(57)【要約】 【課題】オーディオ信号への電子透かし情報の埋め込み方式として複数のものが利用可能な場合に、音質と頑健性の両方の観点から最適な埋め込み方式を選択する。【解決手段】予め定められた複数種の埋め込み方式の各々で電子透かし情報をオーディオ信号に埋め込んで生成される評価対象信号の各々について、所定の信号処理を施した後に前記電子透かし情報の抽出を試み、その抽出結果から前記信号処理に対する頑健性を示す第１の評価値を算出する一方、電子透かし情報を埋め込む前のオーディオ信号の音質を基準とした音質の劣化の程度を示す第２の評価値を算出する。そして、第１の評価値と第２の評価値を各々重み付けして加算した第３の評価値の大きさに応じて何れか１の埋め込み方式を選択する。【選択図】図１
2010217768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子透かし情報とオーディオ信号とを受け取り、予め定められた複数種の埋め込み方式の各々を使用して前記電子透かし情報を前記オーディオ信号に埋め込み、前記複数種の埋め込み方式の各々に対応する評価対象信号を生成する評価対象信号生成手段と、
前記評価対象信号生成手段により生成される評価対象信号の各々に対して所定の信号処理を施した後に前記電子透かし情報の抽出を試み、その抽出結果から前記信号処理に対する頑健性を示す第１の評価値を算出する頑健性評価手段と、
前記評価対象信号生成手段により生成される評価対象信号の各々について、前記電子透かし情報の埋め込みを行う前の前記オーディオ信号の音質を基準として当該評価対象信号の音質の劣化の度合いを示す第２の評価値を算出する音質評価手段と、
前記第１の評価値と前記第２の評価値とから第３の評価値を合成し、当該第３の評価値の大きさに応じて前記電子透かし情報を前記オーディオ信号に埋め込む際に使用する埋め込み方式を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された埋め込み方式を示す情報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み方式評価装置。
【請求項２】
前記選択手段は、前記第１の評価値と前記第２の評価値とを一方の寄与が大きくなるほど他方の寄与が小さくなるよう各々重み付けして加算して前記第３の評価値を合成することを特徴とする請求項１に記載の埋め込み方式評価装置。
【請求項３】
前記第３の評価値の大きさに応じて選択された埋め込み方式を、利用者により与えられた指示に応じて変更または修正する調整手段をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子透かし情報の埋め込み方式評価装置。
【請求項４】
前記評価対象信号生成手段は、複数種のオーディオ信号を受け取った場合には、各オーディオ信号について前記複数種の埋め込み方式の各々を使用して前記電子透かし情報を埋め込み、前記複数種の埋め込み方式の各々に対応する評価対象信号を生成し、
前記選択手段は、前記評価対象手段により生成される評価対象信号毎に前記第３の評価値を算出し、さらに、当該第３の評価値を前記電子透かし情報の埋め込み方式毎に集計し、当該集計値の大きさに応じて前記電子透かし情報を前記オーディオ信号に埋め込む際に使用する埋め込み方式を選択することを特徴とする請求項１から３の何れか１に記載の埋め込み方式評価装置。
【請求項５】
コンピュータを、
電子透かし情報とオーディオ信号とを受け取り、予め定められた複数種の埋め込み方式の各々を使用して前記電子透かし情報を前記オーディオ信号に埋め込み、前記複数種の埋め込み方式の各々に対応する評価対象信号を生成する評価対象信号生成手段と、
前記複数種の評価対象信号の各々に対して、所定の信号処理を施した後に前記電子透かし情報の抽出を試み、その抽出結果から前記信号処理に対する頑健性を示す第１の評価値を算出する頑健性評価手段と、
前記複数種の評価対象信号の各々について、前記オーディオ信号の音質を基準として当該評価対象信号の音質の劣化の度合いを示す第２の評価値を算出する音質評価手段と、
前記第１の評価値と前記第２の評価値とから第３の評価値を合成し、当該第３の評価値の大きさに応じて前記電子透かし情報を前記オーディオ信号に埋め込む際に使用する埋め込み方式を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択された埋め込み方式を示す情報を出力する出力手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子透かし情報の埋め込み方式の評価を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーディオ信号を電子透かし情報の担い手であるキャリア信号とし、このキャリア信号に電子透かし情報を埋め込んで伝送する技術が各種提案されている（例えば特許文献１および２参照）。この技術によれば、例えば電子透かし情報が埋め込まれたオーディオ信号が音として再生され、この音をマイクにより収音することにより得られるオーディオ信号が録音されて伝播する過程においても、録音されたオーディオ信号に電子透かし情報を留めておくことができる。このため、電子透かし情報の埋め込み技術は、例えば楽曲の著作権情報を電子透かし情報としてその楽曲のオーディオ信号に埋め込むなど、著作権保護に利用されることが多かった。また、近年では、公共空間などで放音される音に各種の電子透かし情報を埋め込み、この電子透かし情報を用いて付加価値の高いサービスを提供することも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許３６５９３２１号
【特許文献２】特開２００７−１０４５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
著作権保護への利用のために既存の複数種の埋め込み方式うちから１つを選定する場合、著作権侵害者が施すであろうと予想される様々な改竄処理（電子透かし情報として埋め込まれた著作権情報の抹消や改変を目的とした処理）に対する頑健性が重要な指標となる。具体的には、電子透かし情報が埋め込まれたオーディオ信号に何らかの改竄処理が施された後においても低い誤り率でその電子透かし情報を抽出できることが重要となる。一方、公共サービス等の高付加価値化への利用を目的とする場合は、公共空間の音響特性に起因した外乱（例えば、残響や擬似的な環境雑音等）に対する頑健性や、別のオーディオ信号をＢＧＭとしてミックスしてスピーカより放音する場合には当該別のオーディオ信号に対する頑健性が重要な評価指標となる。
【０００５】
一方、透かしのデータレート、頑健性、および透かし埋め込み後の音質はトレードオフの関係にあり、透かしのデータレートを固定した場合、頑健性が高いほど透かし埋め込み後の音質は低下する。著作権保護への利用や公共サービスへの利用において透かし埋め込み後の音質も重要であるが、頑健性と透かし埋め込み後の音質のトレードオフに配慮して埋め込み方式の選定を行うことは容易ではなく、その選定には多大な時間を要していた。また、時間・周波数特性が異なる複数種のオーディオ信号を対象とする場合、それらオーディオ信号間でトレードオフ点が異なることが一般的であり、それらオーディオ信号の全てについて頑健性と音質の両方の観点から最適な埋め込み方式を選定することは容易ではなかった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、オーディオ信号への電子透かし情報の埋め込み方式として複数種のものが利用可能な場合に、音質および頑健性の両方の観点から最適な埋め込み方式を選択することを容易にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、電子透かし情報とオーディオ信号とを受け取り、予め定められた複数種の埋め込み方式の各々を使用して前記電子透かし情報を前記オーディオ信号に埋め込み、前記複数種の埋め込み方式の各々に対応する評価対象信号を生成する評価対象信号生成手段と、前記評価対象信号生成手段により生成される評価対象信号の各々に対して所定の信号処理を施した後に前記電子透かし情報の抽出を試み、その抽出結果から前記信号処理に対する頑健性を示す第１の評価値を算出する頑健性評価手段と、前記評価対象信号生成手段により生成される評価対象信号の各々について、前記電子透かし情報の埋め込みを行う前の前記オーディオ信号の音質を基準として当該評価対象信号の音質の劣化の度合いを示す第２の評価値を算出する音質評価手段と、前記第１の評価値と前記第２の評価値とから第３の評価値を合成し、当該第３の評価値の大きさに応じて前記電子透かし情報を前記オーディオ信号に埋め込む際に使用する埋め込み方式を選択する選択手段と、前記選択手段により選択された埋め込み方式を示す情報を出力する出力手段とを有することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み方式評価装置、およびコンピュータを上記各手段として機能させることを特徴とするプログラムを提供する。
【０００８】
このような埋め込み方式評価装置およびプログラムによれば、信号処理に対する頑健性を表す第１の評価値と評価対象信号の音質を表す第２の評価値とから合成される第３の評価値の大きさに応じて、電子透かし情報をオーディオ信号に埋め込む際の埋め込み方式が選択される。例えば、第１の評価値として値が小さいほど頑健性が高いことを示すものを用いるとともに、第２の評価値として値が小さいほど音質が高い（電子透かし情報埋め込み前のオーディオ信号の音質を基準とした場合に音質の劣化の程度が小さい）ことを示すものを用い、さらに、第３の評価値として、上記第１の評価値と第２の評価値とを一方の寄与が大きいほど他方の寄与が小さくなるように各々重み付けして加算した値を用い、第３の評価値が最小になる埋め込み方式を上記選択手段に選択させるのである。これにより、複数の埋め込み方式のうち、音質と頑健性の両方の観点から最適と推測されるものを用いて電子透かし情報を埋め込むことができる。
【０００９】
より好ましい態様においては、前記第３の評価値の大きさに応じて選択された埋め込み方式を、利用者により与えられた指示に応じて変更または修正する調整手段を上記埋め込み方式評価装置に設けても良い。このような態様によれば、透かし埋め込み後の音質および頑健性に基づいて客観的に最適であると評価された埋め込み方式を、利用者の主観に基づいて他の埋め込み方式に変更したり、埋め込み方式はそのままでパラメータを修正したりすることが可能になる。なお、利用者の主観に基づく変更または修正を可能にするため、透かし埋め込み後のオーディオ信号を音として出力する手段やそのオーディオ信号のスペクトグラムを表示装置に表示させる手段を設けても良く、また、各評価値を表示装置等へ出力する手段を設けても良い。
【００１０】
また、別の好ましい態様においては、上記埋め込み方式評価装置の評価対象信号生成手段は、複数種のオーディオ信号を受け取った場合には、各オーディオ信号について前記複数種の埋め込み方式の各々を使用して前記電子透かし情報を埋め込み、前記複数種の埋め込み方式の各々に対応する評価対象信号を生成し、前記選択手段は、前記評価対象手段により生成される評価対象信号毎に前記第３の評価値を算出し、さらに、当該第３の評価値を前記電子透かし情報の埋め込み方式毎に集計し、当該集計値の大きさに応じて前記電子透かし情報を前記オーディオ信号に埋め込む際に使用する埋め込み方式を選択することを特徴とする。このような態様によれば、予め定められた複数種の埋め込み方式のうちから、複数種のオーディオ信号の各々に電子透かし情報を埋め込む際の方式として音質および頑健性の観点から総合的に最適と推測されるものが選択される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子透かし情報の埋め込み方式評価装置１００の構成例を示す図である。
【図２】同埋め込み方式評価装置１００の埋め込み方式評価部１１０ｂが実行する処理を説明するための図である。
【図３】同埋め込み方式評価装置１００のマニュアル調整部１１０ｃが実行する処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
（Ａ：構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る電子透かし情報の埋め込み方式評価装置１００の構成例を示すブロック図である。この装置は、著作権情報や付加価値情報等を電子透かし情報としてオーディオ信号に埋め込む際の方式として複数種のものが利用可能である場合に、音質および頑健性の両方の観点から何れの埋め込み方式が最適であるかを評価するためのものである。この埋め込み方式評価装置１００は、本発明の特徴を顕著に示す処理を実現するプログラム（以下、埋め込み方式評価プログラム）をパーソナルコンピュータなどの一般的なコンピュータ装置にインストールしたものである。図１に示すように、埋め込み方式評価装置１００は、制御部１１０、インタフェース群１２０、および記憶部１３０を含んでいる。
【００１３】
制御部１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。この制御部１１０は、ＲＡＭ（Random
Access Memory）などの揮発性メモリ（図１では図示省略）をワークエリアとして埋め込み方式評価プログラムを実行する。この埋め込み方式評価プログラムを実行することにより、制御部１１０は、キャリア信号読み込み部１１０ａ、埋め込み方式評価部１１０ｂ、およびマニュアル調整部１１０ｃとして機能する。
【００１４】
キャリア信号読み込み部１１０ａは、利用者により指定されたオーディオ信号（本実施形態では、音波形を所定のサンプリング間隔でサンプリングしたサンプル列）をインタフェース群１２０を介して読み込み、上記揮発性メモリに書き込む手段である。埋め込み方式評価部１１０ｂは、予め定められた複数種の埋め込み方式の各々を使用して上記オーディオ信号に電子透かし情報を埋め込み、何れの方式が最適であるかを音質および頑健性の両方の観点から評価し、その評価結果を提示する手段である。各埋め込み方式により電子透かし情報を埋め込む処理を制御部１１０に実行させるソフトウェアモジュールについては、埋め込み方式評価プログラムに予め組み込んでおいても良く、当該埋め込み方式評価プログラムの実行過程で適宜呼び出し可能なＤＬＬ（Dynamic Link Library）形式でインストールしておいても良い。そして、マニュアル調整部１１０ｃは、埋め込み方式評価部１１０ｂにて最適と評価された埋め込み方式に対して、透かし埋め込み後のオーディオ信号のスペクトログラムや聴感などの主観に基づいて埋め込み方式の変更等を利用者に行わせるための手段である。これら各手段が実行する処理の詳細については後に明らかにする。
【００１５】
インタフェース群１２０は、埋め込み方式評価装置１００とその利用者との間のデータの授受、および埋め込み方式評価装置１００と他の装置との間のデータ授受の役割を担うものである。利用者との間のデータの授受の役割を担うものの具体例としては、液晶ディスプレイとその駆動回路からなる表示デバイスや、キーボードやマウスなどの入力デバイス、Ｄ／Ａ変換器とスピーカからなる音声出力デバイスが挙げられる（何れも図示省略）。本実施形態では、これら表示デバイスおよび入力デバイスにより、データ入力用ＧＵＩ（Graphical User Interface）およびマニュアル調整用ＧＵＩが提供される。ここで、データ入力用ＧＵＩとは、キャリア信号たるオーディオ信号や、そのオーディオ信号に埋め込む電子透かし情報、その電子透かし情報を埋め込んだオーディオ信号に付与する信号処理（改竄や外乱、他のオーディオ信号とのミキシング等に対応する信号処理）を利用者に指定させるためのユーザインタフェースである。一方、マニュアル調整用ＧＵＩとは、埋め込み方式評価部１１０ｂにて最適と評価された埋め込み方式を使用して電子透かし情報の埋め込みを行ったオーディオ信号のスペクトログラムを示す画像、音質や頑健性に関する評価結果を示す評価値を表示するとともに、埋め込み方式等についての微調整を利用者に指示させるためのユーザインタフェースである。
【００１６】
これに対して他の装置との間のデータ授受の役割を担うものの具体例としては、ネットワークを介して他の装置との間でデータ通信を行うためのネットワークインタフェースや、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）などの外部記録媒体との間でデータの授受を行うためのドライバなどが挙げられる。図１に示すように、本実施形態では、インタフェース群１２０を介して、キャリア信号たるオーディオ信号や電子透かし情報が例えばデータファイルなどのデータ形式で与えられる。
【００１７】
記憶部１３０は、例えばハードディスクなどの不揮発性メモリである。この記憶部１３０には、前述した埋め込み方式評価プログラム（図示省略）が格納されている他、図１に示すように埋め込み方式管理テーブル１３０ａと信号処理パターンテーブル１３０ｂとが格納されている。
【００１８】
埋め込み方式管理テーブル１３０ａには、予め定められた複数種の埋め込み方式の各々を一意に識別する埋め込み方式識別子（本実施形態では、各埋め込み方式に割り当てられたインデックス番号ｍ（ｍ＝１〜Ｍ：Ｍは２以上の自然数））に対応付けて、パラメータｐｍ（ｒ）（ｒ＝１〜Ｒｍ：Ｒｍは１以上の整数）が格納されている。以下、本明細書では、インデックス番号ｍで識別される埋め込み方式のことを「埋め込み方式ｍ」と呼ぶ。パラメータｐｍ（ｒ）は、埋め込み方式ｍを使用して電子透かし情報の埋め込みを行う際に必要となるパラメータである。これら埋め込み方式およびパラメータの一例としては以下のものが挙げられる。
【００１９】
第１に、キャリア信号たるオーディオ信号の特定の帯域成分に変調を施すことで電子透かし情報を埋め込む方式が挙げられる。例えば、キャリア信号に帯域分割を施して得られるサブバンド信号の何れかをデータキャリアとし、このデータキャリアの位相成分を電子透かし情報のシンボル列を示す変調信号で置き換えたり、同変調信号でデータキャリアに振幅変調を施したりすることで、電子透かし情報の埋め込みを実現する方式である。この第１の方式にて使用されるパラメータの一例としては、変調信号の波形を規定するデータ（すなわち、変調信号の振幅や周波数を示すデータ）が挙げられる。
【００２０】
第２の方式は、複数チャネルのサブバンド信号を用いる態様である。例えば、キャリア信号に帯域分割を施して得られる複数のサブバンド信号を所定時間長のシンボルフレームに区切り、各シンボルフレームにて帯域間を横切る方向に分散し、かつ、時間軸方向にも分散した複数の変調要素を選択し、それら変調要素に対して、電子透かし情報の各シンボルに対応した変調信号を用いて変調を施すことにより電子透かし情報の埋め込みを実現する方式である。この第２の方式にて使用されるパラメータの一例としては、各変調対象要素を規定するデータや上記変調信号を規定するデータが挙げられる。
【００２１】
そして、第３の方式は、電子透かし情報を示す雑音信号（ＰＮ符号など）をオーディオ信号に加算することで、電子透かし情報の埋め込みを実現する方式である。例えば、電子透かし情報のシンボルを示すとともに、上記オーディオ信号と同様のスペクトラムエンベロープを有する雑音信号をオーディオ信号に加算することで電子透かし情報の埋め込みが実現される。この方式にて使用されるパラメータの一例としては、上記雑音信号の生成に使用されるデータが挙げられる。
【００２２】
一方、信号処理パターンテーブル１３０ｂには、電子透かし情報を埋め込んだオーディオ信号に対して施す信号処理（各種フィルタ処理や、ＭＰ３などの所定のアルゴリズムにしたがったエンコードおよびデコード、或いは他のオーディオ信号（例えば、ＢＧＭを表すオーディオ信号）とのミキシングなど）の各々を一意に識別する信号処理識別子（例えば、各信号処理に割り当てられたインデックス番号ｄ（ｄ＝１〜Ｄ：Ｄは自然数）に対応付けて、その信号処理にて使用される各種パラメータが格納されている。以下、本明細書では、インデックス番号ｄで識別される信号処理のことを「信号処理ｄ」と呼ぶ。例えば信号処理ｄがフィルタ処理である場合、この信号処理ｄについて信号処理パターンテーブル１３０ｂに格納されているパラメータはフィルタ特性を示すデータである。また、信号処理ｄが他のオーディオ信号とのミキシングである場合、当該他のオーディオ信号を示すデータ（例えば、波形データなど）を上記パラメータとして信号処理パターンテーブル１３０ｂに格納しておけば良い。なお、上記各信号処理を制御部１１０に実行させるソフトウェアモジュールについても、埋め込み方式評価プログラムに予め組み込んでおいても良く、また、ＤＬＬ形式でインストールしておいても良い。
以上が埋め込み方式評価装置１００の構成である。
【００２３】
（Ｂ：動作）
次いで、埋め込み方式評価装置１００が実行する動作について説明する。
入力デバイスに対する操作により埋め込み方式評価プログラムの実行を指示されると、制御部１１０は、揮発性メモリをワークエリアとして同プログラムを実行し、表示デバイスにデータ入力用ＧＵＩの画像を表示させる。この画像を視認した利用者は、入力デバイスに対する操作により、キャリア信号たるオーディオ信号ｓを示す情報、このオーディオ信号ｓに埋め込む電子透かし情報ｗを示す情報、および、この電子透かし情報を埋め込んだオーディオ信号（以下、評価対象信号）に施す信号処理を示す情報（本実施形態では、信号処理のインデックス番号ｄ）の各々を入力する。
【００２４】
キャリア信号読み込み部１１０ａは、利用者により指定されたオーディオ信号ｓをインタフェース群１２０のうちの適切なものを介して読み込み、揮発性メモリにバッファリングする。このようにして揮発性メモリにバッファリングされたオーディオ信号ｓに対して、各埋め込み方式識別子の示す埋め込み方式を使用して電子透かし情報ｗを埋め込み、その埋め込み後のオーディオ信号ｓについての音質および頑健性を評価する処理が埋め込み方式評価部１１０ｂによって行われる。
【００２５】
（Ｂ−１：埋め込み方式評価部１１０ｂが実行する処理）
図２は、埋め込み方式評価部１１０ｂが実行する埋め込み方式評価処理を説明するための図である。埋め込み方式評価部１１０ｂは、埋め込み方式管理テーブル１３０ａに格納されている埋め込み方式識別子の示す埋め込み方式およびパラメータの組み合わせの各々を評価対象とし、図２に示す電子透かし情報埋め込み処理ＳＡ１１０、信号処理ＳＡ１２０、電子透かし情報抽出処理ＳＡ１３０および評価値算出／履歴保存処理ＳＡ１４０を実行する。
【００２６】
より詳細に説明すると、埋め込み方式評価部１１０ｂは、まず、評価対象の埋め込み方式を示すインデックスｍに１をセットするとともに、同じく評価対象のパラメータを示すインデックスｒに１をセットして電子透かし情報埋め込み処理ＳＡ１１０を実行する。この電子透かし情報埋め込み処理ＳＡ１１０は、評価対象として設定された埋め込み方式ｍを使用して電子透かし情報ｗをオーディオ信号ｓに埋め込んで評価対象信号を生成し、インデックスｍおよびｒに対応付けて揮発性メモリに書き込む処理である。例えば、評価対象として設定された埋め込み方式ｍが前述した第１の方式である場合、埋め込み方式評価部１１０ｂは、まず、電子透かし情報ｗのシンボル列を示す変調信号をパラメータｐｍ（ｒ）の示す振幅および周波数で発生させる。そして、埋め込み方式評価部１１０ｂは、オーディオ信号ｓに帯域分割を施して得られるサブバンド信号の何れかをデータキャリアとし、このデータキャリアの位相成分を上記変調信号で置き換え（或いは、このデータキャリアに対して上記変調信号を用いて振幅変調を施し）、評価対象信号を生成する。
【００２７】
信号処理ＳＡ１２０は、データ入力用ＧＵＩを介して入力された信号処理識別子（本実施形態では、信号処理のインデックス番号ｄ）に対応する信号処理を上記評価対象信号に施す処理である。より詳細に説明すると、信号処理ＳＡ１２０において、埋め込み方式評価部１１０ｂは、データ入力用ＧＵＩを介して入力された信号処理識別子に対応付けて信号処理パターンテーブル１３０ｂに格納されているパラメータの示す態様でその信号処理を評価対象信号に施す。例えば、上記信号処理識別子の示す信号処理がフィルタ処理であり、上記パラメータがそのフィルタ特性を示すデータである場合には、当該パラメータの示すフィルタ特性でフィルタリングする処理を評価対象信号に施す。なお、データ入力用ＧＵＩを介して入力された信号処理識別子に対応するパラメータについては、信号処理用パラメータ設定処理ＳＡ１２１にて信号処理パターンテーブル１３０ｂから読み出しが行われる。そして、電子透かし情報抽出処理ＳＡ１３０は、信号処理ＳＡ１２０を経た評価対象信号から、埋め込み方式ｍおよびパラメータｐｍ（ｒ）に対応する抽出方式で電子透かし情報を抽出する処理である。
【００２８】
評価値算出／履歴保存処理ＳＡ１４０は、インデックスｍおよびｒの示す埋め込み方式およびパラメータの組み合わせについて、音質および頑健性についての客観的な評価を示す評価値を算出し、それらインデックスｍおよびｒと対応付けて揮発性メモリに書き込む処理である。この評価値算出／履歴保存処理ＳＡ１４０では、埋め込み方式評価部１１０ｂは、まず、音質評価値および頑健性評価値の２種類の評価値を算出する。
【００２９】
音質評価値とは、透かし埋め込みに起因した音質の劣化、すなわち、透かし埋め込み前のオーディオ信号ｓの音質を基準とした場合における透かし埋め込み後のオーディオ信号（すなわち、評価対象信号）の音質の劣化の程度を示す値である。本実施形態では、埋め込み方式評価部１１０ｂは、以下の数１で定義される音質評価値ＷＳＲ（ｓ、ｍ、ｆｒ、ｒ）を評価対象信号のシンボルフレームｆｒ毎に算出する。この数１においてＥｗ（ｓ、ｍ、ｆｒ、ｒ）はシンボルフレームｆｒに埋め込まれた電子透かし情報ｗのエネルギー（すなわち、評価対象信号のシンボルフレームｆｒのエネルギーと原信号（オーディオ信号ｓ）のシンボルフレームｆｒのエネルギーの差）である。また、数１のＥｓ（ｓ，ｍ，ｆｒ、ｒ）は原信号のシンボルフレームｆｒのエネルギーであり、Δはゼロ除算を防ぐための固定微小値である。  
【数１】
2010217768.tif 000003
【００３０】
シンボルフレームｆｒに埋め込まれる電子透かし情報のエネルギーＥｗ（ｓ、ｍ、ｆｒ、ｒ）が小さいほど、評価対象信号の音質は良いと考えられる。本実施形態では、数１に示すように音質評価値ＷＳＲ（ｓ、ｍ、ｆｒ、ｒ）を定義したため、オーディオ信号ｓのシンボルフレームｆｒのエネルギーが一定であれば、電子透かし情報ｗのエネルギーＥｗ（ｓ、ｍ、ｆｒ、ｒ）が小さいほど音質評価値ＷＳＲ（ｓ、ｍ、ｆｒ、ｒ）の値は小さくなる。したがって、本実施形態では、音質評価値ＷＳＲ（ｓ、ｍ、ｆｒ、ｒ）の値が小さい埋め込み方式ｍおよびパラメータｐｍ（ｒ）の組ほど音質の劣化の少ないと言える。
【００３１】
一方、頑健性評価値は、信号処理ｄに対する頑健性を示す値であり、以下の数２で定義される。この数２においてＮは電子透かし情報のビット長であり、Ｎｅは入力透かし情報に対する抽出透かし情報の誤りビット数である。
【数２】
2010217768.tif 000004
【００３２】
入力透かし情報に対する抽出透かし情報の誤りビット数が少ないほど頑健性が高いと考えられる。本実施形態では、数２に示すように頑健性評価値ＢＥＲ（ｓ、ｍ、ｄ、ｒ）を定義したため、電子透かし情報ｗのビット長Ｎが一定であれば、誤りビット数Ｎｅ（ｓ、ｍ、ｄ、ｒ）が小さいほど、頑健性評価値ＢＥＲ（ｓ、ｍ、ｄ、ｒ）は小さくなる。したがって、本実施形態では、頑健性評価値ＢＥＲ（ｓ、ｍ、ｄ、ｒ）の値が小さい埋め込み方式ｍおよびパラメータｐｍ（ｒ）の組ほど頑健性が高いと言える。
【００３３】
次いで、埋め込み方式評価部１１０ｂは、音質および頑健性の両方を加味した評価値Ｃ（ｓ，ｍ，ｄ，ｒ）を以下の数３にしたがって算出する。この数３においてαは、０から１の範囲の値であって、評価値Ｃ（ｓ，ｍ，ｄ，ｒ）における音質評価値ＷＳＲおよび頑健性評価値ＢＥＲの寄与率を示す。
【数３】
2010217768.tif 000005
【００３４】
数３においてαをどのような値にするのかについては、頑健性よりも音質を重視するのか、逆に音質よりも頑健性を重視するのか、それとも両者を均等に評価するのかに応じて定めるようにすれば良い。例えば、頑健性よりも音質を重視するのであれば、αとして０に近い値を用いるようにすれば良く、その逆の場合はαとして１に近い値を用いるようにすれば良い。また、両者を均等に評価するのであればαとして０．５を用いるようにすれば良い。前述したように頑健性評価値ＢＥＲ（ｓ、ｍ、ｄ、ｒ）はその値が小さいほど頑健性の高いことを示し、音質評価値ＷＳＲ（ｓ、ｍ、ｆｒ、ｒ）はその値が小さいほど音質の劣化の少ないことを示す。したがって、数３にしたがって算出される評価値Ｃ（ｓ，ｍ，ｄ，ｒ）はその値が小さいほど、音質および頑健性の両方の観点から好ましい埋め込み方式およびパラメータの組み合わせであることを示すのである。
【００３５】
次いで、埋め込み方式評価部１１０ｂは、埋め込み方式およびパラメータの全ての組み合わせについて評価（すなわち、評価値Ｃ（ｓ，ｍ，ｄ，ｒ）の算出および揮発性メモリへの書き込み）が完了したか否かを判定する。具体的には、埋め込み方式評価部１１０ｂは、インデックスｍおよびｒに関して、ｍ＝Ｍ、かつ、ｒ＝ＲＭとなっている場合に、全ての組み合わせについて評価が完了したと判定し、その他の場合は、未評価の組み合わせが有ると判定する。
【００３６】
未評価の組み合わせが有る場合には、埋め込み方式評価部１１０ｂは、評価対象更新処理ＳＡ１５０を実行した後に電子透かし情報埋め込み処理ＳＡ１１０以降の処理を再度実行する。ここで、評価対象更新処理ＳＡ１５０は、評価対象の埋め込み方式およびパラメータの組み合わせを示すインデックスｍおよびｒを更新し、その更新後のインデックスｍおよびｒに対応するパラメータｐｍ（ｒ）を埋め込み方式管理テーブル１３０ａから読み出す処理である。より詳細に説明すると、埋め込み方式評価部１１０ｂは、インデックスｍの示す埋め込み方式に関してｒ＜Ｒｍである場合には、インデックスｒを１だけインクリメントし、ｒ＝Ｒｍである場合は、インデックスｍを１だけインクリメントするとともにインデックスｒを１にリセットする。
【００３７】
一方、全ての組み合わせについて評価が完了した場合には、埋め込み方式評価部１１０ｂは、最適埋め込み方式選択処理ＳＡ１６０を実行する。この最適埋め込み方式選択処理ＳＡ１６０は，揮発性メモリに格納されている評価値Ｃ（ｓ，ｍ，ｄ，ｒ）の値が最小となるインデックスｍおよびｒの組み合わせを特定し、その組み合わせを示す最適埋め込み方式データをマニュアル調整部１１０ｃに与える処理である。なお、キャリア信号の候補として複数種のオーディオ信号が指定されており、かつ、評価対象信号に施す信号処理として複数種のものが指定されている場合には、以下の処理を埋め込み方式評価部１１０ｂに実行させるようにすれば良い。
【００３８】
まず、複数種のオーディオ信号の各々および複数種の信号処理の各々の組み合わせ毎に、ステップＳＡ１１０からステップＳＡ１４０の処理を埋め込み方式評価部１１０ｂに実行させ、インデックスｓ、ｍ、ｄおよびｒに対応付けて評価値Ｃ（ｓ、ｍ、ｄ、ｒ）を揮発性メモリに書き込む処理を埋め込み方式評価部１１０ｂに実行させる。その後、最適埋め込み方式選択処理ＳＡ１６０において、数４にしたがって算出される評価値Ｃｔｏｔａｌ（ｍ、ｒ）の値が最小となるインデックスｍおよびｒの組み合わせを特定し、その組み合わせを示す最適埋め込み方式データをマニュアル調整部１１０ｃに与える処理を埋め込み方式評価部１１０ｂに実行させるのである。
【数４】
2010217768.tif 000006
このように、数４にしたがって算出される評価値Ｃｔｏｔａｌが最小となるインデックスｍおよびｒの組を選択するようにすれば、複数種のオーディオ信号ｓに関して、音質および頑健性の両方の観点から最適と推定される埋め込み方式およびパラメータが選択される。
以上が埋め込み方式評価部１１０ｂが実行する処理の内容である。
【００３９】
（Ｂ−２：マニュアル調整部１１０ｃが実行する処理）
図３は、マニュアル調整部１１０ｃが実行する処理（以下、マニュアル調整処理）を説明するための図である。この図３において、図２の埋め込み方式評価処理における処理と共通のもの（電子透かし情報埋め込み処理ＳＡ１１０、信号処理ＳＡ１２０、信号処理用パラメータ設定処理ＳＡ１２１および電子透かし情報抽出処理ＳＡ１３０）には同一の符号が付されている。これらの処理については説明を省略する。
【００４０】
マニュアル調整部１１０ｃは、埋め込み方式評価部１１０ｂから最適埋め込み方式データを受け取ると、オーディオ信号再生／スペクトログラム表示処理ＳＢ１００を実行する。オーディオ信号再生／スペクトログラム表示処理ＳＢ１００は、最適埋め込み方式データの示すインデックスｍ（埋め込み方式を示すインデックス）およびインデックスｒ（パラメータを示すインデックス）に対応付けて揮発性メモリに格納されている評価対象信号を読み出し、その評価対象信号のスペクトログラムをマニュアル調整用ＧＵＩに表示するとともに、その評価対象信号を音として音声出力デバイスに出力させる処理である。埋め込み方式評価装置１００の利用者は、マニュアル調整用ＧＵＩに表示されるスペクトログラムから視覚的に、または音声出力デバイスから出力される音の聴感から聴覚的に、その評価対象信号を主観的に評価することができる。なお、本実施形態では、スペクトログラムの表示により評価対象信号を視覚的に利用者に把握させたが、スペクトログラムに代えて（或いは、スペクトログラムと共に）評価対象信号の音波形を表示させるようにしても良い。
【００４１】
上記のようにして視覚や聴覚を通じて把握した評価対象信号に何らかの不満がある場合には、埋め込み方式評価装置１００の利用者は、埋め込み方式をそのままとしてパラメータを修正する旨の指示、或いは埋め込み方式を他の方式に変更する旨の指示を入力デバイスを介して入力することができる。そして、このような方式／パラメータ変更指示が入力されると、マニュアル調整部１１０ｃは、その指示の内容に応じてインデックスｍおよびインデックスｒの何れか一方（或いは両方）を更新し、その更新後のインデックスに対応するパラメータｐｍ（ｒ）を読み出す評価対象更新処理ＳＢ１１０を実行する。そして、マニュアル調整部１１０ｃは、評価対象更新処理ＳＢ１１０に後続して電子透かし情報埋め込み処理ＳＡ１１０、信号処理ＳＡ１２０、電子透かし情報抽出処理ＳＡ１３０を実行し、さらに、音質評価値算出処理ＳＢ１２０ａおよび頑健性評価値算出処理ＳＢ１２０ｂを実行する。
【００４２】
音質評価値算出処理ＳＢ１２０ａは、マニュアル調整処理の電子透かし情報埋め込み処理ＳＡ１１０にて新たに生成した評価対象信号と原信号（オーディオ信号ｓ）とから、前掲数１にしたがって音質評価値ＷＳＲを算出する処理である。一方、頑健性評価値算出処理ＳＢ１２０ｂは、マニュアル調整処理の電子透かし情報抽出処理ＳＡ１３０における抽出結果に基づき、前述した頑健性評価値ＢＥＲを数２にしたがって算出する処理である。図３の評価値出力処理ＳＢ１３０は、音質評価値算出処理ＳＢ１２０ａにて算出された音質評価値ＷＳＲ、および頑健性評価値算出処理ＳＢ１２０ｂにて算出された頑健性評価値ＢＥＲの各々をマニュアル調整用ＧＵＩに表示する処理である。本実施形態では、頑健性評価値ＢＥＲは、オーディオ信号ｓ、電子透かし情報の埋め込み方式ｍ、および信号処理ｄの組み合わせに対して１つの値が算出されるため、その値を画面表示させれば良い。一方、音質評価値ＷＳＲは、同組み合わせに対してシンボルフレームｆｒ毎に算出されるため、各シンボルフレームｆｒについて算出される値をグラフ表示させるようにすれば良い。
【００４３】
そして、マニュアル調整部１１０ｃは、埋め込み方式およびパラメータの組を確定させることを指示する旨の操作が入力デバイスに対して為されると、その操作が為された時点のインデックスｍおよびｒを示す最適埋め込み方式データを、インタフェース群１２０のうちの適切なものを介して他の装置（例えば、電子透かし情報の埋め込みを行う埋め込み装置やその抽出を行う抽出装置）へ出力する。このようにして埋め込み方式評価装置１００から出力される最適方式指示データの示す埋め込み方式ｍおよびパラメータｐｍ（ｒ）の組み合わせを採用することで、予め用意された複数種の埋め込み方式のうちから音質および頑健性の両方の観点から最適と推測されるものにより電子透かし情報の埋め込みを行うことができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、埋め込み方式評価装置１００の利用者は、オーディオ信号ｓ、そのオーディオ信号ｓに埋め込む電子透かし情報ｗ、および透かし埋め込み後のオーディオ信号に付与される外乱等に対応する信号処理ｄを指定するだけで、予め用意された複数の埋め込み方式およびパラメータの組み合わせのうちの何れが音質および頑健性の両方の観点から最適であるのかを容易に把握することができる。このため、本実施形態によれば、例えば著作権保護への利用や公共サービスの高付加価値化を目的として電子透かし情報の埋め込みアプリケーションを開発する際に、電子透かし情報の埋め込み方式の選定に要していた時間の分だけ技術開発の時間を短縮することができると期待される。
【００４５】
（Ｃ：変形）
以上本発明の一実施形態について説明したが、かかる実施形態に以下に述べる変形を加えて良いことは勿論である。
（１）上述した実施形態では、複数の埋め込み方式の各々を示す埋め込み方式識別子に対応付けて複数組のパラメータを埋め込み方式管理テーブル１３０ａに格納しておいた。しかし、埋め込み方式管理テーブルには、埋め込み方式識別子に対応付けてその埋め込み方式で使用するパラメータの初期値のみを格納しておき、インデックスｒが更新されるたびに、そのパラメータを当該初期値から所定量ずつ変動させるようにしても良い。
【００４６】
（２）上述した実施形態では、予め定められた複数種の埋め込み方式のうち、音質および頑健性の観点から最適と推測されるものを１つ選択して利用者に提示し、パラメータ等の微調整を促した。しかし、数３（或いは数４）にしたがって算出される評価値が小さい順に所定数分だけ埋め込み方式を選択して利用者に提示し、それら埋め込み方式のうちの１つを利用者に選択させるようにしても勿論良い。
【００４７】
（３）上述した実施形態では、予め定められた複数種の埋め込み方式のうち、音質および頑健性の観点から最適と推測されるものを１つ選択し、さらに透かし埋め込み後の音の波形や聴感などの主観に基づく微調整を利用者に施させたが、埋め込み方式評価部１１０ｂにより最適と評価された埋め込み方式をそのまま用いて電子透かし情報の埋め込みを行うようにしても勿論良く、このような態様においては制御部１１０をマニュアル調整部１１０ｃとして機能させる必要はない。
【００４８】
（４）上述した実施形態では、オーディオ信号ｓに電子透かし情報ｗの埋め込みを行う際に使用するパラメータｐｍ（ｒ）をその抽出側でも利用可能な場合（所謂ブラインド形式の埋め込み方式で電子透かし情報を埋め込む場合、つまり、抽出側では原信号を利用することができない場合）について説明した。しかしながら、所謂ノンブラインド形式の埋め込み方式（すなわち、電子透かし情報の抽出側で原信号を利用可能な方式）を評価の対象としても勿論良い。そして、ノンブラインド形式の複数の埋め込み方式を評価の対象とする場合、シンボルフレーム毎に音質および頑健性の観点から最適と推測される埋め込み方式およびパラメータの組み合わせを選択しても良い。このようなことは、数３で定義した評価値Ｃ（ｓ、ｍ、ｄ、ｒ）に代えて、以下の数５で定義される評価値Ｃ（ｓ、ｍ、ｄ、ｒ、ｆｒ）をシンボルフレームｆｒ毎に算出し、評価値Ｃ（ｓ、ｍ、ｄ、ｒ、ｆｒ）が最小となるインデックスｍおよびｒの組み合わせシンボルフレームｆｒ毎に選択するようにすれば良い。
【数５】
2010217768.tif 000007
【００４９】
また、キャリア信号として複数のオーディオ信号ｓが指定され、外乱を示す信号処理ｄとして複数のものが指定されている場合には、数４で定義した評価値Ｃｔｏｔａｌ（ｍ、ｒ）に代えて、以下の数６で定義される評価値Ｃｔｏｔａｌ（ｍ、ｒ、ｆｒ）をシンボルフレームｆｒ毎に算出し、この評価値Ｃｔｏｔａｌ（ｍ、ｒ、ｆｒ）が最小となるインデックスｍおよびｒの組み合わせシンボルフレームｆｒ毎に選択するようにすれば良い。
【数６】
2010217768.tif 000008
【００５０】
ただし、シンボルフレーム毎に埋め込み方式およびパラメータを選定する態様ではマニュアル調整処理によるパラメータの微調整等を行わないよう留意する必要がある。何故ならば、シンボルフレーム毎に埋め込み方式およびパラメータを選定する態様では、抽出側においても同様の処理によりフレーム毎に埋め込み方式およびパラメータの同期をとる必要があるが、マニュアル調整処理によりパラメータ等の微調整を行ってしまうと、抽出側で埋め込み方式およびパラメータの同期をとることができなくなる虞があるからである。
【００５１】
（５）上述した実施形態では、本発明の特徴を顕著に示す処理を制御部１１０に実行させる埋め込み方式評価プログラムが記憶部１３０に予め格納されていたが、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に上記埋め込み方式評価プログラムを書き込んで配布しても良く、また、インターネットなどの電気通信回線経由のダウンロードにより上記埋め込み方式評価プログラムを配布しても良い。また、上述した実施形態では、本発明に係る埋め込み方式評価装置の特徴を顕著に示す各処理をソフトウェアで実現したが電子回路等のハードウェアで実現しても勿論良い。
【符号の説明】
【００５２】
１００…埋め込み方式評価装置、１１０…制御部、１１０ａ…キャリア信号読み込み部、１１０ｂ…埋め込み方式評価部、１１０ｃ…マニュアル調整部、１２０…インタフェース群、１３０…記憶部、１３０ａ…埋め込み方式管理テーブル、１３０ｂ…信号処理パターンテーブル。
【図１】
2010217768.tif 000009
【図２】
2010217768.tif 000010
【図３】
2010217768.tif 000011