JP4000543B2 - 信号処理装置及び信号処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号処理装置及び信号処理方法に関し、例えばオーディオ信号を光ディスクに記録する光ディスク装置と、この光ディスク、この光ディスクを再生する光ディスク装置に適用することができる。本発明は、入力信号を直交変換処理して得られる係数データに入力データを埋め込んで逆直交変換処理することにより、入力信号の品質劣化を防止して、かつ解析困難に著作権のデータ等を重畳することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク等の記録媒体について、いわゆるウォーターマークにより著作権の保護を図る方法が提案されている。この方法は、オーディオ信号等の再生に影響を与えない程度の微小な信号レベルにより著作権に関するデータの変調信号等をオーディオ信号等に重畳するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのようにして著作権に関するデータを重畳する場合、その分オーディオ信号等において品質の劣化を避け得ない。特にオーディオ信号においては、ビデオ信号の場合に比して、この種のデータの重畳により品質の劣化が知覚され易い。
【０００４】
また直接この種のデータによりＰＣＭオーディオデータを操作することにより、この種のデータを重畳する方法も提案されているが、この方法の場合、この種のデータが比較的容易に解析される傾向にある。
【０００５】
これらによりこの種のウォーターマークによる著作権の保護においては、実用上未だ不十分な問題があった。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、入力信号の品質劣化を防止して、解析困難に著作権のデータ等を重畳することができる信号処理装置及び信号処理方法を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、信号処理装置及び信号処理方法において、入力信号を直交変換処理して係数データを生成し、この係数データのうちの、所定の係数データの所定ビットを前記入力データの論理値に対応した論理値に設定することにより、前記係数データに前記入力データを埋め込み、逆直交変換処理して出力する。
【０００９】
さらに信号処理装置及び信号処理方法において、入力信号を直交変換処理して係数データを生成し、この係数データより入力信号に埋め込まれたデータを再生する。
【００１０】
信号処理装置及び信号処理方法において、入力信号を直交変換処理して係数データを生成し、この係数データに入力データを埋め込み、逆直交変換処理すれば、直接入力信号に入力データを埋め込む場合に比して品質劣化を知覚し難くでき、また発見困難に入力データを埋め込むことができる。
【００１１】
これによりこのようにして処理された入力信号を記録媒体に記録して、例えばオーディオ信号の音質劣化を低減して、著作権のデータ等を発見困難に記録することができる。
【００１２】
また信号処理装置及び信号処理方法において、入力信号を直交変換処理して係数データを生成し、この係数データより入力信号に埋め込まれたデータを再生すれば、このようにして入力信号に埋め込んだデータを検出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１４】
（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の実施の形態に係る不正コピー検出の全体システムを示すブロック図である。この実施の形態においては、オーディオソースであるディジタルオーディオ信号ＤＡ１を記録する際に、ウォーターマークエンコーダ２により著作権の情報ＤＣを付加して光ディスク３に記録する。ここで著作権の情報ＤＣは、オーディオソースの著作権者、コピーを許可するか否か等の情報により構成される。
【００１５】
さらにこのシステムにおいては、この光ディスク３のダビング時において、ウォーターマークデコーダ４により著作権の情報ＤＣを検出し、コピーを許可するソースについてのみ、光磁気ディスク５、ディジタルオーディオテープレコーダ６、ＣＤ−Ｒ７等へのコピーを許可する。さらにこのようにしてコピーされた媒体であって市場にて流通する媒体においては、再生したディジタルオーディオ信号からウォーターマークデコーダ４により著作権の情報ＤＣを検出し、これにより違法コピーを発見する。
【００１６】
図１は、このウォーターマークエンコーダ２を示すブロック図である。ウォーターマークエンコーダ２において、ＭＤＣＴ計算部１２は、順次入力されるディジタルオーディオ信号ＤＡ１を直交変換処理の１つであるＭＤＣＴ変換処理し、これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ１を周波数スペクトラム信号ＤＳに変換する。ここで周波数スペクトラム信号ＤＳは、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１をＭＤＣＴ変換処理して得られる係数データの集合であり、このＭＤＣＴ変換処理により得られる各周波数スペクトラムの信号レベルを示す信号である。
【００１７】
エンコード部１３は、この周波数スペクトラム信号ＤＳに著作権の情報ＤＣを埋め込んで出力する。すなわちエンコード部１３において、代表値計算部１４は、ＭＤＣＴ計算部１２で計算された周波数スペクトラム信号ＤＳをサンプルブロック毎に読み込む。さらに代表値計算部１４は、各サンプルブロック毎に、所定の周波数の代表値Ｐを検出する。ここでこの代表値Ｐは、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１におけるこの所定の周波数の信号レベルを示すものである。
【００１８】
すなわちＭＤＣＴ変換して得られる計算結果においては、入力信号の位相に応じてスペクトラム値が変化する。しかしながらこの変化を隣接する２つのスペクトラム値（ＭＤＣＴ変換して得られるスペクトラム値）について見れば、π／２だけ位相がずれて、入力信号の位相に応じて三角関数的に変化することが判った。すなわちこれら２本のスペクトラムにおいては、スペクトラム値のＲＭＳ（２乗平均平方根）が位相に依存せずに一定値をとることが示された。
【００１９】
またＭＤＣＴ計算結果においては、入力信号が単一正弦波の場合、位相を変化させても、スペクトラムエネルギーの分布は、その殆どが理論値であるピークスペクトラム周辺の４本に集中し、これらエネルギーの集中するスペクトラムが対象とする周波数スペクトラムｓｐｅｃi 、その直前の１本の周波数スペクトラムｓｐｅｃi-1 、その直後の２本のスペクトラムｓｐｅｃi+1 、ｓｐｅｃi+2 となることが判った。
【００２０】
これにより代表値計算部１４は、この実施の形態では、周波数３〔ｋＨｚ〕をこの所定の周波数に設定し、この周波数３〔ｋＨｚ〕の周波数スペクトラムをｓｐｅｃi 、その直前の１本の周波数スペクトラム値をｓｐｅｃi-1 、その直後の２本のスペクトラム値をｓｐｅｃi+1 、ｓｐｅｃi+2 とおいて、次式の演算処理を実行する。これにより代表値計算部１４は、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗と、奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗とを加算し、その加算値の平方根を計算して目的の周波数スペクトラムの代表値Ｐを計算する。
【００２１】
【数１】
【００２２】
代表値計算部１４は、このようにして計算した代表値Ｐと周波数スペクトラム信号とを続くビット操作部１５に出力する。
【００２３】
ビット操作部１５は、このようにして各サンプルブロック毎に得られる代表値Ｐが値２n 以上か否か判断し、値２n 以上の場合、この代表値Ｐに著作権のデータＤＣを埋め込む。ここでビット操作部１５は、シリアルデータの形式で著作権のデータＤＣを順次循環的に繰り返し、代表値Ｐが値２n 以上のサンプルブロックに１ビット単位で埋め込む。
【００２４】
この埋め込みの処理において、ビット操作部１５は、図３に示すように、所定の論理値が連続してなる代表値Ｐのデータ（図３（Ａ））に対して、例えば最下位ビットより上位側４ビット目を入力データＤＣの極性に対応する論理値ｄａｔａに設定する（図３（Ｂ））。なおこの論理レベルを設定するビットが最下位ビットに近いほど音質劣化を抑えることができるが、攻撃に対する耐性は弱くなることから、この論理レベルを設定するビットは必要に応じて適宜選定される。なおこの実施の形態では、この音質劣化を知覚困難にするために、代表値Ｐが値２n 以上のサンプルブロックについて選択的にビット操作の処理を実行することになる。
【００２５】
ウォーターマークエンコーダ２は、このようにしてビット操作した代表値Ｐに基づいて代表値Ｐの計算に供した周波数スペクトラム値を補正した後、逆ＭＤＣＴ変換処理し、これにより著作権のデータＤＣを埋め込む。ビット操作部１５は、このようにして著作権のデータＤＣを埋め込んだオーディオ信号を処理して著作権のデータＤＣを再生する際に、量子化誤差によってもこのようにして論理値を設定したビットにおいて論理値を正しく再現できるように、この論理値を設定したビット以下にオフセット値を設定する。
【００２６】
すなわちこのような量子化誤差は、例えば最下位ビットに対する加減算処理により検討することができ、例えば４ビット目から最下位ビットまでを論理０に設定した場合（図３（Ｂ））、最下位ビットに値１を加算する処理においては（図３（Ｃ））、論理値ｄａｔａの変化は観察されない。ところが最下位ビットより値１を減算する処理においては（図３（Ｄ））、論理値ｄａｔａの変化が観察される。
【００２７】
これによりビット操作部１５は、少なくとも最下位ビットに対する加算及び減算により論理値ｄａｔａが変化しないように、論理値ｄａｔａのビットより下位ビットの論理値を設定し、これにより量子化誤差によって正しく代表値Ｐを再生できない場合でも著作権のデータＤＣを正しく検出できるようにする（図３（Ｅ））。
【００２８】
ビット操作部１５は、このようにしてビット操作してなる代表値Ｐの補正データＰ１を周波数スペクトラム信号ＤＳと共に、スペクトラム補正部１６に出力する。
【００２９】
スペクトラム補正部１６は、このようにしてビット操作した代表値Ｐに基づいて代表値Ｐの計算に供した周波数スペクトラム値を補正する。ここでスペクトラム補正部１６は、次式の演算処理を実行し、これによりビット操作による代表値Ｐの変化分を各スペクトラム値ｓｐｅｃに応じて比例配分する。
【００３０】
【数２】
【００３１】
なおここでｓｐｅｃは、ビット操作前の代表値Ｐを、ｓｐｅｃ’は、ビット操作後の代表値Ｐを示す。これによりウォーターマークエンコーダ２は、周波数スペクトラム信号のうちの所定の周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値の２乗和のデータである代表値Ｐにおいて、所定ビットが入力データＤＣの論理値に対応した論理値ｄａｔａになるように、周波数スペクトラムデータに入力データＤＣを埋め込む。
【００３２】
さらにこのとき代表値Ｐの所定ビットを入力データＤＣの論理値に対応した論理値ｄａｔａに設定することにより、所定の周波数スペクトラム近傍の狭周波数帯域にデータを分散させて入力データＤＣを埋め込む。
【００３３】
逆ＭＤＣＴ（ＩＭＤＣＴ）計算部１７は、このようにして得られる周波数スペクトラムデータを逆ＭＤＣＴ計算し、これにより元のディジタルオーディオ信号ＤＡ１と同一の形式によりディジタルオーディオ信号ＤＡ２を出力する。
【００３４】
図４は、このようにしてディジタルオーディオ信号ＤＡ１を処理するウォーターマークエンコーダ２の処理手順を示すフローチャートである。ウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１を読み込む。続いてウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ３に移り、ＭＤＣＴの計算を実行して周波数スペクトラム信号を算出する。
【００３５】
続いてウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ４に移り、代表値Ｐを計算した後、ステップＳＰ５において、この代表値Ｐが所定値以上か否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ６に移り、この代表値Ｐの所定ビットを著作権のデータＤＣに応じた論理値に設定する。
【００３６】
続いてウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ７において、著作権のデータＤＣを設定したビットより下位ビットの論理値を論理０に設定し、さらに所定のオフセット値を加算し、これにより量子化誤差によっても著作権のデータＤＣを正しく検出できるようにする。
【００３７】
続いてウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ８に移り、代表値Ｐの検出に供した周波数スペクトラム値を補正し、続くステップＳＰ９において、このようにして補正した周波数スペクトラム信号より元のディジタルオーディオ信号を再現する。これに対してウォーターマークエンコーダ２は、代表値Ｐが所定値に満たない場合、ステップＳＰ６からステップＳＰ８までの処理を実行することなく、ステップＳＰ５から直接ステップＳＰ９に移り、ここで元のディジタルオーディオ信号を再現する。
【００３８】
ウォーターマークエンコーダ２は、このようにして元のディジタルオーディオ信号を再現すると、ステップＳＰ１０に移り、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の処理を完了したか否か判断し、ここで否定結果が得られると、ステップＳＰ２に戻る。これによりウォーターマークエンコーダ２は、順次サンプルブロック毎にこの処理手順を繰り返し、所定値以上の代表値Ｐが得られるサンプルブロックについて、代表値Ｐの所定ビットに著作権のデータＤＣを割り当てて、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１を処理し、ステップＳＰ１０において肯定結果が得られると、ステップＳＰ１０からステップＳＰ１１に移ってこの処理手順を終了する。
【００３９】
図５は、ウォーターマークデコーダ４を示すブロック図である。このウォーターマークデコーダ４は、ディジタルオーディオ信号ＤＡ３より著作権のデータＤＣを検出する。すなわちこのウォーターマークデコーダ４において、ＭＤＣＴ計算部２２は、順次入力されるディジタルオーディオ信号ＤＡ３をＭＤＣＴ変換処理し、これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ３を周波数スペクトラム信号ＤＳ１に変換する。
【００４０】
デコード部２３は、この周波数スペクトラム信号ＤＳ１より著作権の情報ＤＣを検出する。すなわちデコード部２３において、代表値計算部２４は、ＭＤＣＴ計算部２２で計算された周波数スペクトラム信号ＤＳ１をサンプルブロック毎に読み込む。さらに代表値計算部２４は、各サンプルブロック毎に、（１）式の演算処理を実行し、これにより所定の周波数の代表値Ｐを検出する。
【００４１】
ビット検出部２５は、この代表値Ｐがエンコード部１３において判定した所定値に対応する値以上の場合、この代表値Ｐの所定ビットを選択的に取り込む。ビット検出部２５は、このようにして順次サンプルブロックより取り込んだビット列によるデータを著作権のデータＤＣとして出力する。
【００４２】
図６は、このウォーターマークデコーダ４の処理手順を示すフローチャートである。ウォーターマークデコーダ４は、ステップＳＰ２１からステップＳＰ２２に移り、ディジタルオーディオ信号ＤＡ３を読み込む。続いてウォーターマークデコーダ４は、ステップＳＰ２３に移り、ＭＤＣＴの計算を実行して周波数スペクトラム信号ＤＳ１を算出する。
【００４３】
続いてウォーターマークデコーダ４は、ステップＳＰ２４に移り、代表値Ｐを計算した後、ステップＳＰ２５において、この代表値Ｐが所定値以上か否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ウォーターマークデコーダ４は、ステップＳＰ２６に移り、この代表値Ｐの所定ビットを取り込んだ後、ステップＳＰ２７に移る。
【００４４】
これに対してウォーターマークデコーダ４は、代表値Ｐが所定値に満たない場合、ステップＳＰ２６の処理を実行することなく、ステップＳＰ２５から直接ステップＳＰ２７に移る。ここでウォーターマークデコーダ４は、ディジタルオーディオ信号ＤＡ３の処理を完了したか否か判断し、ここで否定結果が得られると、ステップＳＰ２２に戻る。これによりウォーターマークデコーダ４は、順次サンプルブロック毎にこの処理手順を繰り返し、所定値以上の代表値Ｐが得られるサンプルブロックについて、代表値Ｐの所定ビットを読み出して著作権のデータＤＣを再生し、ステップＳＰ２７において肯定結果が得られると、ステップＳＰ２７からステップＳＰ２８に移ってこの処理手順を終了する。
【００４５】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、光ディスクの製造工程においては、光ディスクに記録するディジタルオーディオ信号ＤＡ１がウォーターマークエンコーダ２に入力され（図１）、ＭＤＣＴ計算部１２において、順次周波数スペクトラム信号ＤＳに変換される。
【００４６】
ここでディジタルオーディオ信号ＤＡ１は、周波数スペクトラム信号に著作権のデータＤＣが埋め込まれ、これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ１に直接この種のデータを埋め込む場合、さらにはＰＣＭオーディオ信号をこの種のデータにより操作する場合に比して、音質劣化を防止して解析困難に著作権のデータＤＣを埋め込むことができる。
【００４７】
具体的に、周波数スペクトラム信号は、目的の周波数スペクトラムを含む狭帯域において、周波数スペクトラム値の２乗和が計算され、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の位相が変化しても特定周波数の信号レベルを正しく表す代表値が計算される。
【００４８】
またこのとき単一周波数の正弦波をＭＤＣＴ変換すると、この周波数の周波数スペクトラム、その直前の１本の周波数スペクトラム、その直後の２本のスペクトラムにエネルギーが集中することにより、目的周波数の周波数スペクトラム値、その直前の１本の周波数スペクトラム値、その直後の２本のスペクトラム値が選択され、これらスペクトラム値より偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗と、奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗とが加算され、その加算値の平方根により目的の周波数スペクトラムの代表値Ｐが計算される。
【００４９】
これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ１は、この代表値Ｐの値を設定して著作権のデータを埋め込むことにより、著作権のデータＤＣを再生する際にオーディオ信号のサンプリング位相が変化した場合でも、このウォーターマークエンコーダ２において設定した値とほぼ同一の値により代表値を検出することが可能となる。
【００５０】
かくしてディジタルオーディオ信号ＤＡ１は、この代表値Ｐの所定ビットが著作権のデータＤＣに対応する論理値に設定されて代表値Ｐが補正され、代表値Ｐの算出に供した４つの周波数スペクトラム値がこの補正した代表値Ｐに応じて補正される。さらにこの補正された周波数スペクトラム値による周波数スペクトラム信号が逆ＭＤＣＴ変換処理され、これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ１に著作権のデータＤＣが埋め込まれる。
【００５１】
このときこの４つの周波数スペクトラム値を補正して著作権のデータＤＣを埋め込むことにより、著作権のデータＤＣを狭帯域に分散させて埋め込むことができ、これにより攻撃に対する耐性や秘匿性等を向上することができる。
【００５２】
さらに代表値Ｐが所定値以上の場合に限り、このように著作権のデータＤＣを埋め込むことにより、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の音質劣化を有効に回避して、また著作権のデータＤＣを発見困難にすることができる。
【００５３】
また著作権のデータＤＣにより論理値を設定したビット以下において、少なくとも最下位ビットに対する加算及び減算により著作権のデータＤＣによる論理値が変化しないように、所定のオフセット値が設定され、これにより著作権のデータを再生する際に、量子化誤差によりオーディオ信号のサンプリング値が変化した場合でも、正しく著作権のデータＤＣを再生することが可能となる。
【００５４】
すなわちこのようにしてディジタルオーディオ信号ＤＡ１に埋め込まれた著作権のデータＤＣにおいては、ディジタル信号の形式により、またアナログ信号の形式によりダビングする場合でも、そっくりそのままダビングされることになる。
【００５５】
これによりこのようにしてダビングする際に、またダビングされたソースを再生して、このディジタルオーディオ信号ＤＡ１に重畳された著作権のデータＤＣを確認して種々の違法コピー対策を実施することが可能となる。
【００５６】
すなわちこのようにして種々のソースより得られるディジタルオーディオ信号ＤＡ３は、ウォーターマークデコーダ４（図５）のＭＤＣＴ計算部２２において周波数スペクトラム信号に変換され、続く代表値計算部２４において、ウォーターマークエンコーダ２における場合と同様にして代表値Ｐが計算される。またこのようにして計算された代表値Ｐより特定のビットが抽出され、これにより著作権のデータＤＣが再生される。
【００５７】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、ディジタルオーディオ信号を直交変換の１つである改良離散コサイン変換処理して得られる周波数スペクトラムデータに著作権のデータを埋め込んで逆改良離散コサイン変換処理することにより、ディジタルオーディオ信号の品質劣化を防止でき、かつ解析困難に著作権のデータ等を重畳することができる。
【００５８】
さらにこのとき代表値Ｐにより、間接的に、所定の周波数のスペクトラム値の所定ビットを著作権のデータの論理値に対応した論理値に設定し、これにより周波数スペクトラムデータに入力データを埋め込むことにより、著作権のデータを発見困難に埋め込むことができる。
【００５９】
さらに所定の周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値の２乗和のデータである代表値Ｐの所定ビットが著作権のデータの論理値に対応した論理値になるように、入力データを埋め込むことにより、異なるサンプリング位相により著作権のデータを検出する場合でも、確実に著作権のデータを検出することができる。
【００６０】
またこのとき補正した代表値Ｐに応じて、代表値Ｐの算出に供した複数のスペクトラム値を補正して処理することにより、秘匿性を向上することができる。
【００６１】
また代表値Ｐにおいて、少なくとも最下位ビットに対する加算及び減算により著作権による論理値が変化しないように下位ビットの論理値を設定することにより、量子化誤差によりサンプリング値が変化した場合でも、確実に著作権のデータを検出することができる。
【００６２】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、４本のスペクトラム値より計算した２乗和の平方根を計算して代表値を計算する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上十分な範囲においては２乗和を代表値として使用してもよい。このようにすればその分全体構成を簡略化することができる。
【００６３】
また上述の実施の形態においては、４本のスペクトラム値より、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値と、奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値とを加算して代表値を計算する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上十分な精度を確保できる場合には、目的とする周波数スペクトラム値と隣接するスペクトラム値とにより代表値を計算してもよく、さらに精度を求める場合には、４本以上のスペクトラム値より代表値を計算してもよい。
【００６４】
また上述の実施の形態においては、代表値を介して間接的に周波数スペクトラム値を操作して著作権のデータを埋め込む場合について述べたが、本発明はこれに限らず、直接周波数スペクトラム値をビット操作して著作権のデータを埋め込んでもよい。
【００６５】
また上述の実施の形態においては、１のサンプルブロックで、かつ代表値が所定値以上の場合に、著作権のデータを１ビット埋め込む場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１のサンプルブロックに複数ビットを埋め込むようにしてもよい。
【００６６】
さらに上述の実施の形態においては、著作権のデータを埋め込む場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて種々の情報を重畳して伝送する場合に広く適用することができる。
【００６７】
また上述の実施の形態においては、光ディスクにディジタルオーディオ信号を記録し、また再生する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばインターネットを介して種々の情報を伝送する場合等に広く適用することができる。
【００６８】
また上述の実施の形態においては、直交変換の１つであるＭＤＣＴ変換によりディジタルオーディオ信号を周波数スペクトラム信号に変換し、またこれとは逆に逆ＭＤＣＴ変換処理により周波数スペクトラム信号をディジタルオーディオ信号に変換する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば映像信号に適用してディスクリートコサイン変換処理、ハール変換処理する場合等、種々の直交変換による処理に広く適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、入力信号を直交変換処理して得られる係数データに入力データを埋め込んで逆直交変換処理することにより、入力信号の品質劣化を防止でき、かつ解析困難に著作権のデータ等を重畳することができる信号処理装置、信号処理方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るウォーターマークエンコーダを示すブロック図である。
【図２】図１のウォーターマークエンコーダを適用した不正コピーの処理システムを示す略線図である。
【図３】図１のウォーターマークエンコーダのビット操作部の処理の説明に供する略線図である。
【図４】図１のウォーターマークエンコーダの処理の説明に供するフローチャートである。
【図５】図２のウォーターマークデコーダを示すブロック図である。
【図６】図５のウォーターマークデコーダの処理の説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
２……ウォーターマークエンコーダ、４……ウォーターマークデコーダ、１２、２２……ＭＤＣＴ計算部、１４、２４……代表値計算部、１５……ビット操作部、１６……スペクトラム補正部、１７……逆ＭＤＣＴ計算部、２５……ビット検出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号処理装置及び信号処理方法に関し、例えばオーディオ信号を光ディスクに記録する光ディスク装置と、この光ディスク、この光ディスクを再生する光ディスク装置に適用することができる。本発明は、入力信号を直交変換処理して得られる係数データに入力データを埋め込んで逆直交変換処理することにより、入力信号の品質劣化を防止して、かつ解析困難に著作権のデータ等を重畳することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク等の記録媒体について、いわゆるウォーターマークにより著作権の保護を図る方法が提案されている。この方法は、オーディオ信号等の再生に影響を与えない程度の微小な信号レベルにより著作権に関するデータの変調信号等をオーディオ信号等に重畳するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのようにして著作権に関するデータを重畳する場合、その分オーディオ信号等において品質の劣化を避け得ない。特にオーディオ信号においては、ビデオ信号の場合に比して、この種のデータの重畳により品質の劣化が知覚され易い。
【０００４】
また直接この種のデータによりＰＣＭオーディオデータを操作することにより、この種のデータを重畳する方法も提案されているが、この方法の場合、この種のデータが比較的容易に解析される傾向にある。
【０００５】
これらによりこの種のウォーターマークによる著作権の保護においては、実用上未だ不十分な問題があった。
【０００６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、入力信号の品質劣化を防止して、解析困難に著作権のデータ等を重畳することができる信号処理装置及び信号処理方法を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、信号処理装置及び信号処理方法において、入力信号を直交変換処理して係数データを生成し、この係数データのうちの、所定の係数データの所定ビットを前記入力データの論理値に対応した論理値に設定することにより、前記係数データに前記入力データを埋め込み、逆直交変換処理して出力する。
【０００９】
さらに信号処理装置及び信号処理方法において、入力信号を直交変換処理して係数データを生成し、この係数データより入力信号に埋め込まれたデータを再生する。
【００１０】
信号処理装置及び信号処理方法において、入力信号を直交変換処理して係数データを生成し、この係数データに入力データを埋め込み、逆直交変換処理すれば、直接入力信号に入力データを埋め込む場合に比して品質劣化を知覚し難くでき、また発見困難に入力データを埋め込むことができる。
【００１１】
これによりこのようにして処理された入力信号を記録媒体に記録して、例えばオーディオ信号の音質劣化を低減して、著作権のデータ等を発見困難に記録することができる。
【００１２】
また信号処理装置及び信号処理方法において、入力信号を直交変換処理して係数データを生成し、この係数データより入力信号に埋め込まれたデータを再生すれば、このようにして入力信号に埋め込んだデータを検出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１４】
（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の実施の形態に係る不正コピー検出の全体システムを示すブロック図である。この実施の形態においては、オーディオソースであるディジタルオーディオ信号ＤＡ１を記録する際に、ウォーターマークエンコーダ２により著作権の情報ＤＣを付加して光ディスク３に記録する。ここで著作権の情報ＤＣは、オーディオソースの著作権者、コピーを許可するか否か等の情報により構成される。
【００１５】
さらにこのシステムにおいては、この光ディスク３のダビング時において、ウォーターマークデコーダ４により著作権の情報ＤＣを検出し、コピーを許可するソースについてのみ、光磁気ディスク５、ディジタルオーディオテープレコーダ６、ＣＤ−Ｒ７等へのコピーを許可する。さらにこのようにしてコピーされた媒体であって市場にて流通する媒体においては、再生したディジタルオーディオ信号からウォーターマークデコーダ４により著作権の情報ＤＣを検出し、これにより違法コピーを発見する。
【００１６】
図１は、このウォーターマークエンコーダ２を示すブロック図である。ウォーターマークエンコーダ２において、ＭＤＣＴ計算部１２は、順次入力されるディジタルオーディオ信号ＤＡ１を直交変換処理の１つであるＭＤＣＴ変換処理し、これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ１を周波数スペクトラム信号ＤＳに変換する。ここで周波数スペクトラム信号ＤＳは、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１をＭＤＣＴ変換処理して得られる係数データの集合であり、このＭＤＣＴ変換処理により得られる各周波数スペクトラムの信号レベルを示す信号である。
【００１７】
エンコード部１３は、この周波数スペクトラム信号ＤＳに著作権の情報ＤＣを埋め込んで出力する。すなわちエンコード部１３において、代表値計算部１４は、ＭＤＣＴ計算部１２で計算された周波数スペクトラム信号ＤＳをサンプルブロック毎に読み込む。さらに代表値計算部１４は、各サンプルブロック毎に、所定の周波数の代表値Ｐを検出する。ここでこの代表値Ｐは、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１におけるこの所定の周波数の信号レベルを示すものである。
【００１８】
すなわちＭＤＣＴ変換して得られる計算結果においては、入力信号の位相に応じてスペクトラム値が変化する。しかしながらこの変化を隣接する２つのスペクトラム値（ＭＤＣＴ変換して得られるスペクトラム値）について見れば、π／２だけ位相がずれて、入力信号の位相に応じて三角関数的に変化することが判った。すなわちこれら２本のスペクトラムにおいては、スペクトラム値のＲＭＳ（２乗平均平方根）が位相に依存せずに一定値をとることが示された。
【００１９】
またＭＤＣＴ計算結果においては、入力信号が単一正弦波の場合、位相を変化させても、スペクトラムエネルギーの分布は、その殆どが理論値であるピークスペクトラム周辺の４本に集中し、これらエネルギーの集中するスペクトラムが対象とする周波数スペクトラムｓｐｅｃi 、その直前の１本の周波数スペクトラムｓｐｅｃi-1 、その直後の２本のスペクトラムｓｐｅｃi+1 、ｓｐｅｃi+2 となることが判った。
【００２０】
これにより代表値計算部１４は、この実施の形態では、周波数３〔ｋＨｚ〕をこの所定の周波数に設定し、この周波数３〔ｋＨｚ〕の周波数スペクトラムをｓｐｅｃi 、その直前の１本の周波数スペクトラム値をｓｐｅｃi-1 、その直後の２本のスペクトラム値をｓｐｅｃi+1 、ｓｐｅｃi+2 とおいて、次式の演算処理を実行する。これにより代表値計算部１４は、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗と、奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗とを加算し、その加算値の平方根を計算して目的の周波数スペクトラムの代表値Ｐを計算する。
【００２１】
【数１】
代表値計算部１４は、このようにして計算した代表値Ｐと周波数スペクトラム信号とを続くビット操作部１５に出力する。
【００２３】
ビット操作部１５は、このようにして各サンプルブロック毎に得られる代表値Ｐが値２n 以上か否か判断し、値２n 以上の場合、この代表値Ｐに著作権のデータＤＣを埋め込む。ここでビット操作部１５は、シリアルデータの形式で著作権のデータＤＣを順次循環的に繰り返し、代表値Ｐが値２n 以上のサンプルブロックに１ビット単位で埋め込む。
【００２４】
この埋め込みの処理において、ビット操作部１５は、図３に示すように、所定の論理値が連続してなる代表値Ｐのデータ（図３（Ａ））に対して、例えば最下位ビットより上位側４ビット目を入力データＤＣの極性に対応する論理値ｄａｔａに設定する（図３（Ｂ））。なおこの論理レベルを設定するビットが最下位ビットに近いほど音質劣化を抑えることができるが、攻撃に対する耐性は弱くなることから、この論理レベルを設定するビットは必要に応じて適宜選定される。なおこの実施の形態では、この音質劣化を知覚困難にするために、代表値Ｐが値２n 以上のサンプルブロックについて選択的にビット操作の処理を実行することになる。
【００２５】
ウォーターマークエンコーダ２は、このようにしてビット操作した代表値Ｐに基づいて代表値Ｐの計算に供した周波数スペクトラム値を補正した後、逆ＭＤＣＴ変換処理し、これにより著作権のデータＤＣを埋め込む。ビット操作部１５は、このようにして著作権のデータＤＣを埋め込んだオーディオ信号を処理して著作権のデータＤＣを再生する際に、量子化誤差によってもこのようにして論理値を設定したビットにおいて論理値を正しく再現できるように、この論理値を設定したビット以下にオフセット値を設定する。
【００２６】
すなわちこのような量子化誤差は、例えば最下位ビットに対する加減算処理により検討することができ、例えば４ビット目から最下位ビットまでを論理０に設定した場合（図３（Ｂ））、最下位ビットに値１を加算する処理においては（図３（Ｃ））、論理値ｄａｔａの変化は観察されない。ところが最下位ビットより値１を減算する処理においては（図３（Ｄ））、論理値ｄａｔａの変化が観察される。
【００２７】
これによりビット操作部１５は、少なくとも最下位ビットに対する加算及び減算により論理値ｄａｔａが変化しないように、論理値ｄａｔａのビットより下位ビットの論理値を設定し、これにより量子化誤差によって正しく代表値Ｐを再生できない場合でも著作権のデータＤＣを正しく検出できるようにする（図３（Ｅ））。
【００２８】
ビット操作部１５は、このようにしてビット操作してなる代表値Ｐの補正データＰ１を周波数スペクトラム信号ＤＳと共に、スペクトラム補正部１６に出力する。
【００２９】
スペクトラム補正部１６は、このようにしてビット操作した代表値Ｐに基づいて代表値Ｐの計算に供した周波数スペクトラム値を補正する。ここでスペクトラム補正部１６は、次式の演算処理を実行し、これによりビット操作による代表値Ｐの変化分を各スペクトラム値ｓｐｅｃに応じて比例配分する。
【００３０】
【数２】
なおここでｓｐｅｃは、ビット操作前の代表値Ｐを、ｓｐｅｃ’は、ビット操作後の代表値Ｐを示す。これによりウォーターマークエンコーダ２は、周波数スペクトラム信号のうちの所定の周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値の２乗和のデータである代表値Ｐにおいて、所定ビットが入力データＤＣの論理値に対応した論理値ｄａｔａになるように、周波数スペクトラムデータに入力データＤＣを埋め込む。
【００３２】
さらにこのとき代表値Ｐの所定ビットを入力データＤＣの論理値に対応した論理値ｄａｔａに設定することにより、所定の周波数スペクトラム近傍の狭周波数帯域にデータを分散させて入力データＤＣを埋め込む。
【００３３】
逆ＭＤＣＴ（ＩＭＤＣＴ）計算部１７は、このようにして得られる周波数スペクトラムデータを逆ＭＤＣＴ計算し、これにより元のディジタルオーディオ信号ＤＡ１と同一の形式によりディジタルオーディオ信号ＤＡ２を出力する。
【００３４】
図４は、このようにしてディジタルオーディオ信号ＤＡ１を処理するウォーターマークエンコーダ２の処理手順を示すフローチャートである。ウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１を読み込む。続いてウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ３に移り、ＭＤＣＴの計算を実行して周波数スペクトラム信号を算出する。
【００３５】
続いてウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ４に移り、代表値Ｐを計算した後、ステップＳＰ５において、この代表値Ｐが所定値以上か否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ６に移り、この代表値Ｐの所定ビットを著作権のデータＤＣに応じた論理値に設定する。
【００３６】
続いてウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ７において、著作権のデータＤＣを設定したビットより下位ビットの論理値を論理０に設定し、さらに所定のオフセット値を加算し、これにより量子化誤差によっても著作権のデータＤＣを正しく検出できるようにする。
【００３７】
続いてウォーターマークエンコーダ２は、ステップＳＰ８に移り、代表値Ｐの検出に供した周波数スペクトラム値を補正し、続くステップＳＰ９において、このようにして補正した周波数スペクトラム信号より元のディジタルオーディオ信号を再現する。これに対してウォーターマークエンコーダ２は、代表値Ｐが所定値に満たない場合、ステップＳＰ６からステップＳＰ８までの処理を実行することなく、ステップＳＰ５から直接ステップＳＰ９に移り、ここで元のディジタルオーディオ信号を再現する。
【００３８】
ウォーターマークエンコーダ２は、このようにして元のディジタルオーディオ信号を再現すると、ステップＳＰ１０に移り、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の処理を完了したか否か判断し、ここで否定結果が得られると、ステップＳＰ２に戻る。これによりウォーターマークエンコーダ２は、順次サンプルブロック毎にこの処理手順を繰り返し、所定値以上の代表値Ｐが得られるサンプルブロックについて、代表値Ｐの所定ビットに著作権のデータＤＣを割り当てて、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１を処理し、ステップＳＰ１０において肯定結果が得られると、ステップＳＰ１０からステップＳＰ１１に移ってこの処理手順を終了する。
【００３９】
図５は、ウォーターマークデコーダ４を示すブロック図である。このウォーターマークデコーダ４は、ディジタルオーディオ信号ＤＡ３より著作権のデータＤＣを検出する。すなわちこのウォーターマークデコーダ４において、ＭＤＣＴ計算部２２は、順次入力されるディジタルオーディオ信号ＤＡ３をＭＤＣＴ変換処理し、これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ３を周波数スペクトラム信号ＤＳ１に変換する。
【００４０】
デコード部２３は、この周波数スペクトラム信号ＤＳ１より著作権の情報ＤＣを検出する。すなわちデコード部２３において、代表値計算部２４は、ＭＤＣＴ計算部２２で計算された周波数スペクトラム信号ＤＳ１をサンプルブロック毎に読み込む。さらに代表値計算部２４は、各サンプルブロック毎に、（１）式の演算処理を実行し、これにより所定の周波数の代表値Ｐを検出する。
【００４１】
ビット検出部２５は、この代表値Ｐがエンコード部１３において判定した所定値に対応する値以上の場合、この代表値Ｐの所定ビットを選択的に取り込む。ビット検出部２５は、このようにして順次サンプルブロックより取り込んだビット列によるデータを著作権のデータＤＣとして出力する。
【００４２】
図６は、このウォーターマークデコーダ４の処理手順を示すフローチャートである。ウォーターマークデコーダ４は、ステップＳＰ２１からステップＳＰ２２に移り、ディジタルオーディオ信号ＤＡ３を読み込む。続いてウォーターマークデコーダ４は、ステップＳＰ２３に移り、ＭＤＣＴの計算を実行して周波数スペクトラム信号ＤＳ１を算出する。
【００４３】
続いてウォーターマークデコーダ４は、ステップＳＰ２４に移り、代表値Ｐを計算した後、ステップＳＰ２５において、この代表値Ｐが所定値以上か否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ウォーターマークデコーダ４は、ステップＳＰ２６に移り、この代表値Ｐの所定ビットを取り込んだ後、ステップＳＰ２７に移る。
【００４４】
これに対してウォーターマークデコーダ４は、代表値Ｐが所定値に満たない場合、ステップＳＰ２６の処理を実行することなく、ステップＳＰ２５から直接ステップＳＰ２７に移る。ここでウォーターマークデコーダ４は、ディジタルオーディオ信号ＤＡ３の処理を完了したか否か判断し、ここで否定結果が得られると、ステップＳＰ２２に戻る。これによりウォーターマークデコーダ４は、順次サンプルブロック毎にこの処理手順を繰り返し、所定値以上の代表値Ｐが得られるサンプルブロックについて、代表値Ｐの所定ビットを読み出して著作権のデータＤＣを再生し、ステップＳＰ２７において肯定結果が得られると、ステップＳＰ２７からステップＳＰ２８に移ってこの処理手順を終了する。
【００４５】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、光ディスクの製造工程においては、光ディスクに記録するディジタルオーディオ信号ＤＡ１がウォーターマークエンコーダ２に入力され（図１）、ＭＤＣＴ計算部１２において、順次周波数スペクトラム信号ＤＳに変換される。
【００４６】
ここでディジタルオーディオ信号ＤＡ１は、周波数スペクトラム信号に著作権のデータＤＣが埋め込まれ、これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ１に直接この種のデータを埋め込む場合、さらにはＰＣＭオーディオ信号をこの種のデータにより操作する場合に比して、音質劣化を防止して解析困難に著作権のデータＤＣを埋め込むことができる。
【００４７】
具体的に、周波数スペクトラム信号は、目的の周波数スペクトラムを含む狭帯域において、周波数スペクトラム値の２乗和が計算され、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の位相が変化しても特定周波数の信号レベルを正しく表す代表値が計算される。
【００４８】
またこのとき単一周波数の正弦波をＭＤＣＴ変換すると、この周波数の周波数スペクトラム、その直前の１本の周波数スペクトラム、その直後の２本のスペクトラムにエネルギーが集中することにより、目的周波数の周波数スペクトラム値、その直前の１本の周波数スペクトラム値、その直後の２本のスペクトラム値が選択され、これらスペクトラム値より偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗と、奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗とが加算され、その加算値の平方根により目的の周波数スペクトラムの代表値Ｐが計算される。
【００４９】
これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ１は、この代表値Ｐの値を設定して著作権のデータを埋め込むことにより、著作権のデータＤＣを再生する際にオーディオ信号のサンプリング位相が変化した場合でも、このウォーターマークエンコーダ２において設定した値とほぼ同一の値により代表値を検出することが可能となる。
【００５０】
かくしてディジタルオーディオ信号ＤＡ１は、この代表値Ｐの所定ビットが著作権のデータＤＣに対応する論理値に設定されて代表値Ｐが補正され、代表値Ｐの算出に供した４つの周波数スペクトラム値がこの補正した代表値Ｐに応じて補正される。さらにこの補正された周波数スペクトラム値による周波数スペクトラム信号が逆ＭＤＣＴ変換処理され、これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ１に著作権のデータＤＣが埋め込まれる。
【００５１】
このときこの４つの周波数スペクトラム値を補正して著作権のデータＤＣを埋め込むことにより、著作権のデータＤＣを狭帯域に分散させて埋め込むことができ、これにより攻撃に対する耐性や秘匿性等を向上することができる。
【００５２】
さらに代表値Ｐが所定値以上の場合に限り、このように著作権のデータＤＣを埋め込むことにより、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の音質劣化を有効に回避して、また著作権のデータＤＣを発見困難にすることができる。
【００５３】
また著作権のデータＤＣにより論理値を設定したビット以下において、少なくとも最下位ビットに対する加算及び減算により著作権のデータＤＣによる論理値が変化しないように、所定のオフセット値が設定され、これにより著作権のデータを再生する際に、量子化誤差によりオーディオ信号のサンプリング値が変化した場合でも、正しく著作権のデータＤＣを再生することが可能となる。
【００５４】
すなわちこのようにしてディジタルオーディオ信号ＤＡ１に埋め込まれた著作権のデータＤＣにおいては、ディジタル信号の形式により、またアナログ信号の形式によりダビングする場合でも、そっくりそのままダビングされることになる。
【００５５】
これによりこのようにしてダビングする際に、またダビングされたソースを再生して、このディジタルオーディオ信号ＤＡ１に重畳された著作権のデータＤＣを確認して種々の違法コピー対策を実施することが可能となる。
【００５６】
すなわちこのようにして種々のソースより得られるディジタルオーディオ信号ＤＡ３は、ウォーターマークデコーダ４（図５）のＭＤＣＴ計算部２２において周波数スペクトラム信号に変換され、続く代表値計算部２４において、ウォーターマークエンコーダ２における場合と同様にして代表値Ｐが計算される。またこのようにして計算された代表値Ｐより特定のビットが抽出され、これにより著作権のデータＤＣが再生される。
【００５７】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、ディジタルオーディオ信号を直交変換の１つである改良離散コサイン変換処理して得られる周波数スペクトラムデータに著作権のデータを埋め込んで逆改良離散コサイン変換処理することにより、ディジタルオーディオ信号の品質劣化を防止でき、かつ解析困難に著作権のデータ等を重畳することができる。
【００５８】
さらにこのとき代表値Ｐにより、間接的に、所定の周波数のスペクトラム値の所定ビットを著作権のデータの論理値に対応した論理値に設定し、これにより周波数スペクトラムデータに入力データを埋め込むことにより、著作権のデータを発見困難に埋め込むことができる。
【００５９】
さらに所定の周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値の２乗和のデータである代表値Ｐの所定ビットが著作権のデータの論理値に対応した論理値になるように、入力データを埋め込むことにより、異なるサンプリング位相により著作権のデータを検出する場合でも、確実に著作権のデータを検出することができる。
【００６０】
またこのとき補正した代表値Ｐに応じて、代表値Ｐの算出に供した複数のスペクトラム値を補正して処理することにより、秘匿性を向上することができる。
【００６１】
また代表値Ｐにおいて、少なくとも最下位ビットに対する加算及び減算により著作権による論理値が変化しないように下位ビットの論理値を設定することにより、量子化誤差によりサンプリング値が変化した場合でも、確実に著作権のデータを検出することができる。
【００６２】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、４本のスペクトラム値より計算した２乗和の平方根を計算して代表値を計算する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上十分な範囲においては２乗和を代表値として使用してもよい。このようにすればその分全体構成を簡略化することができる。
【００６３】
また上述の実施の形態においては、４本のスペクトラム値より、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値と、奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値とを加算して代表値を計算する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上十分な精度を確保できる場合には、目的とする周波数スペクトラム値と隣接するスペクトラム値とにより代表値を計算してもよく、さらに精度を求める場合には、４本以上のスペクトラム値より代表値を計算してもよい。
【００６４】
また上述の実施の形態においては、代表値を介して間接的に周波数スペクトラム値を操作して著作権のデータを埋め込む場合について述べたが、本発明はこれに限らず、直接周波数スペクトラム値をビット操作して著作権のデータを埋め込んでもよい。
【００６５】
また上述の実施の形態においては、１のサンプルブロックで、かつ代表値が所定値以上の場合に、著作権のデータを１ビット埋め込む場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１のサンプルブロックに複数ビットを埋め込むようにしてもよい。
【００６６】
さらに上述の実施の形態においては、著作権のデータを埋め込む場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて種々の情報を重畳して伝送する場合に広く適用することができる。
【００６７】
また上述の実施の形態においては、光ディスクにディジタルオーディオ信号を記録し、また再生する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばインターネットを介して種々の情報を伝送する場合等に広く適用することができる。
【００６８】
また上述の実施の形態においては、直交変換の１つであるＭＤＣＴ変換によりディジタルオーディオ信号を周波数スペクトラム信号に変換し、またこれとは逆に逆ＭＤＣＴ変換処理により周波数スペクトラム信号をディジタルオーディオ信号に変換する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば映像信号に適用してディスクリートコサイン変換処理、ハール変換処理する場合等、種々の直交変換による処理に広く適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、入力信号を直交変換処理して得られる係数データに入力データを埋め込んで逆直交変換処理することにより、入力信号の品質劣化を防止でき、かつ解析困難に著作権のデータ等を重畳することができる信号処理装置、信号処理方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るウォーターマークエンコーダを示すブロック図である。
【図２】図１のウォーターマークエンコーダを適用した不正コピーの処理システムを示す略線図である。
【図３】図１のウォーターマークエンコーダのビット操作部の処理の説明に供する略線図である。
【図４】図１のウォーターマークエンコーダの処理の説明に供するフローチャートである。
【図５】図２のウォーターマークデコーダを示すブロック図である。
【図６】図５のウォーターマークデコーダの処理の説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
２……ウォーターマークエンコーダ、４……ウォーターマークデコーダ、１２、２２……ＭＤＣＴ計算部、１４、２４……代表値計算部、１５……ビット操作部、１６……スペクトラム補正部、１７……逆ＭＤＣＴ計算部、２５……ビット検出部
Claims (7)
- 入力信号を直交変換処理して係数データを生成する直交変換手段と、
前記係数データに入力データを埋め込んで出力する入力データ処理手段と、
前記入力データ処理手段の出力データを逆直交変換処理して出力する逆直交変換手段とを備え、
前記入力データ処理手段は、
前記係数データのうちの、所定の係数データの所定ビットを前記入力データの論理値に対応した論理値に設定することにより、前記係数データに前記入力データを埋め込む
ことを特徴とする信号処理装置。 - 入力信号を直交変換処理して係数データを生成し、
前記係数データに入力データを埋め込んだ後、逆直交変換処理して出力し、
前記係数データのうちの、所定の係数データの所定ビットを前記入力データの論理値に対応した論理値に設定することにより、前記係数データに前記入力データを埋め込む
ことを特徴とする信号処理方法。 - 前記係数データに前記入力データを埋め込む際に、少なくとも最下位ビットに対する加算及び減算により前記所定ビットの論理値が変化しないように、前記所定ビットより下位ビットの論理値を設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理方法。 - 前記入力信号は、
オーディオ信号であり、
前記直交変換処理は、
前記入力信号を改良離散コサイン変換処理して周波数スペクトラムデータによる前記係数データを生成する改良離散コサイン変換処理であり、
前記逆直交変換処理は、
前記周波数スペクトラムデータによる前記係数データを逆改良離散コサイン変換処理する逆改良離散コサイン変換処理である
ことを特徴とする請求項２に記載の信号処理方法。 - 前記周波数スペクトラムデータのうちの所定の周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値の２乗和のデータにおいて、所定ビットが前記入力データの論理値に対応した論理値になるように、前記周波数スペクトラムデータに前記入力データを埋め込む
ことを特徴とする請求項４に記載の信号処理方法。 - 前記周波数スペクトラムデータのうちの所定の周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値の２乗和のデータを検出し、
前記２乗和のデータにおいて、所定ビットを前記入力データの論理値に対応した論理値に設定して前記２乗和の補正データを生成し、
前記２乗和の補正データに応じて、前記複数のスペクトラム値を補正することにより、前記周波数スペクトラムデータに前記入力データを埋め込む
ことを特徴とする請求項４に記載の信号処理方法。 - 前記周波数スペクトラムデータのうちの所定の周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値の２乗和のデータを検出し、
前記２乗和のデータにおいて、所定ビットを前記入力データの論理値に対応した論理値に設定すると共に、少なくとも最下位ビットに対する加算及び減算により前記所定ビットの論理値が変化しないように、前記所定ビットより下位ビットの論理値を設定して前記２乗和の補正データを生成し、
前記２乗和の補正データに応じて、前記複数のスペクトラム値を補正することにより、前記周波数スペクトラムデータに前記入力データを埋め込む
ことを特徴とする請求項４に記載の信号処理方法。
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