろう。処理は，デジタル又はアナログのいずれかで達成され，また，信号は，本発明を使用するシステムの特定的な要求に従ってデジタル又はアナログで送られる。よって，図５及び６に示すアナログ・デジタルコンバータ及びデジタル・アナログコンバータの設置は，本発明に従った処理が図示のように配置しなければならないことを示唆をするものではない。オーディオ信号は，端子８０を介して図５のエンコーダへ入力される。A/Dコンバータ８４が，アナログオーディオ信号をデジタル形状s(n)へ変換する。オーディオ信号とともに送られるべき補助データx(m)は，端子８２を介してFECエンコーダ８６へ入力される。FEC符号化は，データの保全（integrity）を確保するために使用され，コード化シンボルz(l)を生成する。情報のビット数とシンボル数の比は，Ｒ=m/1である。“ｍ”は，x(m)のサンプリング速度を表す。 PNシーケンス発生器９２は，例えば，＋１又は-１のいずれかの値をとることのできるPNキャリアPN(N)を供給する。これは，白色のロングタームパワースペクトルを与える。PN(N)は，マルチプライア９０でz(l)と乗算され，変調されたP Nシーケンスp(n)を生成する。 PN変調信号p(n)の平坦なスペクトルは，LPC合成フィルタ９４でスペクトルの成形を受ける。スペクトル成形は，応答1/A(z)を有するフィルタ９４をPN変調信号が通過することによって適用される。ここで，A(z)は，A(z)=1-(a₁z^-1+a₂z-²+ ・・・+a_Nz^-N)であり，a_iは，Ｎ次のLPCフィルタの係数である。スペクトル成形のために使用されるLPCフィルタの係数は，LPC分析回路８８によってオーディオ信号から分割される係数に合致する。LPC分析は，ダルビン（D urbin）の回帰法（Rabiner及びR.Schafer著，Digital Processing of Speech Si gnals,Prentice-Hall発行，１９７８年，チャプター８.３.２，p.４１１-４１３）のような，信号スペクトルを解析するための周知の方法のいずれでも使用することができる。 LPC分析のＮの次数は，一次のオーディオ信号のスペクトルを正確にモデル化するためには，大きくすることが必要である。例えば，約５から５０の次数が， LPC分析に適当である。当業者にはわかるように，Ｎ次は，信号のバンド幅に依存し得る。よって，例えば，典型的な電話のバンド幅では，Ｎは，約５から約２０の範囲に選択され得る。LPCフィルタの係数は，一次のオーディオ信号に存在する様々な音楽やスピーチをトラックするためには，度々，更新される必要がある。 LPC合成フィルタ９４の出力は，変調され，着色化されたノイズシーケンスp_c( n)である。ノイズパワーは，パワー予測及び制御回路９６とマルチプライア９８とを介して所望のレベルに調節される。例えば，不可聴ノイズとしてオーディオ信号上で運ばれる補助情報を有することが望まれるとき，ノイズパワーは，可聴閾値以下にあるように調節される。他の応用では，ノイズパワーを可聴閾値以上に設定することが望まれる。例えば，デジタルオーディオテープ（DAT）のためのコピー保護スキームでは，コピーが作られる毎に，ノイズ信号をデジタル音声に付加することが望まれ得る。与えられた数のコピーを行った後，累積ノイズは，レコーディングの品質を可聴的に劣化させる。変形的に，オーディオ信号に所定の量の干渉を導入することが望まれ得る。この場合，パワー予測及び制御回路９６は，所望の量のノイズ（可聴スレッショルド以上であり得る）がオーディオ信号へ導入されるように調節される。フィルタ９４から出力された疑似ランダムフレームのために，一次のオーディオ信号s(n)の平均パワー及びp_c(n)の平均パワーが，パワー予測及び制御回路９６によって推測される。適正はスケーリングf(l)が，マルチプライア９８を介してp_c(n)へ印加され，出力信号パワーd(t)を，可聴閾値以下のような所望のパワーレベルに維持する。補助情報を不可聴にするために，音声情報に対する補助情報の比は，典型的に，振幅１００：１又はパワー（４０dB）１００００：１である。着色化されたPNノイズ信号d(n)を調節したパワーは，付加器１００を介して一次のオーディオ信号へ付加され，結合された出力信号y(n)を発生する。出力信号y(n)は，一次のオーディオ信号s(t)に代えて送信するための，デジタル・アナログコンバータ１０２を介してアナログ信号y( t)へ変換される。図５のエンコーダを取り入れる仮説的であるが実用的な設計例が，ターミナル８２を介して入力される補助情報のために，３０ビット／秒（ｍ=３０Ｈｚ）の入力データレートを使用することができる。FECエンコーダの速度は，Ｒ=1/2（ｌ=６０Ｈｚ）であり得る。この設計例の処理ゲイン（拡散レート）は，Ｇ=５００（２７dB）である。疑似ランダムサンプリング速度（チップ周波数）は，Ｎ= ３０kHzである。LPC保護の次数は，Ｎ＝１０である。チャネルは，小さい周波数歪みをもった少なくとも１５kHzのバンド幅を有する，と仮定する。この設計例では，エンコーダは，二相シフトキーイング（BPSK）を使用する。この例では，x(m)，PN(N)及びp(n)は，二進信号，すなわち，x(m)=｛0，1｝，z( l)=｛-1，+1｝，PN(N)=｛-1，+1｝，及びp(n)=｛-1，+1｝である。FECエンコーダは，x(m)のすべての入力サンプルのためのz(l)の２個のサンプルを生成する。これらは，インターリーバがFECエンコーダ内で使用され得るので，隣接したサンプルではない。PNフレームが，PN(N)の５００個のPNチップ（サンプル）のグループとして画成される。z(l)の各々のサンプルのために，PNフレームのPN(N) の５００個のチップは，z(l)と乗算される。言い換えると，z(l)=-1である場合，PNフレームの５００個のサンプルの符号が変えられるだけである。結果的に得られるBPSK変調したPN信号p(n)は，白色ノイズスペクトルである。所望のスペクトル成形は，p_c(n)を発生させるためにp(n)を1/A(z)を通過させることによって得られる。上記の設計例における一次のオーディオ信号（干渉信号）がノイズ信号（例えば，２０dB）よりも強くても，処理ゲインは非常に高い。Ｒ=1/2及びＧ=５００であるから，有効処理ゲインは１０００（３０dB）である。ノイズ密度（Eb/No ）にわたる適当なビットエネルギーは，３０-２０=１０dBであり，BPSK送信には非常に適当なものである。上記の例で示した特定的なパラメータが，単に，図説を目的とするものであることを理解すべきである。当業者にはわかるように，他のパラメーターが特定的な実施に使用され得る。図６は，図５のエンコーダから出力された信号のためのデコーダを示す。デコーダは，端子１１０を介してy'(t)を受信する。エンコーダ及びリカバーp(n)でL PC合成フィルタ９４によって印加されたスペクトル成形を回復するために，デコーダは，LPCフィルタ係数を有しなければならない。しかし，これら係数は，LPC の次数Ｎが固定され，デコーダに知られているにもかかわらず，エンコーダによって送信されない。デコーダは，LPCアナライザ１１６を使用して，受信された信号でそれ自身のLPC解析を行い，LPCフィルタを推測する。この推測から得られた係数は，デコーダにおいてLPC合成フフィルタ９４のインバースであるLPC予測フィルタ９４に入力される。s'(t) が，s(t)の良好なレプリカである受信信号におけるドメイン成分であり，また， LPC解析（広い解析ウィンドウを与える）にある平均化処理により，推測したLPC 係数a'₁，a'₂，・・・a'_Nを，エンコーダで使用されたLPC係数a₁，a₂，・・・a_N に近づけることができる。一旦，LPC予測フィルタA'(z)=[1-(a'₁z^-1+a’₂z^-2+・・・+a'_Nz-^N)]の係数が見つけ出されると，サンプルした受信信号（y'(n)）は濾過され，y"(n)=s"(n)+p '(n)+g'(n)を発生する。p'(n)は，LPC合成フィルタ1/A(z)及びチャネル応答H(z) の結合の影響がLPC予測フィルタA'(z)によって取り消されるので，p(n)に近いレプリカである。s"(n)及びg'(n)の両方は，s'(n)及びg(n)がそれぞれA'(z)によって濾過されると，予測残余物となる。g'(n)の効果は，高い処理ゲインのため，無視できる。A'(z)は，s'(n)の冗長性の殆どを除去し，s"(n)がフラットで白色スペクトルを有する。s"(n)のパワーはまた，LPCフィルタA'(z)の典型的に大きい予測ゲインによって低下される。その結果，s"(n)+g'(n)は，それ自身は白色ノイズスペクトルであるp'(n)への白色ノイズ干渉になる。 p'(n)から補助データを回復させるための残りのステップは，図４のシーケンススペクトル拡散デモジュレータにより使用されるものに類似する。エンコーダで使用されるPNシーケンスに同期される同一のPNシーケンスは，PN発生器１１８及びマルチプライア１２０を使用してy"(n)と乗算される。加算器１２２とスイッチ１２４とを含む積分及びダンプ回路は，z'(l)を非拡散し，回復し，また，s"(n)+g'(n)のパワーの殆どを積分する。図示の実施例では，PNシーケンスの相関性は，p(n)の５００個全部のチップの組立的な加算で，z'(l)を発生させることができる。この例では，スイッチ１２４は，６０Ｈｚの速度で切り替えられ，また，z'(l)は，Ｒ=1/2を有する簡単なFECデコーダで３０bpsでx'(m)を確実に復号するに十分な約１４dB（５：１）のSNRを有する。信号ノイズ比（信号はz'(l)である）は，処理ゲインＧ=n/lによって向上される。最後に，FECデコーダ１２６は，補助データx'(m)の確実な推測を発生させるに必要なエラー修正を行う。図７は，レーキ受信機を使用するデコーダの実施例を示す。このデコーダは，図３に示すタイプの白色ノイズデコーダによって発生される一次のオーディオ信号からの補助情報を復号するのに有用である。着色化されていない白色ノイズ信号が与えられたパワーレベルにおいて，適当なスペクトル形状を有する着色化されたノイズ信号よりも可聴であるにもかかわらず，（例えば，図３のエンコーダにより与えられるような）白色ノイズサンプリングの実行は，LPCフィルタ及びレーキ受信機の接続によって著しく向上される。これは，着色化されたノイズの場合よりも低いノイズパワーを使用すること，及び一次オーディオ信号の干渉パワーを低下させるために受信機のLPC予測ゲインにたよることによって達成される。しかし，主要なオーディオ信号のスペクトルを白色化する一方，LPC予測フィルタA(z)は，ノイズ信号を成形する。A(z)により導入されるこの記号間干渉は，マルチパス成分としてのA(z)の各々の係数を処理する図７のレーキ受信機１４２によって克服される。図７は，レーキ受信機１４２と一緒に，LPCアナライザ１３６とLPCフィルタ１３８とを含むLPC予測フィルタを使用するようなデコーダを示す。レーキ受信機のタップ又は“フィンガー”の数は，LPCフィルタのオーダー（N）に近似的に合致しなければならない。各々のフィンガーは，PN発生器１４０からPN(N)シーケンスを受信するマルチプライア１４６と，それぞれのタップ重みによりそれぞれのマルチプライア１４６からの出力を乗算するマルチプライア１４７から形成されるタップ重みとを含む。図示のデコーダは，結合器１５０で各々のフィンガーからのエネルギーの仝部を実際に加算する，という簡単な結合方法を使用する。これは，タップ重みを１（例えば，a"₁=1，a"₂=1，・・・，a"_N=1)に設定することによって達成される。より最適な結合方法を取り入れることができ，それは，LPC係数に従った各々のフィンガーの重みを動的に変えるものである。例えば，a"₁が，LPC係数a'₁に等しく設定され，a"₂がLPC係数a'₂に等しく設定される，等であり，ここで，LPC係数a'₁，a'₂，・・・，a'_Nは，LPCアナライザ１３６によって局部的に計算された係数である。結合器１５０の前に，各々のフィンガーの重みを付けた出力は，図６の構成成分１２２及び１２４に対応する回路１４８を使用して積分され，ダンプされる。元々の補助情報データが，復号化されたFECであると仮定して，結合器１５０の出力は，FECデコーダ１５２でで符号化される。白色ノイズとして補助情報を含むターミナル１３０で受信されたオーディオ信号は，在来のオーディオ信号処理のため，ライン１３４を介して出力される。着色化されたノイズの変形例では，スペクトル成形は，線形予測符号化に代えて，サブバンド符号化技術によって与えられる。ここで使用される用語“サブバンド符号化”は，変換符号化を含むことを意味する。スペクトル成形のためのサブバンド符号化を使用するエンコーダの例が，図８に示される。対応するデコーダが，図９に示される。図８エンコーダでは，LPCフィルタは，高速フーリエ変換（FFT）操作によって置き換えられる。LPC分析に代えて，一次のオーディオ新語のFFTは，FFT１６６によって計算される。これは，一次のオーディオ信号のものに合致させるために PNノイズ信号を成形するために使用される一次のオーディオ信号のスペクトル成形化を行う。図５のLPC合成フィルタは，インバースFFTプロセッサ１７８により行われるインバースFFT動作に続き，マルチプライア１７６により行われる周波数ウェイト化の後に，FFT１７４とともに置き換えられる。図５の実施例にあるように，オーディオ信号入力は，入力端子１６０を介してD/Aコンバータ１６４によって受信され，その出力は，インバースFFTプロセッサ１７８から出力された着色化されたノイズと加算器１８０で加算される。補助情報データは，端子１６２を介してFECエンコーダ１６８に入力される。FECエンコーダの出力は，マルチプライア１７０でPN発生器１７２からの疑似ランダムシーケンスと結合される。着色化されたノイズと結合されたオーディオ信号は，D/Aコンバータ１８２によって，通信チャネル上での送信のためのアナログ信号へ変換される。ここで，上述の実施例に関連して，FECエンコーダは，選択的であり，A/D及びD/ Aコンバータは，オーディオ信号を受信する特定の形状，及び出力されるべき形状に従って必要又は不必要であり得る。図９のデコーダは，端子１９０を介して，図８のエンコーダからの出力を受信する。必要な場合，A/Dコンバータ１９２は，アナログ入力を，成形ＦＦＴ１９６（“FFTs”）及び解析FFT１９８（“FFTa”）による処理のためのデジタル信号へ変換する。これらFFTの出力は，インバースFFTプロセッサ２０２への入力のためのマルチプライア２００によって結合される。合成白色化スペクトル拡散信号は，積分及びダンプ回路２０８と同様，PN発生器２０６及びマルチプライア２０４を使用して復調される。FECエンコーダ２１０は，必要な場合，前方エラー修正コーディングを与える。ノイズの形状で運ばれる補助情報及びオーディオ信号を含む受信信号は，ライン１９４を介して，在来のオーディオ処理回路へ出力される。ここで，解析FFT１９８の長さは，一次のオーディオ信号のスペクトルを確実に推測するに十分な長さでなければならない。しかし，ノイズ成形FFT１９６の長さは，解析FFTと同一であってはいけない。より短い長さが呼び込まれると，有限衝撃応答（FIR）フィルタが，計算的な不利益なしに，ノイズ成形動作に換わることができる。FIRフィルタは，Digital Signal Processing，第５.６章（O ppenheim及びSchafer著）に開示されるようないずれの周知のフィルタ設計技術を使用して，解析FFTの結果から動的に設計されるべきである。本発明の技術は，同一のオーディオ信号上で複数の異なった補助情報を通信するために使用できる。これを達成するためのエンコーダの一つの実施例が図１０に示される。この“カスケード”の実施例では，オーディオ信号は，端子２２０を介して入力される。第１のエンコーダ２２２が，端子２２４を介して入力される第１の補助情報信号を結合器２２８を介してオーディオ信号へ付加するHDTエンコーダ２２６を含む。エンコーダ２２２の出力は，チャネル２３０を通って，他のエンコーダ２３２へ通信される。このエンコーダは，エンコーダ２２２と同一であり，第１の補助情報信号を既に含んでいるオーディオ信号へ，端子２３４を介して入力される第２の補助情報信号を付加する。エンコーダ２３２の出力は，エンコーダ２２２及び２３２と同一の次のエンコーダ２４２へ，チャネル２４０を介して通信される。エンコーダ２４２は，端子２４４を介して第３の補助情報信号を受信し，第１及び第２の補助情報信号を既に含んでいるオーディオ信号へ付加する。エンコーダ２４２の出力は，チャネル２５０を介して通信される。いかなる数の補助情報信号も，図１０に示すようなキャスケードエンコーダを使用して結合することができる。各々のHDTエンコーダ２２６は，パワー制御（例えば，図５に示す構成成分９６）を含み，各々の補助情報信号をオーディオ信号へ付加するパワーレベルを個々に制御することができる。図１１に示す例では，別々の補助情報信号が処理され，グループとしてスペクトル成形するために結合される対応したスペクトル拡散信号を与える。特に，一次のオーディオ信号は，端子２６０を介してA/Dコンバータ２６２（実施によっては使用され得ない）へ入力され，そのスペクトルは，LPCアナライザ２６４によって分析される。第１の補助情報信号（又は，信号のグループ）は，端子２８０を介して，選択的なFECエンコーダ２８２へ入力される。端子２８０を介して入力された信号は，個々のストリーム又は個々のストリームの結合であり，データ及び／又は同期情報を含む。ここで，各々のストリームがスペクトル拡散キャリア上で変調されるが，変調されないキャリアもまた，例えば，パイロット信号として送られる。このようなパイロット信号は，デモジュレータを同期すること， PNシーケンスの同期及び／又はFECの同期，及び獲得及びトラッキングを含むデコーダでの様々な同期の目的に有用である。端子２８０で入力された信号は，PN発生器２８４及びマルチプライア２８６を使用してスペクトル拡散フォーマットに変換される。異なったデータストリームを含む第２の補助情報信号は，端子２９０を介して，選択的なFECエンコーダ２９２へ入力される。この信号は，PN発生器２９４及びマルチプライア２９６によってスペクトル拡散フォーマットへ変換される。“第Ｎ”の補助情報信号（異なったデータストリームを含み得る）は，端子３００を介して，選択的なFECエンコーダ３０２へ入力され，PN発生器３０４及びマルチプライア３０６によってスペクトル拡散信号へ変換される。第２及び第Ｎのスペクトル拡散信号は，結合器２９８で結合され，これらは，結合器２８８で第１のスペクトル拡散信号と結合される。 PN発生器２８４，２９４及び３０４は，全て，同一又は異なったデータレートで動作する。例えば，端子２８０，２９０及び３００を介して入力されたデータが異なったレートで与えられる場合，PN発生器が，デコーダで補助情報信号を区別として，異なったレートで与えられる。PN発生器の全部が同一の速度で動作する場合，これらPN発生器は，周知のスペクトル拡散復調技術に従って，デコーダで異なった入力データストリームを容易に区別するために，好適に，相互に全て直交する。可変ゲインステージが，対応するスペクトル拡散信号のゲインを各々の経路で調節するために，マルチプライア２８６，２９６及び３０６の全て又はいずれかの後に与えられる。このようなゲインステージ２８７，２９７，２０７が，図１１に示されている。オーディオ信号に所望のレベルで異なった補助情報信号を与えるために，いずれの経路のゲインも，他の経路のいずれのゲインに基づいて調節される。各々の経路の補助情報信号の間の全ての結合した信号ゲインの配分が，マルチプルストリームの間の相対信号強度を設定し，維持し，且つ各々の経路でゲインを調節するための適当なゲインステージ２８７，２９７及び／又は３０７を独立して調節できるゲインアナライザ及び制御プロセッサ３０９によって与えられる。データストリームの間の相対信号強度の手動又はダイナッミックな調節ができるように，制御入力３１０が与えられる。例えば，手動調節が，装置の備え付けの時にもたらされる。変形的，又は手動調節に加えて，ダイナミックな制御が，システムの動作中に与えられる。結合器２８８から出力された，結合されゲイン調節されたスペクトル拡散信号は，LPC合成フィルタ２６６でスペクトル成形され，一次のオーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートする。合成された着色化されたノイズ出力は，コンバータ２７０でのD/A変換（必要な場合）のための結合器２６８で一次のオーディオ信号と結合される。図１１に示すようなLPC解析及びフィルタリングに代えて，サブバンド符号化又はバンドパスフィルタリングのような他のいずれの適当なスペクトル成形技術も使用できる。図５のパワー推測及び制御回路96のようなパワー制御回路（図示せず）が図１１のエンコーダ内で使用され，LPC合成フィルタ266の出力においてグループとしてすべての補助情報信号のパワーを制御する。そのようなパワー制御回路により，結合された補助情報信号は例えば可聴閾値の上または下の特定レベルでの所望のレベルでオーディオ信号に結合させることが可能である。図１０及び１１に示されたエンコーダのいずれかによって与えられる結合信号は図６に示されるタイプのデコーダを使ってデコードされる。図６のデコーダは，補助情報信号の所望のひとつを回復するべくPN発生器118に必要なPNシーケンスをもたらす選択制御128を含む。例えば，もし図１１の端子290へ入力される補助情報を回復することを所望であれば，図６の選択制御128はPN発生器118に対し，図１１のエンコーダ内のPN発生器294によって出力されるシーケンスである疑似ランダムシーケンスPN₂を生成するのに必要な情報をもたらす。図６のデコーダは，一次オーディオ信号によって運ばれる複数の補助情報信号を同時にデコードするべく図１２に示されるように修正され得る。特に，図１２のデコーダは着色化されたノイズとして隠された補助情報信号を有する一次のオーディオ信号を端子320を通じて受信する。必要なら，入力信号y'(t)はA/Dコンバータ322 によってデジタルドメインに変換される。合成信号y'(n)は，図６のエレメント1 14及び116で示されるようなLPC解析及び予測，図９のFFTプロセッサ196，198及び202によって示されるようなサブバンド符号化，オーディオ信号バンド幅内で周波数フィルタリングするためのバンドパスフィルタのバンク，または他の適当なスペクトル成形またはフィルタリング技術のような有用な技術を使って白色化される。図１２のデコーダは複数のステージ332，342，352を含み，それぞれが白色入力信号y"(n)を受信する。各ステージは複数の補助情報信号のひとつを回復するためのPN発生器(326,336,346)を含む。該PN発生器はさまざまな技術のいずれかを使って信号の中身を区別する。例えば，異なるPNシーケンスが各補助情報信号に対して使用されるか，または異なるPNレート（例えば，1bps，10bps，20bps等）が信号を区別するのに使用される。もし，異なる補助情報信号に対して同一の PN速度が使用されると，信号の区別及び回復を容易にするべく使用されるPNシーケンスは好適にはすべて互いに直交する。各PN発生器から出力されたPNシーケンスは，白色化されたオーディオ信号y"(n )を受信するそれぞれのマルチプライア328,338,348へ入力される。各マルチプライアからの合成出力は，対応する補助情報信号を出力するそれぞれのスペクトル拡散デモジュレータ330，340及び350へ入力される。特に，ステージ332はPNシーケンスPN(A)を使って回復された補助情報信号“Ａ”を出力し，ステージ342はPNシーケンスPN(B)を使って回復された補助情報信号“Ｂ”を出力し，ステージ352はPNシーケンスPN(N)を使って回復された補助情報信号“Ｎ” を出力する。デモジュレータ330，340，及び350は，図６に示される“積分及びダンプ”成分122及び124と同等の適当なスペクトル拡散デモジュレータから成る。デモジュレータから出力される信号のFECデコードのようなさらなる処理の要求は従来の方法で与えられる。図に示されるさまざまな他のエンコーダ及びデコーダは一つのオーディオ信号に埋め込まれるマルチプルデータストリームを扱うべく，同様に修正され得る。例えば，図３のエンコーダは複数のステージを備え，各ステージは，分離PN発生器48，マルチプライア46及び必要により異なる補助情報ストリームを結合器52へ出力するためのA/Dコンバータ50から成る。変形的に，要求されるA/D変換は結合器の後に与えられてもよい。図４のデコーダは複数の対応するステージを備え，各ステージはPN発生器66，マルチプライア64及び一次オーディオ信号により運ばれる異なる補助情報信号を回復するための積分及びダンプステージ68を有する。あらゆる必要なゲイン及びパワー制御コンポーネントもまたさまざまなエンコーダステージに内に含まれ，一次オーディオ信号内で所望のレベルの補助情報信号を与える。本発明はオーディオ信号で補助情報を送るための方法及び装置を与えることを認識すべきである。該補助情報は着色化されたノイズとして送られ，一次のオーディオ信号のスペクトル形状をまねるようにスペクトル成形される。スペクトル成形はLPCフィルタリング及びサブバンド符号化技術を含む多くの手段によって与えられる。PN発生器は後にスペクトル成形されるスペクトル拡散信号方式で補助情報を与えるために使用される。補助情報の保護送信を与えるために，PN発生器は暗号的にキーがかけられ，その結果対応するPNシーケンスは対応する暗号キー無しでデコーダにおいて生成され得ない。発明はさまざな特定の実施例に関して開示されてきたが，請求の範囲に記載された発明の使用及び態様から逸脱することなく，さまざまな付加及び修正が可能であることは当業者の知るところである。

【手続補正書】【提出日】平成１１年４月２８日（１９９９．４．２８）【補正内容】（1）明細書第24頁第17行に「d(t)」とあるのを『d(n)』と補正する。（2）明細書第24頁第19行に「100：１」とあるのを『１：100』と補正する。（3）明細書第24頁第20行に「10000：１」とあるのを『１：10000』と補正する。（4）明細書第29頁第16行に「a"₁=1」とあるのを『a"₀=1』と補正する。（5）明細書第29頁第19行に「a"₂=1」とあるのを『a"₁=1』と補正する。（6）明細書第29頁第20行に「えば，」とあるのを『えば，ａ"₀=1』と補正する。（7）請求の範囲を別紙の通り補正する。（8）図３，図４，図７，図８および図９を別紙の通り補正する。請求の範囲 1. オーディオ信号内で補助情報を転送する方法であって，前記補助情報により疑似ランダムノイズキャリアを変調し，そのキャリア部分で前記情報を伝えるスペクトル拡散信号を与える変調工程と，前記オーディオ信号のスペクトル形状の近似を獲得するために，時間ドメインモデリングを使用して前記オーディオ信号を評価する工程と，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートするために前記スペクトル拡散信号のキャリア部分をスペクトル的に成形すべく，前記時間ドメインモデリングに応答する時間ドメイン合成を使用し，これにより前記オーディオ信号内で運ばれるべき前記補助情報を含む，着色化されたノイズ信号を形成する工程と，を含む，ところの方法。 2. 請求項1に記載の方法であって，さらに前記着色化されたノイズ信号のパワーを調節して，それを前記オーディオ信号に所望のレベルで与える調節工程と，前記パワーが調節され，着色化されたノイズ信号と前記オーディオ信号と結合し，前記オーディオ信号のノイズとして前記補助信号を運ぶ出力信号を生成する工程と，を含む，ところの方法。 3. 請求項1に記載の着色化されたノイズ信号を伝える，受信されたオーディオ信号から前記補助情報を回復する方法であって，前記受信された信号のスペクトル形状を近似するために，時間ドメインモデリングを使用して前記受信された信号を評価する工程と，受信されたオーディオ信号をそのために決定された近似スペクトル形状に基づいて処理し，中に含まれる着色化された信号を白色化する工程と，前記補助信号を回復するために，白色化されたノイズ信号を復調する工程と，を含む，ところの方法。 4. 請求項3に記載の方法であって，前記受信されたオーディオ信号は，前記着色化されたノイズ信号と前記オーディオ信号の総計からなる，ところの方法 5. 請求項3に記載の方法であって，前記時間ドメインモデリングは，前記スペクトル的に成形する工程，および白色化の工程の間に線形予測符号化（LPC）係数を与えるために，前記LPDを含む，ところの方法。 6. 請求項5に記載の方法であって，前記白色化の工程の間に使用されるLPC係数は，前記スペクトル的に成形する工程の間，使用されるLPC係数の引き出しとは独立に，前記受信信号から引き出される，ところの方法。 7. 複数の補助信号が前記オーディオ信号上で転送される，請求項1に記載の方法であって，複数のスペクトル拡散信号を与えるために，前記補助情報信号により複数の疑似ランダムノイズキャリアを変調する工程と，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートするために前記キャリアをスペクトル的に成形する工程と，前記オーディオ信号内で着色化されたノイズとして前記補助情報信号を運ぶ出力信号を生成するために，スペクトル的に成形されたキャリアと前記オーディオ信号とを結合する工程と，を含む方法。 8. 請求項7に記載の方法であって，前記キャリアのそれぞれは，前記オーディオ信号との結合前に，個々にスペクトル的に成形される，ところの方法。 9. 請求項7に記載の方法であって，前記キャリアが前記スペクトル的に成形する工程の前に結合され，前記結合されたキャリアは前記オーディオ信号との結合前にグループとしてスペクトル的に成形される，ところの方法。 10．請求項7に記載の方法であって，前記キャリアの少なくとも一つは，前記オーディオ信号との結合前に，個々にスペクトル的に成形され，前記キャリアの少なくとも他の二つは，前記スペクトル的に成形する工程前に結合され，前記オーディオ信号との結合前に，グループとしてスペクトル的に成形される，ところの方法。 11．請求項7に記載の方法であって，前記スペクトル的に成形されたキャリアは，前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも一つが，前記オーディオ信号が前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも他の二つと既に結合された後に，前記オーディオ信号と結合されるように，前記オーディオ信号と結合される，ところの方法。 12．請求項7に記載の方法であって，さらに受信機機能を合成するときに使用するパイロット信号として変調され，または変調されずに疑似ランダムノイズの少なくとも一つを与える他の工程を含む，ところの方法。 13．請求項7に記載の方法であって，さらに前記オーディオ信号との結合前に，前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも一つの利得を調節する工程を含む，ところの方法。 14．請求項13に記載の方法であって，さらにスペクトル的に成形されたキャリアのパワーをグループのように調節し，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える調節工程を含む，ところの方法。 15．請求項7に記載の方法であって，さらにスペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも第一のもののゲインを決定する工程と，その少なくとも第一の，スペクトル的に成形されたキャリアに対して決定されたゲインに応答して，スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも第二のもののゲインを調整する工程と，を含む，ところの方法。 16．請求項15に記載の方法であって，さらに少なくとも前記第一および第二の，スペクトル的に成形されたパワーをグループのように調節して，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える工程を含む，ところの方法。 17．請求項7に記載の方法であって，前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも二つは異なるデータレートで与えられる，ところの方法。 18．請求項7の出力信号から前記補助情報を回復する方法であって，前記出力信号を，そのスペクトル形状を近似するために評価する工程と，出力信号を，そのために決定された近似のスペクトル形状に基づて，処理し，前記着色化されたノイズを白色化する工程と，前記着色化されたノイズが白色化され，これにより運ばれた補助情報が回復された後に，所望のスペクトル拡散信号を復調する工程と，を含む，ところの方法。 19．請求項18に記載の方法であって，複数の前記スペクトル拡散信号は，前記出力信号から同時に復調される，ところの方法。 20．請求項1に記載の方法であって，前記疑似ランダムノイズキャリアは，前記受信機への前記補助情報の保護通信を行うために，暗号キーに従って暗号的に発生される，ところの方法。 21．オーディオ信号内の複数の補助情報を転送する方法であって，キャリア部分で補助情報を運ぶ複数のスペクトル拡散信号を与えるために，複数の疑似ランダムノイズキャリアのそれぞれを，前記補助情報信号の，少なくとも異なる一つずつにより変調する工程と，前記オーディオ信号のスペクトル形状を推定するために，サブバンド解析を使用して前記オーディオ信号を評価する工程と，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートするために，前記スペクトル拡散信号のキャリア部分をスペクトル的に成形すべく，前記サブバンド解折に応答して，前記複数のスペクトル拡散信号をサブバンドフィルタリングする工程と，前記補助情報信号を運ぶ出力信号を前記オーディオ信号内で着色化されたノイズとして生成するために，スペクトル的に成形されたキャリアと前記オーディオ信号とを結合する工程と，を含む方法。 22．請求項21に記載の方法であって，前記評価およびサブバンドフィルタリング工程は，それぞれ高速フーリエ変換（FFT）およびフィルタリングを含む，ところの方法。 23．請求項21に記載の方法であって，前記キャリアのそれぞれは，前記オーディオ信号との結合の前に，個々にスペクトル的に成形される，ところの方法。 24．請求項21に記載の方法であって，前記キャリアは前記スペクトル的に成形する工程の前に結合され，前記結合されたキャリアは前記オーディオ信号との結合の前にグループとして，スペクトル的に成形される，ところの方法。 25．請求項21に記載の方法であって，前記キャリアの少なくとも一つは，前記オーディオ信号との結合の前に個々にスペクトル的に成形され，前記キャリアの少なくと他の二つは，前記スペクトル的に成形する工程の前に結合し，前記オーディオ信号との結合の前に，グループとしてスペクトル的に成形される，ところの方法， 26．請求項21に記載の方法であって，前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも一つは，前記オーディオ信号が前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも他の一つと既に結合された後に，前記オーディオ信号と結合される，ところの方法。 27．請求項21に記載の方法であって，さらに受信機の機能を合成するときに使用するパイロット信号のように変調され，または変調されない疑似ランダムノイズキャリアの少なくとも一つを与える工程を含む，ところの方法。 28．請求項21に記載の方法であって，さらに前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも一つのゲインを，前記オーディオ信号との結合の前に調節する工程を含む，ところの方法。 29．請求項28に記載の方法であって，さらにスペクトル的に成形されたキャリアのパワーをグループのように調節し，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える工程を含む，ところの方法。 30．請求項21に記載の方法であって，さらにスペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも第一のもののゲインを決定する工程と，その少なくとも第一の，スペクトル的に成形されたキャリアのために決定されたゲインに応答して，スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも第二のもののゲインを調整する工程と，を含む，ところの方法。 31．請求項30に記載の方法であって，さらに少なくとも前記第一および第二の，スペクトル的に成形されたパワーをグループのように調節して，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える工程を含む，ところの方法。 32．請求項21に記載の方法であって，前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも二つは異なるデータレートで与えられる，ところの方法。 33．請求項21に記載の出力信号から前記補助情報を回復する方法であって，前記出力信号を，そのスペクトル形状を近似するために評価する工程と，出力信号を，そのために決定された近似のスペクトル形状に基づて処理し，前記着色化されたノイズを白色化する工程と，前記着色化されたノイズが白色化され，これにより運ばれた補助情報が回復された後に，所望のスペクトル拡散信号を復調する工程と，を含む，ところの方法。 34．請求項33に記載の方法であって，複数の前記スペクトル拡散信号は，前記出力信号から同時に復調される，ところの方法。 35．受信機への通信のためにオーディオ信号に補助情報を転送する装置であって，前記補助情報のデータストリームを前記情報を運ぶスペクトル拡散信号に変換する手段と，前記オーディオ信号のスペクトル形状の近似を獲得するために，時間ドメインモデリングを使用して前記オーディオ信号を評価する手段と，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートし，これにより前記オーディオ信号内の運ばれるべき前記補助情報を含む，着色化されたノイズ信号を生成すために，前記スペクトル拡散信号のキャリア部分をスペクトル的に成形するための，前記評価手段に応答する時間ドメイン合成器と，を含む装置。 36．請求項35に記載の装置であって，さらに前記補助情報を伝える出力信号を前記オーディオ信号のノイズのように生成するために，前記着色化されたノイズ信号と前記オーディオ信号とを結合する手段を含む，ところの方法。 37．請求項36に記載の装置であって，さらに前記結合手段の前に，前記着色化されたノイズ信号のパワーを調節し，それを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える手段を含む，ところの装置。 38．請求項35に記載の装置であって，前記評価手段は，前記オーディオ信号を受信し，それから線形予測符号化（LP C）係数を発生すべく接続されたLPCプロセッサを含み，前記時間ドメイン合成器は前記LPC係数に応答するLPCフィルタを含む，ところの装置。 39．請求項35に記載の装置により与えられる着色化されたノイズを運ぶ受信オーディオ信号から前記補助情報を回復する装置であって，前記オーディオ信号のスペクトル形状を近似するために，前記時間モデリングを使用して前記受信オーディオ信号を評価する手段と，中に含む着色化されたノイズ信号を白色化するために，そのために決定されたスペクトル形状に基づき，受信オーディオ信号を処理する時間ドメインプロセッサと，前記データストリームを回復するために，白色化されたノイズ信号を復調する手段と，を含む装置。 40．請求項39に記載の装置であって，前記オーディオ信号を評価する前記手段は，前記オーディオ信号を受信し，それから第一の線形予測符号化（LPC）係数を発生するべく接続された第一のLPCプロセッサを含み，前記時間ドメイン合成器は，前記第一のLPC形するに応答する第一のLPCフィルタを含み，前記受信オーディオ信号を評価する前記手段は，受信信号から第二のLPC係数を発生させるための第二のLPCプロセッサを含み，前記時間ドメインプロセッサは，前記第二のLPC係数に応答する第二のLPCフィルタを含む，ところの装置。 41．請求項40に記載の装置であって，さらに前記着色化されたノイズ信号のパワーを調節し，それを所望のレベルで前記オーディオ信号に伝える手段を含む，ところの装置。 42．オーディオ信号の複数の補助情報ストリームを転送する装置であって，前記複数の補助情報ストリームをスペクトル拡散信号に変換する手段と，前記オーディオ信号のスペクトル形状の近似を獲得するために，前記オーディオ信号を評価する手段と，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートするために，前記スペクトル拡散信号のキャリア部分をスペクトル的に成形する，前記評価手段に応答する手段と，を含み，前記スペクトル拡散信号の結合が，前記オーディオ信号の前記補助情報を運ぶため，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートする着色化されたノイズを与えるために使用される，ところの装置。 43．請求項42に記載の装置であって，さらに前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも一つのゲインを，前記オーディオ信号との結合の前に調節する手段を含む，ところの装置。 44．請求項43に記載の装置であって，さらにスペクトル的に成形されたキャリアのパワーをグループとして調節し，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える手段を含む，ところの装置。 45．請求項42に記載の装置であって，さらに前記オーディオ信号内で運ばれるべき少なくとも一つの第一のもの，スペクトル的に成形されたキャリアのゲインを決定する手段と，前記少なくとも一つの第一の，スペクトル的に成形されたキャリアに対して決定されたゲインに応答して，前記オーディオ信号内で運ばれるべき少なくとも一つの第二の，スペクトル的に成形されたキャリアの利得を調節する手段と，を含む，ところの装置。 46．請求項45に記載の装置であって，前記第一および第二の，スペクトル的に成形されたキャリアのパワーをグループとして調節し，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える手段を含む，ところの装置 47．請求項42に記載の装置であって，前記オーディオ信号を評価する手段は，オーディオ信号のスペクトル信号の近似を獲得するために，時間ドメインモデリングを使用し，前記評価する手段は時間ドメイン合成器を含む，ところの装置。 48．請求項42に記載の装置であって，前記オーディオ信号を評価する手段は，前記オーディオ信号のスペクトルの形状の近似を獲得するために，サブバンドアナライザーを使用し，前記評価する手段に応答する手段は，少なくとも一つのサブバンドフィルタを含む，ところの装置。 49．請求項48に記載の装置であって，前記サブバンドアナライザーおよびサブバンドフィルタはそれぞれ高速フーリエ変換（FFT）アナライザーおよびフィルタを含む，ところの装置。 50．請求項42に記載の装置であって，前記着色化されたノイズ信号のパワーを調節し，それを所望のレベルで前記オーディオ信号に伝える手段を含む，ところの装置。 51．請求項42に記載の装置であって，前記複数の補助情報ストリームは異なるデータレートをもち，前記補助情報ストリームをスペクトル拡散信号に変換する前記手段は，異なる出力レートを異なる情報ストリームに対して与える疑似ランダムシーケンス発生器を含む，ところの装置。 52．請求項42に記載の装置であって，前記補助情報ストリームをスペクトル拡散信号に変換する前記手段は，直交疑似ランダムシーケンスを異なる情報ストリームに対して与える疑似ランダムシーケンス発生器を含む，ところの装置。 53．オーディオ信号内でノイズとして転送され，前記オーディオ信号内に含まれるオーディオ情報のスペクトル形状をシミュレートするために着色化されたキャリアを含む，スペクトル拡散信号により伝えられる補助情報を回復するデコーダであって，前記オーディオ信号のスペクトル形状を近似するために，時間ドメインモデリングを使用して前記オーディオ信号を評価する手段と，中に含む着色化されたスペクトル拡散キャリアを白色化するために，そのために決定されたスペクトル形状に基づき，オーディオ信号を処理する時間ドメインプロセッサと，前記補助情報を回復するために，白色化されたキャリアを復調する手段と，を含む，ところのデコーダ。 54．請求項53に記載のデコーダであって，前記評価する手段は，前記オーディオ信号を受信し，線形予測符号化（LPC）係数を発生すべく接続されたLPCプロセッサとを含み，前記時間ドメインプロセッサは前記LPC係数に応答してLPCフィルタを含む，ところのデコーダ。 55．請求項53に記載のデコーダであって，複数の補助情報は，前記スペクトル拡散信号のそれぞれのキャリアで運ばれ，前記キャリアのすべては前記オーディオ情報のスペクトル形状をシミュレートするためにスペクトル的に成形され，前記復調手段は，補助情報信号に対応する少なくとも一つが回復できるように，復調のための，少なくとも一つの所望のキャリアを選択する手段を含む，ところのデコーダ。 56．請求項53に記載のデコーダであって，複数の補助情報は，前記スペクトル拡散信号のそれぞれのキャリアで運ばれ，前記キャリアのすべては前記オーディオ情報のスペクトル形状をシミュレートするためにスペクトル的に成形され，前記復調手段は，補助情報信号が同時に回復できるように，複数の前記キャリアを同時に復調する手段を含む，ところのデコーダ。 57．オーディオ信号内でノイズとして転送され，前記オーディオ信号内に含まれるオーディオ情報のスペクトル形状をシミュレートするために着色化されたキャリアを含む，スペクトル拡散信号により運ばれる複数の補助情報を回復するデコーダであって，前記オーディオ信号のスペクトル形状を近似するために，時間ドメインモデリングを使用して前記オーディオ信号を評価する手段と，中に含まれる着色化されたスペクトル拡散キャリアを白色化するために，そのために決定されたスペクトル形状に基づき，オーディオ信号を処理する手段と，前記補助情報を回復するために，白色化されたキャリアを復調する手段と，を含む，ところのデコーダ。 58．請求項57に記載のデコーダであって，前記評価する手段は，前記オーディオ信号を受信し，線形予測符号化（LPC）係数を発生すべく接続されたLPCプロセッサとを含み，前記処理手段は前記LPC係数に応答してLPCフィルタを含む，ところのデコーダ。 59．オーディオ信号内でノイズとして転送されるスペクトル分散信号により運ばれる補助情報を回復するためのデコーダであって，前記オーディオ信号のスペクトルを白色化し，前記スペクトル信号内に記号間干渉を発生する白色化手段と，前記白色化手段から前記オーディオ信号を受信し，復調するレーキ受信機と，を含み，前記レーキ受信機は，受信されたオーディオ信号を復調するとき，前記スペクトル拡散信号の異なるマルチバスを処理する複数のフィンガーをもち，これにより，減少された記号間干渉をもつ前記スペクトル拡散信号は，それから補助情報を獲得するために回復される，ところの装置。 60．請求項59に記載のデコーダであって，前記白色化手段は，前記オーディオ信号を受信し，それから線形予測符号化（LPC）係数を生成すべく接続された線LPCプロセッサと，前記オーディオ信号を受信し，前記オーディオ信号の前記スペクトルを白色化するために前記LPC係数に応答する，Ｎ次のLPCフィルタと，を含み，前記レーキ受信機はＮ個のフインガーを含み，ここでＮが前記LPCフィルタの次数にほぼ等しい，ところのデコーダ。 61．請求項59に記載のデコーダであって，前記白色化手段は，前記オーディオ信号のスペクトルを受信し，推測すべく接続されたサブバンドアナライザーと，前記サブバンドアナライザーにより推測されたスペクトルに応答するサブバンドフィルタと，を含む，ところのデコーダ。 62．請求項59に記載のデコーダであって，前記フィンガーのそれぞれは，関連された重みをもち，前記レーキ受信機はさらに，前記レーキ受信機のフィンガーの重みを個々に調節する手段を含む，ところのデコーダ。 63．請求項62に記載のデコーダであって，前記レーキ受信機のフィンガーの重みはダイナミックに調節可能である，ところのデコーダ。 64．請求項63に記載のデコーダであって，前記重みは，前記白色化手段により発生された係数に応答して，ダイナミックに調節可能である，ところのデコーダ。【図３】【図４】【図７】【図８】【図９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者モアルレミ，カムランアメリカ合衆国カリフォルニア州92014− 4101，デルマー，ビスタ・デ・ラ・ティエッラ4314 (72)発明者ウォーレン，ロバート，エルアメリカ合衆国カリフォルニア州92007, カーディフ，ニューポート・アベニュー 2471

Claims

【特許請求の範囲】 1. オーディオ信号内で補助情報を転送する方法であって，前記補助情報により疑似ランダムノイズキャリアを変調し，そのキャリア部分で前記情報を伝えるスペクトル拡散信号を与える変調工程と，前記オーディオ信号のスペクトル形状の近似を獲得するために，時間ドメインモデリングを使用して前記オーディオ信号を評価する工程と，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートするために前記スペクトル拡散信号のキャリア部分をスペクトル的に成形すべく，前記時間ドメインモデリングに応答する時間ドメイン合成を使用し，これにより前記オーディオ信号内で運ばれるべき前記補助情報を含む，着色化されたノイズ信号を形成する工程と，を含む，ところの方法。 2. 請求項1に記載の方法であって，さらに前記着色化されたノイズ信号のパワーを調節して，それを前記オーディオ信号に所望のレベルで与える調節工程と，前記パワーが調節され，着色化されたノイズ信号と前記オーディオ信号と結合し，前記オーディオ信号のノイズとして前記補助信号を運ぶ出力信号を生成する工程と，を含む，ところの方法。 3. 請求項１に記載の着色化されたノイズ信号を伝える，受信されたオーディオ信号から前記補助情報を回復する方法であって，前記受信された信号のスペクトル形状を近似するために，時間ドメインモデリングを使用して前記受信された信号を評価する工程と，受信されたオーディオ信号をそのために決定された近似スペクトル形状に基づいて処理し，中に含まれる着色化された信号を白色化する工程と，前記補助信号を回復するために，白色化されたノイズ信号を復調する工程と，を含む，ところの方法。 4. 請求項3に記載の方法であって，前記受信されたオーディオ信号は，前記着色化されたノイズ信号と前記オーディオ信号の総計からなる，ところの方法 5. 請求項3に記載の方法であって，前記時間ドメインモデリングは，前記スペクトル的に成形する工程，および白色化の工程の間に線形予測符号化（LPC）係数を与えるために，前記LPDを含む，ところの方法。 6. 請求項5に記載の方法であって，前記白色化の工程の間に使用されるLPC係数は，前記スペクトル的に成形する工程の間，使用されるLPC係数の引き出しとは独立に，前記受信信号から引き出される，ところの方法。 7. 複数の補助信号が前記オーディオ信号上で転送される，請求項1に記載の方法であって，複数のスペクトル拡散信号を与えるために，前記補助情報信号により複数の疑似ランダムノイズキャリアを変調する工程と，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートするために前記キャリアをスペクトル的に成形する工程と，前記オーディオ信号内で着色化されたノイズとして前記補助情報信号を運ぶ出力信号を生成するために，スペクトル的に成形されたキャリアと前記オーディオ信号とを結合する工程と，を含む方法。 8. 請求項7に記載の方法であって，前記キャリアのそれぞれは，前記オーディオ信号との結合前に，個々にスペクトル的に成形される，ところの方法。 9. 請求項7に記載の方法であって，前記キャリアが前記スペクトル的に成形する工程の前に結合され，前記結合されたキャリアは前記オーディオ信号との結合前にグループとしてスペクトル的に成形される，ところの方法。 10．請求項7に記載の方法であって，前記キャリアの少なくとも一つは，前記オーディオ信号との結合前に，個々にスペクトル的に成形され，前記キャリアの少なくとも他の二つは，前記スペクトル的に成形する工程前に結合され，前記オーディオ信号との結合前に，グループとしてスペクトル的に成形される，ところの方法。 11．請求項７に記載の方法であって，前記スペクトル的に成形されたキャリアは，前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも一つが，前記オーディオ信号が前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも他の二つと既に結合された後に，前記オーディオ信号と結合されるように，前記オーディオ信号と結合される，ところの方法。 12．請求項7に記載の方法であって，さらに受信機機能を合成するときに使用するパイロット信号として変調され，または変調されずに疑似ランダムノイズの少なくとも一つを与える他の工程を含む，ところの方法。 13．請求項7に記載の方法であって，さらに前記オーディオ信号との結合前に，前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも一つの利得を調節する工程を含む，ところの方法。 14．請求項13に記載の方法であって，さらにスペクトル的に成形されたキャリアのパワーをグループのように調節し，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える調節工程を含む，ところの方法。 15．請求項7に記載の方法であって，さらにスペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも第一のもののゲインを決定する工程と，その少なくとも第一の，スペクトル的に成形されたキャリアに対して決定されたゲインに応答して，スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも第二のもののゲインを調整する工程と，を含む，ところの方法。 16．請求項15に記載の方法であって，さらに少なくとも前記第一および第二の，スペクトル的に成形されたパワーをグループのように調節して，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える工程を含む，ところの方法。 17．請求項7に記載の方法であって，前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも二つは異なるデータレートで与えられる，ところの方法。 18．請求項7の出力信号から前記補助情報を回復する方法であって，前記出力信号を，そのスペクトル形状を近似するために評価する工程と，出力信号を，そのために決定された近似のスペクトル形状に基づて，処理し，前記着色化されたノイズを白色化する工程と，前記着色化されたノイズが白色化され，これにより運ばれた補助情報が回復された後に，所望のスペクトル拡散信号を復調する工程と，を含む，ところの方法。 19．請求項18に記載の方法であって，複数の前記スペクトル拡散信号は，前記出力信号から同時に復調される，ところの方法。 20．請求項1に記載の方法であって，前記疑似ランダムノイズキャリアは，前記受信機への前記補助情報の保護通信を行うために，暗号的に発生される，ところの方法。 21．オーディオ信号内の複数の補助情報を転送する方法であって，キャリア部分で補助情報を運ぶ複数のスペクトル拡散信号を与えるために，複数の疑似ランダムノイズキャリアのそれぞれを，前記補助情報信号の，少なくとも異なる一つずつにより変調する工程と，前記オーディオ信号のスペクトル形状を推定するために，サブバンド解析を使用して前記オーディオ信号を評価する工程と，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートするために，前記スペクトル拡散信号のキャリア部分をスペクトル的に成形すべく，前記サブバンド解析に応答して，前記複数のスペクトル拡散信号をサブバンドフィルタリングする工程と，前記補助情報信号を運ぶ出力信号を前記オーディオ信号内で着色化されたノイズとして生成するために，スペクトル的に成形されたキャリアと前記オーディオ信号とを結合する工程と，を含む方法。 22．請求項21に記載の方法であって，前記評価およびサブバンドフィルタリング工程は，それぞれ高速フーリエ変換（FFT）およびフィルタリングを含む，ところの方法。 23．請求項21に記載の方法であって，前記キャリアのそれぞれは，前記オーディオ信号との結合の前に，個々にスペクトル的に成形される，ところの方法。 24．請求項21に記載の方法であって，前記キャリアは前記スペクトル的に成形する工程の前に結合され，前記結合されたキャリアは前記オーディオ信号との結合の前にグループとして，スペクトル的に成形される，ところの方法。 25．請求項21に記載の方法であって，前記キャリアの少なくとも一つは，前記オーディオ信号との結合の前に個々にスペクトル的に成形され，前記キャリアの少なくと他の二つは，前記スペクトル的に成形する工程の前に結合し，前記オーディオ信号との結合の前に，グループとしてスペクトル的に成形される，ところの方法， 26．請求項21に記載の方法であって，前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも一つは，前記オーディオ信号が前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも他の一つと既に結合された後に，前記オーディオ信号と結合される，ところの方法。 27．請求項21に記載の方法であって，さらに受信機の機能を合成するときに使用するパイロット信号のように変調され，または変調されない疑似ランダムノイズキャリアの少なくとも一つを与える工程を含む，ところの方法。 28．請求項21に記載の方法であって，さらに前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも一つのゲインを，前記オーディオ信号との結合の前に調節する工程を含む，ところの方法。 29．請求項28に記載の方法であって，さらにスペクトル的に成形されたキャリアのパワーをグループのように調節し，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える工程を含む，ところの方法。 30．請求項21に記載の方法であって，さらにスペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも第一のもののゲインを決定する工程と，その少なくとも第一の，スペクトル的に成形されたキャリアのために決定されたゲインに応答して，スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも第二のもののゲインを調整する工程と，を含む，ところの方法。 31．請求項30に記載の方法であって，さらに少なくとも前記第一および第二の，スペクトル的に成形されたパワーをグループのように調節して，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える工程を含む，ところの方法。 32．請求項21に記載の方法であって，前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも二つは異なるデータレートで与えられる，ところの方法。 33．請求項21に記載の出力信号から前記補助情報を回復する方法であって，前記出力信号を，そのスペクトル形状を近似するために評価する工程と，出力信号を，そのために決定された近似のスペクトル形状に基づて処理し，前記着色化されたノイズを白色化する工程と，前記着色化されたノイズが白色化され，これにより運ばれた補助情報が回復された後に，所望のスペクトル拡散信号を復調する工程と，を含む，ところの方法。 34．請求項33に記載の方法であって，複数の前記スペクトル拡散信号は，前記出力信号から同時に復調される，ところの方法。 35．受信機への通信のためにオーディオ信号に補助情報を転送する装置であって，前記補助情報のデータストリームを前記情報を運ぶスペクトル拡散信号に変換する手段と，前記オーディオ信号のスペクトル形状の近似を獲得するために，時間ドメインモデリングを使用して前記オーディオ信号を評価する手段と，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートし，これにより前記オーディオ信号内の運ばれるべき前記補助情報を含む，着色化されたノイズ信号を生成すために，前記スペクトル拡散信号のキャリア部分をスペクトル的に成形するための，前記評価手段に応答する時間ドメイン合成器と，を含む装置。 36．請求項35に記載の装置であって，さらに前記補助情報を伝える出力信号を前記オーディオ信号のノイズのように生成するために，前記着色化されたノイズ信号と前記オーディオ信号とを結合する手段を含む，ところの方法。 37．請求項36に記載の装置であって，さらに前記結合手段の前に，前記着色化されたノイズ信号のパワーを調節し，それを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える手段を含む，ところの装置。 38．請求項35に記載の装置であって，前記評価手段は，前記オーディオ信号を受信し，それから線形予測符号化（LP C）係数を発生すべく接続されたLPCプロセッサを含み，前記時間ドメイン合成器は前記LPC係数に応答するLPCフィルタを含む，ところの装置。 39．請求項35に記載の装置により与えられる着色化されたノイズを運ぶ受信オーディオ信号から前記補助情報を回復する装置であって，前記オーディオ信号のスペクトル形状を近似するために，前記時間モデリングを使用して前記受信オーディオ信号を評価する手段と，中に含む着色化されたノイズ信号を白色化するために，そのために決定されたスペクトル形状に基づき，受信オーディオ信号を処理する時間ドメインプロセッサと，前記データストリームを回復するために，白色化されたノイズ信号を復調する手段と，を含む装置。 40．請求項39に記載の装置であって，前記オーディオ信号を評価する前記手段は，前記オーディオ信号を受信し，それから第一の線形予測符号化（LPC）係数を発生するべく接続された第一のLPCプロセッサを含み，前記時間ドメイン合成器は，前記第一のLPC形するに応答する第一のLPCフィルタを含み，前記受信オーディオ信号を評価する前記手段は，受信信号から第二のLPC係数を発生させるための第二のLPCプロセッサを含み，前記時間ドメインプロセッサは，前記第二のLPC係数に応答する第二のLPCフィルタを含む，ところの装置。 41．請求項40に記載の装置であって，さらに前記着色化されたノイズ信号のパワーを調節し，それを所望のレベルで前記オーディオ信号に伝える手段を含む，ところの装置。 42．オーディオ信号の複数の補助情報ストリームを転送する装置であって，前記複数の補助情報ストリームをスペクトル拡散信号に変換する手段と，前記オーディオ信号のスペクトル形状の近似を獲得するために，前記オーディオ信号を評価する手段と，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートするために，前記スペクトル拡散信号のキャリア部分をスペクトル的に成形する，前記評価手段に応答する手段と，を含み，前記スペクトル拡散信号の結合が，前記オーディオ信号の前記補助情報を運ぶため，前記オーディオ信号のスペクトル形状をシミュレートする着色化されたノイズを与えるために使用される，ところの装置。 43．請求項42に記載の装置であって，さらに前記スペクトル的に成形されたキャリアの少なくとも一つのゲインを，前記オーディオ信号との結合の前に調節する手段を含む，ところの装置。 44．請求項43に記載の装置であって，さらにスペクトル的に成形されたキャリアのパワーをグループとして調節し，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える手段を含む，ところの装置。 45．請求項42に記載の装置であって，さらに前記オーディオ信号内で運ばれるべき少なくとも一つの第一のもの，スペクトル的に成形されたキャリアのゲインを決定する手段と，前記少なくとも一つの第一の，スペクトル的に成形されたキャリアに対して決定されたゲインに応答して，前記オーディオ信号内で運ばれるべき少なくとも一つの第二の，スペクトル的に成形されたキャリアの利得を調節する手段と，を含む，ところの装置。 46．請求項45に記載の装置であって，前記第一および第二の，スペクトル的に成形されたキャリアのパワーをグループとして調節し，そのグループを所望のレベルで前記オーディオ信号に与える手段を含む，ところの装置 47．請求項42に記載の装置であって，前記オーディオ信号を評価する手段は，オーディオ信号のスペクトル信号の近似を獲得するために，時間ドメインモデリングを使用し，前記評価する手段は時間ドメイン合成器を含む，ところの装置。 48．請求項42に記載の装置であって，前記オーディオ信号を評価する手段は，前記オーディオ信号のスペクトルの形状の近似を獲得するために，サブバンドアナライザーを使用し，前記評価する手段に応答する手段は，少なくとも一つのサブバンドフィルタを含む，ところの装置。 49．請求項48に記載の装置であって，前記サブバンドアナライザーおよびサブバンドフィルタはそれぞれ高速フーリエ変換（FFT）アナライザーおよびフィルタを含む，ところの装置。 50．請求項42に記載の装置であって，前記着色化されたノイズ信号のパワーを調節し，それを所望のレベルで前記オーディオ信号に伝える手段を含む，ところの装置。 51．請求項42に記載の装置であって，前記複数の補助情報ストリームは異なるデータレートをもち，前記補助情報ストリームをスペクトル拡散信号に変換する前記手段は，異なる出力レートを異なる情報ストリームに対して与える疑似ランダムシーケンス発生器を含む，ところの装置。 52．請求項42に記載の装置であって，前記補助情報ストリームをスペクトル拡散信号に変換する前記手段は，直交疑似ランダムシーケンスを異なる情報ストリームに対して与える疑似ランダムシーケンス発生器を含む，ところの装置。 53．オーディオ信号内でノイズとして転送され，前記オーディオ信号内に含まれるオーディオ情報のスペクトル形状をシミュレートするために着色化されたキャリアを含む，スペクトル拡散信号により伝えられる補助情報を回復するデコーダであって，前記オーディオ信号のスペクトル形状を近似するために，時間ドメインモデリングを使用して前記オーディオ信号を評価する手段と，中に含む着色化されたスペクトル拡散キャリアを白色化するために，そのために決定されたスペクトル形状に基づき，オーディオ信号を処理する時間ドメインプロセッサと，前記補助情報を回復するために，白色化されたキャリアを復調する手段と，を含む，ところのデコーダ。 54．請求項53に記載のデコーダであって，前記評価する手段は，前記オーディオ信号を受信し，線形予測符号化（LPC）係数を発生すべく接続されたLPCプロセッサとを含み，前記時間ドメインプロセッサは前記LPC係数に応答してLPCフィルタを含む，ところのデコーダ。 55．請求項53に記載のデコーダであって，複数の補助情報は，前記スペクトル拡散信号のそれぞれのキャリアで運ばれ，前記キャリアのすべては前記オーディオ情報のスペクトル形状をシミュレートするためにスペクトル的に成形され，前記復調手段は，補助情報信号に対応する少なくとも一つが回復できるように，復調のための，少なくとも一つの所望のキャリアを選択する手段を含む，ところのデコーダ。 56．請求項53に記載のデコーダであって，複数の補助情報は，前記スペクトル拡散信号のそれぞれのキャリアで運ばれ，前記キャリアのすべては前記オーディオ情報のスペクトル形状をシミュレートするためにスペクトル的に成形され，前記復調手段は，補助情報信号が同時に回復できるように，複数の前記キャリアを同時に復調する手段を含む，ところのデコーダ。 57．オーディオ信号内でノイズとして転送され，前記オーディオ信号内に含まれるオーディオ情報のスペクトル形状をシミュレートするために着色化されたキャリアを含む，スペクトル拡散信号により運ばれる複数の補助情報を回復するデコーダであって，前記オーディオ信号のスペクトル形状を近似するために，時間ドメインモデリングを使用して前記オーディオ信号を評価する手段と，中に含まれる着色化されたスペクトル拡散キャリアを白色化するために，そのために決定されたスペクトル形状に基づき，オーディオ信号を処理する手段と，前記補助情報を回復するために，白色化されたキャリアを復調する手段と，を含む，ところのデコーダ。 58．請求項57に記載のデコーダであって，前記評価する手段は，前記オーディオ信号を受信し，線形予測符号化（LPC）係数を発生すべく接続されたLPCプロセッサとを含み，前記処理手段は前記LPC係数に応答してLPCフィルタを含む，ところのデコーダ。 59．オーディオ信号内でノイズとして転送されるスペクトル分散信号により運ばれる補助情報を回復するためのデコーダであって，前記オーディオ信号のスペクトルを白色化し，前記スペクトル信号内に記号間干渉を発生する白色化手段と，前記白色化手段から前記オーディオ信号を受信し，復調するレーキ受信機と，を含み，前記レーキ受信機は，受信されたオーディオ信号を復調するとき，前記スペクトル拡散信号の異なるマルチバスを処理する複数のフィンガーをもち，これにより，減少された記号間干渉をもつ前記スペクトル拡散信号は，それから補助情報を獲得するために回復される，ところの装置。 60．請求項59に記載のデコーダであって，前記白色化手段は，前記オーディオ信号を受信し，それから線形予測符号化（LPC）係数を生成すべく接続された線LPCプロセッサと，前記オーディオ信号を受信し，前記オーディオ信号の前記スペクトルを白色化するために前記LPC係数に応答する，Ｎ次のLPCフィルタと，を含み，前記レーキ受信機はＮ個のフィンガーを含み，ここでＮが前記LPCフィルタの次数にほぼ等しい，ところのデコーダ。 61．請求項59に記載のデコーダであって，前記白色化手段は，前記オーディオ信号のスペクトルを受信し，推測すべく接続されたサブバンドアナライザーと，前記サブバンドアナライザーにより推測されたスペクトルに応答するサブバンドフィルタと，を含む，ところのデコーダ。 62．請求項59に記載のデコーダであって，前記フィンガーのそれぞれは，関連された重みをもち，前記レーキ受信機はさらに，前記レーキ受信機のフィンガーの重みを個々に調節する手段を含む，ところのデコーダ。 63．請求項62に記載のデコーダであって，前記レーキ受信機のフィンガーの重みはダイナミックに調節可能である，ところのデコーダ。 64．請求項63に記載のデコーダであって，前記重みは，前記白色化手段により発生された係数に応答して，ダイナミックに調節可能である，ところのデコーダ。