(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音楽データに付加データを付加したデータを生成するデータ生成方法において、
前記音楽データの特性と置換ビット数との関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、
特定された前記置換ビットを付加データに置換して付加音楽データを生成し、
前記置換ビット数データによってヘッダー部を生成し、前記ヘッダー部の後に前記付加音楽データを配置して出力データを生成する
ことを特徴とするデータ生成方法。
【請求項２】
音楽データに付加データを付加したデータを生成するデータ生成方法において、
前記付加データを必要に応じて暗号化し、
前記付加データを暗号化したか否かを示す暗号化データを生成し、
前記音楽データのデータ値と置換ビット数との関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして各サンプリング毎に特定し、
特定された前記置換ビットを前記付加データまたは暗号化された付加データに置換して付加音楽データを生成し、
通常の音楽データと前記付加音楽データとを識別するための識別データを生成し、
前記識別データ、前記暗号化データおよび前記置換ビット数データによってヘッダー部を生成し、
前記ヘッダー部の後に前記付加音楽データを配置して出力データを生成する
ことを特徴とするデータ生成方法。
【請求項３】
前記ヘッダー部は、各曲毎に生成し、各曲毎に前記ヘッダー部と前記付加音楽データとを連結することを特徴とする請求項１または２に記載のデータ生成方法。
【請求項４】
音楽データに付加データを付加したデータを記録する記録装置であって、
前記音楽データの特性と置換ビット数との関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを前記付加データに置換して付加音楽データを生成する付加音楽データ生成手段と、
前記置換ビット数データによってヘッダー部を生成するヘッダー部生成手段と、
前記ヘッダー部の後に前記付加音楽データを配置して記録データを生成する記録データ生成手段と、
前記記録データを記録媒体に記録する記録手段と
を備えたことを特徴とする記録装置。
【請求項５】
前記記録手段は、前記音楽データを記録する既存の記録媒体の記録フォーマットと同一のファーマットを用いて前記音楽データの替わりに前記記録データを前記記録媒体に記録することを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
【請求項６】
音楽データの特性と置換ビット数との関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを付加データに置換して得た付加音楽データを記録した記録媒体であって、
前記置換ビット数データ、前記付加音楽データの順番に各データを記録したデータ構造を有することを特徴とする記録媒体。
【請求項７】
通常の音楽データと前記付加音楽データとを識別するための識別データ、前記置換ビット数データ、前記付加音楽データの順番に各データを記録したデータ構造を有することを特徴とする請求項６に記載の記録媒体。
【請求項８】
前記付加データは必要に応じて暗号化されたものであり、
前記識別データと前記付加音楽データとの間に、暗号化されたか否かを示す暗号化データと前記置換ビット数データとを記録したデータ構造を有することを特徴とする請求項７記載の記録媒体。
【請求項９】
前記識別データから前記付加音楽データまでのデータを、各曲毎に記録するデータ構造を有することを特徴とする請求項６乃至８のうちいずれか１項に記載の記録媒体。
【請求項１０】
音楽データを記録した既存の記録媒体の記録フォーマットと同一のファーマットを用いて前記音楽データの替わりに前記識別データから前記付加音楽データまでのデータを記録したデータ構造を有することを特徴とする請求項６乃至９のうちいずれか１項に記載の記録媒体。
【請求項１１】
音楽データの特性と置換ビット数の関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを付加データに置換して得た付加音楽データを記録した記録媒体を再生する再生装置であって、
前記記録媒体からデータを再生するデータ再生手段と、
再生されたデータから前記置換ビット数データを抽出する置換ビット数データ抽出手段と、
再生されたデータから前記付加音楽データを抽出し、再生された置換ビット数データに基づいて、再生された前記付加音楽データから前記音楽データと前記付加データとを分離する分離手段と
を備えたことを特徴とする再生装置。
【請求項１２】
請求項７に記載の記録媒体を少なくとも再生可能な再生装置であって、
前記記録媒体からデータを再生するデータ再生手段と、
再生されたデータから前記識別データを検出する検出手段と、
前記識別データが検出されると、再生されたデータから前記置換ビット数データを抽出する置換ビット数データ抽出手段と、
前記識別データが検出される場合には、再生されたデータから前記付加音楽データを抽出し、再生された置換ビット数データに基づいて、再生された前記付加音楽データから前記音楽データと前記付加データとを分離して出力する一方、前記識別データが検出されない場合には、再生されたデータを前記音楽データとして出力する分離手段と
を備えたことを特徴とする再生装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の記録媒体を少なくとも再生可能な再生装置であって、
前記記録媒体からデータを再生するデータ再生手段と、
再生されたデータから前記識別データを検出する検出手段と、
前記識別データが検出されると、再生されたデータから前記置換ビット数データを抽出する置換ビット数データ抽出手段と、
前記識別データが検出されると、再生されたデータから前記暗号化データを抽出する暗号化データ抽出手段と、
前記再生された置換ビット数データに基づいて、再生された前記付加音楽データから前記音楽データと前記付加データとを分離して出力する分離手段と、
分離された付加データを記憶するとともに一定のビットレートで読み出すビットレート平均化手段と、
再生された前記暗号化データが暗号化を指示するときに、前記ビットレート平均化手段から出力される暗号化された付加データを解読する解読手段と
を備えたこと特徴とする再生装置。
【請求項１４】
再生された前記暗号化データが暗号化を指示する場合に、個々の装置で固有の特定情報に基づいて、再生された装置を特定するための透かしデータを生成する透かしデータ発生手段と、
前記透かしデータ、解読された前記付加データ、および分離された前記音楽データを合成する合成手段と、
合成されたデータをデジタル信号からアナログ信号に変換して再生音楽信号を生成するＤ／Ａ変換手段と
を備えたことを特徴とする請求項１３に記載の再生装置。
【請求項１５】
サーバと通信網を介して接続される請求項１３に記載の再生装置であって、
再生しようとする曲を特定する曲特定情報を生成するとともに、課金を許可する課金許可情報を生成する情報生成手段と、
前記曲特定情報と前記課金許可情報とを前記サーバに前記通信網を介して送信するとともに、前記通信網を介して前記サーバから返信されてくる前記曲特定情報に対応する鍵を受信する送受信手段とを備え、
前記解読手段は、前記送受信手段によって受信した鍵に基づいて、暗号化された前記付加データを解読すること
を特徴とする再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高品質の音楽データの生成および記録・再生に好適なデータ生成方法、記録装置、記録媒体、および再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音楽信号を記録した記録媒体として、ＣＤ（Compact Disk）が広く普及している。ＣＤに記録されるデータは、まず、Ｌチャンネル、Ｒチャンネルの音楽信号を、４４.１ＫＨｚで各々サンプリングして１６ビットの標本化データを２系統生成し、これらの標本化データに誤り訂正符号等を付加した後、ＥＦＭ（Eight to Fourteen Modulation）方式で変調して生成される。
また、ＣＤプレーヤでは、ＣＤから再生した標本化データをＤ／Ａ変換してアナログ音楽信号として出力する。ＣＤに記録される標本化データは、標本化周波数が４４.１ＫＨｚで１６ビットのデータ幅を有することから、再生音楽信号の周波数帯域は２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚとなり、そのダイナミックレンジは９０ｄＢ以上を確保することができる。このため、高品質の音楽信号を再生することが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、音楽情報に加えて、歌詞の文字や画像、あるいはその他の付加情報を記録することができれば、ＣＤの付加価値を高めることができる。音楽情報に付加情報を加えて記録するには、現行フォーマットとは異なる新フォーマットに従って記録することが考えられる。
しかし、既に普及しているＣＤプレーヤを用いて、新フォーマットで記録されたＣＤを再生すると、再生したデータを全て音楽信号の標本化データとして取り扱う。すなわち、新フォーマットで記録したＣＤは、既存のＣＤプレーヤで再生することができないといった問題がある。
また、付加情報は有用な情報であるため、その著作権を保護する観点から、ダビングを防止したいといった要求がある。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、互換性を維持しつつ音楽データに付加情報を加えることができるデータ生成方法、また、そのようなデータを記録した記録媒体、記録媒体にデータを記録するための記録装置、記録媒体を再生する再生装置を提供することを目的とする。また、他の目的は、付加情報の著作権を保護することが可能な再生装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明のデータ生成方法にあっては、音楽データに付加データを付加したデータを生成するデータ生成方法において、前記音楽データの特性と置換ビット数との関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを付加データに置換して付加音楽データを生成し、前記置換ビット数データによってヘッダー部を生成し、前記ヘッダー部の後に前記付加音楽データを配置して出力データを生成することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のデータ生成方法にあっては、音楽データに付加データを付加したデータを生成するものにおいて、前記付加データを必要に応じて暗号化し、
前記付加データを暗号化したか否かを示す暗号化データを生成し、前記音楽データの特性と置換ビット数との関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを前記付加データまたは暗号化された付加データに置換して付加音楽データを生成し、通常の音楽データと前記付加音楽データとを識別するための識別データを生成し、前記識別データ、前記暗号化データおよび前記置換ビット数データによってヘッダー部を生成し、前記ヘッダー部の後に前記付加音楽データを配置して出力データを生成することを特徴とする。
上記発明において、前記ヘッダー部は、各曲毎に生成し、各曲毎に前記ヘッダー部と前記付加音楽データとを連結することが好ましい。
【０００８】
次に、本発明に係る記録装置は、音楽データに付加データを付加したデータを記録する記録装置であって、前記音楽データの特性と置換ビット数との関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを前記付加データに置換して付加音楽データを生成する付加音楽データ生成手段と、前記置換ビット数データによってヘッダー部を生成するヘッダー部生成手段と、前記ヘッダー部の後に前記付加音楽データを配置して記録データを生成する記録データ生成手段と、前記記録データを記録媒体に記録する記録手段とを備えたことを特徴とする。
ここで、記録手段は、前記音楽データを記録する既存の記録媒体の記録フォーマットと同一のファーマットを用いて前記音楽データの替わりに前記記録データを前記記録媒体に記録することが望ましい。
【０００９】
次に、本発明に係る記録媒体は、音楽データの特性と置換ビット数との関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを付加データに置換して得た付加音楽データを記録した記録媒体であって、前記置換ビット数データ、前記付加音楽データの順番に各データを記録したデータ構造を有することを特徴とする。
ここで、通常の音楽データと前記付加音楽データとを識別するための識別データ、前記置換ビット数データ、前記付加音楽データの順番に各データを記録したデータ構造を有することが望ましい。
ここで、前記付加データは必要に応じて暗号化されたものであり、記録媒体は前記識別データと前記付加音楽データとの間に、暗号化されたか否かを示す暗号化データと前記置換ビット数データとを記録したデータ構造を有することが望ましい。
さらに、記録媒体は、前記識別データから前記付加音楽データまでのデータを、各曲毎に記録するデータ構造を有するものであってもよい。
くわえて、記録媒体は、音楽データを記録した既存の記録媒体の記録フォーマットと同一のファーマットを用いて前記音楽データの替わりに前記識別データから前記付加音楽データまでのデータを記録したデータ構造を有することが好ましい。
【００１０】
次に、本発明に係る再生装置は、音楽データの特性と置換ビット数の関係を示す置換ビット数データに基づいて、前記音楽データのＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを付加データに置換して得た付加音楽データを記録した記録媒体を再生するものであって、前記記録媒体からデータを再生するデータ再生手段と、再生されたデータから前記置換ビット数データを抽出する置換ビット数データ抽出手段と、再生されたデータから前記付加音楽データを抽出し、再生された置換ビット数データに基づいて、再生された前記付加音楽データから前記音楽データと前記付加データとを分離する分離手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る再生装置は、上述した記録媒体を少なくとも再生可能な装置であって、前記記録媒体からデータを再生するデータ再生手段と、再生されたデータから前記識別情報を検出する検出手段と、前記識別情報が検出されると、再生されたデータから前記置換ビット数データを抽出する置換ビット数データ抽出手段と、前記識別情報が検出される場合には、再生されたデータから前記付加音楽データを抽出し、再生された置換ビット数データに基づいて、再生された前記付加音楽データから前記音楽データと前記付加データとを分離して出力する一方、前記識別情報が検出されない場合には、再生されたデータを前記音楽データとして出力する分離手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る再生装置は、上述した記録媒体を少なくとも再生可能な再生装置であって、前記記録媒体からデータを再生するデータ再生手段と、再生されたデータから前記識別情報を検出する検出手段と、前記識別情報が検出されると、再生されたデータから前記置換ビット数データを抽出する置換ビット数データ抽出手段と、前記識別情報が検出されると、再生されたデータから前記暗号化データを抽出する暗号化データ抽出手段と、前記再生された置換ビット数データに基づいて、再生された前記付加音楽データから前記音楽データと前記付加データとを分離して出力する分離手段と、分離された付加データを記憶するとともに一定のビットレートで読み出すビットレート平均化手段と、再生された前記暗号化データが暗号化を指示するときに、前記ビットレート平均化手段から出力される暗号化された付加データを解読する解読手段とを備えたこと特徴とする。
【００１３】
さらに、再生装置は、再生された前記暗号化データが暗号化を指示する場合に、個々の装置で固有の特定情報に基づいて、再生された装置を特定するための透かしデータを生成する透かしデータ発生手段と、前記透かしデータ、解読された前記付加データ、および分離された前記音楽データを合成する合成手段と、合成されたデータをデジタル信号からアナログ信号に変換して再生音楽信号を生成するＤ／Ａ変換手段とを備えることが好ましい。
【００１４】
くわえて、前記再生装置はサーバと通信網を介して接続されることを前提とし、再生しようとする曲を特定する曲特定情報を生成するとともに、課金を許可する課金許可情報を生成する情報生成手段と、前記曲特定情報と前記課金許可情報とを前記サーバに前記通信網を介して送信するとともに、前記通信網を介して前記サーバから返信されてくる前記曲特定情報に対応する鍵を受信する送受信手段とを備え、前記解読手段は、前記送受信手段によって受信した鍵に基づいて、暗号化された前記付加データを解読するものであってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である新フォーマットで記録可能な記録装置、ＣＤ（記録媒体）、および再生装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明においては、既存のＣＤプレーヤを「旧再生装置」、既存の音楽データが記録されたＣＤを「旧ＣＤ」、新フォーマットで記録されたＣＤを「新ＣＤ」、新ＣＤに記録された付加データを所定の条件の下に再生可能な装置を「新再生装置」と称する。
【００１６】
１．音楽データの圧縮原理
記録装置等について説明する前に、本発明に用いる音楽データの圧縮原理について説明する。
【００１７】
人の耳の構造は、外耳、中耳、内耳に大別される。音が、耳の穴を通って鼓膜を振動させると、鼓膜と内耳を連結する耳小骨が振動し、これが内耳にある蝸牛管に伝えられる。蝸牛管の内部には聴神経と繋がった内有毛細胞と外有毛細胞とがある。これらの有毛細胞には短い毛が生えており、この毛を覆うように蓋膜と呼ばれる器官がある。音が機械的な振動として蝸牛管に伝えられると有毛細胞が押し上げられ蓋膜に押し当てられる。内有毛細胞の場合、毛が曲がると細胞内に化学変化が起こり神経パルスが発生する。神経パルスは一瞬時の電流である。聴神経の９０％は内有毛細胞に繋がっており、内有毛細胞はいわば聴覚センサの役割を果たしている。
【００１８】
一方、外有毛細胞は、１０％の聴神経と繋がっているものの、神経パルスを発生しない。しかし、外有毛細胞は、入ってきた振動に応じて伸縮し、振動を力学的に増幅する役割を果たしている。この機能は、微弱な音に対しては大きく働く一方、強い音に対してはほとんど働かない。換言すれば、外有毛細胞は、微弱な音が入力したとき振幅を増幅し、内有毛細胞の感度を高めるといった役割を担っている。
【００１９】
このように、空気の振動であった音は、中耳で鼓膜や耳小骨による機械的な振動となり、さらに内耳で振動が神経パルスに変換されて、脳に伝えられる。この際、微弱な音に対しては人が大きく感じられるように増幅され、強い音に対しては、さほど増幅されない。
【００２０】
また、マスキングと呼ばれる聴覚現象が知られている。これは、ある音が別の音によって妨害され、聞き取りにくくなるという現象である。例えば、雑踏の中では、電話の音がなかなか聞き取れない、などというのがこれである。逆に考えれば、目的音が強く妨害音が微弱であれば、人は妨害音を検知することができない。ただし、上述したように人の耳は微弱な音に対しては感度が高いので、目的音が弱くなるにつれ、妨害音を検知できる音の強さが大きくなる。すなわち、目的音の強さに応じて、人が検知することができる音の大きさが定まる。
さらに、聴覚特性には、音がごく微弱になると音を検知することができない領域がある。図１は、検知可能絶対レベルを示したグラフであり、縦軸には音圧レベル、横軸には周波数を取ってある。この図からもわかるように、音圧レベルが閾値Ｘを下回ると、人は全周波数帯域において音を検知することができない。
【００２１】
本発明は、以上の聴覚特性に着目してなされたものであり、第１に音楽データのうち閾値を下回る所定の下位ビットを付加データに置換する。この場合、付加データは、人が音を検知することができないレベルで音楽データに付加されているので、置換された音楽データを再生したとしても、人は、付加データを検知することができない。
第２に音楽データのデータ値に応じて、音楽データのうち付加データに置換するビット数を定める。人の耳はデータ値が大きくなるほど妨害音を検知することができないので、データ値に応じて置換ビットの数を変更することにより、より多くの付加データを重畳させることができる。
【００２２】
２．記録システム
２−１：ハードウエア
次に、上述した音楽データの圧縮方式を適用した記録システムについて説明する。
図２は、記録システムの全体構成を示すブロック図である。記録システム１００は、コンピュータシステムで構成されており、ＣＰＵ１０、ハードディスク２０、ＲＡＭ３０、書込装置４０、ディスプレイ５０、キーボード６０を備えており、各構成部分はバスを介して接続されている。
まず、ＣＰＵ１０は、記録システム１００全体を制御するとともに、各種のアプリケーションプログラムを実行する。
【００２３】
次に、ハードディスク２０には、音楽データＤwavや付加データＤaddが格納されている。音楽データＤwavは、サンプリング周波数が４４.１ＫＨｚ、１サンプリング当たり１６ビットのデータであって、旧ＣＤに記録されているものと同様である。一方、付加データＤaddは、有用な情報であればどのようなものであってもよく、例えば、音楽データＤwavの高精細データ、音楽データＤwavに同期したＭＩＤＩデータ、歌詞のテキストデータ、歌い手の画像データ、あるいは、ＭＰ３（Moving Picture Experts Group 3）等の圧縮方式によって圧縮された音楽データである。この例の付加データＤaddは、圧縮された音楽情報と圧縮された画像情報とから構成されているものとする。ここで、音楽情報は、高品質再生のために必要な情報であり、例えば、低周波数帯域、高周波数帯域の音楽データである。また、画像情報とは、人の視覚で認識される情報であり、例えば、動画や静止画の他、テキストが含まれる。
さらに、ハードディスク２０には、音楽データＤwavを分析して各曲毎に圧縮量を算出するアプリケーションプログラムや音楽データＤwavの一部を付加データＤaddに置換して付加音楽データＤwav'を生成するためのアプリケーションプログラム、生成された付加音楽データＤwav'をＣＤに書き込むためのアプリケーションプログラム等が格納されている。
【００２４】
次に、ＲＡＭ３０はＣＰＵ１０の作業領域として機能し、音楽データＤwavの一部を付加データＤaddに置換する際に、付加音楽データＤwav'を一時記憶するために用いられたり、あるいは、曲の先頭部分に書き込むヘッダー部ＨＤを一時記憶するのに用いられる。
次に、書込装置４０は、ＣＤにデータを書き込むための装置であり、例えば、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷ、もしくはＣＤを大量に製造する場合の原盤となるマスターＣＤを作成する専用装置が該当する。
【００２５】
次に、ディスプレイ５０は、処理結果を表示する表示部として機能する。オペレータはディスプレイ５０の画面によって、処理の進行状況や処理結果を知ることができ、例えば、ある曲に付加することができる付加データＤaddのデータ量を知ることができる。また、キーボード６０は、オペレータが指示を入力するための入力手段として機能し、例えば、付加データＤaddを暗号化するか否かの指示等がキーボード６０によって入力される。
【００２６】
以上の記録システムにより、ＣＰＵ１０は、曲単位で音楽データＤwavを分析し、その分析結果に基づいて付加データＤaddのデータ量を求める。そして、ＣＰＵ１０は、予め定められた規則に従って、音楽データＤwavのＬＳＢ側のビット（置換ビット）を上記データ量に見合うように用意された付加データＤaddに置換して付加音楽データＤwav'を生成する。さらに、ＣＰＵ１０は各曲の先頭部分にどのような規則に従って置換を行ったかを示す情報等を付加して１曲のデータを完成させ、これを旧再生装置で再生可能なＣＤ−ＤＡ形式でＣＤに記録する。
【００２７】
２−２：ソフトウエア
まず、音楽データＤwavを分析する分析プログラムについて説明する。この分析プログラムは、曲単位で音楽データＤwavを分析して圧縮可能なデータ量、換言すれば付加データの量を算出するために用いる。図３は分析プログラムのフローチャートである。
【００２８】
まず、ハードディスク２０に格納されている音楽データＤwavを曲単位でＲＡＭ３０に読み込む（ステップＳａ１）。次に、音楽データＤwavを各サンプリング毎に有効ビットが何ビットであるかを特定する（ステップＳ２）。具体的には、１６ビットの音楽データＤwavのうちＭＳＢ側から調べて初めて値が変化する最上位のビットを特定する。例えば、音楽データＤwavが“0001010000100100(LSB)”であるとすれば、ＭＳＢから数えて第３番目、第６番目、第１１番目、および第１３番目のビットについてデジットが“１”となっているから、この音楽データＤwavの有効ビットは１３ビットである。この処理は曲の開始から曲の終了まで行われる。これにより、１曲の有効ビットの分布を知ることができる。この分析結果は、図４に示す有効ビット分布テーブルTBLAとしてＲＡＭ３０に記憶される。
【００２９】
次に、１曲中に使用している楽器を曲の進行に関連付けて分析する（ステップＳａ３）。この処理は、音楽データＤwavに基づいてソフトウエアで分析してもよいし、あるいは人がキーボードを操作して入力してもよい。図５は、分析結果の一例を示す図である。この例では、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間においては、ピアノのみの演奏となっており、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間においては、ピアノにドラムとギターの演奏が加わっており、さらに時刻ｔ２以降はボーカルが加わっている。
【００３０】
次に、ステップＳａ３の分析結果に基づいて、置換ビット数テーブルTBLBを選択する（ステップＳａ４）。置換ビット数テーブルTBLBは、有効ビット数と置換ビット数とを対応付けるものである。ここで、置換ビットとは、音楽データＤwavの各ビットうち付加データＤaddとの置換の対象となるビットである。置換ビット数テーブルTBLBは、上述したマスキング効果を考慮して、音楽データＤwavの置換ビットを付加データＤaddに置換しても人がノイズとして検知できないように、有効ビット数と置換ビット数との関係を定めてある。
【００３１】
付加音楽データＤwav'が記録された新ＣＤを旧再生装置（既存のＣＤプレーヤ）で再生すると、付加データＤaddはノイズとして再生される。しかしながら、上述したように置換ビット数テーブルTBLBはマスキング効果を考慮して作成されているので、置換ビット数テーブルTBLBに従って生成された付加音楽データＤwav'を再生しても、人はノイズを検知することができない。
【００３２】
くわえて、置換ビット数テーブルTBLBは、ピアノやギターといった楽器の種類、ポップスやクラシックといった曲のジャンルに応じて複数用意されている。図６（ａ）はピアノに対応する置換ビット数テーブルTBLB1の内容を示したものであり、図６（ｂ）はギターに対応する置換ビット数テーブルTBLB2の内容を示したものであり、図６（ｃ）はクラッシックに対応する置換ビット数テーブルTBLB3の内容を示したものであり、図６（ｄ）はポップスに対応する置換ビット数テーブルTBLB4の内容を示したものである。これらの図に示すように、楽器の種類や曲のジャンルによって、置換ビット数は異なる。これは、楽器の種類や曲のジャンルによって、人がノイズと感ずる置換ビット数が異なるからである。
【００３３】
例えば、ピアノに対応する置換ビット数テーブルTBLB1とギターに対応する置換ビット数テーブルTBLB2とを比較すると、TBLB1では有効ビット数が“１５”のとき置換ビット数が“２”であるのに対し、TBLB2では有効ビット数が“１５”のとき置換ビット数が“５”となっている。これは、人は、ギターの演奏と比較してピアノの演奏の方がノイズを低い音圧レベルで検知するからである。また、クラッシックに対応する置換ビット数テーブルTBLB3とポップスに対応する置換ビット数テーブルTBLB4の内容を比較すると、TBLB3では有効ビット数が“１３”のとき置換ビット数が“２”であるのに対し、TBLB4では有効ビット数が“１３”のとき置換ビット数が“４”である。これは、人は、クラッシックの演奏と比較してポップスの演奏の方がノイズを検知しにくいからである。
【００３４】
ステップＳａ４の処理では、上述した各種の置換ビット数テーブルTBLBの選択を行う。この選択の態様としては、第１に曲毎に１つの置換ビット数テーブルTBLBを選択する場合と、第２に１曲の中で複数の置換ビット数テーブルTBLBを切り替えて選択する場合とがある。いずれの態様を取るかは、個々の曲毎に記録システム１００のオペレータが定める。
【００３５】
ここでは、第２の選択態様について、具体的に説明する。例えば、対象となる曲のジャンルがポップスであり、曲の分析結果が図５に示すものとなっているものとする。この曲のジャンルはポップスであるから、ポップスに対応する置換ビット数テーブルTBLB4を曲全体で選択することも考えられる。しかし、この曲では、図５に示すように時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間においては、演奏楽器がピアノのみとなっていることから、イントロの部分でピアノの独奏があると考えられる。このような場合に、曲全体で置換ビット数テーブルTBLB4を選択すると、イントロ部分でノイズが検知される可能性がある。そこで、図５に示すように時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間では、ピアノに対応する置換ビット数テーブルTBLB2を選択し、時刻ｔ１以降では、ポップスに対応する置換ビット数テーブルTBLB4を選択する。
この選択は、ステップＳａ３による分析結果をディスプレイに表示させ、オペレータがキーボード６０を操作することにより行う。すると、ＣＰＵ１０は、曲の進行時間と選択された置換ビット数テーブルTBLBの名称を対応付けた選択テーブルTBLCをＲＡＭ３０に記憶する。図７は、図５に示すように置換ビット数テーブルTBLBの選択が行われた場合の選択テーブルTBLCの内容を示したものである。
【００３６】
次に、ＣＰＵ１０は、ステップＳａ１で得た有効ビット分布テーブルTBLA、選択テーブルTBLC、および各種の置換ビット数テーブルTBLBを参照して、１つの曲に付加できる付加データＤaddのデータ量を算出する（ステップＳａ５）。
このようにして、付加データＤaddのデータ量が求められると、この条件を満たす付加データＤaddを用意する。この場合、付加データＤaddは、ブロック毎に生成する。ここでブロックとは、１種類の置換ビット数テーブルTBLBを連続して使用する付加データＤaddの単位である。図８は、付加データＤaddのフォーマットを示す図であり、同図（ａ）は第１番目のブロック、同図（ｂ）は２番目以降のブロックのフォーマットである。
【００３７】
第１番目のブロックにおいては、データ量情報、継続情報、付加情報の順にデータを配置してある。データ量情報は当該ブロックのデータ量を示す情報である。継続情報は当該ブロックに続くブロックの有無を示す情報である。付加情報は、テキストや画像、あるいは圧縮された音楽情報といった付加データＤaddの本体となる情報である。
第２番目以降のブロックにおいては継続情報と付加情報との間に置換ビット数情報tblbが介挿されている。置換ビット数情報tblbは、当該ブロックで使用する置換ビット数テーブルTBLBと同一の内容である。したがって、後述する新再生装置では、置換ビット数情報tblbを再生することによって、付加音楽データＤwav'から音楽データＤwavと付加情報とを分離することが可能となる。
なお、第１番目のブロックに置換ビット数情報tblbが入っていないのは、曲の開始部分に挿入するヘッダー部に第１番目のブロックに用いる置換ビット数情報tblbを配置するためである。
【００３８】
次に、付加音楽データＤwav'の記録に用いる記録データRECを生成するデータ生成プログラムについて説明する。ここでは、データ生成プログラムによる処理について説明する前に、まず、記録データRECのフォーマットについて説明する。図９に１曲の記録データRECのフォーマットを示す。この図に示すように記録データRECは、ヘッダー部ＨＤとこれに続く付加音楽データＤwav'から構成される。ヘッダー部ＨＤは、ＳＹＮＣ、暗号化情報Ｚ、および置換ビット数情報tblbを備えている。ＳＹＮＣは、暗号化情報Ｚ以下の部分で取り得ないビットパターンで構成されており、同期情報として機能するとともに、以下の情報に付加音楽データＤwav'が介挿されていること示す情報として機能する。換言すれば、従来の音楽データＤwavと付加音楽データＤwav'を識別するための識別データとして機能する。次に、暗号化情報Ｚは、付加音楽データＤwav'中の付加データＤaddおよび置換ビット数情報tblbが暗号化されているか否かを示す情報である。
【００３９】
暗号化情報Ｚをヘッダー部ＨＤに含めるようにしたのは、以下の理由による。付加データＤaddは、上述したように歌詞のテキストや歌い手の画像といった有用な情報である。このため、付加データＤaddを暗号化しておけば、新再生装置であっても鍵を取得しなければ付加データＤaddを再生することができず、付加データＤaddの著作権を保護することができる。一方、付加データＤaddの中には、著作権者が公開する意向のデータもある。すなわち、付加データＤaddは必要に応じて暗号化し、暗号化されていない付加データＤaddについては全ての新再生装置で再生可能とし、暗号化された付加データＤaddについては、鍵を取得した特定の新再生装置でのみ再生可能とする必要がある。そこで、記録データRECを再生したときに、新再生装置が付加データＤaddが暗号化されている否かを認識可能とするために暗号化情報Ｚをヘッダー部ＨＤに含ませたのである。
【００４０】
ところで、記録データRECを記録した新ＣＤを旧再生装置で再生すると、旧再生装置は、ヘッダー部ＨＤを含む全てのデータを音楽データＤwavとして取り扱う。付加音楽データＤwav'が音楽データＤwavとして取り扱われても問題とならないのは、上述したようにマスキング効果を考慮して置換ビット数を定めたからであった。しかし、ヘッダー部ＨＤは曲の先頭に配置されるため、音楽データＤwavによるマスキング効果は期待できない。このため、ヘッダー部ＨＤは１６ビットのＬＳＢまたはＬＳＢから２ビットを用いて構成する。換言すれば、ヘッダー部ＨＤを構成するＳＹＮＣ、暗号化情報Ｚ、置換ビット数情報tblbといった各データを生成する際に、各データの１サンプリング当たりのビット数を、音楽データＤwavの１サンプリング当たりのビット数（１６ビット）と等しくなるように生成し、かつ、各データの有効ビットをＬＳＢ側の所定ビットに制限している。
【００４１】
図１０は、ＣＤ−ＤＡ形式にした記録データRECとその再生波形を示した図である。ここでは、ヘッダー部ＨＤを１６ビットのデータのＬＳＢで構成した例を示す。このようにヘッダー部ＨＤをＬＳＢで構成すると、ヘッダー部ＨＤを再生する期間において、再生波形は殆ど変化しないため、当該期間は無音に近い状態として再生される。さらに、ヘッダー部ＨＤをＬＳＢで構成したとしても、当該期間は略十数ｍsecで終了するため、人がヘッダー部ＨＤの再生音を聴いてもノイズと感じることは殆どない。
【００４２】
図１１は、記録データRECを生成するデータ生成プログラムのフローチャートである。まず、オペレータによって、付加データＤaddを暗号化するか否かが入力される（ステップＳｂ１）。次に、ＣＰＵ１０は付加データＤaddを暗号化する指示が入力されているか否かを判定し（ステップＳｂ２）、暗号化する場合には、予め用意された付加データＤaddに暗号化処理を施して、暗号化された付加データＤadd'を生成する。くわえて、ＣＰＵ１０は、付加データＤaddの第１番目のブロックに対応する置換ビット数情報tblbも併せて暗号化する（ステップＳｂ３）。この場合、ＣＰＵ１０は、暗号化情報Ｚのデジットとして“１”をセットする（ステップＳｂ４）。一方、暗号化しない場合には、暗号化情報Ｚとして“０”をセットする（ステップＳｂ５）。
【００４３】
次に、ＣＰＵ１０は、ヘッダー部ＨＤを生成する（ステップＳｂ６）。具体的には、予め用意されているＳＹＮＣのビットパターンに続けて、上述したステップＳｂ４またはＳｂ５の処理で得た暗号化情報Ｚを連結し、さらに、この後に置換ビット数情報tblbを連結する。こうして生成されたヘッダー部ＨＤは、ＣＰＵ１０によってＲＡＭ３０の所定の記憶領域に格納される。
【００４４】
次に、ＣＰＵ１０は、付加音楽データＤwav'を生成する（ステップＳｂ７）。この場合、ＣＰＵ１０は、上述した分析プログラムで得た置換ビット数テーブルTBLBと選択テーブルTBLCとを参照して、１サンプリング毎に音楽データＤwavの置換ビットを特定し、特定された置換ビットを付加データＤaddまたはＤadd'に置換する。
【００４５】
次に、ＣＰＵ１０は、ヘッダー部ＨＤと付加音楽データＤwav'とを連結して記録データRECを生成する（ステップＳｂ８）。こうして、生成された記録データRECはＲＡＭ３０の所定の記憶領域に格納される。
この後、オペレータが書込装置にＣＤをセットした後、記録プログラムが起動されると、ＣＰＵ１０は、記録データRECを旧再生装置で再生可能なＣＤ−ＤＡ形式に変換し書込装置４０に転送する。すると、書込装置４０は、ＣＤ−ＤＡ形式で記録データRECをＣＤに書き込む。
当該ＣＤがマスターＣＤである場合には、このマスターＣＤに基づいてスタンパを作成し、射出成形等の周知の製造方法によって新ＣＤを製造することができる。
なお、上述した記録システム１００において、各曲毎に記録データRECを生成するようにしたのは、同じミュージシャンの複数の曲を記録したＣＤであっても、曲の種類や、曲中で演奏される楽器が異なるため、置換ビット数テーブルTBLBを各曲毎に設定する必要があるからである。
【００４６】
３．再生システム
次に、再生システムについて図面を参照しつつ説明する。
３−１：新再生装置の構成
図１２は、新再生装置のブロック図である。新再生装置２００は、光ピックアップ２１０、音楽データ再生部２２０を備えている。光ピックアップ２１０は、レーザ光を照射する半導体レーザ、および半導体レーザが照射したレーザ光がＣＤで反射された反射光を受光して、反射光の光量に応じたレベルの再生信号を出力する受光器の他、半導体レーザおよび受光器の位置決めを行うサーボ機構等から構成されている。
【００４７】
また、音楽データ再生部２２０は、光ピックアップ２１０からの再生信号に基づいて、再生データPBを生成するように構成されている。なお、再生データPBは、仮に再生するＣＤが旧ＣＤであるならば音楽データＤwavであり、新ＣＤであるならばヘッダー部ＨＤを有する記録データRECである。すなわち、音楽データ再生部２２０までの構成は、旧再生装置と同様である。この例の音楽データ再生部２２０は、再生信号を所定レベルまで増幅するプリアンプ、プリアンプの出力信号に対して波形整形を行う波形等化回路、波形整形された再生信号からクロック信号を抽出するクロック再生回路、クロック信号に同期して波形整形された再生信号に対して“１”、“０”の判定を行って再生デジタル信号を出力するコンパレータ、再生デジタル信号に対して誤り訂正を施して再生データPBを出力する誤り訂正回路等を備えている。
【００４８】
さらに、新再生装置２００は、バッファ２３０、ＳＹＮＣ検出器２４０、置換ビット数情報検出部２５０、および付加データ分離部２６０を備えている。まず、バッファ２３０は、少なくともＳＹＮＣのデータ容量だけ再生データPBを遅延させるＦＩＦＯメモリで構成される。
【００４９】
次にＳＹＮＣ検出器２４０は、再生データPBのビットパターンとＳＹＮＣのビットパターンが一致するか否かを判定し、両者が一致したときＨレベル（アクティブ）となる同期検出信号ＳＳを生成する。バッファ２３０は再生データPBを遅延させるので、同期検出信号ＳＳは、バッファ２３０から遅延された再生データPBが出力される前に当該再生データPBが付加音楽データＤwav'であるか否かを各部に知らせることができる。
【００５０】
次に、置換ビット数情報検出部２５０は、メモリ等によって構成されており、同期検出信号ＳＳがアクティブとなった場合に、バッファ２３０の出力データから置換ビット数情報tblbを抽出し、これを記憶する。この置換ビット数情報tblbによって付加音楽データＤwav'を音楽データＤwavと付加データＤadd,Ｄadd'に分離することが可能となる。
【００５１】
次に、付加データ分離部２６０は、同期検出信号ＳＳがアクティブの場合には、再生データPBからヘッダ部ＨＤを削除して付加音楽データＤwav'を抽出し、さらに、置換ビット数情報tblbに基づいて、付加音楽データＤwav'を音楽データＤwavと付加データＤadd,Ｄadd'とに分離する。一方、同期検出信号ＳＳが非アクティブの場合には、再生データPBを音楽データＤwavとして出力する。付加音楽データＤwav'から付加データＤadd,Ｄadd'を分離する処理では、第１に、有効ビット数を検知する。具体的には付加音楽データＤwav'の各サンプリング毎に、１６ビットの付加音楽データＤwav'のうちＭＳＢ側から調べて初めて値が変化する最上位のビットを特定することにより、有効ビット数を検知する。第２に置換ビット数情報tblbに基づいて、有効ビット数に対応する置換ビット数を求める。具体的には、有効ビット数を読出アドレスとして置換ビット数検出部２５０を構成するメモリにアクセスして、これに対応する置換ビット数を取得する。第３に各サンプリング毎に、付加音楽データＤwavから取得した置換ビット数に対応するビットを分離して付加データＤaddを再生する一方、付加音楽データＤwavの置換ビットのデジットを“０”にして音楽データＤwavを再生する。
【００５２】
くわえて、新再生装置２００は、暗号化情報検出部２７０、ビットレート平均化バッファ２８０、暗号解読部２９０、暗号鍵記憶部３００、音楽・画像情報分離部３１０、音楽情報伸長部３２０、アナログ透かし発生回路３３０、ユーザ特定データ記憶部３４０、合成器３５０、Ｄ／Ａ変換器３６０、画像情報伸長部３７０、および表示部３８０を備えている。
【００５３】
まず、暗号化情報検出部２７０は、同期検出信号ＳＳがアクティブの場合に再生データPBから暗号化情報Ｚを抽出する。これにより、付加データが暗号化されているか否かを知ることができる。
【００５４】
次に、ビットレート平均化バッファ２８０は、メモリ等から構成され、付加データ分離部２６０から供給される付加データＤadd,Ｄadd'をメモリに一旦格納し、これを一定の読出速度で読み出す。付加音楽データＤwav'中の置換ビット数は、音楽データＤwavの有効ビット数によって変化するので、再生された付加データＤadd,Ｄadd'のビットレートは変動している。ビットレート平均化バッファ２８０には、付加データＤadd,Ｄadd'のビットレートを平均化して、一定の速度とする機能がある。これにより、後段の暗号解読部２９０等を安定して動作させることができる。
【００５５】
次に、暗号化解読部２９０は、暗号化情報検出部２７０によって再生された暗号化情報Ｚのデジットが“１”である場合、すなわち、暗号化されている場合には、暗号鍵KEYを用いて、暗号化された付加データＤadd'を解読して付加データＤaddを生成する。一方、再生された暗号化情報Ｚのデジットが“０”である場合、すなわち、暗号化されていない場合には、付加データＤaddをそのまま出力する。
【００５６】
この暗号鍵KEYは、暗号鍵記憶部３００に記憶されている。暗号鍵KEYの取得には、各種の態様がある。第１にインターネット等の通信網を介して取得することができる。この場合の新再生装置２００は、通信インターフェースを備え、通信インタフェースを介して取得した暗号鍵KEYを暗号鍵記憶部３００に記憶するようになっている。。第２にコンビニエンスストア等の端末から取得することができる。この場合の新再生装置２００は、端末との間のインターフェースを備え、当該インターフェースを介して取得した暗号鍵KEYを暗号鍵記憶部３００に記憶するようになっている。第３に新再生装置２００の工場出荷時に暗号鍵KEYが暗号化記憶部３００に書き込まれている。この場合の新再生装置２００は、著作権者からの了解を得た特定の製品である。
【００５７】
次に、音楽・画像情報分離部３１０は、付加データＤaddを音楽情報と画像情報に分離する。音楽情報伸長部３２０は、圧縮された音楽情報を伸長して伸長音楽データＤWを生成する。伸長音楽データＤWは、低周波数帯域、高周波数帯域の音楽信号を再生するために用いられる。
【００５８】
次に、アナログ透かし発生回路３３０は、暗号化情報Ｚのデジットが“１”である場合、すなわち、暗号化された付加データＤadd'を再生する場合には、ユーザ特定データ記憶部３４０に記憶されているユーザ特定データＩＤに基づいて、透かしデータＤXを発生する。また、同期検出信号ＳＳが非アクティブの場合、すなわち、付加データＤaddが記録されていない旧ＣＤを再生した場合にも、同様に透かしデータＤXを発生する。一方、暗号化情報Ｚのデジットが“０”である場合、すなわち、公開されている付加データＤaddを再生する場合には、アナログ透かし発生回路３２０は透かしデータＤXを発生しないようになっている。
【００５９】
透かしデータＤXは、これをアナログ信号に変換したとき、ユーザ特定データＩＤに対応した複数のスペクトル周波数を示すように生成される。したがって、透かしデータＤXを合成した音楽信号を周波数分析すると、スペクトル周波数からユーザ特定データＩＤを知ることができる。ただし、透かしデータＤXのスペクトルレベルは、図１に示す検知可能絶対レベルを下回るようになっている。このため、人が透かしデータＤXを合成した音楽信号を聴いても、透かしデータＤXをノイズとして検知することはない。
【００６０】
合成器３５０は、音楽データＤwav、伸長音楽データＤW、および透かしデータＤXとを合成して再生音楽データＤPBを生成する。Ｄ／Ａ変換器３６０は、再生音楽データＤPBをデジタル信号からアナログ信号に変換して再生音楽信号ＳPBを出力する。この再生音楽信号ＳPBは、音楽データＤwavをＤ／Ａ変換した音楽信号と比較して帯域が広いので、鍵KEYを取得した使用者はより高品質な音楽を聴くことがことができる。さらに、再生音楽信号ＳPBには、透かし信号が合成されているので、再生音楽信号ＳPBをダビングしてもダビングに用いられた新再生装置２００を特定することができる。この結果、不正なダビングを防止して著作権を有効に保護することができる。一方、暗号化されていない付加データＤaddは、著作権者が付加データＤaddを公開している場合であるので、透かし信号が混入されないことになる。この結果、再生音楽信号ＤPBに透かし信号が混入されているときには、違法なダビングであることを直ちに知ることができる。
【００６１】
次に、画像情報伸長部３７０は、圧縮された画像情報を伸長して伸長画像データＤVを生成する。表示部３８０は、伸長画像データＤVに基づいて、テキストや画像を表示する。
【００６２】
さてここで、暗号鍵KEYをインターネット等の通信網を介して取得する新再生装置２００を用いた暗号鍵配信システムについて説明する。図１３は、暗号鍵配信システムの構成を示す概念図である。この図に示すように、暗号鍵配信システムは、新再生装置２００、サーバ４００、および通信網NETから構成される。通信網NETは、新再生装置２００とサーバ４００とを接続するものであり、例えば、インターネットが該当する。サーバ４００には、曲特定情報と暗号鍵KEYとを対応付けて記憶する記憶部（図示せず）を備えている。新再生装置２００には、上述した構成の他に、再生しようとする曲を特定する曲特定情報を生成するとともに、課金を許可する課金許可情報を生成する通信情報生成部と、曲特定情報と課金許可情報とをサーバ４００に通信網NETを介して送信するとともに、通信網NETを介してサーバ４００から返信されてくる曲特定情報に対応する暗号鍵KEYを受信する通信インターフェース（送受信手段）とを備えている。
以上の暗号鍵配信システムにおいて、新再生装置２００から曲特定情報と課金許可情報が通信網NETを介してサーバ４００に送信されると、サーバ４００は、曲特定情報に対応する暗号鍵KEYを返信する。新再生装置２００では、暗号鍵KEYを通信インターフェース部によって取得し、これを暗号鍵記憶部３００に記憶する。暗号解読部２９０はこの暗号鍵KEYを用いて暗号化された付加データＤadd'を解読する。これにより、課金を条件として、暗号鍵KEYを配信することができるので、著作権を有効に保護することが可能となる。
【００６３】
３−２：新再生装置の動作
次に、新再生装置の動作について説明する。
３−２−１：新ＣＤの再生
まず、新再生装置２００において新ＣＤを再生する場合の動作を説明する。使用者が新ＣＤを新再生装置２００に挿入して再生開始操作を行うと、再生データPBが音楽データ再生部２２０から出力される。ＳＹＮＣ検出器２４０は、曲の開始時点で、再生データPBからＳＹＮＣを検知して同期検出信号ＳＳをアクティブにする。これにより、置換ビット数情報検出部２５０、付加データ分離部２６０および暗号化情報検出部２７０は、再生データPBに付加データＤadd,Ｄadd'が含まれることを知ることができる。この場合、付加データ分離部２６０は再生データPBからヘッダー部ＨＤを削除して、付加音楽データＤwav'から音楽データＤwavと付加データＤadd',Ｄaddを分離する。
【００６４】
ここで、再生データPBに暗号化された付加データＤadd'が含まれているものとすると、暗号解読部２９０は鍵KEYに基づいて付加データＤadd'を解読し、付加データＤaddを生成する。解読された付加データＤaddは伸長され、合成器３５０によって音楽データＤwavおよび透かしデータＤXと合成され、さらに、Ｄ／Ａ変換されて再生音楽信号ＳPBが得られる。この再生音楽信号ＳPBには透かしがアナログ的に合成されているので、たとえ、再生音楽信号ＳPBをデジタル信号に変換してこれをＣＤに記録しても、そのＣＤのアナログ再生信号には透かし信号が混入されているので、著作権を有効に保護することができる。
【００６５】
一方、再生データPBに暗号化されていない付加データＤaddが含まれている場合には、アナログ透かし発生回路３３０は透かしデータＤXを発生しない。これは、著作権者が付加データＤaddを公開している場合であるので、暗号化されている場合と区別する必要があるからである。この場合には、透かしデータＤXは発生されないので再生音楽信号ＳPBには透かしが混入されない。これにより、再生音楽信号ＳPBに透かしが混入されている場合には、直ちに違法なダビングであると判別することができる。
【００６６】
３−２−３：旧ＣＤの再生
次に、新再生装置２００において旧ＣＤを再生する場合の動作を説明する。この場合には、ＳＹＮＣ検出器２４０によってＳＹＮＣが検出されないので、同期検出信号ＳＳは非アクティブとなる。このため、付加データ分離部２６０は、曲の開始から全ての再生データPBを音楽データＤwavとして取り扱う。また、透かし発生回路３３０は、透かしデータＤXを発生する。したがって、再生音楽信号ＳPBは、透かしが合成されたものとなる。この結果、旧ＣＤを再生した場合にも、新ＣＤを再生した場合と同様に著作権を有効に保護することができる。
【００６７】
３−３：新ＣＤの旧再生装置での再生
次に、新ＣＤを旧再生装置で再生した場合について説明する。新ＣＤの記録フォーマットは、上述したようにＣＤ−ＤＡ形式となっており、旧ＣＤと同様である。ただ、音楽データＤwavが記録されるべきデータ領域に、音楽データＤwavの替わりに記録データRECが記録されている。したがって、新ＣＤを旧再生装置で再生すると、記録データRECが音楽データＤwavとして取り扱われる。記録データRECは各曲の開始部分にヘッダー部ＨＤを有するが、ヘッダー部ＨＤは、図１０に示すように１６ビットのデータのＬＳＢを用いて構成されており、しかもその期間は数十ｍsecと短いので、人が聴いて殆ど検知することができない。また、付加音楽データＤwav'中の置換ビット数は、音楽データＤwavの有効ビット数に応じて可変するようにしたので、マスキング効果によって、人が聴いて音質の劣化を検知することが殆どできない。
したがって、新ＣＤを旧再生装置で再生しても、十分な品質を得ることができる。
【００６８】
４．変形例
以上、本発明に係わる実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる各種の変形が可能である。
（１）上述した実施形態にあっては、置換ビット数を音楽データＤwavの有効ビット数、すなわち、音楽データＤwavのデータ値に応じて、可変したが、図１に示すように閾値Ｘ以下の音圧レベルは、人の耳で検知することができない。そこで、置換ビット数を上記閾値Ｘを越えない範囲で固定してしてもよい。
（２）上述した実施形態では暗号化情報Ｚをヘッダー部ＨＤに含ませるようにしたが、付加データＤaddを必ず暗号化するのであれば、暗号化情報Ｚは不要である。また、逆に付加データＤaddを必ず公開する場合にも暗号化情報Ｚは不要である。
（３）上述した実施形態にあっては、置換ビット数をサンプリング単位で決定した、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のサンプリング単位で行ってもよく、さらに、ある置換ビット数を用いるサンプリング数を可変するようにしてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
上述したように本発明に係る発明特定事項によれば、予め定められた規則に従って、音楽データのうちＬＳＢ側のビットを置換ビットとして特定し、特定された前記置換ビットを付加データに置換して付加音楽データを生成したので、付加音楽データを再生してもマスキング効果によって、人には付加データがノイズとして検知されない。このため、旧再生装置で付加音楽データを再生しても再生音楽信号の品質を従来と同等に維持することができる一方、これを新再生装置で再生すれば、付加データを用いて高品質な再生音楽信号を得ることができる。
また、付加データが暗号化されている場合には、鍵を取得しなければ暗号を解読できないし、さらに、透かしデータを合成して再生音楽信号を生成するから、著作権を有効に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  人の検知可能絶対レベルを示したグラフである。
【図２】  本発明の一実施形態に係わる記録システムの全体構成を示すブロック図である。
【図３】  同記録システムで用いる分析プログラムのフローチャートである。
【図４】  同記録システムで用いる有効ビット分布テーブルの一例を示す図である。
【図５】  同記録システムにおける曲の分析結果の一例を示す図である。
【図６】  （ａ）はピアノに対応する置換ビット数テーブルの内容を示した図であり、（ｂ）はギターに対応する置換ビット数テーブルの内容を示した図であり、（ｃ）はクラッシックに対応する置換ビット数テーブルの内容を示した図であり、（ｄ）はポップスに対応する置換ビット数テーブルの内容を示した図である。
【図７】  同記録システムで用いる選択テーブルの内容の一例を示した図である。
【図８】  同記録システムで用いる付加データのフォーマットを示す図であり、（ａ）は第１番目のブロック、（ｂ）は２番目以降のブロックのフォーマットである。
【図９】  同記録システムで用いる１曲の記録データのフォーマットを示した図である。
【図１０】  同記録システムで用いるＣＤ−ＤＡ形式にした記録データとその再生波形を示した図である。
【図１１】  同記録システムで用いるデータ生成プログラムのフローチャートである。
【図１２】  同再生システムの新再生装置のブロック図である。
【図１３】  本発明の一実施形態に係わる暗号鍵配信システムの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
Ｄwav…音楽データ、Ｄadd…付加データ、Ｄwav'…付加音楽データ、TBLB…置換ビット数テーブル（置換ビット数データ）、tblb…置換ビット数情報（置換ビット数データ）、ＨＤ…ヘッダー部、REC…記録データ（出力データ）、Ｚ…暗号化情報（暗号化データ）、ＤX…透かしデータ、ＳPB…再生音楽信号、１０…ＣＰＵ（暗号化手段、暗号化データ生成手段、付加音楽データ生成手段、ヘッダー部生成手段、記録データ生成手段）、４０…書込装置（記録手段）、２２０…音楽データ再生部（データ再生手段）、２４０…ＳＹＮＣ検出器（検出手段）、２５０…置換ビット数情報検出部（置換ビット数データ抽出手段）、２６０…付加データ分離部（分離手段）、２７０…暗号化情報検出部（暗号化データ抽出手段）、２８０…ビットレート平均化バッファ（ビットレート平均化手段）、２９０…暗号解読部（解読手段）、３３０…アナログ透かし発生回路（透かしデータ発生手段）、３５０…合成器（合成手段）、３６０…Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ変換手段）。
【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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