JPH06500658A - 符号化システム - 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】 符号化システム 技術分野 本発明は信号の符号化に関し、特に、再生対象となる信号の符号化に関する。

従来技術 ラジオやテレビを含む電子メディアを監視して様々な信号を一元的に識別できる ようにするために、多くのシステムが提案されている。このような従来例の一例 として、ヘンブルーフ（Ｅ［ｅｍｂｒ。

ｏｋｅ）に付与された米国特許ｍ３．００４．１０４号、タック（Ｃｏ　ｏ　ｋ ）に付与された米国特許第４．０４０，０９９号、タナ−（Ｔａｎｎｅｒ）に付 与された米国特許第４，０７４，３１１号、タック（Ｃｏ　ｏ　ｋ）に付与され た米国特許第４．０８６，６３４号、ヤンコ（Ｊａｎｋｏ）に付与された米国特 許第４．２１３．１４９号などが挙げられる。

これらの特許は主に、記録された信号を無断で複製して一般的な方法で再生した 場合には信号に何らかの影響が出るように記録信号を変化させている。上述の米 国特許第３．００４，１０４号では、特定の狭い周波数帯域を変化させて周期を 変え、結果として得られた信号を一元的に識別する特定の符号を信号中に挿入す ることで信号を部分的に修正している。

記録信号を識別したり信号を選択的に削除したりする目的で記録信号に特定の信 号を加えただけでは信号の識別は困難であり、特定の記録信号の認識といった点 で問題を生じる。記録された様々な信号は各々独特であり、このような信号は所 望の信号品質に影響を及ぼさないような方法で部分修正しなければならない。記 録信号のうち符号化を必要とする信号の数は極めて多い上、特定の符号がどこか ら始まるかを判定したり、そのために廁ったすする際に問題が起こってくる。本 願出願人の知る限りでは、市場で見られるシステムのうち、これについて効果的 に使用されているものは今のところ存在しない。現段階における技術では、大き なコンピュータメそリバンクを使用する二とで一層実現の可能性が高くなったシ ステムもあることはある。しかしながら、信号品質を大きく損なうことなく、で きれば信号品質に全く影響を及ぼさずに信号を符号化して再生時にうまく認識で きるようにするための簡単かつ効果的な方法は依然として必要とされている。

発明の開示 本発明によれば、多数の周波数からなる与えられた記録信号を符号化するための 方法において、記録信号を部分的に修正し、周知の方法で記録信号の一部を選択 的に変え、記録信号を所望の方法で再生した場合に普通の人間の感覚では認識で きないが機械では認識可能な開始コードを生成する。符号化した信号を開始コー ドの後から解析し、特定の（！！数の）信号特性に基づいて識別コードを生成す る。この信号特性は全体的に見ると記録信号固有のものであるので、これを利用 して記録信号を識別する。

本発明の態様によれば、最低でも１つの周波数帯域を符号化する。

本発明の好ましい実施態様によれば、まず信号を濾波して記録信号を部分的に修 正し、１つ以上の監視周波数を生成する。この監視周波数の一部を削除して監視 周波数を部分的に修正し、デジタル開始コードを生成する。開始コードの後で各 監視周波数内の信号をデジタル化し、周知のパターン認識評価ソフトウェアを併 用して記録信号用の固有識別コードを生成する。

記録信号を符号化する際、好ましくはこの信号を走査して、開始コードを受信し 記録信号のパターン認１に使用されることになる信号部分に監視周波数内での信 号強度が十分な信号を含むようにする。

ある５周波分を監視周波数とすると好ましいが、各監視周波数の各々に完全な信 号を含む必要はない。これらの監視周波数の一部を除去した部分は人間の耳には 聞こえない速度で発生するので、監視周波数を適当に選択する二とによって、信 号の除去部分を認識する方法は存在しなくなる。さらに、信号の除去部分は記録 信号の残りの部分によってマスクされてしまうので、信号中の開始コードを普通 に認識するのはさらに難しくなる。信号を適宜符号化してしまえば、信号をパタ ーン認識用に解析する前に多数の放送をサンプリングして特定の開始コードの認 識に使用される完全な監視システムを構築することは可能である。二のように、 完全な記録信号の監視システムを提供すると共に、記録信号にまず開始コードを 挿入するための簡単な方法を提供する。

符号化した記録信号の再生を制限した方が良い場合は往々にして生じるので、開 始信号を認識した場合には信号再生をできなくする回路構成の再生装置を提供す る。このように、著作権保護された信号を無断複製できないようにしている。

図面の簡単な説明 本発明の好ましい実施例について添付図面を参照し、例を用いて詳細に説明する 。

因１は、符号化方法を示す概略図であり、図２は本発明による監視方法を示す概 略図である。

発明を実施するための最良の形態 可聴受信信号の符号化および監視に関する本発明の好ましい実施例について説明 する。しかしながら、極めて限られた量の１つ以上の周波数を特定の方法で除去 して開始信号を生成し得る多数の周波数を有する他の信号に対して、この方法お よび装置を使用することも可能である。さらに、１つ以上の周波数をパターン認 識評価ソフトウェアへの人力として使用し、特定の信号に対する固有の指紋のよ うなものにする。このように、信号の一部のみを使用するので装置側では開始コ ードを連続して監視することができる。

図１において、符号化方法全体を概略的に示す。フィルタ４で可聴信号２を処理 し、以後の処理のために可聴信号から一定の走査周波数６を分離する。走査周波 数６をまずレビュー８に入力し、開始コードを挿入することによって符号化され る信号内で適当な位置を決めるが、開始コードを１つ以上の周波数に挿入する際 にこの開始コードをどこに挿入するかは各周波数の強度による。

可聴信号のオリジナルを記録する間、一般にはこの可聴信号に関連した位置コー ドを含む。通常、位置コードは可聴信号に関連したＳＭＰＴＥコードである。信 号内の適当な位置が決まったら、信号を再生し、開始信号を挿入するための装置 １０によってこの位置に開始コードを挿入する。Ｉ＆本的に、開始コードの挿入 は可聴信号を間欠的にブランクにするかタイムスライスを穿孔するなどの方法で 行われる。特に、狭帯域周波数すなわち走査周波数のみを穿孔する。

符号化した開始信号は、人間の耳に対するマスク特性の利点を生かせるように、 十分なエネルギと周辺周波数を有する部分に挿入すると好ましい。基本的に、穿 孔された周波数の近くに強い周波数があると、人間の耳には両方の周波数を平均 化した状態で聞こえるので抜けている（ブランク）部分を聞き分けることはでき ない。

これはパルス周期が短い場合に極めて効果的である。上述したように、装置は、 濾波することでブランク部分を簡単に判別することができる。このように、特に 周辺周波数がかなり強い場合に人間の耳では聞分けられない信号内のブランク部 分や穿孔部分でも、装置でならば簡単に判別できるのである。

好ましくは１秒あたり３３ビツトの速度で各周波数に符号化された８ビット語の デジタル開始列である開始コードを挿入するための構成としては様々なものが考 えられる。開始コードを信号に挿入すると、走査周波数は一般に図中の１２で示 す位置で再び信号に戻り、信号全体が符号化されて記録に適した形となる。周知 の方法を使用して信号を再生すると、開始コードも記録信号の一部となってしま う。

信号を正確に認識するためには、仮に多重周波であったとしてもブランクや穿孔 は識別用としては不適であると言われている。しかしながら、特定の監視周波数 内での時間に対するサンプル信号のデジタル化された相対振幅に基づく識別コー ドアルゴリズムを使用して開始コードの直後に１つ以上の周波数の一部を解析す ることにより、信号の「指紋」を生成することができる。このような信号のデジ タル化は一般に図中の１４で実行され、１６で概略的に示す認識可能な指紋を生 成する。このように、信号の記録時に、「指紋」を生成して可聴信号に開始コー ドを挿入する。この信号は１８において記録される。

上述した符号化システムを使用することで、特定のコード信号に含まれる開始コ ードを信号内のどこへでも効果的に挿入することができる。このため、ａ）開始 コードはどこにあるか判別し；ｂ）開始コードを削除する：ことは困難になる。

走査周波数を処理すると、ある一定の遅延を生じるが、この遅延は装置２０にお いて他の周波数を遅延させることによって補償できる。

図２は、複数のラジオ局からの信号などの多数の受信信号を監視して、これらの ラジオ局や「指紋」信号を別々に識別するために使用される中心ソース５０にお ける信号の監視方法を説明するための図である。５２で示すような受信信号の各 々をフィルタ５４を通すことによって処理し、再び走査周波数６を生成する。こ れらの周波数を信号から分離した後、５６で示す装置を使用して開始コードを検 索する。開始コードが見付かったら５８で示すように１号をさらに処理し、図１ において１６で示すように信号にすでに割り当てである指紋を再生成する。指紋 の判別結果は各受信信号と一緒に記録され、どの情報が必要なのかを示す。この 処理は主に６０で示す部分において行われる。監視することによって指紋信号を 抽出するだけでも良いが、再生成された指紋と格納されている指紋とを実際に比 較して組みにすると好ましい。

このようなことから、連続して監視し、さらに符号化した入力アナログ信号を処 理して、図２に示すように、コードデジタル開始列を連続して走査していること は理解できよう。開始列を見付けると、デコーダによって個々の信号特性を調べ 、予め定められたアルゴリズムに基づいて識別コードを生成する。図１において 示されるように、信号の符号化によって可聴信号にデジタル開始列が挿入され、 基準指紋すなわち基準識別コードが生成される。

開始コードを可聴信号に挿入するために、全信号のある周波数だけを使用して人 間によって認識される可能性を小さくする一方で、正確な機械認識には都合の良 いようにしている。さらに、処理すべき周波数の帯域幅を小さくシ、信号のブラ ンク部分の時間すなわちタイムスライスを短くし、開始列内のビット数を少なく し、さらに周辺周波数のエネルギが十分である場合にのみ信号を符号化すること で、人間の耳に対するマスク特性の利点を十分に生かして開始コードを認識しに くいものとしている。この最終ステップは、開始コードの位置を予め任意に定め るのではなく、信号を走査して信号内で自由に適当な位置を決めることで実現で きる。したがって、このシステムを使用すれば、記録信号を所望の方法で再生し た時に人間の耳では開始コードを聞き取ることができないように開始コードの位 置をカスタマイズできる。

マスキングとは、２つの近い周波数帯域内に振幅の異なるエネルギが存在すると きに、振幅の大きい方の信号が振幅の小さい信号を部分的にマスクしてしまう性 質のことを言う。この利点を生かすため、振幅の小さい方の信号に開始列を挿入 すれば、この信号は振幅の大きい信号によってマスクされてしまう。

符号化は２段階の通過動作で行うと好ましい。可聴信号を一度目にエンコーダを 通過させる際に、エンコーダは最適な周波数とデジタル開始列を符号化する時刻 のために信号を走査する。最適な周波数すなわち好ましい周波数と時刻を決定す る特性として、１）デコーダによって簡単に見付けることができるブランクタイ ムスライス用の周波数内に十分なエネルギがなければならない；２）符号化期間 中は十分にマスクされる周波数でなければならないということがある。すべての 周波数に開始コードを挿入する必要はないが、監視中における開始コードの認識 をより一層確実にするために１つ以上の周波数を符号化すると好ましい。このよ うにすることで、開始コードの誤検出を減らすことができる。

周波数と時刻についての情報は、信号の第二通過段階で使用するためにエンコー ダの記憶装置に格納しておく。時刻の方は可聴信号と平行して進むＳＭＰＴＥタ イムクロックから読み出す。可聴信号の第二通過段階において、エンコーダはデ ジタル開始コード列を実際に符号化する。デジタル開始列の最終ビットまたは別 の適当な時間の直後に５秒分の信号を解析することにより、エンコーダｌよ何ら かのアルゴリズムに基づいて信号の指紋すなわち識別コードを生成する。この識 別コードは、各可聴信号ごとに固有のものである力（、このコードをデコーダの 出力コードと整合して信号を識別する。

以下に示す周波数は全音階成分である。

従って、全音階を使用した音楽はこれらの周波数のうち最低でも１つを含み、一 般には最低２周波数以上を含んでいる。

全音階に基づいた音楽の殆どは以下の周波数で十分であるとされている。

ｆ　１　５２４Ｈｚ ｆ　２　６２２Ｈｚ ｆ　３　８８０Ｈｚ ｆ４　１１０９Ｈｚ ｆ５　１３９７Ｈｚ 帯域幅は周波数の９．６％に等しい。

上述した全音階の周波数および全音階の和音は符号化用として好ましい。

上述の説明から明らかなように、開始コードに続く信号特性に基づいて固有の識 別コードを生成するために使用する好ましくは約５秒の短い時間と、信号内の適 当な位置に開始コードを挿入するための簡単な構成とを組み合わせて使用してい る。

以上、本発明の好ましい実施例について述べてきたが、本発明の趣旨および特許 請求の範囲の内容を逸脱せずに様々な修正変更が可能であることは当業者によっ て容易に理解できよう。

、＋＋、、Ａ−ＰＣＴ／ＣＡ　９０１００２９９国際調査報告 ＰＣＴ／ＣＡ　９０１００２９９ Ｓ＾　３９９６４ フロントページの続き （７２）発明者　ディル、ジェイムズ カナダ、オンタリオ　エム４ワイ　２エル２、トロント、ハントリー　ストリー ト（７２）発明者　グロス、ゲイリー カナダ、オンタリオ　エム１テイー　３エヌ６．アジンコート、ヴイクトリア　 パーク　アヴエニュ−２７２１，アパートメント＃２０３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．多数の周波数からなる与えられた記録信号を符号化するための方法において 、 周知の方法で前記記録信号の一部を選択的に変えるように前記記録信号を部分的 に修正し、前記記録信号を所望の方法で再生した場合に普通の人間の感覚では認 識できないが機械では認識可能な開始コードを生成するステップと；前記開始コ ードの後の信号を解析して特定の信号特性に基づいて識別コードを生成するステ ップと；を含み、前記信号特性は全体的に見ると前記記録信号固有のものである ので、これを利用して前記記録信号を識別することを特徴とする信号符号化方法 。 ２．前記開始コードは、最低１つの選択した周波数において短い時間のあいだ間 欠的にプランクを作り、デジタル開始コードを生成することによって生成された デジタル信号であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の信号符号化方法。 ３．前記信号は可聴信号であり、前記開始コードは最低２つの異なる周波数内に 存在することを特徴とする請求の範囲第２項記載の信号符号化方法。 ４．前記記録信号は可聴信号であり、前記開始コードを人間の耳では聞こえない ようにごまかし得る程度のエネルギが周辺周波数内に存在する時に限って前記開 始コードを前記記録信号に挿入することを特徴とする請求の範囲第１項、第２項 および第３項のいずれか１つに記載の信号符号化方法。 ５．最初に前記開始信号を挿入すべき適当な信号位置について前記記録信号を走 査し、該適当な信号位置に関する位置情報を示した後で前記情報によって前記開 始コードを前記適当な信号位置に挿入することを特徴とする請求の範囲第１項、 第２項および第３項のいずれか１つに記載の信号符号化方法。 ６．前記開始コードは長さ１秒未満の信号部分において符号化されることを特徴 とする請求の範囲第１項、第２項および第３項のいずれか１つに記載の信号符号 化方法。 ７．最初に前記開始信号を挿入すべき適当な信号位置について前記記録信号を走 査し、該適当な信号位置に関する位置情報を示した後で前記情報によって前記開 始コードを前記適当な信号位置に挿入するステップを含み、前記開始コードは最 低でも８ビット語であることを特徴とする請求の範囲第１項、第２項および第３ 項のいずれか１つに記載の信号符号化方法。 ８．最初に前記開始信号を挿入すべき適当な信号位置について前記記録信号を走 査し、該適当な信号位置に関する位置情報を示した後で前記情報によって前記開 始コードを前記適当な信号位置に挿入するステップを含み、前記開始コードは、 最低でも１秒あたり約３３ビットで符号化された８ビット語であることを特徴と する請求の範囲第１項、第２項および第３項のいずれか１つに記載の信号符号化 方法。 ９．前記記録信号を部分的に修正するステップは、予め選択された５つの異なる 符号化周波数のうち最低１つにおいて行われ、前記符号化周波数は全音階成分で あることを特徴とする請求の範囲第１項、第２項および第３項のいずれか１つに 記載の信号符号化方法。 １０．前記記録信号を部分的に修正するステップは、予め選択された５つの異な る符号化周波数のうち最低１つにおいて行われ、前記符号化周波数は、一般に５ ２４Ｈｚ、６２２Ｈｚ、１１０９Ｈｚ、１７６０Ｈｚおよび１３９７Ｈｚである ことを特徴とする請求の範囲第１項、第２項および第３項のいずれか１つに記載 の信号符号化方法。 １１．前記記録信号を部分的に修正するステップは、全音階の周波数または全音 階の周波数の和音において行われることを特徴とする請求の範囲第１項、第２項 および第３項のいずれか１つに記載の信号符号化方法。 １２．記録された可聴信号を符号化するためのエンコーダにおいて、 前記記録信号（２）を監視することにより、前記記録信号（２）に開始コードを 挿入するのに好ましい位置を前記記録信号（２）内で判定する手段（６、８）と ； 好ましい位置に関する情報を示し、前記開始コードを挿入するステップを可能に する手段（８）と； 前記情報を使用して好ましい位置にリターンし、前記開始コードを挿入する手段 （１０）と； 前記開始コードおよび無妨害記録可聴信号（２）を処理するためのアルゴリズム とに基づいて、前記記録可聴信号を除去することなく前記信号を処理し、前記記 録可聴信号に固有で該記録可聴信号の特性に基づいた識別コードを生成する手段 と；前記固有の識別コードを記録する手段（１６）と；を含むことを特徴とする エンコーダ。 １３．前記監視手段（６、８）は、前記開始信号が挿入される前記可聴信号（２ ）の特定周波数を処理することによって前記可聴信号を処理するために使用され る周波数濾波手段（４）を含むことを特徴とする請求の範囲第１２項記載のエン コーダ。 １４．前記濾波手段（４）は、前記信号を処理する手段によって使用され、これ によって前記識別コードは前記記録可聴信号の特定周波数から生成されることを 特徴とする請求の範囲第１３項記載のエンコーダ。 １５．前記開始コードは、最低２つの異なる別々の周波数であることを特徴とす る請求の範囲第１３項記載のエンコーダ。 １６．前記周波数濾波手段（４）は、全音階の周波数または全音階の周波数の和 音から選択された前記可聴信号の最低５つの異なる別々の周波数を処理すること を特徴とする請求の範囲第１５項記載のエンコーダ。 １７．予め定められたソース手段から信号を受信する手段（５０）と；受信信号 を処理し、前記受信信号中に予め定められた開始コードが含まれる場合にはこれ を判別する手段（５４、５６）と；パターン認識処理による開始コードの認識時 に信号を確実に再生し、信号特性に基づいて前記受信信号から識別コードを抽出 するために使用される前記受信信号を処理する手段（５８）と；前記識別コード を記録する手段（６０）と；を備えることを特徴とする監視システム。 １８．前記記録信号を処理する手段（５４、５６）は、信号を濾波して多数の監 視周波数（６）にし、該監視周波数は開始コードについて監視されパターン認識 処理に使用されることを特徴とする請求の範囲第１７項記載の監視システム。 １９．信用割当用に周知の識別コードと前記識別コードとを比較するためのコン ピュータ手段（５８）を含むことを特徴とする請求の範囲第１８項記載の監視シ ステム。 ２０．最低５つの監視周波数（６）を使用し、前記監視システムは無線信号用の システムであることを特徴とする請求の範囲第１９項記載の監視システム。