(57)【要約】【課題】音の取得位置を特定することにより、映画の音響等の著作物に対する不正な録音及び不正な流通に対する対策及び抑止力とすることが可能な音取得位置特定方法、音取得位置特定システム、特定装置及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】例えば映画等の著作物の上映を行う映画館等の会場において、夫々異なる位置にスピーカ等の複数の音出力器１，１，１を配設し、各音出力器１，１，１から音を出力する。この様な会場において、マイク等の音取得器４を備える録音装置５等の装置にて音を取得し録音した場合には、各音出力器１，１，１から出力される音を録音することとなる。そして特定装置６を用い、録音した音の中で、各音出力器１，１，１から夫々出力された各音の時間差を検出し、検出した時間差及び各音出力器の配設位置に基づいて、音の取得位置を特定する。【選択図】図１
2008064568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
夫々異なる位置に配設された複数の音出力器から出力された音を、音取得器により取得し、取得した位置を特定する音取得位置特定方法であって、
各音出力器から出力された音を、音取得器により取得して録音し、
録音した音から、各音出力器から夫々出力された各音の出力元の音出力器に係る情報及び各音の時間差を検出し、
検出した情報に係る各音出力器の配設位置及び時間差に基づいて、音の取得位置を特定する
ことを特徴とする音取得位置特定方法。
【請求項２】
夫々異なる位置に配設された複数の音出力器から夫々出力された音を、音取得器により取得し、取得した位置を特定する音取得位置特定システムであって、
各音取得器が音を取得した位置を特定する特定装置を備え、
該特定装置は、
音取得器が取得した音に基づいて、各音出力器から夫々出力された各音の出力元の音出力器に係る情報及び各音の時間差を検出する手段と、
検出した情報に係る各音出力器の配設位置及び時間差に基づいて、音の取得位置を特定する手段と
を備えることを特徴とする音取得位置特定システム。
【請求項３】
夫々異なる位置に配設され、音信号に基づき音波として音を出力する複数の音出力器から夫々出力された音を、音取得器により取得し、取得した位置を特定する音取得位置特定システムであって、
音取得器が音を取得した位置を特定する特定装置を備え、
各音出力器から音を出力させる夫々の音信号に対し、出力元の音出力器を特定する特定情報を含み、出力時期を示す時期信号を合成する合成手段を備え、
前記複数の音出力器は、夫々時期信号を合成した音信号に基づいて夫々音を出力する様に構成してあり、
前記特定装置は、
音取得器が取得した音に基づいて、時期信号が合成されている時期を検出する手段と、
検出した時期に基づいて、各音の時間差を算出する手段と、
算出した時間差及び特定情報から特定される各音出力器の配設位置に基づいて、音の取得位置を特定する特定手段と
を備えることを特徴とする音取得位置特定システム。
【請求項４】
前記合成手段は、音信号を所定の変換関数を用いて変換した周波数領域に合成する様に構成してあることを特徴とする請求項３に記載の音取得位置特定システム。
【請求項５】
前記音出力器は、三以上であり、
前記特定手段は、音の時間差及び音速から算出される音取得器及び各音出力器間の距離の差、並びに各音出力器の配設位置に基づいて、音の取得位置を特定する様に構成してある
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の音取得位置特定システム。
【請求項６】
音出力器から出力された音を取得する音取得器が音を取得した位置を特定する特定装置であって、
夫々異なる位置に配設された複数の音出力器から夫々出力され音取得器が取得した音に基づいて、各音出力器から夫々出力された各音の出力元の音出力器に係る情報及び各音の時間差を検出する手段と、
検出した時間差及び検出した情報に係る各音出力器の配設位置に基づいて、音の取得位置を特定する手段と
を備えることを特徴とする特定装置。
【請求項７】
コンピュータに、音出力器から出力された音を取得する音取得器が音を取得した位置を特定させるコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、夫々異なる位置に配設された複数の音出力器から夫々出力され音取得器が取得した音に基づいて、各出力器から夫々出力された各音の出力元の音出力器に係る情報及び各音の時間差を検出させる手順と、
コンピュータに、検出した時間差及び検出した情報に係る各音出力器の予め設定されている配設位置に基づいて、音の取得位置を特定させる手順と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカ等の音出力器から出力された音を、マイク等の音取得器により取得し、取得した位置を特定する音取得位置特定方法、該音取得位置特定方法を適用した音取得位置特定システム、該音取得位置特定システムにて用いられる特定装置、及び該特定装置を実現するためのコンピュータプログラムに関し、特に録音された音から録音した位置を特定するための音取得位置特定方法、音取得位置特定システム、特定装置及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、録画及び録音を行うビデオカメラを映画館に持ち込み、映画を不正に記録するブートレッグレコーディングが問題となっている。そこで映画の音響に、人が知覚できない様に映画館、上映時間等の情報を電子透かしとして埋め込む方法が提案されている。音響に対して電子透かしを埋め込む方法としては、非特許文献１に記載されている方法を用いることができる。
【非特許文献１】立花隆輝(R.Tachibana) 、外３名、二次元擬似乱数列を用いた音響透かし手法(An audio watermarking method using a two-dimensional pseudo-random array)、シグナルプロセッシング(Signal Processing) 、オランダ、エルゼビア（Elsevier）、２００２年１０月、第８２巻、第１０号、p.1455-1469
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら単に音響に電子透かしを埋め込むだけでは、不正記録者を特定することは困難であるため、ブートレッグレコーディングの抑止力に乏しいという問題がある。
【０００４】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、夫々異なる位置に配設されたスピーカ等の複数の音出力器から音を出力し、録音された音の中で、各音出力器から夫々出力された各音の時間差及び各音出力器の配設位置に基づいて、音の取得位置を特定することにより、録音された位置を推定することが可能であり、不正記録者の特定等の不正に対する対策及び抑止力とすることが可能な音取得位置特定方法、該音取得位置特定方法を適用した音取得位置特定システム、該音取得位置特定システムにて用いられる特定装置、及び該特定装置を実現するためのコンピュータプログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係る音取得位置特定方法は、夫々異なる位置に配設された複数の音出力器から出力された音を、音取得器により取得し、取得した位置を特定する音取得位置特定方法であって、各音出力器から出力された音を、音取得器により取得して録音し、録音した音から、各音出力器から夫々出力された各音の出力元の音出力器に係る情報及び各音の時間差を検出し、検出した情報に係る各音出力器の配設位置及び時間差に基づいて、音の取得位置を特定することを特徴とする。
【０００６】
本発明では、各音出力器から出力された音の時間差及び各音出力器の配設位置に基づいて音の取得位置を特定することができるので、取得位置の推定等の様々な作用を有し、例えば映画等の著作物の上映を行う映画館等の会場において、著作物である音響を不正に録音し、頒布させようとする不正記録者の特定又は限定を行うことが可能となるので、不正行為に対する対策及び抑止力とすることが可能である。
【０００７】
第２発明に係る音取得位置特定システムは、夫々異なる位置に配設された複数の音出力器から夫々出力された音を、音取得器により取得し、取得した位置を特定する音取得位置特定システムであって、各音取得器が音を取得した位置を特定する特定装置を備え、該特定装置は、音取得器が取得した音に基づいて、各音出力器から夫々出力された各音の出力元の音出力器に係る情報及び各音の時間差を検出する手段と、検出した情報に係る各音出力器の配設位置及び時間差に基づいて、音の取得位置を特定する手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、各音出力器から出力された音の時間差及び各音出力器の配設位置に基づいて音の取得位置を特定することができるので、取得位置の推定等の様々な作用を有し、例えば映画等の著作物の上映を行う映画館等の会場において、著作物である音響を不正に録音し、頒布させようとする不正記録者の特定又は限定を行うことが可能となるので、不正行為に対する対策及び抑止力とすることが可能である。
【０００９】
第３発明に係る音取得位置特定システムは、夫々異なる位置に配設され、音信号に基づき音波として音を出力する複数の音出力器から夫々出力された音を、音取得器により取得し、取得した位置を特定する音取得位置特定システムであって、音取得器が音を取得した位置を特定する特定装置を備え、各音出力器から音を出力させる夫々の音信号に対し、出力元の音出力器を特定する特定情報を含み、出力時期を示す時期信号を合成する合成手段を備え、前記複数の音出力器は、夫々時期信号を合成した音信号に基づいて夫々音を出力する様に構成してあり、前記特定装置は、音取得器が取得した音に基づいて、時期信号が合成されている時期を検出する手段と、検出した時期に基づいて、各音の時間差を算出する手段と、算出した時間差及び特定情報から特定される各音出力器の配設位置に基づいて、音の取得位置を特定する特定手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、各音出力器から出力された音の時間差及び各音出力器の配設位置に基づいて音の取得位置を特定することができるので、録音位置の推定等の様々な作用を有し、例えば映画等の著作物の上映を行う映画館等の会場において、著作物である音響を不正に録音し、頒布させようとする不正記録者の特定又は限定を行うことが可能となるので、不正行為に対する対策及び抑止力とすることが可能である。
【００１１】
第４発明に係る音取得位置特定システムは、第３発明において、前記合成手段は、音信号を所定の変換関数を用いて変換した周波数領域に合成する様に構成してあることを特徴とする。
【００１２】
本発明では、周波数領域に電子透かしとして時期信号を合成することにより、音信号に基づき出力される音を容易に知覚させることなく聴取者に聴取させることが可能であり、また著作物に対して知覚可能な改変を行う必要がない。
【００１３】
第５発明に係る音取得位置特定システムは、第３発明又は第４発明において、前記音出力器は、三以上であり、前記特定手段は、音の時間差及び音速から算出される音取得器及び各音出力器間の距離の差、並びに各音出力器の配設位置に基づいて、音の取得位置を特定する様に構成してあることを特徴とする。
【００１４】
本発明では、音取得器及び各音出力器間の距離の差等のパラメータを用いた非線形連立方程式の求解アルゴリズム、例えばGauss-Newtonアルゴリズムを用いて取得位置を特定することが可能である。
【００１５】
第６発明に係る特定装置は、音出力器から出力された音を取得する音取得器が音を取得した位置を特定する特定装置であって、夫々異なる位置に配設された複数の音出力器から夫々出力され音取得器が取得した音に基づいて、各音出力器から夫々出力された各音の出力元の音出力器に係る情報及び各音の時間差を検出する手段と、検出した時間差及び検出した情報に係る各音出力器の配設位置に基づいて、音の取得位置を特定する手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明では、各音出力器から出力された音の時間差及び各音出力器の配設位置に基づいて音の取得位置を特定することができるので、録音位置の推定等の様々な作用を有し、例えば映画等の著作物の上映を行う映画館等の会場において、著作物である音響を不正に録音し、頒布させようとする不正記録者の特定又は限定を行うことが可能となるので、不正行為に対する対策及び抑止力とすることが可能である。
【００１７】
第７発明に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、音出力器から出力された音を取得する音取得器が音を取得した位置を特定させるコンピュータプログラムであって、コンピュータに、夫々異なる位置に配設された複数の音出力器から夫々出力され音取得器が取得した音に基づいて、各出力器から夫々出力された各音の出力元の音出力器に係る情報及び各音の時間差を検出させる手順と、コンピュータに、検出した時間差及び検出した情報に係る各音出力器の予め設定されている配設位置に基づいて、音の取得位置を特定させる手順とを実行させることを特徴とする。
【００１８】
本発明では、コンピュータにて実行することにより、コンピュータが音の取得位置を特定する特定装置として動作し、各音出力器から出力された音の時間差及び各音出力器の配設位置に基づいて音の取得位置を特定することができるので、録音位置の推定等の様々な作用を有し、例えば映画等の著作物の上映を行う映画館等の会場において、著作物である音響を不正に録音し、頒布させようとする不正記録者の特定又は限定を行うことが可能となるので、不正行為に対する対策及び抑止力とすることが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る音取得位置特定方法、音取得位置特定システム、特定装置及びコンピュータプログラムは、例えば映画等の著作物の上映を行う映画館等の会場において、夫々異なる位置にスピーカ等の複数の音出力器を配設し、各音出力器から音を出力する。この様な会場において、マイク等の音取得器を備える録音装置等の装置にて音を取得し録音した場合には、各音出力器から出力される音を録音することとなる。そして特定装置を用い、録音した音の中で、各音出力器から夫々出力された各音の時間差を検出し、検出した時間差及び各音出力器の配設位置に基づいて、音の取得位置を特定する。
【００２０】
この構成により、本発明では、音の取得位置を特定することができるので、録音位置の推定等の様々な作用を有し、例えば映画館において、著作物である音響を不正に録音し、頒布させようとする不正記録者の特定又は限定を行うことが可能となるので、不正行為に対する対策及び抑止力とすることが可能である等、優れた効果を奏する。
【００２１】
また本発明に係る音取得位置特定システム等は、各音出力器から音を出力させる夫々の音信号を所定の変換関数を用いて変換した周波数領域に、例えば擬似乱数列を用いた時期信号を電子透かしとして合成することにより、音信号に基づき出力される音を、違和感を覚えさせることなく聴取者に聴取させることが可能であり、また著作物に対して容易に知覚可能な改変を行う必要がない等、優れた効果を奏する。
【００２２】
さらに本発明に係る音取得位置特定システム等は、三以上の音出力器を配設し、出力元の音出力器を特定する情報を含み、音の時間差及び音速から算出される前記各音出力器との距離の差、並びに各音出力器の配設位置をパラメータとする非線形連立方程式を、例えばGauss-Newtonアルゴリズム等の求解アルゴリズムを用いて解くことで、正確な位置を特定することが可能である等、優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の音取得位置特定システムの構成例を概念的に示す説明図である。図１（ａ）は、映画等の著作物を上映する映画館等の会場を例示しており、会場には、音信号に基づく音を音波として出力させるスピーカ等の３台の音出力器１，１，１が会場内の夫々異なる位置に配設されている。
【００２４】
各音出力器１，１，１には、夫々異なるチャネル（図１ではチャネル０、チャネル１及びチャネル２）の音信号を出力する信号出力装置２が接続されており、信号出力装置２は、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)、ビデオテープ、フィルム等の映像及び音声記録媒体から映像信号及び各チャネルの音信号を読み取り、読み取った音信号を各音出力器１，１，１へ出力する。なお映像信号は、図示しないスクリーン、モニタ等の映像表示部へ出力される。
【００２５】
信号出力装置２から各音出力器１，１，１までの経路には、擬似乱数列を用いた時期信号を電子透かしとして合成する（埋め込む）信号合成装置３が設けられており、信号合成装置３は、信号出力装置２から各音出力器１，１，１へ出力する音信号に、出力時期の同期位置を示す時期信号を電子透かしとして合成する。
【００２６】
なお予め時期信号を合成した音信号を映像及び音声記録媒体に記録しておき、信号出力装置２から時期信号が合成された音信号を各音出力器１，１，１へ出力する様にしても良い。また信号出力装置２及び信号合成装置３を一体化し、例えば演者用の図示しないマイクから実時間で集音した音に基づく音信号に時期信号を合成する様にしても良く、その場合、講演、講義、演奏等の実時間での音声出力に適用することも可能である。
【００２７】
図１（ａ）において、白丸は、会場内の座席及び聴取者を示しており、黒丸は、各音出力器１，１，１から出力される音を不正に録音する不正者を示しており、不正者は、マイク等の音取得器４を有するＩＣレコーダ等の録音装置５を所持している。不正者は、音取得器４を有する録音装置５により録音後、ＭＰＥＧ(Motion Picture Expert Group) 、ＭＰ３(Mpeg audio layer 3)等の形式で符号化して音データを生成し、生成した音データをＤＶＤ等の映像及び音声記録媒体に記録（録音）し、又はインターネット等のネットワークを介して不正に流通させる。
【００２８】
図１（ｂ）は、不正に流通された音データを入手し、入手した音データから音の取得位置を特定する特定装置６を示しており、特定装置６にて特定された音の取得位置から、会場内の位置を特定することが可能であり、特定した位置から、例えば当該位置に配設された座席を予約指定していた者が不正に録音した可能性があると見なすことができる。
【００２９】
次に各装置の構成を説明する。図２は、本発明の音取得位置特定システムにて用いられる音出力器１，１，１、信号出力装置２、信号合成装置３及び録音装置５の構成例を示す機能ブロック図である。信号出力装置２は、各チャネルの音信号を信号合成装置３へ出力する。なお信号出力装置２が映像及び音声記録媒体から読み取った音信号が圧縮符号化された信号である場合、読み取った信号を伸長した上で信号合成装置３へ出力する。
【００３０】
信号合成装置３は、信号出力装置２から出力された各チャネルの音信号を受け付ける信号入力手段３０と、所定の変換関数を用いて音信号を変換する変換手段３１と、人間にとって知覚不可能な振幅を導出する心理聴覚モデルを用いた振幅導出手段３２と、音信号に電子透かしとして合成する時期信号の元となる透かし情報を生成する透かし情報生成手段３３と、変換手段３１の変換の逆変換を行う逆変換手段３４と、各チャネルの音信号を夫々対応する音出力器１，１，１へ出力する信号出力手段３５とを備えている。信号入力手段３０、変換手段３１、振幅導出手段３２、透かし情報生成手段３３、逆変換手段３４及び信号出力手段３５は、チャネル毎に異なる回路として設けられており、夫々のチャネルの信号に対して独立して作動する。なお複数のチャネルの信号に対して並行処理が可能な回路を用いる様にしても良い。またチャネル数と同数の信号合成装置３を用い、チャネル毎に異なる信号合成装置３を用いる様にしても良い。
【００３１】
信号入力手段３０は、入力を受け付けた音信号を、デジタルデータの音信号（ＨＳ： Host Signal）として変換手段３１及び振幅導出手段３２へ渡す。
【００３２】
変換手段３１は、デジタルデータである音信号に対して窓関数を掛け合わせ、得られた有限区間内の値を離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）して音信号を周波数領域に変換する。
【００３３】
振幅導出手段３２は、音信号に対し、心理聴覚モデルを用いて人間にとって知覚不可能な振幅を導出する。即ち音信号に基づく音の強弱から、人間が知覚可能な音の強度の下限を判定し、人間が知覚できない電子透かしとして埋め込む時期信号の強度を、振幅として導出するのである。
【００３４】
透かし情報生成手段３３は、ハードディスク、ＲＡＭ等の記録手段３３ａに予め記録してある擬似乱数列（ＰＲＡ： Pseudo Random Array）と、映画館等の会場を特定する情報、上映時刻を特定する情報、音出力器１を特定する情報等の特定情報とをターボ符号化して透かし情報を生成する。擬似乱数列及び特定情報は、例えば信号合成装置３を操作する操作者が予め信号合成装置３に対して入力し、記録手段３３ａに記録されたデータである。擬似乱数列はチャネル毎に異なる数列が用いられ、擬似乱数列により、チャネル、即ち音出力器１を特定することができる。記録手段３３ａに記録される擬似乱数列は、「＋１」及び「−１」にて構成される数列であり、例えば０〜９９までの１００の数値が均等に発生する乱数関数により、数列の桁数に相当する回数の乱数を発生させ、発生した数値が０〜４９までの値である場合は「＋１」とし、５０〜９９までの値である場合は「−１」として、「＋１」及び「−１」を配列することにより生成される。また特定情報を所定の関数で変換して擬似乱数列を生成する様にしても良く、その場合、擬似乱数列を特定情報として用いることが可能となる。
【００３５】
そして信号合成装置３は、振幅導出手段３２が導出した振幅を、透かし情報生成手段３３にて生成した透かし情報にて変調し、変調した振幅と、変換手段３１に周波数領域に変換した音信号の位相とに対し、逆変換手段３４により、窓信号を掛け合わせ、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Inverse Discrete Fourier Transform）を行うことで透かし信号（ＷＳ：Watermark Signal）となる時期信号を生成する。
【００３６】
そして信号合成装置３は、逆変換手段３４にて生成した時期信号を、音信号に合成することで時期信号が電子透かしとして合成された音信号（ＷＨＳ： Watermarked Host Signal）を生成し、各音出力器１，１，１へ信号出力手段３５から出力する。信号合成装置３では、信号出力装置３から受け付けた各チャネルの音信号夫々に対し、夫々の特定情報を含む時期信号を合成し、夫々の時期信号を合成した音信号を夫々対応する音出力器１，１，１へ出力する。なお夫々のチャネルに対応する音信号に対し、時期信号は時間的に同じ位置に合成される。従って各音出力器１，１，１から夫々の音信号に基づく音を出力する場合、時期信号が合成された箇所は同時に出力される。但し、予め所定の時間差を開けて時期信号を合成する様にしても良く、その場合、各音出力器１，１，１から夫々の音信号に基づく音を出力する場合、時期信号が合成された箇所は一定の時間差を開けて出力されることになる。即ち時期信号とは、出力時期を同期位置として又は時間差として示す信号であり、出力元の音出力器１を特定する特定情報を含む信号である。
【００３７】
図２に例示した信号合成装置３は、機能ブロック図としてその構成を示しているが、各機能は、夫々ハードウェアとして構成しても、またソフトウェアとして構成しても良い。またここでは背景技術における非特許文献１に記載された方法を応用して各種処理を行う信号合成装置３を例示しているが、本発明はこれに限らず、音信号に、時期信号として透かし情報を埋め込む様々な方法を用いることが可能である。
【００３８】
音取得器４を有する録音装置５は、音取得器４が取得した音を符号化してデジタルデータである音データを生成する符号化手段５０と、符号化手段５０にて生成した音データを記録する記録手段５１と、音データを流通させるための外部の機器に接続する接続手段５２とを備えている。なお音取得器４を有する録音装置５を用いるのではなく、録音装置５に音取得器４を有線又は無線にて接続する様にしても良い。
【００３９】
図３は、本発明の音取得位置特定システムにて用いられる特定装置６のハードウェアの構成例を示すブロック図である。特定装置６は、装置全体を制御するＣＰＵ(Central Processing Unit) 等の制御手段６０と、本発明のコンピュータプログラム１００及びデータ等の情報を記録したＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から各種情報を読み取るＣＤ−ＲＯＭドライブ等の補助記憶手段６１と、補助記憶手段６１にて読み取った各種情報を記録するハードディスク等の記録手段６２と、記録手段６２に記録した本発明のコンピュータプログラム１００の実行時に発生する一時的なデータを記憶するＲＡＭ等の記憶手段６３とを備えている。そして記憶手段６３に記憶した本発明のコンピュータプログラム１００を制御手段６０の制御にて実行することにより、コンピュータは、本発明の特定装置６として動作する。さらに特定装置６は、外部の装置から音データを取得する通信コネクタ、通信網から音データを取得する通信ポート、各種情報記録媒体から音データを読み取る媒体読取用ドライブ等の取得手段６４と、モニタ等の表示手段６５とを備えている。
【００４０】
図４は、本発明の音取得位置特定システムにて用いられる特定装置６の機能構成例を示す機能ブロック図である。コンピュータプログラム１００を制御手段６０の制御にて実行した特定装置６は、取得手段６４が取得した音データに基づく音信号に所定の変換関数を用いて音信号を変換する変換手段６６と、変換した音信号を正規化する正規化手段６７と、時期信号に係る擬似乱数列の同期及び特定情報の検出を試みる同期検出手段６８と、同期検出手段６８の処理の結果に基づいて音の取得位置を特定する取得位置特定手段６９とを実現する。
【００４１】
取得手段６４は、取得した音データに対して必要に応じて伸長処理を行い、デジタルデータである音信号を変換手段６６へ渡す。
【００４２】
変換手段６６は、デジタルデータである音信号に対して窓関数を掛け合わせ、得られた有限区間内の値を離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）して音信号を周波数領域に変換する。
【００４３】
正規化手段６７は、変換手段６６にて変換した音信号に対し、検出すべき同期信号が所定の強度となる様に正規化処理を行う。
【００４４】
同期検出手段６８は、記録手段６２に予め記録してある参照用の擬似乱数列と、音信号に合成された時期信号に透かし情報として含まれる擬似乱数列との同期をとり、また音信号に合成された時期信号に透かし情報として含まれる特定情報を検出する。
【００４５】
取得位置特定手段６９は、同期検出手段６８の同期結果に基づき音を取得した時間差を算出し、算出した音の時間差と、特定情報に基づき夫々特定される各音の出力元の音出力器１，１，１の配設位置に基づいて、音の取得位置を特定する。特定した取得位置は、表示手段６５に表示される。なお特定した取得位置は、他の装置への出力、情報記録媒体への記録等の方法により出力する様にしても良い。
【００４６】
図４に例示した特定装置６は、ソフトウェアとして実現する機能ブロック図としてその構成を示しているが、各機能は、夫々ハードウェアとして構成しても良く、またその場合、特定装置６専用の装置として実現する様にしても良い。またここでは背景技術における非特許文献１に記載された方法を応用して透かし情報を検出する処理を行う特定装置６を例示しているが、本発明はこれに限らず、音信号から、時期信号として埋め込まれた透かし情報を検出する様々な方法を用いることが可能である。
【００４７】
次に本発明の音取得位置特定方法の時期信号の合成及び検出について説明する。図５は、本発明の音取得位置特定方法において、時期信号としての擬似乱数列の合成を概念的に示す説明図である。図５中「＋１」及び「−１」にて構成される数列は、時期信号として音信号に合成される擬似乱数列である。擬似乱数列は、音信号を離散フーリエ変換して得られる時間−周波数の座標系にて示される仮想平面上に、図５に示す様に配置するが如く合成される。この様にして合成することにより、ある周波数の音は、比較的ゆっくりと変化するという特性を利用することができるので、近接のＤＦＴフレーム間の差分を取ることで音信号の影響を緩和し、ノイズに対する耐性を高めるという効果がある。
【００４８】
図６は、本発明の音取得位置特定方法において、音信号に合成された擬似乱数列及び擬似乱数列の同期を概念的に示す説明図である。図６（ａ）は、本発明の特定装置６が取得手段６４から取得した音データを、変換手段６６にて窓掛け離散フーリエ変換を行い、正規化手段６７にて正規化処理をした状態であり、音データに基づく音信号に合成された擬似乱数列を時間−周波数の座標系にて示している。取得した音データの元となる音とは、夫々異なる位置に配設された３台の音出力器１，１，１から夫々出力された音を重畳した音であるため、夫々の音は、音取得器４と、各音出力器１，１，１との夫々の距離の差に基づく時間差を開けて記録されている。従って各音出力器１，１，１から同時に出力される擬似乱数列の時間的な記録位置に差異が生じており、図６（ａ）では、実線で示す擬似乱数列ＰＲＡ０、破線にて示す擬似乱数列ＰＲＡ１、一点鎖線にて示す擬似乱数列ＰＲＡ２として示した様に時間軸上での位置が夫々異なっている。
【００４９】
図６（ｂ）は、本発明の特定装置６が同期検出手段６８による同期に用いる予め記録されている参照用の擬似乱数列ＰＲＡ−ＲＥＦを示している。図６（ｃ）は、本発明の特定装置６が同期検出手段６８による同期位置の検出方法を示しており、同期の状況を示す音データと参照用の擬似乱数列ＰＲＡ−ＲＥＦとの内積値の変化を時間軸に対するグラフとして示している。同期検出手段６８では、図６（ｂ）に示す参照用の擬似乱数列ＰＲＡ−ＲＥＦを図中の矢印にて示す様に時間軸方向に少しずつずらしながら、図６（ａ）に示す音データとの内積をとることにより、図６（ｃ）に示すグラフを求めることができる。図６（ｃ）に示す様に、音データに合成された擬似乱数列ＰＲＡ０，ＰＲＡ１，ＰＲＡ２と、参照用の擬似乱数列ＰＲＡ−ＲＥＦとが同期する位置で内積値が極大値をとる。なお擬似乱数列ＰＲＡ０，ＰＲＡ１，ＰＲＡ２は、音出力器１，１，１毎に異なる数列であるので、夫々の擬似乱数列ＰＲＡ０，ＰＲＡ１，ＰＲＡ２に応じた擬似乱数列ＰＲＡ−ＲＥＦを用いることにより、各極大値が何れの音出力器１，１，１に対応するのかを特定することができる。図６（ｃ）では、擬似乱数列ＰＲＡ０との内積値を実線で示し、擬似乱数列ＰＲＡ１との内積値を破線で示し、擬似乱数列ＰＲＡ２との内積値を一点鎖線で示している。各音出力器１，１，１から出力する音に対し、擬似乱数列は同じ時点に合成されているが、各音出力器１，１，１の配設位置と音取得器４との夫々の距離の差に応じて、擬似乱数列が合成されている音の到着に時間差が生じる。この時間差が図６（ｃ）において、各内積値の極大値の時間軸上での位置の差として現れる。
【００５０】
次に本発明の音取得位置特定方法において、音の取得位置を特定する方法について説明する。図７は、本発明の音取得位置特定システムにおいて、音出力器１，１，１及び音取得器４の配置を示す説明図である。図７では、音出力器１，１，１及び音取得器４の位置をｘｙ座標で示す２次元平面上に示している。複数の音出力器１，１，１の中で、例えばチャネル０の音を出力する音出力器１を基準とし、その位置の座標をｓ0 ＝（０，０）とする。さらに第ｉチャネル（ｉ＝１，２，…，Ｎ）の音出力器１の位置の座標をｓi （ｉ＝１，２，…，Ｎ）とし、音取得器４の位置の座標をｍとする。そしてチャネル０の音出力器１の位置Ｓ0 及び音取得器４の位置ｍ間の距離と、第ｉチャネルの音出力器１の位置ｓi 及び音取得器４の位置ｍ間の距離との差をｄi0とすると、下記の式１の関係が成り立つ。
【００５１】
||ｓi ||2 −ｄi02−２||ｍ||ｄi0−２ｓi T ｍ＝０  …式１
但し、ｍ＝（ｘm ，ｙm ）
ｓ0 ＝（０，０）
ｓi ＝（ｘi ,ｙi ）  （ｉ＝１，２，…，Ｎ）
ｓi Tは、ｓi の転置
||Ｖ||は、ベクトルＶのノルム
【００５２】
式１において、ｄi0は、図６を用いて説明した同期位置の時間差に音速を乗じることにより算出することができる。従って式１は、未知数ｍについての連立非線形方程式であり、Gauss-Newtonアルゴリズム等のアルゴリズムにより式１の方程式をｍについて解くことで音取得器４の位置の座標を特定することができる。なお音の取得位置を特定する方法としては、必ずしもGauss-Newtonアルゴリズムを用いる方法に限るものではなく、複数の音出力器１，１，１から出力された夫々の音の到達時間の差に基づいて位置を特定する様々な方法を用いることが可能である。例えば任意の二の音取得器１，１から出力された音の到達時間差及び音出力器１，１の配設位置から、取得位置に対する音の第１の到来方向を求め、更に他の組合せの二の音取得器１，１に係る音から音の第２の到来方向を求め、第１の到来方向及び第２の到来方向の幾何学的な交点を音の取得位置として特定するという方法を用いることが可能である。
【００５３】
次に本発明の音取得位置特定システムにて用いられる各種装置の処理について説明する。図８は、本発明の音取得位置特定システムにて用いられる信号合成装置３の処理の一例を示すフローチャートである。信号合成装置３は、信号出力装置２から出力された各チャネルの音信号を信号入力手段３０にて受け付け（Ｓ１０１）、受け付けた夫々の音信号に対し、変換手段３１、振幅導出手段３２、透かし情報生成手段３３及び逆変換手段３４の処理により、夫々に応じた特定信号を含む時期信号を合成し（Ｓ１０２）、時期信号を合成した各音信号を信号出力手段３５から対応する音出力器１，１，１へ出力する（Ｓ１０３）。
【００５４】
各音出力器１，１，１は、音信号に基づき音波として会場内で音を出力する。出力された音が不正に録音され、例えば音データとして流通した場合、流通した音データに基づいて音を取得し録音した位置を特定するための処理を行う。
【００５５】
図９は、本発明の音取得位置特定システムにて用いられる特定装置６の処理の一例を示すフローチャートである。特定装置６は、コンピュータプログラム１００を実行する制御手段６０の制御により、取得手段６４にて音データを取得する（Ｓ２０１）。ステップＳ２０１にて取得する音データとは、例えばインターネット等のネットワークを介して不正に流通しているブートレッグレコーディングの疑いがある音データである。また音データがＭＰ３等の形式で圧縮されている場合、伸長処理を行う。
【００５６】
特定装置６は、制御手段６０の制御に基づく変換手段６６の処理により、取得した音データに基づくデジタルデータである音信号に対して、窓関数を掛け、離散フーリエ変換を行い（Ｓ２０２）、正規化手段６７の処理により正規化処理を行う（Ｓ２０３）。
【００５７】
さらに特定装置６は、制御手段６０の制御に基づく同期検出手段６８の処理により、記録手段６２に予め記録している参照用の擬似乱数列を読み取り、読み取った擬似乱数列と、音信号に合成された時期信号に透かし情報として含まれる擬似乱数列との同期をとり、また音信号に合成された時期信号に透かし情報に含まれる特定情報を検出することにより、各音出力器１，１，１に係る夫々の音に時期信号が合成されている時期を検出する（Ｓ２０４）。ステップＳ２０４において時期信号を検出することができない場合、以降の処理は行われない。
【００５８】
そして特定装置６は、制御手段６０の制御に基づく取得位置特定手段６９の処理により、検出した時期に基づいて、各音出力器１，１，１に係る夫々の音の時間差を算出し（Ｓ２０５）、算出した音の時間差及び音速から算出される音取得器４及び各音出力器１，１，１の距離間の差、並びに予め記録している各音出力器１，１，１の配設位置をパラメータとする非線形連立方程式を、Gauss-Newtonアルゴリズム等の求解アルゴリズムにより解くことで、音取得器４による音の取得位置を特定し（Ｓ２０６）、特定した取得位置を表示手段６５に表示する（Ｓ２０７）。例えばブートレッグレコーディングの疑いがある状況下での会場における座席と着席者との関係が判明している場合、ステップＳ２０６にて特定した取得位置及びその近傍の着席者から音データの流出経路を推定することができる。
【００５９】
次に本発明の音取得位置特定方法による実験結果について説明する。図１０は、本発明の音取得位置特定システムの実験における各音出力器の配設位置及び音の取得位置を示す配置図である。図１０では、ｘ座標及びｙ座標にて示す平面上での音出力器の配設位置及び音取得位置を示しており、３チャネルの音を出力すべく３台の音出力器を用いている。音出力器は、Ｓ０（０，０）、Ｓ１（０，３）及びＳ２（３，０）に配設されており、音取得器を図中ＴＬ１〜ＴＬ１０で示すテストロケーション（ＴＬ： Test Location）に配置し、各音出力器から出力される音を取得して録音するものとする。
【００６０】
図１１は、本発明の音取得位置特定システムのシミュレーション実験の結果を示す分布図である。図１１は、図１０に示す位置に音出力器及び音取得器を配置した状況をシミュレートした場合の実験結果を示している。シミュレーション実験は、各音出力器及び音取得器間の距離に基づいて、各音出力器の位置から出力された音が音取得位置に到達するまでの夫々の遅延時間を求め、求めた各遅延時間に基づいて時期信号を夫々電子透かしとして音信号に埋め込み、時期信号を埋め込んだ音信号に基づいて取得位置を特定するという方法で行った。シミュレーション実験の結果は、図１１に示す様に、殆どの場合、１ｍ以内の誤差で取得位置の特定が行われているが、取得位置が音出力器から遠くなる程、誤差も大きくなっている。特定時の同期位置の時間差の誤差は、どのＴＬでも殆ど変わらないことから、この誤差は、音出力器の配設位置と連立非線形方程式の性質によるものと考えられる。
【００６１】
図１２は、本発明の音取得位置特定システムの実環境での実験の結果を示す分布図である。図１２は、図１０に示す位置に音出力器及び音取得器を実際に配置した場合の実験結果を示している。実環境での実験の結果では、時期信号を検出することができない場合があり、検出することができた場合もシミュレーション実験と比べて誤差が大きい結果となった。これは取得し録音した音信号と環境ノイズとのＳＮ比が６ｄＢと小さかったことによる影響、音出力器の位置による各チャネルの音の減衰率の違いによる影響等の要因が誤差を生じさせたと考えられる。
【００６２】
誤差の大きいｘ＝４上のＴＬを除いた６カ所のＴＬについて、特定された位置と実際の位置との距離の差の平均値を求めたところ、シミュレーション実験では０．２１ｍであり、実環境での実験では０．３９ｍであった。平均値だけを考慮した場合、実環境の実験の結果から特定した位置及びその近傍の位置を含めて、例えば映画館では不正者の候補を数人にまで限定することが可能と考えられる。但し、実用に際しては平均値だけでなく誤差の分散についての考慮も求められる場合があるので、更に誤差を低減することが望ましい。誤差については、実施環境に応じた条件を検討することで低減することが可能と考える。具体的には電子透かしの合成強度、擬似乱数列の長さ、音出力器の配置等の様々な条件を、音が出力される会場、出力される音の分野等の実施環境に応じて検討し、調整することにより、位置の特定精度を向上させることが可能と考える。
【００６３】
前記実施の形態では、ブートレッグレコーディング対策として用いる形態を示したが、本発明はこれに限らず、複数の音源から音が出力されている環境下において、音を取得した位置を特定する様々な形態の他、音を取得することでその位置の特定を行う形態等の様々な形態に展開することが可能である。またその様な形態に適用する場合、必ずしも時期信号を電子透かしとして音信号に合成する必要はなく、音出力器から出力した知覚可能な音に基づいて取得位置を特定するようにしても良い。
【００６４】
また前記実施の形態では、３台の音出力器を用いる形態を示したが、本発明はこれに限らず、４台以上の音出力器を用いる形態であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の音取得位置特定システムの構成例を概念的に示す説明図である。
【図２】本発明の音取得位置特定システムにて用いられる音出力器、信号出力装置、信号合成装置及び録音装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の音取得位置特定システムにて用いられる特定装置のハードウェアの構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の音取得位置特定システムにて用いられる特定装置の機能構成例を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の音取得位置特定方法において、時期信号としての擬似乱数列の合成を概念的に示す説明図である。
【図６】本発明の音取得位置特定方法において、音信号に合成された擬似乱数列及び擬似乱数列の同期を概念的に示す説明図である。
【図７】本発明の音取得位置特定システムにおいて、音出力器及び音取得器の配置を示す説明図である。
【図８】本発明の音取得位置特定システムにて用いられる信号合成装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の音取得位置特定システムにて用いられる特定装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の音取得位置特定システムの実験における各音出力器の配設位置及び音の取得位置を示す配置図である。
【図１１】本発明の音取得位置特定システムのシミュレーション実験の結果を示す分布図である。
【図１２】本発明の音取得位置特定システムの実環境での実験の結果を示す分布図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  音出力器
２  信号出力装置
３  信号合成装置
３１  変換手段
３２  振幅導出手段
３３  透かし情報生成手段
３４  逆変換手段
４  音取得器
５  録音装置
６  特定装置
６６  変換手段
６７  正規化手段
６８  同期検出手段
６９  取得位置特定手段
１００  コンピュータプログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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