JPH0544082B2 - - Google Patents

Description

体上に記録できるデータ信号に変換する装置２０ を具備するオーデイオ信号特徴づけ情報発生回
路。

２ 特許請求の範囲第１項記載の回路において、
さらに前記濾波器装置１０の出力と前記ゼロ交差
検出器１４の入力との間に接続された増幅器１２
を具備するオーデイオ信号特徴づけ情報発生回
路。

３ 特許請求の範囲第１項記載の回路において、
前記ゼロ交差検出器１４はヒステリシスを有する
オーデイオ信号特徴づけ情報発生回路。

４ 特許請求の範囲第１項記載の回路において、
前記カウントは圧縮カウントであるオーデイオ信
号特徴づけ情報発生回路。

５ 特許請求の範囲第１項記載の回路において、
最初に述べた装置はマイクロプロセツサ１８によ
り提供されるオーデイオ信号特徴づけ情報発生回
路。

６ 特許請求の範囲第１項記載の回路において、
最後に述べた装置はマイクロプロセツサ２０によ
り提供されるオーデイオ信号特徴づけ情報発生回
路。

７ 特許請求の範囲第１項記載の回路において、
前記カウント及び表示のデータ信号への前記変換
には周波数シフトキーイングが含まれるオーデイ
オ信号特徴づけ情報発生回路。

８ 特許請求の範囲第１項記載の回路において、
前記閾値検出器１６の閾値は大概の記録欠落がオ
ーデイオ信号のゼロ交差特徴づけと干渉するのを
防止するのに充分な値であるオーデイオ信号特徴
づけ情報発生回路。

９ 特許請求の範囲第１項記載の回路において、
前記閾値検出器１６の閾値は前記ゼロ交差検出器
１４のヒステリシスよりもおよそ20dB高いオー
デイオ信号特徴づけ情報発生回路。

１０ 特許請求の範囲第１項記載の回路におい
て、前記濾波器１０は帯域濾波器であるオーデイ
オ信号特徴づけ情報発生回路。

１１ 特許請求の範囲第１項記載の回路におい
て、前記時間間隔は１秒よりも短い等持続時間で
あるオーデイオ信号特徴づけ情報発生回路。

１２ 特許請求の範囲第１項記載の回路におい
て、前記閾値検出器１６の閾値はオーデイオ信号
が記録されている時にスピーチ入力が与えられる
時間の少くとも50％において閾値が満されるよう
な値であるオーデイオ信号特徴づけ情報発生回
路。

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本技術は後で再生する目的で記録媒体上にオー
デイオ信号を記録する時にその信号を特徴づける
回路に関する。特徴づける情報から得られるデー
タ信号も記録媒体上に記録され、それは記録され
た音声が変えられているかどうかを後に決定する
のに使用することができる。特に本発明は音声が
ゼロ交差検出回路を使用することを特徴とするオ
ーデイオ特徴づけ回路に関する。

スピーチもしくはスピーチの他に他の音声がい
つしよになつたようなオーデイオ情報を後で再生
する目的で記録を行い、疑問がある場合にはかな
りの量の電子回路を使用して、記録の信頼性を電
子的に証明できるように記録を行うことが好まし
い場合がある。このような記録方法はオーデイオ
記録の信頼性が時に問題となる、法の執行、個人
調査、ジヤーナリズム、医療、法律及び他の多く
の類似分野に応用される。

［従来の技術］ 入力オーデイオ信号から引き出される特徴づけ
情報を含む第１のデータ信号と共に入力オーデイ
オ信号が記録され、入力オーデイオ信号から得ら
れるものと同種の情報を含む第２のデータ信号が
再生中に生じ、このような第２のデータ信号は記
録された入力オーデイオ信号から引き出されるよ
うな改ざん防止記録装置が開示されている。２つ
のデータ信号は電子的に比較される。２つのデー
タ信号がハイレベルの比較を行えない場合、記録
は変えられているものとみなされる。

かなりの量の回路を使用してこのような装置に
より達成できる比較レベルはデータ信号を与える
のに使用する入力オーデイオ信号に含まれる情報
とこのような情報を得る方法に直接関連してい
る。例えば情報を特徴づける入力オーデイオ信号
から得られる包絡線情報を使用するのは好ましい
ことではなく、それはかなりの量の回路を使用し
て２つのデータ信号の所望の比較レベルを得て経
済的に許容できる装置を提供するのに充分な情報
を含んでいないためである。

本発明は前記した種類の装置のオーデイオ信号
入力から得られる特徴づけ情報を与えるのに使用
できる回路に実施され、それは 動作上オーデイオ信号を受信してその一部を選
定するように接続された濾波器装置と、動作上前
記濾波器装置の出力に接続され、特徴づけ情報と
して前記濾波器装置から受信したオーデイオ信号
のゼロ交差を検出するゼロ交差検出器と、前記濾
波器の出力に接続され前記濾波器からの信号が閾
値検出器の閾値を満す時期を決定する閾値検出器
と、 前記閾値検出器の出力とゼロ交差検出器に接続
され連続時間間隔に対するゼロ交差カウントを出
力し、連続する各時間間隔中に前記閾値検出器の
閾値が満されているかどうかの表示を与える装置
と、最後に述べた装置に接続され連続する各時間
間隔に対するカウントと連続する各時間間隔に対
する表示を受信し、前記カウント及び表示をオー
デイオ信号と共に記録媒体に記録できるデータ信
号へ変換する装置を含んでいる。カウント及び閾
値が満されているかどうかの表示をデータ信号に
変換することは周波数シフトキーを使用して行わ
れる。

このようにして、本発明の回路は入力オーデイ
オ信号に含まれるゼロ交差情報を与え、入力オー
デイオ信号を記録したデータ信号に包含する。帯
域濾波器を使用して、本回路はオーデイオ入力信
号の限定帯域幅内のゼロ交差をカウントするよう
に機能する。このようなカウントは順次等増分時
間中に取り出される。使用する時間増分は１秒よ
りも短く、大概の語を伝えるのに要する時間より
も遥かに短い。限定帯域幅内のオーデイオ入力信
号は本回路により調べられ、閾値が満されたかど
うかを決定する。閾値条件を使用すれば、カウン
ト時間増分中の任意時期に閾値が満されている場
合に取り出されるゼロ交差カウントは記録信号に
閾値と同程度の欠落がある場合にも使用できる。
閾値検出器の閾値はオーデイオ信号が記録されて
いる時にスピーチ入力が与えられる時間の少くと
も50％で閾値が満されるような値とされる。

本発明を実施した回路は濾波器装置の出力とゼ
ロ交差検出器の入力との間に接続された増幅器を
含むことができ、それによつてオーデイオが存在
する時に任意のノイズ信号値が充分で帯域幅内の
ノイズ信号のゼロ交差がカウントされるのを保証
する。

またゼロ交差検出器は幾分ヒステリシスを有
し、オーデイオ入力信号のノイズによりゼロ交差
検出器回路がチヤタリングするのを防止して正確
なゼロ交差検出を行う。閾値検出器に閾値はゼロ
交差検出器のヒステリシスよりもおよそ29dB高
くされる。

濾波器を通過した信号の範囲により各カウント
時間間隔中に最少数のゼロ交差が生じるため、こ
のような最小数を越すカウントのみをデータ信号
の一部としてテープに記録してゼロ交差の圧縮カ
ウントを出力できるようにする必要がある。

［実施例］ 本発明を応用する改ざん防止記録装置はオーデ
イオ入力が記録された後に変えられているかどう
かを決定するのに有用な磁気記録テープ等の記録
媒体上に情報を含むデータ信号と共にオーデイオ
入力の記録を行う。オーデイオ及びデータ信号を
同じトラツク上に記録したり別々のトラツクを使
用することができる。低速記録を行う場合、低い
記録速度では限定周波数分離が生じがちなため別
別のトラツクを使用することが好ましい。公知の
改ざん防止記録装置の場合、データ信号にはレコ
ーダに与えられる識別数の周期的記録、記録中の
オーデイオ入力を記録したデータ信号に使用する
ゼロ交差カウントに基いたオーデイオ信号からの
リアルタイム及び特徴づけ情報が含まれている。
添付図を参照として、本発明を実施した回路は帯
域濾波器１０、増幅器１２、ゼロ交差検出器１
４、閾値検出器１６、２個のマイクロプロセツサ
１８、20プラスFSK積分器２２を含んでいる。

スピーチは低周波数が支配的ではあるが、この
ような周波数で特徴づけ情報をあまり含んでいな
い。考慮すべきもう一つの要因は使用する記録速
度に対して与えられるテーブル記録装置の周波数
帯域である。記録速度が高い程、レコーダから与
えられる帯域幅は大きくなる。コンパクトなレコ
ーダを使用してしかも適切な記録時間を与えるた
めに、低記録速度が使用される。濾波器１０の帯
域幅に関して図の回路は、前記要因に基いており
記録速度は1.2cm／秒である。濾波器１０に対し
て選定された帯域は、1000〜3000Hzであり、（図
示せぬ）テープレコーダが記録しているのと同じ
オーデイオ信号を受信するように接続されてい
る。濾波器１０の出力は増幅器１２に加えられ
る。拘束すなわちクリツプされた増幅器が前記増
幅器１２として使用するのに好ましく、その理由
はこれが飽和しない増幅器でありしかも使用電流
が小さく図の回路が含まれるバツテリ操作レコー
ダにとつて重要なためである。スピーチが存在し
ない時に濾波された信号に存在する低レベルノイ
ズ信号が増幅器の出力を接続しているゼロ交差検
出器１４のヒステリシスを満すのに充分なレベル
となるのを充分保証するような利得を与えるため
に増幅器１２が使用される。もちろん、濾波器１
０からの信号値が適切であれば増幅器１２は不要
である。常に必要なわけではないが、スピーチ信
号のノイズによりチヤタリングを生じないように
ゼロ交差検出器１４は幾分ヒステリシスを有する
ことが好ましい。スピーチ信号は通常いかなる背
景ノイズよりも遥かに大きい。ゼロ交差検出器１
４が行うゼロ交差検出は２進カウンタによりカウ
ントされる。これは使用可能なマイクロプロセツ
サ１８により行うことができ、独立カウンタ回路
が不要となる。本発明を使用できる全体システム
に関する他の機能に対して必要であるためマイク
ロプロセツサ１８を使用することができる。マイ
クロプロセツサ１８が行うゼロ交差のカウントは
順次等増分時間中に得られ、このような時間増分
は大概の語を伝えるのに要する時間よりも遥かに
短い。毎秒64のカウント期間を与えるのに
15.625msの時間間隔が適切である。この時間間
隔を帯域濾波器と結合することは、カウントがお
よそ16から48の範囲となり16以上のカウントのみ
をオーデイオ信号と共に記録されるデータとして
使用してカウントを圧縮できることを意味する。
カウントがこのように圧縮されると、各カウント
について５データビツトしか必要とせずデータビ
ツト密度の効率的使用がはかられる。マイクロプ
ロセツサ１８から出されるこれらのカウントはマ
イクロプロセツサ２０へ送られ周波数シフトキー
（FSK）形状に変換されて（図示せぬ）レコーダ
のテープもしくは他の記録媒体上に周波数信号と
して記録し、ここで一つの周波数の１サイクルは
“１”を表わし、例えば一つの周波数の２倍の周
波数であるもう一つの周波数は“０”を表わす２
サイクルを生じるのに使用される。必要なタイミ
ングのメンテナンスを簡単化するために、このよ
うな周波数はゼロ交差カウントを取り出すのに使
用する時間間隔を決定するマイクロプロセツサ１
８のクロツク周波数と周波関係にある。1024及び
2048Hzの周波数がそれぞれ“１”及び“０”に使
用され、マイクロプロセツサ２０の出力するクロ
ツクが引き出される。マイクロプロセツサ２０は
またこのようなFSK記録形式について前記した
他のデータ信号情報の入力とカウント情報のタイ
ミングをとるのにも使用され、また充填ビツトだ
けでなく必要な同期化ビツト、すなわちエラー修
正コードビツトを出力する。マイクロプロセツサ
２０のFSK信号出力は（図示せぬ）レコーダに
供給されてレコーダに入力されるオーデイオ入力
と共に記録される前にFSK積分器回路２２を介
して整形される。リアルタイムは記録されるデー
タ信号の一部として与えられる入力の一つとして
示されている。リアルタイム情報はタイミングベ
ースとして32768Hzクロツククリスタルを使用す
るマイクロプロセツサ１８により維持される。こ
れにより、システムをオーデイオ入力及びデータ
信号の記録に使用していない時に、マイクロプロ
セツサ２０は1.048576MHzクロツクによりオフと
されて電力を保存できる。

この点について詳記した回路は記録されるデー
タ信号の一部としてゼロ交差カウントを与えるの
に適していない。ゼロ交差カウントを与えるこの
ような回路を使用した場合、記録されたゼロ交差
カウントを記録の変更をチエツクするためのデコ
ーダ内の同様な回路により記録されたオーデイオ
入力から得られるゼロ交差カウントと比較してで
たらめな結果が生じた。変更がなされていないの
に、記録オーデイオ入力が変更している場合に想
定されるような結果であつた。得られた結果を調
べた結果、記録され且つカウント時間間隔にわた
つてゼロ交差カウントにより特徴づけられるオー
デイオにより閾値条件が満されている場合のみ比
較を行なえば、比較により生じる差は不変である
ことが判つた。閾値検出器１６がこの点について
記載した回路に付加され濾波器１０からその入力
を受信する。閾値検出器１６は濾波器１０から受
信したオーデイオ信号が検出器１６の閾値を満し
ているかどうかの表示をマイクロプロセツサ１８
に与える。検出器１６の適当な閾値は記録用スピ
ーチが出されている時間の50〜70％を満すもので
ある。ヒステリシスを有する検出器１６の場合、
ゼロ交差検出器のヒステリシスよりも20dB程度
高い閾値が適切であることが判つた。マイクロプ
ロセツサ１８は各カウント時間間隔にマイクロプ
ロセツサ２０へ１ビツトの情報を与えるようにプ
ログラムされており、カウント時間間隔中の任意
の時間に閾値が満されているかどうかを表示す
る。閾値が満されているのを示すのに“１”を使
用し閾値が満されていないことを示すのに“０”
を使用することができ、その逆とすることもでき
る。この情報ビツトはマイクロプロセツサ２０へ
通され、FSKデータに加えられて記録される。
カウント時間間隔に対して行つたゼロ交差カウン
トを運ぶのに使用するビツトの後にこの情報を続
けると便利である。

閾値検出器１６を使用してカウント時間間隔中
に行われるゼロ交差カウントの信頼度に関する基
準を確立するために、記録されたオーデイオ信号
の再生時にゼロ交差のカウントを行つてオーデイ
オ信号の記録時にデータ信号を介して記録される
ゼロ交差カウントと高信頼度で比較して、記録さ
れたオーデイオ信号の改ざんが生じているかどう
かを決定することができる。記録されたオーデイ
オ信号のゼロ交差カウントは閾値検出器１６の無
い図示の回路と同様の回路を使用して行われる。
記録されたオーデイオ信号が全く変更されていな
い場合、ゼロ交差カウントの比較から16の連続カ
ウント期間にわたる最大全体差はおよそ48交差と
なつた。検出器１６の閾値を示す閾値情報がその
カウント期間に対して満たされている場合のみ差
が考えられる。連続する16のカウント期間に任意
の改ざんが存在することにより、16のカウント機
関に対する差カウントはおよそ100もしくはそれ
以上の値にドラマチツクに増大する。前記したこ
とから、前記した方法で行われる記録のオーデイ
オはオーデイオ信号の記録時に連続する16のカウ
ント期間に対して得られるゼロ交差カウントとオ
ーデイオの再生から得られるカウントとの差が45
よりも大きければ、記録の後にタンパーされてい
ると考えられる。

使用可能なゼロ交差カウントを得る問題の解法
を見つけた後、さらに分析を行つて閾値検出器１
６を持たない回路により行われるカウントを使用
する時なぜでたらめな結果が得られるかの断定を
行つた。一つの重要な要因はオーデイオの記録及
び再生中に生じる次第と考えられる。もう一つの
エラー源は忠実に再生されない低レベルの記録ノ
イズ信号と考へられる。機能的局面から、検出器
１６に使用する閾値は大概の記録欠落がオーデイ
オ信号のゼロ交差特徴づけと干渉するのを防止す
るように働く値である。

本発明を実施例について説明してきたが、当業
者であれば容易にさまざまな変更を行うことがで
き、いかなる適応や変形も本発明に含まれるもの
とする。従つて本発明は特許請求の範囲及びそれ
と同意義のものによつてのみ制約されるものとす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した回路の略ブロツク図
である。 参照符号の説明、１０……帯域濾波器（1000Hz
〜3000Hz）、１２……増幅器、１４……ゼロ交差
検出器、１６……閾値検出器、１８，２０……マ
イクロプロセツサ、２２……FSK積分器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録媒体上に記録されているオーデイオ信号
   に関する特徴づけ情報発生回路において、 動作上オーデイオ信号を受信してオーデイオ信
   号の一部を選定するように接続される濾波器装置
   １０と、 動作上前記濾波器装置１０に接続され前記濾波
   器装置から受信するオーデイオ信号のゼロ交差を
   特徴づけ情報として検出するゼロ交差検出器１４
   と、 前記濾波器１０の出力に接続され前記濾波器か
   らの信号が前記閾値検出器１６の閾値を満す時期
   を決定する閾値検出器１６と、 前記閾値検出器１６の出力と前記ゼロ交差検出
   器１４に接続され、連続する時間間隔に対してゼ
   ロ交差カウントを発生し前記連続する各時間間隔
   中に前記閾値検出器１６の閾値が満されていたか
   どうかの表示を与える装置１８と、前記装置１８
   に接続され前記連続する各時間間隔のカウントと
   前記連続する各時間間隔の表示を受信して、前記
   カウント及び表示をオーデイオ信号と共に記録媒