| 【技術分類】 |
| １−Ｃ−１（２） 電子透かし埋め込み技術／音／音声／量子化後 |
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| 【技術の名称】 |
| 標本音声波形の量子化符号のビットを制御する電子透かし埋め込み方法 |
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| 【技術内容】 |
| 適応PCM(Adaptive Pulse Code Modulation : APCM)量子化によるデジタル音声符号にテキスト情報を埋め込む方法を提案する。原理は、標本化音声波形の量子化により得られる音声符号のブロックパリティ情報を、埋め込むテキスト情報により制御することである。 |
| 埋め込み方法を以下に説明する。入力された標本値Siを刻み幅δiで量子化して、音声符号Ciとして符号化し伝送する。Ciの絶対値から係数ｐを求め（例えばJayantの係数表を用いる）、量子化刻み幅δi+1をｐ×δiにより適応化する。この量子化と適応化の処理をｍ回繰り返し、ｍ×ｎブロック内のパリティ情報ｑを求める。ここで、ｍ、ｎはブロックサイズを定める適当な値である。次に、テキストから１ビットｒを抽出し、それを規範としてパリティ情報ｑを表のように調整する。この調整は当該ブロックにおける時系列上の最終符号Ci+m-1の特定ビットについて、埋め込むビット情報とパリティ情報が一致するように、ビットを操作する。また、次の量子化刻み幅δi+mの適応化は、埋め込み操作済みのCi+m-1を用いて行うことに注意する。 |
| 復号方法を以下に説明する。送られてきたｍ個の音声信号CiからCi+m-1におけるｍ×ｎブロック内のパリティ情報ｑを求め、メモリ上に蓄える。この操作を繰り返して、メモリ上に蓄えられたビット系列をバイト単位にまとめることでテキストを復号できる。 |
| 秘匿性を高くするために、あらかじめ暗号化したテキストビット系列を埋め込みビット系列として用いることが望ましい。ｍとｎは組み合わせを適切に選定し、あらかじめ受信者に密かに知らせておく必要がある。これが音声符号からテキストを復号する鍵になる。 |
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| 【図】 |
| 図 APCM符号化の例
埋め込みシステムダイヤグラム
埋め込み方法 |
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| 出典：「適応PCM量子化による音声符号へのテキスト情報の埋め込み」、「電子情報通信学会技術研究報告 第97巻 第208号」、（1997年７月25日）、岩切宗利、松井甲子雄著、（社）電子情報通信学会発行、63頁頁 図２ APCM符号化の例 |
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| 図 APCM符号化の例
埋め込みシステムダイヤグラム
埋め込み方法 |
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| 出典：「適応PCM量子化による音声符号へのテキスト情報の埋め込み」、「電子情報通信学会技術研究報告 第97巻 第208号」、（1997年７月25日）、岩切宗利、松井甲子雄著、（社）電子情報通信学会発行、64頁 図４ 埋め込みシステムダイヤグラム |
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| 図 埋め込み方法 |
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| 出典：「適応PCM量子化による音声符号へのテキスト情報の埋め込み」、「電子情報通信学会技術研究報告 第97巻 第208号」、（1997年７月25日）、岩切宗利、松井甲子雄著、（社）電子情報通信学会発行、64頁 表２ 埋め込み方法 |
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| 【出典／参考資料】 |
| 「適応PCM量子化による音声符号へのテキスト情報の埋め込み」、（1997年７月25日）、岩切宗利、松井甲子雄著、（社）電子情報通信学会発行、61頁〜66頁 |
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| 【技術分類】 |
| １−Ｃ−１（２） 電子透かし埋め込み技術／音／音声／量子化後 |
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| 【技術の名称】 |
| 励振線形予測符号化による音声符号を制御した電子透かし埋め込み方法 |
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| 【技術内容】 |
| ITUT-T勧告のG.728 16kbit/s LD-CELP(Low-Delay Code Excited Linear Prediction)に従いデジタル音声を圧縮符号化する際に、励振波形コードブックの選定区分を制御して電子透かしを埋め込む方法を提案する。 |
| LD-CELPでの符号化とは、励振波形コードブックの中から、入力された音声信号に最も近似する励振波形コードを選んで、そのコード番号に音声信号を符号化することである。この符号を伝送することで、音声を圧縮して伝えることができる。 |
| まず、透かしの秘匿性を向上しつつ波形コードブックを分類する鍵Kidxを導入する。このKidxは、波形コードブックを２種類に分類する鍵で128桁の２進数である。図に示すように、波形コードブックyi,i=0,1,...,127に対して"0"と"1"のラベルを付ける。ここで、Kidxの上位からiビット目の値をKidx(i)とする。 |
| 透かしを埋め込むには次のように行う。符号化において透かしビット"0"を埋め込む場合は、Kidx(i)=0となり、入力音声に最も近い励振波形コードyiを選ぶ。"1"を埋め込む場合は、Kidx(i)=1となり、入力音声に最も近い励振波形コードyiを選ぶ。この様にして、音声を符号化したiが決定され、送信される。 |
| 透かしの抽出は、伝送された音声符号iを用いてKidx(i)を調べることで行われる。この抽出処理は、Kidxを知る者のみが可能である。 |
| また、コードブックを分割することで、励振波形コードの選択範囲が半分になり、再生音声の劣化が心配されるが、劣化は非常に小さいことが確認されている。 |
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| 【図】 |
| 図 波形コードブックラベリング |
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| 出典：「低遅延符号励振線形予測符号化による音声符号への電子透かし」、「画像電子学会誌 第27巻 第５号」、（1998年10月25日）、松井甲子雄、岩切宗利著、画像電子学会発行、477頁 図２ 波形コードブックラベリング |
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| 【出典／参考資料】 |
| 「低遅延符号励振線形予測符号化による音声符号への電子透かし」、（1998年10月25日）、松井甲子雄、岩切宗利著、画像電子学会発行、475頁〜482頁 |
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| 【技術分類】 |
| １−Ｃ−１（２） 電子透かし埋め込み技術／音／音声／量子化後 |
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| 【技術の名称】 |
| 音声信号の周波数領域の値を制御する電子透かし埋め込み方法 |
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| 【技術内容】 |
| アナログ音声に副チャンネルデータを埋め込む方法を提案する。 |
| データの埋め込み時には、アナログ音声信号a(t)をAD(Analog to Digital)変換により一定の条件で量子化する。量子化された信号を64点ごとにブロック分割した上で、さらに各ブロックの波形をDCTにより周波数領域に変換し（その時の関数をZ(f)とする）、ある２箇所の周波数f1, f2(f1 ＜ f2)の絶対値を、副チャンネルデータds(t)のビットにあわせて次の式を満たすように変更する。 |
| ds(t) が１のとき |Z(f1)| ＞ |Z(f2)| |
| ds(t) が０のとき |Z(f1)| ＜ |Z(f2)| |
| 埋め込んだ波形を再び時間軸に戻し、DA(Digital to Analog)変換によりアナログ音声信号a'(t)として出力する。この様にして、副チャンネルデータ１ビットが埋め込まれる。 |
| 副チャンネルデータの抽出は、埋め込み時と同じく周波数の絶対値を大小比較することで行う。 |
| アナログ音声の場合、副チャンネルデータを検出する時に、データの先頭を判断すること、および再量子化によるフレームのずれが問題となる。そこで、データの先頭にsyncパターンと呼ぶビット列を埋め込み、このビット列のパターン判定を行うことで、副チャンネルデータの同期をとる。syncパターンは繰り返し埋め込むことで、副チャンネルデータの同期を再度取りなおす時に有効となる。 |
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| 【図】 |
| 図 Adding Data Sub Channel Data to Analog Audio |
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| 出典：「電子透かしによるアナログ音声信号へのデータ副チャンネル付加方式の検討」、「2001年電子情報通信学会総合大会」、（2001年）、鹿嶋雅、山本強著、（社）電子情報通信学会発行、229頁 図１ Adding Data Sub Channel Data to Analog Audio |
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| 図 Detecting The Front of Sub Channel |
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| 出典：「電子透かしによるアナログ音声信号へのデータ副チャンネル付加方式の検討」、「2001年電子情報通信学会総合大会」、（2001年）、鹿嶋雅、山本強著、（社）電子情報通信学会発行、229頁 図３ Detecting The Front of Sub Channel |
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| 【出典／参考資料】 |
| 「電子透かしによるアナログ音声信号へのデータ副チャンネル付加方式の検討」、（2001年）、鹿嶋雅、山本強著、（社）電子情報通信学会発行、229頁 |
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| 【技術分類】 |
| １−Ｃ−１（２） 電子透かし埋め込み技術／音／音声／量子化後 |
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| 【技術の名称】 |
| 音声信号の周波数領域の値を量子化する電子透かし埋め込み方法 |
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| 【技術内容】 |
| 周波数成分値の量子化による音声データに対する電子透かしを説明する。 |
| 透かしを埋め込む方法を次に説明する。コンテンツを有限長のブロックに分割し周波数変換を施す。FFT(Fast Fourier Transform)などの高速なルーチンを使うために、ブロック長は２のｎ乗の長さにすることが多い。周波数変換で得られた周波数成分値のいずれを量子化するかを決める。埋め込みに用いる帯域を定めておいて、その中からランダムに選んでいくのが一般的な手法である。埋め込むビット値に応じて、あらかじめ定めておいた幅（量子化ステップ）で量子化する。この操作により、１ビットの情報を埋め込んだことになる。周波数逆変換をして、透かしを埋め込んだブロックが得られる。 |
| 電子透かしが埋め込まれたコンテンツから透かし情報を取り出す際には上述した手順において周波数成分の量子化の代わりに、周波数成分の値から"0"、"1"どちらに対応付けられているかを調べ、１ビットの情報を読み取ることになる。 |
| また、量子化ステップを大きくとればそれだけ加工に対する耐性が高まる（＝埋め込んだ透かし情報が壊れにくくなる）が、同時にコンテンツに対する影響も大きくなる（＝音質が劣化する）ことに注意しなければならない。 |
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| 【図】 |
| 図 周波数成分値量子化による透かし埋め込み |
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| 出典：「音声電子透かしのパラメータ最適化について」、「電子情報通信学会技術研究報告 第98巻 第618号」、（1999年２月25日）、富岡淳樹、小川宏、中村高雄、高嶋洋一著、（社）電子情報通信学会発行、26頁 図１ 周波数成分値量子化による透かし埋め込み |
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| 【出典／参考資料】 |
| 「音声電子透かしのパラメータ最適化について」、（1999年２月25日）、富岡淳樹、小川宏、中村高雄、高嶋洋一著、（社）電子情報通信学会発行、25頁〜30頁 |
