(57)【要約】【課題】  原信号に対する挿入信号の合成又は分離をより簡素にする。【解決手段】  少なくとも１つの挿入信号を原信号に合成する信号合成処理装置であって、原信号の量子化データと挿入信号の量子化データとを合成する混合比率を決定する混合比率決定部と、決定された混合比率に応じて、原信号に対して挿入信号を合成する合成回数を決定する合成回数決定部と、決定された合成回数に応じて、原信号の要素のうち、挿入信号の要素を合成する第１要素と、第１要素と同じデータ量とみなせる、挿入信号の要素を合成しない第２要素とを決定する要素決定部と、第２要素に合成すべき所定の符号要素を挿入信号に埋め込んで、埋込信号を作成する埋込信号作成部と、混合比率決定部で決定された混合比率で原信号に埋込信号を合成して、合成信号を作成する合成信号作成部とを備える。【選択図】  図３
2013146019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの挿入信号を原信号に合成する信号合成処理装置であって、
原信号の量子化データと挿入信号の量子化データとを合成する混合比率を決定する混合比率決定部と、
決定された混合比率に応じて、原信号に対して挿入信号を合成する合成回数を決定する合成回数決定部と、
決定された合成回数に応じて、原信号の要素のうち、挿入信号の要素を合成する第１要素と、第１要素と同じデータ量とみなせる、挿入信号の要素を合成しない第２要素とを決定する要素決定部と、
第２要素に合成すべき所定の符号要素を挿入信号に埋め込んで、埋込信号を作成する埋込信号作成部と、
混合比率決定部で決定された混合比率で原信号に埋込信号を合成して、合成信号を作成する合成信号作成部と
を備えることを特徴とする信号合成処理装置。
【請求項２】
請求項１の信号合成処理装置で作成された合成信号から挿入信号を分離する信号分離処理装置であって、
合成信号を受信する合成信号受信部と、
符号要素、混合比率、合成回数、第１要素の位置情報、及び第２要素の位置情報を合成条件として取得する合成条件取得部と、
符号要素、混合比率、及び第２要素の位置情報を利用して、合成信号から、埋込信号のうち所定の符号要素を除去する符号要素除去部と、
混合比率、合成回数、第１信号の位置情報、及び符号要素が除去された合成信号の要素を利用して、合成信号から合成回数分の挿入信号を分離する信号分離部と、
混合比率を利用して、埋込信号が除去された合成信号から原信号を復元する原信号復元部と、
合成回数に応じて、分離された合成回数分の挿入信号のそれぞれに含まれる要素ごとの総和平均を算出して、挿入信号を復元する挿入信号復元部と
を備えることを特徴とする信号分離処理装置。
【請求項３】
コンピュータを、少なくとも１つの挿入信号を原信号に合成する信号合成処理装置として機能させるプログラムであって、
コンピュータを、
原信号の量子化データと挿入信号の量子化データとを合成する混合比率を決定する混合比率決定部、
決定された混合比率に応じて、原信号に対して挿入信号を合成する合成回数を決定する合成回数決定部、
決定された合成回数に応じて、原信号の要素のうち、挿入信号の要素を合成する第１要素と、第１要素と同じデータ量とみなせる、挿入信号の要素を合成しない第２要素とを決定する要素決定部、
第２要素に合成すべき所定の符号要素を挿入信号に埋め込んで、埋込信号を作成する埋込信号作成部、
混合比率決定部で決定された混合比率で原信号に埋込信号を合成して、合成信号を作成する合成信号作成部
として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項４】
コンピュータを、請求項３の信号合成処理装置として機能させるプログラムを利用して作成された合成信号から、挿入信号を分離する信号分離処理装置として機能させるプログラムであって、
コンピュータを、
合成信号を受信する合成信号受信部、
符号要素、混合比率、合成回数、第１要素の位置情報、及び第２要素の位置情報を合成条件として取得する合成条件取得部、
符号要素、混合比率、及び第２要素の位置情報を利用して、合成信号から所定の符号要素を除去する符号要素除去部、
混合比率、合成回数、第１信号の位置情報、及び符号要素が除去された合成信号の要素を利用して、合成信号から合成回数分の挿入信号を分離する信号分離部、
混合比率を利用して、埋込信号が除去された合成信号から原信号を復元する原信号復元部、
合成回数に応じて、分離された合成回数分の挿入信号のそれぞれに含まれる要素ごとの総和平均を算出して、挿入信号を復元する挿入信号復元部
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号合成処理装置、信号分離処理装置、及びプログラムに関し、特に原信号に対して挿入信号を合成又は分離する信号合成処理装置、信号分離処理装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ある信号に対して、他の信号を埋め込む技術が知られている。例えば、自然画像である原画像に、別の画像データを挿入画像として合成する電子透かし技術が知られている。電子透かし技術では、原画像に対して挿入画像を見にくいように合成する必要がある。そこで、原画像の空間周波数成分を抽出して、高周波領域に挿入画像を合成することで、挿入画像を原画像に対して挿入画像を見にくくすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の電子透かし技術として、原画像の見た目に影響の少ない部分に挿入画像を合成する画素置換法が知られている。また、原画像及び挿入画像に対してアマダール変換を施す画素空間利用法が知られている。
【０００４】
また、例えば、一の音信号に対して、他の音信号を埋め込むデータ埋込技術が知られている。データ埋込技術においても、コンテンツの保護やコンテンツ情報を一の音信号に含めることを目的とする場合には、他の音信号を聞き取りにくいように合成をする必要がある。このような方法として、エコー拡散法や、スペクトル拡散法等が知られている。
【０００５】
一方で、流通制御を目的とする場合には他の音信号を合成して、一の音信号を聞き取りにくくするように合成をする必要がある。そして、正規の利用者に対して、埋め込まれた信号から他の音信号を除去することで、一の音信号を復元する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０１１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、原画像の空間周波数成分を利用して原画像に挿入画像を合成する場合、原画像を周波数成分に変換してからその係数を利用して挿入画像を合成するので、相対的に計算量、メモリ量などに対する負荷が高くなってしまう。画素置換法及び画素空間利用法を利用して原画像に挿入画像を合成する場合でも、合成原理や手順が複雑で、実現困難である場合が多い。合成画像から挿入画像を分離する場合も同様に、分離原理や手順が複雑であるので、実現困難である場合が多い。また、音声信号を合成する場合においても、フーリエ変換等の複雑な計算を必要とするものが多く、計算量、メモリ量などに対する負荷が高くなる傾向にあった。
【０００８】
本発明は、斯かる事情に鑑み、原信号に対する挿入信号の合成又は分離をより簡素にする信号合成処理装置、信号分離処理装置、及びプログラム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】
【０００９】
本発明に係る信号合成処理装置は、少なくとも１つの挿入信号を原信号に合成する信号合成処理装置であって、原信号の量子化データと挿入信号の量子化データとを合成する混合比率を決定する混合比率決定部と、決定された混合比率に応じて、原信号に対して挿入信号を合成する合成回数を決定する合成回数決定部と、決定された合成回数に応じて、原信号の要素のうち、挿入信号の要素を合成する第１要素と、第１要素と同じデータ量とみなせる、挿入信号の要素を合成しない第２要素とを決定する要素決定部と、第２要素に合成すべき所定の符号要素を挿入信号に埋め込んで、埋込信号を作成する埋込信号作成部と、混合比率決定部で決定された混合比率で原信号に埋込信号を合成して、合成信号を作成する合成信号作成部とを備える。
【００１０】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、少なくとも１つの挿入信号を原信号に合成する信号合成処理装置として機能させるプログラムであって、コンピュータを、原信号の量子化データと挿入信号の量子化データとを合成する混合比率を決定する混合比率決定部、決定された混合比率に応じて、原信号に対して挿入信号を合成する合成回数を決定する合成回数決定部、決定された合成回数に応じて、原信号の要素のうち、挿入信号の要素を合成する第１要素と、第１要素と同じデータ量とみなせる、挿入信号の要素を合成しない第２要素とを決定する要素決定部、第２要素に合成すべき所定の符号要素を挿入信号に埋め込んで、埋込信号を作成する埋込信号作成部、混合比率決定部で決定された混合比率で原信号に埋込信号を合成して、合成信号を作成する合成信号作成部として機能させる。
【００１１】
斯かる構成によれば、挿入信号への所定の符号要素の挿入、挿入信号の要素を合成する第１要素の決定、符号要素の要素を合成する第２要素の決定、及び混合比率を利用する合成により合成信号を作成するので、簡素な作業で合成信号を作成できる。
【００１２】
本発明に係る信号分離処理装置は、上記信号合成処理装置で作成された合成信号から挿入信号を分離する信号分離処理装置であって、合成信号を受信する合成信号受信部と、符号要素、混合比率、合成回数、第１要素の位置情報、及び第２要素の位置情報を合成条件として取得する合成条件取得部と、符号要素、混合比率、及び第２要素の位置情報を利用して、合成信号から、埋込信号のうち所定の符号要素を除去する符号要素除去部と、混合比率、合成回数、第１信号の位置情報、及び符号要素が除去された合成信号の要素を利用して、合成信号から合成回数分の挿入信号を分離する信号分離部と、混合比率を利用して、埋込信号が除去された合成信号から原信号を復元する原信号復元部と、合成回数に応じて、分離された合成回数分の挿入信号のそれぞれに含まれる要素ごとの総和平均を算出して、挿入信号を復元する挿入信号復元部とを備える。
【００１３】
また、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記信号合成処理装置として機能させるプログラムを利用して作成された合成信号から、挿入信号を分離する信号分離処理装置として機能させるプログラムであって、コンピュータを、合成信号を受信する合成信号受信部、符号要素、混合比率、合成回数、第１要素の位置情報、及び第２要素の位置情報を合成条件として取得する合成条件取得部、符号要素、混合比率、及び第２要素の位置情報を利用して、合成信号から所定の符号要素を除去する符号要素除去部、混合比率、合成回数、第１信号の位置情報、及び符号要素が除去された合成信号の要素を利用して、合成信号から合成回数分の挿入信号を分離する信号分離部、混合比率を利用して、埋込信号が除去された合成信号から原信号を復元する原信号復元部、合成回数に応じて、分離された合成回数分の挿入信号のそれぞれに含まれる要素ごとの総和平均を算出して、挿入信号を復元する挿入信号復元部として機能させる。
【００１４】
斯かる構成によれば、合成信号からの符号要素の除去、合成信号からの原信号の分離による原信号の復元、及び合成信号からの挿入信号の分離による挿入信号の復元という、簡素な作業で合成信号から原信号及び挿入信号を分離、復元できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の如く、本発明に係る信号合成処理装置、信号分離処理装置、及びプログラムによれば、原信号に対する挿入信号の合成又は分離をより簡素にできるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る信号合成処理装置及び信号分離処理装置のシステム構成図を示す。
【図２】同実施形態に係る信号合成処理装置（信号分離処理装置）のハードウェア構成図を示す。
【図３】同実施形態に係る信号合成処理装置のブロック図を示す。
【図４】同実施形態に係る合成条件決定部のブロック図を示す。
【図５】同実施形態に係る挿入信号の混合比率０．０００４で合成された合成信号から、挿入信号を分離した場合における総和平均の回数と、正答率との相関を示す。
【図６】同実施形態に係る、埋込信号を原信号に合成する回数を８０００回とする場合における、挿入信号の混合比率と正答率との相関を示す。
【図７】同実施形態に係る信号合成部のブロック図を示す。
【図８】同実施形態に係る信号分離処理装置のブロック図を示す。
【図９】同実施形態に係る信号復元部のブロック図を示す。
【図１０】同実施形態に係る合成信号の作成におけるフローチャートを示す。
【図１１】同実施形態に係る合成条件の決定におけるフローチャートを示す。
【図１２】同実施形態に係る挿入信号の分離におけるフローチャートを示す。
【図１３】同実施形態に係る原信号、埋込信号、及び合成信号の一例を示し、図１３（ａ）は、原信号の一例を示し、図１３（ｂ）は挿入信号の一例を示し、図１３（ｃ）は、合成信号の一例を示す。
【図１４】同実施形態に係る原信号、埋込信号、及び合成信号の他の一例を示し、図１４（ａ）は、原信号の他の一例を示し、図１４（ｂ）は、挿入信号の他の一例を示し、図１４（ｃ）は、合成信号の他の一例を示す。
【図１５】同実施形態に係る原信号に埋込信号を合成する概念図を示す。
【図１６】同実施形態に係る挿入信号及び分離された挿入信号の一例を示し、図１６（ａ）は、挿入信号の一例を示し、図１６（ｂ）は、分離された挿入信号の一例を示す。
【図１７】同実施形態に係る挿入信号及び総和平均された挿入信号の一例を示し、図１７（ａ）は、挿入信号の一例を示し、図１７（ｂ）は、総和平均された挿入信号の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る信号合成処理装置、信号分離処理装置、及びプログラムについて、図１〜図１５を利用して説明する。なお、本実施形態においては、原信号に対して合成する挿入信号を聞き取りにくくする場合で説明する。また、本実施形態においては、原信号及び挿入信号について、音信号を例として説明する。ここで、音信号とは、音声信号、音響信号等であり、スピーカ等の再生機器を利用して再生可能な信号全般をいうものとする。また、原信号は、挿入信号に対して十分な要素数（データ量）を有しているのが好ましい。
【００１８】
図１に示すように、信号合成処理装置２及び信号分離処理装置５を含むシステムは、信号処理システム１を構成する。信号処理システム１は、原信号及び挿入信号を合成する信号合成処理装置２と、原信号及び挿入信号を信号合成処理装置２に提供する信号提供装置３と、信号合成処理装置２において合成された合成信号を出力する合成信号出力装置４と、合成信号出力装置４において出力された合成信号から挿入信号を分離する信号分離処理装置５とを備える。
【００１９】
［信号合成処理装置］
図２に示すように、本実施形態に係る信号合成処理装置２は、ホスト・コントローラ２８２により相互に接続されるＣＰＵ２０５、ＲＡＭ２２０、サウンド・コントローラ２５０、再生装置２５５、グラフィック・コントローラ２７５、及び表示装置２８０を有するＣＰＵ２０５周辺部と、入出力コントローラ２８４によりホスト・コントローラ２８２に接続される通信インターフェイス２３０、ハードディスクドライブ２４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ２６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２８４に接続されるＲＯＭ２１０と、入出力チップ２７０を有するレガシー入出力部とを備える。
【００２０】
ホスト・コントローラ２８２は、ＲＡＭ２２０と、高い転送レートでＲＡＭ２２０をアクセスするＣＰＵ２０５、サウンド・コントローラ２５０、及びグラフィック・コントローラ２７５とを接続する。ＣＰＵ２０５は、ＲＯＭ２１０及びＲＡＭ２２０に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部を制御する。サウンド・コントローラ２５０は、ＲＡＭ２２０内に展開される音信号を取得して、再生装置２５５に音信号を再生させる。グラフィック・コントローラ２７５は、ＣＰＵ２０５等がＲＡＭ２２０内に設けたフレーム・バッファ上に作成する画像データを取得して、表示装置２８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２７５は、ＣＰＵ２０５等が作成する画像データを格納するフレーム・バッファを内部に含んでもよい。
【００２１】
入出力コントローラ２８４は、ホスト・コントローラ２８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２３０、ハードディスクドライブ２４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２６０を接続する。通信インターフェイス２３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２４０は、信号合成処理装置２内のＣＰＵ２０５が使用するプログラム及びデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ２６０は、ＣＤ−ＲＯＭ２９５からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２２０を介してハードディスクドライブ２４０に提供する。
【００２２】
また、入出力コントローラ２８４には、ＲＯＭ２１０と、入出力チップ２７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２１０は、信号合成処理装置２が起動時に実行するブート・プログラム、信号合成処理装置２のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。入出力チップ２７０は、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
【００２３】
ＲＡＭ２２０を介してハードディスクドライブ２４０に提供されるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ２９５又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２２０を介して信号合成処理装置２内のハードディスクドライブ２４０にインストールされ、ＣＰＵ２０５において実行される。信号合成処理装置２にインストールされて実行されるプログラムは、ＣＰＵ２０５等に働きかけて制御部として機能させ、信号合成処理装置２を制御させる。
【００２４】
信号合成処理装置２は、例えば、携帯端末、パーソナルコンピュータ等であってよい。信号合成処理装置２は、信号提供装置３及び合成信号出力装置４に有線又は無線で接続されて、原信号、挿入信号、及び合成信号を送受信する。図３に示すように、信号合成処理装置２は、ユーザからの入力を受け付ける入力デバイス２１ａと、信号提供装置３から原信号及び挿入信号を取得する信号取得部２１と、信号取得部２１が取得した原信号及び挿入信号を格納する信号格納部２２と、原信号及び挿入信号の合成条件を決定する合成条件決定部２３と、合成条件決定部２３が決定した合成条件を格納する合成条件格納部２４と、決定された合成条件にしたがって原信号及び挿入信号を合成する信号合成部２５と、合成信号及び決定された合成条件を合成信号出力装置４に出力する信号出力部２６とを備える。
【００２５】
入力デバイス２１ａは、例えばキーボードやマウス等である。入力デバイス２１ａは、信号提供装置３に格納されている原信号及び挿入信号のうち、ユーザに選択された原信号及び挿入信号の情報の入力を受け付ける。入力デバイス２１ａは、入力された、原信号及び挿入信号を選択する情報を、信号取得部２１に送る。
【００２６】
なお、入力デバイス２１ａは、マイク等の音読取部であってもよく、入力デバイス２１ａに原信号又は挿入信号が直接入力されてもよい。原信号又は挿入信号が入力デバイス２１ａに入力された場合、入力デバイス２１ａは、入力された原信号又は挿入信号を信号取得部２１に送る。また、入力デバイス２１ａは、キーボード等の入力デバイスであってよく、原信号及び挿入信号を合成する合成条件の入力を受け付けてもよい。合成条件が入力された場合、入力デバイス２１ａは、入力された合成条件を合成条件決定部２３に送る。
【００２７】
信号取得部２１は、例えば、ＬＡＮカードや、無線通信手段、又はＩ／Ｏポート等を含む。信号取得部２１は、キーボード等の入力デバイス２１ａにおいて入力された、原信号及び挿入信号が選択された情報を取得する。信号取得部２１は、選択された原信号及び挿入信号を信号提供装置３から取得する。信号取得部２１は、取得した原信号及び挿入信号を信号格納部２２に送る。また、マイク等の入力デバイス２１ａから原信号及び挿入信号が送られた場合には、信号取得部２１は、送られた原信号及び挿入信号を信号格納部２２に送る。なお、入力デバイス２１ａから送られた原信号及び挿入信号がアナログ信号である場合、信号取得部２１は、アナログ信号をデジタル信号（量子化データ）に変換して、信号格納部２２に送信する。
【００２８】
信号格納部２２は、例えば、ハードディスク、ＲＡＭ、光メディア、又はＳＳＤなどの記憶装置であってもよい。信号格納部２２は、信号取得部２１によって受信された原信号及び挿入信号を格納する。
【００２９】
合成条件決定部２３は、図４に示すように、原信号及び挿入信号のそれぞれの信号を評価する信号評価部２３１と、原信号及び挿入信号を合成して合成信号を作成する際の混合比率を決定する混合比率決定部２３２と、原信号に対して挿入信号を合成する合成回数を決定する合成回数決定部２３３と、決定された合成回数に応じて、原信号の要素のうち、挿入信号の要素を合成する第１要素と、第１要素と同じ信号量とみなせる、挿入信号の要素を合成しない第２要素を決定する要素決定部２３４とを有する。合成条件決定部２３は、全体としてＣＰＵ２０５が機能することで、原信号及び挿入信号の所定の合成条件を決定する。ここで、原信号の要素とは、量子化された原信号に含まれる信号値の一つをいう。また、挿入信号の要素とは、量子化された挿入信号に含まれる信号値の一つをいう。
【００３０】
信号評価部２３１は、信号格納部２２に格納されている原信号及び挿入信号を読み出す。信号格納部２２に複数の原信号及び挿入信号が格納されている場合には、信号評価部２３１は、入力デバイス２１ａからの原信号及び挿入信号を選択する入力に応じて、原信号及び挿入信号を読み出してもよい。
【００３１】
信号評価部２３１は、原信号の信号値の変化の大きさを評価する。具体的に、信号評価部２３１は、原信号のそれぞれの要素の振幅の変化に応じて、原信号の音量の変化が激しいか、穏やかであるかを評価する。例えば、信号評価部２３１は、原信号が起伏の激しい音楽等の場合には、原信号の信号値の変化を激しいと評価し、原信号が無音部分のある音声等の場合には、原信号の信号値の変化を穏やかと評価する。信号評価部２３１は、原信号及び挿入信号の信号値を評価して得られた結果を、混合比率決定部２３２、合成回数決定部２３３、及び要素決定部２３４に送る。なお、信号評価部２３１は、原信号に合成する挿入信号が複数ある場合には、それぞれの挿入信号を評価すると共に、挿入信号の数を合成条件決定部２３に送信してもよい。なお、本実施形態においては、挿入信号の数を１つであるとして説明する。
【００３２】
混合比率決定部２３２は、信号評価部２３１から受け取った評価結果から、合成信号における原信号と挿入信号との混合比率を決定する。混合比率決定部２３２は、原信号に対して挿入信号が聞き取りにくくなり、かつ原信号から挿入信号を抽出できる程度の混合比率を決定する。
【００３３】
例えば、原信号の信号値の変化が激しいと評価されている場合、混合比率決定部２３２は、基準となる所定の混合比率に対して、合成信号における原信号の混合比率を相対的に低くし、挿入信号の混合比率を相対的に高くする。逆に、原信号の信号値の変化が穏やかと評価されている場合、混合比率決定部２３２は、基準となる所定の混合比率に対して、合成信号における原信号の混合比率を相対的に高くし、挿入信号の混合比率を相対的に低くする。混合比率決定部２３２は、決定された混合比率を、合成回数決定部２３３及び合成条件格納部２４に送る。なお、入力デバイス２１ａに混合比率の入力があった場合、混合比率決定部２３２は、入力された混合比率を合成回数決定部２３３及び合成条件格納部２４に送る。
【００３４】
なお、原信号に対して挿入信号が聞き取りにくくなり、かつ原信号から挿入信号を抽出できる程度の混合比率としては、原信号と挿入信号とのＳ／Ｎ比が４０ｄＢ程度であるのが好ましい。例えば、合成信号出力装置４が合成信号を電子データとして格納する場合、混合比率決定部２３２は、挿入信号の混合比率を０．０００４程度にするのが好ましい。本実施形態では、原信号の混合比率を０．９９９６、挿入信号の混合比率を０．０００４として説明する。以下、単に混合比率と示す場合には、原信号の混合比率及び挿入信号の混合比率のいずれも含むものとする。
【００３５】
合成回数決定部２３３は、混合比率決定部２３２で決定された混合比率に応じて、原信号に合成される挿入信号の合成回数を決定する。具体的には、合成回数決定部２３３は、混合比率決定部２３２で決定された混合比率に応じて、原信号に対して直列的に繰り返して挿入信号を合成すべく、その合成回数を決定する。合成回数決定部２３３は、挿入信号の混合比率が所定の混合比率よりも高い場合には、合成回数を所定の回数よりも少なくする。合成回数決定部２３３は、挿入信号の混合比率が所定の混合比率よりも低い場合には、合成回数を所定の回数よりも多くする。本実施形態においては、合成回数決定部２３３は、上記混合比率に対して、所定の合成回数を８０００回として決定する。
【００３６】
図５に示すように、上記混合比率において、挿入信号を復元するための総和平均の回数は、８０００回以上において１００％の復元率を得ることができる。また、図６に示すように、総和平均の回数を８０００回とすると、挿入信号の１００％の復元率を得るためには、挿入信号の混合比率は、０．０００４以上を必要とする。この相関を利用して、挿入信号の混合比率が０．０００４よりも高い場合には、合成回数決定部２３３は、合成回数を８０００回よりも少なくすることができる。逆に、挿入信号の混合比率が０．０００４よりも低い場合には、合成回数決定部２３３は、合成回数を８０００回よりも多くするのが好ましい。これらの混合比率及び合成回数の決定は、原信号の特性に依存して変化する。
【００３７】
合成回数決定部２３３は、決定した合成回数を要素決定部２３４及び合成条件格納部２４に送信する。なお、入力デバイス２１ａに合成回数が入力された場合、合成回数決定部２３３は、入力された合成回数を、原信号と挿入信号との合成回数として決定してもよい。
【００３８】
要素決定部２３４は、混合比率決定部２３２から混合比率を受け取って、挿入信号に符号要素を埋め込んで埋込信号を作成すべく、符号要素を決定する。ここで、符号要素とは、挿入信号の隣り合う要素の任意の位置に埋め込まれる、任意の要素の集合をいう。要素決定部２３４は、混合比率決定部２３２で決定された混合比率で原信号と埋込信号とを合成したとしても、符号要素が原信号に埋もれない程度に十分な値を有する符号要素を決定する。本実施形態において、要素決定部２３４は、符号要素を｛３２７６７，０，３２７６７，０，３２７６７，０，・・・｝の信号値を有する集合であると決定するものとする。要素決定部２３４は、決定した符号要素を合成条件格納部２４に送る。
【００３９】
また、要素決定部２３４は、信号評価部２３１から受け取った評価結果から、挿入信号内に符号要素を埋め込む位置を決定する。例えば、信号評価部２３１から受け取った評価結果が、原信号の信号値の変化が激しいという評価である場合、要素決定部２３４は、挿入信号の隣り合う要素の全ての間を符号要素の埋込位置として決定してよい。また、信号評価部２３１から受け取った評価結果が、原信号の信号値の変化が穏やかという評価である場合、要素決定部２３４は、原信号の穏やかさに応じて挿入信号の隣接する複数の要素ごとにブロック化して、隣り合うブロックの間を符号要素の埋込位置として決定してよい。いずれの場合であっても、要素決定部２３４はさらに、挿入信号の最初の要素のヘッダ側又は最後の要素のフッダ側の位置に符号要素を挿入することを決定する。要素決定部２３４は、決定した埋込位置と、合成回数決定部２３３で決定された合成回数に応じて、原信号の要素のうち、挿入信号の要素と合成する第１要素の位置を決定し、第１要素と同じ信号量とみなせる、挿入信号の要素を合成しない要素、即ち符号要素と合成する第２要素の位置を決定する。
【００４０】
ここで、符号要素の埋込位置を決定する原理について説明する。量子化された信号は、サンプリング周波数に応じて、１秒間に数千から数万回標本化されることが多い。例えば、ＣＤ−ＤＡでは、４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数により、１秒間に４４１００回標本化されている。このように、原信号がかなり短い間隔で標本化されていることにより、信号の隣り合う要素（ある地点で標本化された信号値と、次の地点で標本化された信号値）は、ほぼ同じ信号値を有するものとみなすことができる。特に、音信号等のように時間的連続性を有する波の量子化データの場合、隣り合う要素も時間的連続性を有するので、同じ信号値を有するものとみなすのに適している。したがって、要素決定部２３４は、原信号の第１要素に隣接する第２要素を、第１要素と同じ信号量を有するとみなして、それぞれの要素に、挿入信号の要素及び符号要素の要素のそれぞれを合成することを決定することができる。
【００４１】
特に、原信号の信号値の変化が穏やか（信号値の変化値が少ない）という結果の場合、同じ信号値とみなせる要素が複数隣接しているとみなせる。そこで、要素決定部２３４は、原信号の複数の要素ごとにブロック化できる。要素決定部２３４は、隣り合うブロックの間を符号要素の挿入位置として決定できる。これは、ブロックに含まれる挿入信号の各要素及び符号要素のそれぞれを合成することになる原信号の要素が、同じ信号値を有するものとみなすことができることによる。したがって、要素決定部２３４は、ブロックに含まれる挿入信号の要素の数を、原信号の各要素のうち信号値を同じとみなせる要素の数に応じて決定することが好ましい。このように要素決定部２３４が挿入信号の要素をブロック化して符号要素をブロック間に挿入することを決定することにより、埋込信号のデータ量を減らすことができる。これにより、原信号の各要素のうち、埋込信号が合成される要素を減らすことができ、原信号の要素の加工を最小限にとどめることができる。
【００４２】
なお、本実施形態において、要素決定部２３４は、挿入信号の各要素の間の全ての位置に、符号要素を埋め込むものとする。また、要素決定部２３４は、挿入信号最後の要素のフッダ側の位置に、符号要素を埋め込むものとする。要素決定部２３４は、符号要素の埋込位置と、原信号の第１要素の位置情報と、第２要素の位置情報とを合成条件格納部２４に送る。なお、要素決定部２３４は、第１要素の位置情報と、第２要素の位置情報とに代えて、最初の第１要素の位置情報と、最初の第２要素の位置情報と、その後の第１要素及び第２要素の位置情報の相関を示す情報とを合成条件格納部２４に送ってもよい。なお、要素決定部２３４は、決定した符号要素、第１要素の位置情報、及び第２要素の位置情報に代えて、入力デバイス２１ａに入力された符号要素、第１要素の位置情報、及び第２要素の位置情報を合成条件格納部２４に送ってもよい。
【００４３】
合成条件格納部２４は、例えば、ハードディスク、ＲＡＭ、又はＳＳＤ等の記憶装置であってよい。合成条件格納部２４は、信号評価部２３１から送られた挿入信号の数と、混合比率決定部２３２から送られた混合比率と、合成回数決定部２３３から送られた合成回数と、要素決定部２３４から送られた符号要素、符号要素の埋込位置、第１要素の位置、及び第２要素の位置を合成条件として格納する。
【００４４】
信号合成部２５は、図７に示すように、決定された合成条件にしたがって埋込信号を作成する埋込信号作成部２５１と、原信号と作成された埋込信号とを合成する合成信号作成部２５３とを有する。信号合成部２５は、全体としてＣＰＵ２０５が機能することで、原信号と埋込信号とを合成する。
【００４５】
埋込信号作成部２５１は、信号格納部２２に格納されている挿入信号を取得する。また、埋込信号作成部２５１は、合成条件格納部２４に格納されている合成条件を取得する。埋込信号作成部２５１は、合成条件に含まれる挿入信号の数、符号要素、及び埋込位置とを利用して、取得した挿入信号に符号要素を埋め込む。また、埋込信号作成部２５１は、挿入信号の最初の要素のヘッダ側又は最後の要素のフッダ側に、一つの符号要素を埋め込む。埋込信号作成部２５１は、作成された埋込信号を合成信号作成部２５３に送る。
【００４６】
本実施形態において、埋込信号作成部２５１は、挿入信号を１つ、符号要素｛３２７６７，０，３２７６７，０，３２７６７，０，・・・｝、埋込位置を挿入信号の隣り合う要素の間及び最後の要素のフッダ側にするという合成条件にしたがって、埋込信号を作成する。すなわち、埋込信号作成部２５１は、１つの挿入信号の隣り合う要素のそれぞれの間に、符号要素のそれぞれの要素を順に埋め込む。そして、埋込信号作成部２５１は、挿入信号の最後の要素のフッダ側にも符号要素の一つを埋め込んで、埋込信号を作成する。これにより、埋込信号作成部２５１は、最初から奇数番目の要素に挿入信号の要素を有し、偶数番目の要素に符号要素の要素を有する埋込信号を作成する。埋込信号作成部２５１は、作成した埋込信号を合成信号作成部２５３に送る。
【００４７】
合成信号作成部２５３は、埋込信号作成部２５１から送られた埋込信号を取得する。合成信号作成部２５３は、信号格納部２２に格納されている原信号を取得する。また、合成信号作成部２５３は、合成条件格納部２４に格納されている合成信号を取得する。合成信号作成部２５３は、合成条件に含まれる混合比率と原信号の第１要素の位置及び第２要素の位置とにしたがって、原信号に含まれる各要素と、埋込信号に含まれる各要素とを合成して合成信号を作成する。
【００４８】
すなわち、合成信号作成部２５３は、合成条件に含まれる混合比率を利用して、以下の式を満たすように合成信号を作成する。
（式１）
Ｘi＝Ａ1Ｓ1,i+Ａ2Ｓ2,i
【００４９】
ここで、Ｘiは、量子化された合成信号の第ｉ番目の要素を示し、Ａ1は、原信号の混合比率を示し、Ｓ1,iは、量子化された原信号の第ｉ番目の要素を示し、Ａ2は、埋込信号（挿入信号）の混合比率を示し、Ｓ2,iは、量子化された埋込信号の第ｉ番目の要素を示す。
【００５０】
合成信号作成部２５３は、このようにして、原信号の量子化データである各要素と、埋込信号の量子化データである各要素とを対応させて合成信号を作成する。本実施形態において、合成信号作成部２５３は、原信号の奇数番目の要素と、挿入信号の要素とを合成する。また、合成信号作成部２５３は、原信号の偶数番目の要素と、符号要素の要素とを合成する。また、本実施形態では、合成信号作成部２５３は、原信号の混合比率０．９９９６と埋込信号の混合比率０．０００４とを利用して合成信号を作成する。合成信号作成部２５３は、作成した合成信号を信号出力部２６に送る。
【００５１】
信号出力部２６は、例えば、ＬＡＮカードや、無線通信手段、又はＩ／Ｏポート等を含む。信号出力部２６は、作成された合成信号を合成信号出力装置４に送る。また、信号出力部２６は、作成された合成信号と共に、合成条件格納部２４に格納されている合成条件を取得して、合成信号出力装置４に送る。
【００５２】
［信号提供装置］
信号提供装置３は、例えば、データベースを備えるサーバであり、信号合成処理装置２に提供する少なくとも１つの原信号及び少なくとも１つの挿入信号を格納している。
【００５３】
［合成信号出力装置］
合成信号出力装置４は、例えば、サーバやパーソナルコンピュータ、携帯端末等であり、信号合成処理装置２からから送信された合成信号及び合成条件を、合成信号出力装置４内に設けられているデータベース（図示しない）等に格納する。また、合成信号出力装置４は、信号合成処理装置２に接続されるスピーカ等であってもよく、デジタル信号である合成信号をアナログ信号に変換して再生してもよい。
【００５４】
［信号分離処理装置］
次に、信号分離処理装置５について説明する。信号分離処理装置５のハードウェア構成は、信号合成処理装置２のハードウェア構成に対して、信号分離処理装置５にインストールされて実行されるプログラムが、ＣＰＵ２０５等に働きかけて制御部として機能させ、信号分離処理装置５を制御させる点で相違する。その他構成は、信号合成処理装置２の構成と同様であるので、ここでの説明を省略する。
【００５５】
信号分離処理装置５は、図８に示すように、合成信号出力装置４に格納されている合成信号のうち、取得する合成信号を選択入力する入力デバイス５１ａと、選択された合成信号を合成信号出力装置４から取得する合成信号取得部５１と、合成信号取得部５１で取得された合成信号を格納する信号格納部５２と、合成信号、原信号、又は抽出された挿入信号を再生する信号再生部５３と、合成信号の合成条件を取得する合成条件取得部５４と、合成信号出力装置４から取得した合成条件を格納する合成条件格納部５５と、合成条件に基づいて合成信号から挿入信号を復元する信号復元部５６とを備える。なお、本実施形態では、信号合成処理装置２における実施形態において詳述した合成信号から挿入信号を分離する場合で説明する。
【００５６】
入力デバイス５１ａは、例えば、キーボードやマウスであり、合成信号出力装置４に格納されている合成信号から、挿入信号の分離を希望する合成信号の選択入力をユーザから受け付ける。入力デバイス５１ａは、入力された合成信号の選択を、合成信号取得部５１に送る。なお、入力デバイス５１ａは、マイク等の音読取部を含んでもよく、合成信号を読み取った後、デジタル信号に変換して合成信号取得部５１に送ってもよい。さらに、入力デバイス５１ａは、合成信号に係る合成条件の入力を受け付けて、入力された該合成条件を合成条件取得部５４に送ってもよい。
【００５７】
合成信号取得部５１は、例えば、ＬＡＮカードや、無線通信手段、又はＩ／Ｏポート等を含む。合成信号取得部５１は、入力デバイス５１ａに入力された合成信号の選択に基づいて、合成信号出力装置４から合成信号を取得する。合成信号取得部５１は、取得した合成信号を信号格納部５２に送る。なお、入力デバイス５１ａがマイク等の音読取部である場合には、合成信号取得部５１は、入力デバイス５１ａで入力された合成信号のデータを信号格納部５２に送る。
【００５８】
信号格納部５２は、例えば、ハードディスク、ＲＡＭ、光メディア、又はＳＳＤなどの記憶装置であってよい。信号格納部５２は、合成信号取得部５１から送られた合成信号を格納する。
【００５９】
信号再生部５３は、例えば、スピーカであり、信号格納部５２に格納された合成信号を取得して、ユーザに対して再生する。また、信号再生部５３は、信号復元部５６において分離された原信号又は挿入信号をユーザに対して再生する。
【００６０】
合成条件取得部５４は、ＣＰＵ２０５が機能することで、取得した合成信号に対応する合成条件を、合成信号出力装置４から取得する。合成条件取得部５４は、取得した合成条件を、合成条件格納部５５に送る。なお、入力デバイス５１ａに合成条件が入力された場合、合成条件取得部５４は、入力された合成条件を合成条件格納部５５に送る。本実施形態では、合成条件取得部５４は、１つの挿入信号、符号要素が｛３２７６７，０，３２７６７，０，３２７６７，０，・・・｝、挿入信号の挿入位置（第１要素）が合成信号の奇数番目、埋込信号の挿入位置（第２要素）が合成信号の偶数番目、原信号の混合比率が０．９９９６、挿入信号の混合比率が０．０００４といった合成条件を合成信号出力装置４から取得する。
【００６１】
合成条件格納部５５は、例えば、ハードディスク、ＲＡＭ、光メディア、又はＳＳＤなどの記憶装置であってよい。合成条件格納部５５は、合成条件取得部５４から送られた合成条件を格納する。
【００６２】
信号復元部５６は、図９に示すように、合成信号から符号要素を除去する符号要素除去部５６１と、合成信号から挿入信号を分離する信号分離部５６２と、原信号を復元する原信号復元部５６３と、分離した挿入信号を復元する挿入信号復元部５６４とを有する。
【００６３】
符号要素除去部５６１は、信号格納部５２から合成信号を取得する。また、符号要素除去部５６１は、合成条件格納部５５から該合成信号に係る合成条件を取得する。符号要素除去部５６１は、合成条件に含まれる混合比率と第２要素の位置情報とを利用して、合成信号から符号要素を除去する。すなわち、符号要素除去部５６１は、合成信号の要素のうち、原信号の要素と、符号要素の要素とが合成されている要素を特定した後、混合比率を加味して合成信号から符号要素を除去する。符号要素除去部５６１は、符号要素が除去された合成信号を信号分離部５６２に送る。
【００６４】
本実施形態においては、符号要素除去部５６１は、合成信号の偶数番目の要素から、埋込信号の混合比率０．０００４を加味して、符号要素｛３２７６７，０，３２７６７，０，３２７６７，０，・・・｝を除去する。これにより、符号要素除去部５６１は、偶数番目の要素に、混合比率０．９９９６が加味された原信号を有する合成信号を得る。
【００６５】
信号分離部５６２は、符号要素除去部５６１から、符号要素が除去された合成信号を取得する。また、信号分離部５６２は、合成条件格納部５５から合成条件を取得する。信号分離部５６２は、符号要素が除去された合成信号から挿入信号を分離する。ここで、信号分離部５６２は、原信号の要素のうち、隣合う各要素はそれぞれ等しい信号値を有するものとして、合成信号から挿入信号を分離する。
【００６６】
信号分離部５６２は、合成条件に含まれる混合比率、第１要素の位置情報、及び第２要素の位置情報を利用する。また、信号分離部５６２は、合成条件に含まれる第２要素の位置情報で特定される、合成信号に含まれる符号要素が除去された原信号の要素を利用して、合成信号から挿入信号を分離する。本実施形態において、信号分離部５６２は、合成信号の要素のうち、原信号の要素と挿入信号の要素とが合成されている第１要素、及び符号要素が除去された第２要素を特定した後、原信号の要素と挿入信号の要素とが合成されている第１要素から、符号要素が除去された第２要素の信号量を減算することで、合成信号から挿入信号を分離する。信号分離部５６２は、挿入信号及び符号要素を除去した合成信号、即ち埋込信号を除去した合成信号を原信号復元部５６３に送る。また、信号分離部５６２は、分離した挿入信号を挿入信号復元部５６４に送る。
【００６７】
原信号復元部５６３は、合成条件に含まれる混合比率と、埋込信号を分離した合成信号とを利用して原信号を復元する。具体的には、原信号復元部５６３は、原信号の混合比率で埋込信号を分離した合成信号の各要素を除算することで原信号を復元する。本実施形態において、原信号復元部５６３は、混合比率０．９９９６で埋込信号を分離した合成信号の各要素を除算することで原信号を復元する。
【００６８】
挿入信号復元部５６４は、合成条件に含まれる混合比率及び合成回数と、分離された挿入信号とを利用して挿入信号を復元する。具体的には、挿入信号復元部５６４は、挿入信号の混合比率で分離された挿入信号の各要素を除算する。そして挿入信号復元部５６４は、合成回数を加味して、除算された挿入信号の各要素の総和平均を算出することで挿入信号を復元する。本実施形態において、挿入信号復元部５６４は、混合比率０．０００４で分離した挿入信号の各要素を除算し、８０００個ずつある挿入信号の各要素ごとの信号値の和を８０００回で除算することで挿入信号を復元する。
【００６９】
本実施形態に係る信号合成処理装置２、信号分離処理装置５、及びプログラムの構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る信号合成処理装置２、信号分離処理装置５、及びプログラムの作用について、図１０〜図１２に示すフローチャートを利用して説明する。
【００７０】
［合成信号の作成］
まず、原信号及び挿入信号から合成信号を作成する手順を図１０及び図１１に示すフローチャートを利用して説明する。信号取得部２１は、信号提供装置３から原信号を取得する（ステップＳ６１）。信号取得部２１は、入力デバイス２１ａに入力された原信号を選択する入力にしたがって、信号提供装置３から原信号を取得してもよい。信号格納部２２は、信号取得部２１によって取得された原信号を格納する。
【００７１】
さらに、信号取得部２１は、信号提供装置３から挿入信号を取得する（ステップＳ６２）。信号取得部２１は、入力デバイス２１ａに入力された挿入信号を選択する入力にしたがって挿入信号を取得してもよい。信号格納部２２は、信号取得部２１によって取得された挿入信号を格納する。
【００７２】
合成条件決定部２３は、信号格納部２２に格納された原信号及び挿入信号について、合成条件を決定する（ステップＳ６３）。図１１に示すように、合成条件の決定は、原信号及び挿入信号のそれぞれの信号の信号値の評価（ステップＳ６３１）と、原信号及び挿入信号の混合比率の決定（ステップＳ６３２）と、原信号への挿入信号の合成回数の決定（ステップＳ６３３）と、合成する要素の決定（ステップＳ６３４）とを含む。
【００７３】
まず、信号評価部２３１は、原信号に挿入される挿入信号の個数を評価する。また、信号評価部２３１は、原信号に含まれる信号値の変化の大きさを評価する（ステップＳ６３１）。信号評価部２３１は、評価した結果を評価結果として、混合比率決定部２３２、合成回数決定部２３３、及び要素決定部２３４に送る。また、信号評価部２３１は、評価結果を合成条件格納部２４に送る。
【００７４】
混合比率決定部２３２は、信号評価部２３１から送られた評価結果にしたがって、原信号と挿入信号とを合成して合成信号にすべく、原信号及び挿入信号のそれぞれの混合比率を決定する（ステップＳ６３２）。混合比率決定部２３２は、合成信号において、挿入信号が原信号に対して聞き取りにくい程度の混合比率を決定する。混合比率決定部２３２は、決定した混合比率を合成回数決定部２３３及び合成条件格納部２４に送る。
【００７５】
合成回数決定部２３３は、混合比率決定部２３２から送られた混合比率にしたがって、原信号に挿入信号を合成する合成回数を決定する（ステップＳ６３３）。例えば、挿入信号の混合比率が所定の混合比率よりも高い場合、合成回数決定部２３３は、挿入信号の合成回数を所定の合成回数よりも少なくする。また、挿入信号の混合比率が所定の混合比率よりも低い場合、合成回数決定部２３３は、挿入信号の合成回数を所定の合成回数よりも多くする。合成回数決定部２３３は、決定した合成回数を要素決定部２３４及び合成条件格納部２４に送る。
【００７６】
要素決定部２３４は、混合比率決定部２３２から送られた混合比率を利用して、挿入信号に符号要素を埋め込んで埋込信号を作成すべく、符号要素を決定する（ステップＳ６３４）。また、要素決定部２３４は、信号評価部２３１で評価された結果にしたがって、挿入信号に埋め込む符号要素の埋込位置を決定する。また、要素決定部２３４は、決定された埋込位置と、合成回数決定部２３３から送られた合成回数とを利用して、挿入信号の要素が合成される原信号の第１要素の位置情報と、埋込信号の要素が合成される原信号の第２要素の位置情報とを決定する。要素決定部２３４は、決定された符号要素と、符号要素の埋込位置と、原信号の第１要素の位置と、原信号の第２要素の位置とを合成条件格納部２４に送る。
【００７７】
図１０に示すように、埋込信号作成部２５１は、信号格納部２２に格納されている挿入信号を読み出す。また、埋込信号作成部２５１は、合成条件格納部２４に格納されている合成条件を読み出す。そして、埋込信号作成部２５１は、読み出された合成条件にしたがって、要素決定部２３４で決定された符号要素を挿入信号に埋め込んで埋込信号を作成する（ステップＳ６４）。埋込信号作成部２５１は、作成した埋込信号を合成信号作成部２５３に送る。
【００７８】
合成信号作成部２５３は、合成条件格納部２４に格納されている合成条件を読み出す。また、合成信号作成部２５３は、埋込信号作成部２５１から埋込信号を取得すると共に、信号格納部２２から原信号を取得する。そして、合成信号作成部２５３は、合成条件にしたがって、埋込信号作成部２５１から送られた埋込信号と、信号格納部２２から取得した原信号とを合成して、合成信号を作成する（ステップＳ６５）。
【００７９】
より詳しくは、合成信号作成部２５３は、合成条件に含まれる原信号及び挿入信号の混合比率にしたがって、埋込信号作成部２５１から送られた埋込信号と、信号格納部２２から送られた原信号とを合成して合成信号を作成する。合成信号作成部２５３は、要素決定部２３４で決定された原信号の第１要素の位置に、埋込信号に含まれる挿入信号の要素を合成する。また、合成信号作成部２５３は、要素決定部２３４で決定された原信号の第２要素の位置に、埋込信号に含まれる符号要素の要素を合成する。合成信号作成部２５３は、作成した合成信号を信号出力部２６に送る。
【００８０】
信号出力部２６は、合成条件格納部２４から合成条件を読み出す。信号出力部２６は、読み出した合成条件と、合成信号作成部２５３から送られた合成信号とを合成信号出力装置４に出力する（ステップＳ６６）。
【００８１】
［挿入信号の分離］
次に、信号合成処理装置２で合成された合成信号から挿入信号を分離する手順を図１２に示すフローチャートを利用して説明する。合成信号取得部５１は、入力デバイス５１ａに入力された合成信号を選択する情報に基づいて、合成信号出力装置４から合成信号を取得する（ステップＳ７０）。合成信号取得部５１は、取得した合成信号を信号格納部５２に送る。信号格納部５２は、合成信号取得部５１から送られた合成信号を格納する。信号再生部５３は、信号格納部５２に格納された合成信号を取得して再生してもよい。
【００８２】
合成条件取得部５４は、入力デバイス５１ａに入力された合成信号を選択する情報に基づいて、合成信号の合成条件を合成信号出力装置４から取得する（ステップＳ７１）。合成条件取得部５４は、取得した合成条件を合成条件格納部５５に送る。合成条件格納部５５は、合成条件取得部５４から送られた合成条件を格納する。
【００８３】
符号要素除去部５６１は、信号格納部５２に格納されている合成信号を取得する。また、符号要素除去部５６１は、合成条件格納部５５に格納されている合成条件を取得する。符号要素除去部５６１は、合成条件に含まれる混合比率と、原信号の第２要素の位置情報と、符号要素とを利用して、合成信号から符号要素を除去する（ステップＳ７２）。より具体的には、符号要素除去部５６１は、合成信号の要素のうち、原信号の第２要素の位置を特定する。そして、符号要素除去部５６１は、合成条件に含まれる符号要素に挿入信号の混合比率を乗算して、その結果を合成信号の要素のうち、原信号の第２要素から減算する。すなわち、符号要素除去部５６１は、以下の式２を利用して、原信号を推定することで、原信号から符号要素を除去する。
（式２）
Ｓ1,(2i)＝Ｓ1,(2i-1)＝Ｘ(2i)／Ａ2−Ａ1Ｓ2,(2i)／Ａ2
【００８４】
ここで、Ｘiは、量子化された合成画像の第ｉ番目のデータを示し、Ａ1は、原信号の混合比率を示し、Ｓ1,iは、量子化された原信号の第ｉ番目データを示し、Ａ2は、埋込信号（符号要素）の混合比率を示し、Ｓ2,(2i)は、量子化された埋込信号の第２ｉ番目のデータ、すなわち符号要素を示す。
【００８５】
これにより、符号要素除去部５６１は、合成信号から符号要素を除去する。符号要素除去部５６１は、符号要素を除去した合成信号を、信号分離部５６２に送る。
【００８６】
信号分離部５６２は、符号要素除去部５６１から符号要素を除去した合成信号を取得する。また、信号分離部５６２は、合成条件格納部５５に格納されている合成条件を取得する。信号分離部５６２は、合成条件に含まれる混合比率と、原信号の第１要素の位置情報と、原信号の第２要素の位置情報とを利用して、合成信号から挿入信号を分離する（ステップＳ７３）。
【００８７】
より具体的には、信号分離部５６２は、合成条件に含まれる、原信号の第２要素の位置情報を利用して、合成信号に含まれる原信号の第２要素の位置を特定する。次に、信号分離部５６２は、合成条件に含まれる、原信号の第１要素の位置情報を利用して、合成信号に含まれる原信号の第１要素の位置を特定する。次に、信号分離部５６２は、合成信号に含まれる原信号の第１要素の位置の信号値から、合成信号に含まれる原信号の第２要素の位置の信号値を減算する。原信号の第１要素と原信号の第２要素とが、同じ信号値を有するとみなせるので、この処理により、信号分離部５６２は、混合比率を加味した挿入信号を得ることができる。
【００８８】
また、信号分離部５６２は、合成信号に含まれる原信号の第１要素の位置から、得られた挿入信号を減算することで、混合比率を加味した原信号を得ることができる。信号分離部５６２は、得られた原信号を原信号復元部５６３に送る。また、信号分離部５６２は、得られた挿入信号を挿入信号復元部５６４に送る。
【００８９】
原信号復元部５６３は、埋込信号が分離された合成信号を信号分離部５６２より取得する。また、原信号復元部５６３は、合成条件格納部５５に格納されている合成条件を取得する。原信号復元部５６３は、合成条件に含まれる混合比率を利用して、埋込信号が分離された合成信号から原信号を復元する（ステップＳ７４）。具体的には、原信号復元部５６３は、埋込信号が分離された合成信号の各要素を混合比率で除算することで、原信号を復元する。原信号復元部５６３は、復元した原信号を信号再生部５３に送る。
【００９０】
挿入信号復元部５６４は、合成信号から分離された挿入信号を信号分離部５６２より取得する。また、挿入信号復元部５６４は、合成条件格納部５５に格納されている合成条件を取得する。挿入信号復元部５６４は、合成条件に含まれる、混合比率と、合成回数とを利用して、合成信号から分離された挿入信号を復元する（ステップＳ７５）。具体的には、挿入信号復元部５６４は、合成回数に応じて、分離された挿入信号の各要素の総和平均を算出する。そして、挿入信号復元部５６４は、算出された総和平均を混合比率で除算することで、挿入信号を復元する。挿入信号復元部５６４は、復元した挿入信号を信号再生部５３に送る。信号再生部５３は、原信号復元部５６３及び挿入信号復元部５６４から、復元された原信号及び復元された挿入信号をそれぞれ取得して再生する。
【００９１】
具体的に、挿入信号復元部５６４は、下記式３により算出された挿入信号の推定値から、総和平均を算出して挿入信号を復元する。
（式３）
Ｓ2,(2i-1)＝Ｘ(2i-1)／Ａ2−Ａ1Ｓ1,(2i)／Ａ2
【００９２】
ここで、Ｘiは、量子化された合成画像の第ｉ番目のデータを示し、Ａ1は、原信号の混合比率を示し、Ｓ1,iは、量子化された原信号の第ｉ番目データを示し、Ａ2は、埋込信号（挿入信号）の混合比率を示し、Ｓ2,(2i-1)は、量子化された埋込信号の第（２ｉ−１）番目のデータ、すなわち挿入信号を示す。
【００９３】
次に、本実施形態に係る量子化データである原信号と量子化データである挿入信号との合成と、量子化データである合成信号からの量子化データである挿入信号の分離とを、実施例として説明する。なお、ここでは、原信号の混合比率を０．９９９６、挿入信号の混合比率を０．０００４、合成回数を８０００回として説明する。また、挿入信号の要素の合成を原信号の奇数番目の要素にするものとし、符号要素の要素の合成を原信号の偶数番目の要素にするものとする。
【００９４】
図１３（ａ）に参考例として示すような正弦波を原信号として利用する。図１３（ｂ）に参考例として示すようなコードを埋込信号として利用する。そして、図１３（ｃ）に示すような合成信号を得る。なお、図１３（ａ）、図１３（ｂ）では、図１３（ｃ）の波形を視覚的に表現するために、上記混合比率とは異なる混合比率を示している。
【００９５】
また、図１４（ａ）に参考例として示すような音声信号を原信号として利用することもできる。図１４（ｂ）に参考例として示すようなコードを埋込信号として利用することもできる。そして、図１４（ｃ）に示すような合成信号を得る。なお、図１４（ａ）、図１４（ｂ）では、図１４（ｃ）の波形を視覚的に表現するために、上記混合比率とは異なる混合比率を示している。
【００９６】
図１５に示すように、合成信号の要素の奇数番目には挿入信号の要素が合成され、合成信号の要素の偶数番目には符号要素の要素が合成される。そして、原信号の隣り合う要素を同じ信号値とみなすことができるので、合成信号の偶数番目の要素から符号要素を除去することで、合成信号から原信号と挿入信号とを分離できる。
【００９７】
次に、原信号から挿入信号を分離する場合の参考例について説明する。図１６（ａ）に参考例として示すような挿入信号が原信号に埋め込まれているものとする。図１６（ａ）に示すように、原信号に埋め込まれる信号は、ブロックとして示される挿入信号を決定された合成回数分繰り返した信号である。また、埋込信号は、この信号に符号要素が埋め込まれた信号である。
【００９８】
図１６（ｂ）に示すように、原信号から単に分離された挿入信号は、実際に埋め込まれた信号と比較すると、それぞれのブロック毎に異なる値を有する。そこで、複数のブロックに含まれる要素が利用されて、総和平均が算出されると、図１７（ｂ）に参考例として示すような信号を得ることができる。図１７（ａ）に参考例として示す挿入信号（図１６（ａ）と同様の挿入信号を示す）と比較すると、図１７（ａ）に示す挿入信号は、図１７（ｂ）に示す信号のように、総じて復元される。
【００９９】
以上により、本実施形態に係る信号合成処理装置２、信号分離処理装置５、及びプログラムによれば、原信号に対する挿入信号の合成または分離をより簡素にできる。すなわち、原信号及び挿入信号の分離原理や手順を簡素化することができるとともに、メモリ使用量などの負荷についても軽減することができる。
【０１００】
また、挿入信号を原信号に合成して聞き取りにくくすることができるので、ユーザに原信号を提供しつつ、同時に様々な原信号に対する情報等の他の情報を提供することができる。これにより、原信号とは別にファイルを提供する必要がなく、ユーザビリティに長けた装置を提供することができる。
【０１０１】
なお、本発明に係る信号合成処理装置２、信号分離処理装置５、及びプログラムは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。さらに、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【０１０２】
例えば、本実施形態に係る信号合成処理装置２、信号分離処理装置５、及びプログラムにおいては、音信号の場合で説明したが、画像信号等の他の種類の信号に適用してもよい。
【０１０３】
また、本実施形態に係る信号合成処理装置２、信号分離処理装置５、及びプログラムおいては、埋込信号を原信号に対して聞き取りにくいようにする場合で説明したが、信号の流通制御に挿入信号を利用する場合には、原信号を聞き取りにくいように挿入信号を合成してもよい。この場合、要素決定部２３４は、符号要素を暗号化して合成条件に含ませることができる。そして、信号分離処理装置５において、信号復元部５６は、符号要素を複合化して原信号及び挿入信号を復元することで、適切な流通制御を図ることができる。
【０１０４】
また、本実施形態に係る信号合成処理装置２、信号分離処理装置５、及びプログラムにおいて、要素決定部２３４は、挿入信号に挿入する符号要素を決定しているが、符号要素を決定せずともよい。この場合、要素決定部２３４は、挿入信号の要素を合成する原信号の第１要素の位置情報と、原信号の第１要素と同じ信号値を有するとみなせる原信号の第２要素の位置情報とを決定するだけでよい。
【０１０５】
また、本実施形態に係る信号合成処理装置２、信号分離処理装置５、及びプログラムにおいては、挿入信号についても音信号として説明したが、挿入信号を画像信号等の表示可能な信号として、図示しない表示部に表示するようにしてもよい。
【０１０６】
また、本実施形態に係る信号合成処理装置２、信号分離処理装置５、及びプログラムにおいては、挿入信号の要素がブロック化された場合、要素決定部２３４は、原信号の第１要素の位置をブロックに含まれる各要素と合成される位置とする。また、要素決定部２３４は、原信号の第２要素の位置を隣り合うブロック間に埋め込まれた符号要素と合成される位置とする。符号要素除去部５６１は、合成信号の要素のうち、第２要素の位置に対応する位置から符号要素を除去する。信号分離部５６２は、合成信号の要素のうち、第１要素の位置に対応するそれぞれの要素の信号量から、符号要素を除去した第２要素の信号量を減算することで、挿入信号と原信号とを分離できる。
【０１０７】
また、本実施形態に係る信号合成処理装置２、信号分離処理装置５、及びプログラムにおいては、要素決定部２３４は、挿入信号の最初の要素のヘッダ側、又は挿入信号の最後の要素のフッダ側に同期信号を埋め込む決定をして、合成条件として出力してもよい。合成信号作成部２５３は、要素決定部２３５で決定された位置に、埋込信号の最初又は最後を示す同期信号を埋め込んでもよい。これにより、挿入信号復元部５６４は、挿入信号のそれぞれの要素の総和平均を算出する場合において、いずれの要素を最初の要素とするか、又はいずれの要素を最後の要素とするかについて、容易に判断することができる。
【０１０８】
また、本実施形態に係る信号合成処理装置２、信号分離処理装置５、及びプログラムにおいては、要素決定部２３４は、挿入信号が複数ある場合、複数の挿入信号のそれぞれを直列的に並べて、原信号の第１要素と第２要素とを決定してもよい。この場合、要素決定部２３４は、それぞれの挿入信号の最初の要素のヘッダ側、又は挿入信号のフッダ側に同期信号を埋め込む決定をして、合成条件として出力してもよい。合成信号作成部２５３は、要素決定部２３５で決定された位置に、埋込信号の最初又は最後を示す同期信号を埋め込んでもよい。これにより、挿入信号復元部５６４は、挿入信号のそれぞれの要素の総和平均を算出する場合において、いずれの要素を最初の要素とするか、又はいずれの要素を最後の要素とするかについて、容易に判断することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１…信号処理システム、２…信号合成処理装置、３…信号提供装置、４…合成信号出力装置、５…信号分離処理装置、２１…信号取得部、２１ａ…入力デバイス、２２…信号格納部、２３…合成条件決定部、２４…合成条件格納部、２５…信号合成部、２６…信号出力部、５１…合成信号取得部、５１ａ…入力デバイス、５２…信号格納部、５３…信号再生部、５４…合成条件取得部、５５…合成条件格納部、５６…信号復元部、２３１…信号評価部、２３２…混合比率決定部、２３３…合成回数決定部、２３４…要素決定部、２５１…埋込信号作成部、２５３…合成信号作成部、５６１…符号要素除去部、５６２…信号分離部、５６３…原信号復元部、５６４…挿入信号復元部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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