(57)【要約】【課題】検知信号の検出精度を上げ、伝送効率を向上させる。【解決手段】検知信号と透かしデータとが埋め込まれ、検知信号が埋め込まれた区間の非可聴域の第１周波数に透かしデータ有りを示す所定信号が挿入された音信号を受信する受信部と、音信号を周波数変換する周波数変換部と、周波数変換部により周波数変換された成分のうち、第１周波数の周波数成分に基づいて、所定信号の有無を判定する判定部と、所定信号が有ると判定された場合、音信号に対して透かし抽出処理を行う抽出部とを備える。【選択図】図１
2014032364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知信号と透かしデータとが埋め込まれ、該検知信号が埋め込まれた区間の非可聴域の第１周波数に該透かしデータ有りを示す所定信号が挿入された音信号を受信する受信部と、
前記音信号を周波数変換する周波数変換部と、
前記周波数変換部により周波数変換された成分のうち、前記第１周波数の周波数成分に基づいて、前記所定信号の有無を判定する判定部と、
前記所定信号が有ると判定された場合、前記音信号に対して透かし抽出処理を行う抽出部と
を備える音処理装置。
【請求項２】
前記所定信号は、前記音信号の周波数成分に対し、所定範囲内の最大値とする請求項１記載の音処理装置。
【請求項３】
前記音信号に対し、ローパスフィルタによりフィルタ処理を行うフィルタ部と、
前記第１周波数の周波数成分に基づいて前記ローパスフィルタによる減衰率を推定し、該減衰率に基づいてカットオフ周波数以上の周波数成分を補正する補正部と
をさらに備える請求項１又は２記載の音処理装置。
【請求項４】
前記補正部は、
前記第１周波数の周波数成分と、前記カットオフ周波数の周波数成分とに基づいて前記減衰率を推定する請求項３記載の音処理装置。
【請求項５】
前記非可聴域の前記第１周波数及び第２周波数に前記所定信号が挿入された場合、
前記補正部は、
前記第１周波数の周波数成分と、前記第２周波数の周波数成分とに基づいて前記減衰率を推定する請求項３記載の音処理装置。
【請求項６】
前記音信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、
前記検知信号を含む区間をデジタル信号に変換するときは、前記透かしデータを含む区間を変換するときよりも高いサンプリングレートになるよう前記アナログデジタル変換部を制御する制御部と
をさらに備える請求項１乃至５いずれか一項に記載の音処理装置。
【請求項７】
検知信号と透かしデータとが埋め込まれ、該検知信号が埋め込まれた区間の非可聴域の第１周波数に該透かしデータ有りを示す所定信号が挿入された音信号を取得し、
前記音信号を周波数変換し、
周波数変換された成分のうち、前記第１周波数の周波数成分に基づいて、前記所定信号の有無を判定し、
前記所定信号が有ると判定された場合、前記音信号に対して透かし抽出処理を行う処理をコンピュータが実行する音処理方法。
【請求項８】
検知信号と透かしデータとが埋め込まれ、該検知信号が埋め込まれた区間の非可聴域の第１周波数に該透かしデータ有りを示す所定信号が挿入された音信号を取得し、
前記音信号を周波数変換し、
周波数変換された成分のうち、前記第１周波数の周波数成分に基づいて、前記所定信号の有無を判定し、
前記所定信号が有ると判定された場合、前記音信号に対して透かし抽出処理を行う処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透かしデータが埋め込まれた音信号を処理する音処理装置、音処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
音声透かしとは、音楽や音声などの音の中に元の波形と位相をずらした波形を挿入し、位相の変化の度合いを透かしデータとし、人間の耳には聞こえない周波数成分を受信側で解析することで、透かしデータを抽出できるという手法である。
【０００３】
ここで、一般に人間が視聴可能な周波数は２０Hｚ〜２０ＫＨｚと言われている。以下、人間が視聴可能な周波数を可聴域と称し、可聴域以外の周波数を非可聴域と称する。この非可聴域のオーディオ信号にウォーターマーク（透かしデータ）を埋め込む技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００５−５０２９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、透かしデータの適用例として、美術館で美術品の前に行くと音声案内が流れ、携帯端末装置などに音声案内を入力すると、音声の中に埋め込まれた透かしデータをもとに携帯端末装置上に追加の情報が表示されるといったサービスが考えられる。
【０００６】
上記サービスは、主に携帯型の装置で実施されるため、音声透かし処理をなるべく低消費電力で行いたいというニーズがある。そのため、送信側で検知信号を送信し、検知信号を受信側が検知した場合、受信側はデータの受信を開始する。もし、受信側が検知信号を検知できなければ、受信処理を所定時間行わずにスリープし、再度検知信号の検知を行う。
【０００７】
上記処理により、受信側の低消費電力化を図ることができる。しかし、従来技術のように、非可聴域に透かしデータを埋め込むのではなく、可聴域に透かしデータを埋め込む場合を考える。この場合、埋め込まれる音によっては検知信号の検出が難しく、検知信号があるにも関わらず、検知信号が検知されずに透かしデータが無視されてしまうという課題があった。
【０００８】
また、検知信号と透かしデータとが埋め込まれた音信号を何度も送信することで、いずれかの検知信号を検知して、透かしデータを抽出するという手法が考えられる。しかし、この手法は、同じデータを何度も送信するため、伝送効率が悪くなってしまう。
【０００９】
そこで、開示の技術は、検知信号の検出精度を上げ、伝送効率を向上させることができる音処理装置、音処理方法及びプログラム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】
【００１０】
開示の一態様における音処理装置は、検知信号と透かしデータとが埋め込まれ、該検知信号が埋め込まれた区間の非可聴域の第１周波数に該透かしデータ有りを示す所定信号が挿入された音信号を受信する受信部と、前記音信号を周波数変換する周波数変換部と、前記周波数変換部により周波数変換された成分のうち、前記第１周波数の周波数成分に基づいて、前記所定信号の有無を判定する判定部と、前記所定信号が有ると判定された場合、前記音信号に対して透かし抽出処理を行う抽出部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
開示の技術によれば、検知信号の検出精度を上げ、伝送効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における音処理システムの構成の一例を示すブロック図。
【図２】送信されるデータの一例を示す図。
【図３】パイロット信号を含む検知信号の生成手順の一例を示す図。
【図４】実施例１における判定処理を説明する図。
【図５】実施例１における透かし抽出処理の一例を示すフローチャート。
【図６】実施例２における判定処理を説明する図。
【図７】実施例２における透かし抽出処理の一例を示すフローチャート。
【図８】実施例３における第２音処理装置の構成の一例を示すブロック図。
【図９】実施例３における補正処理の一例を示す図。
【図１０】実施例３における音処理装置の透かし抽出処理の一例を示すフローチャート。
【図１１】実施例４における補正処理の一例を示す図。
【図１２】実施例５における第２音処理装置の構成の一例を示すブロック図。
【図１３】実施例５における透かし抽出処理の一例を示す図。
【図１４】実施例６における携帯端末装置のハードウェアの一例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して各実施例について説明する。
【００１４】
［実施例１］
＜構成＞
図１は、実施例１における音処理システム１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す音処理システム１は、第１音処理装置１０と、第２音処理装置２０とを有する。第１音処理装置１０は、送信側の装置であり、第２音処理装置２０は、受信側の装置である。
【００１５】
《送信側》
第１音処理装置１０は、透かし埋め込み部１０２と、周波数変換部１０４と、挿入部１０６と、逆周波数変換部１０８と、ＤＡ変換部１１０と、通信部１１２とを有する。
【００１６】
透かし埋め込み部１０２は、音声あるいは曲などの音信号に必要に応じて検知信号と透かしデータとを埋め込む。検知信号（検知データと称してもよい）は、透かしデータが有ることを示し、また、何個目のデータであるかなどの情報を含む。検知信号は、透かしデータの前に埋め込まれる。透かし埋め込み部１０２は、検知信号と透かしデータとが埋め込まれた音信号を周波数変換部１０４に出力する。
【００１７】
ここで、実施例では、電子透かしとして、例えばエコーハイディング法を用いる。エコーハイディング法は、元の音信号に対し、人間が感知できない程度の遅延時間のエコーをかけ、遅延時間を付加データとして送る手法である。
【００１８】
音信号を受信する受信側では、音信号のケプストラムを求めると、エコーがかけられた遅延時間のケフレンシーに有意な大きな値が得られ、予め送信側と定めた遅延時間とデータとの対応表から、付加データを再現することができる。
【００１９】
ケプストラムとは、フーリエ変換結果を対数変換し、さらにフーリエ変換をかけたもので、音信号のピッチなどを求めるときに使われるデータである。ケプストラムの各要素をケフレンシーと呼び、次元は時間と同じである。
【００２０】
エコーハイディング法では、付加データを更新する間隔は既知であるため、この更新タイミングと、音信号の読み出しタイミングとを合わせることで精度よく付加データを抽出することができる。
【００２１】
なお、実施例における電子透かし技術としては、エコーハイディング法に限られず、リアルタイムで透かしデータを抽出できる透かし技術を用いてもよい。
【００２２】
周波数変換部１０４は、透かし埋め込み部１０２により透かしデータが埋め込まれた音信号を周波数変換し、周波数成分を生成する。周波数変換部１０４は、変換した周波数成分を挿入部１０６に出力する。周波数変換は、例えばＦＦＴ（高速フーリエ変換）である。
【００２３】
挿入部１０６は、周波数変換部１０４から取得した、検知信号が埋め込まれた音信号の区間の周波数成分のうち、非可聴域の第１周波数に対して所定信号を挿入する。所定信号は、透かしデータが音信号に埋め込まれたことを示す信号であり、ここではパイロット信号とも称す。一般にＣＤ（コンパクトディスク）では、２２ＫＨｚ程度までサンプリング可能となっているので、第１周波数は、例えば２０〜２２ＫＨｚ内の２１ＫＨｚとする。
【００２４】
挿入部１０６は、透かしデータが埋め込まれている音信号の区間については、パイロット信号を埋め込まない。
【００２５】
パイロット信号は、例えば受信側でＬＰＦ（ローパスフィルタ）を通る周波数（例えば８ＫＨｚ）以下の周波数成分の最大値である。これにより、パイロット信号として大きな値を挿入することで、受信側でパイロット信号が検出されやすくなる。パイロット信号が挿入される第１周波数及び第１周波数にどんな信号を挿入するかは、送信側及び受信側で知っているとする。
【００２６】
逆周波数変換部１０８は、挿入部１０６から取得した周波数成分を逆周波数変換し、時間成分に戻す。逆周波数変換は、周波数変換部１０４の処理の逆変換処理であり、例えばＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）である。逆周波数変換部１０８は、時間成分に戻った音信号を、ＤＡ変換部１１０に出力する。
【００２７】
ＤＡ（デジタルアナログ）変換部１１０は、デジタル信号をアナログ信号に変換する。ＤＡ変換部１１０は、変換されたアナログ信号を、通信部１１２に出力する。
【００２８】
通信部１１２は、検出信号と透かしデータとを含む音信号を、例えばＲＦ（Radio Frequency）の無線通信により第２音処理装置２０に送信する。
【００２９】
これにより、透かしデータを埋め込む区間とは別の区間の非可聴域にパイロット信号を挿入するので、可聴域には埋め込むことができない強さの信号を挿入することができる。
【００３０】
（送信データ）
ここで、第１音処理装置１０により送信されるデータについて説明する。図２は、送信されるデータの一例を示す図である。図２に示すように、送信単位のデータの先頭に、データが存在するかどうかの検知信号が配置される。検知信号は、データの有無、何個目のデータかという情報を含む。
【００３１】
例えば、８個の透かしデータを送りたいとき、第１音処理装置１０は、検知信号と透かしデータとを１組とし、８組のデータを周期的に送信する。
【００３２】
後述する受信側では、検出した検知信号の内容を確認し、未受信のデータを受信したときだけ透かし抽出処理を行うようにすればよい。これにより、低消費電力で透かしデータを適切に受信することができるようになる。
【００３３】
（検知信号とパイロット信号）
次に、パイロット信号を含む検知信号の生成手順について説明する。図３は、パイロット信号を含む検知信号の生成手順の一例を示す図である。図３に示す例では、元の音信号として、波形ａ１００と、波形ａ１０１とが合成された簡易な合成波形ａ１０２を用いる。
【００３４】
ここで、電子透かしとしてエコーハイディングを用いる。透かし埋め込み部１０２は、元の音信号の波形ａ１０２に対して、振幅を減衰させ、かつ検知信号のビット列に相当する遅延時間分だけ位相をずらした信号の波形ａ１０３を合成する。透かし埋め込み部１０２は、透かしデータに対しても、元の音信号に対して、振幅を減衰させ、かつ透かしデータのビット列に相当する遅延時間分だけ位相をずらした信号を合成する。
【００３５】
周波数変換部１０４は、検知信号が埋め込まれた音信号の区間を周波数成分に変換する。周波数変換後の周波数成分例が符号ａ１０４で示される。挿入部１０６は、この周波数成分の第１周波数（例えば２１ＫＨｚ）にパイロット信号を挿入する。挿入後の周波数成分例が、符号ａ１０５で示される。ここでは、パイロット信号としては、７ＫＨｚの成分と同じ成分を用いる。
【００３６】
逆周波数変換部１０８は、パイロット信号が挿入された周波数成分を時間信号に戻すため、逆周波数変換を行う。逆周波数変換後の音信号の例が、波形ａ１０８である。波形ａ１０８は、検知信号が埋め込まれた区間の波形ａ１０６（波形ａ１０２＋波形ａ１０３）と、挿入されるパイロット信号の波形ａ１０７との合成波である。
【００３７】
《受信側》
次に、図１に戻り、第２音処理装置の構成について説明する。第２音処理装置２０は、通信部２０２と、フィルタ部２０４と、ＡＤ変換部２０６と、周波数変換部２０８と、検出部２１０と、抽出部２１２と、出力部２１４とを有する。
【００３８】
通信部２０２は、第１音処理装置１０から送信された音信号を受信し、フィルタ部２０４に出力する。
【００３９】
フィルタ部２０４は、通信部２０２から取得した音信号に対し、ＬＰＦによりフィルタ処理を行う。これにより、高い周波数がカットされる。第２音処理装置２０が、例えば携帯端末装置の場合、音声信号を主に受信することが想定されており、音声信号では、例えば８ＫＨｚ以上の周波数はあまり用いられない。
【００４０】
よって、フィルタ部２０４によりＬＰＦ処理が行われ、高周波成分が弱められる。フィルタ部２０４は、ＬＰＦ処理したデータをＡＤ変換部２０６に出力する。なお、フィルタ部２０４は、必ずしも必要な構成ではない。
【００４１】
ＡＤ変換部２０６は、ＬＰＦが掛けられたアナログ信号をデジタル信号に変換する。変換されたデジタル信号は、周波数変換部２０８に出力される。
【００４２】
周波数変換部２０８は、ＡＤ変換部２０６から取得したデジタル信号に対し、周波数変換を行う。周波数変換処理は、例えばＦＦＴである。周波数変換された周波数成分は、検出部２１０、抽出部２１２に出力される。
【００４３】
検出部２１０は、音信号から検知信号を検出する。検出部２１０は、検知信号を検出するためにパイロット信号の有無を判定する判定部２１１を有する。
【００４４】
判定部２１１は、周波数変換部２０８により周波数変換された成分のうち、第１周波数の周波数成分に基づいて、パイロット信号の有無を判定する。判定部２１１は、例えば、パイロット信号が挿入された第１周波数の周波数成分の値と、ＬＰＦの減衰率とを用いて第１周波数において成分がどれだけ減衰したかを逆算する。減衰率は、予め設定されている。ＬＰＦが処理されていない場合は、判定部２１１は、第１周波数の周波数成分そのものを用いる。
【００４５】
判定部２１１は、逆算した値（逆算値とも称す）と、所定範囲内、例えばＬＰＦのカットオフ周波数以下の最大周波数成分とを比較する。判定部２１１は、例えば、逆算値が最大周波数成分に基づく閾値以上であれば、パイロット信号が挿入されたと判定する。また、判定部２１１は、逆算値が閾値未満であれば、パイロット信号は挿入されていないと判定する。閾値は、例えば、最大周波数成分の５０％とする。
【００４６】
検出部２１０は、判定部２１１によりパイロット信号が有ると判定された場合、検知信号を検出する。検出部２１０は、検知信号を検出した場合、つまり、判定部２１１によりパイロット信号が有ると判定された場合、抽出部２１２に対し、検知信号及び透かしデータの透かし抽出処理を指示する。
【００４７】
図４は、実施例１における判定処理を説明する図である。図４に示す例では、図４に示す周波数成分は、検知信号が埋め込まれた音信号の区間を周波数変換して得られた成分である。
【００４８】
判定部２１１は、２１ＫＨｚ成分を減衰率に従って求めた逆算値を用いて、パイロット信号が有るかどうかを判定する。２１ＫＨｚの周波数成分には、８ＫＨｚ以下の周波数成分の最大値が挿入されているが、ノイズ等の影響により、２１ＫＨｚの周波数成分を減衰率で逆算しても、この最大値には必ずしも戻らない。
【００４９】
そこで、判定部２１１は、例えば、最大値の５０％の値を閾値とし、この閾値と、逆算値とを比較して逆算値が閾値以上であればパイロット信号有り、つまり、透かしデータ有りと判定する。図４に示す例では、パイロット信号の逆算値が、閾値以上であるので、パイロット信号有り、つまり、透かしデータ有りと判定される。
【００５０】
図１に戻り、抽出部２１２は、検出部２１０から検出の指示を受けると、音信号に対して透かし抽出処理を行う。例えば、電子透かしがエコーハイディングである場合、抽出部２１２は、ケプストラムを求めることで、検知信号及び透かしデータを抽出することができる。抽出部２１２は、抽出した透かしデータを出力部２１４に出力する。なお、抽出部２１２は、電子透かしの埋め込み処理に対応する抽出処理を行えばよい。
【００５１】
出力部２１４は、抽出部２１２から取得した透かしデータをテキストで表示部に表示、又は音声で出力などの出力処理を行う。これにより、ユーザは、音信号に埋め込まれた透かしデータを把握することができる。
【００５２】
＜動作＞
次に、実施例１における第２音処理装置２０の動作について説明する。図５は、実施例１における透かし抽出処理の一例を示すフローチャートである。図５に示すステップＳ１０１で、周波数変換部２０８は、入力された音信号に対し、周波数変換を行う。
【００５３】
ステップＳ１０２で、判定部２１１は、第１周波数の成分に対して減衰率を用いて逆算し、減衰前の成分の値を推定する。例えば、この逆算値をＡとする。また、判定部２１１は、フィルタ２０４により処理されたＬＰＦのカットオフ周波数以下の成分で、最大成分を特定する。例えば、この最大成分をＢとする。
【００５４】
ステップＳ１０３で、判定部２１１は、Ｂ×５０％≦Ａであるか否かを判定する。つまり、判定部２１１は、逆算値が最大成分に基づく閾値以上であるか否かを判定する。Ｂ×５０％≦Ａであれば（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）ステップＳ１０５に進み、Ｂ×５０％＞Ａであれば（ステップＳ１０３−ＮＯ）ステップＳ１０４に進む。
【００５５】
ステップＳ１０４で、判定部２１１は、パイロット信号無し、つまり、透かしデータ無しと判定する。ステップＳ１０４の処理後、ステップＳ１０１に戻る。
【００５６】
ステップＳ１０５で、判定部２１１は、パイロット信号有り、つまり、透かしデータ有りと判定する。
【００５７】
ステップＳ１０６で、抽出部２１２は、音信号に対して透かし抽出処理を行う。透かし抽出処理は、埋め込み処理に対応する処理である。
【００５８】
以上、実施例１によれば、検知信号の検出精度を上げ、伝送効率を向上させることができる。これは、検知信号の検出精度が上がるため、送信側で繰り返し送信する回数を減らすことにより、伝送効率を上げることができる。
【００５９】
また、検知信号の検出精度が上がれば、必要な透かしデータを従来技術よりも早く取得できるので、装置の動作時間を削減でき、低消費電力を図ることができる。
【００６０】
［実施例２］
次に、実施例２における音処理システムについて説明する。実施例２では、パイロット信号として、予め設定された固定信号を用いる。これにより、挿入されたパイロット信号を特定する処理を削減でき、装置の計算負荷を減らすことができる。
【００６１】
＜構成＞
実施例２における第１音処理装置及び第２音処理装置の構成は、図１に示す実施例１の各装置と同様である。よって、実施例２における第１音処理装置及び第２音処理装置の各構成については、実施例１と同じ符号を用いて説明する。
【００６２】
《送信側》
実施例２における第１音処理装置１０では、挿入部１０６の処理が実施例１と異なり、他の部は、実施例１と同様である。
【００６３】
挿入部１０６は、第１周波数に挿入するパイロット信号として、固定値を挿入する。固定値は、装置に予め設定された値である。
【００６４】
《受信側》
実施例２における第２音処理装置２０では、判定部２１１の処理が実施例１と異なり、他の部は、実施例１と同様である。
【００６５】
判定部２１１は、第１周波数の成分を減衰率により逆算するところは実施例１と同様である。判定部２１１で用いる閾値が、カットオフ周波数以下の最大成分に基づくのではなく、固定値に基づいて生成される。
【００６６】
よって、判定部２１１は、カットオフ周波数以下の最大成分を特定する必要がないため、装置の処理負荷を軽減することができる。
【００６７】
図６は、実施例２における判定処理を説明する図である。図６に示す例では、判定部２１１は、２１ＫＨｚ成分を減衰率に従って求めた逆算値を用いて、パイロット信号が有るかどうかを判定する。２１ＫＨｚの周波数成分には、固定値が挿入されているが、ノイズ等の影響により、２１ＫＨｚの周波数成分を減衰率で逆算しても、この固定値には必ずしも戻らない。
【００６８】
そこで、判定部２１１は、例えば、固定値の５０％の値を閾値とし、この閾値と、逆算値とを比較して逆算値が閾値以上であればパイロット信号有り、つまり、透かしデータ有りと判定する。図６に示す例では、パイロット信号の逆算値が、閾値以上であるので、パイロット信号有り、つまり、透かしデータ有りと判定される。
【００６９】
＜動作＞
次に、実施例２における第２音処理装置２０の動作について説明する。図７は、実施例２における透かし抽出処理の一例を示すフローチャートである。図７に示すステップＳ２０１で、周波数変換部２０８は、入力された信号に対し、周波数変換を行う。
【００７０】
ステップＳ２０２で、判定部２１１は、第１周波数の成分に対して減衰率を用いて逆算し、減衰前の成分の値を推定する。例えば、この逆算値をＡとする。また、判定部２１１は、固定値をＢ'とする。
【００７１】
ステップＳ２０３で、判定部２１１は、Ｂ'×５０％≦Ａであるか否かを判定する。つまり、判定部２１１は、逆算値が最大成分に基づく閾値以上であるか否かを判定する。Ｂ'×５０％≦Ａであれば（ステップＳ２０３−ＹＥＳ）ステップＳ２０５に進み、Ｂ'×５０％＞Ａであれば（ステップＳ２０３−ＮＯ）ステップＳ２０４に進む。
【００７２】
ステップＳ２０４〜Ｓ２０６の処理は、図５に示すステップＳ１０４〜Ｓ１０６の処理と同様である。
【００７３】
以上、実施例２によれば、検知信号の検出精度を上げ、伝送効率を向上させることができると共に、装置の計算負荷を軽減することができる。
【００７４】
［実施例３］
次に、実施例３における音処理システムについて説明する。ＬＰＦにより成分が弱められる領域に透かしデータが埋め込まれていた場合、透かしデータの検出精度が落ちてしまう。そこで、実施例３では、ＬＰＦで弱められる領域の周波数成分を補正することで、透かしデータの検出精度を上げ、適切に透かしデータを抽出することができる。
【００７５】
＜構成＞
実施例３における音処理システムについて説明する。送信側の第１音処理装置１０は、実施例１や実施例２で説明した装置である。実施例３では、受信側の第２音処理装置の構成が異なるため、以下では、第２音処理装置を主に説明する。
【００７６】
《受信側》
図８は、実施例３における第２音処理装置３０の構成の一例を示すブロック図である。図８に示す第２音処理装置３０は、マイク３０２と、フィルタ部２０４と、ＡＤ変換部２０６と、周波数変換部２０８と、検出部２１０と、補正部３０４と、抽出部３０６と、出力部２１４とを有する。
【００７７】
図８に示す構成で、図１に示す構成と同様のものは同じ符号を付す。以下では、実施例１や実施例２と異なる構成について説明する。
【００７８】
マイク３０２は、音を電気信号の音信号に変換し、変換された音信号をフィルタ部２０４に出力する。入力される音には、検知信号や透かしデータが埋め込まれたりする場合がある。
【００７９】
検出部２１０は、実施例１や実施例２の方法により検知信号を検出した場合、補正部３０４に補正の指示を通知し、また、抽出部３０６に透かし抽出の指示を通知する。
【００８０】
補正部３０４は、第１周波数の周波数成分に基づいてＬＰＦによる減衰率を推定し、この減衰率に基づいてカットオフ周波数以上の周波数成分を補正する。補正部３０４は、減衰率を推定するため推定部３０５を有する。
【００８１】
推定部３０５は、フィルタ部２０４のＬＰＦの減衰率を推定する。推定部３０５は、例えば、カットオフ周波数８ＫＨｚの周波数成分と、第１周波数２１ＫＨｚの周波数成分とに基づいて減衰率を推定する。ここで、８ＫＨｚの周波数成分をＦ８、２１ＫＨｚの周波数成分をＦ２１とする。
【００８２】
推定部３０５は、次の式（１）により減衰率Ｒを算出できる。
減衰率Ｒ＝（Ｆ２１−Ｆ８）／（２１−８）  ・・・式（１）
補正部３０４は、８ＫＨｚ〜２０ＫＨｚまでの高帯域の各周波数に対し、推定部３０５により算出された減衰率Ｒを用いて、周波数成分を推定していく。推定された周波数成分をＦ'で表す。
【００８３】
補正部３０４は、高帯域の任意の周波数をｆ（８ＫＨｚ≦ｆ≦２０ＫＨｚ）とするとき、実測の周波数成分をＦ（ｆ）、推定された周波数成分をＦ'（ｆ）で表す。
【００８４】
補正部３０４は、Ｆ（ｆ）とＦ'（ｆ）を比較し、Ｆ（ｆ）＜Ｆ'（ｆ）であれば、Ｆ（ｆ）にＦ'（ｆ）を設定する。つまり、補正部３０４は、推定された周波数成分の方が、実測の周波数成分よりも大きければ、実測の周波数成分を推定された周波数成分に置き換える。
【００８５】
図９は、実施例３における補正処理の一例を示す図である。図９に示す例では、推定部３０５は、Ｆ８とＦ２１とを用いて減衰率Ｒを求める。推定部３０５により求められた減衰率Ｒによる減衰直線は、図９の点線で示される。図９に示す破線は、ＬＰＦに予め設定された減衰率を表す。補正部３０４は、高帯域の各周波数に対して、Ｆ（ｆ）とＦ'（ｆ）との比較を行い、補正処理を実行することで、高帯域の周波数成分は、減衰直線以上の大きさを持つ成分となる。
【００８６】
図８に戻り、補正部３０４は、補正された高帯域の周波数成分を含む全域の周波数成分を抽出部３０６に出力する。
【００８７】
抽出部３０６は、補正部３０４から取得した周波数成分に対し、透かし抽出処理を行う。このとき、高帯域の周波数成分に対し、検出精度が良くなるように補正されているため、適切に埋め込まれたデータを抽出することができる。
【００８８】
＜動作＞
次に、実施例３における第２の音処理装置３０の動作について説明する。図１０は、実施例３における音処理装置３０の透かし抽出処理の一例を示すフローチャートである。図１０に示す処理は、受信された一つのデータ単位に対する処理である。
【００８９】
図１０に示すステップＳ３０１で、フィルタ部２０４は、入力信号に対し、ＬＰＦによるフィルタ処理を行う。
【００９０】
ステップＳ３０２で、周波数変換部２０８は、フィルタ処理後の信号がデジタルに変換されたデジタル信号に対し、周波数変換を行う。
【００９１】
ステップＳ３０３で、判定部２１１は、実施例１や実施例２の処理と同様にして、透かしデータが有るか否かを判定する。透かしデータが有れば（ステップＳ３０３−ＹＥＳ）ステップＳ３０４に進み、透かしデータが無ければ（ステップＳ３０３−ＮＯ）処理を終了する。
【００９２】
ステップＳ３０４で、推定部３０５は、減衰率を推定する。ステップＳ３０５で、補正部３０４は、減衰率を用いて、周波数ｆの推定値を算出する。ｆの初期値は８ＫＨｚとする。
【００９３】
ステップＳ３０６で、補正部３０４は、ｆ≦２０ＫＨｚであるか否かを判定する。ｆ≦２０ＫＨｚであれば（ステップＳ３０６−ＹＥＳ）ステップＳ３０７に進み、ｆ≦２０ＫＨｚでなければ（ステップＳ３０６−ＮＯ）ステップＳ３１０に進む。
【００９４】
ステップＳ３０７で、補正部３０４は、実値（Ｆ（ｆ））＜推定値（Ｆ'（ｆ））であるか否かを判定する。実値＜推定値であれば（ステップＳ３０７−ＹＥＳ）ステップＳ３０９に進み、実値＜推定値でなければ（ステップＳ３０７−ＮＯ）ステップＳ３０８に進む。
【００９５】
ステップＳ３０８で、補正部３０４は、ｆをインクリメントする。ステップＳ３０８の処理後は、ステップＳ３０５に戻る。ステップＳ３０９で、補正部３０４は、実値を推定値に置き換える。
【００９６】
ステップＳ３１０で、抽出部３０６は、補正後の周波数成分を用いて透かし抽出処理を行う。
【００９７】
以上、実施例３によれば、検知信号の検出精度を上げ、伝送効率を向上させることができると共に、ＬＰＦで弱められる領域の周波数成分を補正することで、埋め込まれたデータの検出精度を上げ、適切に透かしデータを抽出することができる。
【００９８】
［実施例４］
次に、実施例４における音処理システムについて説明する。実施例４では、実施例３と比べて、減衰率に用いるパラメータが異なる。実施例４では、非可聴域に対して２つのパイロット信号を挿入し、このパイロット信号の減衰の程度から減衰率を算出する。
【００９９】
＜構成＞
実施例４における第１音処理装置及び第２音処理装置の構成は、実施例３の各装置と同様である。よって、実施例４における第１音処理装置及び第２音処理装置の各構成については、実施例３と同じ符号を用いて説明する。
【０１００】
《送信側》
実施例４における第１音処理装置１０の挿入部１０６は、非可聴域の第１周波数及び第２周波数にパイロット信号を挿入する。第１周波数は例えば２１ＫＨｚであり、第２周波数は例えば２２ＫＨｚである。挿入されるパイロット信号は、カットオフ周波数以下の最大成分でもよいし、固定値でもよい。第１音処理装置１０のその他の処理は、実施例１と同様である。
【０１０１】
《受信側》
実施例４における第２音処理装置３０は、基本的には実施例３における第２音処理装置３０と同様の処理を行う。推定部３０５で用いるパラメータが、実施例３と異なる。
【０１０２】
推定部３０５は、第１周波数（例えば２１ＫＨｚ）の周波数成分と、第２周波数（例えば２２ＫＨｚ）の周波数成分とに基づいて減衰率Ｒ'を推定する。推定部３０５は、減衰率Ｒ'を算出するのに、次の式（２）を用いる。
減衰率Ｒ'＝（Ｆ２２−Ｆ２１）／（２２−２１）  ・・・式（２）
補正部３０４は、８ＫＨｚ〜２０ＫＨｚまでの高帯域の各周波数に対し、推定部３０５により算出された減衰率Ｒ'を用いて、周波数成分を推定していく。推定された周波数成分をＦ'で表す。
【０１０３】
実施例４における第２音処理装置３０のその他の処理は、実施例３における処理と同様である。
【０１０４】
図１１は、実施例４における補正処理の一例を示す図である。図１１に示す例では、推定部３０５は、Ｆ２１とＦ２２とを用いて減衰率Ｒ'を求める。推定部３０５により求められた減衰率Ｒ'による減衰直線は、図１１の点線で示される。図１１に示す破線は、ＬＰＦに予め設定された減衰率を表す。補正部３０４は、高帯域の各周波数に対して、Ｆ（ｆ）とＦ'（ｆ）との比較を行い、補正処理を実行することで、高帯域の周波数成分は、減衰直線以上の大きさを持つ成分となる。
【０１０５】
＜動作＞
実施例４における第２音処理装置３０の透かし抽出処理は、基本的には、実施例３における透かし抽出処理と同様である。実施例４では、図１０に示すステップＳ３０４で、式（２）を用いる点が異なる。
【０１０６】
以上、実施例４によれば、実際にＬＰＦ処理した際の減衰率を用いて、高帯域の周波数成分を強めることができる。また、実施例４によれば、検知信号の検出精度を上げ、伝送効率を向上させることができると共に、ＬＰＦで弱められる領域の周波数成分を補正することで、埋め込まれたデータの検出精度を上げ、適切に透かしデータを抽出することができる。
【０１０７】
［実施例５］
次に、実施例５における音処理システムについて説明する。ここで、先頭シンボルの検出に比べて、後続するシンボルの方が、誤りが少ないという傾向がある。そこで、実施例５では、検知信号の検出時には、高いサンプリングレートでＡＤ変換部を動作させ、検知信号を検知した後のデータは低いサンプリングレートでＡＤ変換部を動作させる。これにより、さらなる低消費電力化が図れる。
【０１０８】
＜構成＞
実施例５における音処理システムについて説明する。実施例５におけるサンプリングレート制御の技術は、実施例１〜４のいずれにも適用可能である。以下では、実施例３に適用した場合について説明する。送信側の第１音処理装置は、実施例１〜４で説明した第１音処理装置である。実施例５では、受信側の第２音処理装置の構成が異なるため、以下では、第２音処理装置を主に説明する。
【０１０９】
《受信側》
図１２は、実施例５における第２音処理装置４０の構成の一例を示すブロック図である。図１２に示す第２音処理装置４０は、マイク３０２と、フィルタ部２０４と、ＡＤ変換部４０２と、周波数変換部２０８と、検出部２１０と、補正部３０４と、レート制御部４０４と、抽出部３０６と、出力部２１４とを有する。
【０１１０】
図１２に示す構成で、図８に示す構成と同様のものは同じ符号を付す。以下では、ＡＤ変換部４０２と、レート制御部４４０とについて主に説明する。
【０１１１】
ＡＤ変換部４０２は、レート制御部４０４から通知されるサンプリングレートで動作する。サンプリングレートは、例えば４８ＫＳＰＳ（Kilo Sampling Per Second）、１６ＫＳＰＳの２つとする。
【０１１２】
ＡＤ変換部４０２は、レート制御部４０４により通知されたサンプリングレートでサンプリングし、アナログ信号からデジタル信号に変換する。変換された信号は、周波数変換部２０８に出力される。
【０１１３】
レート制御部４０４は、検知信号が検出される際は、高いサンプリングレート（４８ＫＳＰＳ）をＡＤ変換部４０２に通知し、検知信号が検出された後のデータについては、低いサンプリングレート（１６ＫＳＰＳ）をＡＤ変換部４０２に通知する。レート制御部４０４は、検知信号の有無については検出部２１０により通知される。
【０１１４】
レート制御部４０４は、送信されるデータ間隔を予め保持しておくことで、低いサンプリングレートでＡＤ変換処理させた後、所定時間スリープさせ、高いサンプリングレートをＡＤ変換部４０２に通知する。所定時間は、送信データ間隔よりも短い。これにより、次の検知信号を検出する際には、高いサンプリングレートでＡＤ変換することができる。
【０１１５】
＜動作＞
次に、実施例５における第２音処理装置４０の動作について説明する。図１３は、実施例５における透かし抽出処理の一例を示す図である。図１３に示す処理は、実施例３にレート制御を適用した処理であるが、実施例１，２，４に適用することも可能である。
【０１１６】
ステップＳ４０１で、レート制御部４０４は、スリープタイマーが終了したか否かを判定する。スリープタイマーは予め設定される値である。スリープタイマーが終了していれば（ステップＳ４０１−ＹＥＳ）ステップＳ４０２に進み、スリープタイマーが終了していなければ（ステップＳ４０１−ＮＯ）ステップＳ４０１に戻る。
【０１１７】
ステップＳ４０２で、レート制御部４０４は、高いサンプリングレートになるよう、ＡＤ変換部４０２のサンプリング設定を行う。高いサンプリングレートは例えば４８ＫＳＰＳである。
【０１１８】
ステップＳ４０３で、検出部２１０は、検知信号を検出したか否かを判定する。検知信号の検出については、実施例１や実施例２の検出処理である。検知信号があれば（ステップＳ４０３−ＹＥＳ）ステップＳ４０５に進み、検知信号がなければ（ステップＳ４０３−ＮＯ）ステップＳ４０４に進む。
【０１１９】
ステップＳ４０４で、レート制御部４０４は、検知信号の待ち受け期間が終了したか否かを判定する。検知信号の待ち受け期間は、予め設定される値である。検知信号の待ち受け期間が終了すれば（ステップＳ４０４−ＹＥＳ）ステップＳ４０８に進み、検知信号の待ち受け期間が終了していなければ（ステップＳ４０４−ＮＯ）ステップＳ４０３に戻る。
【０１２０】
ステップＳ４０５で、レート制御部４０４は、低いサンプリングレートになるよう、ＡＤ変換部４０２のサンプリング設定を行う。低いサンプリングレートは例えば１６ＫＳＰＳである。
【０１２１】
ステップＳ４０６で、補正部３０４は、高帯域の周波数成分を補正する。補正処理は、実施例３や実施例４における補正処理を行ってもよいし、補正処理自体を行わなくてもよい。
【０１２２】
ステップＳ４０７で、抽出部３０６は、透かし抽出処理を行う。抽出部３０６は、検知信号の後に続くデータから、透かしデータを抽出する。
【０１２３】
ステップＳ４０８で、レート制御部４０４は、次のデータが送信されるまで、スリープタイマーをセットし、スリープする。このとき、レート制御部４０４は、ＡＤ変換部４０２をスリープさせるために、スリープ指示をＡＤ変換部４０２に通知してもよい。ステップＳ４０８の後は、ステップＳ４０１に戻る。
【０１２４】
以上、実施例５によれば、ＡＤ変換部のサンプリングレートを制御することで、より低消費電力化を図ることができる。
【０１２５】
［実施例６］
図１４は、実施例６における携帯端末装置５０のハードウェアの一例を示すブロック図である。携帯端末装置５０は、アンテナ５０１、無線部５０２、ベースバンド処理部５０３、制御部５０４、端末インタフェース部５０５、主記憶部５０６、補助記憶部５０７、マイク５０８、表示部５０９を有する。
【０１２６】
アンテナ５０１は、送信アンプで増幅された無線信号を送信し、また、基地局から無線信号を受信する。無線部５０２は、ベースバンド処理部５０３で拡散された送信信号をＤＡ変換し、直交変調により高周波信号に変換し、その信号を電力増幅器により増幅する。無線部５０２は、受信した無線信号を増幅し、その信号をＡＤ変換してベースバンド処理部５０３に伝送する。
【０１２７】
ベースバンド処理部５０３は、送信データの誤り訂正符号の追加、データ変調、拡散変調、受信信号の逆拡散、受信環境の判定、各チャネル信号の閾値判定、誤り訂正復号などのベースバンド処理などを行う。
【０１２８】
制御部５０４は、制御信号の送受信などの無線制御を行う。また、制御部５０４は、補助記憶部５０７などに記憶されている透かし抽出処理プログラムを実行し、各実施例で説明した透かし抽出処理を行う。
【０１２９】
端末インタフェース部５０５は、データ用アダプタ処理、ハンドセットおよび外部データ端末とのインタフェース処理を行う。
【０１３０】
主記憶部５０６は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などであり、制御部５０４が実行する基本ソフトウェアであるＯＳ（Operating System）やアプリケーションソフトウェアなどのプログラムやデータを記憶又は一時保存する記憶装置である。
【０１３１】
補助記憶部５０７は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などであり、アプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶装置である。補助記憶部５０７は、前述した透かし抽出処理プログラムを記憶する。
【０１３２】
マイク５０８は、付加データが付加されたアナウンスなどを電気信号の音声データに変換する。表示部５０９は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等であり、制御部５０４から入力される表示データに応じた表示が行われる。表示部５０９は、例えば、抽出された透かしデータを表示する。
【０１３３】
また、各実施例の第２音処理装置のマイク、フィルタ部、ＡＤ変換部、出力部以外の各部の機能は、例えば制御部５０４、及びワークメモリとしての主記憶部５０６により実現されうる。出力部２１４は、例えば表示部５０９により実現されうる。
【０１３４】
また、フィルタ部、ＡＤ変換部は、例えば無線部５０２により制御されうる。マイクは、例えばマイク５０８により実現されうる。
【０１３５】
なお、各実施例における音処理装置の各部の一部をハードウェアで実装し、その他のソフトウェアで実装してもよい。例えば、マイク、フィルタ部、ＡＤ変換部、出力部などをハードウェアで実装し、その他をソフトウェアで実装してもよい。
【０１３６】
以上、実施例６によれば、携帯端末装置５０において、実施例１〜５の第２音処理装置を実装することができる。また、実施例１〜５の第２音処理装置は、携帯端末装置５０に限らず、ＰＣ（Personal Computer）やタブレット端末、スマートフォン、ゲーム機器等の情報処理装置であれば実装可能である。
【０１３７】
また、前述した各実施例で説明した音処理を実現するためのプログラムを記録媒体に記録することで、各実施例での音処理をコンピュータに実施させることができる。
【０１３８】
また、このプログラムを記録媒体に記録し、このプログラムが記録された記録媒体をコンピュータや携帯端末装置に読み取らせて、前述した音処理を実現させることも可能である。なお、記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的，電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。記録媒体は、搬送波を含まない。
【０１３９】
なお、上記各実施例で説明した受信側の装置は、例えば、電車の車内アナウンスに、アナウンスと同じ内容を透かしデータで付加し、耳の不自由な人が、透かしデータが示すアナウンスを表示部に表示する際に用いられる。これにより、各実施例の受信側の装置は、音に埋め込まれたアナウンスの内容や店舗情報などを知ることなどに適用することができる。
【０１４０】
以上、開示の音処理装置、音処理方法及びプログラムについて詳述したが、上記の各実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。また、前述した各実施例同士を組み合わせたりすることもできる。
【０１４１】
なお、以上の各実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
検知信号と透かしデータとが埋め込まれ、該検知信号が埋め込まれた区間の非可聴域の第１周波数に該透かしデータ有りを示す所定信号が挿入された音信号を受信する受信部と、
前記音信号を周波数変換する周波数変換部と、
前記周波数変換部により周波数変換された成分のうち、前記第１周波数の周波数成分に基づいて、前記所定信号の有無を判定する判定部と、
前記所定信号が有ると判定された場合、前記音信号に対して透かし抽出処理を行う抽出部と
を備える音処理装置。
（付記２）
前記所定信号は、前記音信号の周波数成分に対し、所定範囲内の最大値とする付記１記載の音処理装置。
（付記３）
前記音信号に対し、ローパスフィルタによりフィルタ処理を行うフィルタ部と、
前記第１周波数の周波数成分に基づいて前記ローパスフィルタによる減衰率を推定し、該減衰率に基づいてカットオフ周波数以上の周波数成分を補正する補正部と
をさらに備える付記１又は２記載の音処理装置。
（付記４）
前記補正部は、
前記第１周波数の周波数成分と、前記カットオフ周波数の周波数成分とに基づいて前記減衰率を推定する付記３記載の音処理装置。
（付記５）
前記非可聴域の前記第１周波数及び第２周波数に前記所定信号が挿入された場合、
前記補正部は、
前記第１周波数の周波数成分と、前記第２周波数の周波数成分とに基づいて前記減衰率を推定する付記３記載の音処理装置。
（付記６）
前記透かしデータは、前記音信号の可聴域に挿入される付記１乃至５いずれか一項に記載の音処理装置。
（付記７）
前記音信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、
前記検知信号を含む区間をデジタル信号に変換するときは、前記透かしデータを含む区間を変換するときよりも高いサンプリングレートになるよう前記アナログデジタル変換部を制御する制御部と
をさらに備える付記１乃至６いずれか一項に記載の音処理装置。
（付記８）
検知信号と透かしデータとが埋め込まれ、該検知信号が埋め込まれた区間の非可聴域の第１周波数に該透かしデータ有りを示す所定信号が挿入された音信号を取得し、
前記音信号を周波数変換し、
周波数変換された成分のうち、前記第１周波数の周波数成分に基づいて、前記所定信号の有無を判定し、
前記所定信号が有ると判定された場合、前記音信号に対して透かし抽出処理を行う処理をコンピュータが実行する音処理方法。
（付記９）
検知信号と透かしデータとが埋め込まれ、該検知信号が埋め込まれた区間の非可聴域の第１周波数に該透かしデータ有りを示す所定信号が挿入された音信号を取得し、
前記音信号を周波数変換し、
周波数変換された成分のうち、前記第１周波数の周波数成分に基づいて、前記所定信号の有無を判定し、
前記所定信号が有ると判定された場合、前記音信号に対して透かし抽出処理を行う処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【符号の説明】
【０１４２】
１  音処理システム
１０  第１音処理装置
２０、３０、４０  第２音処理装置
５０  携帯端末装置
１０２  透かし埋め込み部
１０４  周波数変換部
１０６  挿入部
１０８  逆周波数変換部
１１０  ＤＡ変換部
１１２  通信部
２０２  通信部
２０４  フィルタ部
２０６、４０２  ＡＤ変換部
２０８  周波数変換部
２１０  検出部
２１１  判定部
２１２、３０６  抽出部
３０４  補正部
３０５  推定部
４０４  レート制御部
【図１】
2014032364.tif 000003
【図２】
2014032364.tif 000004
【図３】
2014032364.tif 000005
【図４】
2014032364.tif 000006
【図５】
2014032364.tif 000007
【図６】
2014032364.tif 000008
【図７】
2014032364.tif 000009
【図８】
2014032364.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2014032364.tif 000012
【図１１】
2014032364.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2014032364.tif 000016