(57)【要約】【課題】  ステレオ再生された場合に、両スピーカの中央付近であっても、埋め込まれた情報の抽出が可能であるとともに、モノラル再生した場合であっても、再生品質の劣化を防ぐことが可能な音響信号に対する情報の埋め込み装置および音響信号からの情報の抽出装置を提供する。【解決手段】  付加情報を音響信号に埋め込む際、音響信号の所定区間から奇数番目の音響フレームをＡタイプ、偶数番目の音響フレームをＢタイプとして取得し、その音響フレームの所定周波数範囲Ｆ１〜Ｆ２の高周波側と低周波側のスペクトル集合の強度を、左右のチャンネルで同一であり、かつＡ、Ｂ両タイプで逆転するように変更する。【選択図】  図３
2008256948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列のサンプル列で構成される音響信号に対して、付加情報を聴取不能な状態で埋め込む装置であって、
前記音響信号より、所定数のサンプルを読み込む音響フレーム読込手段と、
前記読み込んだ音響フレームのうち、奇数番目、偶数番目の一方をＡタイプ、他方をＢタイプとし、前記Ａタイプの音響フレームに対して第１窓関数を用いて周波数変換を行い、前記Ｂタイプの音響フレームに対して第２窓関数を用いて周波数変換を行い、前記第１窓関数に対応するスペクトルである第１窓スペクトル、前記第２窓関数に対応するスペクトルである第２窓スペクトルを得る周波数変換手段と、
前記生成された各窓スペクトルから所定の周波数範囲における互いに重複しない２つのスペクトル集合を抽出し、第１窓スペクトル、第２窓スペクトルから抽出したスペクトル集合の強度を、埋め込むべきビット配列に基づいて、高周波側のスペクトル集合と低周波側のスペクトル集合の強度の大小関係が第１窓スペクトルと第２窓スペクトルにおいて逆転するように、各スペクトル集合の強度を変更する周波数成分変更手段と、
前記変更されたスペクトル集合を含む各窓スペクトルに対して周波数逆変換を行って、改変音響フレームを生成する周波数逆変換手段と、
前記生成された改変音響フレームを順次出力する改変音響フレーム出力手段と、
を有することを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記音響信号が２以上のチャンネルのステレオ信号であり、
前記音響フレーム読込手段、前記周波数変換手段、前記周波数成分変更手段、前記周波数逆変換手段、前記改変音響フレーム出力手段は、各チャンネルに対して処理を実行するものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記周波数成分変更手段は、前記第１窓スペクトル、第２窓スペクトルから抽出した高周波側のスペクトル集合を１Ｕ、２Ｕ、低周波側のスペクトル集合を１Ｄ、２Ｄとした場合に、１Ｄと２Ｕ、１Ｕと２Ｄをそれぞれグループとし、強度を相対的に大きく変更するグループのスペクトル集合に対しては、係数αを乗じた強度とし、強度を相対的に小さく変更するグループのスペクトル集合に対しては、係数αより小さい係数βを乗じた強度とするものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記周波数成分変更手段は、前記強度を相対的に大きく変更するグループの強度の総和の、前記強度を相対的に小さく変更するグループの強度の総和に対する比率が、所定値より小さい場合に、前記係数αをさらに大きくした係数α´と前記係数βをさらに小さくした係数β´を、前記係数α、βに代えて用いるものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかにおいて、
前記ビット配列を、付加情報中のビット列の誤りを検出するための検査符号を付加することにより作成するビット配列作成手段をさらに有し、
前記周波数成分変更手段は、前記ビット配列に基づいて、前記スペクトル集合の強度を変更するものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかにおいて、
前記音響フレーム読込手段は、前記Ａタイプの音響フレームと前記Ｂタイプの音響フレームを、所定数のサンプルを重複させて読み込むものであり、
前記改変音響フレーム出力手段は、前記生成された改変音響フレームを先行する改変音響フレームと連結させて出力するものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかにおいて、
前記周波数成分変更手段は、前記所定周波数範囲を１．７ｋＨｚ以上および３．４ｋＨｚ以下として設定するか、または３．４ｋＨｚ以上および６．８ｋＨｚ以下として設定するものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかにおいて、
前記音響フレーム読込手段は、前記音響フレームと同サンプル数で、再生時に聴取困難な極めて低振幅の白色ノイズを作成し、前記音響フレームに対して加算するものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。
【請求項９】
コンピュータを、請求項１から請求項８のいずれかに記載の音響信号に対する情報の埋め込み装置として、機能させるためのプログラム。
【請求項１０】
あらかじめ聴取不能な状態で付加情報が埋め込まれた音響信号から前記付加情報を抽出する装置であって、
前記音響信号の所定区間をデジタル化して、所定数のサンプルで構成される音響フレームを獲得する音響フレーム獲得手段と、
前記読み込んだ音響フレームのうち、奇数番目、偶数番目の一方をＡタイプ、他方をＢタイプとし、前記Ａタイプの音響フレームに対して第１窓関数を用いて周波数変換を行い、前記Ｂタイプの音響フレームに対して第２窓関数を用いて周波数変換を行い、前記第１窓関数に対応するスペクトルである第１窓スペクトル、前記第２窓関数に対応するスペクトルである第２窓スペクトルを得る周波数変換手段と、
前記生成された各窓スペクトルから所定の周波数範囲における互いに重複しない２つのスペクトル集合を抽出し、第１窓スペクトル、第２窓スペクトルから抽出したスペクトル集合のうち、第１窓スペクトルの低周波側と第２窓スペクトルの高周波側のグループ、第１窓スペクトルの高周波側と第２窓スペクトルの低周波側のグループに分けて各グループのスペクトル強度を算出し、当該算出した各スペクトル強度に基づいて、埋め込まれていたビット値を抽出する符号化手段と、
前記抽出されたビット値をワード単位で所定の規則により変換して付加情報を抽出する付加情報抽出手段と、
を有することを特徴とする音響信号からの情報の抽出装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記符号化手段は、各グループのスペクトル強度の算出を、直前の音響フレームの対応する周波数成分に１未満の値をもつ係数ｑを乗じた値を減算することにより行うものであることを特徴とする音響信号に対する情報の埋め込み装置。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１において、
前記付加情報抽出手段は、前記抽出されたビット値の集合が所定ビット数のビット配列となった場合に、当該ビット配列の後ろから所定数のビットを検査符号として用い、前記ビット配列中の検査符号以外のビットを基に算出される符号と前記検査符号を照合し、その判定結果が所定の状態である場合に、前記ビット配列中の検査符号以外の一部のビットを反転し、前記ビット配列中の検査符号以外の全てのビットを付加情報として出力することにより、付加情報を抽出するものであることを特徴とする音響信号からの情報の抽出装置。
【請求項１３】
請求項１０から請求項１２のいずれかにおいて、
前記音響フレーム獲得手段は、前記音響信号から、所定数のサンプルで構成される音響フレームを基準フレームとして獲得する基準フレーム獲得手段と、前記基準フレームと所定サンプルずつ移動させることにより位相を変更して設定される複数の音響フレームを位相変更フレームとして設定する位相変更フレーム設定手段により構成され、
前記符号化手段は、前記抽出したスペクトル集合に基づいて、符号判定パラメータを算出する符号判定パラメータ算出手段と、基準フレームが異なる過去の同位相の音響フレームにおいて算出された符号判定パラメータに基づいて、前記基準フレームおよび複数の位相変更フレームのうち１つの音響フレームを位相が最適なものであると判断し、当該最適な位相の音響フレームについて判断された前記符号判定パラメータに基づいて、所定の符号を出力する符号出力手段を有するものであることを特徴とする音響信号からの情報の抽出装置。
【請求項１４】
コンピュータを、請求項１０から請求項１３のいずれかに記載の音響信号からの情報の抽出装置として、機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤ・ＤＶＤ等を用いた民生・業務用途における鑑賞用のパッケージ音楽分野、放送事業者等が商業目的で配信する放送・ネットワーク音楽配信分野における音楽著作権の保護（不正コピーの監視）および音楽属性情報の提供（楽曲タイトル検索サービス）分野、ミュージアム、イベント会場における展示説明ナレーションに連動した文字情報の提供サービス分野、放送番組やＣＤ／ＤＶＤパッケージの音声信号からＵＲＬなどの情報を抽出し、携帯電話を用いて所定のコンテンツに関連するｗｅｂサイトにアクセスして詳細情報を抽出したり、アンケートに回答したりする非接触なインターネットのゲートウェイサービス分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流れている音楽のタイトル等を知ることができる楽曲属性情報の提供サービスとして、放送された音楽に対して日時と地域を放送局に照会したり、携帯電話で流れている音楽断片を録音してデータベースに登録されているメロディーと照合したりするサービスが行われている。本出願人は、これを、さらに発展させ、音響信号の周波数成分の比率を属性情報のビット値に応じて変更することにより、属性情報（付加情報）を埋め込む手法を提案している（特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１、２に記載の発明では、２チャンネルステレオ音響信号に対して、左右チャンネル間で対応する信号成分を移動させながらデータを埋め込み、抽出時はステレオ再生されている２つのスピーカのＬ側だけにマイクロフォン等を近付けて、モノラル入力して抽出するようにしているため、広いホール等で２つのスピーカが離れている場合、Ｒ側のスピーカの近くに居ると物理的にデータ抽出が行えないという問題があるとともに、Ｌ側とＲ側が逆転していたり、どちらがＬ側であるかの判断が難しい場所があり抽出操作に混乱が生じる場合もあった。
【０００４】
Ｌ側信号とＲ側信号は相補的な関係にあるため、Ｒ側信号にも埋め込みデータに基づく改変は加わっているが、位置ずれ補正などを行う都合上、同期をとりやすくするため、抽出対象のＬ側はＲ側に比べ所定領域の信号成分が削られており、その分がＲ側に加わるため、Ｒ側信号からは基本的に抽出困難な設計になっている。また、Ｌ側信号だけをモノラル再生する運用形態をとると、信号劣化がＬ側に偏っているためノイズが目立つという問題もある。
【０００５】
このような問題の解決のため、本出願人は、２チャンネルステレオ音響信号のどちらのチャンネルから発せられた音であっても、その音から情報を抽出することが可能な技術を提案した（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００６−２３５３５９号公報
【特許文献２】特開２００６−３２３２４６号公報
【特許文献３】特願２００７−５３３２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献３に記載の発明では、双方のチャンネルからの音が混ざり合った中央付近では抽出することができないという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、ステレオ再生された場合に、両スピーカの中央付近であっても、埋め込まれた情報の抽出が可能であるとともに、モノラル再生した場合であっても、再生品質の劣化を防ぐことが可能な音響信号に対する情報の埋め込み装置および音響信号からの情報の抽出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明では、時系列のサンプル列で構成される音響信号に対して、付加情報を聴取不能な状態で埋め込む装置であって、前記音響信号より、所定数のサンプルを読み込む音響フレーム読込手段と、前記読み込んだ音響フレームのうち、奇数番目、偶数番目の一方をＡタイプ、他方をＢタイプとし、前記Ａタイプの音響フレームに対して第１窓関数を用いて周波数変換を行い、前記Ｂタイプの音響フレームに対して第２窓関数を用いて周波数変換を行い、前記第１窓関数に対応するスペクトルである第１窓スペクトル、前記第２窓関数に対応するスペクトルである第２窓スペクトルを得る周波数変換手段と、前記生成された各窓スペクトルから所定の周波数範囲における互いに重複しない２つのスペクトル集合を抽出し、第１窓スペクトル、第２窓スペクトルから抽出したスペクトル集合の強度を、埋め込むべきビット配列に基づいて、高周波側のスペクトル集合と低周波側のスペクトル集合の強度の大小関係が第１窓スペクトルと第２窓スペクトルにおいて逆転するように、各スペクトル集合の強度を変更する周波数成分変更手段と、前記変更されたスペクトル集合を含む各窓スペクトルに対して周波数逆変換を行って、改変音響フレームを生成する周波数逆変換手段と、前記生成された改変音響フレームを順次出力する改変音響フレーム出力手段を有する音響信号に対する情報の埋め込み装置を提供する。
【０００９】
また、本発明では、あらかじめ聴取不能な状態で付加情報が埋め込まれた音響信号から前記付加情報を抽出する装置であって、前記音響信号の所定区間をデジタル化して、所定数のサンプルで構成される音響フレームを獲得する音響フレーム獲得手段と、前記読み込んだ音響フレームのうち、奇数番目、偶数番目の一方をＡタイプ、他方をＢタイプとし、前記Ａタイプの音響フレームに対して第１窓関数を用いて周波数変換を行い、前記Ｂタイプの音響フレームに対して第２窓関数を用いて周波数変換を行い、前記第１窓関数に対応するスペクトルである第１窓スペクトル、前記第２窓関数に対応するスペクトルである第２窓スペクトルを得る周波数変換手段と、前記生成された各窓スペクトルから所定の周波数範囲における互いに重複しない２つのスペクトル集合を抽出し、第１窓スペクトル、第２窓スペクトルから抽出したスペクトル集合のうち、第１窓スペクトルの低周波側と第２窓スペクトルの高周波側のグループ、第１窓スペクトルの高周波側と第２窓スペクトルの低周波側のグループに分けて各グループのスペクトル強度を算出し、当該算出した各スペクトル強度に基づいて、埋め込まれていたビット値を抽出する符号化手段と、前記抽出されたビット値をワード単位で所定の規則により変換して付加情報を抽出する付加情報抽出手段を有する音響信号からの情報の抽出装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、音響信号に付加情報を埋め込むにあたり、各音響フレームにおける所定周波数範囲を高周波側と低周波側に分け、これらの強度の大小関係が奇数番目の音響フレームと偶数番目の音響フレームで逆転するように、スペクトル集合の強度を変更するようにしたので、音脈分凝を生じさせることになり、ステレオ再生された場合に、両スピーカの中央付近であっても、埋め込まれた情報の抽出が可能であるとともに、モノラル再生した場合であっても、再生品質の劣化を防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（１．本発明の基本概念）
最初に、本発明の基本概念について説明しておく。本発明では、人間の聴覚心理特性である音脈分凝の原理を利用する。音脈分凝とは、時系列に高い音と低い音が交互に進行するパターンに対して、人間が、あたかも高低２つのトラックが連続して流れるように音を補間して聞いてしまう錯覚現象である。
【００１２】
たとえば、図１４（ａ）に示すように、３つの低い音である低音１、低音３、低音５と３つの高い音である高音２、高音４、高音６が、低音１、高音２、低音３、高音４、低音５、高音６の順に演奏されている場合を考えてみる。低音１、低音３、低音５と高音２、高音４、高音６は１オクターブ程度離れており、低い音と高い音は同時に演奏されることはないが、時間的間隔は、ほぼ連続しているものとする。この場合、人間には、図１４（ｂ）に示すように、低い音と高い音が演奏されていない部分も補間されて演奏されているように聞こえる。すなわち、実際の演奏は単旋律であるのに、人間には、図１４（ｂ）に示すように、高音１´、高音３´、高音５´、低音２´、低音４´、低音６´が補間されて複旋律であるように聞こえる。例えば、高音３´は高音２と高音４が連続的につながるように、高音２と高音４の平均的な成分に聞こえる。また、末端部の高音１´と低音６´についても、隣接する高音２と低音５に近い成分で、各々低音１と高音６に対応するように聞こえる。しかし、マイクロフォン等の電気音響装置は、図１４（ａ）に示したものをそのままの音として取得することになる。本発明は、このような性質を利用するのである。なお、補間された音は、前後に演奏されている音と必ずしも同じレベルに補間されて聴こえるのではなく、大雑把に言って、前後に演奏されている音の５０％程度があたかも補間されているように聞こえる。
【００１３】
具体的には、埋め込み装置で、音響信号から抽出した所定数のサンプルで構成される音響フレーム内の所定周波数範囲の周波数成分を変更するに際し、その強弱が音脈分凝を発生させるような状態に変更する。これにより、人間には、音が途切れたようには聞こえないが、抽出装置では、その明確な変化を認識することができる。
【００１４】
（２．１．埋め込み装置の構成）
次に、本発明に係る音響信号に対する情報の埋め込み装置について説明する。図１は、本発明に係る音響信号に対する情報の埋め込み装置の構成を示す機能ブロック図である。図１において、１０は音響フレーム読込手段、２０は周波数変換手段、３０は周波数成分変更手段、４０は周波数逆変換手段、５０は改変音響フレーム出力手段、６０は記憶手段、６１は音響信号記憶部、６２は付加情報記憶部、６３は改変音響信号記憶部、７０はビット配列作成手段である。なお、図１に示す装置は、ステレオ音響信号、モノラル音響信号の両方に対応可能であるが、ここでは、ステレオ音響信号に対して処理を行う場合について説明していく。
【００１５】
音響フレーム読込手段１０は、付加情報の埋め込み対象とする元のステレオ音響信号の各チャンネルから所定数のサンプルを１フレームとして読み込む機能を有している。周波数変換手段２０は、音響フレーム読込手段１０が読み込んだ音響信号のフレームをフーリエ変換等により周波数変換してスペクトルを生成する機能を有している。周波数成分変更手段３０は、生成されたスペクトルから所定の周波数範囲に相当するスペクトル集合を複数抽出し、付加情報記憶部６２から抽出した付加情報よりビット配列作成手段７０が作成したビット配列に基づいて、スペクトル集合の状態を変更する機能を有している。周波数逆変換手段４０は、変更されたスペクトル集合を含む複数のスペクトルに対して周波数逆変換を行うことにより、改変音響フレームを生成する機能を有している。改変音響フレーム出力手段５０は、生成された改変音響フレームを順次出力する機能を有している。
【００１６】
記憶手段６０は、付加情報を埋め込む対象とするステレオ音響信号を記憶した音響信号記憶部６１と、ビット配列として構成され、ステレオ音響信号に埋め込まれる付加情報を記憶した付加情報記憶部６２と、付加情報埋め込み後の改変音響信号を記憶する改変音響信号記憶部６３を有しており、その他処理に必要な各種情報を記憶するものである。ビット配列作成手段７０は、付加情報記憶部６２から付加情報を抽出し、付加情報の各ワードに対して、１ビットのパリティビットを追加した後、さらに所定の規則により４ビットの検査符号ビットを追加したビット配列を作成する機能を有している。なお、付加情報とは、音響情報に付加して埋め込むべき情報であり、タイトルやアーティスト名等の属性情報、および属性情報以外の他の情報を含むものである。本実施形態では、付加情報のコード形式としてＡＳＣＩＩコードを採用するため、付加情報においては７ビットを１ワードとし、ビット配列作成手段７０が作成するビット配列は、パリティビットを付加した後、検査符号付加処理を施した１２ビットを１ワードとする。図１に示した各構成手段は、現実にはコンピュータおよびその周辺機器等のハードウェアに専用のプログラムを搭載することにより実現される。すなわち、コンピュータが、専用のプログラムに従って各手段の内容を実行することになる。
【００１７】
（２．２．埋め込み装置の処理動作）
次に、図１に示した音響信号に対する情報の埋め込み装置の処理動作について説明する。音響フレーム読込手段１０は、音響信号記憶部６１に記憶されたステレオ音響信号の左右の各チャンネルから、それぞれ所定数のサンプルを１音響フレームとして読み込む。音響フレーム読込手段１０が読み込む１音響フレームのサンプル数は、適宜設定することができるが、サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの場合、４０９６サンプル程度とすることが望ましい。したがって、音響フレーム読込手段１０は、左チャンネル、右チャンネルについてそれぞれ４０９６サンプルずつ、順次音響フレームとして読み込んでいくことになる。
【００１８】
音響フレームとしては、ＡタイプとＢタイプが存在する。Ａタイプの音響フレーム、Ｂタイプの音響フレームは、それぞれ同タイプの先行する音響フレームの最後のサンプルの次のサンプルを先頭サンプルとして設定される。そして、ＡタイプとＢタイプの音響フレームは互いに所定数（本実施形態では２０４８）のサンプルを重複して設定される。例えば、Ａタイプの音響フレームを先頭からＡ１、Ａ２、Ａ３…とし、Ｂタイプの音響フレームを先頭からＢ１、Ｂ２、Ｂ３…とすると、Ａ１はサンプル１〜４０９６、Ａ２はサンプル４０９７〜８１９２、Ａ３はサンプル８１９３〜１２２８８、Ｂ１はサンプル２０４９〜６１４４、Ｂ２はサンプル６１４５〜１０２４０、Ｂ３はサンプル１０２４１〜１４３３６となる。なお、ＡタイプとＢタイプは相対的なものであるので、どちらが先であっても良い。すなわち、上記とは逆にＡ１がサンプル２０４９〜６１４４、Ａ２がサンプル６１４５〜１０２４０、Ａ３がサンプル１０２４１〜１４３３６、Ｂ１がサンプル１〜４０９６、Ｂ２がサンプル４０９７〜８１９２、Ｂ３がサンプル８１９３〜１２２８８であっても良い。
【００１９】
周波数変換手段２０は、音響フレーム読込手段１０が読み込んだ音響フレームに対して、周波数変換を行って、その音響フレームのスペクトルを得る。具体的には、窓関数を利用して周波数変換を行う。周波数変換としては、フーリエ変換、ウェーブレット変換その他公知の種々の手法を用いることができる。本実施形態では、フーリエ変換を用いた場合を例にとって説明する。
【００２０】
一般に、所定の信号に対してフーリエ変換を行う場合、信号を所定の長さに区切って行う必要があるが、この場合、所定長さの信号に対してそのままフーリエ変換を行うと、擬似高調波成分が発生する。そこで、一般にフーリエ変換を行う場合には、ハニング窓と呼ばれる窓関数を用いて、信号の値を変化させた後、変化後の値に対してフーリエ変換を実行する。
【００２１】
本発明では、擬似高調波成分の発生を防止するためだけではなく、一つの音響フレームから、情報を埋め込むための複数の状態を作り出すため、複数の窓関数を用意し、一つの音響フレームに対して、各窓関数を利用してフーリエ変換を行い、複数のスペクトルを得る。複数の窓関数として、本実施形態では、図２（ａ）〜（ｂ）に示したような第１窓関数Ｗ（１，ｉ）、第２窓関数Ｗ（２，ｉ）を用意し、抽出側で認識し易いようにした。第１窓関数Ｗ（１，ｉ）は、Ａタイプの音響フレームに対して用いるためのものであり、図２（ａ）に示すように所定のサンプル番号ｉの位置において、最大値１をとり、後部においては、最小値０をとるように設定されている。どのサンプル番号の場合に最大値をとるかについては、窓関数Ｗ（１，ｉ）の設計によって異なってくるが、本実施形態では、後述する〔数式１〕で定義される。Ａタイプの音響フレームについてのフーリエ変換は、この窓関数Ｗ（１，ｉ）を乗じたものに対して行われることになる。
【００２２】
また、第２窓関数Ｗ（２，ｉ）は、Ｂタイプの音響フレームに対して用いるためのものであり、図２（ｂ）に示すように、所定のサンプル番号ｉの位置において、最大値１をとり、前部においては、最小値０をとるように設定されている。どのサンプル番号の場合に最大値をとるかについては、窓関数Ｗ（２，ｉ）の設計によって異なってくるが、本実施形態では、後述する〔数式２〕で定義される。Ｂタイプの音響フレームについてのフーリエ変換は、この窓関数Ｗ（２，ｉ）を乗じたものに対して行われることになる。
【００２３】
なお、本発明においては、音響フレームは重複して読み込まれる。すなわち、奇数番目の音響フレームと偶数番目の音響フレームは、所定数のサンプルを重複して読み込む。上記のように、奇数フレームと偶数フレームでは、用いられる窓関数が異なるが、奇数フレームと偶数フレームは単に奇数か偶数かの違いだけであるため、どちらに対してどちらの処理を行っても良い。したがって、本明細書では、奇数フレーム、偶数フレームの一方をＡタイプフレーム、他方をＢタイプフレームと呼ぶことにする。本実施形態では、奇数フレームをＡタイプフレーム、偶数フレームをＢタイプフレームとして説明するが、逆に偶数フレームをＡタイプフレーム、奇数フレームをＢタイプフレームとしても良い。
【００２４】
本実施形態では、窓関数Ｗ（１，ｉ）、Ｗ（２，ｉ）は、以下の〔数式１〕〜〔数式２〕で定義される。なお、図２において、横軸は時間軸（ｉ）である。ｉは、後述するように、各音響フレーム内のＮ個のサンプルに付した通し番号であるため時刻ｔに比例している。また、図２（ａ）（ｂ）において縦軸は信号の振幅値（レベル）を示す。図２（ａ）（ｂ）において縦軸は窓関数Ｗ（１，ｉ）、Ｗ（２，ｉ）の値を示しており、Ｗ（１，ｉ）、Ｗ（２，ｉ）の最大値はいずれも１である。
【００２５】
〔数式１〕
ｉ≦Ｎ／４のとき、Ｗ（１，ｉ）＝０．５−０．５ｃｏｓ（４πｉ／Ｎ）
Ｎ／４＜ｉ≦１１Ｎ／１６のとき、Ｗ（１，ｉ）＝１．０
１１Ｎ／１６＜ｉ≦１３Ｎ／１６のとき、Ｗ（１，ｉ）＝０．５−０．５ｃｏｓ（８π（ｉ−９Ｎ／１６）／Ｎ）
ｉ＞１３Ｎ／１６のとき、Ｗ（１，ｉ）＝０．０
【００２６】
〔数式２〕
ｉ≦３Ｎ／１６のとき、Ｗ（２，ｉ）＝０．０
３Ｎ／１６＜ｉ≦５Ｎ／１６のとき、Ｗ（２，ｉ）＝０．５−０．５ｃｏｓ（８π（ｉ−３Ｎ／１６）／Ｎ）
５Ｎ／１６＜ｉ≦３Ｎ／４のとき、Ｗ（２，ｉ）＝１．０
ｉ＞３Ｎ／４のとき、Ｗ（２，ｉ）＝０．５−０．５ｃｏｓ（４π（ｉ−Ｎ／２）／Ｎ）
【００２７】
なお、図２および上記〔数式１〕〔数式２〕から明らかなように、窓関数Ｗ（１，ｉ）とＷ（２，ｉ）は、互いに非対称な形状である。これは、後述する抽出側において、両者の識別を容易にするためである。
【００２８】
本発明においては、奇数フレームと偶数フレームを、所定サンプルずつ重複して読み込むため、情報の埋め込みを行った後、音響信号に復元する際に、窓関数を乗じた奇数フレームと、窓関数を乗じた偶数フレームの重複サンプルを加算した場合に、ほぼ元の値に戻るようにしなければならない。このため、奇数フレームと偶数フレームの重複部分において、窓関数Ｗ（１，ｉ）、Ｗ（２，ｉ）を加算すると、全区間固定値１になるように定義されている。
【００２９】
周波数変換手段２０が、Ａタイプの音響フレームに対してフーリエ変換を行う場合は、左チャンネル信号Ｘｌ（ｉ）、右チャンネル信号Ｘｒ（ｉ）（ｉ＝０，…，Ｎ−１）に対して、窓関数Ｗ（１，ｉ）を用いて、以下の〔数式３〕に従った処理を行い、左チャンネルに対応する変換データの実部Ａｌ（１，ｊ）、虚部Ｂｌ（１，ｊ）、右チャンネルに対応する変換データの実部Ａｒ（１，ｊ）、虚部Ｂｒ（１，ｊ）を得る。
【００３０】
〔数式３〕
Ａｌ（１，ｊ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（１，ｉ）・Ｘｌ（ｉ）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）
Ｂｌ（１，ｊ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（１，ｉ）・Ｘｌ（ｉ）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）
Ａｒ（１，ｊ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（１，ｉ）・Ｘｒ（ｉ）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）
Ｂｒ（１，ｊ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（１，ｉ）・Ｘｒ（ｉ）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）
【００３１】
周波数変換手段２０が、Ｂタイプの音響フレームに対してフーリエ変換を行う場合は、左チャンネル信号Ｘｌ（ｉ）、右チャンネル信号Ｘｒ（ｉ）（ｉ＝０，…，Ｎ−１）に対して、窓関数Ｗ（２，ｉ）を用いて、以下の〔数式４〕に従った処理を行い、左チャンネルに対応する変換データの実部Ａｌ（２，ｊ）、虚部Ｂｌ（２，ｊ）、右チャンネルに対応する変換データの実部Ａｒ（２，ｊ）、虚部Ｂｒ（２，ｊ）を得る。
【００３２】
〔数式４〕
Ａｌ（２，ｊ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（２，ｉ）・Ｘｌ（ｉ＋Ｎ／２）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）
Ｂｌ（２，ｊ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（２，ｉ）・Ｘｌ（ｉ＋Ｎ／２）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）
Ａｒ（２，ｊ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（２，ｉ）・Ｘｒ（ｉ＋Ｎ／２）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）
Ｂｒ（２，ｊ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（２，ｉ）・Ｘｒ（ｉ＋Ｎ／２）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）
【００３３】
上記〔数式３〕〔数式４〕において、ｉは、各音響フレーム内のＮ個のサンプルに付した通し番号であり、ｉ＝０，１，２，…Ｎ−１の整数値をとる。また、ｊは周波数の値について、値の小さなものから順に付した通し番号であり、ｉと同様にｊ＝０，１，２，…Ｎ／２−１の整数値をとる。サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚ、Ｎ＝４０９６の場合、ｊの値が１つ異なると、周波数が１０．８Ｈｚ異なることになる。
【００３４】
上記〔数式３〕〔数式４〕に従った処理を実行することにより、各音響フレームの各窓関数に対応するスペクトルが得られる。続いて、周波数成分変更手段３０が、生成されたスペクトルから所定周波数範囲のスペクトル集合を抽出する。本実施形態では、Ｆ１以上Ｆ２以下の範囲のものを抽出する。
【００３５】
周波数成分変更手段３０は、Ａタイプの音響フレームについて、ビット配列作成手段７０が作成したビット配列に応じて、所定周波数成分の割合を変更する処理を行う。本発明では、ビット配列を１ビットずつ読み込み、１音響フレームに対して１ビットの情報を埋め込む。埋め込まれる１ビットの値は、“０” “１”の２通りがある。本実施形態では、これらを値１、値２と定義する。２種類の符号を埋め込むことができるという点で、これらを符号１、符号２と表現することも可能である。この際、“０”“１”の２通りのうち、いずれを値１、値２（符号１、符号２）と定義しても良い。抽出側において、埋め込み側で埋め込まれた１ビットが特定できれば良いためである。したがって、この定義は、埋め込み側と抽出側で一致している必要がある。
【００３６】
本実施形態では、音響フレームの変更対象周波数帯の成分を２つの状態に変更し、１ビットの情報を埋め込むようにしている。ここで、埋め込み処理の前後における音響フレームの所定周波数成分の変化の状態について説明する。図３に、本実施形態によるＡタイプ、Ｂタイプの各チャンネル１音響フレームの所定周波数成分の状態を示す。図３に示す各音響フレームにおいて、横軸は時間方向、縦軸は周波数方向を示している。また、網掛けされた部分は、周波数成分が存在している部分を示し、網掛けが濃いほど成分強度が強いことを示している。
【００３７】
図３においては、縦軸の周波数方向において、周波数領域が４つに区分されているが、上から２番目と３番目の領域、すなわち、周波数Ｆ１以上Ｆ２以下の間が変更対象周波数帯であり、最上部すなわち周波数Ｆ２超、最下部すなわちＦ１未満は、変更対象でない周波数帯である。すなわち、本実施形態では、周波数Ｆ１以上Ｆ２以下を所定周波数範囲として、スペクトル集合の強度を変更することになる。図３（ａ）に示すように、ＬチャンネルのＡタイプ音響フレームの変更対象周波数帯については、高周波側におけるスペクトルをＬ１Ｕ、低周波側におけるスペクトルをＬ１Ｄで表現し、ＲチャンネルのＡタイプ音響フレームの変更対象周波数帯については、高周波側におけるスペクトルをＲ１Ｕ、低周波側におけるスペクトルをＲ１Ｄで表現することとする。また、図３（ｂ）に示すように、ＬチャンネルのＢタイプ音響フレームの変更対象周波数帯については、高周波側におけるスペクトルをＬ２Ｕ、低周波側におけるスペクトルをＬ２Ｄで表現し、ＲチャンネルのＢタイプ音響フレームの変更対象周波数帯については、高周波側におけるスペクトルをＲ２Ｕ、低周波側におけるスペクトルをＲ２Ｄで表現することとする。
【００３８】
本実施形態で、符号１を埋め込む場合、図３（ｃ）（ｅ）に示すように、Ｌ１Ｄ、Ｒ１Ｄ、Ｌ２Ｕ、Ｒ２Ｕの成分を相対的に強い状態に変更し、Ｌ１Ｕ、Ｒ１Ｕ、Ｌ２Ｄ、Ｒ２Ｄの成分を相対的に弱い状態に変更する。この状態を“状態１”と呼ぶことにする。符号２を埋め込む場合は、図３（ｄ）（ｆ）に示すように、Ｌ１Ｕ、Ｒ１Ｕ、Ｌ２Ｄ、Ｒ２Ｄの成分を相対的に強い状態に変更し、Ｌ１Ｄ、Ｒ１Ｄ、Ｌ２Ｕ、Ｒ２Ｕの成分を相対的に弱い状態に変更する。この状態を“状態２”と呼ぶことにする。
【００３９】
本実施形態では、図３（ｃ）（ｅ）または（ｄ）（ｆ）に示すような２つの状態にＡタイプ、Ｂタイプの音響フレームの周波数成分を変更することにより、情報の埋め込みを行っている。２つの状態であるので１ビット分の情報量に相当する。
【００４０】
本実施形態では、上記変更対象周波数帯Ｆ１〜Ｆ２を、“１．７ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚ”または “３．４ｋＨｚ〜６．８ｋＨｚ”のいずれかに設定する。これは、以下のような理由による。
【００４１】
すなわち、音声通信として普及度の高い携帯電話機を受信端末として利用する場合、上限については、電話回線帯域および携帯電話機の上限である３．４ｋＨｚとする必要がある。そこで、下限については、上限の３．４ｋＨｚから１オクターブ下がった１．７ｋＨｚとすることとした。また、携帯電話機以外を受信端末として利用する場合には、可聴周波数の上限（２２ｋＨｚ）以下であれば３．４ｋＨｚより高い周波数領域を用いることができるが、１０ｋＨｚを超える高音域では、圧縮・変調などの信号処理の影響を受け易く、スピーカによっては再生能力が低下するため、下限を電話回線帯域の上限である３．４ｋＨｚとし、上限を３．４ｋＨｚから１オクターブ上がった６．８ｋＨｚとすることとした。なお、“１．７ｋＨｚ”“３．４ｋＨｚ”“６．８ｋＨｚ”という値は、代表的な値であり、必ずしも正確な値である必要はなく、そこから若干ずれた値であっても良い。なお、本明細書においては、“１．７ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚ”を「電話高周波帯」、“３．４ｋＨｚ〜６．８ｋＨｚ”を「超電話周波帯」と呼ぶことにする。また、電話回線帯域の上限は上述のように３．４ｋＨｚ近辺であるので、上記「電話高周波帯」、「超電話周波帯」はそれぞれ可聴周波数範囲で電話回線帯域の上限より若干低音側、若干高音側における所定の周波数帯に該当する。
【００４２】
図３に示した例では、相対的に強い状態と弱い状態に変更することについて説明したが、この強弱の程度については、状況に応じて設定することが可能である。両者の割合は、以下に述べるように、大きいほど抽出時の精度が高くなるが、補間される割合は不完全になり、再生時に不連続成分によるノイズが聞こえる。一方、両者の割合が均等であるほど再生品質は原音に近付くが、埋め込んだビットの抽出ができなくなり、再生品質と抽出精度はトレードオフの関係になる。例えば、強い方を１００％、弱い方を０％とした場合、音脈分凝により、補間される部分の音は図３のような変更を行なう前に原音響信号で鳴っていた音の５０％程度となることが確認されている。そこで、強い方を７０％、弱い方を３０％とした場合、音脈分凝により、補間される部分の音は図３のような変更を行なう前に原音響信号で鳴っていた音とほぼ同程度となり、この割合が抽出精度を維持できる限界であることが確認されている。このため、相対的に強いスペクトル集合と、相対的に弱いスペクトル集合の強度の割合を７０％と３０％とすることを目標に設定することが好ましい。これを実現するため、本実施形態では、後述する具体的な処理において、強い状態を設定するための係数α＝０．７、弱い状態を設定するための係数β＝０．３とする。ただし、強い状態に変更すべきスペクトル集合の強度が元々小さい場合には、係数α、βを補正する必要が生じる。このため、周波数成分変更手段３０は、まず、以下の〔数式５〕に従った処理を実行することにより、弱い状態に変更すべきスペクトル集合に対する強い状態に変更すべきスペクトル集合の強度割合γを算出する。
【００４３】
〔数式５〕
Ｅ１ｄ＝Σj=m,…,m+G-1｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2｝
Ｅ２ｄ＝Σj=m,…,m+G-1｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2｝
Ｅ１ｕ＝Σj=m+G,…,m+2G-1｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2｝
Ｅ２ｕ＝Σj=m+G,…,m+2G-1｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2｝
埋め込みデータが値１の場合、γ＝（Ｅ１ｄ＋Ｅ２ｕ）／（Ｅ１ｕ＋Ｅ２ｄ）
埋め込みデータが値２の場合、γ＝（Ｅ１ｕ＋Ｅ２ｄ）／（Ｅ１ｄ＋Ｅ２ｕ）
【００４４】
上記〔数式５〕において、ｍは変更対象周波数帯の下限の成分の番号、ｍ＋２Ｇは変更対象周波数帯の上限の成分の番号である。例えば、変更対象周波数帯として、１．７ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚを設定する場合、ｍ＝１６０、ｍ＋２Ｇ＝３２０となる。したがって、１つの周波数領域の幅Ｇ＝８０である。
【００４５】
そして、さらに強度割合γの値に応じて、周波数成分変更手段３０は、以下の〔数式６〕に従った処理を実行することにより、係数α、βを補正して係数α´、β´を得る。
【００４６】
〔数式６〕
γ＜１．０の場合、α´＝α・γ-1/2、β´＝β・γ1/2
γ≧１．０の場合、α´＝α・γ1/2、β´＝β・γ-1/2
【００４７】
なお、γ≧１．０の場合は、補正を行わないような設定にしておいても良い。さらに、周波数成分変更手段３０は、埋め込むべき情報が“値１”である場合、以下の〔数式７〕に従った処理を実行することにより、周波数成分の状態を“状態１”、すなわち、図３（ｃ）（ｅ）に示したような状態に変更する。
【００４８】
〔数式７〕
ｊ＝ｍ〜ｍ＋Ｇ−１の各成分に対して
Ｅ（１，ｊ）＝｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2＋Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ａｌ´（１，ｊ）＝Ａｌ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・α／｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2｝1/2
Ｂｌ´（１，ｊ）＝Ｂｌ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・α／｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2｝1/2
Ａｒ´（１，ｊ）＝Ａｒ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・α／｛Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ｂｒ´（１，ｊ）＝Ｂｒ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・α／｛Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ｅ（２，ｊ）＝｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2＋Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
Ａｌ´（２，ｊ）＝Ａｌ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・β／｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2｝1/2
Ｂｌ´（２，ｊ）＝Ｂｌ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・β／｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2｝1/2
Ａｒ´（２，ｊ）＝Ａｒ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・β／｛Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
Ｂｒ´（２，ｊ）＝Ｂｒ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・β／｛Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
ｊ＝ｍ＋Ｇ〜ｍ＋２Ｇ−１の各成分に対して
Ｅ（１，ｊ）＝｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2＋Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ａｌ´（１，ｊ）＝Ａｌ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・β／｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2｝1/2
Ｂｌ´（１，ｊ）＝Ｂｌ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・β／｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2｝1/2
Ａｒ´（１，ｊ）＝Ａｒ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・β／｛Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ｂｒ´（１，ｊ）＝Ｂｒ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・β／｛Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ｅ（２，ｊ）＝｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2＋Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
Ａｌ´（２，ｊ）＝Ａｌ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・α／｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2｝1/2
Ｂｌ´（２，ｊ）＝Ｂｌ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・α／｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2｝1/2
Ａｒ´（２，ｊ）＝Ａｒ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・α／｛Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
Ｂｒ´（２，ｊ）＝Ｂｒ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・α／｛Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
【００４９】
埋め込むべき情報が“値２”である場合は、以下の〔数式８〕に従った処理を実行することにより、周波数成分の状態を“状態２” 、すなわち、図３（ｄ）（ｆ）に示したような状態に変更する。
【００５０】
〔数式８〕
ｊ＝ｍ〜ｍ＋Ｇ−１の各成分に対して
Ｅ（１，ｊ）＝｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2＋Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ａｌ´（１，ｊ）＝Ａｌ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・β／｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2｝1/2
Ｂｌ´（１，ｊ）＝Ｂｌ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・β／｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2｝1/2
Ａｒ´（１，ｊ）＝Ａｒ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・β／｛Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ｂｒ´（１，ｊ）＝Ｂｒ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・β／｛Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ｅ（２，ｊ）＝｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2＋Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
Ａｌ´（２，ｊ）＝Ａｌ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・α／｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2｝1/2
Ｂｌ´（２，ｊ）＝Ｂｌ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・α／｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2｝1/2
Ａｒ´（２，ｊ）＝Ａｒ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・α／｛Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
Ｂｒ´（２，ｊ）＝Ｂｒ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・α／｛Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
ｊ＝ｍ＋Ｇ〜ｍ＋２Ｇ−１の各成分に対して
Ｅ（１，ｊ）＝｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2＋Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ａｌ´（１，ｊ）＝Ａｌ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・α／｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2｝1/2
Ｂｌ´（１，ｊ）＝Ｂｌ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・α／｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2｝1/2
Ａｒ´（１，ｊ）＝Ａｒ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・α／｛Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ｂｒ´（１，ｊ）＝Ｂｒ（１，ｊ）・Ｅ（１，ｊ）・α／｛Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝1/2
Ｅ（２，ｊ）＝｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2＋Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
Ａｌ´（２，ｊ）＝Ａｌ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・β／｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2｝1/2
Ｂｌ´（２，ｊ）＝Ｂｌ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・β／｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2｝1/2
Ａｒ´（２，ｊ）＝Ａｒ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・β／｛Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
Ｂｒ´（２，ｊ）＝Ｂｒ（２，ｊ）・Ｅ（２，ｊ）・β／｛Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝1/2
【００５１】
なお、上記〔数式４〕に従った処理を実行して係数α´、β´を得た場合は、上記〔数式７〕〔数式８〕において、係数α、βに代えて係数α´、β´を用いる。
【００５２】
周波数逆変換手段４０は、上記のようにして、周波数成分の状態が変更されたフレームスペクトルを周波数逆変換して改変音響フレームを得る処理を行う。この周波数逆変換は、当然のことながら、周波数変換手段２０が実行した手法に対応していることが必要となる。本実施形態では、周波数変換手段２０において、フーリエ変換を施しているため、周波数逆変換手段４０は、フーリエ逆変換を実行することになる。
【００５３】
具体的には、Ａタイプの音響フレームに対しては、周波数逆変換手段４０は、上記〔数式７〕〔数式８〕のいずれかにより得られたスペクトルの左チャンネルの実部Ａｌ´（１，ｊ）等、虚部Ｂｌ´（１，ｊ）等、右チャンネルの実部Ａｒ´（１，ｊ）等、虚部Ｂｒ´（１，ｊ）等を用いて、以下の〔数式９〕に従った処理を行い、Ｘｌ´（ｉ）、Ｘｒ´（ｉ）を算出する。なお、上記〔数式７〕〔数式８〕において改変されていない周波数成分については、Ａｌ´（１，ｊ）等として、元の周波数成分であるＡｌ（１，ｊ）等を用いる。
【００５４】
〔数式９〕
Ｘｌ´（ｉ）＝１／Ｎ・｛ΣjＡｌ´（１，ｊ）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）−ΣjＢｌ´（１，ｊ）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）｝＋Ｘｌｐ（ｉ＋Ｎ／２）
Ｘｒ´（ｉ）＝１／Ｎ・｛ΣjＡｒ´（１，ｊ）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）−ΣjＢｒ´（１，ｊ）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）｝＋Ｘｒｐ（ｉ＋Ｎ／２）
【００５５】
上記〔数式９〕においては、式が繁雑になるのを防ぐため、Σj=0,…,N-1をΣjとして示している。上記〔数式９〕における第１式の“＋Ｘｌｐ（ｉ＋Ｎ／２）”、第２式の“＋Ｘｒｐ（ｉ＋Ｎ／２）”の項は、直前に改変された改変音響フレームのデータＸｌｐ（ｉ）、Ｘｒｐ（ｉ）が存在する場合に、時間軸上Ｎ／２サンプル分重複することを考慮して加算するためのものである。上記〔数式９〕によりＡタイプの改変音響フレームの左チャンネルの各サンプルＸｌ´（ｉ）、右チャンネルの各サンプルＸｒ´（ｉ）、が得られることになる。
【００５６】
Ｂタイプの音響フレームに対しては、周波数逆変換手段４０は、上記〔数式７〕〔数式８〕のいずれかにより得られたスペクトルの左チャンネルの実部Ａｌ´（２，ｊ）、虚部Ｂｌ´（２，ｊ）、右チャンネルの実部Ａｒ´（２，ｊ）、虚部Ｂｒ´（２，ｊ）を用いて、以下の〔数式１０〕に従った処理を行い、Ｘｌ´（ｉ）、Ｘｒ´（ｉ）を算出する。なお、上記〔数式７〕〔数式８〕において改変されていない周波数成分については、以下の〔数式１０〕においてはＡｌ´（２，ｊ）、Ｂｌ´（２，ｊ）、Ａｒ´（２，ｊ）、Ｂｒ´（２，ｊ）として、元の値であるＡｌ（２，ｊ）、Ｂｌ（２，ｊ）、Ａｒ（２，ｊ）、Ｂｒ（２，ｊ）を用いる。
【００５７】
〔数式１０〕
Ｘｌ´（ｉ＋Ｎ／２）＝１／Ｎ・｛ΣjＡｌ´（２，ｊ）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）−ΣjＢｌ´（２，ｊ）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）｝＋Ｘｌｐ（ｉ＋Ｎ）
Ｘｒ´（ｉ＋Ｎ／２）＝１／Ｎ・｛ΣjＡｒ´（２，ｊ）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）−ΣjＢｒ´（２，ｊ）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）｝＋Ｘｒｐ（ｉ＋Ｎ）
【００５８】
上記〔数式１０〕によりＢタイプの改変音響フレームの左チャンネルの各サンプルＸｌ´（ｉ）、右チャンネルの各サンプルＸｒ´（ｉ）、が得られることになる。
【００５９】
改変音響フレーム出力手段５０は、周波数逆変換手段４０の処理により得られたＡタイプの改変音響フレーム、Ｂタイプの改変音響フレームを順次出力ファイルに出力する。
【００６０】
次に、図１に示した音響信号に対する情報の埋め込み装置の処理の全体的な流れを、図４のフローチャートに従って説明する。図１に示した装置を構成する各構成要素は、連携して図４に従った処理を実行する。図４は、付加情報１ワード分の処理に対応したものとなっている。１ワードとしては、任意のビット数に設定することができるが、上述のように、本実施形態では、ＡＳＣＩＩコードの実質７ビットに設定されている。
【００６１】
図４においては、まず、ビット配列作成手段７０は、付加情報記憶部６２から抽出した付加情報に対して所定の処理を施し新たなビット配列を作成する（Ｓ１０１）。具体的には、まず、付加情報記憶部６２から１ワード（７ビット）単位で抽出し、これに検査符号を５ビット付加して１２ビットとする。
【００６２】
具体的には、図５（ａ）に示すように、付加情報から抽出した７ビットＤ１〜Ｄ７に対して５つの検査符号Ｐ１〜Ｐ５を付加したビット配列を作成する。各検査符号Ｐ１〜Ｐ５は、図５（ｂ）に示したように定義される。このうち、検査符号Ｐ１はパリティ符号であり、検査符号Ｐ２〜Ｐ５は４ビットのハミング符号である。具体的には、検査符号Ｐ１は、ビットＤ１〜Ｄ７の排他的論理和として算出される。検査符号Ｐ２は、ビットＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ７の排他的論理和として算出される。検査符号Ｐ３は、ビットＤ１、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ７、Ｐ１の排他的論理和として算出される。検査符号Ｐ４は、ビットＤ２、Ｄ４、Ｄ６、Ｄ７、Ｐ１の排他的論理和として算出される。検査符号Ｐ５は、ビットＤ３、Ｄ５、Ｄ６、Ｐ１の排他的論理和として算出される。したがって、ビット配列作成手段７０は、Ｓ１０１において、図５（ｂ）に示した定義に従って図５（ａ）に示したような１２ビットのビット配列を作成することになる。
【００６３】
そして、この１２ビットが、音響信号に対する情報の埋め込み装置として用いられるコンピュータ内のレジスタに読み込まれることになる。このように、付加情報記憶部６２においては、１ワードは７ビットであるが、埋め込み処理時は、この１２ビットの配列で、付加情報内の１ワード分の処理を行う。
【００６４】
次に、周波数成分変更手段３０が、レジスタに保持された１２ビットから１ビットを読み込む処理を行う（Ｓ１０２）。続いて、音響フレーム読込手段１０が、音響信号記憶部６１に記憶されたステレオ音響信号の左右の各チャンネルから、それぞれ所定数のサンプルをＡタイプの１音響フレームとして読み込む（Ｓ１０３）。続いて、周波数変換手段２０および周波数成分変更手段３０が、読み込んだビット値に応じてＡタイプ音響フレームの周波数成分の状態を変更する処理を行う（Ｓ１０４）。具体的には、まず、読み込んだ音響フレームに対して、周波数変換を行って、その音響フレームのスペクトルであるフレームスペクトルを得る。すなわち、各音響フレームについて、窓関数Ｗ（１，ｉ）を用いて、上記〔数式３〕に従った処理を行う。そして、周波数成分変更手段３０は、ビット配列作成手段７０から受け取った値１、値２に応じて上記〔数式７〕〔数式８〕に従った処理を実行し、変更対象周波数帯の成分の状態を“状態１”、“状態２”に応じた状態のいずれかに変更する。
【００６５】
次に、周波数逆変換手段４０が、上記Ｓ１０４の処理により各スペクトル集合の強度が変更されたスペクトルを周波数逆変換して改変音響フレームを得る処理を行う（Ｓ１０５）。この周波数逆変換は、当然のことながら、周波数変換手段２０がＳ１０４において実行した手法に対応していることが必要となる。本実施形態では、周波数変換手段２０において、フーリエ逆変換を施しているため、周波数逆変換手段４０は、フーリエ逆変換を実行することになる。具体的には、上記〔数式７〕〔数式８〕のいずれかにより得られたスペクトルの左チャンネルの実部Ａｌ´（１，ｊ）等、虚部Ｂｌ´（１，ｊ）等、右チャンネルの実部Ａｒ´（１，ｊ）等、虚部Ｂｒ´（１，ｊ）等を用いて、上記〔数式９〕に従った処理を行い、Ｘｌ´（ｉ）、Ｘｒ´（ｉ）を算出する。改変音響フレーム出力手段５０は、得られた改変音響フレームを順次出力ファイルに出力する。
【００６６】
続いて、音響フレーム読込手段１０が、音響信号記憶部６１に記憶されたステレオ音響信号の左右の各チャンネルから、それぞれ所定数のサンプルをＢタイプの１音響フレームとして読み込む（Ｓ１０３）。次に、周波数変換手段２０および周波数成分変更手段３０が、読み込んだビット値に応じてＢタイプ音響フレームの周波数成分の状態を変更する処理を行う（Ｓ１０７）。具体的には、まず、読み込んだ音響フレームに対して、周波数変換を行って、その音響フレームのスペクトルであるフレームスペクトルを得る。すなわち、各音響フレームについて、窓関数Ｗ（２，ｉ）を用いて、上記〔数式４〕に従った処理を行う。そして、周波数成分変更手段３０は、ビット配列作成手段７０から受け取った値１、値２に応じて上記〔数式７〕〔数式８〕に従った処理を実行し、変更対象周波数帯の成分の状態を“状態１”、“状態２”に応じた状態のいずれかに変更する。
【００６７】
次に、周波数逆変換手段４０が、上記Ｓ１０７の処理により各スペクトル集合の強度が変更されたスペクトルを周波数逆変換して改変音響フレームを得る処理を行う（Ｓ１０８）。具体的には、上記〔数式７〕〔数式８〕のいずれかにより得られたスペクトルの左チャンネルの実部Ａｌ´（２，ｊ）等、虚部Ｂｌ´（２，ｊ）等、右チャンネルの実部Ａｒ´（２，ｊ）等、虚部Ｂｒ´（２，ｊ）等を用いて、上記〔数式１０〕に従った処理を行い、Ｘｌ´（ｉ）、Ｘｒ´（ｉ）を算出する。
【００６８】
図４のフローチャートにおいては、Ｓ１０３〜Ｓ１０５においてＡタイプ音響フレームの状態を変更し、Ｓ１０６〜Ｓ１０８においてＢタイプ音響フレームの状態を変更していることになる。
【００６９】
改変音響フレーム出力手段５０は、得られた改変音響フレームを順次出力ファイルに出力する。こうして各チャンネルについて、Ａタイプ、Ｂタイプ１つずつの音響フレームに対する処理を終えたら、周波数成分変更手段３０がビット配列中の次の１ビットを読み込む（Ｓ１０２）。以上のような処理を音響信号の両チャンネルの全サンプルに渡って実行していく。すなわち、所定数のサンプルを音響フレームとして読み込み、音響信号から読み込むべき音響フレームがなくなったら（Ｓ１０３、Ｓ１０６）、処理を終了する。なお、Ｓ１０１において読み込んだ１ワード分のビット配列（１２ビット）の各ビットに対応する処理を終えた場合、Ｓ１０２からＳ１０１に戻り、付加情報の次のワードを読み込んでビット配列を作成する処理を行うことになる。付加情報の全ワードに対して処理が終了した場合は、付加情報の先頭ワードに戻って処理を行う。この結果、全ての音響フレームに対して処理を行った全ての改変音響フレームが出力ファイルに記録されて、改変音響信号として得られる。得られた改変音響信号は、記憶手段６０内の改変音響信号記憶部６３に出力され、記憶される。
【００７０】
なお、本実施形態では、付加情報を１ワード７ビットとし、検査符号を加えて１２ビットとして、付加情報１ワード分の処理をする場合について説明したが、抽出側と取り決めがある限り、付加情報の１ワードを任意のビット数単位で記録することが可能である。
【００７１】
上記のようにして得られた改変音響信号の左チャンネルのうち、付加情報が埋め込まれている部分については、変更対象周波数帯の成分は、上記状態１、状態２の２通りの分布しかないことになる。しかし、変更対象周波数帯の成分以外については、元の音響信号のままであるので、制作者の設定に基づいた種々な分布になる。また、上記〔数式７〕〔数式８〕の処理からも明らかなように、変更対象周波数帯の成分は、左チャンネルと右チャンネルにおいて同等の割合で変化させられている。したがって、両スピーカと等距離の位置においても、変更対象周波数帯の成分は、相殺されることなく増幅させる関係となり、情報を抽出し易くなる。
【００７２】
（３．１．抽出装置の構成）
次に、本発明に係る音響信号からの情報の抽出装置について説明する。図６は、本発明に係る音響信号からの情報の抽出装置の一実施形態を示す構成図である。図６において、１００は音響信号入力手段、１１０は基準フレーム獲得手段、１２０は位相変更フレーム設定手段、１３０は周波数変換手段、１４０は符号判定パラメータ算出手段、１５０は符号出力手段、１６０は付加情報抽出手段、１７０は音響フレーム保持手段である。
【００７３】
音響信号入力手段１００は、流れている音声をデジタル音響信号として取得し、入力する機能を有している。現実には、マイクロフォンおよびＡ／Ｄ変換器により実現される。マイクロフォンとしては、変更対象周波数帯の成分が検出可能なものであれば、モノラル無指向性のものであっても、ステレオ指向性のものであっても使用可能である。ステレオ指向性のものであっても一方のチャンネルだけ利用すれば良い。また、図１に示した装置で情報の埋め込みを行った場合には、ステレオで再生されるが、左右どちらのスピーカの音を入力しても、双方のスピーカの音を混合入力しても良く、マイクロフォンの設置位置に制約がない。もちろん、上記信号がモノラル再生される場合、あるいは上記と異なりモノラルで情報が埋め込まれた場合は、再生される単一のスピーカにマイクロフォンを向ければ良い。このマイクロフォンは特別精度の高いものでなく、一般的な精度のマイクロフォンを用いても情報の抽出が可能となる。基準フレーム獲得手段１１０は、入力されたデジタルのモノラル音響信号（あるいはステレオ音響信号の１チャンネル）から所定数のサンプルで構成される音響フレームを基準フレームとして読み込む機能を有している。位相変更フレーム設定手段１２０は、基準フレームと所定サンプルずつ移動させることにより位相を変更した音響フレームを位相変更フレームとして設定する機能を有している。周波数変換手段１３０は、図１に示した周波数変換手段２０と同様の機能を有している。
【００７４】
符号判定パラメータ算出手段１４０は、生成されたスペクトルから所定の周波数範囲に相当するスペクトル集合を抽出し、各スペクトル集合の強度値Ｅ１ｄ´、Ｅ２ｄ´、Ｅ１ｕ´、Ｅ２ｕ´を以下の〔数式１２〕に基づいて算出する。また、各要素ｊに対応する成分の強度値を利用して符号判定パラメータＣ１ｄ、Ｃ２ｄ、Ｃ１ｕ、Ｃ２ｕを算出し、この符号判定パラメータＣ１ｄ、Ｃ２ｄ、Ｃ１ｕ、Ｃ２ｕの大小関係に基づいて、所定の状態であると判断する機能を有している。上述のように、本実施形態では、Ａタイプの音響フレームとＢタイプの音響フレームがＮ／２サンプルずつ重複して設定されているため、ある音響フレームについて、強度値Ｅ１ｄ´、Ｅ２ｄ´、Ｅ１ｕ´、Ｅ２ｕ´、符号判定パラメータＣ１ｄ、Ｃ２ｄ、Ｃ１ｕ、Ｃ２ｕを算出する際には、直前の音響フレームによる残響成分を除去する必要がある。Ａタイプの音響フレームの各成分Ａｌ（１，ｊ，ｐ）、Ｂｌ（１，ｊ，ｐ）に対して１フレーム分前のＢタイプの音響フレームに対応する各成分をＡｌ-1（２，ｊ，ｐ）、Ｂｌ-1（２，ｊ，ｐ）とすると、Ｂタイプの音響フレームの各成分Ａｌ（２，ｊ，ｐ）、Ｂｌ（２，ｊ，ｐ）に対応して、１フレーム分前の音響フレームは以下補正を施す前の前記Ａタイプの音響フレームとなり、残響成分を除去した強度Ｅ（１，ｊ，ｐ）、Ｅ（２，ｊ，ｐ）は、以下の〔数式１１〕により算出する。
【００７５】
〔数式１１〕
Ｅ（１，ｊ，ｐ）＝Ａｌ（１，ｊ，ｐ）2＋Ｂｌ（１，ｊ，ｐ）2−ｑ｛Ａｌ-1（２，ｊ，ｐ）2＋Ｂｌ-1（２，ｊ，ｐ）2｝
Ｅ（２，ｊ，ｐ）＝Ａｌ（２，ｊ，ｐ）2＋Ｂｌ（２，ｊ，ｐ）2−ｑ｛Ａｌ（１，ｊ，ｐ）2＋Ｂｌ（１，ｊ，ｐ）2｝
【００７６】
上記〔数式１１〕における２つの式のうち、上の式は、あるＡタイプの音響フレームに着目したときに、その前半のＮ／２サンプルが重複するＢタイプの音響フレームからの残響成分を除去するためのものである。また、下の式は、あるＢタイプの音響フレームに着目したときに、その前半のＮ／２サンプルが重複するＡタイプの音響フレームからの残響成分を除去するためのものである。上記〔数式１１〕において、ｑは残響成分の大きさを示す係数であるが、この係数ｑについては、実験の結果、Ｎ＝４０９６のときｑ＝０．０６、Ｎ＝２０４８のときｑ＝０．１２、Ｎ＝１０２４のときｑ＝０．２４、Ｎ＝２０４８のときｑ＝０．４８が最適である。また、ｐは位相番号であり、０〜５の整数値をとる。なお、抽出時には、１チャンネルの信号のみを利用するので、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルを区別する必要はないが、〔数式１１〕においては、Ｌチャンネルと同じ記号Ａｌ、Ｂｌを用いている。したがって、Ａｌ、Ｂｌに代えてＡｒ、Ｂｒを用いても良い。
【００７７】
そして、各スペクトル集合の強度値Ｅ１ｄ´、Ｅ２ｄ´、Ｅ１ｕ´、Ｅ２ｕ´を、算出した残響成分Ｅ（１，ｊ，ｐ）、Ｅ（２，ｊ，ｐ）を用いて以下の〔数式１２〕に基づいて算出する。
【００７８】
〔数式１２〕
Ｅ１ｄ´＝Σj=m,…,m+G-1Ｅ（１，ｊ，ｐ）・Ｆ（ｊ−ｍ）・（ａｊ）2
Ｅ２ｄ´＝Σj=m,…,m+G-1Ｅ（２，ｊ，ｐ）・Ｆ（ｊ−ｍ）・（ａｊ）2
Ｅ１ｕ´＝Σj=m+G,…,m+2G-1Ｅ（１，ｊ，ｐ）・Ｆ（ｊ−ｍ−Ｇ）・（ａｊ）2
Ｅ２ｕ´＝Σj=m+G,…,m+2G-1Ｅ（２，ｊ，ｐ）・Ｆ（ｊ−ｍ−Ｇ）・（ａｊ）2
【００７９】
上記〔数式１２〕において、（ａｊ）2、Ｆ（ｊ−ｍ）は共に各ｊに対応するスペクトル要素を補正するために用いられる関数である。このうち、（ａｊ）2は、一般的には（ａｆ）bで表現される補正関数であり、ｂ＝２．０とした場合を示している。なお、ｊは周波数ｆに比例する値であるため、〔数式１２〕においては、周波数ｆに代えてｊが用いられる。ここで、音響信号の周波数とエネルギー分布の関係を図７に示す。図７に示すように、音響信号のエネルギー分布は、周波数ｆの２乗に比例して下がる傾向にある。このため、高周波成分について、情報が埋め込まれているかどうかの判断を行う際、低周波成分よりも信号強度が大きくなるように補正した方が、誤判断が生じ難くなる。そこで、本発明では、補正関数（ａｆ）bにより補正した強度値Ｅ１ｄ´、Ｅ２ｄ´、Ｅ１ｕ´、Ｅ２ｕ´を求めるのである。また、ａは１以下の実数定数であり、本実施形態では、ａ＝０．１７８・（５１２／Ｎ）である。Ｆ（ｊ−ｍ）は、以下の〔数式１３〕で定義される周波数方向窓関数である。これらの関数は、各スペクトル要素に対して作用するが、スペクトル集合の強度の算出にあたり、上記〔数式１２〕では、各スペクトル要素の強度の総和を求めるため、その総和に作用させる形式となっている。
【００８０】
〔数式１３〕
０≦ｊ＜Ｇ／８のときＦ（ｊ）＝０．５ｊ2／（Ｇ／８）2
Ｇ／８≦ｊ＜Ｇ／４のときＦ（ｊ）＝１．０−０．５・（ｊ−Ｇ／４）2／（Ｇ／８）2
Ｇ／４≦ｊ＜３Ｇ／４のときＦ（ｊ）＝１．０
３Ｇ／４≦ｊ＜７Ｇ／８のときＦ（ｊ）＝１．０−０．５・（ｊ−３Ｇ／４）2／（Ｇ／８）2
７Ｇ／８≦ｊ＜ＧのときＦ（ｊ）＝０．５（Ｇ−ｊ）2／（Ｇ／８）2
【００８１】
上記〔数式１３〕において、Ｇは所定周波数帯におけるスペクトル集合の成分数を示し、Ｇ＝（Ｍ−ｍ）／２である。ここで、周波数方向窓関数Ｆ（ｊ）、補正関数（ａｊ）2のグラフを図８に示す。上記〔数式１２〕においては、ｊがｍからｍ＋Ｇ−１、ｍ＋Ｇからｍ＋２Ｇ−１のそれぞれＧ個の各スペクトル要素に対して、周波数方向窓関数Ｆ（ｊ）、補正関数（ａｊ）2が乗じられることになる。また、周波数方向窓関数Ｆ（ｊ）のさらに詳細なグラフを図９に示す。図９と上記〔数式１３〕を対比するとわかるように、周波数方向窓関数Ｆ（ｊ）は、ｊの値により５つに区分されており、特にｊ＜Ｇ／８の場合とｊ≧７Ｇ／８のときに、値が小さくなる。このため、周波数方向窓関数Ｆ（ｊ）は、所定周波数帯を周波数方向に複数に区分してスペクトル集合を抽出する場合に、低周波成分側のスペクトル集合と高周波成分側のスペクトル集合を明確に区別するのに役立つ。
【００８２】
また、符号判定パラメータ算出手段１４０は、ｊ＝ｍ，…，ｍ＋Ｇ−１のＧ個の要素の中で、Ｅ（１，ｊ，ｐ）＞Ｅ（２，ｊ，ｐ）を満たす要素の個数を符号判定パラメータＣ１ｄ（ｐ）として算出し、Ｇ−Ｃ１ｄ（ｐ）を符号判定パラメータＣ２ｄ（ｐ）として算出する。また、ｊ＝ｍ＋Ｇ，…，ｍ＋２Ｇ−１のＧ個の要素の中で、Ｅ（１，ｊ，ｐ）＞Ｅ（２，ｊ，ｐ）を満たす要素の個数を符号判定パラメータＣ１ｕ（ｐ）として算出し、Ｇ−Ｃ１ｕ（ｐ）を符号判定パラメータＣ２ｕ（ｐ）として算出する。
【００８３】
符号出力手段１５０は、１つの基準フレームに対応する音響フレーム（基準フレームおよび位相変更フレーム）の中から最適な位相であると判断されるものを判断し、その音響フレームの状態に対応する符号を出力する機能を有している。符号判定パラメータ算出手段１４０と符号出力手段１５０により符号化手段が構成される。付加情報抽出手段１６０は、符号出力手段１５０により出力された２値の配列を、所定の規則により変換して意味のある付加情報として抽出する機能を有している。音響フレーム保持手段１７０は、連続する２個の基準フレームを保持可能なバッファメモリである。図６に示した各構成手段は、現実には情報処理機能を有する小型のコンピュータおよびその周辺機器等のハードウェアに専用のプログラムを搭載することにより実現される。特に、本発明の目的をより簡易に達成するためには、携帯電話機等の携帯型端末装置をハードウェアとして用いることが望ましい。なお、携帯電話機等の携帯型端末装置であっても、演算処理機能を有するものは、コンピュータの一種である。
【００８４】
（３．２．抽出装置の処理動作）
次に、図６に示した音響信号からの情報の抽出装置の処理動作について説明する。本発明に係る抽出装置は、検査符号によりエラーを検出した際、エラー訂正を行わない設定とすることもできるし、１ビットのエラー訂正をするものと設定することもできる。ここからは、エラー訂正を行わない設定における抽出装置の処理動作を、図１０のフローチャートに従って説明する。まず、本装置では、位相判定テーブルＳ（ｐ）、位相決定ログ、位相確定フラグ、ビットカウンタを初期化する（Ｓ２００）。位相判定テーブルＳ（ｐ）は、位相を判定するためのテーブルであり、ｐは０〜５の整数値をとる。初期値はＳ（ｐ）＝０に設定されている。位相決定ログは、１つの基準フレームと５つの位相変更フレームの組ごとに、決定された位相すなわち位相番号ｐを記録していくものであり、初期状態では０が設定されている。位相確定フラグは、位相が確定しているかどうかを示すフラグであり、初期状態ではＯｆｆに設定されている。ビットカウンタについては初期値として０を設定する。
【００８５】
このように、初期値が設定されている状態で、利用者が流れている音楽について、その楽曲名等の属性情報を知りたいと思った場合、まず、抽出装置に対して、抽出装置としての起動の指示を行う。これは、例えば、抽出装置を携帯電話機等の携帯端末で実現している場合は、所定のボタンを操作することにより実行できる。抽出装置は、指示が入力されると、音響信号入力手段１００が、流れている音楽を録音し、デジタル化してデジタル音響信号として入力する。具体的には、無指向性マイクロフォン（または指向性マイクロフォンの一方のチャンネル）から入力される音声を、Ａ／Ｄ変換器によりデジタル化する処理を行うことになる。
【００８６】
続いて、基準フレーム獲得手段１１０が、音響信号入力手段１００から入力された音響信号から、所定数のサンプルで構成される音響フレームを基準フレームとして抽出する（Ｓ２０１）。具体的には、Ａタイプ、Ｂタイプについての基準フレームを抽出して音響フレーム保持手段１７０に読み込むことになる。基準フレーム獲得手段１１０が基準フレームとして読み込む１音響フレームのサンプル数は、図１に示した音響フレーム読込手段１０で設定されたものと同一にする必要がある。したがって、本実施形態の場合、基準フレーム獲得手段１１０は、Ａタイプ、Ｂタイプについてそれぞれ４０９６サンプルずつ、順次基準フレームとして読み込んでいくことになる。音響フレーム保持手段１７０には、各チャンネルについて、Ａタイプ、Ｂタイプ２個ずつの基準フレーム、すなわち２．５Ｎサンプルが格納可能となっており、新しい基準フレームが読み込まれると、古い基準フレームを破棄するようになっている。したがって、音響フレーム保持手段１７０には、常に基準フレーム４個分（連続する１０２４０サンプル）が格納されていることになる。
【００８７】
抽出装置で処理する音響フレームは、先頭から途切れることなく隣接して設定される基準フレームと、この基準フレームと位相を変更した位相変更フレームとに分けることができる。基準フレームについては、Ａタイプの音響フレームとＢタイプの音響フレームが、２０４８サンプルずつ重複している場合、最初の基準フレームとしてサンプル番号１からサンプル番号４０９６までを設定したら、次の基準フレームは、サンプル番号２０４９からサンプル番号６１４４、さらに次の基準フレームは、サンプル番号４０９７からサンプル番号８１９２、さらに次の基準フレームは、サンプル番号６１４５からサンプル番号１０２４０、というように途切れることなく設定される。そして、各基準フレームについて、１／６フレーム（約６８３サンプル）ずつ移動した５個の位相変更フレームを設定する。例えば、最初の基準フレームについては、サンプル番号６８３、１３６６、２０４９、２７３２、３４１３から始まる４０９６のサンプルで構成される５個の位相変更フレームが設定されることになる。続いて、周波数変換手段１３０、符号判定パラメータ算出手段１４０が、読み込んだ各音響フレームについて、位相を特定した後、埋め込まれている情報を判定し、対応する符号を出力する（Ｓ２０２）。出力される情報の形式は、付加情報が埋め込まれる場合に対応する値１、値２の２通りの形式となる。
【００８８】
ここで、ステップＳ２０２の位相確定および符号判定の詳細を図１１のフローチャートに従って説明する。まず、位相確定フラグがＯｎであるかＯｆｆであるかの確認を行う（Ｓ３０１）。位相確定フラグがＯｎである場合は、位相確定処理（Ｓ３０３〜Ｓ３０９）を行わず、符号判定処理のみを行う（Ｓ３０２）。ただし、初期状態では位相は確定しておらず、位相確定フラグがＯｆｆとなっているので、候補符号テーブルＢ（ｐ）の初期化を行う（Ｓ３０３）。候補符号テーブルＢ（ｐ）は、１つの基準フレームおよび５個の位相変更フレームを特定するｐ＝０〜５の位相番号および、この６個の音響フレームの状態から得られる２値の符号を記録するものである。
【００８９】
続いて、符号判定パラメータ算出手段１４０は、符号判定処理を行う（Ｓ３０２）。ここで、符号判定処理の詳細を図１２に示す。まず、周波数変換手段１３０が、読み込んだ各音響フレームに対して、周波数変換を行って各窓スペクトルを得る（Ｓ４０１）。この処理は、図１に示した周波数変換手段２０における処理と同様である。ただし、抽出に用いるのは、左チャンネルだけであるので、上記〔数式３〕に従った処理を行い、左チャンネルに対応する変換データの実部Ａｌ（１，ｊ）等、虚部Ｂｌ（１，ｊ）等を得る。
【００９０】
上記周波数変換手段１３０における処理により、周波数に対応した成分であるスペクトルで表現されたフレームスペクトルが得られる。続いて、符号判定パラメータ算出手段１４０は、符号判定パラメータＣ１ｄ（ｐ）、Ｃ２ｄ（ｐ）、Ｃ１ｕ（ｐ）、Ｃ２ｕ（ｐ）を上述のようにして算出した後、符号判定パラメータＣ１ｄ（ｐ）、Ｃ２ｄ（ｐ）、Ｃ１ｕ（ｐ）、Ｃ２ｕ（ｐ）を用いて、変更対象周波数帯の成分の状態がどのような状態であるか、すなわち、１ビットの値としてどのような値が埋め込まれていたかを判断する処理を行う（Ｓ４０２）。具体的には、まず、以下の判定処理を実行し、その結果、対応する状態であったと判断し、対応する値を出力する。
【００９１】
Ｃ１ｄ（ｐ）＋Ｃ２ｕ（ｐ）＞Ｃ２ｄ（ｐ）＋Ｃ１ｕ（ｐ）の場合、“状態１”であると判断し、値１を出力する。
上記以外の場合、“状態２”であると判断し、値２を出力する。
【００９２】
Ｓ４０１、Ｓ４０２の処理については、実際には、１組のＡタイプ音響フレームとＢタイプ音響フレームについて周波数変換を行った後、上記〔数式１１〕に従って残響成分を除去した強度Ｅ（１，ｊ，ｐ）、Ｅ（２，ｊ，ｐ）を算出し、さらにＣ１ｄ（ｐ）、Ｃ２ｄ（ｐ）、Ｃ１ｕ（ｐ）、Ｃ２ｕ（ｐ）を算出する処理を行うことになる。
【００９３】
符号判定パラメータ算出手段１４０は、各音響フレーム単位で、上記判定結果に応じて値１、値２のいずれかを候補符号テーブルＢ（ｐ）に設定する（Ｓ４０３）。具体的には、値１の場合はＢ（ｐ）＝０とし、値２の場合はＢ（ｐ）＝１とする。
【００９４】
また、上記判定の結果、位相ｐにおける候補符号テーブルＢ（ｐ）に値１、値２のいずれかを設定した場合には、さらに、以下の〔数式１４〕に従って位相判定テーブルＳ（ｐ）の更新を行う（Ｓ４０４）。
【００９５】
〔数式１４〕
“状態１”であると判断し、値１を出力した場合、
Ｓ（ｐ）←Ｓ（ｐ）＋ＥC1＋ＥC4−ＥC2−ＥC3
“状態２”であると判断し、値２を出力した場合、
Ｓ（ｐ）←Ｓ（ｐ）＋ＥC2＋ＥC3−ＥC1−ＥC4
【００９６】
ここで、図１１のフローチャートに戻って、符号判定パラメータ算出手段１４０は、候補符号テーブルに、位相ｐにおいて符号判定処理（Ｓ３０２）で仮決定された符号を保存する（Ｓ３０４）。
【００９７】
続いて、全ての位相番号ｐに対応する処理を終えたかどうかを判定する（Ｓ３０５）。これは、ある基準フレームに対して全ての位相変更フレームの処理を行ったかどうかを判定している。本実施形態では、ｐが０〜５までの値をとるので、６回分処理していない場合は、処理していた音響フレームから所定サンプル数ずらして、位相の異なる音響フレームを設定し、Ｓ３０２に戻って処理を繰り返す。なお、ｐ＝０の場合が基準フレームであり、ｐ＝１〜５の場合が位相変更フレームである。全ての位相番号ｐに対応する処理を終えた場合は、位相判定テーブルＳ（ｐ）の値が最大となる位相番号ｐｍａｘに対応する位相が最適位相であると判定し、候補符号テーブルＢ（ｐ）に記録されている符号Ｂ（ｐｍａｘ）を出力する（Ｓ３０６）。
【００９８】
続いて、位相決定ログの更新を行う（Ｓ３０７）。位相決定ログとは、１つの基準フレームと５つの位相変更フレームの組ごとに、決定された位相すなわち位相番号ｐを記録するものである。そして、位相決定ログを参照して、位相が過去所定回数同一であったかどうかを判断する（Ｓ３０８）。本実施形態では、この回数を１０回としている。位相が過去所定回数同一であった場合には、位相確定フラグをＯｎに設定する（Ｓ３０９）。これにより、同一位相が所定回数続いた場合には、最適位相はｐｍａｘとなる可能性が高いため、位相確定処理（Ｓ３０３〜Ｓ３０９）を行わず、位相番号ｐ＝ｐｍａｘに対してのみ符号判定処理（Ｓ３０２）を行うことになる。
【００９９】
再び図１０のフローチャートに戻って説明する。位相確定および符号出力が行なわれたら、出力された符号の値に対応する１ビットをバッファに保存する（Ｓ２０３）。次に、ビットカウンタを“１”だけカウントアップする（Ｓ２０４）。
【０１００】
次に、ビットカウンタが１１以下であるか１２以上であるかを判断する（Ｓ２０５）。ビットカウンタが１１以下の場合は、Ｓ２０１に戻って、次のＡタイプ、Ｂタイプの基準フレームを抽出する処理を行う。
【０１０１】
ビットカウンタが１２以上である場合は、バッファに保存されたビット配列のうちの前７ビットから検査符号を算出する（Ｓ２０６）。具体的には、図５（ｂ）に示した定義に従って算出することになる。これにより、５個の検査符号が得られる。続いて、算出した検査符号とビット配列中の後５ビットとの照合を行う（Ｓ２０７）。具体的には、Ｓ２０６において算出された５個の検査符号と、後５ビットの各値をそれぞれ順に照合する。この結果、５個全て一致する場合は完全適合、その他の場合は不適合と判断する。Ｓ２０７において不適合と判断された場合は、Ｓ２０１に戻って、次の基準フレームを抽出する処理を行う。
【０１０２】
Ｓ２０７において完全適合と判断された場合は、付加情報抽出手段１６０が、前７ビットに１ビット付加して出力する（Ｓ２０８）。Ｓ２０７において完全適合であった場合は、バッファ中の先頭の１ビット目が、付加情報内のワードの１ビット目であった可能性が高いことになる。このため、その先頭からの７ビットにビット“０”を付加することによりＡＳＣＩＩコードにおける１ワードとして出力するのである。不適合の場合は、照合に用いた前７ビットが、付加情報内のワードとずれている可能性が高いことになる。この場合は、先頭の１ビットを破棄して、Ｓ２０１からＳ２０４の処理により新たな１ビットを得るための処理を行うのである。
【０１０３】
完全適合と判断された場合は、その部分がワードの区切りである可能性が高いので、それが本当に区切りであれば、以降は１２ビットずつ抽出すれば、全て正確にワード単位で抽出を行うことができる。逆に、完全適合と判断されたとしても、それが偶然であり、実はワードの区切りではない場合も考えられる。このような場合は、次の検査の際に不適合となる可能性が高く、何回か繰り返しているうちに正しい区切りが正確に判断できることになる。Ｓ２０８において、前７ビットに１ビット付加して出力した場合には、ビットカウンタを０に初期化する（Ｓ２０９）。そして、Ｓ２０１に戻って、次の基準フレームを抽出する処理を行う。
【０１０４】
図１０に示す処理を各基準フレームに対して実行することにより、付加情報が抽出されることになる。Ｓ２０１において全ての基準フレームが抽出されたと判断された場合には、処理を終了する。
【０１０５】
上記Ｓ２０８の処理において、付加情報抽出手段１６０は、まず、符号出力手段１５０により出力された値を、所定の規則により変換して意味のある付加情報として抽出する。所定の規則としては、情報を埋め込む者が意図した情報が受け取った者に認識可能な状態にすることができるものであれば、さまざまな規則が採用できるが、本実施形態では、ＡＳＣＩＩコードを採用している。すなわち、付加情報抽出手段１６０は、符号判定パラメータ算出手段１４０が判定し、符号出力手段１５０から出力される符号から得られるビット値の配列を１バイト（８ビット）単位で認識し、これをＡＳＣＩＩコードに従って文字情報を認識する。このようにして得られた文字情報は、表示装置（図示省略）の画面に表示出力される。
【０１０６】
従って、埋め込み装置により音響信号に、その楽曲の曲名やアーチスト等の属性情報を文字情報として埋め込んでおけば、利用者は、その音楽が流れているのを聞いて、その曲名やアーチストを知りたいと思ったときに、抽出装置として機能する自身の携帯端末に所定の操作を行えば、自身の携帯端末の画面に曲名やアーチスト等の属性情報が文字情報として表示されることになる。
【０１０７】
上記の例では、図１０のフローチャートに従ってエラー訂正を行わない設定における抽出装置の処理動作を説明した。エラー訂正を行わない場合は、エラーが生じない場合にのみ、付加情報１ワードの出力が可能となる。
【０１０８】
次に、１ビットのエラー訂正をする設定における抽出装置の処理動作を、図１３のフローチャートに従って説明する。図１３においては、図１０と同一処理を行う部分が含まれている。そこで、図１０と同一処理を行う部分については、同一符号を付して説明を省略する。図１３の例においても、まず、初期化処理を行う（Ｓ２００）。この初期化処理では、図１０の例と同様、位相判定テーブルＳ（ｐ）、位相決定ログ、位相確定フラグ、ビットカウンタを初期化するが、さらに、自動訂正モードをＯＦＦにする設定を行う。
【０１０９】
続いて、図１０と同様、所定数のサンプルで構成される音響フレームを基準フレームとして抽出した後（Ｓ２０１）、読み込んだ各音響フレームについて、位相を特定した後、埋め込まれている情報を判定し、対応する符号を出力する（Ｓ２０２）。なお、Ｓ２０２の処理については、図１１、図１２に示したようなものとなる。
【０１１０】
位相確定および符号出力が行なわれたら、出力された符号の値に対応する１ビットをバッファに保存して（Ｓ２０３）、ビットカウンタを“１”だけカウントアップする（Ｓ２０４）。そして、ビットカウンタが１１以下であるか１２以上であるかを判断し（Ｓ２０５）、ビットカウンタが１１以下の場合は、Ｓ２０１に戻って、次の基準フレームを抽出する処理を行う。
【０１１１】
ビットカウンタが１２以上である場合は、バッファに保存されたビット配列のうちの前７ビットから検査符号を算出する（Ｓ２０６）。続いて、算出した検査符号と後５ビットとの照合を行う（Ｓ２０７）。Ｓ２０７において、完全適合、と判断された場合は、Ｓ２０８におけるビット列の出力処理の直前に、自動訂正モードをＯＮに設定する処理を行う（Ｓ２１０）。
【０１１２】
Ｓ２０７において不適合と判断された場合は、誤りビットが特定できるかどうかを判断する（Ｓ２１１）。具体的には、Ｐ１が不合格で、Ｐ２とＰ３、Ｐ２とＰ４、Ｐ２とＰ５、Ｐ３とＰ４、Ｐ３とＰ５、Ｐ４とＰ５のいずれか２ビットが不合格の場合、各々Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６の１ビット誤りと特定する。Ｐ１が不合格で、Ｐ２とＰ３とＰ４、Ｐ３とＰ４とＰ５のいずれか３ビットが不合格の場合、各々Ｄ７、Ｐ１の１ビット誤りと特定する。Ｐ１が不合格で、Ｐ２〜Ｐ５のいずれか１ビットが不合格の場合、各々それ自身の１ビット誤りと特定する。判断の結果、誤りビットが特定できなかった場合には、自動設定モードをＯＦＦに設定する処理を行った後（Ｓ２１２）、Ｓ２０１に戻って、次の基準フレームを抽出する処理を行う。
【０１１３】
Ｓ２１１における判断の結果、誤りビットが特定できた場合には、自動訂正モードがＯＮであるかＯＦＦであるかの判断を行う（Ｓ２１３）。自動訂正モードがＯＦＦである場合は、Ｓ２０１に戻って、次の基準フレームを抽出する処理を行う。
【０１１４】
自動訂正モードがＯＮである場合は、前７ビット中の１ビットを反転訂正する（Ｓ２１４）。この際、反転すべきビットは、Ｓ２１１において特定された誤りビットである。続いて反転訂正後のバッファ内ビットのうち前７ビットにビット“０”を付加して出力する（Ｓ２０８）。
【０１１５】
図１３の例のように、１ビットのエラー訂正をする設定の場合は、１ビットのエラーが生じた場合であっても、付加情報１ワードの出力が可能となる。
【０１１６】
（３．３．位相補正処理について）
上記のように、抽出時には、埋め込み時に埋め込んだ音響フレームに対応して、音響信号を読み込むことができるとは限らない。そこで、音響フレームの位相をずらして複数通り（本実施形態では６通り）で読み込み、その中で最適な位相を決定し、その位相で特定される音響フレームに対応する符号を出力することにしている。例えば、６通りで読み込む場合、先頭の音響フレームは、本来サンプル番号１〜４０９６のサンプルであるが、サンプル番号１、６８３、１３６６、２０４９、２７３２、３４１３から始まる４０９６のサンプルで構成される６個の各音響フレームに対して処理を行い、最適な音響フレームに対応する符号を出力することになる。なお、図１１のフローチャートを用いて説明したように、本実施形態では、同一位相が所定回数連続した場合には、それ以降はその位相を確定したものとして処理を行う。
【０１１７】
（４．信号成分が小さくても情報の埋め込みを確実に行う手法）
ここまでの説明のように、本発明では、元の信号成分の状態如何にかかわらず、常に変更対象周波数帯の信号成分を変更するものであるが、その成分の大きさは、両チャンネルの信号強度より大きくなることはない。このため、元の信号成分が存在しないか、または小さすぎる場合には、抽出に必要な信号成分が得られないため、情報の抽出を適切に行うことができず抽出エラーとなる。そこで、以下、元の信号成分が小さくても、情報の抽出を適切に行えるように信号の埋め込みを可能とする手法について説明する。
【０１１８】
従来は、元の信号成分が小さい場合に情報の抽出を適切に行うために、上記特許文献３に示すように、所定の固定値をスペクトル集合中の成分の強度として強制的に与えることにより、情報の埋め込みを可能とした。しかし、この手法では、再生品質に劣化が生ずるという問題がある。そこで、本実施形態では、音響信号に聴取困難な微弱な白色ノイズを重畳させることとした。
【０１１９】
この場合、図１に示した音響フレーム読込手段１０は、所定数のサンプルを１音響フレームとして読み込んだ後、所定の振幅範囲で所定サンプル数単位で同一値を加算または減算する機能を有している。本実施形態では、左チャンネル信号Ｘｌ（ｉ）、右チャンネル信号Ｘｒ（ｉ）（ｉ＝０，…，Ｎ−１）に対して、−３２〜＋３２の振幅範囲（Ｘｌ（ｉ）、Ｘｒ（ｉ）のとり得る値が−３２７６８〜＋３２７６７の場合）で一様乱数Ｈを発生させ、Ｋ（本実施形態ではＫ＝５）個のサンプル間は同一値Ｈを用いて以下の〔数式１５〕に示すような処理を実行し、Ｘｌ（ｉ）、Ｘｒ（ｉ）の値を更新する。
【０１２０】
〔数式１５〕
Ｘｌ（ｉ）←Ｘｌ（ｉ）＋Ｈ
Ｘｒ（ｉ）←Ｘｒ（ｉ）−Ｈ
【０１２１】
すなわち、上記〔数式１５〕に従った処理をＮサンプルに渡って実行することにより、１つの音響フレームに白色ノイズが発生されることになる。この白色ノイズの発生処理は、図４のフローチャートにおいては、Ｓ１０３の音響フレーム抽出処理の直後に行われることになる。
【０１２２】
上記のように、白色ノイズを発生させた場合であっても、抽出側の、音響信号からの情報の抽出装置の構成は図６と同一であり、処理動作は図１０〜図１３のフローチャートに従ったものと同一である。
【０１２３】
（５．その他）
以上、本発明の好適な実施形態について限定したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、１音響フレームのサンプル数Ｎ＝４０９６としたが、Ｎ＝２０４８、１０２４、５１２等を設定するようにしても良い。これにより、同一時間あたりの音響フレーム数が、２倍、４倍、８倍となり、全体として２〜８倍の情報の埋め込みが可能となる。
【０１２４】
また、上記実施形態では、音響信号からの情報の抽出装置を、携帯電話機等の携帯型端末装置単体で実現した場合を例にとって説明したが、他のコンピュータと連携して実現するようにしても良い。具体的には、携帯型端末装置と専用コンピュータを無線通信可能に接続し、音響信号入力手段１００〜音響フレーム保持手段１７０の構成要素のうち、演算負荷の大きいものは、専用コンピュータで処理する。例えば、音響信号入力手段１００、基準フレーム獲得手段１１０、位相変更フレーム設定手段１２０、付加情報抽出手段１６０を携帯型端末装置に備え、周波数変換手段１３０、符号判定パラメータ算出手段１４０、符号出力手段１５０、音響フレーム保持手段１７０を専用コンピュータに備えるようにして、必要な情報を両者間で通信するようにする。これにより、携帯型端末装置の処理性能が低い場合であっても高速な処理を行うことが可能となる。
【０１２５】
また、上記実施形態では、２チャンネルのステレオ音響信号を利用した場合を例にとって説明したが、１チャンネルのモノラル音響信号を利用しても良い。この場合は、上記ＬチャンネルまたはＲチャンネルのいずれか一方に対して行った処理を実行すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】音響信号に対する情報の埋め込み装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明で用いる時間方向窓関数を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における変更対象周波数帯の成分の変化の状態を示す図である。
【図４】図１に示した装置の処理概要を示すフローチャートである。
【図５】ビット配列の作成の様子を示す図である。
【図６】本発明に係る音響信号からの情報の抽出装置の機能ブロック図である。
【図７】音響信号の周波数とエネルギー分布の関係を示す図である。
【図８】図６に示した装置の、エラー訂正を行わない設定における処理概要を示すフローチャートである。
【図９】図８のＳ２０２の位相確定および符号出力の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】図９のＳ３０２の符号判定処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】図６に示した装置の、１ビットのエラー訂正をする設定における処理概要を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態で用いる周波数方向窓関数Ｆ（ｊ）、補正関数を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態で用いる周波数方向窓関数Ｆ（ｊ）の詳細を示す図である。
【図１４】人間の聴覚心理特性である音脈分凝の原理の説明図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０・・・音響フレーム読込手段
２０・・・周波数変換手段
３０・・・周波数成分変更手段
４０・・・周波数逆変換手段
５０・・・改変音響フレーム出力手段
６０・・・記憶手段
６１・・・音響信号記憶部
６２・・・付加情報記憶部
６３・・・改変音響信号記憶部
７０・・・ビット配列作成手段
１００・・・音響信号入力手段
１１０・・・基準フレーム獲得手段
１２０・・・位相変更フレーム設定手段
１３０・・・周波数変換手段
１４０・・・符号判定パラメータ算出手段
１５０・・・符号出力手段
１６０・・・付加情報抽出手段
１７０・・・音響フレーム保持手段
【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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【図１３】
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【図１４】
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