JPH03504306A - ディジタルデータ保護システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ディジタルデータ保護システム 本発明は、ディジタル記録されたデータの保護のための符号化システムに関する 。

記録されたデータのソースを高度の確実性をもって識別することを容易にするよ うな保護システムが必要とされている。これは、コンパクトディスクやビデオテ ープからのような、記録されたデータの高品質で不法な複製をするための便宜が 、市場においてますます容易に利用できるようになるとともに、ますます必要に なっている。

本発明はまた、個人の声のディジタル記録からの言った人の識別を、次回から相 手が確認できるようにするという分野においても適用され得る。したがって本発 明は、遠隔通信において、話者が本人か否かの確認のために適用される。

本発明によれば、ディジタル記録されたデータの中に識別用符号を挿入する１つ の方法が提供され、その方法は、ディジタル記録されたソース・データの中で２ 進ワードの場所を選択し、選択された各ディジタルワードの少なくとも１つの重 みの低い数字を、独立に生成された数列から取出された置換用数字をもってそれ ぞれに置換することよりなる。

２進ワードの場所は、等しい時間間隔で、または時間間隔の所定の反覆列にした がって、または、時間間隔の所定のランダムまたは疑似ランダムな列にしたがっ て、選択されるのが望ましい。

独立に生成された数列は、一連の置換用数字よりなるが、それは、すべてが同じ 値であってもよいし、規則的に反覆するパターンを形成していてもよいし、代案 として、ランダムまたは疑似ランダムであってもよい。　本発明はなお、重みの 等しい一連の１ビツトワードよりなるデルタ変調された信号や、数字がグループ あるいはワードに分けられていてその中で数字が相異る重みを有しているデルタ 変調された信号に適用され得るような、ディジタル符号化されたデータの中に識 別用符号を挿入する方法を提供しており、その方法は、第１のランダムまたは疑 似ランダムな２進数字の識別用数列を生成し、ディジタル記録されたソース・デ ータの中で、第２のランダムまたは疑似ランダム数列にしたがって２進場所を選 択し、選択された２進場所の数字を、前記識別用数列からの数字でもって置換す ることを含んでいる。

本発明はまた、ディジタル記録されたデータを、識別のため符号化する装置を提 供しており、その装置は、ソース・データの中の２進ワード場所の少なくとも１ 組を選択する手段と、選択された各ディジタルワードの少なくとも１つの重みの 低い数字を、各所定の置換用数字でもって置換する手段とよりなる。

装置がなお、前記置換用数字を発生するため、および／または各ワードの中での 置換されるべき数字の選択を決めるために、さらに別のランダムまたは疑似ラン ダム数列を発生する手段をも含んでいるのが望ましい。

本発明はさらに、前述のようにして符号化されたディジタル記録を復号する装置 を提供しており、その装置は、符号化プロセスにおいて用いられたランダム時間 間隔で位置している数字を検出する手段と、符号化において用いられたランダム または疑似ランダム識別用数列のコピーを保持する手段と、場所を特定された重 みの低い数字を、保持されたランダムまたは疑似ランダム識別用数列と比較する 手段と、比較されたそれらの間の一致の所定レベルを検出する手段とよりなる。

ここで「重みの低い数字」という表現は、ソース・データの再生品質に対して顕 著な損傷を及ぼすことなく変更され得るデータビットのことである。

置換用として選択される数字は、選択されたワードにおける最下位の数字である のが望ましい。何故ならば、そのような変更は、記録されたデータからの再生品 質に損傷を及ぼすことなく行われ得るからである。

しかし、次の桁の数字を置換することも可能であり、そうするならば、システム における保護のための１つの追加階層が提供される。もちろん、最優先条件は、 記録されたデータからの再生におよぼすいかなる影響も目立たないことである。

このことは、変更される数字同士が、最下位の数字についても、より高位の数字 についても、互いに十分に離れていることを保証することによって達成される。

実際においては、最下位数字の所定のものを置換するためにランダムまたは疑似 ランダムなパルス列が用いられ、これによってランダム化の第１の階層が提供さ れる。置換されるべき最下位数字のランダムな選択によって、ランダム化の第２ の階層が提供される０種々のワードの中のランダムに選択された最下位数字と次 の桁の数字を、ランダムまたは疑似ランダムパルス列から生成された数字でもっ て、または、相異る２つの疑似ランダム数列からそれぞれ引出された数字でもっ て置換することにより、符号化の複雑さの度合が増すであろう。

そこで一般的には、記録されたデータは、例えばディジタル記録と記憶のために ＰＣＭフォーマットに変換されるであろう、このフォーマットでは、ワードの同 期性があるので、符号化と後日の復号の両手段は、適当な代表的ディジタルワー ドから正確にアナログサンプルを再生し得る０本発明においては、ある２進ワー ドがランダムに選択され、そして、選択されたワードの（通常では）最下位の数 字が、長い疑似ランダム数列の数字によって１対１方式で置換される。しかし、 疑問を避けるため述べておくが、本発明はＰＣＭフォーマットにだけ限定される のではなく、差分ＰＣＭ変調やデルタ変調のような他の符号化のフオームにも適 用され得る。

疑似ランダム数列は、組込まれた相関特性を有する従来型のものであればよい、 そこで、識別装置は、ランダムに選択された時間間隔によって互いに離された数 字を調べ、識別のためにそれらの数字を、符号化の際に識別のために挿入された ものと同一の疑似ランダム数列と比較することになる。

次に、本発明の実施例について添付図面を参照して説明する。

第１図、第２図は、本発明の符号化方法による信号を表わす説明図、 第３図は本発明による符号化のステップを表わす説明図、 第４図は復号化のステップを表わす説明図である。

第１図に、本発明の識別のための符号化にしたがう一連のワードよりなる典型的 なディジタル信号が示されている０図示の便宜上、各ワードは８ビツトを有する ものとして示されている。そして、もちろん、コンパクトディスク記録のような 実際の適用においては、システムの中でワードの同期性が既に備えられている。

第１図に示されているように、最上位ビットは各ワードの左端にあり、一方、出 力信号に重大な損傷を及ぼすことなしに変更され得る重みの低いビットはワード の右端の方に置かれている。第２図に示した信号を、符号化されるべき全体の信 号のうちの典型的な部分であるとして、本発明の１つの望ましいフオームにおい ては、変更されるべきワードを選択する第１の選択が、例えば図示の一連のワー ドのうちのワード１．２および６について行われる６次に、それらワードの中で 変更されるべき特定の重みの低い数字についての選択が行われる。もちろん、実 際上は、ワードの選択は所定の時間間隔をもって順に遂行されることになり、そ の時間間隔は、規則的間隔であってもよいれてもよい、変更されるべき各ワード が信号の中に出てくる度に、各ケースの重みの低い数字のどれを置換すべきかを 決めるもう１つの選択が行われることになる。

本発明の最も簡単なフオームにおいては、数字が１つだけ、例えば最下位の数字 が、所定の値（例えば１”）に変更されることになるが、より確実な符号化体系 を達成するためには、各ワードの中での変更される重みの低い数字の数は種々の ものとされ、それらの変更後の数字も、ランダムに発生された別の数列にしたが って種々のものにされることになる。

以上、プロセスが２段階の動作シーケンスで行われるものとして説明したが、数 字の選択は実際上、１段階のプロセスでも行われ得ることを知るべきである。

例えば、第３図に示すように、数字が連続的基準で選択されて、−浬の８ビツト ワードの全体が連続したビットストリームと見做されることができよう、第２図 において、最も左側のビットをストリーム全体での１番目のビットと見做すと、 矢印は５．７．８．１５．１６および４８番目の数字の選択を変更のために指示 している。これを実行するためには、乱数カウントが符号化された信号を表わす ２進数字について、図の左側からスタートし、どの２進ワードでも最上位数字か らカウントを始めることで行われる。カウントが、置換されるべき数字の場所に 対応する各番号（図示の例では５、７．８．１５．１６および４８）に到着した ときに、あるランダムまたは疑似ランダム数列からの出力が取出されて、符号化 されたデータの２進表示における選択された数字を置換するために用いられる。

さらに、デルタ変調のような、ある種のタイプのディジタル符号化の仕組みにお いては、個々のビットが１ビツトのワードと見做されるとはいえ、ワード構成ら しいワード構成はない。何故ならば、すべての数字が相等しい重みのものであっ て、個々に取り上げるとそれらの重みは低いからである。したがって、第２図の 例を、デルタ変調信号の連続したビットストリームと考えるならば、上述したの と全く同様の、変更されるべきビットの選択プロセスが行われ得る。ただし、も ちろん、置換されるべき数字の場所に至るカウントがどの点においてでも始めら れることは、別としてである。したがって、第３図においては、信号のビット５ ．７，８，１５．１６および４８が変更されているが、（例えば）　　１　、７ ．　＋０．１５．２５．３７．３６・・・・というような数列を、相対的重みを 何ら顧慮することなく変更することが同様に可能である。

第３図に符号化装置の１つの例が示されており、そこにおいては、ユニット１が 、ディジタル記録されたソース信号２の中の利用可能な通常のワードの同期性を 用い、変更されるべき最下位の数字の列をランダムに選択する。手段３は２進数 字の疑似ランダム数列を発生し、ユニット４はそれらをランダムに選択された最 下位の数字の代りとして、記録データの中に注入する。

符号器からの出力５は、ランダムに選択された場所においてランダムな識別用数 列を保持している元のディジタル記録されたソースである。

第４図は復号装置を示しており、これにおいては、符号化された記録のコピーで はないかと疑われる記録がセレクターユニット１１に供給されると、このセレク ターユニットが数列を調べる。その数列の数字は、既知のランダム時間間隔によ って互いに離されている。

そのように選択された数列はユニットｌＯで、記憶器１２に保持されていたラン ダムまたは疑似ランダム識別用数列と比較される。ソース・データをコピーした ということは、これら２つの間での所定の高い同一性の出現率の検出によって示 される。

含まれる数字のすべてが等しい重みを持つデルタ変調されたソースに適用される とき、本発明による方法は、著しい総形を必要としない。つまり、置換される□ 　数字はやはり、ランダムまたは疑似ランダム時間間隔方式で選択され、注入さ れる数字もやはり、ランダムまたは疑似ランダム識別用数字の数列から選択され ることになる。

より重みの低い数字の組み合わせが置換され得る、より複雑で、それ数本質的に より保護性のある本発明の実施例においては、復号器は、符号化された数字の組 み合わせを検出しなければならないだろう、しかしこれは、実現上の実際的な困 難性というよりも、単に複雑さの問題に過ぎない。

一般的に言って、本発明においては、ディジタルソースのフォーマットはあまり 重要でない。単に必要とされるのは、復号器が識別用数字が現れると期待される 場所を検出し、それらの場所で見出された数字を、符号化プロセスで用いられて 記憶されている識別用数列と比較することができることである。検出された数列 と記憶されている数列との間で高度の一致があれば、ソース・データがコピーさ れたと知らされることになる。

最下位数字の抽出 記憶されている 識別用数字タダ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成２年９月１７日

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．ディジタル記録されたソース・データの中で２進ワードの場所を選択し、選 択された各ディジタルワードの少なくとも１つの重みの低い数字を、独立に生成 された数列から取出された置換用数字をもってそれぞれ置換することよりなるデ ィジタル記録されたデータの中に識別用符号を挿入する方法。
2. ２．２進ワードの場所が、相等しい時間間隔、または時間間隔の所定の反覆列に したがって選択される請求項１に記載の方法。
3. ３．２進ワードの場所が、時間間隔の所定のランダムまたは疑似ランダムな数列 にしたがって選択される請求項１に記載の方法。
4. ４．独立に生成された数列が、すべてが相等しい値を有するかまたは規則的な反 覆パターンを形成する一連の置換用数字よりなる請求項１ないし３のいずれか１ 項に記載の方法。
5. ５．独立に生成された数列がランダムまたは疑似ランダム数列である請求項１な いし３のいずれか１項に記載の方法。
6. ６．対応する重みのソースの数字が各ワードで置換される請求項４または５に記 載の方法。
7. ７．前記ソースの数字が最下位の数字である請求項２に記載の方法。
8. ８．各ワードの中の置換されるべきソースの重みの低い数字の選択が、さらにあ るランダムまたは疑似ランダム数列によって決定される請求項４または５に記載 の方法。
9. ９．請求項１の選定と置換のプロセスを反覆し、選択されたワードの重みの低い 数字を、請求項２ないし８のいずれか１項に記載の方法を用いて置換するステッ プをさらに有する、ディジタル記録されたデータの中に識別用符号を挿入する方 法。
10. １０．ビットを第１の所定のランダムまたは疑似ランダム数列にしたがって選択 し、選択された数字を第２のランダムまたは疑似ランダム数列から得られた数字 でもって置換することよりなる、相等しいが重みの低い一連のビットよりなるデ ィジタル記録されたデータの中に識別用符号を挿入する方法。
11. １１．ソース・データの中で少なくとも１組の２進ワード場所を選択する手段と 、選択された各ディジタルワードの少なくとも１つの重みの低い数字を、所定の 置換用数字でもってそれぞれ置換する手段よりなる、ディジタル記録されたデー タを識別目的のために符号化する装置。
12. １２．前記置換用数字の発生のために、および／または各ワードの中の置換され るべき数字の選択の決定のため、別のランダムまたは疑似ランダム数列を生成す る手段をさらに含む請求項１１に記載の装置。
13. １３．符号化プロセスにおいて置換された重みの低い数字を検出する手段と、符 号化で用いられた置換用数字の数列のコピーを保持する手段と、場所を特定され た重みの低い数字を、保持されている識別用数列のコピーと比較する手段と、比 較されたそれら数列間の一致の予め選ばれたレベルを検出する手段とを有する請 求項１１または１２に記載の装置を用いて符号化されたディジタル記録を復号す る装置。