JP4099608B2

JP4099608B2 - Signal processing apparatus, recording medium, and signal processing method

Info

Publication number: JP4099608B2
Application number: JP21371998A
Authority: JP
Inventors: 英雄佐藤; 祐樹松村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2018-07-29
Also published as: JP2000048481A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号処理装置、記録媒体及び信号処理方法に関し、例えばオーディオ信号を記録した光ディスクと、この光ディスクを再生する光ディスク装置に適用することができる。本発明は、入力信号をＭＤＣＴ（改良離散コサイン変換）して処理する際に、所定周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値の２乗和を計算することにより、ＭＤＣＴによる計算結果をウォーターマークの処理等に使用することができる信号処理装置及び信号処理方法と、この信号処理方法を利用してウォーターマークを記録した記録媒体を提案する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク装置等のオーディオ機器においては、ＭＤＣＴの手法によりディジタルオーディオ信号を周波数スペクトラム信号に変換して処理するようになされおり、これによりディジタルオーディオ信号を高能率符号化処理するようになされている。
【０００３】
また光ディスク等の記録媒体については、いわゆるウォーターマークにより著作権の保護を図る方法が提案されている。この方法は、オーディオ信号の再生に影響を与えない程度の微小な信号レベル等により著作権に関するデータ等をオーディオ信号等の情報信号に重畳して記録するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのように光ディスクに記録するディジタルオーディオ信号等について、所定周波数成分の信号レベル（以下代表値と呼ぶ）を検出することができれば、人間の聴覚の特性を有効に利用してこの種のウォーターマークを記録することができると考えられる。
【０００５】
このときＭＤＣＴにおいては、入力信号を周波数スペクトラム信号に変換して処理することにより、このＭＤＣＴの処理により得られる周波数スペクトラム信号を有効に利用して所定周波数成分の代表値を検出することができれば、ＭＤＣＴを用いたエンコーダ等にウォーターマークの処理回路を簡易に付け加えることができると考えられる。
【０００６】
またＭＤＣＴにおいては、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）等に比して処理が簡単なことにより、このようにＭＤＣＴの処理により得られる周波数スペクトラム信号を有効に利用して所定周波数成分の代表値を検出することができれば、ＭＤＣＴを周波数解析等に適用して、ＭＤＣＴの適用分野を一段と拡大できると考えられる。
【０００７】
ところがＦＦＴ等の直交変換とは異なり、ＭＤＣＴでは位相成分を考慮せずに解析することにより、計算結果に位相特性が存在する。すなわち図７において、所定周波数の正弦波信号に対するＭＤＣＴ計算結果を示し、図８において、この正弦波信号の位相をπずらした信号に対するＭＤＣＴ計算結果を示すように、ＭＤＣＴは、処理対象である入力信号の位相によって計算結果が変化する。
【０００８】
これによりＭＤＣＴによる計算結果においては、処理対象である入力信号について、所定周波数成分の信号レベルを正しく検出できない問題があり、これによりウォーターマークの処理に使用することが困難な問題があった。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ＭＤＣＴによる計算結果をウォーターマークの処理等に使用することができる信号処理装置及び信号処理方法と、この方法を利用してウォーターマークを記録した記録媒体を提案しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１又は請求項１０の発明においては、信号処理装置及び信号処理方法において、入力信号を改良離散コサイン変換処理した周波数スペクトラム信号より所定周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値を検出し、該スペクトラム値の２乗和を計算する。また所定のシリアルデータより生成した変調信号の信号レベルを２乗和又は２乗和の平方根の値に応じて変化させて基準信号を生成し、この基準信号を入力信号に重畳する。またこの２乗和の計算を、この所定周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値より、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値と、奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値とを加算して実行する。また請求項６又は請求項１５の発明においては、信号処理装置及び信号処理方法において、入力信号を改良離散コサイン変換処理した周波数スペクトラム信号より所定周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値を検出し、該スペクトラム値の２乗和を計算する。また入力信号より所定周波数スペクトラムに対応する信号成分を抽出し、この信号成分の信号レベルを２乗和の逆数又は２乗和の平方根の逆数に応じて変化させて信号成分の信号レベルを補正した後、シリアルデータを復調する。またこの２乗和の計算を、この所定周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値より、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値と、奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値とを加算して実行する。
【００１４】
入力信号を改良離散コサイン変換処理した周波数スペクトラム信号においては、入力信号の位相に応じて変化するものの、所定周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値においては、隣接するスペクトラム値が９０度の位相差を持って入力信号の位相に応じて三角関数状に変化する。これにより該スペクトラム値の２乗和を計算すれば、この所定周波数スペクトラムについて代表値を検出することができる。これにより必要に応じてこの代表値等により、入力信号より所定周波数の信号レベルを検出して信号レベル検出結果を得、所定のシリアルデータより生成したこの所定周波数の変調信号の信号レベルをこの信号レベル検出結果に応じて変化させて基準信号を生成し、この基準信号を先の入力信号に重畳すれば、シリアルデータをウォーターマークとして重畳することができる。また入力信号より所定周波数の信号成分を抽出して信号レベルを補正した後、シリアルデータを復調すれば、重畳したウォーターマークを復調することができる。
【００１５】
これにより必要に応じてこの代表値等により、入力信号より所定周波数の信号レベルを検出して信号レベル検出結果を得、所定のシリアルデータより生成したこの所定周波数の変調信号の信号レベルをこの信号レベル検出結果に応じて変化させて基準信号を生成し、この基準信号を先の入力信号に重畳すれば、シリアルデータをウォーターマークとして重畳することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１９】
図２は、本発明の実施の形態に係る不正コピー検出の全体システムを示すブロック図である。この実施の形態においては、オーディオソースであるディジタルオーディオ信号ＤＡ１を記録する際に、ウォーターマークエンコーダ２により著作権の情報ＤＣを付加して光ディスク３に記録する。ここで著作権の情報ＤＣは、オーディオソースの著作権者、コピーを許可するか否か等の情報により構成される。
【００２０】
さらにこのシステムにおいては、この光ディスク３のダビング時において、ウォーターマークデコーダ４により著作権の情報ＤＣを検出し、コピーを許可するソースについてのみ、光磁気ディスク５、ディジタルオーディオテープレコーダ６、ＣＤ−Ｒ７等へのコピーを許可する。さらにこのようにしてコピーされた媒体であって市場にて流通する媒体においては、再生したディジタルオーディオ信号からウォーターマークデコーダ４により著作権の情報ＤＣを検出し、これにより違法コピーを発見する。
【００２１】
図１は、このウォーターマークエンコーダ２を示すブロック図である。ウォーターマークエンコーダ２において、ＭＤＣＴ計算部１２は、順次入力されるディジタルオーディオ信号ＤＡ１をＭＤＣＴ変換処理し、これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ１を周波数スペクトラム信号に変換する。ここで周波数スペクトラム信号は、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１をＭＤＣＴ変換処理して得られる係数データの集合であり、このＭＤＣＴ変換処理により得られる各周波数スペクトラムの信号レベルを示す信号である。
【００２２】
代表値計算部１４は、この周波数スペクトラム信号より図３に示す処理手順を繰り返し実行し、これにより周波数３〔ｋＨｚ〕の代表値を順次検出する。すなわち代表値計算部１４は、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、ＭＤＣＴ計算部１２で計算された周波数スペクトラム信号をサンプルブロックごとに読み込む。
【００２３】
続いて代表値計算部１４は、ステップＳＰ３に移り、ＭＤＣＴ計算部１２で計算された周波数スペクトラムについて、対象とする周波数に対応するスペクトラムの番号を計算する。ここで代表値計算部１４は、ＭＤＣＴ計算部１２で計算された周波数スペクトラムから対象とする周波数３〔ｋＨｚ〕の近傍の狭周波数帯域に位置する周波数スペクトラムを特定するように、スペクトラムの番号を計算する。
【００２４】
具体的に、代表値計算部１４は、対象とする周波数３〔ｋＨｚ〕の周波数スペクトラムをｓｐｅｃ_iとおくと、その直前の１本の周波数スペクトラムｓｐｅｃ_i-1 、その直後の２本のスペクトラムｓｐｅｃ_i+1 、ｓｐｅｃ_i+2 を特定する番号を計算する。
【００２５】
続いて代表値計算部１４は、ステップＳＰ４に移り、次式の演算処理を実行する。これにより代表値計算部１４は、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗と、奇数番目スペクトラム値の絶対値和の２乗とを加算し、その加算値の平方根を計算して目的周波数スペクトラムの代表値Ｐを計算する。
【００２６】
【数１】

【００２７】
すなわち上述したようにＭＤＣＴ変換して検出される周波数スペクトラムの計算結果は、位相特性を有し、同一周波数の入力信号を処理する場合でも、入力信号の位相により計算結果が変化する。
【００２８】
これをサンプリング周波数４４．１〔ｋＨｚ〕、１０２４データから成る時系列サンプルデータ信号（例えばディジタルオーディオ信号である）について考察すると、入力信号が４４．１〔ｋＨｚ〕を整数分周した周波数の単一正弦波の場合には、１０２４データブロックごとに毎回同位相の時間波形が切り出されるため、ＭＤＣＴ計算結果も毎回同じスペクトラム分布が得られることになる（図４（Ａ））。
【００２９】
ところが入力信号が４４．１〔ｋＨｚ〕の整数分周以外の周波数である単一正弦波の場合には、１０２４データブロックごとに毎回位相の異なる時間波形が切り出されるため、ＭＤＣＴ計算結果は毎回異なるスペクトラム分布が得られる（図４（Ｂ））。すなわちこの場合には、時間フレーム方向にも位相特性が現われることになる。
【００３０】
ところがこのような関係にあるＭＤＣＴ計算結果においては、入力信号が単一正弦波の場合、位相を変化させても、スペクトラムエネルギーの分布は、その殆どが理論値であるピークスペクトラム周辺の４本に集中し、これらエネルギーの集中するスペクトラムが対象とする周波数スペクトラムｓｐｅｃ_i、その直前の１本の周波数スペクトラムｓｐｅｃ_i-1 、その直後の２本のスペクトラムｓｐｅｃ_i+1 、ｓｐｅｃ_i+2 となる。
【００３１】
またこのようにエネルギーの集中するスペクトラムについて、隣接する２本のスペクトラムｓｐｅｃ_n、ｓｐｅｃ_n+1 について、入力信号の位相を変化させてその強度を計算すると、図５に示すように、これら２本のスペクトラムｓｐｅｃ_n、ｓｐｅｃ_n+1 は、π／２だけ位相がずれて、入力信号の位相に応じて三角関数的に変化することが判った。またこれら２本のスペクトラムｓｐｅｃ_n、ｓｐｅｃ_n+1 においては、スペクトラム値のＲＭＳ（自乗平均平方根）が位相に依存せずに一定値をとることが示された。
【００３２】
これによりこの実施の形態では、この４本のスペクトラムｓｐｅｃ_n-1 〜ｓｐｅｃ_n+2 について、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗と、奇数番目スペクトラム値の絶対値和の２乗とを加算し、その加算値の平方根を計算して目的周波数スペクトラムの代表値Ｐを計算することにより、対象とする周波数スペクトラムの位相に依存しない代表値を計算するようになされている。
【００３３】
このようにして代表値を計算すると、代表値計算部１４は、ステップＳＰ５に移り、計算した代表値Ｐをエンコード部１５に出力した後、ステップＳＰ６に移ってこの処理手順を終了する。
【００３４】
エンコード部１５は、著作権の情報ＤＣを周波数３〔ｋＨｚ〕の搬送波信号ＳＣにより変調してディジタルオーディオ信号ＤＡ１に重畳する。このとき著作権の情報ＤＣをＰＮ系列の乱数データＰＮによりスペクトラム拡散して重畳し、これにより解析困難に著作権の情報ＤＣを重畳する。さらにこのとき代表値計算部１４で計算された周波数３〔ｋＨｚ〕の代表値に従って振幅変調することにより、人間のマスキング効果を有効に利用して、このようにして重畳する著作権の情報ＤＣによるディジタルオーディオ信号ＤＡ１の音質劣化を防止する。
【００３５】
すなわちエンコード部１５において、搬送波生成部１７は、周波数３〔ｋＨｚ〕の正弦波信号による搬送波信号ＳＣを生成する。ＰＳＫ変調部１８は、著作権の情報ＤＣをシリアルデータの形式により繰り返し入力し、この著作権の情報ＤＣの極性により搬送波信号ＳＣの位相を反転させる。これによりＰＳＫ変調部１８は、著作権の情報ＤＣをＰＳＫ変調する。
【００３６】
ＰＮ生成部１９は、例えばディジタルオーディオ信号ＤＡ１を基準にしたタイミングによりＰＮ系列の乱数データＰＮを生成して繰り返し出力する。ＰＮ拡散部２０は、このＰＮ系列の乱数データＰＮをＰＳＫ変調部１８の出力信号に乗算し、これにより著作権の情報ＤＣによるＰＳＫ変調信号をスペクトラム拡散して秘匿性を向上する。
【００３７】
振幅変調部２１は、代表値計算部１４で検出された代表値ＰをこのＰＮ拡散部２０の出力信号に乗算する。これにより振幅変調部２１は、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の対応する周波数成分の信号レベルに応じて、ＰＮ拡散部２０より出力される出力信号の信号レベルを変化させる。
【００３８】
加算部２２は、この振幅変調部２１の出力信号をディジタルオーディオ信号ＤＡ１に加算して出力する。この実施の形態では、この出力信号を所定のエンコーダによりエンコードしてディスク原盤を露光し、このディスク原盤より光ディスク３が量産されることになる。
【００３９】
図６は、ウォーターマークデコーダ４を示すブロック図である。このウォーターマークデコーダ４においては、光ディスク３、光磁気ディスク５、ディジタルオーディオテープレコーダ６等（図２）を再生して得られるディジタルオーディオ信号ＤＡ２より、著作権の情報ＤＣを再生する。
【００４０】
このウォーターマークデコーダ４において、ＭＤＣＴ計算部３２は、順次入力されるディジタルオーディオ信号ＤＡ２をＭＤＣＴ変換処理し、これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ２を周波数スペクトラム信号に変換する。代表値計算部３４は、この周波数スペクトラム信号より図３に示す処理手順を繰り返し実行し、これにより周波数３〔ｋＨｚ〕の代表値Ｐを順次検出する。
【００４１】
フィルタ部３５は、狭帯域のバンドパスフィルタにより構成され、ディジタルオーディオ信号ＤＡ２より周波数３〔ｋＨｚ〕の信号成分を抽出して出力する。振幅変調部３６は、フィルタ部３５の出力信号に代表値Ｐの逆数を乗算することにより、ディジタルオーディオ信号ＤＡ２より抽出した周波数３〔ｋＨｚ〕の信号成分に含まれている著作権の情報ＤＣの変調信号について、この変調信号の信号レベルが一定値になるように、フィルタ部３５より出力される出力信号の信号レベルを補正して出力する。
【００４２】
ＰＮ生成部３７は、ＰＮ系列の乱数データＰＮを生成して繰り返し出力する。このときＰＮ生成部３７は、ディジタルオーディオ信号ＤＡ２を基準にしたタイミングによりこの乱数データＰＮを生成することにより、ウォーターマークエンコーダ２におけるディジタルオーディオ信号ＤＡ１に対するタイミングと同一のタイミングにより対応する乱数データＰＮを生成する。
【００４３】
搬送波生成部３８は、周波数３〔ｋＨｚ〕の正弦波信号による搬送波信号ＳＣを生成して出力する。乗算部３９は、搬送波信号ＳＣと乱数データＰＮとを乗算することにより、搬送波信号ＳＣを乱数データＰＮによりスペクトラム拡散して出力する。乗算部４０は、乗算部３９の出力信号と振幅変調部３６の出力信号とを乗算することにより、著作権の情報ＤＣにより信号レベルが変化し、かつディジタルオーディオ信号ＤＡ２における周波数３〔ｋＨｚ〕の信号成分がランダマイズされてなる乗算信号を出力する。
【００４４】
加算部４１は、この乗算部４０の出力信号を一定の時間周期で累積加算し、これにより著作権の情報ＤＣの各ビット単位で乗算部４０の出力信号を平均値化する。比較部４２は、この加算部４１の出力信号と所定の基準値との比較結果を得ることにより、著作権の情報ＤＣを復調して出力する。
【００４５】
これによりこの実施の形態においては、光ディスク３をダビングする際には、この著作権の情報に基づいてダビングを制限できるようになされ、さらに不正コピーされた疑いのあるソースについては、ソースの出所を究明できるようになされている。
【００４６】
以上の構成において、光ディスクの製造工程においては、光ディスクに記録するディジタルオーディオ信号ＤＡ１がウォーターマークエンコーダ２に入力され（図１）、ＭＤＣＴ計算部１２において、順次周波数スペクトラム信号に変換される。
【００４７】
この周波数スペクトラム信号は、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の周波数が一定であっても位相に応じて変化し、隣接するスペクトラム値が９０度の位相差を持って、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の位相に応じて三角関数状に変化する（図５）。これにより周波数スペクトラム信号は、目的周波数スペクトラムを含む狭帯域において、周波数スペクトラム値の２乗和が計算され、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の位相が変化しても特定周波数の信号レベルを正しく表す代表値が計算される。
【００４８】
またこのとき単一周波数の正弦波をＭＤＣＴ変換すると、この周波数の周波数スペクトラム、その直前の１本の周波数スペクトラム、その直後の２本のスペクトラムにエネルギーが集中することにより（図７及び図８）、これら代表値計算部１４において、周波数３〔ｋＨｚ〕の周波数スペクトラム値、この周波数３〔ｋＨｚ〕のその直前の１本の周波数スペクトラム値、その直後の２本のスペクトラム値が選択され、これらスペクトラム値より偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗と、奇数番目スペクトラム値の絶対値和の２乗とが加算され、その加算値の平方根により目的周波数スペクトラムの代表値Ｐが計算される。
【００４９】
これによりディジタルオーディオ信号ＤＡ１は、周波数３〔ｋＨｚ〕の信号レベルが簡易かつ正しく検出される。
【００５０】
ウォーターマークエンコーダ２においては、これと同一周波数の正弦波信号である周波数３〔ｋＨｚ〕の搬送波信号ＳＣが搬送波生成部１７において生成され、この搬送波信号ＳＣが著作権の情報ＤＣによるシリアルデータによりＰＳＫ変調される。さらにこのＰＳＫ変調信号がＰＮ系列の乱数データＰＮによりスペクトラム拡散され、その結果得られる変調信号が代表値に応じて振幅変調される。これによりウォーターマークエンコーダ２においては、周波数３〔ｋＨｚ〕のシリアルデータによる変調信号の信号レベルが、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１における周波数３〔ｋＨｚ〕の信号レベルに応じて変化するように、この変調信号の信号レベルが補正されて著作権を示す基準信号が生成され、この基準信号がディジタルオーディオ信号ＤＡ１に重畳されて光ディスク３に記録される。
【００５１】
これによりこの基準信号においては、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１の同一周波数の信号レベルに応じて信号レベルが変化し、ディジタルオーディオ信号ＤＡ１に重畳しても、マスキング効果によりディジタルオーディオ信号ＤＡ１の音質劣化を回避することができる。またＰＮ系列の乱数データＰＮにより変調したことにより、秘匿性が向上される。
【００５２】
このようにしてディジタルオーディオ信号ＤＡ１に重畳されて記録された基準信号においては、ディジタル信号の形式により、またアナログ信号の形式によりダビングする場合でも、そっくりそのままダビングされることになる。
【００５３】
これによりこのようにしてダビングする際に、またダビングされたソースを再生して、このディジタルオーディオ信号ＤＡ１に重畳された著作権の情報ＤＣを確認して種々の違法コピー対策を実施することが可能となる。
【００５４】
すなわちこのようにして種々のソースより得られるディジタルオーディオ信号ＤＡ２は、ウォーターマークデコーダ４（図６）のＭＤＣＴ計算部３２において周波数スペクトラム信号に変換され、続く代表値計算部３４において、ウォーターマークエンコーダ２における場合と同様にして代表値が計算される。またこのようにして代表値が計算される周波数成分がフィルタ部３５においてディジタルオーディオ信号ＤＡ２より抽出される。
【００５５】
ウォーターマークデコーダ４においては、搬送波生成部３８で生成された周波数３〔ｋＨｚ〕の搬送波信号ＳＣがＰＮ系列の乱数データＰＮによりスペクトラム拡散変調され、この変調信号とディジタルオーディオ信号ＤＡ２より抽出した周波数３〔ｋＨｚ〕の信号成分とが乗算部４０により乗算される。さらにこの乗算結果に混入するディジタルオーディオ信号ＤＡ２の成分が加算部４１により除去された後、比較部４２により２値識別され、これにより著作権の情報ＤＣが再生される。
【００５６】
以上の構成によれば、ディジタルオーディオ信号をＭＤＣＴ変換して得られる周波数スペクトラム信号より、周波数３〔ｋＨｚ〕近傍の複数のスペクトラム値の２乗和を計算することにより、ディジタルオーディオ信号の位相が変化しても特定周波数帯域の信号レベルを正しく表す代表値を検出することができる。これによりこの代表値を用いて著作権の情報ＤＣをウォーターマークによりディジタルオーディオ信号に重畳して違法コピーに対応することができる。
【００５７】
またこのときこのようにして代表値を検出した周波数により著作権の情報ＤＣを変調して記録することにより、マスキング効果を有効に利用して音質劣化を低減することができる。
【００５８】
またＰＮ系列の乱数データＰＮによりスペクトラム拡散したことにより、その著作権の情報の秘匿性を向上することができる。
【００５９】
なお上述の実施の形態においては、４本のスペクトラム値より計算した２乗和の平方根を計算して代表値を計算する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上十分な範囲においては２乗和を代表値として使用してもよい。このようにすればその分全体構成を簡略化することができる。
【００６０】
また上述の実施の形態においては、４本のスペクトラム値より、偶数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値と、奇数番目のスペクトラム値の絶対値和の２乗値とを加算して代表値を計算する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、実用上十分な精度を確保できる場合には、目的とする周波数スペクトラム値と隣接するスペクトラム値とにより代表値を計算してもよく、さらに精度を求める場合には、５本以上のスペクトラム値より代表値を計算してもよい。
【００６１】
また上述の実施の形態においては、周波数３〔ｋＨｚ〕の周波数スペクトラムについて代表値を計算し、さらには周波数３〔ｋＨｚ〕の変調信号により著作権の情報を重畳する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の周波数スペクトラムについて代表値を計算する場合、さらには著作権の情報を重畳する場合に広く適用することができる。
【００６２】
さらに上述の実施の形態においては、著作権の情報を重畳する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて種々の情報を重畳する場合に広く適用することができる。
【００６３】
また上述の実施の形態においては、光ディスクにディジタルオーディオ信号を記録し、また再生する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばインターネットを介して種々の情報を伝送する場合等に広く適用することができる。
【００６４】
さらに上述の実施の形態においては、代表値を計算してシリアルデータにより変調信号を振幅変調する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば時系列サンプルデータ信号をＭＤＣＴ計算しながら、特定周波数成分の経時変動をリアルタイムで観察するような波形解析等のアプリケーションにおいても広く適用することができる。また入力信号をＭＤＣＴ計算して得られた周波数スペクトラムに所望のデータを直接埋め込むようなウォーターマークエンコード方式にも適用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、入力信号を改良離散コサイン変換して処理する際に、所定周波数スペクトラム近傍の複数のスペクトラム値の２乗和を計算することにより、入力信号の位相が変化しても特定周波数帯域の信号レベルを正しく表す代表値を検出することができ、これによりＭＤＣＴによる計算結果をウォーターマークの処理等に使用することができる信号処理装置及び信号処理方法と、この信号処理方法を利用してウォーターマークを記録した記録媒体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るウォーターマークエンコーダを示すブロック図である。
【図２】図１のウォーターマークエンコーダを適用する不正コピーの処理システムを示す略線図である。
【図３】図１のウォーターマークエンコーダの代表値計算部の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図１の代表値計算部の処理の説明に供する信号波形図である。
【図５】図１の代表値計算部の処理の説明に供する特性曲線図である。
【図６】図２のウォーターマークデコーダを示すブロック図である。
【図７】ＭＤＣＴ計算結果を示す特性曲線図である。
【図８】図７における入力信号の位相を変化させた場合のＭＤＣＴ計算結果を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
２……ウォーターマークエンコーダ、４……ウォーターマークデコーダ、１２、３２……ＭＤＣＴ計算部、１４、３４……代表値計算部、１７、３８……搬送波生成部、１９、３７……ＰＮ生成部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a signal processing device, a recording medium, and a signal processing method, and can be applied to, for example, an optical disc on which an audio signal is recorded and an optical disc device that reproduces the optical disc. In the present invention, when an input signal is processed by MDCT (improved discrete cosine transform), the sum of squares of a plurality of spectrum values in the vicinity of a predetermined frequency spectrum is calculated, whereby the calculation result by MDCT is processed as a watermark. A signal processing apparatus and a signal processing method that can be used for the recording medium, and a recording medium on which a watermark is recorded using the signal processing method are proposed.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an audio device such as an optical disc apparatus, a digital audio signal is converted into a frequency spectrum signal and processed by the MDCT technique, and thereby a high-efficiency encoding process is performed on the digital audio signal. .
[0003]
For recording media such as optical discs, a method for protecting copyright by so-called watermarks has been proposed. In this method, copyright-related data and the like are superimposed and recorded on an information signal such as an audio signal at a minute signal level that does not affect the reproduction of the audio signal.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if a signal level (hereinafter referred to as a representative value) of a predetermined frequency component can be detected for a digital audio signal or the like recorded on an optical disc in this way, this kind of watermark can be used by effectively utilizing human auditory characteristics. Can be recorded.
[0005]
At this time, in the MDCT, if the input signal is converted into a frequency spectrum signal and processed, the representative value of the predetermined frequency component can be detected by effectively using the frequency spectrum signal obtained by the MDCT processing. It is considered that a watermark processing circuit can be easily added to an encoder or the like using MDCT.
[0006]
In MDCT, the processing is simpler than FFT (Fast Fourier Transform) or the like, and thus the representative value of the predetermined frequency component is detected by effectively using the frequency spectrum signal obtained by the MDCT processing. If possible, it is considered that MDCT can be applied to frequency analysis or the like to further expand the application field of MDCT.
[0007]
However, unlike orthogonal transformation such as FFT, MDCT has a phase characteristic in the calculation result by analyzing without considering the phase component. That is, FIG. 7 shows the MDCT calculation result for a sine wave signal having a predetermined frequency, and FIG. 8 shows the MDCT calculation result for a signal in which the phase of the sine wave signal is shifted by π. The calculation result changes depending on the phase of the signal.
[0008]
As a result, in the calculation result by MDCT, there is a problem that the signal level of the predetermined frequency component cannot be correctly detected for the input signal to be processed, which makes it difficult to use it for watermark processing.
[0009]
The present invention has been made in consideration of the above points. A signal processing apparatus and a signal processing method capable of using a calculation result by MDCT for watermark processing and the like, and recording a watermark using this method. It is intended to propose a recording medium.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1 or claim for solving the problem10In the invention, in the signal processing apparatus and the signal processing method, a plurality of spectrum values in the vicinity of a predetermined frequency spectrum are detected from a frequency spectrum signal obtained by performing an improved discrete cosine transform on the input signal, and a square sum of the spectrum values is calculated. . AlsoA reference signal is generated by changing the signal level of the modulation signal generated from predetermined serial data in accordance with the square sum or the square root value of the square sum, and the reference signal is superimposed on the input signal.The calculation of the sum of squares is performed by calculating the square value of the sum of absolute values of even-numbered spectrum values and the square value of sum of absolute values of odd-numbered spectrum values from a plurality of spectrum values in the vicinity of the predetermined frequency spectrum. Add and execute.In the signal processing apparatus and the signal processing method, a plurality of spectrum values in the vicinity of a predetermined frequency spectrum are detected from a frequency spectrum signal obtained by performing an improved discrete cosine transform on the input signal. Calculate the sum of squares of the values. Further, a signal component corresponding to a predetermined frequency spectrum is extracted from the input signal, and the signal level of the signal component is corrected by changing the signal level of the signal component according to the reciprocal of the sum of squares or the reciprocal of the square root of the sum of squares. After that, the serial data is demodulated. The calculation of the sum of squares is performed by calculating the square value of the sum of absolute values of even-numbered spectrum values and the square value of sum of absolute values of odd-numbered spectrum values from a plurality of spectrum values in the vicinity of the predetermined frequency spectrum. Add and execute.
[0014]
A frequency spectrum signal obtained by performing an improved discrete cosine transform on an input signal changes according to the phase of the input signal, but adjacent spectrum values have a phase difference of 90 degrees in a plurality of spectrum values near a predetermined frequency spectrum. It changes like a trigonometric function according to the phase of the input signal. ThisRisaIf the square sum of the spectrum values is calculated, a representative value can be detected for this predetermined frequency spectrum.As a result, the signal level detection result is obtained by detecting the signal level of the predetermined frequency from the input signal based on the representative value or the like as necessary, and the signal level of the modulation signal of the predetermined frequency generated from the predetermined serial data is set to this signal. If the reference signal is generated in accordance with the level detection result and this reference signal is superimposed on the previous input signal, the serial data can be superimposed as a watermark. If the serial data is demodulated after extracting a signal component of a predetermined frequency from the input signal and correcting the signal level, the superimposed watermark can be demodulated.
[0015]
As a result, the signal level detection result is obtained by detecting the signal level of the predetermined frequency from the input signal based on the representative value or the like as necessary, and the signal level of the modulation signal of the predetermined frequency generated from the predetermined serial data is set to If the reference signal is generated in accordance with the level detection result and this reference signal is superimposed on the previous input signal, the serial data can be superimposed as a watermark.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[0019]
FIG. 2 is a block diagram showing an entire system for detecting unauthorized copies according to the embodiment of the present invention. In this embodiment, when recording the digital audio signal DA1 as an audio source, the watermark encoder 2 adds copyright information DC and records it on the optical disc 3. Here, the copyright information DC is composed of information such as the copyright owner of the audio source and whether or not copying is permitted.
[0020]
Further, in this system, when the optical disk 3 is dubbed, the copyright information DC is detected by the watermark decoder 4, and only the sources permitting copying are magneto-optical disk 5, digital audio tape recorder 6, CD-R 7 Allow copying to etc. Further, in the medium copied in this manner and distributed in the market, the copyright information DC is detected by the watermark decoder 4 from the reproduced digital audio signal, thereby finding an illegal copy.
[0021]
FIG. 1 is a block diagram showing the watermark encoder 2. In the watermark encoder 2, the MDCT calculation unit 12 performs MDCT conversion processing on the sequentially input digital audio signal DA 1, thereby converting the digital audio signal DA 1 into a frequency spectrum signal. Here, the frequency spectrum signal is a set of coefficient data obtained by subjecting the digital audio signal DA1 to MDCT conversion processing, and is a signal indicating the signal level of each frequency spectrum obtained by this MDCT conversion processing.
[0022]
The representative value calculation unit 14 repeatedly executes the processing procedure shown in FIG. 3 from the frequency spectrum signal, thereby sequentially detecting the representative value of the frequency 3 [kHz]. That is, the representative value calculation unit 14 proceeds from step SP1 to step SP2, and reads the frequency spectrum signal calculated by the MDCT calculation unit 12 for each sample block.
[0023]
Subsequently, the representative value calculation unit 14 proceeds to step SP3, and calculates the spectrum number corresponding to the target frequency for the frequency spectrum calculated by the MDCT calculation unit 12. Here, the representative value calculation unit 14 calculates the spectrum number so as to identify the frequency spectrum located in the narrow frequency band near the target frequency 3 [kHz] from the frequency spectrum calculated by the MDCT calculation unit 12. To do.
[0024]
Specifically, the representative value calculation unit 14 calculates the frequency spectrum of the target frequency 3 [kHz] as a spec._iThen, one frequency spectrum spec immediately before that_i-1 , Two spectrum specs immediately after_{i + 1} , Spec_{i + 2} Calculate the number that identifies
[0025]
Subsequently, the representative value calculation unit 14 proceeds to step SP4, and executes a calculation process of the following equation. Thereby, the representative value calculation unit 14 adds the square of the absolute value sum of the even-numbered spectrum values and the square of the absolute value sum of the odd-numbered spectrum values, calculates the square root of the added value, and calculates the target frequency. A representative value P of the spectrum is calculated.
[0026]
[Expression 1]

[0027]
That is, as described above, the calculation result of the frequency spectrum detected by the MDCT conversion has phase characteristics, and the calculation result changes depending on the phase of the input signal even when processing the input signal of the same frequency.
[0028]
Considering this as a time-series sample data signal (for example, a digital audio signal) consisting of 1024 data with a sampling frequency of 44.1 [kHz], the input signal has a single frequency with an integer frequency division of 44.1 [kHz]. In the case of a sine wave, a time waveform having the same phase is cut out every 1024 data blocks, so that the same spectrum distribution is obtained every time the MDCT calculation result is obtained (FIG. 4A).
[0029]
However, when the input signal is a single sine wave having a frequency other than the integer frequency division of 44.1 [kHz], a time waveform having a different phase is cut out every 1024 data blocks, so that the MDCT calculation result is different every time. A spectrum distribution is obtained (FIG. 4B). That is, in this case, phase characteristics also appear in the time frame direction.
[0030]
However, in the MDCT calculation result having such a relationship, when the input signal is a single sine wave, even if the phase is changed, the distribution of spectrum energy is almost four around the peak spectrum, which is the theoretical value. Concentrated and frequency spectrum spec targeted by these energy concentrated spectra_i, One frequency spectrum spec just before_i-1 , Two spectrum specs immediately after_{i + 1} , Spec_{i + 2} It becomes.
[0031]
In addition, for the spectrum in which energy is concentrated in this way, two adjacent spectra spec_n, Spec_{n + 1} When the intensity is calculated by changing the phase of the input signal, as shown in FIG._n, Spec_{n + 1} Was shifted by a phase of π / 2 and changed in a trigonometric function according to the phase of the input signal. These two spectrum specs_n, Spec_{n + 1} It was shown that RMS (root mean square) of the spectrum value takes a constant value without depending on the phase.
[0032]
Thus, in this embodiment, the four spectrum specs are used._n-1 ~ Spec_{n + 2} , Add the square of the absolute value sum of the even-numbered spectrum values and the square of the absolute value sum of the odd-numbered spectrum values, calculate the square root of the added value, and calculate the representative value P of the target frequency spectrum Thus, a representative value independent of the phase of the target frequency spectrum is calculated.
[0033]
When the representative value is calculated in this way, the representative value calculating unit 14 proceeds to step SP5, outputs the calculated representative value P to the encoding unit 15, and then proceeds to step SP6 to end the processing procedure.
[0034]
The encoding unit 15 modulates the copyright information DC with the carrier signal SC having a frequency of 3 [kHz] and superimposes it on the digital audio signal DA1. At this time, the copyright information DC is spectrum-spread by the PN series random number data PN and superimposed, whereby the copyright information DC is superimposed with difficulty in analysis. Further, at this time, amplitude modulation is performed in accordance with the representative value of the frequency 3 [kHz] calculated by the representative value calculation unit 14, thereby effectively utilizing the human masking effect and using the copyright information DC thus superimposed. Sound quality deterioration of the digital audio signal DA1 is prevented.
[0035]
That is, in the encoding unit 15, the carrier wave generation unit 17 generates a carrier wave signal SC using a sine wave signal having a frequency of 3 [kHz]. The PSK modulation unit 18 repeatedly inputs copyright information DC in the form of serial data, and inverts the phase of the carrier signal SC according to the polarity of the copyright information DC. As a result, the PSK modulator 18 PSK modulates the copyright information DC.
[0036]
The PN generation unit 19 generates and repeatedly outputs PN series random number data PN at a timing based on, for example, the digital audio signal DA1. The PN spreading unit 20 multiplies the output signal of the PSK modulation unit 18 by the PN sequence random number data PN, thereby spectrum-spreading the PSK modulation signal based on the copyright information DC to improve confidentiality.
[0037]
The amplitude modulation unit 21 multiplies the output signal of the PN spreading unit 20 by the representative value P detected by the representative value calculation unit 14. Accordingly, the amplitude modulation unit 21 changes the signal level of the output signal output from the PN spreading unit 20 in accordance with the signal level of the corresponding frequency component of the digital audio signal DA1.
[0038]
The adder 22 adds the output signal of the amplitude modulator 21 to the digital audio signal DA1 and outputs it. In this embodiment, the output signal is encoded by a predetermined encoder to expose the master disc, and the optical disc 3 is mass-produced from the master disc.
[0039]
FIG. 6 is a block diagram showing the watermark decoder 4. In this watermark decoder 4, copyright information DC is reproduced from a digital audio signal DA2 obtained by reproducing the optical disk 3, the magneto-optical disk 5, the digital audio tape recorder 6 and the like (FIG. 2).
[0040]
In this watermark decoder 4, the MDCT calculation unit 32 performs MDCT conversion processing on the sequentially input digital audio signal DA2, and thereby converts the digital audio signal DA2 into a frequency spectrum signal. The representative value calculation unit 34 repeatedly executes the processing procedure shown in FIG. 3 from the frequency spectrum signal, thereby sequentially detecting the representative value P of the frequency 3 [kHz].
[0041]
The filter unit 35 is composed of a narrow-band bandpass filter, and extracts and outputs a signal component having a frequency of 3 [kHz] from the digital audio signal DA2. The amplitude modulation unit 36 multiplies the output signal of the filter unit 35 by the reciprocal of the representative value P, so that the copyright information DC included in the signal component of the frequency 3 [kHz] extracted from the digital audio signal DA2 is obtained. The modulation signal is output after correcting the signal level of the output signal output from the filter unit 35 so that the signal level of the modulation signal becomes a constant value.
[0042]
The PN generation unit 37 generates and repeatedly outputs PN-sequence random number data PN. At this time, the PN generation unit 37 generates the random number data PN at a timing based on the digital audio signal DA2, thereby generating the corresponding random number data PN at the same timing as the timing for the digital audio signal DA1 in the watermark encoder 2. Generate.
[0043]
The carrier wave generation unit 38 generates and outputs a carrier wave signal SC based on a sine wave signal having a frequency of 3 [kHz]. The multiplier 39 multiplies the carrier wave signal SC and the random number data PN, thereby spreading the spectrum of the carrier signal SC with the random number data PN and outputting the result. The multiplying unit 40 multiplies the output signal of the multiplying unit 39 and the output signal of the amplitude modulating unit 36 so that the signal level is changed by the copyright information DC and the frequency of 3 [kHz] in the digital audio signal DA2 is changed. A multiplication signal obtained by randomizing signal components is output.
[0044]
The adder 41 cumulatively adds the output signal of the multiplier 40 at a constant time period, and thereby averages the output signal of the multiplier 40 for each bit of the copyright information DC. The comparison unit 42 demodulates and outputs the copyright information DC by obtaining a comparison result between the output signal of the addition unit 41 and a predetermined reference value.
[0045]
As a result, in this embodiment, when dubbing the optical disc 3, dubbing can be restricted based on the copyright information, and for sources suspected of being illegally copied, the source of the source is determined. It is made to be able to investigate.
[0046]
In the above configuration, in the optical disk manufacturing process, the digital audio signal DA1 recorded on the optical disk is input to the watermark encoder 2 (FIG. 1), and is sequentially converted into a frequency spectrum signal by the MDCT calculator 12.
[0047]
This frequency spectrum signal changes according to the phase even if the frequency of the digital audio signal DA1 is constant, and adjacent spectrum values have a phase difference of 90 degrees, and a trigonometric function according to the phase of the digital audio signal DA1. (Fig. 5). As a result, the sum of squares of the frequency spectrum value is calculated for the frequency spectrum signal in a narrow band including the target frequency spectrum, and a representative value that correctly represents the signal level of the specific frequency is calculated even if the phase of the digital audio signal DA1 changes. Is done.
[0048]
At this time, when MDCT conversion is performed on a single-frequency sine wave, energy is concentrated in the frequency spectrum of this frequency, the frequency spectrum immediately before it, and the two spectrums immediately after that (FIGS. 7 and 8). The representative value calculation unit 14 selects the frequency spectrum value of the frequency 3 [kHz], one frequency spectrum value immediately before the frequency 3 [kHz], and two spectrum values immediately after the frequency spectrum value. The square of the absolute value sum of the even-numbered spectrum values and the square of the absolute value sum of the odd-numbered spectrum values are added, and the representative value P of the target frequency spectrum is calculated from the square root of the added value.
[0049]
As a result, the signal level of the frequency 3 [kHz] is detected easily and correctly in the digital audio signal DA1.
[0050]
In the watermark encoder 2, a carrier wave signal SC having a frequency of 3 [kHz], which is a sine wave signal having the same frequency as that of the watermark encoder 2, is generated in the carrier wave generation unit 17, and this carrier wave signal SC is PSK by serial data based on copyright information DC. Modulated. Further, the PSK modulation signal is spectrum-spread by the PN sequence random number data PN, and the resulting modulation signal is amplitude-modulated according to the representative value. Thereby, in the watermark encoder 2, the signal level of the modulation signal based on the serial data of the frequency 3 [kHz] is changed in accordance with the signal level of the frequency 3 [kHz] in the digital audio signal DA1. The signal level is corrected to generate a reference signal indicating copyright, and this reference signal is superimposed on the digital audio signal DA1 and recorded on the optical disc 3.
[0051]
Thereby, in this reference signal, the signal level changes according to the signal level of the same frequency of the digital audio signal DA1, and even if it is superimposed on the digital audio signal DA1, deterioration of the sound quality of the digital audio signal DA1 is avoided by the masking effect. be able to. Further, the secrecy is improved by the modulation by the random number data PN of the PN series.
[0052]
In this way, the reference signal recorded by being superimposed on the digital audio signal DA1 is dubbed as it is even when dubbing is performed in the form of a digital signal or in the form of an analog signal.
[0053]
Thus, when dubbing in this way, it is possible to reproduce the dubbed source and check the copyright information DC superimposed on the digital audio signal DA1 to implement various measures against illegal copying. It becomes.
[0054]
That is, the digital audio signal DA2 obtained from various sources in this way is converted into a frequency spectrum signal by the MDCT calculation unit 32 of the watermark decoder 4 (FIG. 6), and the watermark encoder 2 is subsequently converted by the representative value calculation unit 34. The representative value is calculated in the same manner as in FIG. The frequency component for which the representative value is calculated in this way is extracted from the digital audio signal DA2 by the filter unit 35.
[0055]
In the watermark decoder 4, the carrier signal SC having the frequency 3 [kHz] generated by the carrier generator 38 is subjected to spread spectrum modulation by the random number data PN of the PN sequence, and the frequency 3 extracted from the modulated signal and the digital audio signal DA2. The multiplication unit 40 multiplies the signal component of [kHz]. Further, the component of the digital audio signal DA2 mixed in the multiplication result is removed by the adding unit 41, and then binary identification is performed by the comparing unit 42, whereby the copyright information DC is reproduced.
[0056]
According to the above configuration, the phase of the digital audio signal is changed by calculating the sum of squares of a plurality of spectrum values in the vicinity of the frequency 3 [kHz] from the frequency spectrum signal obtained by MDCT conversion of the digital audio signal. Even in this case, a representative value that correctly represents the signal level in the specific frequency band can be detected. Thus, using this representative value, copyright information DC can be superimposed on the digital audio signal by the watermark to cope with illegal copying.
[0057]
At this time, by modulating and recording the copyright information DC with the frequency at which the representative value is detected in this way, it is possible to effectively utilize the masking effect and reduce the sound quality degradation.
[0058]
Further, since the spectrum is spread by the random number data PN of the PN series, the confidentiality of the copyright information can be improved.
[0059]
In the above-described embodiment, the case where the representative value is calculated by calculating the square root of the sum of squares calculated from the four spectrum values has been described, but the present invention is not limited to this, and a practically sufficient range. The sum of squares may be used as a representative value. In this way, the entire configuration can be simplified accordingly.
[0060]
In the above-described embodiment, the sum of the square value of the absolute value sum of the even-numbered spectrum values and the square value of the absolute value sum of the odd-numbered spectrum values are added to the representative value from the four spectrum values. The case where the value is calculated has been described, but the present invention is not limited to this, and if a practically sufficient accuracy can be ensured, the representative value may be calculated from the target frequency spectrum value and the adjacent spectrum value. In addition, when further accuracy is required, the representative value may be calculated from five or more spectrum values.
[0061]
In the above-described embodiment, the representative value is calculated for the frequency spectrum of the frequency 3 [kHz], and the copyright information is superimposed by the modulation signal of the frequency 3 [kHz]. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied to the case where representative values are calculated for various frequency spectrums, and further to the case where copyright information is superimposed.
[0062]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the copyright information is superimposed has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be widely applied when various information is superimposed as necessary.
[0063]
In the above-described embodiment, the case where a digital audio signal is recorded and reproduced on an optical disk has been described. However, the present invention is not limited to this, and is widely used, for example, when various information is transmitted via the Internet. Can be applied.
[0064]
Further, in the above-described embodiment, the case where the representative value is calculated and the modulation signal is amplitude-modulated by the serial data has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, while MDCT calculation is performed on the time-series sample data signal, The present invention can be widely applied to applications such as waveform analysis for observing changes in specific frequency components over time in real time. The present invention can also be applied to a watermark encoding method in which desired data is directly embedded in a frequency spectrum obtained by MDCT calculation of an input signal.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the input signal is processed by the improved discrete cosine transform, the phase of the input signal is changed by calculating the sum of squares of a plurality of spectrum values near the predetermined frequency spectrum. However, it is possible to detect a representative value that correctly represents a signal level in a specific frequency band, and thereby to use a calculation result by MDCT for watermark processing and the like, and this signal processing A recording medium on which a watermark is recorded can be obtained using this method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a watermark encoder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an unauthorized copy processing system to which the watermark encoder of FIG. 1 is applied;
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of a representative value calculation unit of the watermark encoder in FIG. 1;
4 is a signal waveform diagram for explaining processing of a representative value calculation unit in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a characteristic curve diagram for explaining processing of a representative value calculation unit in FIG. 1;
6 is a block diagram showing the watermark decoder of FIG. 2. FIG.
FIG. 7 is a characteristic curve diagram showing MDCT calculation results.
8 is a characteristic curve diagram showing the MDCT calculation result when the phase of the input signal in FIG. 7 is changed. FIG.
[Explanation of symbols]
2 ... Watermark encoder, 4 ... Watermark decoder, 12, 32 ... MDCT calculator, 14, 34 ... Representative value calculator, 17, 38 ... Carrier wave generator, 19, 37 ... PN generator

Claims

Improved discrete cosine transform means for generating a frequency spectrum signal by performing an improved discrete cosine transform on the input signal;
Calculating means for detecting a plurality of spectrum values in the vicinity of a predetermined frequency spectrum from the frequency spectrum signal, and calculating a square sum of the spectrum values ;
Reference signal generating means for generating a reference signal by changing a signal level of a modulation signal generated from predetermined serial data according to the square sum or the square root value of the square sum;
Signal superimposing means for superimposing the reference signal on the input signal;
The calculating means includes
From the plurality of spectrum values in the vicinity of the predetermined frequency spectrum, the square value of the absolute value sum of the even-numbered spectrum values and the square value of the absolute value sum of the odd-numbered spectrum values are added to obtain the square sum. A signal processing apparatus characterized by calculating.

The calculating means includes
The signal processing apparatus according to claim 1, wherein a square root of the sum of squares is calculated.

The reference signal generating means includes
The signal processing apparatus according to claim 1, wherein a phase of a carrier wave signal having a frequency corresponding to the predetermined frequency spectrum is modulated with the serial data, and then modulated with random number data to generate the modulated signal.

The signal processing apparatus according to claim 1, wherein an output signal of the signal superimposing unit is recorded on a predetermined recording medium.

The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the serial data is information relating to copyright.

Improved discrete cosine transform means for generating a frequency spectrum signal by performing an improved discrete cosine transform on the input signal;
Calculating means for detecting a plurality of spectrum values in the vicinity of a predetermined frequency spectrum from the frequency spectrum signal, and calculating a square sum of the spectrum values ;
Signal extraction means for extracting a signal component corresponding to the predetermined frequency spectrum from the input signal;
Signal level correction means for changing the signal level of the signal component according to the reciprocal of the sum of squares or the reciprocal of the square root of the sum of squares to correct the signal level of the signal component;
Data demodulating means for demodulating serial data from the signal component whose signal level has been corrected by the signal level correcting means,
The calculating means includes
From the plurality of spectrum values in the vicinity of the predetermined frequency spectrum, the square value of the absolute value sum of the even-numbered spectrum values and the square value of the absolute value sum of the odd-numbered spectrum values are added to obtain the square sum. A signal processing apparatus characterized by calculating.

The data demodulating means includes
Signal according to claim 6, characterized in that said signal a carrier signal by the frequency component is modulated by the random number data to generate a reference signal, demodulating the serial data by multiplying the reference signal to the signal component Processing equipment.

The signal processing apparatus according to claim 6 , wherein the input signal is a reproduction signal obtained by reproducing a predetermined recording medium.

The signal processing apparatus according to claim 6 , wherein the serial data is information relating to a copyright.

A frequency spectrum signal generation step for generating a frequency spectrum signal by performing an improved discrete cosine transform on the input signal;
A square sum calculation step of detecting a plurality of spectrum values near a predetermined frequency spectrum from the frequency spectrum signal and calculating a square sum of the spectrum values ;
A reference signal is generated by changing a signal level of a modulation signal generated from predetermined serial data according to the square sum or the square root value of the square sum, and the reference signal is superimposed on the input signal and output. Serial data superimposing step
The square sum calculation step includes:
From the plurality of spectrum values in the vicinity of the predetermined frequency spectrum, the square value of the absolute value sum of the even-numbered spectrum values and the square value of the absolute value sum of the odd-numbered spectrum values are added to obtain the square sum. A signal processing method characterized by calculating.

The square sum calculation step includes:
The signal processing method according to claim 10 , wherein a square root of the square sum is calculated.

The serial data superimposing step includes
The signal processing method according to claim 10 , wherein a phase of a carrier wave signal having a frequency corresponding to the predetermined frequency spectrum is modulated with the serial data, and then modulated with random number data to generate the modulated signal.

The signal processing method according to claim 10 , further comprising a recording step of recording the input signal on which the reference signal is superimposed on a predetermined recording medium.

The signal processing method according to claim 10 , wherein the serial data is information relating to copyright.

A frequency spectrum signal generation step for generating a frequency spectrum signal by performing an improved discrete cosine transform on the input signal;
A square sum calculation step of detecting a plurality of spectrum values near a predetermined frequency spectrum from the frequency spectrum signal and calculating a square sum of the spectrum values ;
A signal component extraction step of extracting a signal component corresponding to the predetermined frequency spectrum from the input signal;
A demodulation step of demodulating serial data after correcting the signal level of the signal component by changing the signal level of the signal component according to the reciprocal of the square sum or the square root of the square sum. ,
The square sum calculation step includes:
From the plurality of spectrum values in the vicinity of the predetermined frequency spectrum, the square value of the absolute value sum of the even-numbered spectrum values and the square value of the absolute value sum of the odd-numbered spectrum values are added to obtain the square sum. A signal processing method characterized by calculating.

The demodulation step includes
The signal according to claim 15 , wherein a carrier wave signal having a frequency of the signal component is modulated with random number data to generate a reference signal, and the serial signal is demodulated by multiplying the signal component by the reference signal. Processing method.

The signal processing method according to claim 15 , wherein the input signal is a reproduction signal obtained by reproducing a predetermined recording medium.

The signal processing method according to claim 15 , wherein the serial data is information relating to a copyright.