(57)【要約】本発明の目的は、デジタルオーディオ著作物に制御コードを埋込み及び抽出することによって、デジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する装置、及び方法を提供することにある。本発明の目的を達成するために、本発明は、制御コード分散時点決定部、制御コード埋込み部及びデジタルオーディオ信号合算部を含む制御コード埋込み装置と、分散情報収集部、制御コード選別部及びコード解読／命令信号発生部を含む制御コード抽出装置とを含む。
2004519710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する制御コードを埋め込む制御コード埋込み装置において、
デジタルオーディオ信号に制御コードを分散的に埋め込む時点を決定する制御コード分散時点決定部と、
前記制御コードに該当するフィルタを設計し、前記制御コード分散時点決定部で決定された埋込み時点で、前記設計されたフィルタでフィルタリングを通じて、前記デジタルオーディオ信号に前記制御コードを埋め込む制御コード埋込み部と、
前記制御コードが埋め込まれたデジタルオーディオ信号と前記制御コードが埋め込まれないデジタルオーディオ信号を合算し、合算されたデジタルオーディオ信号を生成するデジタルオーディオ信号合算部とを含むことを特徴とする制御コード埋込み装置。
【請求項２】
前記制御コード埋込み部は、
制御コード情報を受信して前記制御コードに該当するフィルタを選択する制御コード変換手段と、
前記制御コード変換手段からの情報に基づいてフィルタを設計するフィルタ設計手段と、
前記フィルタ設計手段から出力されたフィルタ係数を利用し、前記デジタルオーディオ信号成分をフィルタリングして特定帯域周波数信号を減衰させるフィルタリング手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の制御コード埋込み装置。
【請求項３】
前記制御コード分散時点決定部は、
入力された前記デジタルオーディオ信号の固有値を抽出する固有値抽出手段と、前記固有値抽出手段から入力された固有値を初期解として利用し、前記制御コードを埋め込む時点を決定する乱数を発生させる乱数発生手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の制御コード埋込み装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の埋込み装置を利用して制御コードが埋め込まれたデジタルオーディオ著作物から制御コードを抽出する制御コード抽出装置において、
入力されるデジタルオーディオ信号に分散的に埋め込まれている制御コード情報を収集する分散情報収集部と、
前記分散情報収集部で収集された情報から前記制御コードのみを選別する制御コード選別部と、
前記制御コード選別部から選別された制御コードの命令語を解読して命令信号を発生させるコード解読及び命令信号発生部とを含むことを特徴とする制御コード抽出装置。
【請求項５】
前記分散情報収集部は、
前記合算されたデジタルオーディオ信号を周波数変換し、振幅スペクトルを出力する周波数変換手段と、
前記振幅スペクトルをログスケールに変換して、前記周波数変換されたデジタルオーディオ信号に埋め込まれた情報を減少させる周波数スケール変換手段とを含むことを特徴とする請求項４に記載の制御コード抽出装置。
【請求項６】
前記制御コード選別部は、
前記分散情報収集部から受信した周波数変換されたオーディオ信号を受信して移動平均を計算する移動平均値計算手段と、
前記移動平均値計算手段から受信された移動平均値に基づいて、前記デジタルオーディオ信号と前記制御コード信号を判別する境界値を生成する境界値計算手段と、
前記周波数変換されたオーディオ信号と前記移動平均値から前記移動平均値より小さい値で構成された残差を生成し、前記しきい値より小さい残差成分から前記制御コードが埋め込まれた位置情報を出力する残差計算手段とを含むことを特徴とする請求項５に記載の制御コード抽出装置。
【請求項７】
デジタルオーディオ信号に制御コードを分散的に埋め込む時点を決定する制御コード分散時点決定部と、
前記制御コードに該当するフィルタを設計し、前記制御コード分散時点決定部で決定された埋込み時点で、前記設計されたフィルタのフィルタリングを通じて、前記デジタルオーディオ信号に前記制御コードを埋め込む制御コード埋込み部と、
前記制御コードが埋め込まれたデジタルオーディオ信号と前記制御コードが埋め込まれないデジタルオーディオ信号を合算し、合算されたデジタルオーディオ信号を生成するデジタルオーディオ信号合算部とを含む制御コード埋込み装置、及び
分散的に埋め込まれている制御コード情報を収集する分散情報収集部と、
前記分散情報収集部で収集された情報から前記制御コードのみを選別する制御コード選別部と、
前記制御コード選別部で選別された制御コードの命令語を解読して命令信号を発生させるコード解読及び命令信号発生部とを含む制御コード抽出装置を含むことを特徴とする電子透かしを利用してデジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する装置。
【請求項８】
デジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する制御コードを埋め込む方法において、
（ａ）デジタルオーディオ信号に制御コードを分散的に埋め込む時点を決定するステップと、
（ｂ）前記制御コードに該当するフィルタを設計し、前記（ａ）ステップにおいて決定された埋込み時点で前記設計されたフィルタのフィルタリングを通じて、前記デジタルオーディオ信号に前記制御コードを埋め込むステップと、
（ｃ）前記制御コードが埋め込まれたデジタルオーディオ信号と前記制御コードが埋め込まれないデジタルオーディオ信号を合算し、合算されたデジタルオーディオ信号を生成するステップとを含むことを特徴とする制御コード埋込み方法。
【請求項９】
前記（ｂ）ステップは、
制御コード情報を受信して前記制御コードに該当するフィルタを選択するステップと、
選択されたフィルタ情報に基づいてフィルタを設計するステップと、
前記デジタルオーディオ信号成分をフィルタリングして特定帯域周波数信号を減衰させるフィルタリングステップとを含むことを特徴とする請求項８に記載の制御コード埋込み方法。
【請求項１０】
前記（ａ）ステップは、
入力された前記デジタルオーディオ信号の固有値を抽出するステップと、
前記固有値を初期解として利用して前記制御コードを埋め込む時点を決定する乱数を発生させるステップとを含むことを特徴とする請求項９に記載の制御コード埋込み方法。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の埋込み方法を利用して制御コードが埋め込まれたデジタルオーディオ信号から制御コードを抽出する制御コード抽出方法において、
（ｄ）入力されるデジタルオーディオ信号に分散的に埋め込まれている制御コード情報を収集するステップと、
（ｅ）前記（ｄ）ステップにおいて収集された情報から前記制御コードのみを選別するステップと、
（ｆ）前記選別された制御コードの命令語を解読して命令信号を発生させるステップとを含むことを特徴とする制御コード抽出方法。
【請求項１２】
前記（ｄ）ステップは、
前記合算されたデジタルオーディオ信号を周波数変換し、振幅スペクトルを出力するステップと、
前記振幅スペクトルをログスケールに変換して、前記周波数変換されたデジタルオーディオ信号に埋め込まれた情報を減少させるステップとを含むことを特徴とする請求項１１に記載の制御コード抽出方法。
【請求項１３】
前記（ｅ）ステップは、
前記周波数変換されたオーディオ信号の移動平均値を計算するステップ、
前記移動平均値に基づいて前記デジタルオーディオ信号，前記制御コード信号を判別する境界値を生成するステップ、
前記周波数変換されたオーディオ信号，そして前記移動平均値から前記移動平均値より小さい値で構成された残差を生成し、前記しきい値より小さい残差成分から前記制御コードが埋め込まれた位置情報を出力するステップとを含むことを特徴とする請求項１２に記載の制御コード抽出方法。
【請求項１４】
デジタルオーディオ信号に制御コードを分散的に埋め込む時点を決定するステップ、
制御コードに該当するフィルタを設計し、前記決定された埋込み時点で、設計されたフィルタのフィルタリングを通じて、前記デジタルオーディオ信号に制御コードを埋め込むステップ、
そして前記制御コードが埋め込まれたデジタルオーディオ信号と前記制御コードが埋め込まれないデジタルオーディオ信号を合算するステップとを含む制御コード埋込み過程，及び
分散的に埋め込まれている制御コード情報を収集するステップ、
前記収集された情報から制御コードのみを選別するステップ、
そして前記選別された制御コードの命令語を解読して命令信号を発生させるステップとを含む制御コード抽出過程を含むデジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、制御コードをデジタルオーディオ著作物に埋込み及び抽出することにより、デジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御することができる装置、及び方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
全てのマルチメディア著作物は、デジタルで保存及び流通が可能であるため、著作権者の承認がなくても原本と同一のコピーを容易に製作することができる。インターネットという巨大なマルチメディア市場が形成されているにも拘わらず、その機能が速やかに活性化されない原因は、デジタル著作物の複製が容易である点と、高速のインターネット網を通じた無断配布がなされる可能性が高いからである。これらの問題点は、マルチメディア著作物の製作者の意欲を減少させ、市場を萎縮させることになる。法の改正と複製を防ぐことができる源泉技術の開発により著作物の不法コピーと配布を防ぐことができなければ、デジタル時代の市場を真に展開することはできない。
【０００３】
デジタル保存媒体を通じて、各種のオーディオ著作物が不法に複製されて流通されることを防止するための方法として、デジタルオーディオ著作物に情報を隠す電子透かし技術がある。
【０００４】
このような電子透かし技術は、埋め込まれた情報を、デジタルオーディオ著作物の音質を非正常的に低下させない限り除去することができず、熟練したオーディオ専門家でも情報が隠されたオーディオコンテンツと原本コンテンツを区別することができないという特徴を有しており、デジタル著作物に著作権者のみが識別し得る情報を埋め込んで、著作権者の許可なしに無断で使用及び配布された場合、著作物に隠されている著作権情報を抽出してその真偽を判別することができるため、イメージ、ビデオ、オーディオ等各種のデジタル著作物の著作権保護技術として脚光を浴びている。
【０００５】
しかし、前記意味の電子透かし技術は、事前的な予防効果よりは無断で使用及び配布がなされた状態の事後摘発概念に基づく技術であり、源泉的な著作権保護には十分でない点が多い。
【０００６】
従って、デジタル著作物が配布される段階で源泉的に配布を制御することができる技術が遥かに効果的であるため、何ビットかの短い情報を極めて強靭な特性を有するように著作物に埋込み、この技術をハードウェアに適用して源泉的に不法複製及び配布を防止する方法が用いられている。
【０００７】
前記の方法は、次のような条件を満たさなければならない。
第一に、著作物に埋め込まれた何ビットかの短い情報が著作権侵害者により除去され得ないものでなければならない。
【０００８】
第二に、著作物に情報を埋め込むことにより、著作物に発生する音質の変化がオーディオ専門家により識別されないものでなければならない。
第三に、携帯装置（例えば、ＭＰ３プレーヤー、ＰＤＡ）で具現が可能な程度に計算量が少なく、少ないリソースで駆動が可能でなければならない。
【０００９】
（発明の開示）
本発明は、前記の必要な条件を満たすことができるように、デジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する一連のビット情報を実時間でデジタルオーディオ著作物に埋め込み抽出することによって、コピー及び再生の可否を表示する。万が一、コピー及び再生ができないコード情報が検出された場合、デジタルオーディオ著作物のコピー及び配布を防ぐ信号を生成してデジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する装置、及び方法の提供を目的とする。
【００１０】
即ち、本発明の装置及び方法において用いられる著作物に埋め込まれた制御コード情報は、一般的な信号処理攻撃に対して強靭であり、エコー埋込み（Ａｄｄ ｅｃｈｏ）、バンドパスフィルタリング（ｂａｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）、イコライゼーション（Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）、ノイズ埋込み（Ａｄｄ ｎｏｉｓｅ）、時間軸スケール変化（ｔｉｍｅ ｓｃａｌｉｎｇ）、ピッチ移動（ｐｉｔｃｈ ｓｈｉｆｔ）のような一般的な信号処理攻撃により制御コードを除去することができない。併せて、オーディオの圧縮フォーマットであるＭＰ３、ＡＡＣ、ＷＭＡ等に変換した後も制御コードが除去されない。
【００１１】
また、本発明の装置及び方法は、デジタルオーディオ著作物の特定周波数操作法を利用して、制御コードを埋め込む技術が強靭であると共に、制御コードが埋め込まれる前と後で音質の変化がほとんどなく、専門家も原曲と制御コードが埋め込まれた曲との音質の差を区別することができないようになる。
【００１２】
一方、最近のデジタルオーディオ市場において、ＣＤ以外のＭＰ３、ＡＡＣ、ＷＭＡのようなオーディオ圧縮技術を利用した携帯装置の利用が日々増加しつつあり、この市場における著作物の無断使用及び配布の規制は、今後最も重要な要因として作用するものと予想される。本発明の装置及び方法は、このような市場の動向を反映してデジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する一連のビットを個人用ＰＣのみならず、ＴＩ、ＡＲＭのようなＣＰＵを搭載した携帯装置においても実時間で具現が可能である。
【００１３】
前記目的を達成するため本発明のデジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する装置は、デジタルオーディオ著作物に制御コードを分散的に埋め込ませる時点を決定する制御コード分散時点決定部と、制御コードに該当するフィルタを設計し、前記設計されたフィルタのフィルタリングを通じて、前記デジタルオーディオ著作物に制御コードを前記制御コード分散時点決定部で決定された埋込み時点に埋め込む制御コード埋込み部と、制御コードが埋め込まれたデジタルオーディオ信号と埋め込まれないデジタルオーディオ信号を一つのオーディオファイルで合わせるデジタルオーディオ信号合算部とを含む制御コード埋込み装置と、
分散的に埋め込まれている制御コード情報を収集する分散情報収集部と、前記分散情報収集部で収集された情報から制御コードのみを選別する制御コード選別部と、前記制御コード選別部で選別された制御コードの命令語を解読して命令信号を発生させるコード解読及び命令信号発生部とを含む制御コード抽出装置とで構成される。
【００１４】
また、前記目的を達成するため本発明のデジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する方法は、デジタルオーディオ著作物に制御コードを分散的に埋め込ませる時点を決定するステップと、制御コードに該当するフィルタを設計し、設計されたフィルタのフィルタリングを通じて、前記デジタルオーディオ著作物に制御コードを前記決定された埋込み時点に埋め込むステップと、制御コードが埋め込まれたデジタルオーディオ信号と埋め込まれないデジタルオーディオ信号とを一つのオーディオファイルで合わせるステップとを含む制御コード埋込み過程、
分散的に埋め込まれている制御コード情報を収集するステップ、前記収集された情報から制御コードのみを選別するステップ、そして前記選別された制御コードの命令語を解読して命令信号を発生させるステップとを含む制御コード抽出過程とで構成される。
【００１５】
（発明を実施するための最良の形態）
以下においては、本発明のデジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する装置及び方法について、添付の図面とともに詳細に説明する。
先ず、図１ないし図４を参考にして、コピー及び再生を制御するコードの埋込みを説明する。図１は、本発明の実施例によるデジタルオーディオ著作物に、コピー及び再生を制御するコードを埋め込んで一つのデジタルオーディオファイルとして製作する制御コード埋込み装置の全体構成を示したブロック図であり、図２は、図１の全体構成のブロック図中、デジタルオーディオ著作物に制御コードを分散的に埋め込ませる時点を決定する制御コード分散時点決定部の具体的な構成ブロック図であり、図３は、図１の全体構成のブロック図中、デジタルオーディオ著作物に制御コードを埋め込む制御コード埋込み部の具体的な構成ブロック図であり、図４は、図１の制御コード埋込み装置の全体動作過程を示したフローチャートである。
【００１６】
前記制御コード埋込み装置１は、固有値抽出手段１１１と乱数発生手段１１２とで構成される制御コード分散時点決定部１１と、制御コード変換手段１２１とフィルタ設計手段１２２とフィルタリング手段１２３とで構成される制御コード埋込み部１２と、制御コードが埋め込まれたデジタルオーディオ信号と埋め込まれないデジタルオーディオ信号を一つのオーディオファイルで合わせるデジタルオーディオ信号合算部１３とを含んで構成される。
【００１７】
前記制御コード埋込み装置１において、ｘはデジタルオーディオ信号を示し、一定長さのオーディオ信号が利用される。デジタルオーディオ著作物全体にコピー及び再生を制御する情報を埋め込むためには、埋込み間隔はランダム（ｒａｎｄｏｍ）に決定する。
【００１８】
前記制御コード分散時点決定部１１は、固有値抽出手段１１１から得られる固有値を乱数発生手段１１２の初期解として利用して乱数を発生させることにより、入力されたオーディオ信号に制御コードを埋め込む時点を決定する（Ｓ４１）。
【００１９】
万が一、制御コードをより強靭に埋め込む場合、前記の過程によりデジタルオーディオ著作物の最初から最後まで制御コードを埋め込むように比率を調整するようになるが、例えば、５０％の確率で制御コードを著作物に埋め込む場合、乱数発生手段１１２は、毎回０又は１を生成するように設定され、もし、生成された乱数が０であれば制御コードを埋め込み、１であれば埋め込まない信号をそのまま保存する。このような乱数発生過程を通じて制御コードを埋め込む理由は、制御コードが埋め込まれた位置が容易に発見されないようにするためである。
【００２０】
加えて、制御コードの埋込みがオーディオ音質に及ぼす影響も最小化しなければならない。実験によると、著作物の５０％から６０％程度で制御コードを埋め込むことが、制御コードの強度と音質の次元で最も最適化した結果を得られることが分かる。
【００２１】
前記制御コード埋込み部１２は、制御コード変換手段１２１を通じて制御コードを著作物に埋め込むことができるフィルタ設計情報に変換する。フィルタ設計情報を利用してフィルタ設計手段１２２は適合したフィルタを設計し、フィルタリング手段１２３から入力されるデジタルオーディオ信号ｘをフィルタリングして前記制御コード分散時点決定部１１で決定された制御コード埋込み時点毎に制御コードを埋め込む（Ｓ４２）。
【００２２】
より具体的に制御コード埋込み部１２の構成とその動作を検討する。先ず、制御コード変換手段１２１は、制御コードｓを入力される。この制御コードは一連の命令語を意味するものであり、例えば、制御コードが００であれば”コピー可能”を、制御コードが１１であれば”コピー不可能”をそれぞれ意味するように設定することができる。このような制御コードを入力された制御コード変換手段１２１は、それぞれの制御コードに一対一で対応されるフィルタを選択し、選択されたフィルタを示す信号ｐをフィルタ設計手段１２２に出力する。この時、制御コードによる周波数フィルタ特性を例として羅列したコード表である図９の制御コードとフィルタの特性を対応させる方法は、著作物の種類と特性によって変更することができる。
【００２３】
選択されたフィルタを示す信号ｐを制御コード変換手段１２１から受信したフィルタ設計手段１２２は、受信された情報に基づいてフィルタを設計する。フィルタは、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）とＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）のいずれを利用してもよいが、本発明においては、演算速度を考慮してＩＩＲフィルタで設計された。
【００２４】
ただし、ＩＩＲフィルタを用いる場合、オーディオの位相信号が非線形性を帯びるため、オーディオ音質を低下させる問題をもたらす。従って、ＩＩＲフィルタを利用する時には、位相変化が発生しないように位相不変フィルタを設計して用いる。
【００２５】
一方、情報埋込みフィルタはランダムに信号成分を調節するようになるが、一般にフィルタリング過程で減衰させようとする周波数帯域以外の信号が影響を受けるようになる。オーディオ信号は、若干の変更によっても音色が変更される特徴があるため、フィルタリングしようとする信号以外の不要な信号の変更を最小化する必要があり、このような不要な信号の変更は、リップル効果において設定した変化の幅によって調節される。従って、不要な信号の変更を最小化するために、その変化の幅を小さい値に設定することが好ましく、本発明においては、このようなリップル効果を最小化するために、変化の幅を最小限０．０５ｄＢ以下になるようにフィルタを設計する。実験的な結果によると、４４．１ｋＨｚ、１６ビットのＣＤ音楽の場合は、４次以上のフィルタを設計しなければ、オーディオの音質に影響を及ぼす。
【００２６】
フィルタ設計手段１２２により得られたフィルタ係数を利用してフィルタリング手段１２３でオーディオ信号をフィルタリングすることにより、即ち、オーディオ信号の周波数信号の中で特定帯域周波数信号を除去又は減衰させることにより、制御コードをオーディオ信号に埋め込むようになる。従って、フィルタリングにより特定周波数領域の一部信号が周辺信号より低い大きさを有するようになる。
【００２７】
後述する抽出過程においては、どの位置の周波数成分が減衰されたかを判断してどのようなフィルタでフィルタリングされたかを判断することができ、さらにフィルタの種類からどのような制御コードが埋め込まれたかを判断することができるようになることより、制御コードが抽出されることである。
【００２８】
フィルタの設計とフィルタリング過程においては、３ＫＨｚ範囲のオーディオ信号は、人間の耳に極めて敏感であり、重要な信号が大量に含まれているため、この領域には制御コードを埋め込まないように調節する。若し、制御情報の種類が少ないと、聴覚心理モデルに基づいて情報を埋め込むことが好ましい。
【００２９】
以上の過程を通じて出るデジタルオーディオ信号は二つになる。前記デジタルオーディオ信号合算部１３は、制御コードが埋め込まれたデジタルオーディオ信号ｘ＊と制御コードが埋め込まれないデジタルオーディオ信号ｘを一つにしてオーディオファイルで再び保存する（Ｓ４３）。
【００３０】
次に、図５ないし図８を参考にして、埋め込まれた制御コードの抽出を説明する。
図５は、本発明の実施例によるデジタルオーディオ著作物に埋め込まれたコピー及び再生を制御するコードを抽出する制御コード抽出装置の全体構成を示したブロック図であり、図６は、図５の全体構成のブロック図中、分散的に埋め込まれている制御コード情報を収集する分散情報収集部の具体的な構成ブロック図であり、図７は、図５の全体構成のブロック図中、分散情報収集部で収集された情報から制御コードのみを選別する制御コード選別部の具体的な構成ブロック図であり、図８は、図５の制御コード抽出装置の全体動作過程を示したフローチャートである。
【００３１】
前記制御コード抽出装置２は、周波数変換手段２１１と周波数スケール変換手段２１２とで構成される分散情報収集部２１と、移動平均値計算手段２２１としきい値計算手段２２２と残差計算手段２２３とで構成される制御コード選別部２２と、コード解読及び命令信号発生部２３とを含んで構成される。
【００３２】
前記分散情報収集部２１で時間的に分散された制御コード情報を一つの情報に統合し、前記制御コード選別部２２で前記分散情報収集部２１から抽出された情報ｗでコード情報のみを選別し、前記コード解読及び命令信号発生部２３で制御コード選別部２２から選別されたコード情報を解読して適切な命令信号を発生する。
【００３３】
前記分散情報収集部２１は、制御コードの抽出過程で制御コードが埋め込まれたデジタルオーディオ信号ｘ＊を速やかに周波数領域に変形することができるように、Ｎ個の大きさに分けて分析する。その理由は、携帯装置が少ないメモリを用いるため、一度に大量のデータを処理することができず、速い演算のために高速アルゴリズムを適用するに適合したＮを利用するからである。
【００３４】
信号ｘ＊の信号をＮ個単位に分けて窓（ｗｉｎｄｏｗｉｎｇ）を覆うが、この時、信号の長さは分析の便宜上２Ｎの大きさにする。Ｎの大きさが１０２４個以内である場合、計算速度とデータ保存空間は十分である。窓を覆う理由は、周波数変換手段２１１で制御コードが埋め込まれたオーディオ信号を周波数領域に変換する過程において、エッジ部分に発生する高周波を遮断するためのものである。前記周波数変換手段２１１においては、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、ＤＳＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）のいずれを利用しても同一の結果が得られるが、最も計算量が少なく、速いＦＦＴが効率的である。周波数変換手段２１１は、制御コードが埋め込まれたオーディオ信号に対してウィンドウＦＦＴを行って得られた信号を合算し続けることにより、制御コードが埋め込まれる時に減衰された周波数帯域が明確に示されるようにする。周波数変換手段２１１は、ＦＦＴを行ってオーディオ信号を周波数信号に変更した後は、振幅スペクトルを求めて周波数スケール変換手段２１２に周波数領域に変換された信号Ｙを伝達する。
【００３５】
周波数スケール変換手段２１２は、制御コードを抽出する過程において最も重要な部分である。オーディオ信号に埋め込まれた情報は、周波数領域に変換された信号の単純な合算のみでは検出が難しい。
【００３６】
従って、周波数スケールをログスケールに変更して、オーディオ信号に埋め込まれた情報を減少させる。実験によると、ログ形態のスケール変化が最も適合する。しかし、一般的なログスケールと異なり、オーディオの周波数成分が有する値の範囲が制限的であるため、本発明においては、修正されたログ関数を利用する。図１０においては、ログ曲線を修正し、一定値以上では信号の大きさを同一に変更する修正されたログスケールを示している。
【００３７】
前記で説明した分散情報収集部２１の周波数変換手段２１１と周波数スケール変換手段２１２は、信号ｘ＊をＮ個の信号に分けてＭ回繰り返す。制御コードを確実に識別するためには、最小限５００回以上の過程を繰り返さなければならない。即ち、最小限５秒から１０秒程度の分量のオーディオ信号がなければ制御コードを見つけることができない（Ｓ８１）。
【００３８】
前記分散情報収集部２１をＭ回繰り返して加えられたｗは、制御コード識別部２２に送られる。制御コード識別部２２は、コード情報を抽出するための後処理過程で、先ず、信号ｗの移動平均は移動平均値計算手段２２１を通じて求める。オーディオの信号成分の大きさは均一に発生せず、相対的に低周波成分に大きい値を有しているため、移動平均値を基準に平均値より小さい成分を有する信号のみを別に抽出しなければならない。
【００３９】
残差計算手段２２３は、信号ｗと移動平均値から残差成分を生成するようになるが、残差成分は、移動平均値より小さい成分で構成され、移動平均値より大きいか、又は同一の場合には全て０に設定する。
【００４０】
残差計算手段２２３で生成した残差成分は、オーディオの成分の中で相対的に強い反応を示す成分であり、制御コードが埋め込まれた位置領域はその中でも最も強い信号反応を示す。従って、しきい値計算手段２２２で設定した境界値より小さい値の成分が制御コード情報になる（Ｓ８２）。
【００４１】
境界値は、オーディオの音量の大きさによって残差の大きさが変わるため、オーディオ成分の大きさで残差を０から１値に一般化する場合、０．５に設定する。前記コード解読及び命令信号発生部２３は、抽出された制御コードの命令語を解読して命令信号を発生させるが、抽出された残差成分から制御コード値を見つけるために、残差成分がしきい値より小さい値の位置を測定してこの位置の距離を測定する。
【００４２】
図９の制御コードによるフィルタの例を挙げて羅列したコード表で二つの地点間の距離と一致する制御コードと命令を検索する。検索を通じて一致する制御コード命令語がある場合は命令信号を生成し、一致するコードがない場合は信号を生成しない（Ｓ８３）。
【００４３】
また、本発明のデジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御するためのプログラムが記録され、コンピュータで読み出すことができる記録媒体は、図４及び図８のフローチャートに示しているように、コンピュータを実行させる。
前述した過程を通じて、デジタルオーディオにフィルタリングを通じて所定ビットの制御コード情報を埋め込んだ後、オーディオ信号をコピーするか、又は再生しようとする時、埋め込まれた制御コードを実時間で抽出し、抽出された制御コードが”コピー不可能”を意味する場合、直ちにコピーを中断するようになり、デジタルオーディオコンテンツの不法的なコピー及び再生を制御するようになる。
【００４４】
前記のようなデジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御するためのプログラムを記録したコンピュータで読み出すことができる記録媒体には、光記録媒体（ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、Ｚｉｐディスクが含まれる。また、コンピュータにより直接実行可能なプログラムを記録したコンピュータで読み出すことができる記録媒体のみならず、一旦他の記録媒体（ハードディスク等）にインストールすることにより実行可能になるようなプログラムを記録した記録媒体や、暗号化されるか、又は圧縮されたプログラムを記録した記録媒体や、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の保存媒体も含まれる。
【００４５】
（産業上の利用可能性）
以上で説明したとおり、本発明のデジタルオーディオ著作物のコピー及び再生を制御する装置、及び方法は、極めて多様なオーディオ信号処理攻撃とファイル変換に強靭であり、事前的意味の電子透かし技術のみならず、事後的意味の著作権保護機能を同時に行うことができる。また、一連の制御コードの埋込みと抽出のために、効率的なアルゴリズムを利用した少ない計算量と軽いプログラムコードサイズを有するようにすることにより、ＰＣを始めとするＤＳＰチップで具現可能であり、デバイス形態で存在するＭＰ３プレーヤー、ＰＤＡ、モバイルホン（Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ）、ＣＤ−ライター、オーディオ放送装備等でリアルタイムでの具現ができる。
【００４６】
本発明がＭＰ３プレーヤーやＰＤＡ、Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ等に適用されると、オーディオコンテンツが不法的に流通し、又は複製、再生されることを防止することにより、オーディオコンテンツに対する著作権保護効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデジタルオーディオ著作物に、電子透かしを利用してコピー及び再生を制御するコードを埋め込む制御コード埋込み装置の全体構成を示したブロック図である。
【図２】図１の全体構成のブロック図中、デジタルオーディオ著作物に制御コードを分散的に埋め込ませる時点を決定する制御コード分散時点決定部を具体的に示したブロック図である。
【図３】図１の全体構成のブロック図中、デジタルオーディオ著作物に制御コードを埋め込む制御コード埋込み部を具体的に示したブロック図である。
【図４】図１の制御コード埋込み装置の全体動作過程を示したフローチャートである。
【図５】本発明によるデジタルオーディオ著作物に埋め込まれたコピー及び再生を制御するコードを抽出する制御コード抽出装置の全体構成を示したブロック図である。
【図６】図５の全体構成のブロック図中、分散的に埋め込まれている制御コード情報を収集する分散情報収集部を具体的に示したブロック図である。
【図７】図５の全体構成のブロック図中、分散情報収集部で収集された情報から制御コードのみを選別する制御コード選別部を具体的に示したブロック図である。
【図８】図５の制御コード抽出装置の全体動作過程を示したフローチャートである。
【図９】制御コードによる電子透かし埋込みフィルタの例を挙げて羅列したコード表である。
【図１０】図６の周波数スケール変換手段で適用するスケール曲線を示した図である。
【符号の説明】
１  制御コード埋込み装置、  ２  制御コード抽出装置、  １１  制御コード分散時点決定部、  １２  制御コード埋込み部、  １３  デジタルオーディオ信号合算部、  ２１  分散情報収集部、  ２２  制御コード選別部、  ２３  コード解読及び命令信号発生部、  １１１  固有値抽出手段、  １１２  乱数発生手段、  １２１  制御コード変換手段、  １２２  フィルタ設計手段、  １２３  フィルタリング手段、  ２１１  周波数変換手段、  ２２１  移動平均値計算手段、  ２２２  しきい値計算手段、  ２２３  残差計算手段。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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