JPH10135944A

JPH10135944A - 情報符号化方法、記録媒体、及び復号化装置

Info

Publication number: JPH10135944A
Application number: JP8288542A
Authority: JP
Inventors: Kiyouya Tsutsui; 京弥筒井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 1998-05-22
Anticipated expiration: 2016-10-30
Also published as: JP3496411B2; US6081784A

Abstract

(57)【要約】【課題】暗号化の鍵情報がなくても情報信号を低品質
で再生することを可能とする。【解決手段】入力されたＰＣＭ信号を変換手段１６０
１で周波数信号成分に変換し、信号成分符号化手段１６
０２で符号化し、高域成分を排他的論理和手段１６０５
に送って疑似ランダムビット列発生手段１６０４からの
疑似ランダムビット列との排他的論理和をとる。符号列
生成手段１６０６では、信号成分符号化手段１６９２か
らの低域成分と排他的論理和手段１６０５からの暗号化
された高域成分とを有する符号列６０８を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オーディオＰＣＭ
信号等の情報信号を暗号化して符号化する情報符号化方
法、符号化された信号が記録された記録媒体、及び符号
化信号を復号化する復号化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば音響信号や映像信号などの情報信
号を暗号化して放送したり、記録媒体に記録して、鍵を
購入した者に対してのみその視聴を許可する、というソ
フトの流通方法が知られている。暗号化の方法として
は、例えば、ＰＣＭの音響信号のビット列に対して鍵信
号として乱数系列の初期値を与え、発生した０／１の乱
数系列と上記ＰＣＭのビット列との排他的論理和をとっ
たビット列を送信したり記録媒体に記録する方法が知ら
れている。この方法を使用することにより、鍵信号を入
手した者のみがその音響信号を正しく再生できるように
し、鍵信号を入手しなかった者は雑音しか再生できない
ようにすることができる。

【０００３】一方、音響信号を圧縮して放送したり、記
録媒体に記録する方法が普及しており、符号化されたオ
ーディオ或いは音声等の信号を記録可能な光磁気ディス
ク等の記録媒体が広く使用されている。オーディオ或い
は音声等の信号の高能率符号化の手法には種々あるが、
例えば、時間軸上のオーディオ信号等をブロック化しな
いで、複数の周波数帯域に分割して符号化する非ブロッ
ク化周波数帯域分割方式である、帯域分割符号化（サブ
・バンド・コーディング：ＳＢＣ）や、時間軸の信号を
周波数軸上の信号に変換（スペクトル変換）して複数の
周波数帯域に分割し、各帯域毎に符号化するブロック化
周波数帯域分割方式、いわゆる変換符号化等を挙げるこ
とができる。また、上述の帯域分割符号化と変換符号化
とを組み合わせた高能率符号化の手法も考えられてお
り、この場合には、例えば、上記帯域分割符号化で帯域
分割を行った後、該各帯域毎の信号を周波数軸上の信号
にスペクトル変換し、このスペクトル変換された各帯域
毎に符号化が施される。

【０００４】ここで、上述したフィルタとしては、例え
ばＱＭＦフィルタがあり、このＱＭＦフィルタについて
は、文献「1976, R. E. Crochiere, Digital coding of
speech in subbands, Bell Syst. Tech. J. Vol.55, N
o.8 1976 」に述べられている。また、文献「ICASSP 8
3, BOSTON Polyphase Quadrature filters-A new subba
nd coding technique, Joseph H. Rothweiler」には、
等バンド幅のフィルタ分割手法が述べられている。

【０００５】ここで、上述したスペクトル変換として
は、例えば入力オーディオ信号を所定単位時間（フレー
ム）でブロック化し、当該ブロック毎に離散フーリエ変
換（ＤＦＴ）、コサイン変換（ＤＣＴ）、モディファイ
ドＤＣＴ変換（ＭＤＣＴ）等を行うことで時間軸を周波
数軸に変換するようなスペクトル変換がある。ＭＤＣＴ
については、文献「ICASSP 1987, Subband/Transform C
oding Using Filter Bank Designs Based on Time Doma
in Aliasing Cancellation, J. P. Princen A.B. Brad
ley, Univ. of Surrey, Royal Melbourne Inst. of Tec
h.」に述べられている。

【０００６】波形信号をスペクトルに変換する方法とし
て上述のＤＦＴやＤＣＴを使用した場合には、Ｍ個のサ
ンプルからなる時間ブロックで変換を行うとＭ個の独立
な実数データが得られる。時間ブロック間の接続歪みを
軽減するために通常、両隣のブロックとそれぞれＭ₁ 個
のサンプルずつオーバーラップさせるので、平均して、
ＤＦＴやＤＣＴでは（Ｍ−Ｍ₁）個のサンプルに対して
Ｍ個の実数データを量子化して符号化することになる。

【０００７】これに対してスペクトルに変換する方法と
して上述のＭＤＣＴを使用した場合には、両隣の時間と
Ｎ個ずつオーバーラップさせた２Ｍ個のサンプルから、
独立なＭ個の実数データが得られるので平均して、ＭＤ
ＣＴではＭ個のサンプルに対してＭ個の実数データを量
子化して符号化することになる。復号化装置において
は、このようにしてＭＤＣＴを用いて得られた符号から
各ブロックにおいて逆変換を施して得られた波形要素を
互いに干渉させながら加え合わせることにより、波形信
号を再構成することができる。

【０００８】一般に変換のための時間ブロックを長くす
ることによって、スペクトルの周波数分解能が高まり特
定のスペクトル成分にエネルギーが集中する。したがっ
て、両隣のブロックと半分ずつオーバーラップさせて長
いブロック長で変換を行い、しかも得られたスペクトル
信号の個数が、元の時間サンプルの個数に対して増加し
ないＭＤＣＴを使用することにより、ＤＦＴやＤＣＴを
使用した場合よりも効率の良い符号化を行うことが可能
となる。また、隣接するブロック同士に十分長いオーバ
ーラップを持たせることによって、波形信号のブロック
間歪みを軽減することもできる。

【０００９】このようにフィルタやスペクトル変換によ
って帯域毎に分割された信号を量子化することにより、
量子化雑音が発生する帯域を制御することができ、マス
キング効果などの性質を利用して聴覚的により高能率な
符号化を行なうことができる。また、ここで量子化を行
なう前に、各帯域毎に、例えばその帯域における信号成
分の絶対値の最大値で正規化を行なうようにすれば、さ
らに高能率な符号化を行なうことができる。

【００１０】周波数帯域分割された各周波数成分を量子
化する周波数分割幅としては、例えば人間の聴覚特性を
考慮した帯域分割が行われる。すなわち、一般に臨界帯
域(クリティカルバンド)と呼ばれている高域程帯域幅が
広くなるような帯域幅で、オーディオ信号を複数（例え
ば２５バント）の帯域に分割することがある。また、こ
の時の各帯域毎のデータを符号化する際には、各帯域毎
に所定のビット配分或いは、各帯域毎に適応的なビット
割当て（ビットアロケーシヨン）による符号化が行われ
る。例えば、上記ＭＤＣＴ処理されて得られた係数デー
タを上記ビットアロケーシヨンによって符号化する際に
は、上記各ブロック毎のＭＤＣＴ処理により得られる各
帯域毎のＭＤＣＴ係数データに対して、適応的な割当て
ビット数で符号化が行われることになる。

【００１１】このようなビット割当の手法としては、文
献「Adaptive Transform Coding ofSpeech Signals, R.
Zelinski and P. Noll」、及び文献「IEEE Transacti
onsof Accoustics, Speech, and Signal Processing, v
ol. ASSP-25, No.4, August 1977」に記載されている２
つの手法が知られている。

【００１２】これらの文献に記載された技術において
は、各帯域毎の信号の大きさをもとに、ビット割当を行
なっている。この方式では、量子化雑音スペクトルが平
坦となり、雑音エネルギー最小となるが、聴感覚的には
マスキング効果が利用されていないために実際の雑音感
は最適ではない。

【００１３】また、文献「ICASSP 1980, The critical
band coder--digital encoding ofthe perceptual requ
irements of the auditory system, M. A. Kransner, M
IT」では、聴覚マスキングを利用することで、各帯域毎
に必要な信号対雑音比を得て固定的なビット割当を行な
う手法が述べられている。しかしこの手法ではサイン波
入力で特性を測定する場合でも、ビット割当が固定的で
あるために特性値が、それほど良い値とならない。

【００１４】これらの問題を解決するために、ビット割
当に使用できる全ビットが、各小ブロック毎にあらかじ
め定められた固定ビット割当パターン分と、各ブロック
の信号の大きさに依存したビット配分を行なう分に分割
使用され、その分割比を入力信号に関係する信号に依存
させ、前記信号のスペクトルが滑らかなほど前記固定ビ
ット割当パターン分への分割比率を大きくする高能率符
号化装置が提案されている。

【００１５】この方法によれば、サイン波入力のよう
に、特定のスペクトルにエネルギーが集中する場合には
そのスペクトルを含むブロックに多くのビットを割り当
てる事により、全体の信号対雑音特性を著しく改善する
ことができる。一般に、急峻なスペクトル成分をもつ信
号に対して人間の聴覚は極めて敏感であるため、このよ
うな方法を用いる事により、信号対雑音特性を改善する
ことは、単に測定上の数値を向上させるばかりでなく、
聴感上、音質を改善するのに有効である。

【００１６】ビット割り当ての方法にはこの他にも数多
くのやり方が提案されており、さらに聴覚に関するモデ
ルが精緻化され、符号化装置の能力があがれば聴覚的に
みてより高能率な符号化が可能になる。これらの方法に
おいては、計算によって求められた信号対雑音特性をな
るべく忠実に実現するような実数のビット割り当て基準
値を求め、それを近似する整数値を割り当てビット数と
することが一般的である。

【００１７】また、本件発明者等が先に提案した特願平
７−５００４８２号の出願の明細書及び図面において
は、スペクトル信号から聴感上特に重要なトーン性の成
分、すなわち特定の周波数周辺にエネルギーが集中して
いる信号成分、を分離して、他のスペクトル成分とは別
に符号化する方法が開示されており、これにより、オー
ディオ信号等を聴感上の劣化を殆ど生じさせずに高い圧
縮率で効率的に符号化することが可能になっている。

【００１８】実際の符号列を構成するにあたっては、先
ず、正規化および量子化が行なわれる帯域毎に量子化精
度情報、正規化係数情報を所定のビット数で符号化し、
次に、正規化および量子化されたスペクトル信号を符号
化すれば良い。

【００１９】また、いわゆるＭＰＥＧ規格の ISO/IEC 1
1172-3:1993(E), a993においては、帯域によって量子化
精度情報を表すビット数が異なるように設定された高能
率符号化方式が記述されており、高域になるにしたがっ
て、量子化精度情報を表すビット数が小さくなるように
規格化されている。

【００２０】さらに、量子化精度情報を直接符号化する
かわりに、復号化装置において、例えば、正規化係数情
報から量子化精度情報を決定する方法も知られている
が、この方法では、規格を設定した時点で正規化係数情
報と量子化精度情報の関係が決まってしまうので、将来
的にさらに高度な聴覚モデルに基づいた量子化精度の制
御を導入することができなくなる。また、実現する圧縮
率に幅がある場合には圧縮率毎に正規化係数情報と量子
化精度情報との関係を定める必要が出てくる。

【００２１】次に、量子化されたスペクトル信号を、例
えば、文献「D. A. Huffman: A Method for Constructi
on of Minimum Redundancy Codes, Proc.I.R.E.,40, p.
1098(1952)」に述べられている可変長符号を用いて符
号化することによって、より効率的に符号化する方法も
知られている。

【００２２】上述のように符号化された信号をＰＣＭ信
号の場合と同様に暗号化して配布することも可能で、こ
の場合、鍵信号を入手していない者は元の信号を再生す
ることはできない。また、符号化されたビット列を暗号
化するのではなく、ＰＣＭ信号をランダム信号に変換し
た後、圧縮のための符号化を行なう方法もあり、この場
合も鍵信号を入手していない者は雑音しか再生すること
はできない。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のスクランブル方法では、鍵が無い場合、あるいは通常
の再生手段で再生させた場合には、それを再生させると
雑音になってしまい、そのソフトの内容把握をすること
はできない。このため、例えば、比較的低音質で音楽を
記録したディスクを配布し、それを試聴した者が自分の
気に入ったものに対してだけ鍵を購入して高音質で再生
できるようにする、あるいはそのソフトを試聴してから
高音質で記録されたディスクを新たに購入できるように
する、といった用途に利用することができなかった。

【００２４】また従来、高能率符号化を施した信号を暗
号化する場合に、通常の再生手段にとって意味のある符
号列を与えながら、その圧縮効率を下げないようにする
ことは困難であった。すなわち、前述のように、高能率
符号化を施してできた符号列にスクランブルをかけた場
合、その符号列を再生しても雑音が発生するばかりでは
なく、スクランブルによってできた符号列が、元の高能
率符号の規格に適合していない場合には、再生手段がま
ったく動作しないこともありうる。

【００２５】また逆に、ＰＣＭ信号にスクランブルをか
けた後、高能率符号化した場合には例えば聴覚の性質を
利用して情報量を削っていると、その高能率符号化を解
除した時点で、必ずしも、ＰＣＭ信号にスクランブルを
かけた信号が再現できるわけでは無いので、スクランブ
ルを正しく解除することは困難なものになってしまう。
このため、圧縮の方法としては効率は下がっても、スク
ランブルが正しく解除できる方法を選択する必要があっ
た。

【００２６】本発明はこのような実情を鑑みてなされた
ものであり、オーディオ信号やビデオ信号等の情報信号
を暗号化して伝送したり記録媒体に記録して供給する場
合に、暗号化の鍵が無くとも内容が確認できる程度の低
品質の再生が行え、鍵を用いることによってより品質の
高い再生が行えるような情報符号化方法、記録媒体、及
び復号化装置を提供することを目的とするものである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る情報符号化
方法は、上述した課題を解決するために、入力された情
報信号を、内容を把握できる程度の低い品質の第一の信
号成分と、高品質再生のための第二の信号成分とに分割
し、上記第二の信号成分のみを暗号化して符号化するこ
とを特徴としている。

【００２８】すなわち、信号を比較的低い品質ではある
が内容を十分把握することができる第一の信号成分と高
品質再生のための第二の信号成分に分け、そのうちの第
一の信号成分は、スクランブル等の暗号化の解除機能の
無い再生手段でも再生できるようにするとともに、それ
を解読するための鍵を受け取った再生手段では第二の信
号成分も含めて再生できるようにすることによって高品
質再生を可能にするものである。

【００２９】本発明は、このような符号化が施された信
号を記録して成る記録媒体に適用できる。

【００３０】本発明に係る復号化装置は、情報信号が、
内容を把握できる低品質の第一の信号成分と、高品質再
生のための第二の信号成分とに分割され、上記第二の信
号成分のみが暗号化されて符号化された符号化信号が供
給され、上記暗号化の鍵信号の有無によって上記符号化
信号の内の上記第二の信号成分を復号化するか否かを選
択することを特徴としている。

【００３１】ここで、上記符号化は入力信号を圧縮する
ように符号化するものであることが挙げられる。また、
一部の情報は低品質再生用の第一の符号と高品質再生用
の第二の符号とに二重に符号化され、上記第一の符号は
暗号化しないことが挙げられる。この一部の情報として
は、上記第二の信号成分に関する情報が挙げられる。さ
らに、上記信号は音響信号であることが挙げられる。

【００３２】また、本発明は、信号を高能率符号化して
から暗号化をかけるが、そのようにしてできた符号列が
鍵の無い再生手段にとっても意味のある符号列にするこ
とによって、広い範囲の再生装置で比較的低品質の再生
を可能にするものである。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る情報符号化方
法、記録媒体、及び復号化装置の好ましい実施の形態に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００３４】先ず、本発明に用いられる暗号化の技術に
ついて、図１乃至図３を参照しながら説明する。

【００３５】図１は、暗号化したビット列を生成するた
めの暗号化装置の構成例を示すブロック図である。この
暗号化装置では、入力情報信号であるＰＣＭ信号７０３
の各ビットを排他的論理和手段１７０３に送り、制御手
段１７０１から送られた初期値情報７０１を利用して発
生された、疑似ランダムビット列発生手段１７０２の出
力７０２との排他的論理和をとることにより、ビット列
７０４を出力する。疑似ランダムビット列発生手段１７
０２としては、例えば、長さが１００ビットの任意に選
択したビット列を初期値として、それを自乗して中央の
１００ビットのみを残すという操作を繰り返して得られ
る乱数列の下から５０番めのビットを選択するようにし
て構成することができる。このようにして、出力された
ビット列を例えば光ディスクに記録することによって、
正しい鍵（この場合は、初期値情報７０１）を入手した
もののみ、元のＰＣＭ信号を再生できるようにすること
ができる。

【００３６】図２は、図１の暗号化装置が出力したビッ
ト列７０４を復号化するための復号化装置の構成例を示
したものである。疑似ランダムビット列発生手段１８０
２は図１の疑似ランダムビット列発生手段１７０２と同
じ機能を持ち、したがって、同じ鍵信号が初期値として
与えられれば、同じ疑似ランダムビット列が得られる。
この疑似ランダムビット列８０３と入力信号８０４は排
他的論理和がとられる。ここで図３に示すように、ビッ
トＡに対して二度、ビットＢとの排他的論理和をとる
と、ビットＡが再現されるので、正しい鍵信号が入手さ
れている場合にはビット列８０５を正しく再生すること
ができる。図２の例では、鍵情報８０１が制御手段１８
０１に供給され、制御手段１８０１は上記図１の制御手
段１７０１からの初期値情報７０１に等しい初期値情報
８０２を疑似ランダムビット列発生手段１８０２に送る
ことで、図１の暗号化のときと同じ疑似ランダムビット
列を疑似ランダムビット列発生手段１８０２に発生させ
て排他的論理和手段１８０３に送っている。

【００３７】しかしながら、入力情報信号であるＰＣＭ
信号に対して全体的に上述したような暗号化を施した場
合には、正しい鍵信号を入手しないと、ディスク等の媒
体に記録されているソフトの内容をまったく知ることが
できないので、ディスクを入手した者がそれを解読する
ための鍵信号を購入すべきかどうかの判断をすることが
困難であった。このため、例えば安い価格でソフトを配
布し、それを試聴したユーザーが気に入ったものに対し
てのみ鍵信号を購入するといったことはできなかった。

【００３８】そこで、このような問題を解決するため
に、本発明の実施の形態においては、入力情報信号であ
るＰＣＭ信号を二つの信号成分に分割し、一方のみを暗
号化して符号化している。これらの二つの信号成分につ
いては、入力されたＰＣＭ信号の低域成分を第一の信号
成分とし、高域成分を第二の信号成分として、第二の信
号成分のみを暗号化することが挙げられる。

【００３９】ここで、本発明の好ましい実施の形態が適
用される圧縮データ記録及び／又は再生装置の一例につ
いて、図４を参照しながら説明する。

【００４０】図４に示す圧縮データ記録及び／又は再生
装置において、記録媒体としては、スピンドルモータ５
１により回転駆動される光磁気ディスク１を用いてい
る。光磁気ディスク１に対するデータの記録時には、例
えば光学ヘッド５３によりレーザ光を照射した状態で記
録データに応じた変調磁界を磁気ヘッド５４により印加
することによって、いわゆる磁界変調記録を行い、光磁
気ディスク１の記録トラックに沿ってデータを記録す
る。また再生時には、光磁気ディスク１の記録トラック
を光学ヘッド５３によりレーザ光でトレースして磁気光
学的に再生を行う。

【００４１】光学ヘッド５３は、例えば、レーザダイオ
ード等のレーザ光源、コリメータレンズ、対物レンズ、
偏光ビームスプリッタ、シリンドリカルレンズ等の光学
部品及び所定パターンの受光部を有するフォトディテク
タ等から構成されている。この光学ヘッド５３は、光磁
気ディスク１を介して上記磁気ヘッド５４と対向する位
置に設けられている。光磁気デイスク１にデータを記録
するときには、後述する記録系のヘッド駆動回路６６に
より磁気ヘッド５４を駆動して記録データに応じた変調
磁界を印加すると共に、光学ヘッド５３により光磁気デ
ィスク１の目的トラックにレーザ光を照射することによ
って、磁界変調方式により熱磁気記録を行う。またこの
光学ヘッド５３は、目的トラックに照射したレーザ光の
反射光を検出し、例えばいわゆる非点収差法によりフォ
ーカスエラーを検出し、例えばいわゆるプツシユプル法
によりトラッキングエラーを検出する。光磁気ディスク
１からデータを再生するとき、光学ヘツド５３は上記フ
ォーカスエラーやトラッキングエラーを検出すると同時
に、レーザ光の目的トラックからの反射光の偏光角（カ
ー回転角）の違いを検出して再生信号を生成する。

【００４２】光学ヘッド５３の出力は、ＲＦ回路５５に
供給される。このＲＦ回路５５は、光学ヘッド５３の出
力から上記フォーカスエラー信号やトラッキングエラー
信号を抽出してサーボ制御回路５６に供給するととも
に、再生信号を２値化して後述する再生系のデコーダ７
１に供給する。

【００４３】サーボ制御回路５６は、例えばフォーカス
サーボ制御回路やトラッキングサーボ制御回路、スピン
ドルモータサーボ制御回路、スレッドサーボ制御回路等
から構成される。上記フォーカスサーボ制御回路は、上
記フォーカスエラー信号がゼロになるように、光学ヘッ
ド５３の光学系のフォーカス制御を行う。また上記トラ
ッキングサーボ制御回路は、上記トラッキングエラー信
号がゼロになるように光学ヘッド５３の光学系のトラッ
キング制御を行う。さらに上記スピンドルモータサーボ
制御回路は、光磁気ディスク１を所定の回転速度（例え
ば一定線速度）で回転駆動するようにスピンドルモータ
５１を制御する。また、上記スレッドサーボ制御回路
は、システムコントローラ５７により指定される光磁気
ディスク１の目的トラック位置に光学ヘッド５３及び磁
気ヘッド５４を移動させる。このような各種制御動作を
行うサーボ制御回路５６は、該サーボ制御回路５６によ
り制御される各部の動作状態を示す情報をシステムコン
トローラ５７に送る。

【００４４】システムコントローラ５７にはキー入力操
作部５８や表示部５９が接続されている。このシステム
コントローラ５７は、キー入力操作部５８による操作入
力情報により操作入力情報により記録系及び再生系の制
御を行う。またシステムコントローラ５７は、光磁気デ
ィスク１の記録トラックからヘッダタイムやサブコード
のＱデータ等により再生されるセクタ単位のアドレス情
報に基づいて、光学ヘッド５３及び磁気ヘッド５４がト
レースしている上記記録トラック上の記録位置や再生位
置を管理する。さらにシステムコントローラ５７は、本
圧縮データ記録再生装置のデータ圧縮率と上記記録トラ
ック上の再生位置情報とに基づいて表示部５９に再生時
間を表示させる制御を行う。

【００４５】この再生時間表示は、光磁気ディスク１の
記録トラックからいわゆるヘッダタイムやいわゆるサブ
コードＱデータ等により再生されるセクタ単位のアドレ
ス情報（絶対時間情報）に対し、データ圧縮率の逆数
（例えば１／４圧縮のときには４）を乗算することによ
り、実際の時間情報を求め、これを表示部５９に表示さ
せるものである。なお、記録時においても、例えば光磁
気ディスク等の記録トラックに予め絶対時間情報が記録
されている（プリフォーマットされている）場合に、こ
のプリフォーマットされた絶対時間情報を読み取ってデ
ータ圧縮率の逆数を乗算することにより、現在位置を実
際の記録時間で表示させることも可能である。

【００４６】次に、この図４に示すディスク記録／再生
装置の記録系において、入力端子６０からのアナログオ
ーディオ入力信号Ａ_inがローパスフイルタ６１を介して
Ａ／Ｄ変換器６２に供給され、このＡ／Ｄ変換器６２は
上記アナログオーディオ入力信号Ａ_inを量子化する。Ａ
／Ｄ変換器６２から得られたデジタルオーディオ信号
は、ＡＴＣ（適応変換符号化：Adaptive Transform Cod
ing）エンコーダ６３に供給される。また、入力端子６
７からのデジタルオーディオ入力信号Ｄ_inがデジタル入
力インターフェース回路６８を介してＡＴＣエンコーダ
６３に供給される。ＡＴＣエンコーダ６３は、上記入力
信号Ａ_inを上記Ａ／Ｄ変換器６２により量子化した所定
転送速度のデジタルオーディオＰＣＭデータについて、
所定のデータ圧縮率に応じたビット圧縮（データ圧縮）
処理を行うものであり、ＡＴＣエンコーダ６３から出力
される圧縮データ（ＡＴＣデータ）は、メモリ６４に供
給される。例えばデータ圧縮率が１／８の場合について
説明すると、ここでのデータ転送速度は、標準的なディ
ジタルオーディオＣＤのフォーマットであるいわゆるＣ
Ｄ−ＤＡフオーマットのデータ転送速度（７５セクタ／
秒）の１／８（９．３７５セクタ／秒）に低減されてい
る。

【００４７】次にメモリ（ＲＡＭ）６４は、データの書
き込み及び読み出しがシステムコントローラ５７により
制御され、ＡＴＣエンコーダ６３から供給されるＡＴＣ
データを一時的に記憶しておき、必要に応じてディスク
上に記録するためのバッファメモリとして用いられてい
る。すなわち、例えばデータ圧縮率が１／８の場合にお
いて、ＡＴＣエンコーダ６３から供給される圧縮オーデ
ィオデータは、そのデータ転送速度が、標準的なＣＤ−
ＤＡフォーマットのデータ転送速度（７５セクタ／秒）
の１／８、すなわち９.３７５セクタ／秒に低減されて
おり、この圧縮データがメモリ６４に連続的に書き込ま
れる。この圧縮データ（ＡＴＣデータ）は、前述したよ
うに８セクタにつき１セクタの記録を行えば足りるが、
このような８セクタおきの記録は事実上不可能に近いた
め、後述するようなセクタ連続の記録を行うようにして
いる。

【００４８】この記録は、休止期間を介して、所定の複
数セクタ（例えば３２セクタ＋数セクタ）から成るクラ
スタを記録単位として、標準的なＣＤ−ＤＡフォーマッ
トと同じデータ転送速度（７５セクタ／秒）でバースト
的に行われる。すなわちメモリ６４においては、上記ビ
ット圧縮レートに応じた９．３７５（＝７５／８）セク
タ／秒の低い転送速度で連続的に書き込まれたデータ圧
縮率１／８のＡＴＣオーディオデータが、記録データと
して上記７５セクタ／秒の転送速度でバースト的に読み
出される。この読み出されて記録されるデータについ
て、記録休止期間を含む全体的なデータ転送速度は、上
記９．３７５セクタ／秒の低い速度となっているが、バ
ースト的に行われる記録動作の時間内での瞬時的なデー
タ転送速度は上記標準的な７５セクタ／秒となってい
る。従って、ディスク回転速度が標準的なＣＤ−ＤＡフ
ォーマットと同じ速度（一定線速度）のとき、該ＣＤ−
ＤＡフォーマットと同じ記録密度、記憶パターンの記録
が行われることになる。

【００４９】メモリ６４から上記７５セクタ／秒の（瞬
時的な）転送速度でバースト的に読み出されたＡＴＣオ
ーディオデータすなわち記録データは、エンコーダ６５
に供給される。ここで、メモリ６４からエンコーダ６５
に供給されるデータ列において、１回の記録で連続記録
される単位は、複数セクタ（例えば３２セクタ）から成
るクラスタ及び該クラスタの前後位置に配されたクラス
タ接続用の数セクタとしている。このクラスタ接続用セ
クタは、エンコーダ６５でのインターリーブ長より長く
設定しており、インターリーブされても他のクラスタの
データに影響を与えないようにしている。

【００５０】エンコーダ６５は、メモリ６４から上述し
たようにバースト的に供給される記録データについて、
エラー訂正のための符号化処理（パリテイ付加及びイン
ターリーブ処理）やＥＦＭ符号化処理などを施す。この
エンコーダ６５による符号化処理の施された記録データ
が磁気ヘッド駆動回路６６に供給される。この磁気ヘッ
ド駆動回路６６は、磁気ヘッド５４が接続されており、
上記記録データに応じた変調磁界を光磁気ディスク１に
印加するように磁気ヘッド５４を駆動する。

【００５１】また、システムコントローラ５７は、メモ
リ６４に対する上述の如きメモリ制御を行うとともに、
このメモリ制御によりメモリ６４からバースト的に読み
出される上記記録データを光磁気ディスク１の記録トラ
ックに連続的に記録するように記録位置の制御を行う。
この記録位置の制御は、システムコントローラ５７によ
りメモリ６４からバースト的に読み出される上記記録デ
ータの記録位置を管理して、光磁気ディスク１の記録ト
ラック上の記録位置を指定する制御信号をサーボ制御回
路５６に供給することによって行われる。

【００５２】次に、図４に示すディスク記録／再生装置
の再生系について説明する。この再生系は、上述の記録
系により光磁気ディスク１の記録トラック上に連続的に
記録された記録データを再生するためのものであり、光
学ヘッド５３によって光磁気ディスク１の記録トラック
をレーザ光でトレースすることにより得られる再生出力
がＲＦ回路５５により２値化されて供給されるデコーダ
７１を備えている。この時光磁気ディスクのみではな
く、いわゆるＣＤ（コンパクトディスク：Compact Dis
c）と同じ再生専用光ディスクの読みだしも行なうこと
ができる。

【００５３】デコーダ７１は、上述の記録系におけるエ
ンコーダ６５に対応するものであって、ＲＦ回路５５に
より２値化された再生出力について、エラー訂正のため
の上述の如き復号化処理やＥＦＭ復号化処理などの処理
を行い、上述のデータ圧縮率１／８のＡＴＣオーディオ
データを、正規の転送速度よりも早い７５セクタ／秒の
転送速度で再生する。このデコーダ７１により得られる
再生データは、メモリ７２に供給される。

【００５４】メモリ（ＲＡＭ）７２は、データの書き込
み及び読み出しがシステムコントローラ５７により制御
され、デコーダ７１から７５セクタ／秒の転送速度で供
給される再生データがその７５セクタ／秒の転送速度で
バースト的に書き込まれる。また、このメモリ７２は、
上記７５セクタ／秒の転送速度でバースト的に書き込ま
れた上記再生データがデータ圧縮率１／８に対応する
９．３７５セクタ／秒の転送速度で連続的に読み出され
る。

【００５５】システムコントローラ５７は、再生データ
をメモリ７２に７５セクタ／秒の転送速度で書き込むと
ともに、メモリ７２から上記再生データを上記９．３７
５セクタ／秒の転送速度で連続的に読み出すようなメモ
リ制御を行う。また、システムコントローラ５７は、メ
モリ７２に対する上述の如きメモリ制御を行うととも
に、このメモリ制御によりメモリ７２からバースト的に
書き込まれる上記再生データを光磁気ディスク１の記録
トラックから連続的に再生するように再生位置の制御を
行う。この再生位置の制御は、システムコントローラ５
７によりメモリ７２からバースト的に読み出される上記
再生データの再生位置を管理して、光磁気ディスク１も
しくは光ディスク１の記録トラック上の再生位置を指定
する制御信号をサーボ制御回路５６に供給することによ
って行われる。

【００５６】メモリ７２から９．３７５セクタ／秒の転
送速度で連続的に読み出された再生データとして得られ
るＡＴＣオーディオデータは、ＡＴＣデコーダ７３に供
給される。このＡＴＣデコーダ７３は、上記記録系のＡ
ＴＣエンコーダ６３に対応するもので、例えばＡＴＣデ
ータを８倍にデータ伸張（ビット伸張）することで１６
ビットのデジタルオーディオデータを再生する。このＡ
ＴＣデコーダ７３からのデジタルオーディオデータは、
Ｄ／Ａ変換器７４に供給される。

【００５７】Ｄ／Ａ変換器７４は、ＡＴＣデコーダ７３
から供給されるデジタルオーディオデータをアナログ信
号に変換して、アナログオーディオ出力信号Ａ_out を形
成する。このＤ／Ａ変換器７４により得られるアナログ
オーディオ信号Ａ_out は、ローパスフイルタ７５を介し
て出力端子７６から出力される。

【００５８】次に高能率圧縮符号化について詳述する。
すなわち、オーディオＰＣＭ信号等の入力デジタル信号
を、帯域分割符号化（ＳＢＣ）、適応変換符号化（ＡＴ
Ｃ：Adaptive Transform Coding）及び適応ビット割当
ての各技術を用いて高能率符号化する技術について、図
５以降を参照しながら説明する。

【００５９】図５は本発明に係る実施の形態が適用され
る音響波形信号の符号化装置の概略構成を示すブロック
図である。この実施の形態において、入力された信号波
形１０１は変換手段１１０１によって信号周波数成分の
信号１０２に変換された後、信号成分符号化手段１１０
２によって各成分が符号化されて信号１０３となり、符
号列生成手段１１０３によって符号列１０４が生成され
る。

【００６０】図６は図５の変換手段１１０１の具体例
で、帯域分割フィルタによって二つの帯域に分割された
信号がそれぞれの帯域において、ＭＤＣＴ（モディファ
イド離散コサイン変換）等の順スペクトル変換手段１２
１１、１２１２によりそれぞれスペクトル信号成分２２
１、２２２に変換されている。図６の信号２０１は図５
の信号１０１に対応し、図６の各信号２２１、２２２は
図５の信号１０２に対応している。図６の変換手段で、
信号２１１、２１２の帯域幅は、信号２０１の帯域幅の
１／２となっており、信号２０１の１／２に間引かれて
いる。もちろん変換手段としてはこの具体例以外にも多
数考えられ、例えば、入力信号を直接、ＭＤＣＴによっ
てスペクトル信号に変換しても良いし、ＭＤＣＴではな
く、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）やＤＣＴ（離散コサイ
ン変換）によって変換しても良い。いわゆる帯域分割フ
ィルタによって信号を帯域成分に分割することも可能で
あるが、本発明の方法は、多数の周波数成分が比較的少
ない演算量で得られる上記のスペクトル変換によって周
波数成分に変換する方法をとると都合が良い。

【００６１】図７は、図５の信号成分符号化手段１１０
２の具体例を示し、各信号成分（信号３０１）は、正規
化手段１３０１によって所定の帯域毎に正規化が施され
た後（信号３０２）、量子化精度決定手段１３０２によ
って計算された量子化精度（信号３０３）に基づいて量
子化手段１３０３によって量子化され、信号３０４とし
て取り出される。図７の信号３０１は図５の信号１０２
に対応し、図７の信号３０４は図５の信号１０３に対応
しているが、ここで、信号３０４には量子化された信号
成分に加え、正規化係数情報や量子化精度情報も含まれ
ている。

【００６２】図８は、図５に示す符号化装置によって生
成された符号列から音響信号を出力する復号化装置の一
例を示すブロック図である。この図８の復号化装置にお
いて、符号列４０１から符号列分解手段１４０１によっ
て各信号成分の符号４０２が抽出され、それらの符号４
０２から信号成分復号化手段１４０２によって各信号成
分４０３が復元された後、逆変換手段１４０３によって
音響波形信号４０４が出力される。

【００６３】図９は、図８の逆変換手段１４０３の具体
例であるが、これは図６の変換手段の具体例に対応した
もので、逆スペクトル変換手段１５０１、１５０２によ
って得られた各帯域の信号５１１、５１２が帯域合成フ
ィルタ１５１１によって合成されている。図９の各信号
５０１、５０２は図８の信号４０３に対応し、図９の信
号５２１は図８の信号４０４に対応している。

【００６４】図１０は図５に示される符号化装置におい
て、従来行なわれてきた符号化の方法について説明を行
なうための図である。この図１０の例において、スペク
トル信号は図６の変換手段によって得られたものであ
り、図１０はＭＤＣＴのスペクトルの絶対値をレベルを
ｄＢに変換して示したものである。入力信号は所定の時
間ブロック毎に６４個のスペクトル信号に変換されてお
り、それが図中の[１]から[８]の８つの帯域（以下、こ
れを符号化ユニットと呼ぶ）にまとめて正規化および量
子化が行なわれる。量子化精度は周波数成分の分布の仕
方によって符号化ユニット毎に変化させることにより、
音質の劣化を最小限に押さえる聴覚的に効率の良い符号
化が可能である。

【００６５】以上述べた方法に対して、さらに符号化効
率を高めることが可能である。例えば、量子化されたス
ペクトル信号のうち、頻度の高いものに対しては比較的
短い符号長を割り当て、頻度の低いものに対しては比較
的長い符号長を割り当てることによって、符号化効率を
高めることができる。また例えば、変換ブロック長を長
くとることによって、量子化精度情報や正規化係数情報
といったサブ情報の量を相対的に削減でき、また周波数
分解能を上がるので、周波数軸上で量子化精度をよりこ
まやかに制御できるため、符号化効率を高めることがで
きる。

【００６６】図１１は上述のような方法で符号化された
信号を記録するための従来技術に基づいたフォーマット
の実施の形態を示したものである。この例において、全
帯域は全部でＢ個の帯域に分割されており、低域側から
数えてｉ番め（ただし、１≦ｉ≦Ｂ）の帯域の量子化ビ
ット数をＷ(i) 、ｉ番めの帯域の正規化係数をＳ(i)、
ｉ番めの帯域の正規化及び量子化の施されたスペクトル
係数のビット列Ｑ(i)の各々が、図１１に示す順番で記
録されている。

【００６７】ここで、本発明の第一の実施の形態は、ソ
フトの内容を確認できる一部の信号成分には暗号化を施
さず、一般の再生手段でもその内容を試聴できるように
するとともに、さらに高音質の再生を可能にする信号成
分に対しては暗号化を施して信号を記録することによ
り、鍵を入手した者のみが価値の高い高音質の再生が可
能になるようにするもので、図１２は本発明の第一の実
施の形態の方法により、符号化を行なう場合の符号列の
例を示したものである。

【００６８】すなわち、この図１２に示す実施の形態に
おいては、入力された情報信号を、内容を把握できる低
品質の第一の信号成分としての低域成分と、高品質再生
のための第二の信号成分としての高域成分とに分割し、
上記第二の信号成分のみを暗号化して符号化している。

【００６９】この図１２の符号列で図１１の符号列と異
なるのは、入力情報信号の高域成分に対応するＱ(C+1)
からＱ(B) まで（ただし、１＜Ｃ＜Ｂ）の符号列が、疑
似ランダムビット列によって暗号化されて、Ｒ(Q(C+1))
からＲ(Q(B))までの符号列として記録されている点であ
る。

【００７０】この符号列を図８の復号化装置で再生しよ
うとすると、(C+1) 番からＢ番までの高域の信号は正規
化および量子化されたスペクトル係数の別途列が暗号化
されているため、正しく再生することができないが、１
番からＣ番までの低域の信号は正しく復号することがで
きる。一般に音響信号の場合、低域の信号に殆どの情報
量が集中しているので、このように低域の信号が正しく
再生されることにより、試聴者はそのソフトの内容を把
握することができるので、これにより、高音質再生のた
めに必要な鍵を購入すべきかどうかの判断を行なうこと
ができる。

【００７１】ところで、図１２のような符号化方法をと
った場合、図８の復号化装置で再生した時に、高域側に
不快な雑音がのることになる。そこでそのような欠点を
補うような、本発明のより望ましい符号化方法の実施の
形態について、図１３を参照しながら説明する。

【００７２】図１３の実施の形態では、図１２の実施の
形態においてＷ(C+1) からＷ(B) の信号が記録されてい
た部分には、W'(C+1)からW'(B)として０ビット割り当て
を行なっていることを示す情報が記録され、Ｗ(C+1)か
らＷ(B)の信号はこのブロックの信号の最後部に記録さ
れている。また、このＷ(C+1)からＷ(B)の信号を記録す
るために必要な分、正規化および量子化の施されたスペ
クトル係数のビット列が使用するビット数は図１２の例
より少ないものとして符号化がなされている。

【００７３】すなわち、この図１３に示す実施の形態に
おいては、入力された情報信号を、内容を把握できる低
品質の低域成分と、高品質再生のための高域成分とに分
割し、上記高域成分のみを暗号化してＲ(Q(C+1))からＲ
(Q(B))までの符号列として符号化すると共に、この高域
成分に関する情報、例えば量子化ビット数情報を、低品
質再生用のW'(C+1) からW'(B) までの第一の符号列と、
高品質再生用のＷ(C+1)からＷ(B)までの第二の符号列と
に二重に符号化している。

【００７４】この図１３に示すビット列を図８の復号化
装置で再生した場合、この復号化装置は、(C+1) からＢ
までのバンドにはビットが割り当てられていないものと
判断し、Ｒ(Q(C+1))からＲ(Q(B))までの符号列は無いも
のとして再生を行なうので、図１２の例の場合に発生し
たような不快な雑音は発生せず、ただ、帯域の狭い出力
音が再生される。これにより、試聴者は不快な思いを引
き起こしはしないが、高品質では無い音を試聴してこの
鍵を入手すべきかどうかの判断を行なうことができる。

【００７５】図１４は図１３の実施の形態の符号化方法
を実現するための符号化手段の具体例を示したもので、
この具体例においては、各時間ブロック毎にＮビットを
使用して符号化された信号が記録媒体に記録されるもの
とする。

【００７６】この図１４に示す実施の形態において、入
力されたＰＣＭ信号６０１は、変換手段１６０１によっ
て信号周波数成分の信号６０２に変換される。次にこの
信号６０２は、図５の符号化装置と同様に、信号成分符
号化手段１６０２によって、所定の帯域毎に正規化及び
量子化が施されて符号化される。ここで、図５の符号化
装置においては、各量子化ビット数の符号化にＭ₁ ビッ
ト、各正規化係数の符号化にＭ₂ ビットが使用されると
して、各時間ブロック毎に正規化および量子化の施され
たスペクトル係数のビット列に (N-(M₁+M₂)*B)ビットが
使用できるものとしてビット割り当てが行なわれる。こ
れに対して、図１４の符号化手段においては、各時間ブ
ロック毎に正規化および量子化の施されたスペクトル係
数のビット列に (N-(M₁+M₂)*B-(B-C)*M₁) ビットが使用
できるものとしてビット割り当てが行なわれ、その結果
が、Ｗ(1)からＷ(B)、Ｓ(1)からＳ(B)、Ｑ(1)からＱ(B)
として、信号６０３として出力される。

【００７７】また、制御手段１６０３の生成する鍵信号
６０５を初期値として疑似ランダムビット列発生手段１
６０４が出力した疑似ランダムビット列６０６と信号成
分符号化手段１６０２の出力した信号６０３との排他的
論理和が排他的論理和手段１６０５によってとられ、そ
の結果が信号６０７として出力される。符号列生成手段
１６０６は、各信号６０３、６０７の情報、およびW'(C
+1)からW'(B)に相当する０信号を選択的に結合し、図１
３に示された符号列６０８を出力する。

【００７８】図１５は、本発明の実施の形態として、図
１４の構成の符号化装置によって生成された符号列を高
音質再生するための復号化装置の具体例を示したもので
ある。この図１５において、符号列分解手段１９０１
は、図１３に示されたフォーマットの符号列９０１か
ら、Ｗ(1)からＷ(B)、Ｓ(1)からＳ(B)、Ｑ(1)からＱ(C)
およびＲ(Q(C+1))からＲ(Q(B))を抜き出し、選択手段１
９０５および、排他的論理和手段１９０２に送られる。
一方、制御手段１９０３を介して送られた鍵信号９０４
を初期値として、疑似ランダムビット列発生手段１９０
４は、図１４の信号６０６と同じ疑似ランダムビット列
９０５を発生し、排他的論理和手段１９０２に送る。排
他的論理和手段１９０２は各信号９０２と９０５との排
他的論理和をとり、その結果である信号９０６を選択手
段１９０５に送る。

【００７９】選択手段１９０５では、信号９０２のうち
Ｒ(Q(C+1))からＲ(Q(B))を信号９０６に含まれるＱ(C+
1)からＱ(B)に置き換え、その結果である信号９０７を
信号成分符号化手段１９０６に送る。

【００８０】以上は鍵信号が入手されている場合の処理
であるが、鍵信号が入手されていない場合には、選択手
段１９０５は、信号９０２のうち、Ｒ(Q(C+1))からＲ(Q
(B))を無視してかわりに０信号を信号成分符号化手段１
９０６に送る。あとは、信号成分符号化手段１９０６と
逆変換手段１９０７により、図８の復号化手段と同様に
ＰＣＭ信号９０９が生成され、出力される。

【００８１】以上の説明からも明らかなように、上述の
方法をとれば、図８の通常の復号手段で再生した場合、
または、鍵を入手せずに図１５の復号手段で再生した場
合には、雑音が発生しないので不快ではないが、再生帯
域の狭い、比較的低音質で再生がなされ、鍵を入手して
図１５の復号手段で再生した場合には、再生帯域の広い
高音質再生がなされる。

【００８２】なお、図１３の符号化方法は、本発明の一
実施の形態に過ぎず、例えば、図１６のように、Ｑ(C+
1)からＱ(B)までを暗号化するかわりに、Ｗ(C+1)からＷ
(B)を暗号化してＲ(W(C+1))からＲ(W(B))を作ることに
よっても、図１３の方法で符号化した場合と同様の効果
が得られる。

【００８３】図１７は、図１６の方法で符号化するため
の処理の流れの例を示すフローチャートであり、ステッ
プＳ１０１からステップＳ１０３の処理で、Ｓ(1)から
Ｓ(B)、Ｗ(1)からＷ(B)、Ｑ(1)からＱ(B)の情報を計算
した後、ステップＳ１０４においてＷ(C+1)からＷ(B)を
暗号化してＲ(W(C+1))からＲ(W(B))を作り、ステップＳ
１０５からステップＳ１０９の処理でこれらを組み合わ
せて図１６の符号列を生成する。

【００８４】一方図１８は、図１６の符号列から再生す
べき帯域の信号成分を生成するための処理の流れの例を
示したものである。先ず、ステップＳ２０１において低
域側のビット数情報Ｗ(1)からＷ(C)を復号化し、次に、
ステップＳ２０２において全帯域の正規化係数、Ｓ(1)
からＳ(B)を復号化し、さらにステップＳ２０３におい
て低域側の正規化および量子化されたスペクトル係数、
Ｑ(1)からＱ(C)を復号化する。次に、ステップＳ２０４
において鍵が入手済みの場合とそうでない場合に分け、
鍵が入手済みであれば、ステップＳ２０５に処理が移
る。ステップＳ２０５では、高域側のビット数情報Ｒ(W
(C+1))からＲ(W(B))を鍵を用いて復号化し、さらにステ
ップＳ２０６において、そうして得られたＷ(C+1)から
Ｗ(B)を使用してＱ(C+1)からＱ(B)の情報を復号化し、
以上によって得られた情報を使用してステップＳ２０７
で１番からＢ番の信号成分を生成する。一方、鍵が入手
済みでない場合には、ステップＳ２０８において１番か
らＣ番の低域側の信号成分のみを生成する。

【００８５】以上、本発明の方法に基づいて符号化する
別の実施の形態について述べたが、この他にも本発明の
実施方法は種々考えられ、例えば、非常に小さい値の正
規化係数が符号化可能な場合には、ビット割り当て情報
を０にする替わりに、図８の復号化手段が高域側の正規
化係数が記録してあると判断する位置に非常に小さい値
の正規化係数値を記録し、それとは別に、真の正規化係
数を記録しておくようにしても、図８の通常の復号手段
で再生した場合、または、鍵を入手せずに再生した場合
には、雑音がほとんど無く不快ではないが、再生帯域の
狭い比較的低音質の再生がなされ、一方、鍵を入手して
再生した場合には、高音質で再生がなされる、という効
果が得られる。

【００８６】同様に、符号化しているバンド数も記録し
ている場合には、図８の復号化手段がその情報が記録し
てあると判断する位置に、狭い帯域を表す情報を記録
し、真のバンド数情報を他に記録するようにしても良
い。これらを含め、符号の一部の情報を多重に記録し、
一方の信号を使用した場合のみ、高品質再生が行なえる
ようにし、そうでない場合には、信号の一部のみの再生
が行なえるようにする方法は種々考えられるが、これら
はすべて本発明の方法に含まれるものである。

【００８７】また、以上、信号を周波数軸方向に分割し
てその一部を暗号化する方法について述べたが、信号を
レベル方向に分割してその一部を暗号化することも可能
で、図１９、図２０はそれぞれ、そのための符号化手
段、復号化手段の実施の形態を示したものである。

【００８８】すなわち、図１９において、入力ＰＣＭ信
号７５３は信号分割手段１７５３によって下位側のビッ
ト７５４、および上位側のビット７５５に分割され、下
位側のビット７５４のみ、排他的論理和手段１７５４に
よってスクランブルがかけられた後、信号合成手段１７
５５によって再び上位ビットと合成される。一方、図２
０において、図１９の符号化手段の出力７５７と同じビ
ット列７７４は、下位側のビット７７５、および上位側
のビット７７６に分割され、下位側のビット７７５の
み、排他的論理和手段１７７４によってスクランブルが
解除された後、信号合成手段１７７５によって再び上位
ビットと合成され、図１９の入力ＰＣＭ信号７５３と同
じＰＣＭ信号７７８が得られる。

【００８９】しかしながら、周波数方向に信号を分割し
た方がスクランブルが解かれていない状態で試聴した場
合、雑音が聞こえずに違和感は少ない。また、信号圧縮
をかける場合には、下位側のビットの情報は消失するこ
とが多いので、周波数方向に対して信号を分割する方
が、より広範囲の用途に適用することができる。

【００９０】以上、オーディオ信号を用いた場合を例に
とって説明を行なったが、本発明の方法は画像信号に対
しても適用することが可能である。しかしながら、オー
ディオ信号の場合、帯域によって適応的にビット割当を
行なうことが音質維持のために特に有効であり、そのた
めのビット割当情報を記録する方法が広く用いられてお
り、本発明の方法を容易かつ有効に適用することが可能
である。

【００９１】また以上、各曲に対応した鍵情報により暗
号化した方法について述べたが、本発明の方法は必ずし
も各曲に対応した鍵情報を用いた場合でなくても適用す
ることが可能であり、例えば、非公開の共通アルゴリズ
ムによって高音質再生に必要な情報を符号化することも
可能である。この場合、高音質再生のための規格そのも
のが一種の鍵になっており、本発明の記述における暗号
化とはこのような場合を含めたものである。ただし、実
際に各曲、あるいは各媒体毎等にに鍵情報を使用して管
理を行なうことにより、より安全な情報流通処理が可能
であることは言うまでもない。

【００９２】また以上、符号化されたビットストリーム
を記録媒体に記録する場合について説明を行なったが、
本発明の方法はビットストリームを伝送する場合にも適
用可能であり、これにより、例えば、放送されているオ
ーディオ信号を鍵を入手した聴取者のみに高音質再生が
できるようにし、その他の聴取者に対してはその内容が
十分把握できるが、比較的低音質での再生のみができる
ようにすることが可能である。

【００９３】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、入力された情報信号を、内容を把握できる
程度の低い品質の第一の信号成分と、高品質再生のため
の第二の信号成分とに分割し、上記第二の信号成分のみ
を暗号化して符号化することにより、暗号化の鍵情報が
無くとも第一の信号成分により内容を把握できる程度の
低い品質の再生が行え、鍵情報を用いることにより高品
質再生が行える。

【００９４】従って、ソフトの内容を確認してから高品
質再生に必要な鍵情報を入手すべきかどうかを判断する
ことが可能となり、より円滑なソフトウェアの配布をす
ることが可能となった。さらに、本発明により、暗号解
除の機能を持っていない再生装置を用いても比較的低音
質ではあるが、その曲の内容等を知ることができるの
で、例えば、通勤中に通常の再生装置を用いて試聴を行
なうことが可能となり、より多くの対象者に対して、そ
れと同じ内容の曲が高音質で記録されているディスクを
購入すべきか否か等の判断を下すための試聴を行なわせ
ることが可能になった。さらに本発明の方法により、高
能率符号化を行なう場合にも上述の目的を果たす暗号化
が可能になる。

【００９５】また、一部の情報、例えば上記第二の信号
成分に関する情報については、低品質再生用の第一の符
号と高品質再生用の第二の符号とに二重に符号化し、上
記第一の符号は暗号化しないことにより、この第一の符
号を用いて再生することにより、上記第二の信号成分に
よるノイズ等の悪影響を受けることなく、低品質の再生
が行える。これは、符号化されて得られた符号列が鍵の
無い再生手段にとっても意味のある符号列にすることに
よって、広い範囲の再生装置で比較的低品質の再生を可
能にするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】情報信号を暗号化するための構成の一例を示す
ブロック図である。

【図２】情報信号を暗号化した符号列を復号化するため
の構成の一例を示すブロック図である。

【図３】暗号化および復号化するための一つの方法を説
明するための図である。

【図４】本発明の実施の形態が適用される圧縮データ記
録及び／又は再生装置の一例の概略構成を示すブロック
回路図である。

【図５】本発明の説明に供する符号化装置の一例を示す
ブロック図である。

【図６】図５の符号化装置の変換手段の具体例を示すブ
ロック図である。

【図７】図５の符号化装置の信号成分符号化手段の具体
例を示すブロック図である。

【図８】本発明の説明に供する復号化装置の具体例を示
すブロック図である。

【図９】図８の復号化装置の逆変換手段の具体例を示す
ブロック図である。

【図１０】本発明の説明に供する符号化方法を説明する
ための図である。

【図１１】本発明の説明に供する符号化方法により得ら
れた符号列の一例を説明するための図である。

【図１２】本発明係る符号化方法の実施の形態により得
られた符号列の一例を説明するための図である。

【図１３】本発明係る符号化方法の他の実施の形態によ
り得られた符号列の一例を説明するための図である。

【図１４】本発明に係る実施の形態が適用された符号化
装置の一例を示すブロック図である。

【図１５】本発明に係る復号化装置の実施の形態を示す
ブロック図である。

【図１６】本発明係る符号化方法の他の実施の形態の変
形例により得られた符号列の一例を説明するための図で
ある。

【図１７】図１６の符号列を得るための符号化方法の一
例を説明するためのフローチャートである。

【図１８】図１６の符号列を復号化する復号化方法の一
例を説明するためのフローチャートである。本発明によ
る復号化方法の実施例を示す流れ図である。

【図１９】本発明に係るさらに他の実施の形態が適用さ
れた符号化装置を示すブロック図である。

【図２０】本発明に係るさらに他の実施の形態となる復
号化装置の一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１６０１変換手段、１６０２信号成分符号化手
段、１６０３，１９０３，１７５１，１７７１制御
手段、１６０４，１９０４，１７５２，１７７２疑
似ランダムビット列発生手段、１６０５，１９０２，
１７５４，１７７４排他的論理和手段、１６０１
符号列生成手段、１９０１符号列分解手段、１９
０５選択手段、１９０６信号成分復号化手段、
１９０７逆変換手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された情報信号を、内容を把握でき
る低品質の第一の信号成分と、高品質再生のための第二
の信号成分とに分割する工程と、上記第二の信号成分のみを暗号化して符号化する工程と
を有することを特徴とする情報符号化方法。
【請求項２】上記第一の信号成分は上記入力情報信号
の低域成分であり、上記第二の信号成分は上記入力情報
信号の高域成分であることを特徴とする請求項１記載の
情報符号化方法。
【請求項３】上記符号化は入力信号を圧縮するように
符号化するものであることを特徴とする請求項１記載の
情報符号化方法。
【請求項４】一部の情報は低品質再生用の第一の符号
と高品質再生用の第二の符号とに二重に符号化され、上
記第一の符号は暗号化しないことを特徴とする請求項１
記載の情報符号化方法。
【請求項５】上記信号は音響信号であることを特徴と
する請求項１記載の情報符号化方法。
【請求項６】情報信号が、内容を把握できる低品質の
第一の信号成分と、高品質再生のための第二の信号成分
とに分割され、上記第二の信号成分のみが暗号化されて
符号化されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項７】上記第一の信号成分は上記入力情報信号
の低域成分であり、上記第二の信号成分は上記入力情報
信号の高域成分であることを特徴とする請求項６記載の
記録媒体。
【請求項８】上記符号化は入力信号を圧縮するように
符号化するものであることを特徴とする請求項６記載の
記録媒体。
【請求項９】一部の情報は低品質再生用の第一の符号
と高品質再生用の第二の符号とに二重に符号化され、上
記第一の符号は暗号化しないことを特徴とする請求項６
記載の記録媒体。
【請求項１０】上記信号は音響信号であることを特徴
とする請求項６記載の記録媒体。
【請求項１１】情報信号が、内容を把握できる低品質
の第一の信号成分と、高品質再生のための第二の信号成
分とに分割され、上記第二の信号成分のみが暗号化され
て符号化された符号化信号が供給され、上記暗号化の鍵
信号の有無によって上記符号化信号の内の上記第二の信
号成分を復号化するか否かを選択することを特徴とする
復号化装置。
【請求項１２】上記第一の信号成分は上記入力情報信
号の低域成分であり、上記第二の信号成分は上記入力情
報信号の高域成分であることを特徴とする請求項１１記
載の復号化装置。
【請求項１３】上記第一の信号成分は上記入力情報信
号の低域成分であり、上記第二の信号成分は上記入力情
報信号の高域成分であることを特徴とする請求項１１記
載の復号化装置。
【請求項１４】上記符号化は入力信号を圧縮するよう
に符号化するものであることを特徴とする請求項１１記
載の復号化装置。
【請求項１５】上記信号は音響信号であることを特徴
とする請求項１１記載の復号化装置。