JP2007322638A - 音響信号に対する情報の埋め込み装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 音響信号を所定区間に区分し、埋め込むべき付加情報の情報配列の値に基づいて、前記所定区間の低周波成分の先頭部分、中央部分、後部部分のスペクトル強度の割合を変更するようにした。特に、所定区間の中央部分の低周波成分を残すようにしたので、抽出側において、認識するための位置合わせの精度が高まる。
【選択図】 図10
Description
(1.本発明の基本概念)
まず、本発明の基本概念について説明する。上述のように、本出願人は、特許文献7において、複数の窓関数を用いて、音響信号の低周波数領域を時系列に3つに分割し、そのうちの2つの低周波数帯の成分の比率を属性情報のビット値、または区切りおよび例外処理に応じて変更することにより、付加情報を埋め込むことができる手法を提案している。このように、3つの窓関数を用いて分割した低周波数帯の成分の比率を、埋め込む情報に応じて、変化させる点については、本発明も同様である。
i≦3N/8のとき、W(1,i)=0.5−0.5cos(8πi/(3N))
3N/8<i≦N/2のとき、W(1,i)=0.5−0.5cos(8π(i−N/4)/N)
i>N/2のとき、W(1,i)=0.0
i≦3N/8のとき、W(2,i)=0.0
3N/8<i≦N/2のとき、W(2,i)=0.5−0.5cos(8π(i−3N/8)/N)
N/2<i≦3N/4のとき、W(2,i)=0.5−0.5cos(4π(i−N/4)/N)
i>3N/4のとき、W(2,i)=0.0
i≦N/2のとき、W(3,i)=0.0
i>N/2のとき、W(3,i)=0.5−0.5cos(4π(i−N/2)/N)
i≦N/4のとき、W(4,i)=0.0
N/4<i≦N/2のとき、W(4,i)=0.5−0.5cos(4π(i−N/4)/N)
N/2<i≦7N/8のとき、W(4,i)=0.5−0.5cos(8π(i−N/8)/(3N))
i>7N/8のとき、W(4,i)=0.0
図1は、本発明に係る音響信号に対する情報の埋め込み装置の構成を示す機能ブロック図である。図1において、10は音響フレーム読込手段、20は周波数変換手段、30は低周波成分変更手段、40は周波数逆変換手段、50は改変音響フレーム出力手段、60は記憶手段、61は音響信号記憶部、62は付加情報記憶部、63は改変音響信号記憶部、70は付加情報読込手段である。なお、図1に示す装置は、ステレオ音響信号、モノラル音響信号の両方に対応可能であるが、ここでは、ステレオ音響信号に対して処理を行う場合について説明していく。
次に、図1に示した音響信号に対する情報の埋め込み装置の処理動作について説明する。ここでは、音響信号として、L(左)、R(右)の2チャンネルを有するステレオ音響信号に対して処理を行う場合について説明していく。図1に示した埋め込み装置では、音響フレーム読込手段10が、音響信号記憶部61に記憶されたステレオ音響信号の左右の各チャンネルから、それぞれ所定数のサンプルを1音響フレームとして読み込む。音響フレーム読込手段10が読み込む1音響フレームのサンプル数は、適宜設定することができるが、サンプリング周波数が44.1kHzの場合、4096サンプル程度とすることが望ましい。したがって、音響フレーム読込手段10は、左チャンネル、右チャンネルについてそれぞれ4096サンプルずつ、順次音響フレームとして読み込んでいくことになる。本発明においては、音響フレームとしてAタイプとBタイプが存在する。Aタイプの音響フレーム、Bタイプの音響フレームは、それぞれ同タイプの先行する音響フレームの最後のサンプルの次のサンプルを先頭サンプルとして設定される。そして、AタイプとBタイプの音響フレームは互いに所定数(本実施形態では2048)のサンプルを重複して設定される。例えば、Aタイプの音響フレームを先頭からA1、A2、A3…とし、Bタイプの音響フレームを先頭からB1、B2、B3…とすると、A1はサンプル1〜4096、A2はサンプル4097〜8192、A3はサンプル8193〜12288、B1はサンプル2049〜6144、B2はサンプル6145〜10240、B3はサンプル10241〜14336となる。なお、AタイプとBタイプは相対的なものであるので、どちらが先であっても良い。すなわち、上記とは逆にA1がサンプル2049〜6144、A2がサンプル6145〜10240、A3がサンプル10241〜14336、B1がサンプル1〜4096、B2がサンプル4097〜8192、B3がサンプル8193〜12288であっても良い。
Al(4,j)=Σi=0,…,N-1W(4,i)・Xl(i)・cos(2πij/N)
Bl(4,j)=Σi=0,…,N-1W(4,i)・Xl(i)・sin(2πij/N)
Ar(4,j)=Σi=0,…,N-1W(4,i)・Xr(i)・cos(2πij/N)
Br(4,j)=Σi=0,…,N-1W(4,i)・Xr(i)・sin(2πij/N)
j=1〜Mの各成分に対して(ステレオの場合、左信号の対応する成分)
Al´(4,j)=0
Bl´(4,j)=0
ステレオの場合、右信号に対応した以下も算出
E(4,j)={Al(4,j)2+Bl(4,j)2+Ar(4,j)2+Br(4,j)2}1/2
Ar´(4,j)=Ar(4,j)・E(4,j)/{Ar(4,j)2+Br(4,j)2}1/2
Br´(4,j)=Br(4,j)・E(4,j)/{Ar(4,j)2+Br(4,j)2}1/2
Xl´(i)=1/N・{ΣjAl´(4,j)・cos(2πij/N)−ΣjBl´(4,j)・sin(2πij/N)}+Xlp(i+N/2)
Xr´(i)=1/N・{ΣjAr´(4,j)・cos(2πij/N)−ΣjBr´(4,j)・sin(2πij/N)}+Xrp(i+N/2)
Al(1,j)=Σi=0,…,N-1W(1,i)・Xl(i)・cos(2πij/N)
Bl(1,j)=Σi=0,…,N-1W(1,i)・Xl(i)・sin(2πij/N)
Al(2,j)=Σi=0,…,N-1W(2,i)・Xl(i)・cos(2πij/N)
Bl(2,j)=Σi=0,…,N-1W(2,i)・Xl(i)・sin(2πij/N)
Al(3,j)=Σi=0,…,N-1W(3,i)・Xl(i)・cos(2πij/N)
Bl(3,j)=Σi=0,…,N-1W(3,i)・Xl(i)・sin(2πij/N)
Ar(1,j)=Σi=0,…,N-1W(1,i)・Xr(i)・cos(2πij/N)
Br(1,j)=Σi=0,…,N-1W(1,i)・Xr(i)・sin(2πij/N)
Ar(2,j)=Σi=0,…,N-1W(2,i)・Xr(i)・cos(2πij/N)
Br(2,j)=Σi=0,…,N-1W(2,i)・Xr(i)・sin(2πij/N)
Ar(3,j)=Σi=0,…,N-1W(3,i)・Xr(i)・cos(2πij/N)
Br(3,j)=Σi=0,…,N-1W(3,i)・Xr(i)・sin(2πij/N)
E2=Σj=1,…,M-3{Al(3,j)2+Bl(3,j)2+Ar(3,j)2+Br(3,j)2}
j=1〜Mに対して(ステレオの場合、左信号の対応する成分)
Al´(1,j)=0
Bl´(1,j)=0
Al´(2,j)=0
Bl´(2,j)=0
ステレオの場合、右信号に対応した以下も算出
E(1,j)={Al(1,j)2+Bl(1,j)2+Ar(1,j)2+Br(1,j)2}1/2
Ar´(1,j)=Ar(1,j)・E(1,j)/{Ar(1,j)2+Br(1,j)2}1/2
Br´(1,j)=Br(1,j)・E(1,j)/{Ar(1,j)2+Br(1,j)2}1/2
E(2,j)={Al(2,j)2+Bl(2,j)2+Ar(2,j)2+Br(2,j)2}1/2
Ar´(2,j)=Ar(2,j)・E(2,j)/{Ar(2,j)2+Br(2,j)2}1/2
Br´(2,j)=Br(2,j)・E(2,j)/{Ar(2,j)2+Br(2,j)2}1/2
j=M−2、M−1、Mの3成分に対して
Al´(3,j)=0
Bl´(3,j)=0
ステレオの場合、右信号に対応した以下も算出
E(3,j)={Al(3,j)2+Bl(3,j)2+Ar(3,j)2+Br(3,j)2}1/2
Ar´(3,j)=Ar(3,j)・E(3,j)/{Ar(3,j)2+Br(3,j)2}1/2
Br´(3,j)=Br(3,j)・E(3,j)/{Ar(3,j)2+Br(3,j)2}1/2
更にステレオの場合、残存成分を強調させるため、次のように右チャンネル成分を左チャンネル成分に移動させる処理を行う。j=1〜M−3に対して
Ar´(3,j)=0
Br´(3,j)=0
Al´(3,j)=Al(3,j)・E(3,j)/{Al(3,j)2+Bl(3,j)2}1/2
Bl´(3,j)=Bl(3,j)・E(3,j)/{Al(3,j)2+Bl(3,j)2}1/2
j=1〜Mに対して、
Al´(1,j)=0
Bl´(1,j)=0
Al´(3,j)=0
Bl´(3,j)=0
ステレオの場合、右信号に対応した以下も算出
E(1,j)={Al(1,j)2+Bl(1,j)2+Ar(1,j)2+Br(1,j)2}1/2
Ar´(1,j)=Ar(1,j)・E(1,j)/{Ar(1,j)2+Br(1,j)2}1/2
Br´(1,j)=Br(1,j)・E(1,j)/{Ar(1,j)2+Br(1,j)2}1/2
E(3,j)={Al(3,j)2+Bl(3,j)2+Ar(3,j)2+Br(3,j)2}1/2
Ar´(3,j)=Ar(3,j)・E(3,j)/{Ar(3,j)2+Br(3,j)2}1/2
Br´(3,j)=Br(3,j)・E(3,j)/{Ar(3,j)2+Br(1,j)2}1/2
j=M−2、M−1、Mの3成分に対して
Al´(2,j)=0
Bl´(2,j)=0
ステレオの場合、右信号に対応した以下も算出
E(2,j)={Al(2,j)2+Bl(2,j)2+Ar(2,j)2+Br(2,j)2}1/2
Ar´(2,j)=Ar(2,j)・E(2,j)/{Ar(2,j)2+Br(2,j)2}1/2
Br´(2,j)=Br(2,j)・E(2,j)/{Ar(2,j)2+Br(2,j)2}1/2
更にステレオの場合、残存成分を強調させるため、次のように右チャンネル成分を左チャンネル成分に移動させる処理を行う。j=1〜M−3に対して
Ar´(2,j)=0
Br´(2,j)=0
Al´(2,j)=Al(2,j)・E(2,j)/{Al(2,j)2+Bl(2,j)2}1/2
Bl´(2,j)=Bl(2,j)・E(2,j)/{Al(2,j)2+Bl(2,j)2}1/2
Xl´(i)=1/N・{ΣjAl´(1,j)・cos(2πij/N)−ΣjBl´(1,j)・sin(2πij/N)}+1/N・{ΣjAl´(2,j)・cos(2πij/N)−ΣjBl´(2,j)・sin(2πij/N)}+1/N・{ΣjAl´(3,j)・cos(2πij/N)−ΣjBl´(3,j)・sin(2πij/N)}+Xlp(i+N/2)
Xr´(i)=1/N・{ΣjAr´(1,j)・cos(2πij/N)−ΣjBr´(1,j)・sin(2πij/N)}+1/N・{ΣjAr´(2,j)・cos(2πij/N)−ΣjBr´(2,j)・sin(2πij/N)}+1/N・{ΣjAr´(3,j)・cos(2πij/N)−ΣjBr´(3,j)・sin(2πij/N)}+Xrp(i+N/2)
E1=Σj=1,…,M-3{Al(1,j)2+Bl(1,j)2+Ar(1,j)2+Br(1,j)2}
j=1〜Mの各成分に対して
Al´(2,j)=0
Bl´(2,j)=0
Al´(3,j)=0
Bl´(3,j)=0
ステレオの場合、右信号に対応した以下も算出
E(2,j)={Al(2,j)2+Bl(2,j)2+Ar(2,j)2+Br(2,j)2}1/2
Ar´(2,j)=Ar(2,j)・E(2,j)/{Ar(2,j)2+Br(2,j)2}1/2
Br´(2,j)=Br(2,j)・E(2,j)/{Ar(2,j)2+Br(2,j)2}1/2
E(3,j)={Al(3,j)2+Bl(3,j)2+Ar(3,j)2+Br(3,j)2}1/2
Ar´(3,j)=Ar(3,j)・E(3,j)/{Ar(3,j)2+Br(3,j)2}1/2
Br´(3,j)=Br(3,j)・E(3,j)/{Ar(3,j)2+Br(3,j)2}1/2
j=M−2、M−1、Mの3成分に対して
Al´(1,j)=0
Bl´(1,j)=0
ステレオの場合、右信号に対応した以下も算出
E(1,j)={Al(1,j)2+Bl(1,j)2+Ar(1,j)2+Br(1,j)2}1/2
Ar´(1,j)=Ar(1,j)・E(1,j)/{Ar(1,j)2+Br(1,j)2}1/2
Br´(1,j)=Br(1,j)・E(1,j)/{Ar(1,j)2+Br(1,j)2}1/2
更にステレオの場合、残存成分を強調させるため、次のように右チャンネル成分を左チャンネル成分に移動させる処理を行う。j=1〜M−3に対して
Ar´(1,j)=0
Br´(1,j)=0
Al´(1,j)=Al(1,j)・E(1,j)/{Al(1,j)2+Bl(1,j)2}1/2
Bl´(1,j)=Bl(1,j)・E(1,j)/{Al(1,j)2+Bl(1,j)2}1/2
ここで、特許文献7に記載された従来発明との比較を行う。図12は、特許文献7に示した従来技術による埋め込み前と埋め込み後の、音響信号(ステレオ2チャンネルの場合は、Lチャンネル信号)の低周波部分を示す概念図である。このうち、図12(a)は、埋め込み直前、すなわち窓関数を乗じた後、低周波成分の状態を変更する前の音響信号の低周波成分の分布状態を示しており、図12(b)は、埋め込み後、すなわち低周波成分の状態を変更した後の音響信号の低周波成分の分布状態を示している。図12においても、図9、図10と同様、窓関数を乗じた場合のエンベロープ波形を代用している。図13は、本発明による埋め込み前と埋め込み後の、音響信号(ステレオ2チャンネルの場合は、Lチャンネル信号)の低周波部分の分布状態を示す概念図である。このうち、図13(a)は、埋め込み直前、すなわち窓関数を乗じた後、低周波成分の状態を変更する前の音響信号の低周波成分の分布状態を示しており、図13(b)は、埋め込み後、すなわち低周波成分の状態を変更した後の音響信号の低周波成分の分布状態を示している。なお、図12、図13いずれも、Aタイプ3フレーム、Bタイプ3フレーム計6フレーム分の状態を示している。
次に、本発明に係る音響信号からの情報の抽出装置について説明する。図4は、本発明に係る音響信号からの情報の抽出装置の一実施形態を示す構成図である。図4において、100は音響信号入力手段、110は基準フレーム獲得手段、120は位相変更フレーム設定手段、130は周波数変換手段、140は符号判定パラメータ算出手段、150は符号出力手段、160は付加情報抽出手段、170は音響フレーム保持手段である。
EC1=Σj=1,…,M-3{Al(1,j)2+Bl(1,j)2}
EC2=Σj=1,…,M-3{Al(2,j)2+Bl(2,j)2}
EC3=Σj=1,…,M-3{Al(3,j)2+Bl(3,j)2}
次に、図4に示した音響信号からの情報の抽出装置の処理動作について図5のフローチャートに従って説明する。まず、本装置では、平均符号レベルHL1、HL2、HL3、位相判定テーブルS(p)、非符号カウンタNnが初期化される。これらについて説明する。平均符号レベルHL1、HL2、HL3は、ビット値に対応する2値が埋め込まれていたと判断される音響フレーム(以下、有効フレームと呼ぶことにする)についての、上記〔数式18〕で算出される低周波成分の合算値EC1、EC2、EC3の平均値、すなわち、過去の有効フレームにおける合算値EC1、EC2、EC3の平均値で与えられるものであり、初期値は、上記埋め込み装置においても用いられるレベル下限値Levに設定されている。位相判定テーブルS(p)は、位相を判定するためのテーブルであり、pは0〜5の整数値をとる。初期値はS(p)=0に設定されている。非符号カウンタNnは、信号レベルが低いと判断されるフレーム数のカウンタであり、初期状態では、Nn=0に設定される。
EC3>(所定値)かつEC3/EC1>2の場合、窓3成分が優位な状態
EC1>(所定値)かつEC1/EC3>2の場合、窓1成分が優位な状態
上記以外の場合、窓2成分が優位な状態
窓1成分が優位な状態の場合、S(p)←S(p)+EC1
窓2成分が優位な状態の場合、S(p)←S(p)+EC2
窓3成分が優位な状態の場合、S(p)←S(p)+EC3
上記のように、抽出時には、埋め込み時に埋め込んだ音響フレームに対応して、音響信号を読み込むことができるとは限らない。そこで、音響フレームの位相をずらして複数通り(本実施形態では6通り)で読み込み、その中で最適な位相を決定し、その位相で特定される音響フレームに対応する符号を出力することにしている。例えば、6通りで読み込む場合、先頭の音響フレームは、本来サンプル番号1〜4096のサンプルであるが、サンプル番号1、683、1366、2049、2732、3413から始まる4096のサンプルで構成される6個の各音響フレームに対して処理を行い、最適な音響フレームに対応する符号を出力することになる。この位相補正処理は、S403、S409、S410、S411、S412における処理を中心として行われることになる。
信号レベルが小さい場合には、窓成分の強度の大小が判定できず、抽出側で誤判断することが多くなる。そこで、合算値EC1およびEC2が所定の閾値以下のフレームについては、無効なフレームであると判断するようにしているが、この際の閾値を過去の有効フレームについての低周波強度の積算値を利用して補正する処理を行っている。このように閾値を変動させることにより、信号レベルが変動しても無効なフレームであるか、有効なフレームであるかを正確に判断することが可能となる。この下限閾値補正処理は、S402、S303における処理を中心として行われることになる。
次に、本発明に係る音響信号再生装置について説明する。図7は、本発明に係る音響信号再生装置の一実施形態を示す構成図である。図7において、200は音響フレーム読込手段、210は付加情報抽出表示手段、240は再生フレーム投入手段、250は再生フレーム蓄積手段、260はサウンドデバイスドライバ、261はサウンドデバイス、262はタイマーである。本発明に係る音響信号再生装置は、モノラル音響信号でもステレオ音響信号でも再生可能であるが、図7に示す装置は、ステレオ音響信号を再生するものとして説明する。
次に、図7に示した音響信号の再生装置の処理動作について説明する。図1に示した埋め込み装置により付加情報が埋め込まれた改変音響信号を記録した記録媒体を再生装置において再生すると、まず、音響フレーム読込手段200が記録媒体から読み取られたステレオ音響信号の各チャンネルから、それぞれ所定数のサンプルを1音響フレームとして読み込む。音響フレーム読込手段200が読み込む1音響フレームのサンプル数も、図1に示した音響フレーム読込手段10で設定されたものと同一にする必要がある。したがって、本実施形態の場合、音響フレーム読込手段200は、左チャンネル、右チャンネルについてそれぞれ4096サンプルずつ、順次音響フレームとして読み込んでいくことになる。また、図1に示した音響フレーム読込手段10において、音響フレームを、隣接する音響フレームとサンプルが重複するように読み込んでいる場合には、音響フレーム読込手段200においても、音響フレームを、隣接する音響フレームとサンプルが重複するように読み込んで行く。この場合、重複させるサンプル数は、音響フレーム読込手段10で重複させたサンプル数と同一とし、1音響フレームを構成する4096サンプルの半数の2048サンプルとする。なお、音響フレームを重複して読み込んだ場合であっても、付加情報抽出表示手段210に対しては、重複していない音響フレームのみを渡す処理を行う。また、付加情報抽出表示手段210に渡される音響フレームは、付加情報が埋め込まれている左チャンネルのものだけになる。
上記実施形態においては、埋め込み装置、抽出装置、再生装置のいずれにおいても、左右のチャンネルを有するステレオ音響信号の左チャンネル信号に付加情報を埋め込む場合を例にとって説明したが、逆に右チャンネル信号に付加情報を埋め込むようにしても良い。本発明は、左右の特性には無関係だからである。また、1つのチャンネルしかないモノラル音響信号に対して処理を行う場合は、上記実施形態において、左チャンネル信号に対して行った処理を行うことになる。本発明は、1つのチャンネル信号に対して付加情報を埋め込み、また抽出を行うので、モノラル音響信号であってもステレオ音響信号であっても同様に行うことができる。
ここまで、説明してきた処理においては、窓1成分〜窓3成分に所定の大きさ以上の信号成分が存在していることが必要となり、窓1成分〜窓3成分が共に所定の大きさ以下の場合には、情報の埋め込みを行うことができない。そこで、以下、窓1成分〜窓3成分が共に所定の大きさ以下であっても、信号の埋め込みを可能とする手法について説明する。
V={0.5・Lev/(M−3)}1/2
j=1,…,M−3の各成分に対して
Al´(3,j)=Al(3,j)・V/{Ar(3,j)2+Br(3,j)2}1/2
Bl´(3,j)=Bl(3,j)・V/{Ar(3,j)2+Br(3,j)2}1/2
j=1,…,M−3の各成分に対して
Al´(2,j)=Al(2,j)・V/{Ar(2,j)2+Br(2,j)2}1/2
Bl´(2,j)=Bl(2,j)・V/{Ar(2,j)2+Br(2,j)2}1/2
j=1,…,M−3の各成分に対して
Al´(1,j)=Al(1,j)・V/{Ar(1,j)2+Br(1,j)2}1/2
Bl´(1,j)=Bl(1,j)・V/{Ar(1,j)2+Br(1,j)2}1/2
20・・・周波数変換手段
30・・・低周波成分変更手段
40・・・周波数逆変換手段
50・・・改変音響フレーム出力手段
60・・・記憶手段
61・・・音響信号記憶部
62・・・付加情報記憶部
63・・・改変音響信号記憶部
70・・・付加情報読込手段
100・・・音響信号入力手段
110・・・基準フレーム獲得手段
120・・・位相変更フレーム設定手段
130・・・周波数変換手段
140・・・符号判定パラメータ算出手段
150・・・符号出力手段
160・・・付加情報抽出手段
170・・・音響フレーム保持手段
200・・・音響フレーム読込手段
210・・・付加情報抽出表示手段
240・・・再生フレーム投入手段
250・・・再生フレーム蓄積手段
260・・・サウンドデバイスドライバ
261・・・サウンドデバイス
262・・・タイマー
Claims (7)
- 時系列のサンプル列で構成される音響信号に対して、付加情報を聴取不能な状態で埋め込む装置であって、
前記音響信号より、所定数Nのサンプルを音響フレームとして互いにN未満の所定サンプル数に対応する時刻だけずれた2種類のAタイプ音響フレーム、Bタイプ音響フレームを読み込む音響フレーム読込手段と、
前記Aタイプ音響フレームに対しては第1窓関数、第2窓関数、第3窓関数を用いてそれぞれ周波数変換を行い、前記第1窓関数に対応するスペクトルである第1窓スペクトル、前記第2窓関数に対応するスペクトルである第2窓スペクトル、前記第3窓関数に対応するスペクトルである第3窓スペクトルを生成するとともに、前記Bタイプ音響フレームに対しては第4窓関数を用いて周波数変換を行い、前記第4窓関数に対応するスペクトルである第4窓スペクトルを生成する周波数変換手段と、
前記生成された各窓スペクトルから、所定の低周波数帯に対応する低周波スペクトルをそれぞれ抽出し、前記埋め込むべき付加情報の情報配列の値に基づいて、前記抽出した各低周波スペクトルのうち、先頭の第1窓関数、中央の第2窓関数、後部の第3窓関数による低周波スペクトル強度の割合を変更すると共に、第4窓関数による低周波スペクトルの成分を除去する低周波成分変更手段と、
前記変更された低周波スペクトルを含む各窓スペクトルに対して周波数逆変換を行って、改変音響フレームを生成する周波数逆変換手段と、
前記生成された改変音響フレームを順次出力する改変音響フレーム出力手段と、を有しており、
前記第1窓関数、第2窓関数、第3窓関数、第4窓関数を加算すると、全区間固定値1になるように設定したものであり、
前記第1窓関数と第2窓関数、前記第2窓関数と第3窓関数は、同一時刻において、双方が同時に0でない値をもつような箇所が存在するように設定され、
前記第1窓関数と第3窓関数は、一方が0でない値をもつ場合に他方は必ず0となるように設定されるとともに、各窓関数の両側が非対称な余弦関数をもつように設定されるものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。 - 請求項1において、
前記低周波成分変更手段は、所定の固定値Vを、低周波数帯の強度として設定すると共に、前記固定値Vを利用して、第1窓成分、第2窓成分、第3窓成分に所定の強度を与えることにより、前記第1窓成分、前記第2窓成分、前記第3窓成分のスペクトル強度の割合を変更するものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記低周波成分変更手段は、所定の低周波数帯を200Hz以下の低周波領域に設定するものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。 - 請求項1において、
前記音響信号が左右2チャンネルの時系列のサンプル列で構成されるステレオ音響信号であって、
前記音響フレーム読込手段は、各チャンネルに対応する2種類の音響フレームをそれぞれ読み込み、前記周波数変換手段は、各チャンネルのAタイプ音響フレームに対して周波数変換を行い、各チャンネル別の第1窓スペクトル、第2窓スペクトル、第3窓スペクトルを生成するとともに、各チャンネルのBタイプ音響フレームに対して周波数変換を行い、第4窓スペクトルを生成するものであり、
前記低周波成分変更手段は、一方のチャンネルの窓スペクトルから抽出した所定の低周波数帯に対応する3セットのスペクトル集合に対して、前記埋め込むべき付加情報の情報配列の値に基づいて、前記第1窓関数、第2窓関数、第3窓関数のスペクトル強度の割合を変更すると共に、第4窓関数の成分を削除し、前記一方のチャンネルにおいて行われた変更により削除された成分を補足するよう他方のチャンネルの前記スペクトル強度の前記スペクトル集合間の割合を変更するものであり、
前記周波数逆変換手段は、各チャンネルについて、変更されたスペクトル強度を含むフレームスペクトルに対して周波数逆変換を行って改変音響フレームを生成し、前記改変音響フレーム出力手段は、各チャンネルについて、生成された改変音響フレームを順次出力するものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。 - 請求項4において、
前記第1窓関数、第2窓関数、第3窓関数のスペクトル強度の割合を変更するにあたり、前記一方のチャンネルにおいて第1窓関数、第2窓関数、第3窓関数のいずれか2つの成分を削除し、削除された成分を補足するよう他方のチャンネルの対応する成分に加算し、
前記一方のチャンネルにおいて削除されなかった成分については、他方のチャンネルの対応する成分を削除して、当該削除した成分を前記一方のチャンネルの対応する成分に加算するものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。 - 時系列のサンプル列で構成される音響信号に対して、付加情報を聴取不能な状態で埋め込む方法であって、
前記音響信号より、所定数Nのサンプルを音響フレームとして互いにN未満の所定サンプル数に対応する時刻だけずれた2種類のAタイプ音響フレーム、Bタイプ音響フレームを読み込む音響フレーム読込段階と、
前記Aタイプ音響フレームに対しては第1窓関数、第2窓関数、第3窓関数を用いてそれぞれ周波数変換を行い、前記第1窓関数に対応するスペクトルである第1窓スペクトル、前記第2窓関数に対応するスペクトルである第2窓スペクトル、前記第3窓関数に対応するスペクトルである第3窓スペクトルを生成するとともに、前記Bタイプ音響フレームに対しては第4窓関数を用いて周波数変換を行い、前記第4窓関数に対応するスペクトルである第4窓スペクトルを生成する周波数変換段階と、
前記生成された各窓スペクトルから、所定の低周波数帯に対応する低周波スペクトルをそれぞれ抽出し、前記埋め込むべき付加情報の情報配列の値に基づいて、前記抽出した各低周波スペクトルのうち、先頭の第1窓関数、中央の第2窓関数、後部の第3窓関数による低周波スペクトル強度の割合を変更すると共に、第4窓関数による低周波スペクトルの成分を除去する低周波成分変更段階と、
前記変更された低周波スペクトルを含む各窓スペクトルに対して周波数逆変換を行って、改変音響フレームを生成する周波数逆変換段階と、
前記生成された改変音響フレームを順次出力する改変音響フレーム出力段階手段と、を有しており、
前記第1窓関数、第2窓関数、第3窓関数、第4窓関数を加算すると、全区間固定値1になるように設定したものであり、
前記第1窓関数と第2窓関数、前記第2窓関数と第3窓関数は、同一時刻において、双方が同時に0でない値をもつような箇所が存在するように設定され、
前記第1窓関数と第3窓関数は、一方が0でない値をもつ場合に他方は必ず0となるように設定されるとともに、各窓関数の両側が非対称な余弦関数をもつように設定されるものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み方法。 - 時系列のサンプル列で構成される音響信号に対して、付加情報を聴取不能な状態で埋め込む装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記音響信号より、所定数Nのサンプルを音響フレームとして互いにN未満の所定サンプル数に対応する時刻だけずれた2種類のAタイプ音響フレーム、Bタイプ音響フレームを読み込む音響フレーム読込手段、
前記Aタイプ音響フレームに対しては第1窓関数、第2窓関数、第3窓関数を用いてそれぞれ周波数変換を行い、前記第1窓関数に対応するスペクトルである第1窓スペクトル、前記第2窓関数に対応するスペクトルである第2窓スペクトル、前記第3窓関数に対応するスペクトルである第3窓スペクトルを生成するとともに、前記Bタイプ音響フレームに対しては第4窓関数を用いて周波数変換を行い、前記第4窓関数に対応するスペクトルである第4窓スペクトルを生成する周波数変換手段、
前記生成された各窓スペクトルから、所定の低周波数帯に対応する低周波スペクトルをそれぞれ抽出し、前記埋め込むべき付加情報の情報配列の値に基づいて、前記抽出した各低周波スペクトルのうち、先頭の第1窓関数、中央の第2窓関数、後部の第3窓関数による低周波スペクトル強度の割合を変更すると共に、第4窓関数による低周波スペクトルの成分を除去する低周波成分変更手段、
前記変更された低周波スペクトルを含む各窓スペクトルに対して周波数逆変換を行って、改変音響フレームを生成する周波数逆変換手段、
前記生成された改変音響フレームを順次出力する改変音響フレーム出力手段としてコンピュータを機能させ、
前記第1窓関数、第2窓関数、第3窓関数、第4窓関数を加算すると、全区間固定値1になるように設定したものであり、
前記第1窓関数と第2窓関数、前記第2窓関数と第3窓関数は、同一時刻において、双方が同時に0でない値をもつような箇所が存在するように設定され、
前記第1窓関数と第3窓関数は、一方が0でない値をもつ場合に他方は必ず0となるように設定されるとともに、各窓関数の両側が非対称な余弦関数をもつように設定されるものであることを特徴とするプログラム。
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