JP2007171933A - オーディオ信号処理装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】オーディオ信号処理装置は、プライマリオーディオ信号にペイロード信号を挿入するオーディオ信号処理装置において、ペイロード信号に基づいて雑音信号を生成する雑音発生器と、プライマリオーディオ信号の信号レベルを検出するレベル検出器と、プライマリオーディオ信号の検出された信号レベルの増加又は減少に応じて雑音のレベルを増減し、変調された雑音信号を生成する変調器と、プライマリオーディオ信号及び変調された雑音信号を結合する結合器と、信号遅延回路とを備え、変調器は、信号遅延回路に関連して動作し、プライマリオーディオ信号の信号レベルの対応する減少に対して、雑音信号のレベルの減少を時間的に進める。
【選択図】図3
Description
より包括的に、法的マーキング技術(forensic marking techniques)とも呼ぶことができるフィンガプリンティング技術又はウォータマーキング技術をビデオ信号に適用することが提案されている。この技術は、例えば、欧州特許出願公開EP−A−1324262号に開示されている。この技術の包括的な数学的フレームワークは、原則として、オーディオ信号にも適用できるように見えるが、ビデオ信号の場合とオーディオ信号の場合とでは、重要な技術的相異がある。本明細書でマテリアルの法的マーキングを示すために、「フィンガプリント」及び「ウォータマーク」の両方の用語を用いる。
フィンガプリントペイロード「ベクトル」(例えば、値のストリーム)P=p[1]..p[n]について検討する。
ここで、|Ps|は、|Ps|=sqrt(Ps・Ps)を意味するPsのベクトル振幅である。ここで、sqrtは、平方根を示す。なお、ベクトル平均を正規化し、振幅の合計が1になるように、ベクトル内の値を換算する。
ここで、pは、誤検出率(false positive probability)であり、lnは、自然対数であり、Mは、母集団のサイズ(すなわち、所定のオーディオコンテンツについて発行された固有のペイロードベクトルの数)である。例えば、誤検出率を1億分の1以下にする必要があり、母集団のサイズが1000である場合、値SimValは、8より大きくする必要がある。
ビデオフィンガプリンティングでは、この技術は、通常、フレーム単位で適用され(フレームは、ビデオ領域における自然な処理ブロックサイズである)、フィンガプリントペイロードベクトルの全体は、(低レベルで)各フレームに埋め込まれる。幾つかのシステムでは、フィンガプリントの強度は、フレームが「より混んでいる(busier)」画像領域において、又はビデオコンテンツの性質を大幅に変化させることなく取り除くことが困難又は不可能な下側の空間周波数が低い領域において、高く設定される。この手法では、単一のベクトルに関して相関を行っているかのように、多くのフレームに亘って、各フレームの相関を累積し、被検査ペイロードPsと、候補ペイロードPとの間に実際に統計的相関があれば、相関性は、フレーム毎に高くなっていく。
1.ペイロードをシードとして、AESラインダール疑似乱数ストリームに基づき、雑音ストリームを生成する。
2.オーディオストリームの知覚的解析に基づいて、雑音ストリームを「シェーピング」する。
3.シェーピングされた雑音ストリームを低レベルでオーディオストリームに付加する。
フィンガプリント抽出の主な処理手順は以下の通りである。
1.被検査マテリアルを処理し、全ての破損又は歪みを元に戻すことを試みる。
2.所謂プロキシコンテンツ(ウォータマークが付されていない元のバージョンのコンテンツを示す用語)を被検査コンテンツから減算し、この差として、被検査フィンガプリントを算出する。この処理では、被検査マテリアルとプロキシコンテンツとを時間的に整列する必要がある。幾つかの具体例では、ウォータマークが付されたプロキシを用いてもよい。もちろん、プロキシのウォータマークは、相関によって検出されるが、他のウォータマークの検出を妨害せず、無視することができる。この手法によって、抽出処理を委託したサードパーティに、機密保護されたコピーを供給することができる。
3.被検査フィンガプリントを、プロキシコンテンツのスペクトル解析に基づいて「逆シェーピングする(unshaped)」。
4.このコンテンツの母集団における各候補ペイロードについて、コンテンツの比較的短いセクションに亘って、候補ペイロードを被検査ペイロードと比較する。値SimValが有望である場合、この候補を候補の候補リストに加え、更に長い解析を行う。
海賊版の疑いがある被検査信号に対しては、最初に行わなくてはならないのは、プロキシ信号との正しい同期である。
破損回復の目的は、海賊版のコンテンツがオリジナルのプロキシバージョンに可能な限り近付くように、海賊版のコンテンツを変換することである。これにより、海賊版からプロキシを減算して算出された被検査ペイロードPsが可能な限り小さくなり、この結果、SimValの値は、通常、より大きくなる。
*高域、低域、ノッチ、帯域又はパラメトリックフィルタリング
*圧縮、拡張、リミッティング、ゲーティング
*オーバードライブ、クリッピング
*インフレーション、バルブ音及びこの他の音強調効果
*再サンプリング、A/D変換及びD/A再変換
*周波数ドリフト、ワウ及びフラッタ、位相反転、バリスピード
*MP3及びこれに類する不可逆符号化/復号技術
*エコー、リバーブ、空間音像定位
*所謂ディエッシング(de-essing)、ディヒッシング(de-hissing)、ディクラッキング(de-crackling)
これらの破損をできるだけ多く回復するために、フィンガプリント回復構成は、汎用のデコンボルバを備え、デコンボルバは、プロキシ信号に関してトレーニングされ、畳込みフィルタの動作によって生成されたあらゆる作用を大幅に低減又は除去する。デコンボルバの使用例は、電気通信(システム内の多くの異なるパスを通過する信号に課される望ましくないエコーを除去する。)及び保存されたマテリアルの復元プロジェクト(経年劣化を除去し、又は記録設備の性能の悪さから生じたアーチファクトを除去する。)等がある。
デコンボルブ処理の後、海賊版の信号をプロキシ信号のレベルに可能な限り一致させる。実際には、ピーク値を一致させるのではなく、2つの信号の平均振幅を照合させた方がよいことが経験的にわかっている。
なお、埋込処理において雑音シェーピング器から出力されるペイロード信号は、雑音シェーピング器に入力されるガウス雑音ストリームとは大きく異なる。値SimValを発見する目的で、候補ペイロードガウス雑音ストリームに(統計的な意味で)より近似する被検査ペイロード信号を復元するためには、ノイズシェイピング処理の逆の処理、すなわち、ペイロード信号を「逆シェーピング」することが望ましい。
Claims (12)
- プライマリオーディオ信号にペイロード信号(160)を挿入するオーディオ信号処理装置において、
上記ペイロード信号に基づいて雑音信号を生成する雑音発生器(220〜236)と、
上記プライマリオーディオ信号の信号レベルを検出するレベル検出器(300〜307)と、
上記プライマリオーディオ信号の検出された信号レベルの増加又は減少に応じて上記雑音のレベルを増減し、変調された雑音信号(340)を生成する変調器(320〜327)と、
上記プライマリオーディオ信号及び変調された雑音信号(340)を結合する結合器(140)と、
信号遅延回路(150)とを備え、
上記変調器(320〜327)は、上記信号遅延回路(150)に関連して動作し、上記プライマリオーディオ信号の信号レベルの対応する減少に対して、上記雑音信号のレベルの減少を時間的に進めることを特徴とするオーディオ信号処理装置。 - 上記変調器は、信号遅延構成に関連して動作し、上記プライマリオーディオ信号の信号レベルの対応する増加に対して、上記雑音信号のレベルの増加を時間的に進めないことを特徴とする請求項1記載のオーディオ信号処理装置。
- 上記ペイロード信号は、法的マーク信号(forensic marking signal)であることを特徴とする請求項1又は2記載のオーディオ信号処理装置。
- 上記雑音発生器は、少なくとも幾つかのペイロード信号がシードとして供給される疑似ランダム雑音発生器であることを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載のオーディオ信号処理装置。
- 上記雑音発生器は、セキュリティキーに基づいて、少なくとも一部のペイロードデータを暗号化することを特徴とする請求項4記載のオーディオ信号処理装置。
- 上記結合器は、上記プライマリオーディオ信号に変調された雑音信号を加算することを特徴とする請求項1乃至5いずれか1項記載のオーディオ信号処理装置。
- それぞれ2つ以上の可聴周波数帯域に関して動作する2組以上のレベル検出器、変調器及び結合器と、
上記2つ以上の結合器の出力を結合する結合手段(330)とを更に備える請求項1乃至6記載のオーディオ信号処理装置。 - プライマリオーディオ信号にペイロード信号を挿入するオーディオ信号処理方法において、
上記ペイロード信号に基づいて雑音信号を生成するステップと、
上記プライマリオーディオ信号の信号レベルを検出するステップと、
上記プライマリオーディオ信号の検出された信号レベルの増加又は減少に応じて上記雑音のレベルを増減し、変調された雑音信号を生成するステップと、
上記プライマリオーディオ信号及び変調された雑音信号を結合するステップとを有し、
上記プライマリオーディオ信号の信号レベルの対応する減少に対して、上記雑音信号のレベルの減少を時間的に進めるオーディオ信号処理方法。 - コンピュータ上で実行されて、該コンピュータに請求項8記載のオーディオ信号処理方法を実行させるプログラムコードを有するコンピュータソフトウェア。
- 請求項9記載のコンピュータソフトウェアを記録したコンピュータ読み取り可能な媒体。
- 当該媒体は、記録媒体であることを特徴とする請求項10記載の媒体。
- 当該媒体は、伝送媒体であることを特徴とする請求項10記載の媒体。
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