(57)【要約】      （修正有）【課題】漏洩する電磁波の漏洩電磁界情報評価システム。【解決手段】テストパターンが表示されている評価対象機器から漏洩する電磁波を計測し、評価対象機器から漏洩する電磁波を受信するアンテナと、帯域フィルタ回路と、帯域フィルタ回路の中心周波数を制御して、この帯域フィルタ回路から得られる情報量を定量化する処理装置とを備え。処理装置は、帯域フィルタ回路の中心周波数を所定の範囲内で変化させ、電磁波をサンプリングして計測データとして取得し、この計測データとテストパターンとの相関値を算出し、テストパターンにおける計測データの位置を検出するパターン位置検出処理と、検出された位置に基づいて、テストパターンと計測データとの積和演算をすることにより、中心周波数毎に電磁波から得られる情報量を定量化する定量化処理とで構成される漏洩電磁界情報評価システム。【選択図】図１
2007263656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置にテストパターンが表示されている評価対象機器から漏洩する電磁波を計測し、前記電磁波から得られる前記テストパターンの情報量を定量化する漏洩電磁界情報評価システムであって、
前記評価対象機器から漏洩する電磁波を受信するアンテナと、
所定の範囲内で中心周波数を設定可能であり、前記中心周波数を中心とする所定の帯域の前記電磁波を通過させる帯域フィルタ回路と、
前記帯域フィルタ回路の前記中心周波数を制御して、前記帯域フィルタを通過した前記電磁波から得られる前記情報量を定量化する処理装置と、を備え、
前記処理装置が、
前記帯域フィルタ回路の前記中心周波数を前記所定の範囲内で変化させ、前記電磁波をサンプリングして計測データとして取得し、前記計測データと前記テストパターンとの相関値を算出して、前記テストパターンにおける前記計測データの位置を検出する第１の処理手段と、
検出された前記位置に基づいて、前記テストパターンと前記計測データとの積和演算をすることにより、前記中心周波数毎に前記電磁波から得られる前記情報量を定量化する第２の処理手段と、を有して構成される漏洩電磁界情報評価システム。
【請求項２】
前記帯域フィルタ回路が、
前記アンテナで受信した前記電磁波の低周波領域のみを通過させるローパスフィルタと、
前記処理装置の制御により設定された周波数の正弦波信号を出力する信号発生器と、
前記ローパスフィルタを通過した前記電磁波と前記信号発生器から出力された正弦波信号とを乗算する乗算器と、
前記乗算器から出力される信号のうち、所定の中心周波数を有する帯域の信号を通過させる帯域フィルタと、から構成される請求項１に記載の漏洩電磁界情報評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータ等の情報機器において、表示装置に接続されたケーブル等から漏洩する電磁波を計測し、この電磁波から得られる情報量を定量化する漏洩電磁界情報評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ等のように、情報処理装置本体と表示装置（ＣＲＴ等のディスプレイ）とがケーブルで接続されている構成の場合、情報処理装置本体はシールドされているとしても、表示情報として伝送される信号がケーブルか等から電磁波として外部に漏洩するため、この漏洩した電磁波を受信することにより表示装置に表示される情報を再現することが可能である。近年のＩＴ技術の発達により業務上の重要な情報もこのような情報処理装置で処理されるため、その表示情報が外部に漏洩すると業務上の損失が発生する可能性が高い。そのため、表示情報がケーブルから電磁波として漏洩しないようにケーブルのシールドを強化したり、フィルタを設置したりする方法や、表示装置に表示情報を送信するときの同期信号の周波数を変化させて、たとえ電磁波が漏れて第三者に受信されたとしても表示画面を再現できないようにする方法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４４１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような情報処理装置を導入するにあたり、表示装置との接続に用いられているケーブル等からどの程度の電磁波が漏洩していて、その電磁波を受信することにより画面に表示される情報が再現可能であるか、すなわち、このような漏洩電磁波から得られる情報量とはどの程度であるのかということを定量的に評価する方法がないという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、評価対象機器から漏洩する電磁波を計測し、この電磁波から得られる情報量を定量化する漏洩電磁界情報評価システ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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明に係る漏洩電磁界情報評価システムは、表示装置にテストパターンが表示されている評価対象機器から漏洩する電磁波を計測し、この電磁波から得られるテストパターンの情報量を定量化するものであり、評価対象機器から漏洩する電磁波を受信するアンテナと、所定の範囲内で中心周波数を設定可能であり、この中心周波数を中心とする所定の帯域の電磁波を通過させる帯域フィルタ回路と、帯域フィルタ回路の中心周波数を制御して、この帯域フィルタ回路を通過した電磁波から得られる情報量を定量化する処理装置と、を備える。そして、処理装置が、帯域フィルタ回路の中心周波数を所定の範囲内で変化させ、電磁波をサンプリングして計測データとして取得し、この計測データとテストパターンとの相関値を算出して、テストパターンにおける計測データの位置を検出する第１の処理手段（例えば、実施形態におけるパターン位置検出処理Ｓ１０）と、検出された位置に基づいて、テストパターンと計測データとの積和演算をすることにより、中心周波数毎に電磁波から得られる情報量を定量化する第２の処理手段（例えば、実施形態における定量化処理Ｓ２０）と、を有して構成される。
【０００７】
このような本発明に係る漏洩電磁界情報評価システムにおいて、帯域フィルタ回路が、アンテナで受信した電磁波の低周波領域のみを通過させるローパスフィルタと、処理装置の制御により設定された周波数の正弦波信号を出力する信号発生器と、ローパスフィルタを通過した電磁波と信号発生器から出力された正弦波信号とを乗算する乗算器と、この乗算器から出力される信号のうち、所定の中心周波数を有する帯域の信号を通過させる帯域フィルタと、から構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る漏洩電磁界情報評価システムを以上のように構成すると、評価対象機器から漏洩する電磁界情報により得られる情報量を定量化することができるため、情報漏洩防護対策の定量的な評価が可能となり、防護品開発を大きく促進させることができる。また、帯域フィルタ回路をローパスフィルタや帯域フィルタ等のアナログ回路として構成することにより、処理装置での信号処理が簡単になり、評価時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図１を用いて本発明に係る漏洩電磁界情報評価システム１の構成について説明する。この漏洩電磁界情報評価システム１は、表示装置６０と本体６１、および、これらを繋ぐケーブル６２を備えるパーソナルコンピュータ等の評価対象機器６から漏洩する電磁波を受信して分析・評価するものである。その構成は、評価対象機器６の表示装置６０、本体６１、および、ケーブル６２から漏洩する電磁波を受信する高周波アンテナ２、受信した電磁波を増幅する増幅器３，受信した電磁波に対して帯域処理を行う帯域フィルタ回路部４、および、その電磁波の計測データを後述する処理により定量化する処理装置５から構成される。
【００１０】
それでは、この漏洩電磁界情報評価システム１を用いて評価対象機器６の評価を行う方法について説明する。この漏洩電磁界情報評価システム１は、評価対象機器６の本体６１により表示装置６０に予め決められたパターンの静止画（例えば、図２に示す表示画像７０）を表示させておき、そのときに評価対象機器６から漏洩する電磁波を受信して、その電磁波から再生される表示画面と静止画のパターンとの相関を取るとともに定量化を行うものである。
【００１１】
ここで、本実施例においては、評価対象機器６のうち、計測対象を除くその他の構成要素から漏洩する電磁界を極力抑える必要がある。たとえば、ケーブル６２から漏洩する電磁界を評価する場合は、漏洩電磁界の少ない本体６１を選ぶか、若しくは、この本体６１にシールドを施し、同時に、表示装置６０の電源を切るか、この表示装置６０を外してその代わりに終端抵抗（例えば、７５Ω程度）をケーブル６２に接続する。また、表示装置６０から漏洩する電磁界を評価する場合は、シールド効果の高いケーブル６２を用いるとともに、漏洩電磁界の少ない本体６１若しくはこの本体６１にシールドを施す。さらに、本体６１から漏洩する電磁界を評価する場合は、この本体６１からケーブル６２および表示装置６０を取り外す。なお、以降の説明においては、ケーブル６２から漏洩する電磁界を評価する場合について説明するが、表示装置６０や本体６１に対しても同様の方法で評価することができる。
【００１２】
また、帯域フィルタ回路４の構成であるが、受信した電磁波の高周波成分を除去し、低周波成分を通過させるローパスフィルタ４１、処理装置５からの制御により所定の周波数を有する正弦波信号を出力する信号発生器４２、ローパスフィルタ４１を通過した信号と信号発生器４２から出力された正弦波信号とを乗算する乗算器４３、乗算器４３の出力のうち所定の周波数帯域の信号のみを通過させる帯域フィルタ４４、および、帯域フィルタ４４の出力を増幅する増幅器４５から構成される。
【００１３】
この帯域フィルタ回路４において、ローパスフィルタ４１を通過した信号の周波数をｆinとし、信号発生器４２から出力された正弦波信号の周波数をｆSGとすると、乗算器４３の出力は、これらの信号の和と差の周波数である、ｆin＋ｆSG、および、ａｂｓ（ｆSG−ｆin）の信号が出力される（ａｂｓは絶対値）。そして、これらの信号が通過する帯域フィルタ４４の帯域の中心周波数をｆcaとすると、この帯域フィルタ４４を通過可能な信号の周波数は、ｆca＋ｆSG、または、ａｂｓ（ｆSG−ｆca）となる。このとき、ｆca＋ｆSGの周波数を持つ信号成分は前段のローパスフィルタ４１で容易に除去することができるため、この帯域フィルタ回路４から出力される信号は、中心周波数をｆcとすると、次式（１）で表される信号となるため、この帯域フィルタ回路４は、中心周波数がｆcである帯域フィルタの機能を有する。
【００１４】
ｆc  ＝  ａｂｓ（ｆSG  −  ｆca）                                （１）
【００１５】
また、処理装置５は、Ａ／Ｄ変換器５ａを介して帯域フィルタ回路４の出力を取得し、後述する処理を行うデータ処理部５１、データ処理部５１で処理されるデータを記憶する記憶部５２、および、評価結果を出力する出力部５３から構成される。そのため、帯域フィルタ回路４を構成する帯域フィルタ４４の中心周波数ｆcaを固定とし、信号発生器４２から出力される正弦波信号の周波数ｆSGを処理装置５のＧＰＩＢインタフェース５ｂを介してデータ処理部５１で変化させることにより、帯域フィルタ回路４を中心周波数可変の帯域フィルタとして利用することができる。
【００１６】
ここで、上述のような評価対象機器６の表示装置６０に、図２に示す表示静止画像７０を表示する場合を考える。表示装置６０に画像を表示する場合、表示装置６０を左から右に走る走査線に対応した一次元信号（以降の説明においては、この一次元信号を「テストパターンＰ0（ｋ）」と呼ぶ）が、ケーブル６２を介して本体６１から表示装置６０に繰り返し送信される。すなわち、表示装置６０の総画素数をＮとすると、このテストパターンＰ0（ｋ）は、Ｐ0（１）〜Ｐ0（Ｎ）の一次元信号として表現することができ、例えば、表示画像７０における背景部分７２に対応する信号Ｐ0（ｋ）の値を０とし、画像部分（文字情報部分）６１に対応する信号Ｐ0（ｋ）の値を１として表される。
【００１７】
このとき、総画素数Ｎは、水平方向画素数をＮhとし、垂直方向ライン数をＮvとすると、次の式（２）で表される。
【００１８】
Ｎ  ＝  Ｎh  ×  Ｎv                                            （２）
【００１９】
例えば、パソコンのＶＧＡフォーマットで、同期周波数が６０Ｈｚの場合は、Ｎh＝８００（表示部分有効画素数は６４０）、Ｎv＝５２５（表示部分有効ライン数は４８０）となるため、総画素数Ｎ＝４２００００となる。
【００２０】
一方、本実施例における漏洩電磁界情報評価システム１においては、処理装置５に予め記憶されていて、漏洩した電磁波から再生された表示画面の画像と比較される比較パターンＰ（ｋ）を有し、この比較パターンＰ（ｋ）は、テストパターンＰ0（ｋ）の２周期分とする。すなわち、ｋ＝１〜Ｎのときは、Ｐ（ｋ）＝Ｐ0（ｋ）となり、ｋ＝Ｎ＋１〜２Ｎのときは、Ｐ（ｋ）＝Ｐ0（ｋ−Ｎ）となる。上述のように、ケーブル６２にはテストパターンＰ0（ｋ），ｋ＝１〜Ｎが繰り返し送信されており、このケーブル６２から漏洩する電磁波を受信して表示される画像を再生するためには１周期分のデータを取得する必要がある。このような電磁波を計測する際に、その開始時点（Ｐ0（１））を判定して取得することは困難であり、取得した信号（後述する計測データｄ1（ｎ））はテストパターンＰ0（ｋ）の途中から次の周期の途中までとなる。そのため、比較パターンＰ（ｋ）はテストパターンＰ0（ｋ）の２周期分としている。
【００２１】
それでは、処理装置５における処理手順について図３〜図５を用いて説明する。全体の処理の流れとしては、図３に示すように、パターン位置検出処理Ｓ１０および、定量化処理Ｓ２０から構成される。この処理装置５のデータ処理部５１は、まず、パターン位置検出処理Ｓ１０を実行する。このパターン位置検出処理Ｓ１０は、漏洩電磁界を定量化する周波数範囲をｆ1〜ｆ2とし、その間をΔｆi間隔で中心周波数ｆcを変化させて、各中心周波数ｆcに対応した定量化を行うように構成されている。
【００２２】
まず、パターン位置検出処理Ｓ１０は、中心周波数ｆcをｆ1に設定する（ステップＳ１０１）。なお、この中心周波数ｆcは上述のようにｆ1〜ｆ2の間をΔｆi間隔で変化させるため、後述の処理Ｓ１０２〜Ｓ１０８が実行された後、中間周波数ｆcにはΔｆiが加算され（ステップＳ１０８）、中心周波数ｆcがｆ2を超えるまでステップＳ１０２〜Ｓ１０８が繰り返される（ステップＳ１０９）。また、ステップＳ１０１においては、周波数ｆ1〜ｆ2の間の相関値の最大値Ｕおよびそのときの位相ｐｈを求めるために相関値の最大値の初期値を０とする。
【００２３】
そして、データ処理部５１は、上述の式（１）に基づいて、現在の中心周波数ｆcになるように信号発生器４２の正弦波信号の周波数ｆSGを制御し（ステップＳ１０２）、サンプリング周波数ｆsで帯域フィルタ回路４から出力される信号を取得する（ステップＳ１０３）。ここで、このステップＳ１０３における１ライン時間のサンプル数をＮhsとすると、サンプリング空間における１画面のサンプル数Ｎsは、次式（３）で表される。
【００２４】
Ｎs  ＝  Ｎhs  ×  Ｎv                                          （３）
【００２５】
なお、１ライン時間のサンプル数Ｎhsの値や総画素数Ｎの値は、評価対象機器６毎に異なるため予め計測し、処理装置５（データ処理部５１）に設定される。また、このようにして計測された各点における振幅データ（これを「計測データ」と呼ぶ）をｄ1（ｎ），ｎ＝１〜Ｎsとする。
【００２６】
次に、中心周波数ｆcに対する計測データｄ１（ｎ）に対してデータ圧縮処理を行い、圧縮データｄ３（ｋ），ｋ＝１〜Ｎに変換する（ステップＳ１０４）。上述のように、テストパターンＰ0（ｋ）は、ｋ＝１〜ＮのＮ個のデータであるが、サンプリング周波数ｆsでサンプリングされた計測データｄ1（ｋ）はＮs個のデータであるため、後述する処理を行うためにこの計測データｄ1（ｋ）をＮ個のデータに圧縮する必要がある。なお、このときの圧縮比率１／Ｎgは、次の式（４）で表される。ただし、Ｎgは実数である。
【００２７】
Ｎg  ＝  Ｎhs  ／  Ｎh                                          （４）
【００２８】
データ圧縮処理Ｓ１０４の具体的な処理は次の通りである。まず、計測データｄ1（ｎ）の絶対値を求めた絶対値化データｄ2（ｎ）を次式（５）のように求める。
【００２９】
ｄ2（ｎ）  ＝  ａｂｓ（ｄ1（ｎ））                              （５）
但し、ｎ＝１〜Ｎs
ａｂｓ（）は絶対値を求める関数
【００３０】
そして、このようにして求められた絶対値化データｄ2（ｎ）を用いて、次式（６）により圧縮化データｄ3（ｋ）を求める。なお、このようにして求められた圧縮化データｄ3（ｋ）は、記憶部５２に記憶される。
【００３１】
ｄ3（ｋ）
＝ｍａｘ（ｄ2（ｒｎｄ（Ｎg×ｋ−Ｎg＋１）），
ｄ2（ｒｎｄ（Ｎg×ｋ−Ｎg＋２）），
・・・，ｄ2（ｒｎｄ（Ｎg×ｋ）））    （６）
但し、ｋ＝１〜Ｎ
ｍａｘ（）はＮg個のデータから最大値を求める関数
ｒｎｄ（）は四捨五入し整数を求める関数
【００３２】
そして、以上のようにして求められた圧縮化データｄ3（ｋ）とテストパターンＰ（ｋ）との位相ｊにおける相関値Ｍ（ｊ）を求める相関処理を行う（ステップＳ１０５）。この相関処理Ｓ１０５は次の手順により行われる。まず、次式（７）によりテストパターンＰ（ｋ）の平均値Ａpを求める。
【００３３】
【数１】
2007263656.tif 000003
【００３４】
そして、この平均値Ａp回りのテストパターンＰa（ｋ）を次式（８）により求める。
【００３５】
Ｐa（ｋ）  ＝  Ｐ（ｋ）  −  Ａp                                （８）
【００３６】
また、次式（９）により圧縮化データｄ3（ｋ）の平均値Ａdを求める。
【００３７】
【数２】
2007263656.tif 000004
【００３８】
そして、この平均値Ａd回りの圧縮化データｄa（ｋ）を次式（１０）により求める。
【００３９】
ｄa（ｋ）  ＝  ｄ3（ｋ）  −  Ａd                              （１０）
【００４０】
さらに、次式（１１）を用いて平均値回りのテストパターンＰa（ｋ）の標準偏差Ｂpを求め、また、次式（１２）を用いて平均値回りの圧縮化データｄa（ｋ）の標準偏差Ｂdを求める。
【００４１】
【数３】
2007263656.tif 000005
【００４２】
最後に、以上の結果より、次式（１３）を用いて、ｊの位置における相関値Ｍ（ｊ）を求める。
【００４３】
【数４】
2007263656.tif 000006
但し、ｊ＝１〜Ｎ
【００４４】
このようにして求められた中心周波数ｆcの圧縮化データｄ3（ｋ）における相関値Ｍ（ｊ），ｊ＝１〜Ｎのうち、Ｍ（ｊ）の最大値とそのときのｊを求め、Ｍ（ｊ）の最大値を中心周波数ｆcの時の相関最大値Ｕcとし、そのときのｊを位相ｐｈcとして記憶部５２に記憶する（ステップＳ１０６）。さらに、全体の相関最大値Ｕと中心周波数ｆcの時の相関最大値Ｕcを比較し、Ｕc＞Ｕであれば、全体の相関最大値ＵをＵcの値に更新する（ステップＳ１０７）。
【００４５】
以上のようにして中心周波数ｆcをｆ1〜ｆ2の範囲でΔｆi刻みで変化させて求めた全体の相関最大値Ｕが所定の閾値Ｔｈを超えているかを判断し（ステップＳ１１０）、超えていない場合は、計測データｄ1（ｎ）から文字パターンが検出できないと判定して全ての処理を終了し、超えている場合は、次の定量化処理Ｓ２０を実行する。
【００４６】
定量化処理Ｓ２０においても、中心周波数ｆcをｆ1〜ｆ2の範囲でΔｆiずつ変化させて各中心周波数ｆcにおける定量化値Ｓ（fc）を求める。そのため、最初にｆcをｆ1に設定し（ステップＳ２０１）、後述する定量化の処理（ステップＳ２０２〜Ｓ２０３）を実行した後、中心周波数ｆcにΔｆiを加算し（ステップＳ２０４）、中心周波数ｆcがｆ2を越えるまで定量化の処理（Ｓ２０２〜Ｓ２０３）が繰り返される（ステップＳ２０５）。
【００４７】
それでは中心周波数ｆcにおける定量化の処理（ステップＳ２０２〜Ｓ２０３）について説明する。まず、記憶部５２から各中心周波数ｆcに対応する圧縮化データｄ3（ｋ）と位相ｐｈcを読み出す（ステップＳ２０３）。そして、この圧縮化データｄ3（ｋ）と位相ｐｈcとから、比較パターンＰ（ｋ）と圧縮化データｄ3（ｋ）との積和演算を行って中心周波数ｆcにおける定量化値Ｓ（ｆc）を次に示す式（１４）により求める（ステップＳ２０３）。なお、定量化値Ｓ（ｆc）は、出力部５３（ディスプレイやプリンタ）に出力される。
【００４８】
【数５】
2007263656.tif 000007
【００４９】
このように等価的に平滑化を行って定量化値Ｓ（ｆc）を求めることにより、画像部分（文字情報部分）７１以外のノイズの影響を抑えることができる。このようにケーブル６２から漏洩する電磁波を測定して定量化することにより、様々なケーブル６２を図６に示すように比較して、情報漏洩防護対策の定量的な評価が可能となり、防護品開発を大きく促進させることができる。
【００５０】
なお、受信した電磁波をサンプリングして取得する際に必要となる所定の帯域でフィルタリングする処理を、信号発生器４２とローパスフィルタ４１、乗算器４３、および、帯域フィルタ４４等のアナログ素子とを備えて構成される帯域フィルタ回路４により行うことにより、処理装置５で電磁波を直接サンプリングした後、このフィルタリング処理をデジタル演算により実行する場合に比べて大幅に処理時間を短くすることができ、全体として定量化処理を高速化できる。このとき、処理装置５でこの帯域フィルタ回路４から出力される信号をサンプリングするためのサンプリング周波数ｆsは、評価対象機器６の表示装置６０のドットクロックより少し大きな周波数で良いため、Ａ／Ｄ変換器５ａは、パーソナルコンピュータ等に用いられる汎用のＡ／Ｄ変換ボードが利用可能となる。
【００５１】
例えば、２０〜３００ＭＨｚ（ｆ1＝２０ＭＨｚ，ｆ2＝３００ＭＨｚ）の定量化漏洩特性を５ＭＨｚ（Δｆi）ステップで求める場合、帯域フィルタ回路４に対して信号発生器４２の正弦波周波数を設定する回数は５７回となるが、処理装置５がこの正弦波の周波数を設定するための処理は１秒程度であるため、漏洩電磁波を処理装置４で取り込む処理は１分程度で終了する。
【００５２】
また、上述したように、評価対象機器６のケーブル６２だけでなく、表示装置６０や本体６１に対しても同様の評価を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る漏洩電磁界情報評価システムの構成を示すブロック図である。
【図２】表示画面とテストパターンの関係を示す説明図である。
【図３】上記システムの全体の処理を示すフローチャートである。
【図４】パターン位置堅守t処理を示すフローチャートである。
【図５】定量化処理を示すフローチャートである。
【図６】中心周波数と定量化値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１  漏洩電磁界情報評価システム
２  アンテナ
４  帯域フィルタ回路
５  処理装置
６  評価対象機器
４１  ローパスフィルタ
４２  信号発生器
４３  乗算器
４４  帯域フィルタ
６０  表示装置
７０  静止画像（テストパターン）
Ｓ１０  パターン位置検出処理（第１の処理手段）
Ｓ２０  定量化処理（第２の処理手段）
【図１】
2007263656.tif 000008
【図２】
2007263656.tif 000009
【図３】
2007263656.tif 000010
【図４】
2007263656.tif 000011
【図５】
2007263656.tif 000012
【図６】
2007263656.tif 000013