(57)【要約】【課題】  汎用端末を利用して、操作が簡単で、かつ安価なガイド端末を提供することが可能な、音響信号で制御されるコンテンツ再生装置を提供する。【解決手段】  携帯型の端末装置で実現された本装置を持って、展示物に近付くと展示物付近に設置されたスピーカから発せられた音を音響信号入力手段２１０が音響信号として取得し、ＩＤ抽出手段２２０が、音響信号から埋め込まれていたコンテンツＩＤを抽出する。再生リスト保持手段２３０は、抽出されたコンテンツＩＤに対応するコンテンツの再生リストをコンテンツ記憶手段２００から取得して保持する。一方、再生手段２４０は、再生リスト保持手段２３０を参照し、再生リストに従って、コンテンツ記憶手段２００からコンテンツを抽出して再生する。展示物付近のスピーカから展示物に関連するコンテンツを特定するＩＤを埋め込んだ音を発するようにすれば、展示物に近付くたびに異なるコンテンツが再生される。【選択図】  図１５
2009180893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテンツを特定するコンテンツＩＤがあらかじめ埋め込まれた音響信号を入力し、前記入力された音響信号より前記コンテンツＩＤを抽出し、前記抽出されたコンテンツＩＤに対応する複数のフレームで構成されるコンテンツを検索し、所定の順序で各フレームを再生するコンテンツの再生装置であって、
静止画、動画、音声の少なくとも１つを含む複数のフレームで構成されるコンテンツと、各コンテンツにおける再生順序を示した再生リストを、前記コンテンツＩＤと対応付けて記憶するコンテンツ記憶手段と、
前記音響信号の所定区間を録音し、音声ファイルを作成する音響信号入力手段と、
前記音声ファイルから埋め込まれているコンテンツＩＤを抽出するＩＤ抽出手段と、
前記ＩＤ抽出手段により抽出されたコンテンツＩＤに対応する再生リストを保持する再生リスト保持手段と、
再生リスト保持手段に保持されている再生リストに従って、前記コンテンツ記憶手段よりコンテンツを取得するとともに、コンテンツ内のフレームを再生する再生手段と、
を有することを特徴とする音響信号で制御されるコンテンツの再生装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記ＩＤ抽出手段は、前記音声ファイルより抽出されたコンテンツＩＤが前記再生リスト保持手段で保持している再生リストのコンテンツＩＤと異なる場合、前記再生リスト保持手段で保持している再生リストを前記抽出したコンテンツＩＤの再生リストで更新するとともに、前記再生リスト保持手段で保持している再生対象フレームのフレームＩＤを先頭のフレームに戻すことを特徴とする音響信号で制御されるコンテンツの再生装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記音響信号入力手段は、互いに時系列に交互に実行される、第１の音声ファイルを作成する第１の音響信号入力手段と、第２の音声ファイルを作成する第２の音響信号入力手段により構成され、
前記ＩＤ抽出手段は、互いに時系列に交互に実行される、前記第１の音声ファイルよりコンテンツＩＤを抽出する第１のＩＤ抽出手段と、前記第２の音声ファイルよりコンテンツＩＤを抽出する第２のＩＤ抽出手段により構成され、
前記第１のＩＤ抽出手段は前記第２の音響信号入力手段と並列実行され、前記第２のＩＤ抽出手段は前記第１の音響信号入力手段と並列実行されるものであることを特徴とする音響信号で制御されるコンテンツの再生装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、
前記コンテンツが複数の静止画により構成される場合、前記再生手段は、前記音響信号入力手段および前記ＩＤ抽出手段とは非同期に並列実行するものであることを特徴とする音響信号で制御されるコンテンツの再生装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかにおいて、
前記コンテンツが複数の静止画により構成される場合、前記再生リストが各フレームごとに直前の静止画からの切り替え方法、切り替え時間、静止画再生時間からなる情報を有し、前記再生リスト内前記各情報に従って、前記再生手段が、各フレームを再生するタイミングを制御するものであることを特徴とする音響信号で制御されるコンテンツの再生装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記直前の静止画からの切り替え方法として、直前の静止画と再生予定の静止画と輝度値を所定の割合で混合し、その混合比を時間的に変化させながら切り替えるディゾルブ手法を用いることを特徴とする音響信号で制御されるコンテンツの再生装置。
【請求項７】
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、
前記コンテンツが動画または音声を含む場合、前記再生手段は、再生中は、前記音響信号入力手段および前記ＩＤ抽出手段の実行を停止させ、前記再生手段は単独で実行するものであることを特徴とする音響信号で制御されるコンテンツの再生装置。
【請求項８】
携帯型端末装置を、請求項１から請求項７のいずれかに記載のコンテンツの再生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、博物館、美術館、テーマパーク、イベント会場における携帯端末を用いた展示物のガイドシステムで、展示物に連動した関連情報を画像（静止画・動画）、文字情報、音声情報により携帯端末へサービスする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、博物館等においては、音声ガイド端末を来館者に貸与する手法が普及している。この音声ガイド端末では、音声ファイルにランダムアクセス可能としており、展示会場内の説明ポイントに明示された番号を端末上でボタン指示することにより、来館者のペースに合わせて解説を聞く手法がとられている。しかし、従来の音声ガイド端末は、年配者、子供にはボタン操作が難しいという問題や、専用端末であるため、重く、高価であるという問題がある。
【０００３】
ボタン操作が難しいという問題に対しては、説明ポイントのＩＤ番号や赤外線やＩＣタグを用いて端末に送信し、来館者が作品の前に近付くと端末側で自動的に解説を切り替えるシステムが開発されている（特許文献１参照）。また、専用端末であるため、重く、高価であるという問題に対しては、汎用の携帯電話で音声ガイドを実現しようという提案がなされている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−３１６８５１号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１２４０８０号
【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、上記特許文献１に記載の技術では、展示場内にＩＤ送信設備を設置する必要があり、端末側も赤外線やＩＣタグリーダを備えなければならず、システム運用コストが割高になるという問題がある。また、上記特許文献２に記載の技術では、装置コストは下がるものの操作性は逆に悪くなるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、汎用端末を利用して、操作が簡単で、かつ安価なガイド端末を提供することが可能な、音響信号で制御されるコンテンツ再生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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明では、コンテンツを特定するコンテンツＩＤがあらかじめ埋め込まれた音響信号を入力し、前記入力された音響信号より前記コンテンツＩＤを抽出し、前記抽出されたコンテンツＩＤに対応する複数のフレームで構成されるコンテンツを検索し、所定の順序で各フレームを再生するコンテンツの再生装置であって、静止画、動画、音声の少なくとも１つを含む複数のフレームで構成されるコンテンツと、各コンテンツにおける再生順序を示した再生リストを、前記コンテンツＩＤと対応付けて記憶するコンテンツ記憶手段と、前記音響信号の所定区間を録音し、音声ファイルを作成する音響信号入力手段と、前記音声ファイルから埋め込まれているコンテンツＩＤを抽出するＩＤ抽出手段と、前記ＩＤ抽出手段により抽出されたコンテンツＩＤに対応する再生リストを保持する再生リスト保持手段と、再生リスト保持手段に保持されている再生リストに従って、前記コンテンツ記憶手段よりコンテンツを取得するとともに、コンテンツ内のフレームを再生する再生手段を有する音響信号で制御されるコンテンツの再生装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コンテンツＩＤが埋め込まれた音を録音して、コンテンツＩＤを抽出し、そのコンテンツＩＤに対応するコンテンツを所定の順序で再生するようにしたので、汎用端末を利用して、操作が簡単で、かつ安価なガイド端末を提供することが可能となる。特に、携帯型端末にコンテンツを記憶しておき、各展示物付近から展示物に対応したコンテンツＩＤを埋め込んだ音を発するようにした場合、各展示物の付近に移動するたびに異なるコンテンツが再生され、各展示物のガイドとしての役割を果たす。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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．コンテンツＩＤの埋め込み）
本発明に係るコンテンツ再生装置では、音響信号を音楽プレーヤで再生することで発せられた音を音響信号として取得し、この音響信号から、もとの音響信号に埋め込まれていたコンテンツＩＤを抽出する処理を行う。そこで、まず、音響信号に対するコンテンツＩＤの埋め込みについて説明する。図１は、音響信号にコンテンツＩＤを埋め込むため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、８０は変換テーブル作成手段である。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。
【０００９】
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。
【００１０】
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ついて、変換テーブル作成手段８０を参照し、対応するビット配列を作成する機能を有している。変換テーブル作成手段８０は、Ｎｗビットが取り得る２のＮｗ乗個の全ての登録順位に対して、互いにハミング距離が少なくとも４以上となるＮｈ（＞Ｎｗ）ビットのハミング符号を割り当てることにより、Ｎｗビットの登録順位とＮｈビットのハミング符号が対応付けられた符号変換テーブルを作成する機能を有している。ここで、登録順位とは、Ｎｗビットを１０進で表現した場合の値を示しており、Ｎｗ＝７の場合、登録順位は、０〜１２７で表現される。
【００１１】
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、具体的には、コンテンツを特定するコンテンツＩＤである。また、本実施形態では、上記Ｎｗ、ＮｈをそれぞれＮｗ＝７、Ｎｈ＝１２としている。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Ｎｗ＝７となり、７ビットが１ワードとなる。また、ビット配列作成手段７０が作成するビット配列は、１２ビットとなり、ビット配列作成後は、これを１ワードとして処理している。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。
【００１２】
次に、図１に示した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Ｎ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Ｎ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。
【００１３】
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。
【００１４】
周波数変換手段２０は、振幅変換後の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。
【００１５】
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。
【００１６】
本実施形態においても、窓関数を利用しているが、Ａタイプの音響フレーム、Ｂタイプの音響フレームで、使用する窓関数を分けている。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。
【００１７】
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。
【００１８】
なお、上述のように、本実施形態においては、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。
【００１９】
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。
【００２０】
〔数式１〕
ｉ≦Ｎ／８のとき、Ｗ（１，ｉ）＝０．０
Ｎ／８＜ｉ≦３Ｎ／８のとき、Ｗ（１，ｉ）＝０．５−０．５ｃｏｓ（４π（ｉ−Ｎ／８）／Ｎ）
３Ｎ／８＜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−１１Ｎ／１６）／Ｎ）
ｉ＞１３Ｎ／１６のとき、Ｗ（１，ｉ）＝０．０
【００２１】
〔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≦５Ｎ／８のとき、Ｗ（２，ｉ）＝１．０
５Ｎ／８＜ｉ≦７Ｎ／８のとき、Ｗ（２，ｉ）＝０．５＋０．５ｃｏｓ（４π（ｉ−５Ｎ／８）／Ｎ）
ｉ＞７Ｎ／８のとき、Ｗ（１，ｉ）＝０．０
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
〔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）
【００２６】
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＋Ｎ／２）、右チャンネル信号Ｘｒ（ｉ＋Ｎ／２）（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。
【００２７】
〔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）
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
周波数変換手段２０は、周波数変換を実行した後に、各スペクトル集合の平均値が設定値になるように変換する。いわゆる振幅を変換する処理を行う。この振幅変換は、各フレームごとのレベル差を軽減し、適切な情報の埋め込みが可能になるようにすることを目的としているため、設定値としては適宜設定することができるが、本実施形態では、１２８に設定するようにしている。
【００３１】
周波数変換手段２０は、得られたスペクトル集合に対して、振幅変換を行うにあたり、まず変換倍率の算出を行う。変換倍率の算出は、所定周波数範囲のスペクトル集合の実効強度値の平均である平均実効値で上記設定値を除算することにより行う。具体的には、ＬチャンネルのＡタイプの音響フレーム、Ｂタイプの音響フレーム、ＲチャンネルのＡタイプの音響フレーム、Ｂタイプの音響フレームのスペクトル集合についての変換倍率Ｚｌ（１）、Ｚｌ（２）、Ｚｒ（１）、Ｚｒ（２）は、以下の〔数式５〕に従った処理により算出される。対象音響フレームが無音に近く、分母の二乗総和値が所定の値に満たない場合は、変換倍率を１．０に設定し、振幅変換は行わないようにする。振幅変換が実行されることにより、全ての音響フレームは、元の状態における信号強度に関わらず、各音響フレームのスペクトル集合の平均実効値が設定値となるように振幅変換された状態で、情報の埋め込みが行われることになる。
【００３２】
〔数式５〕
Ｚｌ（１）＝Ｚｏ／［Σj=m,…,m+2G-1｛Ａｌ（１，ｊ）2＋Ｂｌ（１，ｊ）2｝］1/2
Ｚｌ（２）＝Ｚｏ／［Σj=m,…,m+2G-1｛Ａｌ（２，ｊ）2＋Ｂｌ（２，ｊ）2｝］1/2
Ｚｒ（１）＝Ｚｏ／［Σj=m,…,m+2G-1｛Ａｒ（１，ｊ）2＋Ｂｒ（１，ｊ）2｝］1/2 
Ｚｒ（２）＝Ｚｏ／［Σj=m,…,m+2G-1｛Ａｒ（２，ｊ）2＋Ｂｒ（２，ｊ）2｝］1/2
【００３３】
上記〔数式５〕において、Ｚｏ＝２Ｇであり、本実施形態では、Ｇ＝８０であるため、Ｚｏ＝１６０である。
【００３４】
さらに、ｊ＝ｍ，…，ｍ＋２Ｇ−１（周波数Ｆ１，．．．，Ｆ２に相当）の範囲で、Ａｌ（１，ｊ）およびＢｌ（１，ｊ）の各々の要素に対してＺｌ（１）を乗じ、Ａｌ（２，ｊ）およびＢｌ（２，ｊ）の各々の要素に対してＺｌ（２）を乗じ、Ａｒ（１，ｊ）およびＢｒ（１，ｊ）の各々の要素に対してＺｒ（１）を乗じ、Ａｒ（２，ｊ）およびＢｒ（２，ｊ）の各々の要素に対してＺｒ（２）を乗じることにより、振幅変換を行う。以下説明において、Ａｌ（１，ｊ）、Ｂｌ（１，ｊ）、Ａｌ（２，ｊ）、Ｂｌ（２，ｊ）、Ａｒ（１，ｊ）、Ｂｒ（１，ｊ）、Ａｒ（２，ｊ）、Ｂｒ（２，ｊ）はこれらの振幅変換を行った値とする。
【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、Ａタイプ、Ｂタイプの１対の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】
周波数成分の変更の手法としては、様々なものが考えられるが、本実施形態では、人間の聴覚心理特性である音脈分凝の原理を利用する。ここで、音脈分凝について説明しておく。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。
【００３７】
たとえば、図３（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３（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３（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３（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。本実施形態では、このような性質を利用する。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。
【００３８】
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。
【００３９】
本実施形態では、音脈分凝の原理を利用して、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４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４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。
【００４０】
図４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４（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４（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。
【００４１】
本実施形態で、符号１を埋め込む場合、図４（ｃ）（ｅ）に示すように、Ｌ１ＤとＬ２Ｕの強度の積、Ｒ１ＤとＲ２Ｕの強度の積を相対的に強い状態に変更し、Ｌ１ＵとＬ２Ｄの強度の積、Ｒ１ＵとＲ２Ｄの強度の積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４（ｄ）（ｆ）に示すように、Ｌ１ＵとＬ２Ｄの強度の積、Ｒ１ＵとＲ２Ｄの強度の積を相対的に強い状態に変更し、Ｌ１ＤとＬ２Ｕの強度の積、Ｒ１ＤとＲ２Ｕの強度の積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。網掛けされた部分の濃さは、同濃度のものは、積を求めるための組となるスペクトルであることを示している。網掛けの色が濃い方が相対的に強度が強い状態に変更される組を示している。
【００４２】
本実施形態では、図４（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。
【００４３】
本実施形態では、上記変更対象周波数帯Ｆ１〜Ｆ２を、“１．７ｋＨｚ〜３．４ｋＨｚ”に設定する。これは、以下のような理由による。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。これは、携帯電話機の内部に搭載されているローパスフィルターが、電話交換機に合わせて、３．４ｋＨｚ以下に対応したものとなっているためである。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。なお、“１．７ｋＨｚ”“３．４ｋＨｚ”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。
【００４４】
図４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４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。
【００４５】
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４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６〕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。
【００４６】
〔数式６〕
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）
【００４７】
上記〔数式６〕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。
【００４８】
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７〕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。
【００４９】
〔数式７〕
０．０１≦γ＜１．０の場合、α´＝α・γ-1/2、β´＝β・γ1/2
γ＜０．０１の場合、α´＝１０．０・α、β´＝０．１・β
【００５０】
なお、γ≧１．０の場合は、補正を行わない。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１”、すなわち、図４（ｃ）（ｅ）に示したような状態に変更する。
【００５１】
〔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）・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
【００５２】
埋め込むべき情報が“値２”である場合は、以下の〔数式９〕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４（ｄ）（ｆ）に示したような状態に変更する。
【００５３】
〔数式９〕
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
【００５４】
なお、上記〔数式７〕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８〕〔数式９〕において、係数α、βに代えて係数α´、β´を用いる。
【００５５】
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。
【００５６】
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８〕〔数式９〕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８〕〔数式９〕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。周波数逆変換を計算するにあたり、Ａｌ´（１，ｊ）およびＢｌ´（１，ｊ）に対しては〔数式５〕におけるＺｌ（１）を、Ａｒ´（１，ｊ）およびＢｒ´（１，ｊ）に対しては〔数式５〕におけるＺｒ（１）を除することにより、同時に振幅逆変換を施す必要がある。
【００５７】
〔数式１０〕
Ｘｌ´（ｉ）＝１／Ｎ・｛ΣjＡｌ´（１，ｊ）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）／Ｚｌ（１）−ΣjＢｌ´（１，ｊ）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）／Ｚｌ（１）｝＋Ｘｌｐ（ｉ＋Ｎ／２）
Ｘｒ´（ｉ）＝１／Ｎ・｛ΣjＡｒ´（１，ｊ）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）／Ｚｒ（１）−ΣjＢｒ´（１，ｊ）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）／Ｚｒ（１）｝＋Ｘｒｐ（ｉ＋Ｎ／２）
【００５８】
上記〔数式１０〕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１０〕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１０〕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。
【００５９】
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８〕〔数式９〕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１１〕に従った処理を行い、Ｘｌ´（ｉ）、Ｘｒ´（ｉ）を算出する。なお、上記〔数式８〕〔数式９〕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１１〕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。周波数逆変換を計算するにあたり、Ａｌ´（２，ｊ）およびＢｌ´（２，ｊ）に対しては〔数式５〕におけるＺｌ（２）を、Ａｒ´（２，ｊ）およびＢｒ´（２，ｊ）に対しては〔数式５〕におけるＺｒ（２）を除することにより、同時に振幅逆変換を施す必要がある。
【００６０】
〔数式１１〕
Ｘｌ´（ｉ＋Ｎ／２）＝１／Ｎ・｛ΣjＡｌ´（２，ｊ）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）／Ｚｌ（２）−ΣjＢｌ´（２，ｊ）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）／Ｚｌ（２）｝＋Ｘｌｐ（ｉ＋Ｎ）
Ｘｒ´（ｉ＋Ｎ／２）＝１／Ｎ・｛ΣjＡｒ´（２，ｊ）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）／Ｚｒ（２）−ΣjＢｒ´（２，ｊ）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）／Ｚｒ（２）｝＋Ｘｒｐ（ｉ＋Ｎ）
【００６１】
上記〔数式１１〕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。
【００６２】
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。
【００６３】
次に、図１に示した埋め込み装置の処理の全体的な流れについて説明する。埋め込み装置を起動すると、まず、変換テーブル作成手段８０が、Ｎｗビットの登録順位とＮｈビットのハミング符号が対応付けられた符号変換テーブルを作成する。変換テーブル作成手段８０による符号変換テーブル作成のフローチャートを図５に示す。
【００６４】
変換テーブル作成手段８０は、最初に初期化処理を行う（Ｓ６０１）。具体的には、７ビット符号“０”に１２ビット符号“１”を対応付けて符号変換テーブルのｉ（＝０）番目に登録するとともに、７ビット符号ＫＦの初期値を１、１２ビット符号ＨＦの初期値を２とする。続いて、ｉ＝０に初期設定する（Ｓ６０２）。次に、１２ビット符号ＨＦと符号変換テーブルのｉ番目に既に登録されている他の１２ビット符号とのハミング距離を算出する（Ｓ６０３）。
【００６５】
算出したハミング距離が４未満の場合、ＨＦの値を１増加して更新した後（Ｓ６０４）、Ｓ６０２に戻って、次の１２ビット符号ＨＦについての処理を行う。一方、算出したハミング距離が４以上の場合、ｉの値を１増加して更新する（Ｓ６０５）。そして、ｉがＫＦ−１未満である場合には、Ｓ６０３に戻って、符号変換テーブル内のｉ番目に登録されている１２ビット符号とのハミング距離を算出する。Ｓ６０５の後、ｉがＫＦ−１以上となった場合には、１２ビット符号ＨＦを符号変換テーブルの７ビット符号ＫＦの位置に登録するとともに、ＫＦ、ＨＦの値をそれぞれ１ずつ増加して更新する（Ｓ６０６）。そして、ＫＦが１２８未満である場合は、Ｓ６０２に戻って、次の７ビット符号ＫＦについての処理を行う。ＫＦが１２８以上である場合は、全ての７ビット符号ＫＦに対応する１２ビット符号ＨＦが登録されたことになるので、符号変換テーブル作成処理を終了する。
【００６６】
このようにして作成された符号変換テーブルを図６に示す。図６に示すように、符号変換テーブルには、７ビット符号が取り得る各値０〜１２７について、１２ビット符号が対応付けて登録されている。１２ビット符号の２進表記を見るとわかるように、全ての１２ビット符号は互いにハミング距離が４以上となっている。なお、図６の例では、説明の便宜上、７ビット符号の１０進表記と、１２ビット符号の１０進表記及び２進表記を示しているが、現実には、７ビット符号のビット列と１２ビット符号のビット列が対応付けて登録されている。
【００６７】
続いて、符号変換テーブル作成処理後の、埋め込み装置の処理を、図７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７に従った処理を実行する。埋め込み装置は、まず、埋め込み対象となる音響信号に対して埋め込み可能な音響フレームの総数である総フレーム数Ｃｆを算出する（Ｓ８０１）。具体的には、音響信号をサンプリングして総サンプル数を求めた後、１音響フレームのサンプル数で除算する処理を行う。次に、付加情報の圧縮処理を行う（Ｓ８０２）。具体的には、付加情報記憶部６２から１０進数表記で記録された付加情報を抽出し、バイナリ形式に変換する処理を行う。
【００６８】
ここで、１０進数表記で記録された付加情報の入力文字列と、圧縮後の圧縮文字列の書式を図８に示す。本実施形態では、入力文字列書式はＡＳＣＩＩ文字である。図８において、入力文字列書式の“＃”は区切り記号を示す。“ｎ”は０〜９のＡＳＣＩＩ文字である。したがって、入力文字列は、桁数に区切りを加えた分のバイト数を必要とすることになる。圧縮文字列の“Ｄ”は、００〜９９の２桁の１０進数字を１〜１００の１バイトのバイナリ数値で表現したものである。圧縮文字列の“Ｃ”は、＃または＃０〜＃９の区切り記号付き１桁の１０進数字を１０１〜１１０の１バイトのバイナリ数値で表現したものである。１０進２桁の場合はＣを省略、１０進４桁の場合はＣは１０１固定値となる。このような圧縮を行うと、図８に示したように、１０進２桁〜１０進５桁の場合、２バイトから３バイト分圧縮されることがわかる。
【００６９】
付加情報が圧縮されたら、次に、単位文字列種別数ＣＳを算出する（Ｓ８０３）。単位文字列種別数ＣＳとは、付加情報の連続する文字列中に、１つの意味を有する単位文字列が何種別含まれているかを示すものである。単位文字列種別数ＣＳは、圧縮文字列ワード数ＢＳを、ワード周期ＢＣで除算する処理を行うことにより算出される（ＣＳ＝ＢＳ／ＢＣ）。ここで、圧縮文字列ワード数ＢＳは、Ｓ８０２において、バイナリ形式に変換された状態の付加情報のワード数である。また、ワード周期ＢＣは、単位文字列に対応する圧縮後のバイト数を示すものであり、本実施形態では、全ての単位文字列の変換後のバイト数が同一となっている。
【００７０】
続いて、単位文字列当たりのリピート数Ｃｒを算出する（Ｓ８０４）。リピート数Ｃｒは、単位文字列を何回繰り返して埋め込むかを示すものである。このリピート数Ｃｒは、単位文字列種別数ＣＳ、ワード周期ＢＣ、変換後ビット数Ｎｈを乗じた値で、総フレーム数Ｃｆを除算する処理を行うことにより算出される（Ｃｒ＝Ｃｆ／ＣＳ・ＢＣ・Ｎｈ）。
【００７１】
次に、バイトカウンタ、リピートカウンタ、種別カウンタの初期化を行う（Ｓ８０５）。具体的には、これらの値を全て“０”に設定する。そして、圧縮後のビット配列（付加情報文字列）中から、種別カウンタに位置する文字種別のバイトカウンタに位置する１バイトを読み込む（Ｓ８０６）。そして、読み込んだ１バイトを音響信号に埋め込む処理を行う（Ｓ８０７）。１バイト分の埋め込み処理の詳細については、後述する。
【００７２】
１バイト分の埋め込み処理が終わったら、ワードカウンタの更新を行う（Ｓ８０８）。具体的には、ワードカウンタの値を１だけ増加する。そして、ワードカウンタがワード周期ＢＣを超えたかどうかを判定する（Ｓ８０９）。ワードカウンタがワード周期ＢＣを超えていない場合は、Ｓ８０６に戻って次の１バイトを読み込む。一方、ワードカウンタがワード周期ＢＣを超えている場合は、ワードカウンタの初期化とリピートカウンタの更新を行う（Ｓ８１０）。
【００７３】
次に、リピートカウンタがリピート数Ｃｒを超えたかどうかを判定する（Ｓ８１１）。リピートカウンタがリピート数Ｃｒを超えていない場合は、Ｓ８０６に戻って次の１バイトを読み込む。一方、リピートカウンタがリピート数Ｃｒを超えている場合は、リピートカウンタの初期化と種別カウンタの更新を行う（Ｓ８１２）。そして、種別カウンタが単位文字列種別数ＣＳを超えたかどうかを判定する（Ｓ８１３）。種別カウンタが単位文字列種別数ＣＳを超えていない場合は、Ｓ８０６に戻って次の１バイトを読み込む。一方、種別カウンタが単位文字列種別数ＣＳを超えている場合は、埋め込み処理を終了する。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。
【００７４】
ここで、図７のＳ８０７における１バイト分の埋め込み処理の詳細を、図９のフローチャートに従って説明する。１ワードのビット数Ｎｗ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。
【００７５】
図９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の各ワードについて、変換テーブル作成手段８０を参照し、対応する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、図６に示した符号変換テーブルを参照し、対応するハミング符号で構成される１２ビットのビット配列を抽出する。
【００７６】
そして、この１２ビットが、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。
【００７７】
次に、周波数成分変更手段３０が、レジスタに保持されたＮｈ（＝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み、周波数変換手段２０が周波数変換を行って、得られたフレームスペクトルに対して振幅変換を行う（Ｓ１０３）。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２〕に従った処理を行う。そして、上記〔数式５〕に従った処理を実行してＺｌ（１）、Ｚｒ（１）を算出し振幅変換を行う。同様に、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み、周波数変換手段２０が周波数変換を行って、得られたフレームスペクトルに対して振幅変換を行う（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（２，ｉ）を用いて、上記〔数式３〕に従った処理を行う。そして、上記〔数式５〕に従った処理を実行してＺｌ（２）、Ｚｒ（２）を算出し振幅変換を行う。続いて、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およびＢタイプ音響フレームの周波数成分の状態を変更するにあたり、〔数式６〕〔数式７〕に従った処理を実行して変換割合α、βを決定する処理を行う（Ｓ１０５）。この決定された変換割合を用いて、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８〕〔数式９〕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（Ｓ１０６）。
【００７８】
次に、周波数逆変換手段４０が、上記Ｓ１０６の処理によりＡタイプの音響フレームに対応する各スペクトル集合の強度が変更されたスペクトルを振幅逆変換、周波数逆変換して改変音響フレームを得る処理を行う（Ｓ１０７）。この振幅逆変換は〔数式５〕で算出したＺｌ（１）、Ｚｒ（１）の逆数をスペクトルに乗じることにより行ない、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Ｓ１０３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８〕〔数式９〕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１０〕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。
【００７９】
同様に、周波数逆変換手段４０が、上記Ｓ１０６の処理によりＢタイプの音響フレームに対応する各スペクトル集合の強度が変更されたスペクトルを振幅逆変換、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、振幅逆変換は〔数式５〕で算出したＺｌ（２）、Ｚｒ（２）の逆数をスペクトルに乗じることにより行ない、上記〔数式８〕〔数式９〕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１１〕に従った処理を行い、Ｘｌ´（ｉ）、Ｘｒ´（ｉ）を算出する。
【００８０】
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タイプおよびＢタイプの２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、Ｓ１０４）、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（Ｎｈ＝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。
【００８１】
なお、本実施形態では、付加情報を１ワード７ビットとし、符号変換テーブルにより１２ビットのビット配列に変換して、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、本発明では、抽出側のコンテンツ再生装置と取り決めがある限り、付加情報の１ワードを他のビット数単位で記録することが可能である。
【００８２】
上記のようにして得られた改変音響信号のうち、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８〕〔数式９〕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。
【００８３】
以上、埋め込み装置について説明したが、ここで、本実施形態である振幅変換を用いた埋め込みおよび抽出手法について図１０から図１３を用いて説明する。図１０および図１１は、比較のために、振幅変換を用いない場合の埋め込み処理および抽出処理を示し、図１２および図１３は本実施形態における振幅変換を用いた埋め込み処理および抽出処理を示す。これらの説明図においては、音響フレーム奇数および偶数３対分について、３ビットの情報を埋め込むことを想定した音響信号の信号波形を示しており、説明の便宜上、音響フレームが互いに重複しない状態で示している。各図において、左端の波形は時間次元の通常の音響信号波形を示しており、横方向は時間軸であり、右に向かうに従って時間が進行し、縦方向は強度（振幅）である。中央または右端の波形は周波数変換後の所定の周波数範囲のスペクトル成分の合算値を信号波形で表現しており、仮想的にバンドパスフィルターを通した後の信号波形になっている。縦方向は同様に強度であり、本来は左端に比べ顕著に低くなるが、ここでは説明の都合上、左端と同程度に拡大して表現している。また、２種類の波形のレベルも本来は差があるが、ここでは同一レベルで表現している。実際には、周波数変換後のデータとして所定の周波数範囲外の高周波数成分や低周波数成分も存在するが、これらについては改変を加えないという前提で図示しておらず、図４に従った埋め込みを行なう２種の周波数帯域成分に限定して２種の信号波形で示している。
【００８４】
図１０（ａ）は原音響信号を示しており、最初の１対の音響フレームは全体に渡って強度がほぼ一定、中央の１対の音響フレームは奇数フレームの強度が小さく偶数フレームの強度が大きいものであり、最後の１対の音響フレームは奇数フレームの強度が大きく偶数フレームの強度が小さいものである。このような音響信号に対して、周波数変換を行った結果が図１０（ｂ）で、図４で示されように埋め込み対象成分は上下２分割して成分変更を施す都合上、図１０（ｂ）では（ｂ−１）および（ｂ−２）の２種の波形に分離して表現した。周波数変換後の波形形状は周波数ごとに異なり、図１０（ａ）と必ずしも相似形にはならないが、ここでは周波数変換前と同様になると仮定して説明する。図１０（ｂ−１）および（ｂ−２）に対して、［０，０，０］という３ビットのデータを図４で説明した方法に基づいて埋め込むことにより（図４ではビット０は符号１に相当する）、図１０（ｃ−１）および（ｃ−２）が得られる。最初の１対は図４のようなパターンが表現できているが、残り２対の上下一方は、原段階に対して逆方向に大小関係を構築することが要求され、品質維持の都合上、適切なパターンが構築できていないことがわかる。このような改変を加えた結果に対して、周波数逆変換を行った結果が図１０（ｄ）である。一般に音響信号波形の外形（エンベロープという）はエネルギー分布が大きい低周波成分で決定され、これらは本願では所定の周波数範囲外の信号成分に含まれ、図１０（ｃ）の段階では改変が加えられていないため、周波数逆変換後の図１０（ｄ）は周波数変換前の図１０（ａ）と類似した形状になる。
【００８５】
このような埋め込みを行なった結果に対して、抽出処理を行う様子を図１１に示す。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は各々図１０（ｄ）および図１０（ｃ）に対応する。図１１（ｂ）において、ビット判定を行なうにあたり、最初の１対以外は図４で想定されているパターンが形成されていないため、正しいビットを判定することが難しくなる。
【００８６】
次に、本実施形態における振幅変換を導入した手法について図１２および図１３を用いて説明する。図１２（ａ）は図１０（ａ）と同じ原音響信号を示しており、同様に周波数変換を行った図１２（ｂ）も図１０（ｂ）と同じである。ここで、６つのフレーム単位に振幅変換を行った結果が図１２（ｃ）である。図１２の場合、図１２（ａ）で各フレーム内の振幅が平坦であるため、図１２（ｃ）では全体が平坦になっているが、実際には各フレーム内は微細に変動しており、そのフレーム内変動分は図１２（ｃ）の段階でも踏襲されるため、本図のように完全に平坦になることは通常ない。（実際は図１２（ｃ）は周波数次元のデータになるため、周波数次元のデータも平坦にならず変動した形態になる。）また、変換倍率はフレームごとに設定し、上下２つの周波数成分に対しては同一の倍率で変換を行うため、通常は上下で顕著な差が生じる（ただし、時間軸方向は比較的揃う）。これに対して、［０，０，０］という３ビットのデータを埋め込むと、図１２（ｄ−１）および（ｄ−２）が得られる。原段階である図１２（ｃ）が平坦な波形であるため、全てのフレームにおいて図４のような理想的なパターンが容易に構築できることがわかる。続いて、前記フレームごとに設定した倍率の逆数を乗じて振幅逆変換を行った結果が図１２（ｅ）である。この段階では図１０（ｃ）と類似したパターンが生じることが多いが、本形状はいかなるものでも構わない。最後に周波数逆変換を行うと、図１２（ｆ）が得られ、同様に原信号波形の図１２（ａ）と類似した形状になる。
【００８７】
このような埋め込みを行なった結果に対して、抽出処理を行う様子を図１３に示す。図１３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は各々図１２（ｆ）、（ｅ）および（ｄ）に対応する。図１３（ｂ）の周波数変換後の波形形状は図１２（ｂ）とは基本的に異なるが、算出される振幅変換倍率は類似した値になり、ほぼ同様な倍率で振幅変換が行われ図１３（ｃ）が得られる。図１３（ｃ）の段階で、ビット判定を行なうと、全てのフレームにおいて図４のような理想的なパターンが形成されているため、正しいビットを判定することが可能になる。
【００８８】
なお、本実施形態では、図１２（ｃ）に示したように、埋め込み対象の信号成分が時間軸方向に平坦になるように変換を行って埋め込むようにしているため、高周波側と低周波側の成分強度の大小関係が完全に逆になるような不自然な変更を行う確率が低くなり、品質を維持しながら、抽出側における抽出精度を高めることが可能となる。
【００８９】
（２．音響信号の再生）
上記埋め込み装置により、付加情報であるコンテンツＩＤを、音楽を表現した音響信号に埋め込む。そして、展示場内では、各展示物付近に設置したスピーカから展示物に対応したコンテンツを特定するコンテンツＩＤを埋め込んだ音を発する。これには、図１４に示すような３つの形態がある。図１４（ａ）の例では、各音楽プレーヤ１〜音楽プレーヤ４が１つのスピーカ１〜スピーカ４を備えており、各展示物１〜展示物４付近に、それぞれ音楽プレーヤ１〜音楽プレーヤ４を設置した形態を示している。この例では、ＩＤ１〜ＩＤ４をそれぞれ埋め込んだ音響信号を、音楽プレーヤ１〜音楽プレーヤ４で再生する。この際、各音楽プレーヤのスピーカ同士は、ある程度離しておいた方が良い。ただし、特開２００２−２０４４９２号公報に開示されているようなスピーカを用いれば、スピーカ同士を近づけても良い。
【００９０】
図１４（ｂ）の例では、各音楽プレーヤ１〜音楽プレーヤ４がそれぞれ２つのスピーカを備えており、各展示物１〜展示物４付近に、それぞれ音楽プレーヤ１〜音楽プレーヤ４を設置した形態を示している。この例では、ＩＤ１〜ＩＤ８を２チャンネルの音響信号の各チャンネルに埋め込み、それぞれ埋め込んだ音響信号を、音楽プレーヤ１〜音楽プレーヤ４で再生する。この場合、１つの音楽プレーヤに接続された２つのスピーカからは、異なるＩＤが埋め込まれた音が発せられる。したがって、利用者がコンテンツ再生装置を持って、展示物１に近付いた場合であっても、スピーカ１に近付いた時とスピーカ２に近付いた時とでは、異なるＩＤが抽出されることになる。
【００９１】
図１４（ｃ）の例では、１台のマルチトラック音楽プレーヤが４つのスピーカ１〜スピーカ４を備えており、各展示物１〜展示物４付近に、それぞれスピーカ１〜スピーカ４を設置した形態を示している。この例では、ＩＤ１〜ＩＤ４を４チャンネルの音響信号の各チャンネルに埋め込み、埋め込んだ音響信号を、マルチトラック音楽プレーヤで再生する。この場合、利用者がコンテンツ再生装置を持って、スピーカに近付くと、そこから出た音に埋め込まれているＩＤを抽出することができる。この形態では、全てのスピーカが同一の音楽を流しているので、スピーカ同士を接近させても邪魔にならない。
【００９２】
図１４（ａ）〜（ｃ）においては、各スピーカごとに異なるＩＤを埋め込むようにしているが、各々のＩＤを更に時間的に変化させるようにしても良い。例えば、図１４（ａ）の例で、各スピーカから４分の楽曲を繰り返し再生するようにしている場合、スピーカ１では１分ごとにＩＤ１１、ＩＤ１２、ＩＤ１３、ＩＤ１４なる４種類のＩＤを順次埋め込み、スピーカ２では１分ごとにＩＤ２１、ＩＤ２２、ＩＤ２３、ＩＤ２４なる４種類のＩＤを順次埋め込み、スピーカ３では１分ごとにＩＤ３１、ＩＤ３２、ＩＤ３３、ＩＤ３４なる４種類のＩＤを順次埋め込み、スピーカ４では１分ごとにＩＤ４１、ＩＤ４２、ＩＤ４３、ＩＤ４４なる４種類のＩＤを順次埋め込むようにしても良い。これにより、長時間に同じ場所にいても、４種の異なるコンテンツを再生させるようにすることができる。
【００９３】
（３．コンテンツ再生装置）
次に、本発明に係るコンテンツ再生装置について説明する。図１５は、本発明に係るコンテンツ再生装置の一実施形態を示す構成図である。図１５において、２００はコンテンツ記憶手段、２１０は音響信号入力手段、２２０はＩＤ抽出手段、２３０は再生リスト保持手段、２４０は再生手段である。
【００９４】
コンテンツ記憶手段２００は、再生対象であるコンテンツを記憶したものであり、携帯型端末内のハードディスク、フラッシュメモリ等の記憶装置で実現される。本実施形態では、静止画、動画、音声を組み合わせたものを１つのコンテンツとし、各コンテンツにコンテンツＩＤを付与して記憶している。また、各コンテンツを構成するフレームの再生順序を示した再生リストを、コンテンツＩＤと対応付けて記憶している。なお、コンテンツの内容としては、例えば、展示場内で利用する場合、展示物に関連するものや展示物を説明するものなどが用意されることになる。
【００９５】
音響信号入力手段２１０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。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に示した埋め込み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。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。
【００９６】
ＩＤ抽出手段２２０は、音響信号入力手段２１０により入力されたデジタル音響信号から、埋め込まれていたＩＤを抽出する。ＩＤ抽出手段２２０の詳細については後述する。再生リスト保持手段２３０は、再生対象とするコンテンツの再生リストを一時的に保持する。再生リスト保持手段２３０は、メモリ内に確保された所定の記憶領域である。再生手段２４０は、再生リスト保持手段２３０に保持された再生リストに従って対応するコンテンツの対応するフレームをコンテンツ記憶手段２００から抽出し、再生する。再生処理自体は、公知の再生処理技術を用い、フレーム内の画像（静止画・動画）については、表示手段から表示出力し、フレーム内の音声については、スピーカから音声出力する。
【００９７】
図１５に示した各構成手段は、現実には情報処理機能を有するＰＤＡ、携帯電話機等の携帯型端末に専用のプログラムを組み込むことにより実現される。ＰＤＡ、携帯電話機等の携帯型端末は、コンピュータとしての機能を有しており、組み込まれた専用のプログラムを実行することにより、コンテンツ再生装置が実現される。
【００９８】
次に、本発明に係るコンテンツ再生装置の処理動作について、図１６のフローチャートを用いて説明する。図１６は、コンテンツが静止画で構成されている場合の例である。図１６に示すように、本発明のコンテンツ再生装置は、大きく分けて、ＩＤ抽出ループと再生ループの２つのループ処理を実行する。まず、ＩＤ抽出ループについて説明する。コンテンツ再生装置の音響信号入力手段２１０、ＩＤ抽出手段２２０は、２系統で処理される。２つの系統を交互に利用することにより、音声を漏れなく取り込むことができる。それぞれの系統で録音された音声は、音声ファイルに記録され、そこからコンテンツＩＤを抽出する。図１６において、Ｓ５０１〜Ｓ５０３、Ｓ５０４〜Ｓ５０６はそれぞれの系統に対応した処理であり、同一の処理である。
【００９９】
コンテンツ再生装置を起動すると、音響信号入力手段２１０は、流れている音声を録音した後、デジタル変換し、デジタル音響信号として音声ファイル１に記録する処理を開始する（Ｓ５０１）。この録音処理では、実際に流れている音声より任意の短い区間を実時間で収録するため、その短い区間と同じ時間を要することになる。本実施形態では、４秒単位で録音処理を行っている。この録音処理に並行して、ＩＤ抽出手段２２０は、音声ファイル２に記録されたデジタル音響信号からコンテンツＩＤを抽出する（Ｓ５０２）。このＩＤ抽出処理は、４秒分の音響信号の処理を２秒程度で行うことができるため、別系統の録音処理の間に終了することになる。なお、初回だけは、音声ファイル２には何も記録されていないので、ＩＤ抽出処理は行われない。そして、Ｓ５０１で開始した音響信号入力手段２１０による録音処理が終了する（Ｓ５０３）。
【０１００】
Ｓ５０４、Ｓ５０５、Ｓ５０６の処理は、それぞれＳ５０１、Ｓ５０２、Ｓ５０３に対応している。Ｓ５０４〜Ｓ５０６では、音響信号入力手段２１０、ＩＤ抽出手段２２０はそれぞれ、Ｓ５０１〜Ｓ５０３とは別の系統に対して同一の処理を行う。すなわち、Ｓ５０４〜Ｓ５０６では、音声ファイル２に対して音響信号入力手段２１０が録音処理を行っている間に、音声ファイル１からＩＤ抽出手段２２０がコンテンツＩＤの抽出処理を行う。
【０１０１】
Ｓ５０２、Ｓ５０５で抽出されたコンテンツＩＤは、ＩＤ抽出手段２２０により、再生リスト保持手段２３０に保持されている再生リストのコンテンツＩＤと比較され、異なる場合は、ＩＤ抽出手段２２０は、抽出したコンテンツＩＤに対応する再生リストをコンテンツ記憶手段２００から抽出し、再生リスト保持手段２３０内の再生リストを変更する。この際、再生リスト保持手段２３０は、再生対象フレームとして、先頭フレームのフレームＩＤを保持する。具体的には、再生リストに示された先頭のフレームのポインタ位置を保持する。
【０１０２】
次に、再生ループについて説明する。再生ループにおけるＳ５０８〜Ｓ５１１の処理は、再生手段２４０により実行される。まず、再生手段２４０は再生リスト保持手段２３０を参照し、再生リスト保持手段２３０が保持している再生対象のフレームＩＤを取得し、そのフレームＩＤに対応するフレームをコンテンツ記憶手段２００から抽出する（Ｓ５０８）。そして、抽出したフレームの再生処理を行う（Ｓ５０９）。再生処理後、再生手段２４０は、再生リスト保持手段２３０内の再生対象フレームを再生リスト上の次のフレームに更新する（Ｓ５１０）。具体的には、再生リストに示された次のフレームのポインタ位置を保持する。その後、再生手段２４０は、再生リスト保持手段２３０が保持する再生リスト上の再生時間から算出される次のフレームの再生開始時刻まで待機する（Ｓ５１１）。次のフレームの再生開始時刻になったら、Ｓ５０８に戻って、再生手段２４０は再生リスト保持手段２３０を参照し、対応するフレームをコンテンツ記憶手段２００から抽出する。
【０１０３】
上述のように、ＩＤ抽出ループにおいては、録音、ＩＤ抽出を繰り返す。また、これと並行して、再生ループにおいては、再生リスト保持手段２３０内の再生リストを参照し、対応するコンテンツを再生する。このため、再生ループ側では、所定の再生単位が終了した後、ＩＤ抽出ループ処理により抽出されたコンテンツＩＤに対応したコンテンツを先頭から再生し、また、異なるコンテンツＩＤがＩＤ抽出ループ処理により抽出された場合には、そのコンテンツＩＤに対応したコンテンツを先頭から再生するという処理を行っていくことになる。この結果、例えば、本発明のコンテンツ再生装置を、展示会場などで利用し、展示物別のコンテンツを格納しておいた場合には、展示会場内を移動して異なる展示物の付近へ行くたびに、その説明を先頭から流すことが可能となる。この際、コンテンツ再生装置の所持者は、一切その操作を行う必要はない。
【０１０４】
続いて、音響信号入力手段２１０、ＩＤ抽出手段２２０の処理、再生リスト保持手段２３０内の状態、再生手段２４０による並列処理のタイミングについて説明する。図１７は、各手段による並行処理の様子を示す図である。図１７に示すように、音響信号入力手段２１０は、２系統の録音処理（図中、「音声録音１」「音声録音２」として示す）を連続して繰り返し行う。すなわち、音声録音１による音声ファイル１への録音処理が終わった直後に音声録音２による音声ファイル２への録音処理を開始し、音声録音２による音声ファイル２への録音処理が終わった直後に音声録音１による音声ファイル１への録音処理を開始するという具合に間断なく、交互の系統で録音処理を行う。
【０１０５】
ＩＤ抽出手段２２０では、音響信号入力手段２１０から音声ファイルを受け取ると、音声ファイルに記録された音響信号からＩＤの抽出を行う。２系統で並列して抽出（図中、「ＩＤ抽出１」「ＩＤ抽出２」として示す）を行うため、音響信号入力手段２１０が音声ファイル１に対して録音処理を行っているときは、音声ファイル２からＩＤ抽出を行い、音響信号入力手段２１０が音声ファイル２に対して録音処理を行っているときは、音声ファイル１からＩＤ抽出を行う。本実施形態では、音響信号入力手段２１０は４秒単位で音響信号を録音する。この録音には、必ず４秒要することになるが、ＩＤ抽出手段２２０は１ファイルを２秒程度で処理可能である。したがって、音響信号入力手段２１０は、処理開始から休むことなく処理し続けるが、ＩＤ抽出手段２２０は、コンテンツＩＤの抽出後、次の音声ファイルを音響信号入力手段２１０から受け取るまで待機状態となる。
【０１０６】
再生リスト保持手段２３０は、ＩＤ抽出手段２２０が抽出したコンテンツＩＤに対応する再生リストを記録する。ＩＤ抽出手段２２０がコンテンツＩＤの抽出に失敗した場合には、再生リストの変更は行われない。再生手段２４０は、再生リスト保持手段２３０に保持された再生リストに対応するコンテンツの再生を行う。図の例では、コンテンツ１のフレームＦｒ１４の再生処理が終わった時点で、再生リスト保持手段２３０内の再生リストがコンテンツ２に対応したものとなっているので、再生手段２４０は、次に、コンテンツ２の先頭のフレームＦｒ２１の再生処理を行う。
【０１０７】
ここで、再生リスト保持手段２３０に記憶された再生リストの一例を図１８（ａ）に示す。図１８（ａ）では、３つの静止画で構成されるコンテンツの例を示している。このコンテンツのコンテンツＩＤは“Ｃｏ１”となっている。図１８（ａ）において、フレームＩＤは、フレームを特定するためのＩＤである。再生リストにおいては、掲載されたフレームＩＤの順番で再生順序が定義される。したがって、図１８（ａ）の再生リストでは、コンテンツ“Ｃｏ１”は、Ｆｒ１１、Ｆｒ１２、Ｆｒ１３の順序で再生されることを示している。画像ファイル名は、フレームに対応した静止画を記録したファイルの名前である。切り替え方式・時間は、前の画像から切り替える際の切り替え方式と、切り替えに要する時間を示している。例えば、Ｆｒ１１の場合、前の画像から一瞬で全体が切り替わることを示している。再生時間は、静止画が表示されている時間である。
【０１０８】
具体的に、図１８（ａ）の情報を利用した静止画再生の様子を図１８（ｂ）に示す。まず、図１８（ａ）に示すように、Ｆｒ１１はカットで表示され、再生時間が６秒であるので、図１８（ｂ）の左端の図のように、Ｆｒ１１が６秒間表示される。そして、図１８（ａ）に示すように、Ｆｒ１１からＦｒ１２へはワイプで切替えられ、所要時間が１秒であるので、図１８（ｂ）の左から２番目の図のように、Ｆｒ１２が左側から１秒間かけてワイプする。そして、図１８（ａ）に示すように、Ｆｒ１２の再生時間は８秒であるので、図１８（ｂ）真ん中の図のように、Ｆｒ１２が８秒間表示される。そして、図１８（ａ）に示すように、Ｆｒ１２からＦｒ１３へはディゾルブで切替えられ、所要時間が１秒であるので、図１８（ｂ）の右から２番目の図のように、Ｆｒ１２からＦｒ１３に１秒間かけて徐々に変化する。そして、図１８（ａ）に示すように、Ｆｒ１３の再生時間は５秒であるので、図１８（ｂ）の右端の図のように、Ｆｒ１３が５秒間表示される。
【０１０９】
次に、コンテンツが動画または音声を含む場合について説明する。コンテンツが動画または音声を含む場合は、静止画の場合と異なり、動画または音声の再生を開始したらその動画または音声が終了するまで再生を実行する。したがって、この間にＩＤを抽出しても意味がないため、録音・ＩＤ抽出処理を中断する。図１９は、コンテンツが動画または音声である場合のフローチャートである。図１９に示すように、ＩＤ抽出ループと再生ループの２つのループ処理で構成される点は、静止画の場合と同様である。図１９において、図１６と同一の処理については、同一符号を付して説明を省略する。
【０１１０】
図１９において、図１６と異なるのは、再生ループにおけるＳ５１２〜Ｓ５１４の処理である。具体的には、再生リストに対応するフレームのデータをコンテンツ記憶手段２００から抽出した後（Ｓ５０８）、ＩＤ抽出ループを停止する（Ｓ５１２）。これは、再生手段２４０から音響信号入力手段２１０、ＩＤ抽出手段２２０に対して指示を出すことにより行われる。続いて、抽出したコンテンツである動画・音声の再生処理を行う（Ｓ５１３）。再生処理後、再生手段２４０は、音響信号入力手段２１０、ＩＤ抽出手段２２０に対して指示を出し、ＩＤ抽出ループを再開させる（Ｓ５１４）。そして、再生リスト保持手段２３０内の再生対象のフレームＩＤを更新する（Ｓ５１０）。
【０１１１】
続いて、コンテンツが動画または音声である場合の、音響信号入力手段２１０、ＩＤ抽出手段２２０の処理、再生リスト保持手段２３０内の状態、再生手段２４０による並列処理のタイミングについて説明する。図２０は、各手段による並行処理の様子を示す図である。動画または音声を再生する場合は、静止画の場合と異なり、動画または音声の再生が開始されたら、その終了まで、録音・ＩＤ抽出ループの処理を停止する。したがって、図２０に示すように、動画・音声であるコンテンツが再生されている間は、録音処理を停止し、動画・音声であるコンテンツの再生が終了してから、音声録音を再開する。
【０１１２】
（４．ＩＤ抽出手段の詳細）
次に、本発明のコンテンツ再生装置の構成要素であるＩＤ抽出手段２２０の詳細について説明する。図２１は、ＩＤ抽出手段２２０の詳細を示す構成図である。図２１において、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、１８０は変換テーブル作成手段である。
【０１１３】
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。基準フレームとしては、埋め込み時と同様にＡタイプ、Ｂタイプのものが設定される。位相変更フレーム設定手段１２０は、Ａタイプ、Ｂタイプそれぞれの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。
【０１１４】
周波数変換手段１３０は、基本的には、図１に示した周波数変換手段２０とほぼ同様の機能を有している。ただし、音を取り込むタイミングが、音響信号の先頭からとはならないため、正しい位相を特定するために、複数の位相で振幅変換、周波数変換を行う点、元の音響信号がステレオであっても、１つのチャンネルで行う点が異なっている。
【０１１５】
周波数変換手段１３０は、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、信号Ｘ（ｉ−Ｎ／２＋ｐＮ／６）（ｉ＝０，…，Ｎ−１）に対して、窓関数Ｗ（１，ｉ）を用いて、以下の〔数式１２〕に従った処理を行い、変換データの実部Ａ（１，ｊ，ｐ）、虚部Ｂ（１，ｊ，ｐ）を得る機能を有している。ｐは位相番号であり、０〜５の整数値をとる。
【０１１６】
〔数式１２〕
Ａ（１，ｊ，ｐ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（１，ｉ）・Ｘ（ｉ−Ｎ／２＋ｐ・Ｎ／６）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）
Ｂ（１，ｊ，ｐ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（１，ｉ）・Ｘ（ｉ−Ｎ／２＋ｐ・Ｎ／６）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）
【０１１７】
周波数変換手段１３０は、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、信号Ｘ（ｉ＋ｐ・Ｎ／６）（ｉ＝０，…，Ｎ−１）に対して、窓関数Ｗ（２，ｉ）を用いて、以下の〔数式１３〕に従った処理を行い、変換データの実部Ａ（２，ｊ，ｐ）、虚部Ｂ（２，ｊ，ｐ）を得る機能を有している。
【０１１８】
〔数式１３〕
Ａ（２，ｊ，ｐ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（２，ｉ）・Ｘ（ｉ＋ｐ・Ｎ／６）・ｃｏｓ（２πｉｊ／Ｎ）
Ｂ（２，ｊ，ｐ）＝Σi=0,…,N-1Ｗ（２，ｉ）・Ｘ（ｉ＋ｐ・Ｎ／６）・ｓｉｎ（２πｉｊ／Ｎ）
【０１１９】
周波数変換手段１３０は、周波数変換手段２０と同様に振幅変換を行う。振幅変換を行うにあたり、まず変換倍率の算出を行う。変換倍率の算出は、所定周波数範囲のスペクトル集合の実効強度値の平均である平均実効値で、設定値を除算することにより行う。設定値は、適宜定めておくことができるが、埋め込み時における振幅変換の場合と同一値としておくことが必要となる。したがって、本実施形態では、設定値Ｚｏは１６０にする必要がある。具体的には、Ａタイプの音響フレーム、Ｂタイプの音響フレームについての変換倍率Ｚ（１，ｐ）、Ｚ（２，ｐ）、これらの直前のＡタイプの音響フレーム、Ｂタイプの音響フレームについての変換倍率Ｚ-1（１，ｐ）、Ｚ-1（２，ｐ）は、以下の〔数式１４〕に従った処理により算出される。振幅変換が実行されることにより、全ての音響フレームは、元の状態における信号強度に関わらず、各音響フレームの平均実効値が設定値となるように振幅変換された状態で、情報の抽出が行われることになる。なお、ｐは位相番号であり、０〜５の整数値をとる。
【０１２０】
〔数式１４〕
Ｚ（１，ｐ）＝Ｚｏ／［Σj=m,…,m+2G-1｛Ａ（１，ｊ，ｐ）2＋Ｂ（１，ｊ，ｐ）2｝］1/2
Ｚ（２，ｐ）＝Ｚｏ／［Σj=m,…,m+2G-1｛Ａ（２，ｊ，ｐ）2＋Ｂ（２，ｊ，ｐ）2｝］1/2
Ｚ-1（１，ｐ）＝Ｚｏ／［Σj=m,…,m+2G-1｛Ａ-1（１，ｊ，ｐ）2＋Ｂ-1（１，ｊ，ｐ）2｝］1/2
Ｚ-1（２，ｐ）＝Ｚｏ／［Σj=m,…,m+2G-1｛Ａ-1（２，ｊ，ｐ）2＋Ｂ-1（２，ｊ，ｐ）2｝］1/2
【０１２１】
ｊ＝ｍ，…，ｍ＋２Ｇ−１（周波数Ｆ１，．．．，Ｆ２に相当）およびｐ＝０，．．．，５の範囲で、Ａ（１，ｊ，ｐ）およびＢ（１，ｊ，ｐ）の各々の要素に対してＺ（１，ｐ）を乗じ、Ａ（２，ｊ，ｐ）およびＢ（２，ｊ，ｐ）の各々の要素に対してＺ（２，ｐ）を乗じ、Ａ-1（１，ｊ，ｐ）およびＢ-1（１，ｊ，ｐ）の各々の要素に対してＺ-1（１，ｐ）を乗じ、Ａ-1（２，ｊ，ｐ）およびＢ-1（２，ｊ，ｐ）の各々の要素に対してＺ-1（２，ｐ）を乗じることにより、振幅変換を行う。以下説明において、Ａ（１，ｊ，ｐ）、Ｂ（１，ｊ，ｐ）、Ａ（２，ｊ，ｐ）、Ｂ（２，ｊ，ｐ）、Ａ-1（１，ｊ，ｐ）、Ｂ-1（１，ｊ，ｐ）、Ａ-1（２，ｊ，ｐ）、Ｂ-1（２，ｊ，ｐ）はこれらの振幅変換を行った値とする。
【０１２２】
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を算出するとともに、この強度値を利用して符号判定パラメータを算出し、この符号判定パラメータ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、符号判定パラメータを算出する際には、直前の音響フレームによる残響成分を考慮する必要がある。ところが、残響成分は計算により算出されるものであるので、必ずしも正確なものが算出されるとは限らず、算出された残響成分を除去することにより、反って抽出精度が低下する場合がある。そこで、本実施形態では、残響成分を除去しない場合の強度値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、および符号判定パラメータＣと、除去した場合の強度値Ｅ１´、Ｅ２´、Ｅ３´、Ｅ４´、および補正符号判定パラメータＣ´を算出し、これらを利用して最適であると思われる状態を判断する。
【０１２３】
Ａタイプの音響フレームの各成分Ａ（１，ｊ，ｐ）、Ｂ（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Ａ-1（２，ｊ，ｐ）、Ｂ-1（２，ｊ，ｐ）とすると、Ｂタイプの音響フレームの各成分Ａ（２，ｊ，ｐ）、Ｂ（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る。符号判定パラメータ算出手段１４０は、各スペクトル集合の強度値の算出の前に、まず、各スペクトル集合の基本強度値Ｅ（１，ｊ，ｐ）、Ｅ（２，ｊ，ｐ）、および残響成分を除去した基本強度値Ｅ´（１，ｊ，ｐ）、Ｅ´（２，ｊ，ｐ）を、以下の〔数式１５〕に従った処理により算出する。
【０１２４】
〔数式１５〕
Ｅ（１，ｊ，ｐ）＝Ａ（１，ｊ，ｐ）2＋Ｂ（１，ｊ，ｐ）2
Ｅ（２，ｊ，ｐ）＝Ａ（２，ｊ，ｐ）2＋Ｂ（２，ｊ，ｐ）2
Ｅ-1（１，ｊ，ｐ）＝Ａ-1（１，ｊ，ｐ）2＋Ｂ-1（１，ｊ，ｐ）2
Ｅ-1（２，ｊ，ｐ）＝Ａ-1（２，ｊ，ｐ）2＋Ｂ-1（２，ｊ，ｐ）2
Ｅ´（１，ｊ，ｐ）＝Ｅ（１，ｊ，ｐ）−ｑ・Ｅ-1（２，ｊ，ｐ）
Ｅ´（２，ｊ，ｐ）＝Ｅ（２，ｊ，ｐ）−ｑ・Ｅ（１，ｊ，ｐ）
【０１２５】
上記〔数式１５〕における６つの式のうち、上から５番目（下から２番目）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、上から６番目（下から１番目）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。Ｅ´（１，ｊ，ｐ）≧０、Ｅ´（２，ｊ，ｐ）≧０とし、〔数式１５〕の上から５番目、６番目の式に従った処理の結果、負の値となった場合には、０に設定する。
【０１２６】
上記〔数式１５〕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は１未満の値を持つものであり、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＝５１２のときｑ＝０．４８が最適である。
【０１２７】
そして、残響成分を除去しない場合の各スペクトル集合の強度値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、除去した場合の強度値Ｅ１´、Ｅ２´、Ｅ３´、Ｅ４´を、算出した基本強度値Ｅ（１，ｊ，ｐ）、Ｅ（２，ｊ，ｐ）、Ｅ´（１，ｊ，ｐ）、Ｅ´（２，ｊ，ｐ）を用いて以下の〔数式１６〕に従った処理により算出する。
【０１２８】
〔数式１６〕
Ｅ１（ｐ）＝Σj=m,…,m+G-1Ｅ（１，ｊ，ｐ）
Ｅ２（ｐ）＝Σj=m,…,m+G-1Ｅ（２，ｊ，ｐ）
Ｅ３（ｐ）＝Σj=m+G,…,m+2G-1Ｅ（１，ｊ，ｐ）
Ｅ４（ｐ）＝Σj=m+G,…,m+2G-1Ｅ（２，ｊ，ｐ）
Ｅ１´（ｐ）＝Σj=m,…,m+G-1Ｅ´（１，ｊ，ｐ）
Ｅ２´（ｐ）＝Σj=m,…,m+G-1Ｅ´（２，ｊ，ｐ）
Ｅ３´（ｐ）＝Σj=m+G,…,m+2G-1Ｅ´（１，ｊ，ｐ）
Ｅ４´（ｐ）＝Σj=m+G,…,m+2G-1Ｅ´（２，ｊ，ｐ）
【０１２９】
このＥ１〜Ｅ４、Ｅ１´〜Ｅ４´については、過去の対応する成分を用いて更新する処理を行う。具体的には、過去の成分を登録する総和値登録テーブルに記録されたＴｅ（１、ｐ）〜Ｔｅ（８、ｐ）を用いて以下の〔数式１７〕に従った処理により算出する。
【０１３０】
〔数式１７〕
Ｅ１（ｐ）＝０．６７Ｅ１（ｐ）＋０．３３Ｔｅ（１、ｐ）
Ｅ２（ｐ）＝０．６７Ｅ２（ｐ）＋０．３３Ｔｅ（２、ｐ）
Ｅ３（ｐ）＝０．６７Ｅ３（ｐ）＋０．３３Ｔｅ（３、ｐ）
Ｅ４（ｐ）＝０．６７Ｅ４（ｐ）＋０．３３Ｔｅ（４、ｐ）
Ｅ１´（ｐ）＝０．６７Ｅ１´（ｐ）＋０．３３Ｔｅ（５、ｐ）
Ｅ２´（ｐ）＝０．６７Ｅ２´（ｐ）＋０．３３Ｔｅ（６、ｐ）
Ｅ３´（ｐ）＝０．６７Ｅ３´（ｐ）＋０．３３Ｔｅ（７、ｐ）
Ｅ４´（ｐ）＝０．６７Ｅ４´（ｐ）＋０．３３Ｔｅ（８、ｐ）
【０１３１】
さらに、Ｔｅ（１、ｐ）〜Ｔｅ（８、ｐ）は、以下の〔数式１８〕に従った処理により更新される。
【０１３２】
〔数式１８〕
Ｔｅ（１、ｐ）＝Ｅ１（ｐ）      Ｔｅ（２、ｐ）＝Ｅ２（ｐ）
Ｔｅ（３、ｐ）＝Ｅ３（ｐ）      Ｔｅ（４、ｐ）＝Ｅ４（ｐ）
Ｔｅ（５、ｐ）＝Ｅ１´（ｐ）    Ｔｅ（６、ｐ）＝Ｅ２´（ｐ）
Ｔｅ（７、ｐ）＝Ｅ３´（ｐ）    Ｔｅ（８、ｐ）＝Ｅ４´（ｐ）
【０１３３】
結局〔数式１５〕〔数式１６〕〔数式１７〕〔数式１８〕により、過去分を考慮した各スペクトル集合の強度値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４が算出されるとともに、当該各スペクトル集合に対応するタイプの別を問わない直前の音響フレームにおけるスペクトル集合の強度にｑを乗じた値を減じることにより強度値Ｅ１´、Ｅ２´、Ｅ３´、Ｅ４´が算出されることになる。
【０１３４】
また、符号判定パラメータ算出手段１４０は、残響成分を除去せずに算出した強度値Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４を用いて、以下の〔数式１９〕に従った処理を実行し、符号判定パラメータＣを算出する。
【０１３５】
〔数式１９〕
１）Ｅ１（ｐ）＞Ｅ２（ｐ）かつＥ４（ｐ）＞Ｅ３（ｐ）の場合
Ｂ＝０と仮判定、
Ｃ＝｛Ｅ１（ｐ）・Ｅ４（ｐ）−Ｅ２（ｐ）・Ｅ３（ｐ）｝／｛Ｅ１（ｐ）・Ｅ４（ｐ）＋Ｅ２（ｐ）・Ｅ３（ｐ）｝
２）Ｅ２（ｐ）＞Ｅ１（ｐ）かつＥ３（ｐ）＞Ｅ４（ｐ）の場合
Ｂ＝１と仮判定、
Ｃ＝｛Ｅ２（ｐ）・Ｅ３（ｐ）−Ｅ１（ｐ）・Ｅ４（ｐ）｝／｛Ｅ１（ｐ）・Ｅ４（ｐ）＋Ｅ２（ｐ）・Ｅ３（ｐ）｝
３）Ｅ１（ｐ）・Ｅ４（ｐ）＞Ｅ２（ｐ）・Ｅ３（ｐ）の場合
Ｂ＝０と仮判定、
Ｃ＝｛Ｅ１（ｐ）・Ｅ４（ｐ）−Ｅ２（ｐ）・Ｅ３（ｐ）｝／｛Ｅ１（ｐ）・Ｅ４（ｐ）＋Ｅ２（ｐ）・Ｅ３（ｐ）｝
４）上記１）〜３）以外の場合
Ｂ＝１と仮判定、
Ｃ＝｛Ｅ２（ｐ）・Ｅ３（ｐ）−Ｅ１（ｐ）・Ｅ４（ｐ）｝／｛Ｅ１（ｐ）・Ｅ４（ｐ）＋Ｅ２（ｐ）・Ｅ３（ｐ）｝
【０１３６】
また、符号判定パラメータ算出手段１４０は、残響成分を除去して算出した強度値Ｅ１´、Ｅ２´、Ｅ３´、Ｅ４´を用いて、以下の〔数式２０〕に従った処理を実行し、補正符号判定パラメータＣ´を算出する。
【０１３７】
〔数式２０〕
１）Ｅ１´（ｐ）＞Ｅ２´（ｐ）かつＥ４´（ｐ）＞Ｅ３´（ｐ）の場合
Ｂ´＝０と仮判定、
Ｃ´＝｛Ｅ１´（ｐ）・Ｅ４´（ｐ）−Ｅ２´（ｐ）・Ｅ３´（ｐ）｝／｛Ｅ１´（ｐ）・Ｅ４´（ｐ）＋Ｅ２´（ｐ）・Ｅ３´（ｐ）｝
２）Ｅ２´（ｐ）＞Ｅ１´（ｐ）かつＥ３´（ｐ）＞Ｅ４´（ｐ）の場合
Ｂ´＝１と仮判定、
Ｃ´＝｛Ｅ２´（ｐ）・Ｅ３´（ｐ）−Ｅ１´（ｐ）・Ｅ４´（ｐ）｝／｛Ｅ１´（ｐ）・Ｅ４´（ｐ）＋Ｅ２´（ｐ）・Ｅ３´（ｐ）｝
３）Ｅ１´（ｐ）・Ｅ４´（ｐ）＞Ｅ２´（ｐ）・Ｅ３´（ｐ）の場合
Ｂ´＝０と仮判定、
Ｃ´＝｛Ｅ１´（ｐ）・Ｅ４´（ｐ）−Ｅ２´（ｐ）・Ｅ３´（ｐ）｝／｛Ｅ１´（ｐ）・Ｅ４´（ｐ）＋Ｅ２´（ｐ）・Ｅ３´（ｐ）｝
４）上記１）〜３）以外の場合
Ｂ´＝１と仮判定、
Ｃ´＝｛Ｅ２´（ｐ）・Ｅ３´（ｐ）−Ｅ１´（ｐ）・Ｅ４´（ｐ）｝／｛Ｅ１´（ｐ）・Ｅ４´（ｐ）＋Ｅ２´（ｐ）・Ｅ３´（ｐ）｝
【０１３８】
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Ｎｈビット単位で抽出し、符号逆変換テーブルを参照することにより、Ｎｗビットの登録順位に変換し、さらに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、チャンネルごとのＡタイプ、Ｂタイプそれぞれについて連続する２個の基準フレーム（チャンネルごとに計４個の基準フレーム）を保持可能なバッファメモリである。変換テーブル作成手段１８０は、図１に示した変換テーブル作成手段８０と同様、Ｎｗビットが取り得る２のＮｗ乗個の全ての登録順位に対して、互いにハミング距離が少なくとも４以上となるＮｈ（＞Ｎｗ）ビットのハミング符号を割り当てることにより、Ｎｗビットの登録順位とＮｈビットのハミング符号が対応付けられた符号変換テーブルを作成する機能を有している。
【０１３９】
（４．２．ＩＤ抽出手段の処理動作）
次に、図１５に示したＩＤ抽出手段２２０の処理動作について説明する。コンテンツ再生装置を起動すると、まず、変換テーブル作成手段１８０が、符号変換テーブルを作成する。変換テーブル作成手段１８０による符号変換テーブルの作成は、変換テーブル作成手段８０と同様、図５のフローチャートに従った処理により行われ、図６に示したような符号変換テーブルが得られることになる。
【０１４０】
続いて、符号変換テーブル作成処理後の、ＩＤ抽出手段２２０の処理動作について説明する。ＩＤ抽出手段２２０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２２のフローチャートに従って説明する。まず、ＩＤ抽出手段２２０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、総和値累積テーブルＴｅ（１、ｐ）〜Ｔｅ（８、ｐ）、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。総和値累積テーブルＴｅ（１、ｐ）〜Ｔｅ（８、ｐ）は、過去（バイト周期×Ｎｈフレーム）分の総和値Ｅ１〜Ｅ４、残響補正後の総和値Ｅ１´〜Ｅ４´を６通りの位相別に保存したものであり、初期状態ではＴｅ（１、ｐ）〜Ｔｅ（８、ｐ）＝０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。
【０１４１】
このように、符号変換テーブルが作成され、初期値が設定されている状態で、利用者が展示場内のスピーカに近付くと、音響信号入力手段２１０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。
【０１４２】
続いて、基準フレーム獲得手段１１０が、音響信号入力手段２１０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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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２３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。
【０１４５】
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２４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）。具体的には、上記〔数式１２〕〔数式１３〕に従った処理を実行し、変換データの実部Ａ（１，ｊ，ｐ）、虚部Ｂ（１，ｊ，ｐ）、実部Ａ（２，ｊ，ｐ）、虚部Ｂ（２，ｊ，ｐ）を得る。
【０１４６】
Ｓ４０１の処理については、実際には、Ａタイプ音響フレームについて周波数変換を行った後、Ｎ／２サンプルだけシフトしてＢタイプ音響フレームについて周波数変換を行う。これらの変換データＡ（２，ｊ，ｐ）、Ｂ（２，ｊ，ｐ）、Ａ（２，ｊ，ｐ）、Ｂ（２，ｊ，ｐ）に対して、上記〔数式１４〕に従った処理を実行し、振幅変換を行う（Ｓ４０２）。
【０１４７】
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Ｃ、Ｃ´を上述のようにして算出した後、符号判定パラメータＣ、Ｃ´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（Ｓ４０３）。具体的には、上記〔数式１５〕〜〔数式１９〕に従った処理を実行して、符号判定パラメータＣ、Ｃ´を算出する。そして、この両者を比較して、Ｃ≧Ｃ´であれば候補符号Ｂを候補符号テーブルＢ（ｐ）に設定し、Ｃ＜Ｃ´であれば候補符号Ｂ´を候補符号テーブルＢ（ｐ）に出力する。
【０１４８】
Ｓ４０３の具体的な処理手順としては、まず、上記〔数式１５〕の１番目の式と２番目の式を利用して基本強度値Ｅ（１，ｊ，ｐ）、Ｅ（２，ｊ，ｐ）を算出した後、上記〔数式１６〕の１番目から４番目までの式を利用してＥ１（ｐ）、Ｅ２（ｐ）、Ｅ３（ｐ）、Ｅ４（ｐ）を算出し、上記〔数式１９〕に従って候補符号Ｂおよび符号判定パラメータＣを算出する処理を行う。続いて、上記〔数式１５〕の３番目から６番目までの式を利用して、残響補正処理を行って基本強度値Ｅ´（１，ｊ，ｐ）、Ｅ´（２，ｊ，ｐ）を算出する。そして、上記〔数式１６〕の５番目から８番目までの式を利用してＥ１´（ｐ）、Ｅ２´（ｐ）、Ｅ３´（ｐ）、Ｅ４´（ｐ）を算出し、上記〔数式２０〕に従って候補符号Ｂ´および補正符号判定パラメータＣ´を算出する処理を行う。
【０１４９】
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のいずれかを出力した場合には、さらに、以下の〔数式２１〕に従って位相判定テーブルＳ（ｐ）の更新を行う（Ｓ４０４）。
【０１５０】
〔数式２１〕
Ｃ≧Ｃ´である場合、Ｓ（ｐ）←Ｓ（ｐ）＋Ｃ
Ｃ＜Ｃ´である場合、Ｓ（ｐ）←Ｓ（ｐ）＋Ｃ´
【０１５１】
ここで、図２３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Ｂ（ｐ）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）。
【０１５２】
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）。
【０１５３】
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。
【０１５４】
再び図２２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）。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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１２ビットのビット配列のデコードを行う（Ｓ２０６）。このデコード処理の詳細を、図２５のフローチャートに従って説明する。
【０１５７】
付加情報抽出手段１６０は、まず、初期化処理を行う（Ｓ７０１）。具体的には、７ビット符号ＫＦおよび最小ハミング距離ＨＤを定義するとともに、ＫＦ＝０およびＨＤ＝２として初期化する処理を行う。続いて、ｉ＝０に初期設定する（Ｓ７０２）。次に、バッファに保存された１２ビットのビット配列を１２ビット符号ＨＦとし、符号変換テーブルのｉ番目に対応する１２ビット符号とのハミング距離ｈｄを算出し、ｈｄ＜ＨＤの場合、ＫＦ＝ｉ、ＨＤ＝ｈｄに更新する（Ｓ７０３）。そして、ｉの値を１加算して（Ｓ７０４）、ｉの値が１２８未満である場合には、Ｓ７０３の処理を繰り返し行う。付加情報抽出手段１６０は、図６に示した符号変換テーブルに記録された１２８個のハミング符号全てについて、ハミング距離ｈｄを算出し、最小ハミング距離ＨＤ、およびハミング距離が最小となる場合の７ビット基準符号ＫＦを得る。
【０１５８】
最小ハミング距離ＨＤが得られたら、図２２に戻って、得られた最小ハミング距離ＨＤが０か、１以上かを判断する（Ｓ２０７）。Ｓ２０７において最小ハミング距離が１以上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。
【０１５９】
Ｓ２０７において最小ハミング距離が０と判断された場合は、付加情報抽出手段１６０が、図２５の処理により得られた７ビット基準符号ＫＦに１ビット付加して出力する（Ｓ２０８）。Ｓ２０７において最小ハミング距離が０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。ハミング距離が１以上の場合は、照合に用いた１２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。
【０１６０】
最小ハミング距離が０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、最小ハミング距離が０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、７ビット基準符号ＫＦ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。
【０１６１】
図２２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。
【０１６２】
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であるコンテンツＩＤを認識する。
【０１６３】
上記の例では、図２２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。
【０１６４】
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２６のフローチャートに従って説明する。図２６においては、図２２と同一処理を行う部分が含まれている。そこで、図２２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２６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２２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。
【０１６５】
続いて、図２２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２３、図２４に示したようなものとなる。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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１２ビットのビット配列のデコードを行う（Ｓ２０６）。続いて、得られたハミング距離が０か１以上かを判断する（Ｓ２０７）。Ｓ２０７においてハミング距離が０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）。
【０１６８】
Ｓ２０７においてハミング距離が１以上と判断された場合は、さらにハミング距離が１か２以上かを判断する（Ｓ２１１）。判断の結果、ハミング距離が２以上と判断された場合には、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。
【０１６９】
Ｓ２１１における判断の結果、ハミング距離が１と判断された場合には、自動訂正モードがＯＮであるかＯＦＦであるかの確認を行う（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。
【０１７０】
自動訂正モードがＯＮである場合は、付加情報抽出手段１６０が、図２５の処理により得られた７ビット基準符号ＫＦに１ビット付加して出力する（Ｓ２０８）。そして、ビットカウンタを０に初期化する（Ｓ２０９）。
【０１７１】
図２６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。
【０１７２】
（４．３．位相補正処理について）
上記のように、コンテンツ再生装置によるＩＤの抽出時には、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２３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。
【０１７３】
（５．ビット配列のビット数Ｎｈ、ハミング距離を変更した場合）
上記実施形態では、コンテンツＩＤの埋め込み、抽出において、ビット配列作成の際、作成されるビット配列は、１２ビット（Ｎｈビット）でハミング距離が４となるようにしたが、ビット配列のビット数Ｎｈ、およびハミング距離は、適宜変更することが可能である。一般に、ビット配列のビット数Ｎｈを大きくすれば、符号化効率は悪くなるが、訂正可能な誤りビット数は増えることになる。したがって、マイクロフォンの感度や演算処理能力が比較的高い抽出装置を用いる場合には、ビット数、ハミング距離が小さいビット配列を作成するようにし、マイクロフォンの感度や演算処理能力が比較的低い抽出装置を用いる場合には、ビット数、ハミング距離が大きいビット配列を作成するようにする。
【０１７４】
ここでは、ビット配列のビット数Ｎｈを１６、ハミング距離を６とした場合の例について説明する。ビット配列のビット数を１６、ハミング距離を６とした場合も、変換テーブル作成手段８０による符号変換テーブル作成は、基本的には、図５に示したフローチャートに従って行われる。ただし、ＨＦが１６ビット符号である点、Ｓ６０３において１６ビット符号ＨＦと符号変換テーブルに既に登録されている他の１６ビット符号とのハミング距離を算出した後、Ｓ６０４、Ｓ６０５のいずれに進むかの閾値が、ハミング距離が６未満か、６以上かで決まる点が、ビット数Ｎｈ＝１２、ハミング距離４の場合と異なっている。
【０１７５】
このようにして作成された符号変換テーブルを図２７に示す。図２７に示すように、符号変換テーブルには、７ビット符号が取り得る各値０〜１２７について、１６ビット符号が対応付けて登録されている。１６ビット符号の２進表記を見るとわかるように、全ての１６ビット符号は互いにハミング距離が６以上となっている。なお、図２７の例では、説明の便宜上、７ビット符号の１０進表記と、１６ビット符号の１０進表記及び２進表記を示しているが、現実には、７ビット符号のビット列と１６ビット符号のビット列が対応付けて登録されている。
【０１７６】
符号変換テーブル作成処理後は、図９のフローチャートに従って埋め込み処理が行われる。この際、１ワードとして、１６ビット分の処理が行われることになる。
【０１７７】
抽出時には、変換テーブル作成手段１８０が、最初に、符号変換テーブルを作成する。符号変換テーブルが作成された後は、図２２〜図２６に従った処理により、付加情報が抽出されることになる。１６ビット符号を扱う場合、図２２、図２６におけるＳ２０５においては、ビットカウンタが１５以下か１６以上かで判断を行うことになる。また、図２５のＳ７０１においては、最小ハミング距離ＨＤ＝３として初期化し、Ｓ７０３においては、ＨＦが１６ビット符号として定義される。また、図２６のＳ２１２に進むのは、最小ハミング距離が３以上の場合となる。
【０１７８】
（６．信号成分が小さい場合にさらに確実に情報の埋め込みを行う手法）
ここまでの説明のように、本実施形態におけるコンテンツＩＤの埋め込み、抽出においては、元の信号成分に無音に近い部分があっても、情報の埋め込みを可能とするものである。このままでも、もちろん十分であるが、本発明においては、より確実に情報を埋め込むような処理を付加することも可能である。具体的には、周波数変換を行う前に、音響信号に聴取困難な微弱な白色ノイズを重畳させる。
【０１７９】
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２２〕に示すような処理を実行し、Ｘｌ（ｉ）、Ｘｒ（ｉ）の値を更新する。
【０１８０】
〔数式２２〕
Ｘｌ（ｉ）←Ｘｌ（ｉ）＋Ｈ
Ｘｒ（ｉ）←Ｘｒ（ｉ）−Ｈ
【０１８１】
すなわち、上記〔数式２２〕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９のフローチャートにおいては、Ｓ１０３、Ｓ１０４の音響フレーム抽出処理の直後に行われることになる。
【０１８２】
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、ＩＤ抽出手段２２０の構成は図２１と同一であり、処理動作は図２２〜図２６のフローチャートに従ったものと同一である。
【０１８３】
（７．抽出時に符号逆変換テーブルを作成する場合）
上記実施形態では、ＩＤ抽出手段２２０は、バッファにＮｈ（１２又は１６）ビットが保存された状態で、図２５に示した処理を実行することにより、対応する７ビットの基準符号ＫＦを得るようにしたが、この場合、１ワード単位で図２５に示した処理を実行することになるため、処理負荷が大きくなる。このような処理負荷を小さくするためには、得られたＮｈビットを、Ｎｗビットに変換するための符号逆変換テーブルを作成しておくことが望ましい。ここでは、このような符号逆変換テーブルを利用する場合について説明する。
【０１８４】
この場合、ＩＤ抽出手段２２０内の変換テーブル作成手段１８０は、変換テーブル作成手段８０の機能に加え、符号逆変換テーブルを作成する機能を備えるとともに、付加情報抽出手段１６０が、図２５に従った処理を行う機能に代えて、符号逆変換テーブルを参照する機能を備える。具体的には、付加情報抽出手段１６０は、図２２、図２６のＳ２０６において、図２５に従った処理を実行する代わりに、符号逆変換テーブルを参照することになる。
【０１８５】
この場合、変換テーブル作成手段１８０は、Ｎｈ（＞Ｎｗ）ビットの全ハミング符号に対して、変換対象となるハミング符号までのハミング距離を記録するとともに、このハミング距離が所定以下のハミング符号に対しては、対応するＮｗビットの登録順位が対応付けられた符号逆変換テーブルを作成する機能を有する。
【０１８６】
コンテンツ再生装置を起動すると、まず、変換テーブル作成手段１８０が、符号逆変換テーブルを作成する。変換テーブル作成手段１８０による符号逆変換テーブルの作成は、最初に、変換テーブル作成手段８０と同様の処理を行って符号変換テーブルを作成した後、この符号変換テーブルを利用して行う。
【０１８７】
符号逆変換テーブルは、Ｎｈビットの全ハミング符号に対して、各々符号変換テーブルに登録されているハミング符号までの最小のハミング距離を記録するとともに、このハミング距離が所定以下のハミング符号に対しては、逆変換先となるＮｗビットの登録順位（当該ハミング距離をもつハミング符号が符号変換テーブルに登録されている登録順位）が対応付けられたものであるので、Ｎｈ＝１２の場合、ＨＦ＝０〜４０９５までの各ハミング符号について作成されることになる。ＨＦの値を特定した場合の処理は、図２５に示したものと同じである。Ｓ７０４において、ｉの値が１２８以上となった場合、ハミング距離ＨＤが０または１であった場合には、ハミング符号ＨＦと対応付けて、７ビット符号ＫＦおよび最小ハミング距離ＨＤを符号逆変換テーブルに登録する。
【０１８８】
図２５に示した処理を、ＨＦ＝０〜４０９５の全てについて実行することにより、図２８に示すような符号逆変換テーブルが作成される。図２８に示すように、符号逆変換テーブルには、１２ビット符号ＨＦが取り得る各値０〜４０９５について、ハミング距離が対応付けて登録されているとともに、ハミング距離が１以下となったものについては、対応する７ビット符号ＫＦが登録されている。なお、図２８の例では、説明の便宜上、７ビット符号の１０進表記と、１２ビット符号の１０進表記及び２進表記を示しているが、現実には、７ビット符号のビット列と１２ビット符号のビット列が対応付けて登録されている。
【０１８９】
また、Ｎｈ＝１６の場合、図２５に示した処理を、ＨＦ＝０〜６５５３５の全てについて実行することにより、図２９に示すような符号逆変換テーブルが作成される。
【０１９０】
そして、図２２のＳ２０６の処理を行う際には、Ｎｈ＝１２の場合は、得られた１２ビットで図２８を参照し、対応する７ビット符号ＫＦと、ハミング距離を得ることになり、Ｎｈ＝１６の場合は、得られた１６ビットで図２９を参照し、対応する７ビット符号ＫＦと、ハミング距離を得ることになる。
【０１９１】
（８．その他）
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
また、埋め込み装置によるコンテンツＩＤの埋め込み、およびＩＤ抽出手段２２０によるコンテンツＩＤの抽出は、上記実施形態に限定されず、特開２００６−１９５０６１号公報、特開２００６−３２３２４６号公報、特開２００８−１５４１６号公報等に開示の技術を始めとする公知の手法を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】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】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。
【図４】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５】符号変換テーブル作成の処理概要を示すフローチャートである。
【図６】７ビット符号と１２ビット符号の符号変換テーブルの一例を示す図である。
【図７】本発明における埋め込み時の各音響フレームの強度変化の様子を示す図である。
【図８】周波数に対するエネルギー分布および、従来と本発明の埋め込み領域を示す図である。
【図９】図７のＳ８０７の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】振幅変換を用いない埋め込み処理を説明するための図である。
【図１１】振幅変換を用いない抽出処理を説明するための図である。
【図１２】振幅変換を用いた埋め込み処理を説明するための図である。
【図１３】振幅変換を用いた抽出処理を説明するための図である。
【図１４】各展示物付近に設置したスピーカからコンテンツＩＤを埋め込んだ音を発する形態を示す図である。
【図１５】本発明に係るコンテンツ再生装置の一実施形態を示す構成図である。
【図１６】コンテンツ再生装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図１７】各手段による並行処理の様子を示す図である。
【図１８】再生リスト保持手段２３０に記憶された再生リストの一例を示す図である。
【図１９】コンテンツが動画または音声である場合のコンテンツ再生装置の処理動作を示すフローチャートである。
【図２０】コンテンツが動画または音声である場合の各手段による並行処理の様子を示す図である。
【図２１】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２２】図２１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２３】図２２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２４】図２３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２５】１２ビット符号ＨＦが特定された場合の、対応する７ビット符号ＫＦ、最小ハミング距離ＨＤを得るための処理を示すフローチャートである。
【図２６】図２１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２７】７ビット符号と１６ビット符号の符号変換テーブルの一例を示す図である。
【図２８】７ビット符号と１２ビット符号の符号逆変換テーブルの一例を示す図である。
【図２９】７ビット符号と１６ビット符号の符号逆変換テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１９５】
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
８０・・・変換テーブル作成手段
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
１８０・・・変換テーブル作成手段
２００・・・コンテンツ記憶手段
２１０・・・音響信号入力手段
２２０・・・ＩＤ抽出手段
２３０・・・再生リスト保持手段
２４０・・・再生手段
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2009180893.tif 000027
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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