JP2002515678A

JP2002515678A - デジタル隠蔽データ転送（ｄｈｄｔ）

Info

Publication number: JP2002515678A
Application number: JP2000548966A
Authority: JP
Inventors: リー、チョング、ユー; ラム、エス、キャサリン; ニコラス、ジュリアン、ジェー; アトレロ、エドワード
Original assignee: ソラナ・テクノロジー・ディベロップメント・コーポレイション
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2002-05-28
Also published as: MXPA00011095A; CA2331898A1; EP1080545A1; WO1999059258A1; AU3656999A; EP1080545A4

Abstract

(57)【要約】【解決手段】好ましい合成デジタル信号(C_n)を形成するべく現存する一次デジタル符号化信号(X_n)内に補助デジタル情報(D_i)を埋め込むためのシステム。一次信号の連続マルチビットサンプル(120)の知覚最下位ビット(LPSB)(180)を修正するために使用される補助データシーケンス(160)を与えるべく補助データビット(D_i)は擬ランダム（例えば、PN）シーケンス(125)を変調する。交差項補償実施例(300,400,1000)において、PNシーケンスとサンプルビットとの間の相関(V)が決定され、所望の対応が存在するか否かを決定するために補助データビット(D_i)と比較される。もし必要であれば、所望の対応を与えるべくサンプル内のLPSBがトグル(360)される。修正するためのLPSBは、一次信号(X_n)内の補助データ(D_i)の所望のノイズレベルに基づいて選択される。LPSBは所望のノイズレベルに達するため及び補助データ(D_i)の存在を隠すためにまばらなPNシーケンス(250)に基づいて修正されるよう選択される。隠されるべきデータはあらゆるデジタルデータであり、一方例えばオーディオ若しくはビデオデータを含む一次信号はあらゆる非圧縮若しくは圧縮されてデジタルサンプリング処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

発明の背景本出願は、米国仮出願（1998年5月12日出願）に基づくものである。

【０００１】本発明は、オーディオ又はビデオ信号のようなデジタル信号の補助信号を、信
号の知覚的な品質に影響を与えずに運ぶための方法及び装置に関するものである
。例えば、本発明は、コンパクトディスク（CD）やデジタルビデオディスク（DV
D）のようなデジタル記憶メディアやデジタル放送ストリームとの使用に適する
ものである。

【０００２】デジタルデータの通信と記憶のためのスキームが、非常に一般的となり，とく
にデジタルオーディオ，ビデオおよび他のデータに対する大衆市場においてそう
である。消費者は，コンピュータゲームや他のソフトウェア，株表示機データ，
気象情報などのような，デジタルテレビジョン，オーディオおよび他のデータコ
ンテントを送り、受信し、記憶し、そして操作できる。この傾向は、電話、テレ
ビジョン及びコンピュータネットワーク資源の統合と共に継続するものと期待さ
れる。

【０００３】しかし、多くの場合、このようなデジタルデータの使用を制御し、モニターす
ることが望まれる。特に、著作権者及びその他の所有権者は、オーディオ、ビデ
オ及び文学作品を含む彼らの作品の配給及び使用を制御できる権利を有する。

【０００４】また、多くの場合、関係するデジタル信号に情報を与える補助データを与える
ことが望まれる。例えば、音楽的なオーディオトラックに、作曲者名、トラック
名等を示すデータを与えることが有益であろう。他の例として、オーディオ／ビ
デオコンテントの視聴率の評定を強制的に行うためのデータを与えることが有益
であろう。

【０００５】以前は、補助データは、これを運ぶ一次データ信号と関係する必要がなかった
。

【０００６】さらに、補助データがデジタルオーディオ、ビデオ又は他のコンテント（これ
を"一次データ信号"という）に、一次データ信号の品質を著しく劣化させずに、
埋め込まれること（例えば、一次データ信号と共に運ばれること）が望まれよう
。

【０００７】参考文献としての組み込まれる米国特許第5,822,360号（"Method and Apparat
us for Transporting Auxiliary Data in Audio Signals"）には、人の聴覚又は
視覚の限界を利用することにより一次オーディオ、ビデオ又は他のデジタル信号
に隠蔽又は補助チャンネルを作り出すためのスキームが開示される。このスキー
ムと共に、擬ランダムノイズキャリヤが、補助情報によって修正され、補助情報
を運ぶスペクトル拡散信号を与える。次に、スペクトル拡散信号のキャリヤ部分
が、一次（例えば、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
に、スペクトル的に形状化される。次に、スペクトル拡散信号は、オーディオ信
号と結合され、オーディオ信号のランダムノイズのように補助情報を運ぶ出力信
号を発生する。

【０００８】しかし、別々の補助データ信号の付加的なビットを運ぶのではなく、一次デー
タ信号自体を使用することによって一次データ信号に補助データを与えることが
望まれる。

【０００９】特に、好ましい合成デジタル信号を形成するために、複数の補助デジタル情報
ビットを、存在する一次のデジタル符号化信号に埋め込むためのシステムを与え
ることが望まれ得る。信号は、好ましいものでなければならず、補助データは、
カジュアルな視聴者又は使用者に知覚できないか、又は一次データ信号の知覚で
きるか又は知覚できないかの所望の閾値レベルで与えられる。

【００１０】システムは、補助隠蔽デジタルデータを挿入するために、一次信号の低オーダ
ービットの幾つかを修正しなければならない。隠蔽されるべきデータに対して、
考えられる全てのデータであること、及び一次信号に対して、全てのデジタルサ
ンプリング処理であることがさらに望ましい。

【００１１】補助デジタル情報ビットが、例えば、一次データ信号が（例えば、オーディオ
トラックのレコーディングセッション中に）作り出されるとき、一次データ信号
が（例えば、放送中、又はコンパクトディスクのような多重記憶メディアの製造
中に）配給されるとき、及び一次データ信号が（例えば、消費者の家のプレーヤ
で）プレイされるときを含む任意の時間に、存在する一次信号に埋め込まれ得る
ことが望まれていよう。

【００１２】補助データを運ぶために、一次データ信号の最小ビット数を操作することも望
まれていよう。

【００１３】埋め込まれたデータの近似的スペクトル形状化を与えることが望まれていよう
。

【００１４】データを埋め込むためのダイナミック及び知覚に基づくのスキームを与えるこ
とが望まれていよう。

【００１５】データを圧縮又は非圧縮ドメインに埋め込む能力を与えることが望まれていよ
う。

【００１６】本発明は、上記及び他の利点を有するシステムを提供する。

【００１７】発明の概要 "デジタル隠蔽データ転送（DHDT）（Digital Hidden Data Transport）"とい
われるシステムは、補助隠蔽デジタルデータから構成される補助データシーケン
スといわれるノイズに似た情報関連信号を利用する。一次信号と結合されるべき
補助デジタルデータは低レベルデジタル信号である。その低レベルに起因して、
この信号は、一次信号が十分に大きいダイナミックレンジを有するものと仮定す
ると、通常、カジュアルな視聴者又は使用者に対して好ましいものである。例え
ば、ＣＤオーディオに対して、一次信号のダイナミックレンジは、典型的に16ビ
ットである。

【００１８】しかし、高細精度応用（例えば、DVDオーディオ）に対しては、知覚最下位ビ
ット（LPSB）（least perceptually significant bit）の乱雑な操作によるノイ
ズは好ましくないものである（例えば、知覚可能か又は所望のレベル以上）。し
たがって、LPSBの操作を最小化することが望まれ得る。本発明は、隠蔽データを
確実に転送するための比較的低いオーダーのビットの操作を最小化するためのメ
カニズムを提供する。

【００１９】本発明は、一次データ信号のデジタルサンプルの比較的低いオーダーのビット
を操作することによって人の知覚を利用することができるものである。一般に、
低いオーダーのビットの操作は、一次データ信号（例えば、オーディオ又はビデ
オ）の知覚的な品質に少しだけインパクトを与えるか又は全くインパクトを与え
かである。

【００２０】デジタルオーディオから構成される一次信号が、通常、連続するサンプル（例
えば、各々が16から24ビットを有する）から形成される。ビットが２の補数表示
法で配列されるものと仮定すると、最も高いオーダーの有効ビットはサンプルの
サウンドに最も影響を与える。ビットが低くなると、影響が小さくなる。最も低
いオーダーのビットは、少し聞こえる（又は、ビデオ及びイメージが少し見える
）だけであり、したがって、一次データ信号全体の品質を著しく劣化させずにデ
ジタル情報を隠蔽するように操作できる。

【００２１】これら低いオーダーのビット（変動されるときに無視できるインパクトを有す
る）は、知覚最下位ビット（LPSB）と呼ばれる。LPSBは本質的に最下位ビット（
LSB）である。ここで、一次信号の各サンプルの，ビットの幾つか又は全ては、L
PSBとして使用できる。しかし、大半の応用では、LPSBの数は、各サンプルのビ
ット数（K）よりも非常に少ない。例えば、典型的なデジタルサンプルオーディ
オ信号（16ビットのダイナミックレンジ）に対しては、１個又は２個のLPSBが各
サンプルで使用され得る。使用できる最適なLPSBの数は、所望の知覚可能レベル
を達成できるように、経験的に決定できる。

【００２２】また、操作されたLPSBの数は、各サンプルで変えることができる。

【００２３】補助データを一次信号（例えば、キャリヤ波）に確実に埋め込むために、知覚
最下位ビットが擬ランダム的に変調される。例えば、擬ランダムシーケンスが、
補助データによって変調され、無許可の者（例えば、アタッカー）によって抽出
されるようなことが少ない補助データを与える。一般に、アタッカーがエンコー
ダで使用されるシーケンスを知らない場合、アタッカーは、隠蔽データを復調で
きず、また一次信号を再記憶できない。

【００２４】システムのデコーダエンドが、自己同期の援助をすることができる。一般に、
PNシーケンスのデコーダのバージョンは、デコーダのPNシーケンスと時間的に正
確に整合されない。正確な時間整合は、データの属性を復調するためにデコーダ
に必要である。これは、受信器における干渉性復調の問題に類似する。したがっ
て、自己同期が、システムに重要な構成要素である。

【００２５】デコーダが、幾つかの場合（例えば、デコーダがフレーム境界を知っている場
合）において、受信データと同期できる。これは、例えば、DVD又は他の記憶メ
ディアからフレームを回復するとき（ここで、データは、フレームの最初で開始
して回復される）に起こり得る。又は、デコーダは、別のチャンネルを介して、
又は他の手段によって、必要な同期情報と共に与えられ得る。これらの場合、デ
コーダの自己同期能力が要求されない。

【００２６】自己同期の要件を満たすために、システムは、デコーダに変調シーケンスをそ
れ自身同期させることを可能にする巡回冗長チェック（CRC）（Cyclic Redundan
cy Check）コードのようなチェックコードを埋め込む。CRCコードは、誤り制御
のため、通信システムでよく使用されるものである。しかし、大半のシステムで
は、CRCコードは、同期を目的とせずにデータがエラーフリー（error free）（
又は、誤り発生なし）を受信した場合に使用される。

【００２７】第一の実施例では、複数のデジタルサンプルに補助データビットを埋め込むた
めの方法が、（a）擬ランダム的に変調した補助データシーケンスを与えるため
に、補助データビットによって擬ランダムシーケンスを変調する工程、及び（b
）それに埋め込まれる補助データビットを有する合成信号を与えるために、補助
データシーケンスに従って複数のサンプルの各々の，少なくとも一つの知覚最下
位ビット（LPSB）を変調することによって、複数のサンプルに補助データシーケ
ンスを埋め込む工程、を含む。各サンプルは、複数のビットを有し、サンプルの
各々に配置されるLPSBの数は、合成信号の補助データシーケンスの，所望の知覚
可能レベルに従って決定される。

【００２８】対応する復号化方法、及び符号化及び復号化装置が提供される。

【００２９】第二の実施例では、デジタル合成信号の複数のサンプルに補助データビットを
埋め込むための方法が、（a.1）対応する複数の掛け算値を与えるために、複数
のサンプルの各々の，知覚最下位ビット（LPSB）と、擬ランダムシーケンスとの
掛け算を行う工程、及び（a.2）相関値を得るために、複数の掛け算値を累積す
る工程、を含む。相関値は、PNシーケンスとLPSBの相関である。

【００３０】この方法は、（b）相関値と、補助データビットの値とを比較して、これらの
間の対応を決定する比較工程をさらに含む。比較工程（b）が不所望の対応を示
す場合、少なくとも一つのLPSBが、所望の対応を与えるためにトグル（toggle）
され、少なくとも一つのトグルされたLPSBを有する複数のサンプルが、合成信号
を与えるために使用される（ここで、少なくとも一つのトグルされたLPSBを含む
LPSBは、補助データビットを識別する）。

【００３１】比較工程（b）が所望の対応を示す場合、非変更LPSBが補助データビットを識
別するところの合成信号を与えるため、複数のサンプルは関連するLPSBが非変更
の状態で通過する。

【００３２】対応する復号化方法、及び符号化及び復号化装置が提供される。

【００３３】キャリヤ波で実施されるデータ信号も提供される。データ信号は、複数のサン
プルから構成される一次データ信号部分、及び補助データシーケンス部分、を含
む。

【００３４】一実施例では、補助データビットが、補助データシーケンス部分を与えるため
に、擬ランダムシーケンスを変調する。補助データシーケンスは、複数のサンプ
ルの各々の，少なくとも一つを変調する。また、サンプルの各々で変調されるLP
SBの数は、合成信号の補助データビットの，所望の知覚可能レベルに従って決定
される。

【００３５】データ信号の他の実施例では、複数のサンプルの各々のLPSBが、対応する複数
の掛け算値を与えるために、擬ランダムシーケンスと掛け算される。これら値は
、相関値を得るために累積され、相関値は、補助データビットの値と比較され、
これらの間の対応を決定する。少なくとも一つのLPSBが、所望の対応を与えるた
めにトグルされる。

【００３６】発明の詳細な説明本発明は、一次データ信号のビットを修正することによって補助データをデジ
タル信号に埋め込むための方法及び装置に関するものである。特に、後述する一
次データ信号の"知覚最下位ビット（LPSB）"が、補助データを運ぶために変動（
例えば、修正）される。

【００３７】用語"ランダム"及び"擬ランダム"は、入れ替えて使用されている。

【００３８】図1は、本発明に従った一般DHDTエンコーダを示す。一つ又はそれ以上の補助
データビットを一次信号へ埋め込むことが図示される。

【００３９】エンコーダは符号100で示される。補助データ及びチェックビット（例えば、0
又は1）が、変調器115に一回に一つ与えられ、PNシーケンス発生器125によって
与えられる長さNの擬ランダム（例えば、擬似ノイズ又はPN）チップシーケンス
を変調する。変調器115の出力は、幾つか（例えば、50〜200又はそれ以上）のPN
チップから構成される補助データシーケンス又はCRCチェックビットシーケンス
であると考えられ得る。変調器115は、modulo-2の加算器から構成され得る。

【００４０】補助データ又はチェックビットは、D_i（ここで、i=1,2,…は、補助データ及び
チェックビットのビットインデックスである）で示される。一般に、埋め込まれ
るべき補助データメッセージは、多数の連続するビットから構成される。このこ
とから、変調器115に与えられるビットは、既知の技術を使用して、補助データ
ビットのフレームから一つずつ抽出される。

【００４１】補助データ及びチェックビットを回復するために、デコーダ100で使用される
同一のPNシーケンスがデコーダに必要であるため、擬ランダム変調は、セキュリ
ティー性の尺度を補助データシーケンスに加算する。これは、デジタル通信に使
用される直接シーケンススペクトル拡散技術に類似する。

【００４２】 Kビットの解像度（例えば、Kビット／サンプル）をもつ一次データ信号サンプ
ルが、マスクビットパターンとのANDを行うため、AND機能140に与えられる。符
号120で示される各サンプルは、ビット位置0,1,…,K‐1（ここで、0はLSBであり
、K‐1はMSBである）を含む。

【００４３】多数の連続したサンプルがAND機能140に与えられる。連続したサンプルの各々
とANDが行われるマスクビットパターンは、最下位ビット（LSB）で開始する最初
のL位置のための0、及び残りのビットのための1から構成される。Lは、補助デー
タ及びチェックビットを運ぶために使用されるLPSBのビット深度又は数である。
Lは、サンプルからサンプルへ変化し得る。ライン180上のAND機能140の出力は、
最初のL位置に0をもつ連続したマスク化されたサンプル、及び残りの位置の，一
次データ信号サンプルの元々の非変更のビット（例えば、保護されるサンプルビ
ット）から構成される。

【００４４】補助データ又はチェックビットシーケンスは、ライン160を介して結合器機能1
70に与えられ、サンプルの対応するLPSBを置換（例えば、修正）し、ライン180
上の保護されるMSBと結合される。特に、補助データ又はチェックビットのチッ
プは、各サンプルのLPSBを修正するために使用され、ライン190上に合成信号を
形成する。ここで、補助データビットは、合成信号のLPSBに埋め込まれるといわ
れる。

【００４５】 Nの補助データ及びCRCチェックビットチップは、一次データ信号サンプルのN
のLPSBを置換する。例えば、L=2のLPSBが各サンプルで置換されると、N/Lのサン
プルが、単一の補助データビットを埋め込むように置換される。サンプル120で
示すように、サンプルのビット位置は、LPSBから開始する0からK-1又は0から9の
範囲にあると仮定される。例えば、第一のサンプルが、ビット1₉0₈0₇1₆0₅0₄1₃1₂ 1₁0₀（ここで、下付きの数字はビット位置を表す）を有するものと仮定すると、
各サンプルのためのAND機能140に与えられるマスクビットパターンは1111111100
である。ライン180上の出力は、それぞれ0及び0をもつビット0₀及び1₁のANDを行
うと0及び0が得られることから、1001001100である。したがって、マスクは、位
置2（L）から9（K‐1）のビットを保護する。連続する各サンプルに対して、位
置0及び1のサンプルだけがOR機能170で置換される。

【００４６】 L=2のLPSBが上記の例で仮定されたが、一般的な場合では、N個の変調したチッ
プはN個のサンプルにマッピングされる。ここで、各チップは、サンプルのLPSB
の数と無関係に、対応するサンプルのLPSBを修正する。

【００４７】チェックビットに対する補助データビットの比率は、図6及び7に関連してさら
に述べるように、使用されるチェックスキームに基づいて変化する。

【００４８】ここで、AND機能140のように図1及び他の図面に示す回路は、本発明に組み入
れることのできる多くの可能は方法のうちのただ一つである。例えば、既知のい
ずれのハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェア技術が所望の結果
を達成するために使用され得る。

【００４９】ライン190上の合成信号は、CDやDVDのような記憶メディアに記憶され、又は、
例えば、コンピュータネットワーク（例えば、インターネット）やテレビジョン
ネットワーク（ケーブル及び衛星ネットワークを含む）にわたって配給されるデ
ジタル放送に用いられ得るものである。

【００５０】図2は、本発明に従ったまばらなPN・DHDTエンコーダ200を示す。他の図面と同
一の構成要素は同一符号で示す。

【００５１】図1のエンコーダ100では、LPSB（例えば、L=2をもつ0₀及び1₁）は、符号化処
理中に各サンプルで消失（例えば、修正）した。その結果、エンコーダ100は、
幾らかのノイズを一次信号に導入した。多くの場合、例えば、高細精度マスター
オーディオレコーディングのような場合、元々のLPSBの全部を破壊することは望
ましくない。図2に示す"まばらなPN"の背景にあるアイディアは、一次信号のLPS
Bのフラクションだけを修正することである。これは、エンコーダに導入される
ノイズを低くするという効果を有するものである。

【００５２】修正されるべきLPSBは、ランダムであり得るまばらなPNシーケンスによって決
定される。例えば、1番目、3番目、6番目、7番目、10番目などのLPSBだけが、変
調した補助データ又はCRCチェックビットで置換され得る。まばらさは、置換さ
れないLPSBの部分のように定義される。例えば、80％のLPSBが置換されない場合
、まばらさは0.8である。

【００５３】一次データ信号からのKのサンプルビットの連続フレームは、AND機能140、240
に与えられる。AND機能140では、サンプルビットがマスクビットパターンとAND
され、各サンプルのLからK‐1のビットを保護する。AND機能240では、サンプル
ビットがマスクビットパターンとANDされ、LPSBを抽出する。LPSBは、ライン220
を介して在来のマルチプレクサ（MUX）215に与えられる。MUX215は、制御信号C
に基づいた入力S1又はS2で受信したビットに対応する出力ビットDを与える。制
御信号Cは、まばらなPNシーケンス発生器250によって与えられる。まばらなPNシ
ーケンスの0又は1のビットは入力S1又はS2を選択する。

【００５４】一般に、まばらなPNシーケンスの長さは、Nよりも大きくなければならない。

【００５５】 AND機能140では、各サンプルのためのサンプルビットは、マスクビットパター
ンとANDされ、図1に関連して述べたように、LからK-1のサンプルビットを保護す
る。保護されたサンプルビットは、ライン255を介してOR機能170に与えられる。
OR機能170は、ライン255を介して与えられた保護されたサンプルビットと、MUX2
15の出力とを組み合わせて、復号信号を与える。

【００５６】例えば、サンプルビットが1001001110で、L=2、K=10であるとき、AND機能240
に与えられるマスクビットパターンは0000000011であり、ライン２２０上の出力
は0000000010である。また、AND機能140に与えられるマスクビットパターンは11
1111110であり、ライン255上の出力は1001001100である。

【００５７】まばらなPNシーケンス発生器250のまばらさ、又は修正されないLPSBのフラク
ションは、補助データのビットエラー比率（BER）と直接関連する。特に、BERは
、まばらさが増加すると、増加する。境界の場合、まばらさが0.0であるととも
に、各連続サンプルのLPSBは、補助データシーケンスで置換され、BERは、復号
信号がクリアチャンネルを通じて送信されると、ゼロである。まばらさが1.0で
あるとき、サンプルのいずれもが、置換されたLPSBを有さず、有意味なデータが
全く送信されない。

【００５８】よって、システムの設計には、いずれのビットエラー比率も考慮に入れられる
べきである。0.5以下（＜0.5）のまばらさは、クリアチャンネルにおいて補助デ
ータの誤り発生のないエラーフリー（error free）の送信を保証する。つまり、
LPSBの半分以上（デコーダが復号化するビット）は、修正の候補となるものであ
る。しかし、ノイズのあるチャンネルでは、まばらさは、BER要件を満たすため
に、0.5以上又はそれ以下に調節される。

【００５９】特に、クリアチャンネルがある場合に、データのエラーフリーの送信が要求さ
れる、という特殊な場合がある。まばらなPN方法は、補助データが誤りなしで復
号信号に埋め込まれることを図２のエンコーダが保証できるように修正できる。
特に、既知のデータ通信技術を使用して、図５、７、９及び１１に示すようなデ
コーダ回路がエンコーダに設けられ（例えば、ライン260に連結される）、エン
コーダが、送信、記憶又は他の使用の前に合成信号を復号化し、補助データが正
確に復号化される場合をテストする。その場合、符号化処理は完了される。

【００６０】しかし、エンコーダの復号化回路が合成信号からの補助データ及びCRCチェッ
クビットを正確に復号化しない場合、まばらさは、まばらなPNシーケンス発生器
250でやや減少され、符号化処理が置換され、新しい合成信号が得られる。この
処理は、補助データが合成信号から正確に復号化されるまで反復繰り返される。
この点で、合成信号は、送信、記憶又はその他の使用に適している。

【００６１】本発明のまばらなPN技術の他の利点は、一次データ信号に埋め込まれた補助デ
ータのアタッカーによる妨害を防止できる付加的なセキュリティーを与えること
である。これは、どのサンプルが修正のために選択されるのかをデコーダが知ら
ない場合、デコーダが合成信号を一次信号に再記憶できないので、真実である。

【００６２】幾つかの場合、アタッカーによるいかなる不正な修正も、復号化された合成信
号と元々の一次信号とを比較することにより検出できるように、元々の一次信号
と異なることが、復号化された合成信号に望まれる。

【００６３】本発明に従ったまばらなPNシーケンス発生器250の実施例は以下のとおりであ
る。0から1.0の出力範囲をもつ乱数発生器が、閾値を設定することによるまばら
さのノブ（例えば、調節）のように使用できる。各乱数は、LPSBの一つと対にさ
れる。例えば、一様な確率密度関数（PDF）を仮定すると、閾値0.9がまばらさ0.
9に一致する。つまり、変調された補助データ又はCRCチェックビットがまばらな
データPNシーケンスとより相関するように、0.9から1.0の値の乱数に一致するサ
ンプルだけが修正できる。

【００６４】図3は、本発明に従って、交差項補償（CTC）（Cross-Term Compensation）演
算を実施する一般DHDTエンコーダ300を示す。

【００６５】実用的な応用のため、一次信号の最小劣化を達成するために、一次信号サンプ
ルビットの最小数を変更することが望まれる。

【００６６】ときどき、補助データ及びCRCチェックビットをLPSBに埋め込むことが、知覚
可能のノイズ量を合成信号に導入し得る。この知覚可能ノイズは、補助データが
組み入れられるとき、ノイズが一次信号に本質的に付加され、エンコーダにおけ
る一次信号の変動によって発生する。エンコーダが、補助データ又はCRCチェッ
クビットを送信するために必要な最小のノイズ量を付加するだけである場合、一
時信号と知覚的に全く相違しない合成信号を作ることが可能であり得る。例えば
、合成オーディオ又はビデオ信号に対して、典型的な使用者は、補助データのた
め、いかなる相違を聞くことも見ることもできない。

【００６７】交差項補償（CTC）は、図２に関連して述べたまばらなPN（ノイズパワーを最
小にするために、LPSBをまばらに修正する）の概念を拡大する。特に、CTCと共
に、最小量の信号エネルギーが計算され、デコーダが補助データ及びCRCチェッ
クビットを常に正確に復号化するように、一次信号に加えられることが必要であ
る。よって、CTCの技術は、一次信号に対する最小の修正と共にクリアチャンネ
ル（合成信号がDVD又はCDのようなメディア上に存在する場合）を通じる補助デ
ータのエラーフリー送信を保証できる。CTC符号化の幾つかの例では、そのLPSB
が所望の相関を既に与えるので、一次データストリームは、補助データを送信す
るときに、摂動される必要が全くない。

【００６８】どのLPSBが元々に摂動されるかの知識をデコーダが全く有しないため、CTCが
まばらなPNのセキュリティーの属性を引き継ぐ。

【００６９】参考文献としての譲渡された係属中の米国特許出願第08/805,732号（1997年2
月25日出願）（"Cross-term Compensation Power Adjustment of Embedded Auxi
liary Data in a Primary Data Signal"）に開示されるCTC技術は、本発明との
使用に適合され得る。

【００７０】補助データ及びCRCチェックビットの正確な復号化を保証する最小量の信号エ
ネルギーは、以下のようにして決定できる。単一の補助デジタルデータビットを
送信する場合を考える。エンコーダは、NのサンプルにわたってPNシーケンスを
変調する。デコーダのPNシーケンスがエンコーダのPNシーケンスと正確に整合す
ると仮定すると、デコーダは、有意味なデータを復調できる。この復調処理は、
幾つかの決定ロジックと共にNのさんプルの累積を含む。L=1のLPSBで、累積され
た値の可能な範囲が‐Nから+N（ここで、Nは、PNシーケンスを変調する長さであ
る）であり、デコーダが0に位置するその決定境界を有するものと仮定する。こ
れは、CTC計算に対して、それぞれ、0及び1の境界値を有する補助データビット
が‐1及び1の値に指定されることを仮定する。0及び1の境界値がCTCのために使
用された場合、累積された値の可能な範囲は0から+2Nである。他の変形が、当業
者に明かになろう。

【００７１】次に、‐1及び+1の値が使用されると仮定すると、負である累積された値は、
バイナリーの0が補助データビットとして送信されたことを表し、正の値は、バ
イナリーの1が補助データ又はチェックビットとして送信されたことを表す。交
差項補償が、このことを使用し、最小数のLPSBを操作する。

【００７２】図3のDHDTエンコーダ300がCTCを使用する。連続するKビットのサンプルから構
成される一次データ信号（X_n）は、LPSBを得るために、AND機能240に与えられる
。下付き"n"は、サンプルの数（例えば、n=1,2,…）を表す。X_nの各ビットは、
エンコーダ300によって連続的に処理される。適当なマスクビットパターンが、
各サンプルのLPSBを得るためにAND機能240に与えられる。エンコーダ側において
、ランダムシーケンス発生器125からのランダムシーケンスPN₁と、一次信号のLP
SBとの間の交差相関値が計測される。マルチプライア115の出力は、アキュムレ
ータ330で累積され、交差相関項Vを得る。制御／決定ブロック340で、NのLPSBに
わたる累積値Vがi番目の補助データ又はCRCチェックビットD_i（つまり、i=1,2…
）のように一致するか否かのようになされる。そうである場合、エンコーダは、
補助データを埋め込むために、LPSBを操作する必要がなく、合成信号は、一次信
号と同一である。この場合、制御は、合成信号を形成するためにライン380上の
保護MSBと結合されるライン370へライン350上で非変更サンプルビットを "通過"
させるように選択機能（例えば、マルチプレクサ）に指令を発する。

【００７３】しかし、V及びD_iの信号が所望の対応を全く有さないこと（又は、特に、（a）
D_iがVの可能な範囲の中間点よりも大きく、Vが中間点よりも小さい、又は（b）D _i が中間点よりも小さく、Vが中間点よりも大きい）を制御340が検出した場合、
制御340は、所望の対応を得るために、(|V|/2)+1のLPSBをトグルするように機能
360に指令する。例えば、V=4で、3ビットがトグルされる。"トグル"は、0から1
又は1から0へLPSBをフリップすることを意味する。一旦、LPSBがブロック３６０
で操作されると、これらは、経路365を介してセレクタ機能395へ与えられ、合成
信号を形成するために、ライン380と組み合わされるライン370へ与えられる。

【００７４】つぎに、一次信号の次のサンプルの処理が引き続いて行われる。

【００７５】各サンプルでは、ブロック360でトグルされるに適当なビットは、トグルが所
望の相関を発生する手助けになる場合をみるために、トグルを行う前に、最初に
チェックできる。以下では、一つ又はそれ以上のビット（例えば、LPSB）が、正
確な相関を発生させる際に、どのような手助けとなるかについて述べる。エンコ
ーダは、受信した合成信号からデコーダが正確な補助データビットを復号化する
ことができるように、十分なLPSBをトグルしなければならない。LPSBの選択は、
ランダム（例えば、擬ランダム）であるか、又は選択される特殊なまばらPNシー
ケンスに従って一次データ信号で知覚可能（例えば、聞く又は見ることができる
）アーチファクトをさらに最小化するために選択される。

【００７６】 CTCの利点は、操作されるべきLPSBの直接的な計算が、まばらなPNだけを反復
繰り返すことなく可能であることである。

【００７７】図４は，所望の相関の生成を補助するLPSBを決定するために，本発明にしたが
った，例示のCTC値，Vを示す。変調補助データビットを一次信号のLPSBで相関を
とることにより得られた例示の相関が図示されている。Vを付した相関値400は‐
Nから+Nの範囲をとることができる。+1の値415のような正となる，所望の相関値
410が，デコーダが意図した補助データビットを適切に復号化することを意味す
る。反対に，例示の値V425にような負となる，不所望な相関が，デコーダが，LP
SBへの変更なく（たとえば，図３の機能360において），送信された補助データ
またはチェックビットを復号化しないことを意味する。

【００７８】しばしば，LPSBのセットが当然に，送信された補助データビットを復号化する
ために，所望の相関を有する。しかし，以前は，LPSBは所望の相関を有さない。
図示のために，以下の例において，相関値Vはカレントサンプルに対して負であ
るとする。したがって，意図した補助データに復号化しない相関を今有する。本
発明のCTC技術でもって，エンコーダ300（たとえば，ブロック360）は，所望の
，正の相関を形成するために，トグルする“有用な”LPSBをサーチする。

【００７９】 LPSBが所望の相関の成形を補助するかどうかを決定するために，エンコーダ30
0は単に，LPSBのトグルをとり，相関を再度計算し，そして，相関が古いものよ
りも大きいかどうかを決定する。

【００８０】他のアプローチは，まず，発生器125（j=1からN）からのPNシーケンスのj番目
のビットを補助データビット，D_iと掛けることにより，サンプル対サンプルをベ
ースとして比較をなすことである。この積，Zは，送信されてLPSBが所望の相関
に対し，何であるかである。i番目のLPSBがZに等しいとき，i番目のLPSBは，相
関値Vを，正の方向，すなわち，所望の相関に向けて移動するために，フリップ
され得る。

【００８１】単純化された例でもって説明するために，連続したサンプルのLPSBが1011であ
るとして，PN₁シーケンスは0101で，D_iは1で，+1の値をもつ，掛け算器115の出
力は，0，0，0および1で，それぞれ，‐1，‐1，‐1，および+1をそれぞれもち
，V＝‐2である。制御340は，‐2および+1が異なる符合で（不所望の相関を示す
），機能360’に，たとえば最初の三つのLSBの内，二つをフリップし，0111のLP
SBを出すように指示する。掛け算器115の出力は1101で，V＝+2で，制御340は，+
2および+1が同じ符号をもち，新しい，最初の二つのLPSB（01）は，ライン365を
介して与えられ，ライン370にある対応するサンプルのオリジナルの，最初のLPS
Bを置き換える。

【００８２】 D_i＝1で，‐1の値をもつように，上記例を変更すると，制御340は，‐2および
‐1が同じ符号（所望の相関を示す）をもつことを決定し，セレクター395に，LP
SB 1011をもつサンプルを，ライン350を経た合成信号に通過させるように指示す
る。

【００８３】前述したように，図４のゼロレベルは，より一般的にVの可能な範囲の中間点
である。

【００８４】図５は，本発明にしたがった一般的なDHDTデコーダ500を示す。たとえば，図
１〜３のエンコーダにより与えられた合成信号（Cn）はコンピュータネットワー
ク等を介して，記憶媒体から，放送信号を介し，デコーダ500で受信されてもよ
い（たとえば，Cn'のように）。補助データおよびチェックビットを復号化する
ために，まず，サンプルのLPSBは復号信号の連続したサンプルのそれぞれを適切
にマスクすることによりAND機能240で抽出される。

【００８５】つぎに，LPSBはシーケンス発生器125（図１〜３において，エンコーダにより
使用されるPNシーケンス発生器に対応する）から与えられるPNシーケンスPN₁と
掛け算される。

【００８６】相関値は，つぎに値V’（補助データビットを決定するために，決定装置540に
与えられる）を与えるために，アキュムレータ530で累積される。補助データま
たはチェックビットは，V’＞0のとき1となり，V’＜0のとき‐1となるように決
定される（ここで，ゼロはこの例で，閾決定値である）。また，ゼロ以外のVの
中間点が使用されてもよい。復号化された補助データまたはチェックビットはつ
ぎに，バッファ550（CRCチェックビットが使用されるとき，CRCバッファであっ
てもよい）でバッファされ，CRCチェック機能560（図１１に関連して議論される
）により処理される。各ビットは，バッファ550の前の要素により連続的に処理
され，つぎに図６のフレーム600のようなビットのフレームを得るために，バッ
ファに記憶される。復号化処理は，回復した補助データおよびチェックビット，
D’のベクトル（たとえば，フレーム）を形成するために，十分な補助データビ
ットがあるまで，繰り返される。

【００８７】デコーダは，D’を正しく回復すために，エンコーダと同期されなければなら
ない。とくに，エンコーダおよびデコーダの散布シーケンスは時間整合されなけ
ればならない。デコーダは，仮説のテストを行うことにより，符号化された補助
データと時間整合されているかをみるためにチェックされる。

【００８８】同期を維持するために，前述したように，CRCコードは補助データに付加され
る。CRCコードが本例において議論されたが，チェックビットまたは同期パター
ン・スキームも使用してよいことに注目されたい。

【００８９】デコーダは，受信したデータのブロックと受信したCRVビットが計算されたCRC
値と一致するときに適切に同期される。デコーダおよびエンコーダのタイミング
が一つ以上のサンプルによりオフにされると，復号化されたデータはランダムで
あり，受信され，計算されたCRC値は一致しない。

【００９０】利点として，デコーダは，まばらPNが使用されときに，そのサンプルが修正さ
れるかを知る必要がない。これが，エンコーダで使用されるまばらPNシーケンス
が廃棄され得るので，セキュリティーの特徴である。埋め込まれたデータをもた
ないサンプルが，デコーダでPNシーケンスを復調させることにより復号化され，
付随するチェックビットデータは，埋め込まれたデータが無いことを示す。

【００９１】いずれの実施例においても，デコーダは，まばらPNまたは非まばらPNスキーム
を使用するときに，どのLPSBが修正されることを知る必要がない。

【００９２】図６は，本発明にしたがって一次信号への付加の前の，補助データフレーム，
Dの構成を示す。エンコーダにおいて，CRCチェックビット620は，デコーダでの
同期の目的に対して，データフレームDを形成するために，補助データビット620
に付加される。表記D_iはDのi番目のビットを示す。

【００９３】 Digital HDTの自己同期の特徴は，受信したデータのCRCを，埋め込まれたCRC
でチェックすることにより達成される。デコーダがフレームDの長さを知ってい
るとする。計算されたCRCがデータ内に埋め込まれたCRCと一致しないと，新しい
仮説が以下で議論するようにテストされる。

【００９４】図７は，本発明にしたがった自己同期モジュール700を示す。

【００９５】図７のブロック図は，デコーダがエンコーダと同期するかを決定するために，
テストをする仮説を示す。まず，D’の受信した補助データ部分のCRCビットはCR
C機能710で計算される。計算されたCRCビットはつぎに，二つの値が同じかどう
かを決定するために，決定ブロック730で，D_n’の，付加されたCRCビットでチェ
ックされる。もしそうであるならば，デコーダは，ブロック750に示されている
ようにエンコーダと適切に同期化され，補助データ610は妥当なものである。か
くして，同期フラッグが，図９に関連してさらに説明されるように，セットされ
る。さもないときは，ブロック740に示されているように，デコーダは同期化さ
れず，補助データ610は妥当なものではない。かくして，同期フラッグはセット
され，したがって，仮説のテストが続く。

【００９６】データブロックを妥当なものとする他の方法が，CRCチェックビットおよび補
助データの全ブロックのCRCを計算し，ゼロの結果が得られることを立証するこ
とである。ゼロの結果は，デコーダが同期化されていることを示す。

【００９７】図８は，本発明にしたがったデコーダでの仮説のサーチを示す。仮説のサーチ
は，バッファされたLPSB850（受信した合成信号のサンプルの多くにわたって回
復されている）にわたって，スライドする分析窓810として考えることができる
。各ビットは，バッファ800において，セル，たとえば820，822，…に記憶され
ているように，表示されている。分析窓810の各オフセットは，仮説をテストす
るための可能な候補である。ここで，窓はN個のビット（一つの補助データまた
はチェックビットを形成するための，PNシーケンス内のチップの数である）にわ
たって及んでいる。

【００９８】スライドする分析窓810の各位置に関し，計算されたCRCビットは，一致がある
かどうかを決定するために，付加されたCRCビットと比較される。窓810は，一致
が見つかるまで，各比較に対し，一ビットだけ，たとえば右にシフトすることが
できる。

【００９９】図９は，本発明にしたがった，デコーダでの仮説のサーチ/テストの詳細を示
す。自己同期でコーダ900は，一致が見つかるまで，連続した，可能なオフセッ
トにおいて仮説のテストを実行する。仮説のテストが失敗すると（たとえば，計
算された，受信CRCビットが一致しない），デコーダはつぎの可能なオフセット
に進む。

【０１００】与えられた仮説をチェックするために，自己同期デコーダ900はバッファ910に
おいて，今の分析窓からのLPSBのNビットをバッファする。ここで，Nは，分析窓
の大きさである。仮説1はLPSBを含む，より大きなバッファ800からバッファ910
においてバッファされる。デコーダモジュール940は，図５に示された，掛け算
器115の前からバッファ550までのデコーダ500を表す。デコーダモジュール940は
，受信した補助およびチェックビットデータフレーム，D’（デコーダが同期さ
れたかどうかを決定するために，自己同期モジュール960に与えられる）を生成
する。

【０１０１】デコーダが同期されていないと，同期フラッグ＝0で，モジュール990が，たと
えば，一ビットだけ，窓をスライドすることにより，使用のためのデータの，つ
ぎの分析窓を決定する。新しい仮説が，一ビットだけ分析窓をスライドすること
により，モジュール995で示されているようにテストされる。たとえば，自己同
期デコーダ900が仮説１に同期しないと，仮説２が次にチェックされる。

【０１０２】デコーダは同期化されると，同期フラッグ＝1で，デコーダは，機能998で示さ
れているように，補助データをそこで復号化するために，一分析窓（Nビット）
をスキップする。

【０１０３】図１０は，本発明にしたがったスクランブリングをもつDHDTエンコーダを示す
。特定の例の実行が示されているが，たとえば，オーディオ信号のような，一次
信号内にスクランブリングキーを埋め込むことに有用である。本発明は，広範囲
な，埋め込みされた信号システム（ビデオなどを含む）に適用でき，オーディオ
分野に限定されない。

【０１０４】エンコーダ1000が変調されたシーケンスのように二つの擬ランダムシーケンス
を使用する。200チップの長さの例をもつ，シーケンス発生器125からのシーケン
スPN₁が，16ビットのサンプルのLPSBにより変調される。シーケンス発生器1010
からのシーケンスPN₁が，変調器/スクランブラー1015で，補助データD₁をスクラ
ンブルする付加的な，擬ランダムシーケンスである。スクランブリングは，DHDT
システムのこの実行のためのセキュリティーの付加的な層である。このスキーム
でもって，アタッカーは，変調しているシーケンスを無防備にするための，不毛
なサーチを実行するという困難な労力を払うことになう。ここで，必要なサーチ
の数は，PN₁の可能な値の数と，PN₂の可能な数との積である。たとえば，200チ
ップの長さをもつPN₁および50チップの長さをもつPN₂に対して，必要なサーチの
数は2²⁰⁰×2⁵⁰（＝10⁷⁵）である。

【０１０５】図１０は，16ビットのオーディオサンプルでのDHDTエンコーダを示す。仮定的
なデザインが，25の補助データビットが10,000個の16ビットのオーディオサンプ
ルに亘って符号化されることを特定することができる。補助データビットの，チ
ェックビットに対する比が1：1であるとすると，これが単に例ではあるが，50の
補助データおよびチェックビットの全体に対し，25のチェックビットがある。ブ
ロック1030において示されているように，10,000個の16ビットオーディオサンプ
ルは50のフレーム（それぞれは200個のLPSBをもつ）に形成することができる。

【０１０６】この例がCTCを採用するので，ただLPSBの最小数は，正しい相関を生成するた
めに修正される必要がある。この例は，補助データを隠すために，各サンプルの
最下位ビット（ビット位置0，またはL＝1）を使用するのみである。

【０１０７】 LPSBは，掛け算器115で，LPSBとPN₁シーケンスとの積をとることにより，PN₁
シーケンスと相関が取られ，その結果はアキュムレータ330に累積される。相互
相相関値，Vは次に，制御/決定機能340において，補助データまたはチェックビ
ットに対して，比較される。補助データまたはチェックビットには，それが1で
れば二値の1が与えられ，それが0であれば，‐1が与えられる。

【０１０８】相関値，Vが補助データまたはチェックビットと同じ符号をもつと，LPSBはそ
れらのカレント状態のLPSBは所望の相関を生成し，制御340は，セレクター395に
，非変更LPSBを通過させるように命令する。すなわち，デコーダが送信された補
助データまたはチェックビットを正しく復号化することから，LPSBは，補助デー
タまたはチェックビットを運ぶために，修正される必要がない。

【０１０９】しかし，Vが補助データまたはチェックビットのように反対の符号であること
が起こると，制御340は，機能360に，所望の相関を生成するために，サンプル内
の，若干のビットを操作するように命令をする。

【０１１０】エンコーダのみが所望の相関の生成を助成するLPSBをフリップすることは有益
である。これらのLPSBは，前述したように，用語“有用な”LPSBである。一つの
“有用な”LPSBをフリップすることにより，相関値Vが2だけ，所望の相関へと移
動することを示すことができる。したがって，0の相関値を得るために，エンコ
ーダは|V|/2ビットをフリップする必要がある。しかし，0の相関値は，閾値検出
器が0の相関値にあるかることから，どの送信された補助ビットに対応しない。
したがって，Vが，機能340において決定されとき，補助データまたはチェックビ
ットと同じ符号を有する場合，|V|/2+1ビットをフリップすることが望ましい。

【０１１１】一つ以上のビットが所望の相関を達成するために，フリップされ得るとき，こ
れらのビットのそれぞれをフリップすることが可能である。または，ランダム（
たとえば，まばらPNシーケンス）または他の選択プロセスが，フリップするため
の潜在的なビットの間で選択するために使用され得る。

【０１１２】図１０において，各補助データおよびCRCチェックビットに対し，処理が生じ
る。

【０１１３】上記DHDTエンコーダの例において，補助データは，10,000個のサンプルの，窓
の大きさにわたって埋め込まれた。対応するデコーダは，50ビット（25ビットの
補助データ+25ビットのCRCチェック）を得るために，10,000個のサンプルを復調
する必要がある。これら50ビットが得られると，デコーダは，エンコーダと同期
されているかをみるために，チェックすることができる。10,000個のサンプルの
窓の大きさが，2×10,000‐1のサンプル内で見つけられることを保証することか
ら，デコーダは，同期するためにLPSBの2×10,000‐1のサンプルまでも必要とす
る。したがって，最悪の場合，2×10,000＝20,000のサンプルをバッファする必
要がある。

【０１１４】図１１は，本発明にしたがった自己同期DHDTでコーダを示す。デコーダは，た
とえば，図１０のエンコーダとともに使用してもよい。各ビットは，バッファ55
0の前にある要素により，連続して処理される。

【０１１５】自己同期でコーダ1100は同期のために以下の工程を実行する。

【０１１６】 1. LPSBの2×10,000個のサンプルがバッファされる。

【０１１７】 2. 一度に200のサンプルの相関を（乗算および累積により）解き，決定ブロ
ック540で1ビットを生成するために閾値の検出し，そしてそのビットをバッファ
550にシフトする。

【０１１８】 3. CRCバッファを満たすために，工程2を50回繰り返す。

【０１１９】 4. デスクランブラー1160で，発生器1010からのシーケンスPN₁でスクランブ
ルを解き，CRCチェック機能560で，CRC一致のために，50ビット補助およびチェ
ックデータの，50のシフトしたバージョンのそれぞれに対して，CRCの結果をチ
ェックする。

【０１２０】 5. 一致が見つからないとき，1ビットをLPSBバッファ1030にシフトし，工程2
へ進む。

【０１２１】 6. 一致が見つかるまで，工程5を繰り返す。

【０１２２】 7. 仮説のテストがもはや必要でなくなるように，タイミングの基準を記録す
る。タイミング基準は，同時に相関が解かれるLPSBのグループの開始に関して，
ビットシフトの距離を示す。たとえば，相関が解かれた200LPSBのグループでは
，タイミング基準は0と199の間の値とすることができる。

【０１２３】 8. LPSBの最初のグループに対して，一つのタイミング基準が決定された後，
たとえば，同期の処理の促進をはかるために，上記工程4‐7を実行するとき，次
の連続した，LPSBのグループに対するタイミング基準を記憶し，検索するために
，チェック機能560に，適切な要素が設けられる。

【０１２４】デコーダ1100は上記工程を実行する。

【０１２５】図１２は，本発明にしたがった，圧縮データのためのDHDTエンコーダを示す。
エンコーダ1200は，圧縮パラメータ，詰め込まれたサンプル，および圧縮された
ビットストリームからのビット割り当て情報を得るための，パケット化を解き，
多重化を解く機能1210を含む。パックされた周波数サンプルは，それらのパック
が固定してビット深さをもつ周波数サンプルに解かれるアンパック機能1220に与
えられる。固定されたビット深さをもつ周波数サンプルは，前述の，図３のエン
コーダ300のように，DHDTエンコーダに与えられる。図１および２のエンコーダ1
00および200もまた使用することができる。取り出された周波数サンプルからな
る，復号化されたデータは，詰め込みのため，DHDTエンコーダ300から詰め込み
機能1230に与えられる。取り出された周波数サンプルは，DHDCの復号化された，
圧縮ビットストリームに，そこに埋め込まれる補助データを与えるために，機能
1240において，多重化され，再度パケット化される。

【０１２６】一般的に，DHDTがパルスコード化された，変調（PCM）サンプルに応用される
のと同じ原理は，圧縮された領域スキームに応用される。圧縮された領域におい
て，主データ信号は通常，変換係数（空間変換係数のような）またはサブバンド
係数の形で，その周波数領域サンプルにより，表示される。これらの周波数サン
プルのLPSBは，PCMタイミングサンプルに対する場合にしたがって，操作され得
る。圧縮システムが周波数サンプルを量子化するために，最適なビット割り当て
を達成するとすると，各LPSBは，知覚的に重要な情報のほぼ等しい量を含む。し
たがって，DHDT処理により導入される歪みは視覚的なマスキング効果に次いで生
じる。

【０１２７】オーディオまたビデオまたは画像に対して，一般的な圧縮システムのほとんど
は，圧縮信号から，知覚的冗長情報を減少するために，周波数領域技術を使用す
る傾向にある。したがって，圧縮ビットストリームの大半は，分析され，周波数
サンプルまたは変換係数のセットを含むパラメータのセットに復号化され得る。
MPEGオーディオコード化のサブバンドサンプル，AC‐3またはAACオーディオコー
ド化のTDAC変換係数，およびJPEGおよびMPEG画像およびビデオコード化のDCT係
数が例である。これらの表示は，“周波数サンプル”として一般することができ
る。

【０１２８】本発明と順応できる他のタイプの圧縮が，圧伸（たとえば，ミュー法，A法）
，浮動点表示，差分PCM，予想コード化ケース，およびベクトル量子化を含む。

【０１２９】一般的な圧縮圧縮スキームにおいて，非圧縮信号サンプルのグループが，周波
数サンプル（能率的な記憶および送信のため，知覚的な規準にしたがって，量子
化される）のグループにより表示される。信号サンプルの数を表示するために必
要な周波数サンプルの数の間の比は通常，たとえば1に固定される。しかし，知
覚的に重要でない周波数サンプルのいくつかがしばしば送信されないので，送信
のために，実際に選択された周波数サンプルの数は，小さくてもよい。このこと
は，圧縮ビットストリーム中に含まれるビット割り当て情報を抽出することによ
り，容易に決定することができる。送信されない周波数サンプルは通常，割り当
てられ，さもなければゼロとして示されるゼロビットを有する（たとえば，走行
（run）長は連続したセルに対して示される）。要するに，圧縮ビットストリー
ムから，周波数サンプルのバイナリー表示が，割り当てられたビットの数を示す
拡大情報，周波数サンプルのダイナミックレンジ，または，周波数サンプルを全
数値に再度記憶するために必要なスケールファクターとともに，抽出され得る。

【０１３０】周波数サンプルのバイナリー表示が抽出されると，デジタル隠しデータ転送信
号は，非圧縮領域信号サンプル，たとえば，時間領域PCM表示に適用される処理
と異なるところがない。実際上の違いは，ある周波数サンプルに対し，LPSBを考
慮するのに十分な，割り当てられたビットがないことである。たとえば，ゼロビ
ットは周波数サンプルに対して割り当てられており，フリップされ，周波数サン
プルがスキップされるところのLPSBビットがない。よくデザインされた圧縮スキ
ームにおいて，周波数サンプルの全ての最下位ビットは，知覚的な意味において
，ほぼ等しく重要である。さらに，余分なスペクトル形状化は，圧縮により与え
られたビットの割り当ておよび量子化が知覚的なスペクトル形状化を組み込むこ
とから，必要とならない。しかし，一般に，非圧縮領域DHDTに適用可能な全ての
技術が，圧縮領域DHDTに適用することができる。

【０１３１】 DHDT埋め込みの後，修正された周波数サンプルは，もともとのビットストリー
ムフォーマットに一致するように，パケット化されなければならない。多くの場
合，これは，再量子化，まさに再パケット化を必要としない。この処理は，使用
された圧縮技術に特有なものであろう。圧縮スキームは，ハフマンコードのよう
な，可変長の符号化を必要としてもよいが，圧縮ビットストリームの大きさは変
わらずに維持していると，特定の測定がなされなければならない。多くの圧縮ス
キームは本来，可変長ビットストリームを生成し，つづく転送ストリームフォー
マットは通常，ビットストリームの大きさにおける変化を調節する。

【０１３２】圧縮ビットストリームのDHDTを応用する一利点は，デコーダにおいて，僅かに
容易な自己同期化であろう。このことは，圧縮ビットストリームフォーマットの
あるフレーム構造またはパケット構造により，デコーダがDHDT符号化において使
用されるフレーム境界を決定することを容易にすることから真実である。

【０１３３】本発明において種々の変更および強化が可能である。

【０１３４】第一の変形において，デジタルHDT，たとえば，補助データの多重層が与えら
れる。デジタルHDTを所望に強化することは，異なったまたは独立し補助情報が
，異なるデコーダに対して，または異なる復号PNシーケンスをもつ同じデコーダ
に対して，主データ信号に隠すことができるように，異なるPNシーケンスを利用
する層を付加することである。

【０１３５】 CTCは，補助デジタルデータの多重層をホスト主データ信号へと埋めるために
，使用できる。しかし，それらの層が連続して符号化されるならば，第一の層が
符号化されると，エネルギーの最小の量のみが，補助データビットを埋め込むた
めに導入されることから，第一の層に続く第二の層の符号化が，第一の層の保全
性（すなわちエラーを生じさせる）を弱めることが可能である。僅かな変動，た
とえば第一の層の頂部に他の層を付加することが，第一の層の保全性を弱めるこ
とができる。したがって，多重層を符号化するとき，層を一緒に，すなわち同時
に最適化することが望ましい。

【０１３６】一緒になったCTCのための方法が，共通の主データ信号の，二つの補助データ
層（層Aと層B）を符号化する場合のためにある。層AおよびBは，PN_1AおよびPN_1B とそれぞれ指定される，異なるPNシーケンスを有する。CTCを多重層に適用する
ことは，一つの層の場合と似たものとなる。層を一緒に最適化するために，以下
の工程が，各補助データビット（D_i）に対して実行される。

【０１３７】 1） PN_1A'およびPN_1B'をそれぞれ形成すべく，PN_1AおよびPN_1Bを変調するた
めに，二つの独立した補助データビットを使用する。

【０１３８】 2）層PN_1AおよびPN_1Bに対するスカラーCTC値，CTC_AおよびCTC_Bを形成するた
めに，LPSBをPN_1A'およびPN_1B'で相関をとる。ここで，CTC値は‐NからNの範囲
をとり，ここでNはPNの長さである。

【０１３９】 3） CTC_AおよびCTC_Bは次の工程を決定するために見積もられる。可能な四つ
の場合がある。・ケース1：CTC_A＞0でCTC_B＞0。一次信号のLPSBはPN_1A'およびPN_1B'の両方での
所望の相関をもつ。（そのフレームに対しさらなる処理は必要とされない。）工
程6にスキップする。・ケース2：CTC_A＞0でCTC_B＜＝0。PN_1A'は一次信号のLPSBとの所望の相関をもつ
が，PN_1Bはない。F（完了するためのビットの数）＝|CTC_B|/2+1とセットする。
工程4に進む。・ケース3：CTC_A＜＝0でCTC_B＞0。ケース2と同様に，PN_1B'は一次信号のLPSBと
の所望の相関をもつが，PN_1Aはない。F＝|CTC_A|/2+1とセットする。工程4に進む
。・ケース4：CTC_A＜＝0でCTC_B＜＝0。PN_1A'およびPN_1B'ともに，一次信号のLPSB
との所望の相関をもたない。F=（最大（|CTCA|，|CTCB|））/2+1とセットする。
工程4に進む。

【０１４０】 4） PNSimilar＝PN_1A'^PN_1B'とセットする。このビットで行う，排他OR操作
は，シーケンスPN_1A'およびPN_1Bのビットが異なるとき，1，ビットが同じとき，
0をもつシーケンス（PNSimilar）を生成する。

【０１４１】 5）処理中のこの点において，一つ以上のCTC値が負，すなわち層の一つが一次
信号のLPSB（以後，単に‘LPSBという）と負の相関が取られる。最終的に，層A
および層Bの両方に対して，所望のCTC値を生成するために，LPSBの適切な位置が
修正される。

【０１４２】適切な方法論としては，CTC_AおよびCTC_Bが一緒に増加するようにLPSBを修正す
ることである。0であるPNSimilarの要素は，LPSBが一緒にCTC_AおよびCTC_Bを増加
させるために，修正させら得る適切な位置を与える。0であるPNSimilarの要素が
，等しいPN_1A'およびPN_1B'の要素と対応する。PNSimilarがSuitableIndexとして
0である位置を指定する。たとえば，PNSimilar∈｛1₀，0₁，0₂，1₄，0₅，…1_N-3 ，0_N-2，0_N-1｝のとき，SuitableIndex∈｛1，2，3，5，…N‐2，N‐1｝である
。次に，一緒にCTC_AおよびCTC_Bを増加することができるLPSB内の候補要素を確か
める。これらの要素の位置は，SuitableIndexにより定義される。上記の例に関
し，SuitableIndexから候補，たとえばPNSimilar[3]を選択し，LPSB[3]をPN1A’
[3]と相関をとる。相関が正であるならば，一緒にCTC_AおよびCTC_Bを増加し，一
緒の最適化のため，次の最適な位置に進む，このLPSB要素に何もすることができ
ない。しかし，相関が負の場合は，正の相関が生じるようにLPSBのその要素を修
正する。PNがバイナリーである場合，LPSBのビットをトグルすることは，所望の
相関となる。LPSBの要素がこのように修正される度ごとに，CTC_AおよびCTC_Bは増
加し，したがって所望の相関に寄与する。

【０１４３】この（LPSBを修正する）処理は，LPSBが確実に，PN_1A'およびPN_1B'との所望の
相関をもち，または同等のことであるが，CTC_AおよびCTC_Bが確実に，ともに正と
なるようにように，F回繰り返される。

【０１４４】 6）実行。所望の相関は，層Aおよび層Bに対して達成される。

【０１４５】上記スキーには，二つ以上の層の場合，またはPNシーケンスがバイナリーでな
い場合にも拡張できる。

【０１４６】第二の変形として，エンコーダのところに対話的デコーダが設けられる。ビッ
トを修正するための，CTCおよびまばらPN法以外により，原始的な方法でさえも
適切に復号化するべく，ビットを修正するために，対話式に行われている。エン
コーダは，適切に復号するため，より低いビットを対話式に修正する。この対話
式の方法は，修正のためのビットの選択をランダムに行う。

【０１４７】第三の変形として，スペクトル形状化Digital HDTが与えられる。実際上，ほ
とんどLPSBは，送信される所望のシンボルとの適切な相関を保証するために，取
り扱われる必要がない。取り扱いのために必要とされるビットの僅かな数の結果
として，所望の補助ビットとの適切な相関を保証するために使用することができ
るビットの組み合わせの多い（たとえば大きい）集団がある。DHDTによりもたら
される歪みを小さくするために，組み合わせの集団は，どの組み合わせが一次信
号の明瞭性を最大にするかをみるためにサーチされ得る。

【０１４８】たとえば，オーディオデータからなる主データ信号に対して，このことを完了
するために，各組み合わせは，一次信号のスペクトル形状と似たスペクトル形状
を生成するかをみるためにサーチされる。類似性を測定するために，周波数領域
の平均二乗誤差は使用され得る。もっとも近い一致は送信のために選択される。
他の全数探索法も可能である。

【０１４９】第四の変形として，固定フレームの信号化が与えられる。フレームの同期が他
の手段により，エンコーダとデコーダとの間で達成されると，エンコーダおよび
デコーダは，“データビット”のように，主データ信号のサンプルの各フレーム
から一つのビットを指定することができる。データビットの位置は，フレームか
らフレームへと変化してもよい。エンコーダとデコーダとの間のビット位置の同
期は，擬ランダム数，たとえば，原始多項式で発展した線型フィードバックシフ
トレジスターにより発生されるものにより制御することができる。

【０１５０】第五の変形として，ダイナミックLPSBの選択が与えられる。一般的に，大きな
値（圧縮または非圧縮領域表示の，オーディオあるいはビデオ，または他の信号
）のサンプルのLSBは，知覚的に，小さな値のサンプルの，同じLSBより重要では
ない。したがって，LPSBの選択は，必要なビットの絶対値または数のような，サ
ンプルの値のダイナミックレンジを決定することにより，ダイナミックに行うこ
とができる。たとえば， LPSBが，各サンプルに対して，0ビット（LSBなし），1
ビット（一つのLSB），2ビット（二つのLSB）またはそれ以上であるべきかを決
定するために範囲検出器を設けることができる。デコーダは，サンプルのダイナ
ミックレンジがDHDT復号化の後，変わらないので，サイド情報なしで，このこと
を決定することができる。もちろん，十分な数のLPSBが，信号の低振幅部分によ
ってでさえも，DHDTデータを符号化するために利用できるように，適切な制限が
適用されるべきである。

【０１５１】第六の変形として，知覚的に基づくLPSB選択が与えられる。上記のように，LP
SBが固定方法またはダイナミック方法により決定された後，知覚的な歪みがほと
んどないDHDTデータを符号化するために選択されたLPSBのどこが修正されるかを
知性的に選択することにより，さらなる適応が可能である。一つの方法は，修正
のために頻繁に選択された大きなサンプル値に属するLPSBを作ることである。以
下の例に関し，サンプル当たりのLPSBの一ビット，すなわち最下位ビットがある
と，したがって，修正が，LPSBを，すなわち，0から1，または，1から0にフリッ
プするのと同じであるとする。

【０１５２】サンプルs（k）に対し，まばらPNシーケンス0＜SPN（k）＜1が，そのLPSBをフ
リッピングすることの選択強度または確率を意味するとすると（たとえば，0が
フリッピングのないことを意味し，1がフリッピングの確率が高いことを意味す
る），フリッピングすることの確率は，サンプルDR（k）のダイナミックレンジ
により，さらに修正することができる。DR（k）は範囲検出の結果のように，サ
ンプルs（k）の絶対値の関数であってもよい。つぎに，修正されたまばらPNシー
ケンスMSPN（k）はSPN（k）およびDR（k）の関数であってもよい。たとえば，MS
PN（k）＝SPN（k）*DR（k）である。一つの変形が，MSPN（k）＝アルファ*SPN（
k）+ベータ*DR（k）で，ここでアルファおよびベータは二つの値の重み付けのた
めのパラメータである。もちろん，実際のフリッピングがCTCの測定およびLPSB
（k）値それ自身に依存することから，MSPN（k）の高い値が，常にLPSB（k）を
フリップしない。

【０１５３】第七の変形として，近似的なスペクトル形状化が与えられる。さらなる適応処
理がない場合，LPSB修正により，ホスト信号に付加された埋め込み信号はホワイ
トスペクトルをもつ。ホスト信号スペクトルのような形状の付加的なノイズ付加
的なホワイトスペクトルよりも知覚的でないことを知ると，埋め込み信号を近似
的に成形するために，さらなる工程が取られる。このようなアプローチの一つが
，埋め込み信号がホスト信号の位相情報の一部を獲得させることである。これは
，LPSBの修正が，サンプル値が正のときに加えられ，サンプル値が負のときに，
引かれる確率を増加させることにより，ほぼ達成することができる。

【０１５４】たとえば，サンプルs（k）が二つの完全なバイナリーフォーマットにあるとす
る。s（k）＞0で，LPSB（k）＝0の場合，LPSB（k）を1にフリップ，すなわち，1
をs（k）に加える。説明のために，s（k）＝0100₂（4₁₀）（ここで，添え字は，
二進および十進法の数をそれぞれ示す）のとき，それを0101（5₁₀）に変える。

【０１５５】 s（k）＜0で，LPSB（k）＝1の場合，LPSB（k）を0にフリップ，すなわち，1を
s（k）から引く。説明のために，s（k）＝1101₂（‐3₁₀）（ここで，添え字は，
二進および1十進法の数をそれぞれ示す）のとき，それを1100₂（‐4₁₀）に変え
る。

【０１５６】他のすべの場合，LPSB（k）をスキップし，まばらPNまたは修正されたまばらP
Nシーケンスにより示された次の候補に移る。

【０１５７】上記例は，s（k）の符号に基づいた厳しい決定をするが，より柔軟な蓋然的な
決定が必要ならば組み込まれ得る。

【０１５８】適切な修正が上記変形を完了するために，図示の実施例においてなされ得る。
たとえば，ダイナミックLPSB選択に関し，一次信号の範囲を決定し，マスキング
ビットパターンの適切な修正を与える範囲検出器を設けることができる。知覚に
基づいたLPSBに関し，値（たとえば，各サンプルの大きさ）を決定する機能を設
けることができ，したがって，ビット（たとえば，図３）をフリッピングする確
率を修正することができる。

【０１５９】近似的なスペクトル形状化に関し，オリジナルのサンプルが正か負かを決定し
，つぎにLPSBを調節する機能を設けてもよい。隣接したサンプル（たとえば，フ
レーム内）の値はまた，カレントサンプルのLPSBを調節するときに考慮すること
ができる。

【０１６０】本発明が種々の実施例に関連して説明されてきたが，当業者には，請求の範囲
の本発明の思想および範囲から逸脱することなく，種々の適応，修正がなし得る
ことが分かるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に従った一般DHDTエンコーダを示す。

【図２】図２は、本発明に従ったまばらなPN DHDTエンコーダを示す。

【図３】図３は、本発明に従った交差項補償（CTC）演算を備える一般DHDT一般んコー
ダを示す。

【図４】図４は、本発明に従ったCTC値の一例を示す。

【図５】図５は、本発明に従った一般DHDTデコーダを示す。

【図６】図６は、本発明に従った補助データフレームを示す。

【図７】図７は、本発明に従った自己同期モジュールを示す。

【図８】図８は、本発明に従ったデコーダでの仮説探索を示す。

【図９】図９は、本発明に従ったデコーダでの仮説探索の詳細を示す。

【図１０】図１０は、本発明に従ったスクランブルを有するDHDTエンコーダを示す。

【図１１】図１１は、本発明に従った図１０のエンコーダと共に使用する自己同期DHDTデ
コーダを示す。

【図１２】図１２は、本発明に従った圧縮データ用DHDTエンコーダを示す。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年８月１６日（２００１．８．１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】デジタル隠蔽データ転送(DHDT)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ニコラス、ジュリアン、ジェーアメリカ合衆国カリフォルニア州92130サンディエゴ、カミニト・ミラデルマー 12448 (72)発明者アトレロ、エドワードアメリカ合衆国カリフォルニア州92139サンディエゴ、モントクリフ・ロード2115 Ｆターム(参考） 5K022 EE02 EE22 【要約の続き】は圧縮されてデジタルサンプリング処理される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のデジタルサンプル内に補助データビットを埋め込むため
の方法であって、 (a)擬ランダムに変調された補助データシーケンスを与えるべく擬ランダムシーケンスを補助データビットによって変調する工程と、 (b)補助データビットが中に埋め込まれた合成信号を与えるべく、補助データシーケンスに従って複数のサンプル各々の少なくともひとつの知覚最下位ビット (LPSB)を修正することによって補助データシーケンスを前記複数のサンプル内に埋め込む工程と、から成り、各サンプルは複数のビットから成り、合成信号内の補助データシーケンスの所望の知覚可能レベルに従って、各サン
プル内の修正するための多くの前記LPSBが決定される、ところの方法。
【請求項２】請求項１の方法であって、各サンプルは複数のビットから成り、補助データシーケンスに従って修正するためのサンプル内の前記LPSBの数が、
補助データビットの所望のビットエラー比率にしたがって決定される、ところの
方法。
【請求項３】請求項１の方法であって、前記変調工程において、前記擬ランダムシーケンスは前記補助データビットに
よって変調される複数のN個のチップから成り、前記埋め込み工程において、補助データシーケンスのチップ部分はサンプルの
対応するLPSBを修正する、ところの方法。
【請求項４】請求項１の方法であって、前記埋め込み工程において、補助データシーケンスはまばらに選択されたサン
プル内に埋め込まれる、ところの方法。
【請求項５】請求項４の方法であって、さらに前記まばらに選択されたサンプルを決定するためにまばらな擬ランダムシーケ
ンスを与える工程と、から成る方法。
【請求項６】請求項５の方法であって、まばらな擬ランダムシーケンスは所望のレベルで合成信号内の補助データシー
ケンスのノイズパワーを与えるよう所望のまばらさレベルで与えられる、ところ
の方法。
【請求項７】請求項１の方法であって、サンプルはオーディオデータから成り、補助データシーケンスが所望の可聴レベルで合成信号内に与えられるように、
サンプルの各々内の修正するための多くの前記LPSBが決定される、ところの方法。
【請求項８】請求項１の方法であって、サンプルはビデオデータから成り、補助データシーケンスが所望の可視レベルで合成信号内に与えられるように、
各サンプル内で修正するための多くの前記LPSBが決定される、ところの方法。
【請求項９】請求項１の方法であって、さらに補助データにしたがって少なくともひとつのチェックビットを与える工程と、少なくともひとつの擬ランダムに変調されたチェックビットシーケンスを与え
るべく擬ランダムシーケンスを少なくともひとつのチェックビットによって変調
する工程と、中に埋め込まれたチェックビットシーケンスを前記合成信号に与えるべくチェ
ックビットシーケンスの一部を有する第２の複数のサンプルの各々の少なくとも
ひとつの知覚最下位ビット(LPSB)を修正することによってチェックビットシーケ
ンスを第２の複数のサンプル内に埋め込む工程と、から成り、チェックビットシーケンスは前記擬ランダムシーケンスと同期してデコーダに
よって使用されるように適応される、ところの方法。
【請求項１０】請求項１の方法であって、補助データシーケンスに従って修正するためのサンプル内の前記LPSBの数はサ
ンプルの値に従って決定される、ところの方法。
【請求項１１】請求項１の方法であって、補助データシーケンスに従って修正するためのサンプル内の前記LPSBの数はサ
ンプルのダイナミックレンジに従って決定される、ところの方法。
【請求項１２】請求項１の方法であって、補助データシーケンスにしたがって修正するためのサンプルのカレントのひと
つ内の前記LPSBの数は、カレントサンプルの少なくともひとつの隣接サンプルの
値にしたがって決定される、ところの方法。
【請求項１３】請求項１の方法であって、さらに前記工程(a)において使用するためにサンプルを回復するべく第１圧縮ビット
ストリームを取り出す工程と、第２圧縮ビットストリームとして合成信号を与えるべく中に埋め込まれた補助
データシーケンスをサンプルに詰め込む工程と、から成る方法。
【請求項１４】請求項１の方法であって、補助データの多重層は合成信号の前記複数のサンプル内に埋め込まれる、とこ
ろの方法。
【請求項１５】エンコーダから受信されたデジタル合成信号の複数のサンプ
ル内に埋め込まれた補助データビットを復号化するための方法であって、前記ビ
ットは、複数のサンプルの各々の少なくともひとつの知覚最下位ビット(LPSB)を
修正する擬ランダムに変調された補助データシーケンスを与えるべくエンコーダ
において擬ランダムシーケンスを変調するところの方法は、 (a)デコーダにおいて、対応する掛け算値を与えるべくエンコーダにおいて使用される擬ランダムシーケンスに対応する擬ランダムシーケンスを補助データシーケンスに掛け算する工程と、 (b)相関値を得るために対応する掛け算値を累積する工程と、 (c)前記相関値を閾決定値と比較する工程と、 (d)前記工程(c)にしたがって補助データビットへ値を割当てる工程と、から成り、各サンプルは複数のビットから成り、サンプルの各々内の修正される多くの前記LPSBは合成信号内の補助データシー
ケンスの所望の知覚可能レベルにしたがって決定される、ところの方法。
【請求項１６】請求項１５の方法であって、前記合成信号内において補助デ
ータシーケンスがまばらに選択されたサンプル内に埋め込まれるところの方法が
、さらにまばらに選択されたサンプルを識別する工程から成り、前記工程(a)は前記識別工程に応答する、ところの方法。
【請求項１７】請求項１６の方法であって、前記合成信号内で、補助データシーケンスはまばらな擬ランダムシーケンスに
したがってエンコーダにおいて前記まばらに選択されたサンプル内に埋め込まれ
、前記識別工程はさらに、前記まばらに選択されたサンプルを決定するためにエ
ンコーダにおいて使用されるものに対応するまばらな擬ランダムシーケンスを生
成する工程から成る、ところの方法。
【請求項１８】請求項１７の方法であって、まばらな擬ランダムシーケンス
は補助データビットを復号化するのにデコーダで必要ではない、ところの方法。
【請求項１９】請求項１５の方法であって、補助データビットに従って与え
られる少なくともひとつのチェックビットはデジタル合成信号の第２の複数のサ
ンプル内に埋め込まれ、前記チェックビットは第２の複数のサンプルの各々の少
なくともひとつの知覚最下位ビット(LPSB)を修正する擬ランダムに変調されたチ
ェックビットシーケンスを与えるべくエンコーダにおいて擬ランダムシーケンス
を変調するところの方法が、さらに (e)対応する掛け算値を与えるべくデコーダにおいてチェックビットシーケンスに擬ランダムシーケンスを掛け算する工程と、 (f)相関値を得るべく前記工程(e)の対応する掛け算値を累積する工程と、 (g)前記工程(f)の前記相関値を閾決定値と比較する工程と、 (h)前記工程(g)にしたがって値をチェックビットへ割当てる工程と、 (i)デコーダにおける擬ランダムシーケンスをエンコーダにおける擬ランダムシーケンスと同期させるために前記工程(h)の値を使用する工程と、から成る方法。
【請求項２０】デジタル合成信号の複数のサンプル内に補助データビットを
埋め込むための方法であって、 (a.1)対応する複数の掛け算値を与えるべく複数のサンプルの各々内の知覚最
下位ビット(LPSB)に擬ランダムシーケンスを掛け算する工程と、 (a.2)相関値を得るべく複数の掛け算値を累積する工程と、 (b)両者の対応を決定するために前記相関値を補助データビットの値と比較す
る工程と、から成り、もし、前記比較工程(b)が不所望の対応を示すなら、少なくともひとつのLPSB
が所望の対応を与えるようトグルされ、及び少なくともひとつのトグルされたLP
SBを含むLPSBが補助データビットを識別するところの合成信号を与えるべく少な
くともひとつのトグルされたLPSBを有する複数のサンプルが使用される、ところ
の方法。
【請求項２１】請求項２０の方法であって、前記比較工程が不所望の対応を
示すところの方法が、さらにトグルするために少なくともひとつのLPSBを擬ランダムに選択する工程、から
成る方法。
【請求項２２】請求項２０の方法であって、前記比較工程が不所望の対応を
示すところの方法が、さらに相関値と補助データビットの値との間の対応を改良するべく連続反復して少な
くともいくつかのLPSBをトグルする工程、から成る方法。
【請求項２３】請求項２０の方法であって、合成信号の第２の複数のサンプ
ルが与えられるところの方法が、補助データビットにしたがって少なくともひとつのチェックビットを与える工
程と、 (c.1)対応する複数の掛け算値を与えるべく第２の複数のサンプルの各々内の
知覚最下位ビット(LPSB)に擬ランダムシーケンスを掛け算する工程と、 (c.2)関連する相関値を得るべく前記工程(c.1)の複数の掛け算値を累積する工
程と、 (d)両者の間の対応を決定するために前記関連する相関値をチェックデータビ
ットの値と比較する工程と、から成り、もし、前記比較工程(d)が所望の対応を示せば、非変更LPSBがチェックデータ
ビットを識別するところの合成信号を与えるべく第２の複数のサンプルは関連す
るLPSBが非変更の状態で通過し、もし、前記比較工程(d)が不所望の対応を示せば、所望の対応を与えるべく少
なくともひとつのLPSBがトグルされ、及び少なくともひとつのトグルされたLPSB
を含むLPSBがチェックビットを識別するところの合成信号を与えるべく少なくと
もひとつのトグルされたLPSBを有する第２の複数のサンプルが使用され、少なくともひとつのチェックビットは前記擬ランダムシーケンスと同期してデ
コーダによって使用されるよう適応される、ところの方法。
【請求項２４】請求項２０の方法であって、補助データの多重層は合成信号
の前記複数のサンプル内に埋め込まれる、ところの方法。
【請求項２５】請求項２０の方法であって、補助データビットはまばらに選
択されたサンプル内で運ばれる、ところの方法。
【請求項２６】請求項２５の方法であって、さらに前記まばらに選択されたサンプルを決定するためにまばらな擬ランダムシーケ
ンスを与える工程と、から成る方法。
【請求項２７】請求項２６の方法であって、合成信号内の補助データビットのノイズパワーを所望のレベルで与えるべくま
ばらな擬ランダムシーケンスが所望のまばらさレベルで与えられる、ところの方
法。
【請求項２８】請求項２０の方法であって、前記比較工程(b)が不所望の対
応を示すところの方法が、さらに前記相関値にしたがって所望の対応を与えるべく各サンプル内のトグルするた
めのLPSBの数を決定する工程と、から成る方法。
【請求項２９】請求項２０の方法であって、前記比較工程(b)が不所望の対
応を示すところの方法が、さらにサンプルの値にしたがって所望の対応を与えるべく各サンプル内のトグルする
ための特定のLPSBを決定するための工程と、から成る方法。
【請求項３０】請求項２０の方法であって、前記比較工程(b)が不所望の対
応を示すところの方法が、さらにカレントのサンプルの少なくともひとつの隣接サンプルの値にしたがって所望
の対応を与えるべくカレントのひとつのサンプル内のトグルするための特定のLP
SBを決定する工程と、から成る方法。
【請求項３１】請求項２０の方法であって、前記比較工程(b)が不所望の対
応を示すところの方法が、さらにサンプルのダイナミックレンジにしたがって所望の対応を与えるべく各サンプ
ル内のトグルするための特定のLPSBを決定する工程と、から成る方法。
【請求項３２】請求項２０の方法であって、もし、前記比較工程(b)が所望の対応を示せば、非変更LPSBが補助データビッ
トを識別するところの合成信号を与えるべく複数のサンプルは関連するLPSBが非
変更の状態で通過する、ところの方法。
【請求項３３】請求項２０の方法であって、さらに前記工程(a)で使用するためにサンプルを回復するべく第１圧縮ビットストリ
ームを取り出す工程と、第２圧縮ビットストリームとして合成信号を与えるべくトグルされたLPSBをサ
ンプルに詰め込む工程と、から成る方法。
【請求項３４】請求項２０の方法であって、さらにサンプルのスペクトル形状にしたがってトグルするべくサンプル内の特定のLP
SBを選択する工程、から成る方法。
【請求項３５】請求項２０の方法であって、さらにカレントのサンプルの少なくともひとつの隣接サンプルのスペクトル形状にし
たがってトグルするべくサンプルのカレントのひとつ内の特定のLPSBを選択する
工程、から成る方法。
【請求項３６】補助データビットを複数のデジタルサンプル内に埋め込むた
めの装置であって、 (a)擬ランダムに変調された補助データシーケンスを与えるべく補助データビットによって擬ランダムシーケンスを変調するための変調器と、 (b)中に埋め込まれた補助データビットを有する合成信号を与えるべく補助データシーケンスにしたがって複数のサンプルの各々の少なくともひとつの知覚最下位ビット(LPSB)を修正することによって前記複数のサンプル内に補助データシーケンスを埋め込むための手段と、から成り、各サンプルは複数のビットから成り、合成信号内の補助データシーケンスの所望の知覚可能レベルにしたがって、サ
ンプルの各々内の修正するための多くの前記LPSBが決定される、ところの装置。
【請求項３７】エンコーダから受信されたデジタル合成信号の複数のサンプ
ル内に埋め込まれた補助データビットを復号化するための装置であって、前記ビ
ットは、複数のサンプルの各々の少なくともひとつの知覚最下位ビット(LPSB)を
修正する擬ランダムに変調された補助データシーケンスを与えるべくエンコーダ
において擬ランダムシーケンスを変調するところの装置が、 (a)エンコーダで使用される擬ランダムシーケンスに対応する擬ランダムシーケンスを生成するための手段と、 (b)対応する掛け算値を与えるべく補助データシーケンスに前記生成手段(a) によって与えられた擬ランダムシーケンスを掛け算するための掛け算器と、 (c)相関値を得るべく対応する掛け算値を累積するためのアキュムレータと、 (d)前記相関値を閾決定値と比較するための手段と、 (e)前記比較手段(d)にしたがって値を補助データビットへ割当てるための手段と、から成り、各サンプルは複数のビットから成り、サンプルの各々内の修正される多くの前記LPSBが合成信号内の補助データシー
ケンスの所望の知覚可能レベルにしたがって決定される、ところの装置。
【請求項３８】デジタル合成信号の複数のサンプル内に補助データビットを
埋め込むための装置であって、 (a.1)対応する複数の掛け算値を与えるべく複数のサンプルの各々内の知覚最
下位ビット(LPSB)に擬ランダムシーケンスを掛け算するための掛け算器と、 (a.2)相関値を得るべく複数の掛け算値を累積するためのアキュムレータと、 (b)両者の対応を決定するべく前記相関値を補助データビットの値と比較するための手段と、から成り、もし、前記比較手段(b)が所望の対応を示せば、非変更LPSBが補助データビッ
トを識別するところの合成信号を与えるべく複数のサンプルは関連LPSBが非変更
の状態で通過し、もし、前記比較手段(b)が不所望の対応を示せば、所望の相関を与えるべく少な
くともひとつのLPSBがトグルされ、また少なくともひとつのトグルされたLPSBを
含むLPSBが補助データビットを識別するところの合成信号を与えるべく少なくと
もひとつのトグルされたLPSBを有する複数のサンプルが使用される、ところの装
置。