"ウォーターマーク済み信号2402に基づいてバイナリーメッセージデータ2442を提供するウォーターマーク復号器2400であって、前記ウォーターマーク済み信号2402の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現2412を提供する時間-周波数-ドメイン表現提供器2410と、前記ウォーターマーク済み信号2402の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現2412を記憶するメモリーユニット2420と、前記ウォーターマーク済み信号2402の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現2412に基づいて整列時間ブロック2432を識別する同期決定器2430と、識別された前記整列時間ブロック2432よりも時間的に先行する時間ブロックの前記ウォーターマーク済み信号2402の記憶された周波数-ドメイン表現2422に基づいて、前記識別された整列時間ブロック2432への距離を考慮して、バイナリーメッセージデータ2442を提供するウォーターマーク抽出器2440と、を含むウォーターマーク復号器。前記識別された整列時間ブロック2432を含むメッセージよりも時間的に先行する前記ウォーターマーク済み信号2402の不完全なメッセージのバイナリーメッセージデータ2442を、前記不完全なメッセージの冗長なデータを使用して提供する冗長性復号器を含む、請求項1に記載のウォーターマーク復号器。前記同期決定器2430は、複数の所定の同期シーケンスに基づき、かつ前記ウォーターマーク済み信号2402のメッセージのバイナリーメッセージデータに基づいて、前記整列時間ブロック2432を識別するものであり、前記ウォーターマーク済み信号2402の前記メッセージに含まれた時間ブロックの数が前記複数の所定の同期シーケンスに含まれた異なる所定の同期シーケンスの数よりも大きいことを特徴とする、請求項1又は2に記載のウォーターマーク復号器。前記同期シーケンスの1つは、前記ウォーターマーク済み信号2402の周波数-ドメイン表現2412の各周波数帯域係数について1つの同期ビットを含むことを特徴とする、請求項3に記載のウォーターマーク復号器。提供された前記バイナリーメッセージデータ2442は、前記整列時間ブロック2432を含むメッセージよりも時間的に先行する前記ウォーターマーク済み信号2402のメッセージのコンテンツを表現することを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のウォーターマーク復号器。前記ウォーターマーク抽出器2440は、前記識別された整列時間ブロック2432に時間的に後続する時間ブロックの前記ウォーターマーク済み信号2402の周波数-ドメイン表現2412に基づいて、前記識別された整列時間ブロック2432への距離を考慮しながら、更なるバイナリーメッセージデータを提供することを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のウォーターマーク復号器。前記メモリーユニット2420は、所定の記憶時間後に、消去または上書きのために、前記ウォーターマーク済み信号2402の記憶された周波数-ドメイン表現を含むメモリースペースを解放することを特徴とする、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のウォーターマーク復号器。前記メモリーユニット2420は、前記ウォーターマーク済み信号2402の記憶された周波数-ドメイン表現から前記ウォーターマーク抽出器2440がバイナリーメッセージデータを取得した後に、消去または上書きのために、前記ウォーターマーク済み信号2402の記憶された周波数-ドメイン表現を含むメモリースペースを解放することを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか1項に記載のウォーターマーク復号器。ウォーターマーク済み信号に基づいてバイナリーメッセージデータを提供する方法2500であって、前記ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現を提供するステップ2510と、前記ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現を記憶するステップ2520と、前記ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現に基づいて整列時間ブロックを識別するステップ2530と、識別された前記整列時間ブロックよりも時間的に先行する時間ブロックの前記ウォーターマーク済み信号の記憶された周波数-ドメイン表現に基づいて、前記識別された整列時間ブロックへの距離を考慮しながら、バイナリーメッセージデータを提供するステップ2540と、を含む方法。コンピュータ上で作動したときに、請求項9に記載の方法を実行させるためのコンピュータプログラム。ウォーターマーク済み信号2402に基づいてバイナリーメッセージデータ2442を提供するウォーターマーク復号器2400であって、前記ウォーターマーク済み信号2402の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現2412を提供する時間-周波数-ドメイン表現提供器2410と、前記ウォーターマーク済み信号2402の複数の時間ブロックについての前記周波数-ドメイン表現2412を記憶するメモリーユニット2420と、前記ウォーターマーク済み信号2402の複数の時間ブロックについての前記周波数-ドメイン表現2412に基づいて、整列時間ブロック2432を識別する同期決定器2430と、識別された前記整列時間ブロック2432よりも時間的に先行する時間ブロックの前記ウォーターマーク済み信号2402の記憶された周波数-ドメイン表現2422に基づいて、識別された前記整列時間ブロック2432までの距離を考慮しながら、バイナリーメッセージデータ2442を提供し、前記整列時間ブロック2432の識別による同期が有効となる前に受け取られたメッセージのバイナリーメッセージデータを利用する、ウォーターマーク抽出器2440と、を含むウォーターマーク復号器。ウォーターマーク済み信号に基づいてバイナリーメッセージデータを提供する方法2500であって、前記ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現を提供するステップ2510と、前記ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての前記周波数-ドメイン表現を記憶するステップ2520と、前記ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての前記周波数-ドメイン表現に基づいて、整列時間ブロックを識別するステップ2530と、識別された前記整列時間ブロックよりも時間的に先行する時間ブロックの前記ウォーターマーク済み信号の記憶された周波数-ドメイン表現に基づいて、識別された前記整列時間ブロックまでの距離を考慮しながら、バイナリーメッセージデータを提供するステップ2540であり、前記整列時間ブロックの識別による同期が有効となる前に受け取られたメッセージのバイナリーメッセージデータを利用するステップと、を含む方法。そこで、本発明の目的は、ウォーターマーク済み信号に基づいてバイナリーメッセージデータを提供するための改善された概念であって、ウォーターマーク済み信号から得られるバイナリーメッセージデータの量を増大させることが可能な概念を提供することである。この目的は、請求項1に記載のウォーターマーク復号器又は請求項9に記載の方法によって達成される。本発明に従う一実施形態は、ウォーターマーク済み信号に基づいてバイナリーメッセージデータを提供するウォーターマーク復号器を提案する。このウォーターマーク復号器は、時間-周波数-ドメイン表現提供器と、メモリーユニットと、同期決定器と、ウォーターマーク抽出器とを備える。時間-周波数-ドメイン表現提供器は、ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現を提供する。メモリーユニットは、ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現を記憶する。さらに、同期決定器は、ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現に基づいて整列時間ブロックを識別する。ウォーターマーク抽出器は、識別された整列時間ブロックよりも時間的に先行する時間ブロックのウォーターマーク済み信号の記憶された周波数-ドメイン表現に基づいて、その識別された整列時間ブロックへの距離を考慮しながら、バイナリーメッセージデータを提供する。本発明の鍵となる考え方は、ウォーターマーク済み信号の周波数-ドメイン表現を記憶し、同期情報識別された整列時間ブロックを使用することで、時間的に先行するメッセージからもバイナリーメッセージデータを回復するというものである。この方法によれば、取得できるバイナリーメッセージデータ又はウォーターマーク済み信号に含まれるウォーターマーク情報の量を有意に増加させることができる。なぜなら、同期が有効となる前に受け取られた時間ブロックからのデータも、またバイナリーメッセージデータを提供するために利用できるからである。従って、特に異なるオーディオ信号間の高速での切り替えにおいて、オーディオ信号に含まれる完全なウォーターマーク情報を取得する可能性を高めることができる。本発明の一実施形態は、識別された整列時間ブロックを含むメッセージよりも時間的に先行するウォーターマーク済み信号の不完全なメッセージのバイナリーメッセージデータを、その不完全なメッセージの冗長なデータを使用して提供するよう構成された冗長性復号器を含む、ウォーターマーク復号器に関する。このようにして、不完全なメッセージからでもウォーターマーク情報を回復することが可能となる。本発明の他の実施形態は、複数の所定の同期シーケンスに基づき、かつウォーターマーク済み信号のメッセージのバイナリーメッセージデータに基づいて、整列時間ブロックを識別する同期決定器を含む、ウォーターマーク復号器に関する。ウォーターマーク済み信号のメッセージに含まれた時間ブロックの数が、前記複数の所定の同期シーケンスに含まれた異なる所定の同期シーケンスの数よりも大きい場合に、前記のような同期決定器が使用されても良い。もし、1つのメッセージが、有効な所定の同期シーケンスの数よりも多数の時間ブロックを含む場合には、同期決定器は1つのメッセージの中に2つ以上の整列時間ブロックを識別しても良い。それら2つ以上の識別された整列時間ブロックのうちのどのブロックが例えばメッセージのスタートを示す正確なブロックであるかを決定するために、前記識別された整列時間ブロックを含むメッセージのバイナリーメッセージデータを分析し、正確な同期を取得しても良い。本発明の別の実施形態は、ウォーターマーク復号器に関し、この復号器は、識別された整列時間ブロックに時間的に後続する時間ブロックのウォーターマーク済み信号の周波数-ドメイン表現に基づいて、識別された整列時間ブロックへの距離を考慮して、更なるバイナリーメッセージデータを提供するウォーターマーク抽出器を含む。換言すれば、一度整列時間ブロックを識別すれば、時間的に後続のメッセージについては同期を使用することで十分となる可能性がある。整列時間ブロックを識別する同期は、所定時間の後で反復されても良い。本発明のさらに他の実施形態は、ウォーターマーク復号器に関し、この復号器は、識別された整列時間ブロックに時間的に後続または先行する時間ブロックのウォーターマーク済み信号の周波数-ドメイン表現に基づいて、識別された整列時間ブロックへの距離を考慮しかつ不完全なメッセージの冗長なデータを使用しながら、バイナリーメッセージデータを提供する冗長性復号器およびウォーターマーク抽出器を含む。このようにして、欠損するウォーターマーク情報が識別された整列時間ブロックに対して先行するか又は後続するような不完全なメッセージからも、ウォーターマーク情報を回復することが可能となる。この方法は、もしあるウォーターマークを含む1つのオーディオソースから、ウォーターマークメッセージの中央にウォーターマークを含む他のオーディオソースへの切り替えが行われた場合に、有益である。そのような場合には、たとえ両方のメッセージが不完全であったとしても、即ち、両方のウォーターマークメッセージに関する伝送時間がオーバーラップしていたとしても、両方のオーディオソースからウォーターマーク情報を回復することが可能となる。本発明のさらに別の実施形態は、バイナリーメッセージデータを提供する方法を提案する。その方法は、上述した装置と同様の知見に基づいている。次に、本発明に従う実施の形態を、添付の図面を参照して詳しく説明する。1.ウォーターマーク生成器図24は、本発明の一実施形態に従い、ウォーターマーク済み信号2402に基づいてバイナリーメッセージデータ2442を提供するウォーターマーク復号器2400のブロック図を示す。このウォーターマーク復号器2400は、時間-周波数-ドメイン表現提供器2410と、メモリーユニット2420と、同期決定器2430と、ウォーターマーク抽出器2440とを含む。時間-周波数-ドメイン表現提供器2410は、同期決定器2430とメモリーユニット2420とに接続されている。さらに、同期決定器2430とメモリーユニット2420とは、ウォーターマーク抽出器2440に接続されている。時間-周波数-ドメイン表現提供器2410は、複数の時間ブロックについてウォーターマーク済み信号2402の周波数-ドメイン表現2412を提供する。メモリーユニット2420は、複数の時間ブロックについてのウォーターマーク済み信号2402の周波数-ドメイン表現2412を記憶する。更に、同期決定器2430は、複数の時間ブロックについてのウォーターマーク済み信号2402の周波数-ドメイン表現2412に基づいて、整列時間ブロック2432を識別する。ウォーターマーク抽出器2440は、識別された整列時間ブロック2432よりも時間的に先行する時間ブロックのウォーターマーク済み信号2402の記憶された周波数-ドメイン表現2422に基づいて、識別された整列時間ブロック2432までの距離を考慮して、バイナリーメッセージデータ2442を提供する。このようなルックバックの手法により、整列時間ブロック2432を識別することによって同期が有効となる前に受け取られたメッセージのバイナリーメッセージデータもまた、利用可能となる。従って、受け取られたウォーターマーク済み信号に含まれる、取得されたバイナリーメッセージデータの量を、有意に増大させることができる。ここで、識別された整列時間ブロック2432までの距離を考慮するとは、例えば前記バイナリーメッセージデータを生成するために使用された関連する記憶された周波数-ドメイン表現の時間ブロックから、識別された整列時間ブロック2432までの距離を、バイナリーメッセージデータ2442の生成において考慮するという意味である。この距離は、例えば時間的距離例えば、識別された整列時間ブロックが時間-周波数-ドメイン表現提供器によって提供された時刻よりもx秒前に、先行する時間ブロックが時間-周波数-ドメイン表現提供器によって提供されていたという時間的距離か、又は先行する時間ブロックと識別された整列時間ブロック2432との間にある時間ブロックの数であっても良い。識別された整列時間ブロック2432までの距離を考慮することで、整列時間ブロック2432よりも先行している時間ブロックの、あるメッセージに対する正確な割当てassignmentが可能となり、その結果、この先行するメッセージのバイナリーメッセージデータをウォーターマーク抽出器2440によって回復しかつ提供することができる。整列時間ブロック2432は、メッセージのスタートの発見を許可するような、例えばメッセージの1番目の時間ブロック、メッセージの最後の時間ブロック、又はメッセージ内の所定の時間ブロックであっても良い。1つのメッセージとは、複数の時間ブロックを一緒に包含した状態で含むデータパッケージであっても良い。ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現は、ウォーターマーク済み信号の時間-周波数-ドメイン表現と呼ばれても良い。任意ではあるが、ウォーターマーク復号器2440は、識別された整列時間ブロック2432を含むメッセージよりも時間的に先行する、ウォーターマーク済み信号の不完全なメッセージのバイナリーメッセージデータ2442を、その不完全なメッセージの冗長なデータを使用して、提供する冗長性復号器を含んでも良い。この方法では、例えばウォーターマーク済み信号の低い信号品質やウォーターマーク済み信号の開始時における不完全メッセージの発生に起因して不完全となるメッセージも、利用可能となる。さらに、同期決定器2430は、複数の所定の同期シーケンスに基づき、かつウォーターマーク済み信号の1つのメッセージのバイナリーメッセージデータに基づいて、整列時間ブロック2432を識別しても良い。この例では、ウォーターマーク済み信号の前記メッセージに含まれる時間ブロックの数は、前記複数の所定の同期シーケンスに含まれた異なる同期シーケンスの数よりも大きい。この方法では、もし2つ以上の整列時間ブロックが1つのメッセージ内で識別された場合でも、正確な同期が可能となる。換言すれば、正確な時間整列ブロックを識別する正確な同期のために、メッセージのコンテンツが分析されても良い。同期シーケンスの1つは、ウォーターマーク済み信号の周波数-ドメイン表現の各周波数帯域係数について1つの同期ビットを含んでも良い。周波数-ドメイン表現2432は、周波数-ドメインの各周波数帯域についての周波数帯域係数を含んでも良い。提供されたバイナリーメッセージデータ2442は、識別された整列時間ブロック2432を含むメッセージよりも時間的に先行する、ウォーターマーク済み信号2402の1つのメッセージのコンテンツを表現しても良い。任意ではあるが、ウォーターマーク抽出器2440は、識別された整列時間ブロック2432までの距離を考慮して、識別された整列時間ブロック2432に時間的に後続する時間ブロックのウォーターマーク済み信号2402の周波数-ドメイン表現2412に基づいて、更なるバイナリーメッセージデータを提供しても良い。これはルックアヘッドの手法と呼ばれても良く、識別された整列時間ブロックを含むメッセージに後続する複数のメッセージの更なるバイナリーメッセージデータの提供を可能にする。この方法では、一回の同期だけでも十分となり得る。代替的に、整列時間ブロックが例えば4番目、8番目、又は16番目のメッセージ毎に周期的に識別されても良い。本発明の更なる実施形態は、ウォーターマーク復号器に関し、このウォーターマーク復号器は、識別された整列時間ブロックに時間的に後続又は先行する複数の時間ブロックのウォーターマーク済み信号の周波数-ドメイン表現に基づいて、識別された整列時間ブロックまでの距離を考慮しかつ不完全なメッセージの冗長なデータを使用して、バイナリーメッセージデータを提供する冗長性復号器およびウォーターマーク抽出器を含む。このようにして、欠損するウォーターマーク情報が前記識別された整列時間ブロックに対して先行又は後続しているような、不完全なメッセージからもウォーターマーク情報を回復することが可能となる。この方法は、もしあるウォーターマークを含む1つのオーディオソースから、ウォーターマークメッセージの中央にウォーターマークを含む他のオーディオソースへの切り替えが発生した場合に有益である。そのような場合には、たとえ両方のメッセージが不完全であったとしても、即ち、もし両方のウォーターマークメッセージのための伝送時間がオーバーラップしていたとしても、切り替え時に両方のオーディオソースからウォーターマーク情報を回復することが可能となる。換言すれば、ウォーターマークメッセージを含むオーディオソースは、そのウォーターマークメッセージの中央部又はメッセージ内のいずれかの位置において切り替えられても良い。冗長性復号器とルックバック機能とによって、両方のウォーターマークメッセージは、たとえそれらがオーバーラップしている場合でも、回復可能となる。メモリーユニット2420は、所定の記憶時間後に、消去または上書きのために、ウォーターマーク済み信号2402の記憶された周波数-ドメイン表現2422を含むメモリースペースを解放しても良い。この方法では、周波数-ドメイン表現2412は短期間記憶されるだけであり、メモリースペースは時間-周波数-ドメイン提供器2410により提供される後続の周波数-ドメイン表現2412のために再利用することができるため、必要となるメモリースペースを小さい状態に維持することができる。加えて、又は代替的に、ウォーターマーク済み信号2402の記憶された周波数-ドメイン表現2422から、ウォーターマーク抽出器2440がバイナリーメッセージデータ2442を取得した後に、メモリーユニット2420は、消去または上書きのために、ウォーターマーク済み信号2402の記憶された周波数-ドメイン表現2422を含むメモリースペースを解放しても良い。この方法でも、必要なメモリースペースを減少させることが可能である。2.バイナリーメッセージデータを提供する方法図25は、本発明の一実施形態に従うウォーターマーク済み信号に基づいてバイナリーメッセージデータを提供する方法2500のフローチャートを示す。この方法2500は、ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現を提供するステップ2510と、そのウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現を記憶するステップ2520と、を含む。更に、この方法2500は、ウォーターマーク済み信号の複数の時間ブロックについての周波数-ドメイン表現に基づいて整列時間ブロックを識別するステップ2530と、その識別された整列時間ブロックよりも時間的に先行する時間ブロックのウォーターマーク済み信号の記憶された周波数-ドメイン表現に基づいて、その識別された整列時間ブロックへの距離を考慮しながら、バイナリーメッセージデータを提供するステップ2540とを含む。任意ではあるが、この方法は上述した装置の特徴に対応する更なるステップを含んでも良い。3.システムの説明以下に、ウォーターマーク挿入器とウォーターマーク復号器とを含む、ウォーターマーク伝送のためのシステムについて説明する。当然ながら、ウォーターマーク挿入器とウォーターマーク復号器とは、互いに独立して使用されても良い。システムの説明については、ここではトップダウンの手法を選択した。まず、符号器と復号器との違いを明確にする。次に、第3.1章から第3.5章において、各処理ブロックを詳細に説明する。システムの基本的な構成は、符号器側を示す図1と復号器側を示す図2とに示される。図1はウォーターマーク挿入器100のブロック概略図を示す。符号器側では、ウォーターマーク生成器とも呼ばれる処理ブロック101の中で、聴覚心理処理モジュール102と交換される情報104及び105に基づいて、バイナリーデータ101aからウォーターマーク信号101bが生成される。ブロック102から提供される情報は、典型的にはウォーターマークが非可聴であることを保証する。ウォーターマーク生成器101により生成されたウォーターマークは、次にオーディオ信号106へと加算される。ウォーターマーク済み信号107は、その後伝送され、記憶され又は更なる処理を受けることができる。例えばオーディオビデオファイルのようなマルチメディアファイルの場合には、オーディオビデオ同期を失わないように、ビデオストリームに適切な遅延を加える必要がある。マルチチャネルオーディオ信号の場合には、各チャネルは本願明細書で説明するように分離して処理される。処理ブロックである101ウォーターマーク生成器と102聴覚心理処理モジュールとについては、第3.1章及び第3.2章においてそれぞれ説明する。復号器側については、ウォーターマーク復号器200のブロック概略図である図2を参照して説明する。例えばマイクロホンによって録音されたウォーターマーク済み信号200aが、システム200に対して使用可能である。分析モジュールとも呼ばれる第1のブロック203が、例えばウォーターマーク済みのオーディオ信号である入力データを時間/周波数ドメインで復調かつ変換し、それによりウォーターマーク済みのオーディオ信号200aの時間-周波数-ドメイン表現204を取得して同期モジュール201へと送る。この同期モジュール201は入力信号204を分析し、時間的同期化を実行する。即ち、符号化されたデータの時間的整列例えば符号化されたウォーターマークデータの時間-周波数-ドメイン表現に関する時間的整列などを決定する。この情報例えば結果として得られる同期情報205はウォーターマーク抽出器202へと送られ、この抽出器202がデータを復号化し、その結果、ウォーターマーク済みのオーディオ信号200aのデータコンテンツを表現するバイナリーデータ202aを出力する。3.1ウォーターマーク生成器101図3はウォーターマーク生成器101の詳細を示す。オーディオ信号106の中に隠されるべき±1として示されるバイナリーデータ101aが、ウォーターマーク生成器101へと入力される。ブロック301はデータ101aを同一長Mpを持つパケットに整える。信号化の目的で、各パケットに対してオーバーヘッドビットが例えば付加される状態で加えられる。ここでは、Msがそれらオーバーヘッドビットの数を示すことにする。それらの使用方法は第3.5章において詳細に説明する。以下の説明においては、ペイロードビットの各パケット及び信号オーバーヘッドビットが、ここで云うメッセージであることに留意されたい。長さNm=MsMpを有する各メッセージ301aは、処理ブロック302即ちチャネル符号器へと送られ、このチャネル符号器は、エラーに対する保護のためのビットを符号化する役割を果たす。このモジュールの可能性のある実施形態として、インターリーバーを伴う畳み込み符号器が挙げられる。この畳み込み符号器の比率が、ウォーターマーキングシステムの対エラー保護の全体的な程度に大きな影響を与える。他方、インターリーバーは、ノイズバーストに対する保護をもたらす。このインターリーバーの操作範囲は1個のメッセージに限定することもできるが、より多数のメッセージに拡大することもできる。ここでは、Rcが符号比率、例えば1/4を示すと仮定する。この場合には、各メッセージについて符号化されたビット数はNm/Rcとなる。チャネル符号器302は、例えば符号化されたバイナリーメッセージ302aを提供する。次の処理ブロック303は、周波数ドメインで拡散を実行する。十分な信号対雑音比を達成するために、情報例えばバイナリーメッセージ302aは、Nf個の注意深く選択されたサブバンドへと拡散されて伝送される。周波数におけるそれらサブバンドの正確な位置は事前に決定され、符号器と復号器との両方に既知となっている。この重要なシステムパラメータの選択に関する詳細は第3.2.2章において述べる。周波数における拡散は、Nf×1のサイズを持つ拡散シーケンスcfによって決定される。ブロック303の出力303aはNf個のビットストリームを持ち、各ビットストリームは各サブバンドに1個ずつ対応している。i番目のビットストリームは、入力ビットを拡散シーケンスcfのi番目の成分と乗算することで得られる。最も単純な拡散は、ビットストリームを各出力ストリームへとコピーすること、即ち全て1から成る拡散シーケンスを使用することである。ブロック304、即ち同期スキーム挿入器とも呼ばれるブロックは、ビットストリームに対して同期信号を追加する。復号器にはビット及びデータ構造のいずれの時間的整列も既知でないため、即ち、いつメッセージがスタートするかが分からないため、ロバストな同期が重要である。同期信号はそれぞれNf個のビットのNs個のシーケンスから成る。シーケンスは要素毎にかつ周期的にビットストリーム又はビットストリーム303aに対して乗算される。例えば、ここではa,b,cをNs=3個の同期拡散シーケンスとも呼ばれる同期シーケンスであると仮定する。その場合、ブロック304は、aを第1の拡散ビットに乗算し、bを第2の拡散ビットに乗算し、cを第3の拡散ビットに乗算する。後続のビットに対しては、処理は周期的に反復される。つまり、aを第4のビットに乗算し、bを第5のビットに乗算するという調子で続いてゆく。このようにして、結合された情報-同期情報304aが得られる。同期拡散シーケンスとも呼ばれる同期シーケンスは、誤った同期のリスクを最小限にするために注意深く選択される。より詳細な説明を第3.4章で述べる。また、シーケンスa,b,c,...は、同期拡散シーケンスとして考えられても良いことに留意すべきである。ブロック305は時間ドメインで拡散を実行する。入力における各拡散済みのビット、即ち長さNfのベクトルが時間ドメインでNt回反復される。周波数における拡散と同様に、ここではNt×1のサイズを持つ拡散シーケンスctを定義する。i番目の時間的反復は、ctのi番目の成分と乗算される。ブロック302~305の操作を以下のような数学的表現に置き換えることができる。ここで、1×Nm=Rcのサイズを持つmが符号化済のメッセージであり、ブロック302の出力であると仮定する。その場合、拡散済みの情報表現Rとして考えられても良いブロック303の出力303aは次式で表すことができ、結合済み情報同期表現Cと考えられても良いブロック304の出力304aは、となり、ここで、〇はシュール要素毎の積を示し、となる。ブロック305の出力305aは、となり、ここで、◇と上付き文字Tとは、クロネッカーの積と転値とをそれぞれ示す。バイナリーデータは±1として表現されることを思い出して頂きたい。ブロック306はビットの差分符号化を実行する。このステップにより、システムは、移動又はローカルな発振器のミスマッチに起因する位相シフトに対するロバスト性が一段と高くなる。この点に関する詳細は、第3.3章で説明する。仮にbi;jを、ブロック306の入力におけるi番目の周波数帯域及びj番目の時間ブロックのためのビットであるとした場合、出力ビットbdiffi;jは次式で示される。ストリームの開始点において、即ちj=0において、bdiffi;j-1は1に設定される。ブロック307は実際の変調を実行する。即ち、その入力に与えられたバイナリー情報306aに基づいてウォーターマーク信号波形を生成する。この点に関しては図4で詳細に説明する。Nf個の並行入力である401~40Nfは、異なるサブバンドについてのビットストリームを含む。各サブバンドストリームの各ビットは、ビット成形ブロック411~41Nfによって処理される。これらビット成形ブロックの出力は、時間ドメインの波形である。j番目の時間ブロックのi番目のサブバンドについて生成された波形は、sijtで示され、入力ビットbdiffi;jに基づいており、次式のように計算される。ここで、γは聴覚心理処理ユニット102によって提供される重み付けファクタであり、Tbはビットの時間区間であり、giはi番目のサブバンドについてのビット形成関数である。ビット形成関数は、次式のコサインを用いて周波数変調されたベースバンド関数giTtから得られたものであり、ここで、fiはi番目のサブバンドの中央周波数であり、上付き文字Tは送信機を表している。ベースバンド関数は各サブバンドについて異なっていても良い。もし同一であると選択された場合には、復号器においてより効果的な構成が可能となる。詳細については、第3.3章を参照されたい。各ビットのためのビット成形は、聴覚心理処理モジュール102によって制御される反復的な処理の中で繰り返される。ウォーターマークを非可聴に維持しながらできるだけ大きなエネルギーを割り当てるためには、反復によって重みγを細かく調節することが必要である。第3.2章においてより詳細に説明する。i番目のビット成形フィルタ41iの出力における完全な波形は次式で示される。ビット形成ベースバンド関数giTtは、Tbよりも格段に大きい時間区間については通常は非ゼロであるが、主エネルギーはそのビット区間内に集中している。図12aはその一例を示し、2つの隣接するビットについて同一のビット形成ベースバンド関数をプロットしたものである。この図の中では、Tb=40ミリ秒である。Tb及び関数の形状の選択は、システムに対して重大な影響を与える。事実、より長いシンボルは、より狭い周波数応答を提供する。この点は、残響のある環境において特に有利である。事実、そのようなシナリオでは、ウォーターマーク済み信号は、各々が異なる伝播時間によって特徴づけられた複数の伝播経路を介してマイクホンに到達する。結果として得られるチャネルは、強い周波数選択性を示す。時間ドメインの観点では、より長いシンボルは有利である。なぜなら、ビット区間に匹敵する遅延を有するエコーは、積極的な干渉をもたらすからである。つまり、それらは受信された信号エネルギーを増大させる。しかし、長いシンボルには幾分かの欠点も存在する。即ち、長いオーバーラップはシンボル間干渉ISIをもたらす可能性もあり、かつオーディオ信号内に隠すことは確実に困難である。そのため、聴覚心理処理モジュールは、長いシンボルに対し、短いシンボルよりも少ないエネルギーしか許可しないであろう。ウォーターマーク信号は、次式のようにビット成形フィルタの全ての出力を合計することで取得される。3.2聴覚心理処理モジュール102図5に示すように、聴覚心理処理モジュール102は3つの部分から成る。第1のステップは分析モジュール501であり、時間オーディオ信号を時間/周波数ドメインへと変換する。この分析モジュールは、異なる時間/周波数分解能で並行分析を実行しても良い。この分析モジュールの次に、時間/周波数データは聴覚心理モデルPAM502へと送られる。ここでは、ウォーターマーク信号のためのマスキング閾値が聴覚心理的な考察非特許文献1を参照に従って計算される。そのマスキング閾値は、各サブバンド及び時間ブロックのためのオーディオ信号の中に隠すことができるエネルギーの量を示す。聴覚心理処理モジュール102の最後のブロックは、振幅計算モジュール503である。このモジュールは、マスキング閾値が満足されるように、即ち埋め込まれたエネルギーがマスキング閾値によって定義されるエネルギー以下になるように、ウォーターマーク信号の生成に使用されるべき振幅ゲインを決定する。3.2.1時間/周波数分析501ブロック501は、オーディオ信号の時間/周波数変換をラップされた変換を用いて実行する。多数の時間/周波数分解能が実行されたときに、最高のオーディオ品質が達成される。ラップされた変換の1つの効果的な実施例は短時間フーリエ変換STFTであり、これは窓処理された時間ブロックの高速フーリエ変換FFTに基づくものである。窓の長さは時間/周波数分解能を決定し、長い窓は低い時間分解能及び高い周波数分解能をもたらし、短い窓は高い時間分解能及び低い周波数分解能をもたらす。他方、窓の形状は周波数漏れなどを決定する。提案システムのために、データを2つの異なる分解能で分析することで、非可聴ウォーターマークが達成される。第1のフィルタバンクは、Tbのホップサイズ、即ちビット長により特徴付けられる。このホップサイズは2つの隣接する時間ブロックの間の時間区間である。窓の長さは略Tbである。この窓の形状はビット成形に使用されたものと同一である必要はなく、また、一般的には人間の聴覚システムをモデルすべきものである点に注意されたい。この問題点に関しては、多数の文献において研究されている。第2のフィルタバンクはより短い窓関数を適用する。スピーチの中にウォーターマークを埋め込む場合には、高い時間的分解能を達成することが特に重要である。なぜなら、その時間的構造は一般的にTbよりも細かいからである。入力オーディオ信号のサンプリングレートは、それがウォーターマーク信号をエイリアシング無しで記述できる程度に十分に大きい限りは、重要ではない。例えば、もしウォーターマーク信号に含まれる最大周波数成分が6kHzである場合には、時間信号のサンプリングレートは少なくとも12kHzでなければならない。3.2.2聴覚心理モデル502聴覚心理モデル502は、マスキング閾値を決定するという役割を持つ。即ち、ウォーターマーク済みのオーディオ信号が元の信号から区別できないように維持しながら、各サブバンド及び時間ブロックのためのオーディオ信号の中に隠すことができる、エネルギーの量を決定する。i番目のサブバンドは、2つの限界、即ちfiとfiとの間で決定される。サブバンドは、Nf個の中央周波数fiを定義し、かつi=2,3,...,Nfについて、fi1=fiとなるようにすることで決定される。中央周波数の適切な選択は、ツイッカーにより1961年に提案されたバークスケールBarkscaleにより与えられる。サブバンドは、より高い中央周波数に対してはより大きくなる。このシステムの可能性のある一実施例では、適切な方法で配置された1.5~6kHzの範囲の9個のサブバンドが使用される。後続の処理ステップは、各サブバンド及び各時間ブロックのための各時間/周波数分解能について別々に実行される。処理ステップ801は、スペクトル平滑化を実行する。事実、調性的要素tonalelementsおよびパワースペクトル内のノッチは平滑化する必要がある。これは幾つかの方法で実行可能である。調性値を計算し、次にその値を使用して適応型の平滑化フィルタを駆動しても良い。代替的に、このブロックのより単純な実施例においては、メディアン状フィルタを使用しても良い。そのメディアンフィルタは、値のベクトルを考慮し、それらのメディアン値を出力する。メディアン状フィルタでは、50以外の分位点に対応する値を選択することができる。フィルタ幅はHzで定義され、低周波数から開始して最高限度の周波数で終了する非線形移動平均として適用される。ステップ801の操作を図7に示す。赤色の曲線は平滑化の出力を示す。平滑化が一旦実行されると、閾値がブロック802によって周波数マスキングだけを考慮して計算される。この場合にも別の可能性が存在する。1つの方法は、各サブバンドの最小値を用いてマスキングエネルギーEiを計算する方法である。これはマスキングを効果的に操作する信号の実効エネルギーである。この値から、所定のスケーリングファクタを単純に乗算して、マスクされたエネルギーJiを得ることができる。これらのファクタは各サブバンド及び時間/周波数分解能について異なり、経験的な聴覚心理的実験を通して取得される。これらのステップは図8で示す。ブロック805では、時間マスキングが考慮される。この場合、同一のサブバンドに関する異なる時間ブロックが分析される。マスクされたエネルギーJiは、経験的に導出されたポストマスキングプロファイルに従って修正される。ここで、2つの隣接する時間ブロック、即ちk-1及びkについて考察する。対応するマスクされたエネルギーはJik-1及びJikである。ポストマスキングプロファイルは、例えば、マスキングエネルギーEiがエネルギーJiを時刻kでマスクし、エネルギーαJiを時刻k1でマスクできると定義する。この場合、ブロック805は現在の時間ブロックによりマスクされたエネルギーであるJikと、先行する時間ブロックによりマスクされたエネルギーであるαJik1とを比較し、最大値を選択する。ポストマスキングプロファイルは文献でも紹介されており、経験的な聴覚心理的実験を通して取得されてきた。大きなTb、即ち20ミリ秒を超えるTbについては、短時間窓関数を伴う時間/周波数分解能に対してのみポストマスキングが適用されることに注意されたい。要約すれば、ブロック805の出力においては、2つの異なる時間/周波数分解能に関して得られた各サブバンド毎及び時間ブロック毎のマスキング閾値を得る。それらの閾値は、周波数マスキング現象と時間マスキング現象との両方を考慮して取得されてきたものである。ブロック806では、異なる時間/周波数分解能のための閾値が融合される。例えば、1つの実施例の可能性としては、1ビットが割り当てられた時間区間及び周波数区間に対応する全ての閾値をブロック806が考慮し、最小値を選択することが挙げられる。3.2.3振幅計算ブロック503図9を参照しながら説明する。ブロック503への入力は、聴覚心理に基づく全ての計算を実行する聴覚心理モデル502から出力された閾値505である。この振幅計算器503においては、その閾値を用いた追加的な計算が実行される。第1に、振幅マッピング901が行われる。このブロックは、通常はエネルギーとして表現されるマスキング閾値を単に振幅へと変換するだけであり、その振幅は、第3.1章で定義したビット成形関数をスケールするために使用できるものである。その後、振幅適応ブロック902が使用される。このブロックは、ウォーターマーク生成器101の中でビット成形関数を乗算するために使用される振幅γi,jを、マスキング閾値が確実に満たされるように繰り返し適応させる。事実、上述したように、ビット成形関数は、通常はTbよりも長い時間区間に亘って延びる。従って、点i,jにおいてマスキング閾値を満たす正確な振幅γi,jを乗算することが、点i,j-1において必ずしも条件を満たすことにはならない。この点は、前エコーが可聴になるため、強いオンセットにおいては特に重大である。回避すべきもう一つの状況は、異なるビットの尾部が不運にも重畳し、可聴のウォーターマークをもたらすことである。そのため、ブロック902はウォーターマーク生成器によって生成された信号を分析し、閾値が満たされたかどうかをチェックする。もし満たされていない場合には、振幅γi,jを適切に修正する。符号器側の説明は以上である。後段ではウォーターマーク復号器とも呼ばれる受信器において実行される処理ステップについて説明する。3.3分析モジュール203分析モジュール203はウォーターマーク抽出処理の最初のステップ又はブロックである。その目的は、ウォーターマーク済みのオーディオ信号200aを、符号204でも示されるNf個のビットストリーム各スペクトルサブバンドiについて1個ずつへと戻し変換することである。これらには、同期モジュール201及びウォーターマーク抽出器202により、第3.4章及び第3.5章でそれぞれ説明するように、更なる処理が施される。はソフトビットストリームであり、即ち、それらは例えばいかなる実数値をとることもでき、ビットに関する硬判定が未だ行なわれていないことに注意すべきである。分析モジュールは、図16に示す3つの部分、即ち分析フィルタバンク1600と、振幅正規化ブロック1604と、差分復号化1608とから成る。3.3.1分析フィルタバンク1600ウォーターマーク済みのオーディオ信号は、図10aにその詳細を示す分析フィルタバンク1600によって、時間-周波数-ドメインへと変換される。このフィルタバンクの入力は、受信されたウォーターマーク済みのオーディオ信号rtである。その出力は、時刻jにおけるi番目の分枝又はサブバンドのための複素係数biAFBjである。これらの値は、中央周波数fi及び時刻jTbにおける信号の振幅と位相についての情報を含む。フィルタバンク1600はNf個の分枝で構成され、各分枝が各スペクトルサブバンドiに対応している。各分枝は、スペクトルサブバンドiについて、同相成分のための上側サブ分枝と、直交成分のための下側サブ分枝とに分割される。ウォーターマーク生成器における変調とウォーターマーク済みのオーディオ信号とは純粋に実数値であるが、チャネルと同期の整列ミスとにより導入された変調信号空間の回転は受信器においては既知ではないため、受信器における複素値の分析が必要となる。後段においては、フィルタバンクのi番目の分枝について考察する。同相及び直交のサブ分枝を結合することで、複素値のベースバンド信号複素係数biAFBtを次式のように定義できる。ここで、は畳み込みを示し、giRtはサブバンドiの受信器低域通過フィルタのインパルス応答を示す。通常は、マッチされたフィルタ条件を満たすために、giRtitは変調器307内のサブバンドiのベースバンドビット形成関数giTtに等しいが、他のインパルス応答も可能である。レート1=Tbで係数biAFBjを得るために、連続的な出力biAFBtをサンプリングしなければならない。もし仮に、正確なタイミングが受信器において既知であったとすれば、レート1=Tbでサンプリングすることで十分だったであろう。しかし、実際にはビット同期は既知ではないために、レートNos/Tbでサンプリングが実行され、ここで、Nosは分析フィルタバンクオーバーサンプリングファクタである。例えばNos=4のようにNosを十分に大きい値に選択することで、少なくとも1つのサンプリングサイクルが理想的なビット同期に十分近いことが保証できる。最適なオーバーサンプリングレイヤは、同期プロセスの途中で決定されるため、オーバーサンプリングされた全てのデータはその時点まで維持される。このプロセスは第3.4章で説明する。i番目の分枝の出力において係数biAFBj,kを持ち、ここでjはビット番号又は時刻を示し、kはこの1ビット内のオーバーサンプリング位置を示し、k=1,2,...,Nosである。図10bは時間周波数平面上の係数の位置を示す例示的な全体像である。オーバーサンプリングファクタはNos=2である。長方形の高さ及び幅は、対応する係数biAFBj,kにより表現される信号部分の帯域及び時間区間をそれぞれ示す。もしサブバンド周波数fiが所定区間Δfの倍数となるように選択される場合には、分析フィルタバンクは高速フーリエ変換FFTを用いて効果的に構成することができる。3.3.2振幅正規化1604一般化を損なわずかつ説明を簡素化する目的で、以下においてはビット同期が既知でありかつNos=1であると仮定する。つまり、正規化ブロック1604の入力においては複素の係数biAFBjを持つ。受信器においてはチャネル状態の情報が何もない即ち伝播チャネルが既知でないために、等利得合成スキームが使用される。時間および周波数の分散的なチャネルに起因して、送られたビットbijのエネルギーは、中央周波数fi及び時刻jの周囲だけではなく、隣接する周波数および時刻においても見つけられる。従って、より精確な重み付けのために、周波数fi±nΔfにおける追加的な係数が計算され、係数biAFBjの正規化のために使用される。もしn=1であるならば、例えば次式となる。n>1についての正規化は、上述の式の単純な拡張である。同様にして、2つ以上の時刻について考慮することで、ソフトビットを正規化することを選択できる。このような正規化が各サブバンドi及び各時刻jについて実行される。EGCの実際の合成は、抽出プロセスにおける更に後のステップにおいて実行される。3.3.3差分符号化1608差分符号化ブロック1608には、周波数fi及び時刻jにおける信号要素の位相についての情報を含む、振幅正規化された複素係数binormjが入力される。ビットは送信機において差分符号化されているため、ここでは逆の操作が実行されなければならない。ソフトビットは、まず2つの連続する係数の位相における差異を計算し、次に、その実数部分を取ることで得られる。伝送チャネルは通常、各サブバンドにおいて異なる位相回転を導入するため、この計算は各サブバンドについて個別に実行する必要がある。3.4同期モジュール201同期モジュールの役割は、ウォーターマークの時間的同期を見つけることである。符号化済みのデータに対して復号器を同期化する問題は、2つのステップで構成される。第1のステップでは、分析フィルタバンクは符号化済みのデータに対して整列しなければならない。即ち、変調器の中で合成に使用されるビット成形関数giTtは、分析のために使用されたフィルタgiRtと整列しなければならない。この問題は図12aに示す。ここでは、分析フィルタは合成フィルタと同一である。図の上方において、3個のビットを示す。簡素化する目的で、これら全3個のビットのための波形はスケールされていない。異なるビットの間の時間的オフセットはTbである。図の下方は、復号器における同期の問題を表している。即ち、フィルタは異なる時刻で適用可能であるが、しかし、赤線曲線1299aで示された位置だけが正確であり、第1のビットを最高の信号対雑音比SNRと信号対干渉比SIRとを用いて抽出することが可能となる。事実、不正確な整列はSNRとSIRとの両方を低下させるおそれがある。ここでは、この第1の整列をビット同期と呼ぶ。一旦ビット整列が達成されたならば、ビットは最適に抽出される。しかし、メッセージを正確に復号化するためには、どのビットにおいて新たなメッセージがスタートするかについて知ることが必要となる。この問題については図12bにおいて示し、メッセージ同期と呼ぶ。復号化されたビットのストリームの中では、赤線位置1299bで示されたスタート位置だけが正確であり、k番目のメッセージを復号化することが可能である。先に、メッセージ同期についてだけ説明する。同期署名は、第3.1章で説明したように、ウォーターマーク内に連続的かつ周期的に埋め込まれた、所定の順序のNs個のシーケンスで構成される。同期モジュールは、同期シーケンスの時間的整列を回復することができる。サイズNsに基づいて、図12cと図12dにそれぞれ示す2つの操作モードを区別することができる。全体メッセージ同期モード図12cにおいては、Ns=Nm/Rcである。この図では、簡素化するために、Ns=Nm/Rc=6であって、時間的拡散はなし、即ちNt=1であると仮定する。使用される同期署名は、説明のためにメッセージの下方に示す。現実には、第3.1章で説明したように、それらメッセージは符号化されたビットと周波数拡散シーケンスとに基づいて変調される。このモードでは、同期署名の周期長はメッセージの周期長と同一である。そのため、同期モジュールは、同期署名の時間的整列を見つけることで、各メッセージの開始を確認することができる。新たな同期署名が同期ヒットとしてスタートする時間的位置に注目されたい。同期ヒットは、次にウォーターマーク抽出器202へと送られる。可能性のある第2のモードとしての部分的メッセージ同期モードを図12bに示す。この場合には、Ns<Nm=Rcである。この図では、Ns=3であると仮定する。即ち、3個の同期シーケンスが各メッセージについて2回繰り返される。メッセージの周期長は同期署名の周期長の倍数である必要はない点に注意されたい。この操作モードにおいては、全ての同期ヒットがメッセージの開始に対応する訳ではない。同期モジュールはヒット間を区別する手段を持たず、この役割はウォーターマーク抽出器202に委ねられる。同期モジュールの処理ブロックは図11aと図11bに示す。同期モジュールは、同期署名コリレータ1201の出力1201aを分析することで、ビット同期および全体または部分的なメッセージ同期を一度に実行する。時間/周波数ドメインのデータ204は分析モジュールによって提供される。ビット同期はまだ有効ではないため、第3.3章で説明したように、ブロック203はファクタNosを用いてデータをオーバーサンプリングする。入力データを図12eに示す。この例においては、Nos=4、Nt=2、Ns=3であると仮定する。換言すれば、同期署名はa,b,cで示す3個のシーケンスから成る。この場合には、拡散シーケンスct=[11]Tを用いた時間拡散は、時間ドメインで各ビットを単純に2回ずつ繰り返す。正確な同期ヒットは矢印で示され、各同期署名の開始に対応する。同期署名の周期は、NtNosNs=Nsblであり、例えば243=24である。同期署名の周期により、同期署名コリレータ1201は任意に時間軸をブロックへと分割する。このブロックはサーチブロックと呼ばれ、サイズはNsblであり、その下付き文字がサーチブロックの長さを表している。図12fに示すように、各サーチブロックは、1つの同期ヒットを含まなければならない又は典型的に含んでいる。Nsbl個のビットの各々が同期ヒットの候補である。ブロック1201の役割は、各ブロックの各候補ビットについて尤度を計算することである。この情報1201aは、次に同期ヒットを演算するブロック1204へと送られる。3.4.1同期署名コリレータ1201Nsbl個の同期位置の候補の各々について、同期署名コリレータが尤度を計算する。その尤度が大きければ大きい程、ビット同期と部分又は全体メッセージ同期との両方の時間的整列が見つかった可能性が高くなる。この処理ステップを図12gで示す。このようにして、異なる選択位置に関する尤度のシーケンス1201aを得ることができる。ブロック1301は時間的逆拡散を実行する。即ち、Nt個の各ビットを時間拡散シーケンスctと乗算し、その後それらを合計する。これはNf個の周波数帯域の各々について実行される。図13aに一例を示す。前述した例と同一のパラメータを使用する。即ち、Nos=4、Nt=2、Ns=3である。同期位置の候補には印をつけてある。そのビットから、Nosのオフセットを用いてNtNsがブロック1301で取得され、更にシーケンスctを用いて時間逆拡散され、その結果、Ns個のビットが残される。ブロック1302では、ビットは要素毎にNs個の拡散シーケンスと乗算される図13bを参照。ブロック1303では、周波数逆拡散が実行される。つまり、各ビットが拡散シーケンスcfと乗算され、その後、周波数に沿って合計される。このとき、仮に同期位置が正確であったとすると、Ns個の復号化されたビットを得るであろう。そのビットは受信器には知られていないので、ブロック1304は、Ns個の値と合計との絶対値を取ることで、尤度を計算する。ブロック1304の出力は、原則的には同期署名を探求する非干渉性コリレータの出力となる。事実、小さなNsを選択した場合、即ち部分的メッセージ同期モードを選択した場合、互いに直交する同期シーケンス例えばa,b,cを使用することが可能となる。そうすることで、コリレータが署名と正確に整列していない場合、その出力が非常に小さくなり、理想的にはゼロとなる。全体的なメッセージ同期モードを使用する場合、できるだけ多数の直交同期シーケンスを使用し、次にそれらが使用された順序を注意深く選択することで、署名を作成することが望ましい。この場合、拡散シーケンスを良好な自己相関関数で探求するときと同じ理論を適用できる。コリレータが僅かに整列ミス状態であるときは、コリレータの出力は理想的な場合であってもゼロではなくなるが、しかしいずれにしても、分析フィルタが信号エネルギーを最適状態では獲得できないため、完全な整列状態に比べて小さくなるであろう。3.4.2同期ヒットの計算1204このブロックは同期署名コリレータの出力を分析し、同期位置がどこにあるのかを決定する。このシステムがTb/4までのミス整列に対して相当にロバストであり、Tbが通常は約40ミリ秒であることから、ブロック1201の出力を時間に亘って積分し、より安定的な同期を達成することが可能である。この実施例として可能性のあるものは、時間に沿って適用され、インパルス応答を指数関数的に減衰させる、IIR無限インパルス応答フィルタである。代替的に、伝統的なFIR移動平均フィルタも使用できる。平均化が一旦実行されると、異なるNtNsに沿った第2のコリレーション異なる選択位置が実行される。実際には、同期関数の自己相関関数が既知であるという情報を活用する。これが、最尤推定量に対応する。この考え方を図13cに示す。この曲線は、時間積分後のブロック1201の出力を示す。同期ヒットを決定するための1つの可能性のある方法は、この関数の最大値を見つけることである。図13dには、同期署名の自己相関関数でフィルタ処理された同じ関数黒色を示す。結果として得られる関数を赤線で示す。この場合、最大値がより明確化され、同期ヒットの位置が明確になる。2つの方法の結果は高いSNRの状況下では相当に類似しているが、低いSNRの状況下では第2の方法が格段に良好である。同期ヒットが発見された後は、ウォーターマーク抽出器202へと送られ、そこでデータが復号化される。本発明の幾つかの実施形態では、ロバストな同期信号を得るために、短い同期署名を用いた部分的メッセージ同期モードで同期が実行される。そのため、多くの復号化を実行する必要があり、また偽陽性のメッセージ検出を冒すリスクが高まってしまう。これを防止するため、本発明の幾つかの実施形態では、信号化シーケンスをより低いビットレートを持つメッセージの中に挿入しても良い。この手法は、メッセージよりも短い同期署名から起こる問題に対する解決法であり、強化された同期についてこれまで説明した。この場合、復号器は新たなメッセージがどこでスタートするかが分からず、複数の同期ポイントにおいて復号化しようと試みる。真正なメッセージと偽陽性のメッセージとを区別するため、本発明の幾つかの実施例においては、ある信号語を使用する即ち、既知の制御シーケンスを埋め込むためにペイロードが犠牲となる。幾つかの実施例においては、真正なメッセージと偽陽性のメッセージとの間を区別するために、代替的又は追加的に真偽性チェックが使用される。3.5ウォーターマーク抽出器202ウォーターマーク抽出器202を構成する部分について図14を参照しながら説明する。この抽出器は2つの入力、即ちブロック203からの入力204とブロック201からの入力205とを持つ。同期モジュール201第3.4章を参照は同期タイムスタンプ、即ち候補メッセージがスタートする時間ドメインの位置を提供する。この点については、第3.4章でより詳細に説明している。他方、分析フィルタバンクブロック203は、復号化される準備が整ったデータを時間/周波数ドメインで提供する。第1の処理ステップであるデータ選択ブロック1501は、復号化されるべき候補メッセージとして認識される部分を入力204から選択する。図15bはこの過程を図式的に示す。入力204は実数値のNf個のストリームで構成される。時間的整列は復号器には事前に知られていないため、分析ブロック203は1/TbHzよりも高いレートで周波数分析オーバーサンプリングを実行する。図15bではオーバーサンプリングファクタを4とした。即ち、サイズNf×1の4個のベクトルがTb秒毎に出力される。同期ブロック201が候補メッセージを認識したときに、同期ブロック201は候補メッセージのスタート点を示すタイムスタンプ205を交付する。選択ブロック1501は復号化に必要な情報、即ちサイズNf×Nm/Rcの行列を選択する。この行列1501aは更なる処理のためにブロック1502へと送られる。ブロック1502,1503,1504は、第3.4章で説明したブロック1301,1302,1303と同じ操作を実行する。本発明の代替的な実施形態では、復号化されるべきデータもまた同期モジュールから提供させることで、ブロック1502~1504の計算を省略している。概念上、それは些細なことである。実装の観点から見れば、それはバッファがどのように実現されるかという問題に過ぎない。一般的には、計算を再度実行することで、より小さなバッファを使用することができる。チャネル復号器1505はブロック302の逆の操作を実行する。もし、このモジュールの可能性のある実施例のチャネル符号器がインターリーバを伴う畳み込み符号器で構成されている場合には、チャネル復号器はデインターリービング及び畳み込み復号化を、例えば公知のビタビアルゴリズムなどを用いて実行する。このブロックの出力において、Nmビット、即ち候補メッセージを得る。ブロック1506、即ち信号化および真偽性のチェックブロックは、入力された候補メッセージが実際にメッセージか否かを決定する。これを実行するためには、様々な方法が可能である。基本的な考え方は、CRCシーケンスのような信号語を使用して真正なメッセージと偽のメッセージとの間を区別することである。しかしこれは、ペイロードとして使用可能なビット数を減少させてしまう。代替的に、真偽性のチェックを使用できる。もし、例えばメッセージがタイムスタンプを含んでいる場合には、連続的なメッセージは連続的なタイムスタンプを持っているはずである。もし、復号化されたメッセージが不正確な順序のタイムスタンプを持っている場合には、それを除外することができる。メッセージが正確に検出されてきた場合には、システムは、ルックアヘッド及び/又はルックバックの機能を適用するよう選択しても良い。このとき、ビット同期とメッセージ同期との両方が達成されたと推定する。ユーザーがザッピングしていないと想定して、システムは時間的にルックバックし、もしまだ復号化されていない場合には過去のメッセージを同じ同期ポイントを用いて復号化しようと試みるルックバックの手法。この手法は、システムの開始時において特に有用である。さらに、悪い条件下では、同期を達成するために2個のメッセージが必要となるかもしれない。その場合には、1番目のメッセージにはチャンスがない。ルックバックを選択することで、バック同期のみに起因して受信されてこなかった良好なメッセージを救うことができる。ルックアヘッドも同様であるが、将来に関して有益である。現時点でメッセージがあれば、次のメッセージがどこにあるべきかが分かり、いずれかの方法でそれを復号化しようと試みることができる。3.6同期の詳細ペイロードを符号化するために、例えばビタビアルゴリズムを使用しても良い。図18aは、ペイロード1810と、ビタビ終端シーケンス1820と、ビタビ符号化済みペイロード1830と、ビタビ符号化済みペイロードの反復符号化されたバージョン1840とを図式的に示す。例えば、ペイロード長は34ビットであり、ビタビ終端シーケンスは6ビットを含んでも良い。もし、例えば1/7のビタビ符号レートを使用した場合、ビタビ符号化済みペイロードは3467=280個のビットを含むことになる。更に、1/2の反復符号化を使用すれば、ビタビ符号化済みペイロード1830の反復符号化されたバージョン1840は、2802=560個のビットを含むことになる。この例では、42.66ミリ秒のビット時間区間を考慮すれば、メッセージ長は23.9秒となる。この信号は、図18bに示す周波数スペクトルによって表されるような、例えば1.5~6kHzの例えば臨界帯域に従って配置された9個のサブキャリアを用いて埋め込んでも良い。代替的に、0~20kHzの周波数範囲内の他の個数例えば4,6,12,15又は2~20の間の数のサブキャリアが使用されても良い。図19は、ABC同期とも呼ばれる同期についての基本概念1900の概略図を示す。この図は、符号化されていないメッセージ1910と、符号化されたメッセージ1920と、同期シーケンス1930と、その同期を複数のメッセージ1920へと相互連続的に適用した様子を示す。図19~図23に示すこの同期概念の説明において言及する同期シーケンスは、前述した同期署名と同一であっても良い。更に、図20は同期シーケンスとのコリレートによって発見される同期の概略図を示す。もし同期シーケンス1930がメッセージよりも短い場合には、2つ以上の同期ポイント1940又は整列時間ブロックが1つのメッセージ内で発見されても良い。図20に示す例においては、各メッセージ内に4個の同期ポイントが発見される。更に、発見された各同期について、ビタビ復号器ビタビ復号化シーケンスがスタートされても良い。このようにして、各同期ポイント1940について、図21に示すようなメッセージ2110が取得されても良い。これらのメッセージに基づいて、図22に示すように、CRCシーケンスサイクル冗長性チェックシーケンス及び/又は真偽性チェックを使用して、真正なメッセージ2210が識別されても良い。CRC検出サイクル冗長性チェック検出は、偽陽性のメッセージから真正のメッセージを識別するために既知のシーケンスを使用しても良い。図23は、ペイロードの終端に追加されたCRCシーケンスの例を示す。偽陽性誤った同期ポイントに基づいて生成されたメッセージの確率は、CRCシーケンスの長さと、スタートされたビタビ復号器の数1つのメッセージ内の同期ポイントの数とに基づいても良い。偽陽性の確率を増大させずにペイロード長を増大させるために、真偽性が利用されても良く真偽性テスト、同期シーケンス同期署名の長さが増大されても良い。4.概念及び利点以下に、上述したシステムの幾つかの態様であって革新的であると考えられるものについて説明する。また、それらの態様と現状の技術との関係についても説明する。4.1連続的な同期幾つかの実施形態は連続的な同期を可能にする。ここでは同期署名とも呼ぶ同期信号は、伝送及び受信側の両方にとって既知である同期拡散シーケンスとも呼ばれるシーケンスとの乗算によって、連続的かつデータに並行して埋め込まれる。幾つかの従来システムでは、データに使用されたものとは異なる特別なシンボルを使用するが、本発明に従う幾つかの実施形態ではそのような特別なシンボルは使用しない。他の従来の方法では、データと時間的に乗算されたビットの既知のシーケンスプリアンブルを埋め込むか、又はデータと周波数的に乗算された信号を埋め込む方法を含む。しかし、同期のために専用のサブバンドを使用することは望ましくないことが分かっている。なぜなら、そのような周波数においてはチャネルがノッチを持ち、同期を実現不可能にすることがあるからである。このように、プリアンブル又は特別なシンボルがデータと時間的に乗算されるような方法に比べると、本発明の方法は、例えば動きに基づく同期におけるトラックチェンジを連続的に許可するという点で有利である。更に、ウォーターマーク信号のエネルギーは、例えば拡散された情報表現の中へウォーターマークを乗算的に導入することなどによって変化しない。また、同期は聴覚心理モデル及びデータレートから独立して指定できる。同期署名の時間長は、同期のロバスト性を決定するものであるが、データレートから完全に独立して自在に指定することができる。他の従来方法では、データとコード乗算された同期シーケンスを埋め込むことを含む。このような従来の方法と比較した場合、本発明の方法は、データのエネルギーがコリレーションの計算における干渉ファクタを表すものではないという利点があり、更なるロバスト性をもたらす。加えて、コード乗算を使用すると、同期に使用可能な直交シーケンスの幾つかはデータに必要となるため、その数が減少する。要約すれば、本発明の連続的な同期の手法は従来の概念に比べて多数の利点をもたらすと言える。しかし、本発明に従う幾つかの実施形態においては、異なる同期概念を適用しても良い。4.22次元拡散本発明が提案するシステムの幾つかの実施形態では、時間と周波数との両方のドメインにおける拡散、即ち2次元拡散略称は2D拡散を実行する。この方法は、例えば時間ドメインにおいて冗長性を追加することでビット誤差レートを更に減少できるために、1Dシステムよりも有利であることが分かってきた。しかし、本発明に従う幾つかの実施形態においては、異なる拡散概念を適用しても良い。4.3差分符号化および差分復号化本発明に従う幾つかの実施形態では、移動又はローカルな発振器の周波数ミスマッチに対する従来システムと比べた場合のロバスト性が、差分変調によってもたらされる。事実、ドップラー効果移動及び周波数のミスマッチは、BPSKバイナリー位相シフトキーイング信号空間換言すればビットの複素平面における回転をもたらす。幾つかの実施形態においては、そのようなBPSK信号空間又は他の適切な変調信号空間の回転の有害な影響は、差分符号化または差分復号化を用いて防止される。しかし、本発明の幾つかの実施形態においては、他の符号化概念または復号化概念を適用しても良い。また、幾つかの場合には、差分符号化が省略されても良い。4.4ビット成形本発明の幾つかの実施形態においては、ビット成形によってシステム性能が有意に向上する。なぜなら、ビット成形に適応したフィルタを使用することで、検出の信頼性が向上するからである。幾つかの実施形態に従えば、ウォーターマーキングに関してビット成形を使用することで、ウォーターマーキング処理の信頼性が向上する。ビット成形関数がビット区間よりも長い場合には、特に良好な結果が得られることが判明してきた。しかし、本発明の幾つかの実施形態においては、異なるビット成形概念を適用しても良い。また、ある場合には、ビット成形が省略されても良い。4.5聴覚心理モデルPAMとフィルタバンクFB合成との間の双方向性本発明の幾つかの実施形態においては、ビットに乗算される振幅を微調整するために、聴覚心理モデルと変調器とが相互に作用する。しかし、実施形態によっては、この相互作用が省略されても良い。4.6ルックアヘッド及びルックバックの特徴幾つかの実施形態においては、所謂ルックバック及びルックアヘッドの手法が適用される。以下に、これらの概念について簡単に説明する。メッセージが正確に復号化されたとき、同期が達成されたと推定される。ユーザーがザッピングしていないと想定して、幾つかの実施形態では、時間におけるルックバックが実行され、もしまだ復号化されていない場合には過去のメッセージを同じ同期ポイントを用いて復号化しようと試みるルックバックの手法。この手法はシステムがスタートする時に特に有用である。悪い条件下では、同期を達成するために2個のメッセージが必要となるかもしれない。その場合には、従来のシステムでは1番目のメッセージにはチャンスがない。本発明の幾つかの実施形態で使用されるルックバックを選択することで、バック同期だけでは受信されなかった良好なメッセージを救う復号化することが可能となる。ルックアヘッドも同様であるが、将来において役に立つ。現時点でメッセージを有していれば、次のメッセージがどこにあるべきかを知ることができ、何らかの方法でそれを復号化しようと試みることができる。従って、オーバーラップしているメッセージを復号化することができる。しかし、本発明の幾つかの実施形態においては、このルックアヘッドの特徴及び/又はルックバックの特徴も省略されても良い。4.7優位な同期ロバスト性本発明の幾つかの実施形態においては、ロバストな同期信号を得るために、短い同期署名を用いた部分メッセージ同期モードで同期が実行される。そのため、多くの復号化が実行されなければならなくなり、また偽陽性のメッセージ検出を冒すリスクが高まってしまう。これを防止するため、本発明の幾つかの実施形態では、より低いビットレートを持つメッセージの中に信号化シーケンスを挿入しても良い。しかし、本発明に従う幾つかの実施形態においては、同期のロバスト性を高める他の概念を適用しても良い。また、幾つかの例においては、同期のロバスト性を高める概念を使用することが省略されても良い。4.8他の優位点以下に、背景技術との比較における、上述したシステムの他の一般的な優位点について説明する。1.計算上の低い複雑度2.良好な聴覚心理モデルに基づく良好なオーディオ品質3.狭帯域マルチキャリア信号に基づいた残響環境における良好なロバスト性4.SNR推定が省略される実施形態もある。この場合、特に低いSNR環境においてより良好なロバスト性が得られる。本発明に従う幾つかの実施形態は、例えば8Hzの非常に狭い帯域を使用する従来システムよりも、以下の理由で優位である。1.8Hzの帯域又は同様の非常に狭い帯域は非常に長い時間シンボルを必要とする。なぜなら、聴覚心理モデルはシンボルを非可聴とするためのエネルギーを非常に僅かしか許可しないからである。2.8Hz又は同様の非常に狭い帯域は、経時的に変化するドップラースペクトルに対してシンボルを敏感にする。従って、そのような狭帯域システムは、例えば腕時計の中などに実装された場合に、一般的に十分良好とは云えない。本発明に従う幾つかの実施形態は、他の技術に比べて以下の理由で優位である。1.エコーを導入する技術は、残響室の中では完全に失敗となる。反対に、本発明の幾つかの実施形態では、エコーの導入を防止できる。2.例えば時間と周波数との両方における2次元拡散が使用されるような、上述した本発明のシステムの実施形態と比較すれば、時間拡散だけを使用する技術では、メッセージ持続時間が長くなる。本発明に従う幾つかの実施形態は、特許文献1に開示されたシステムに比べて優位である。なぜなら、特許文献1に従うシステムの以下に記載する欠点の1つ又は複数が克服されているからである。特許文献1に従う復号器の複雑度は非常に高く、長さ2Nで、N=128であるフィルタが使用されている。特許文献1に従うシステムは、長いメッセージ持続時間を持つ。特許文献1に従うシステムでは、比較的高い拡散ゲイン例えば128を用いた時間ドメインでの拡散だけである。特許文献1に従うシステムでは、信号は時間ドメインで生成され、スペクトルドメインへと変換され、重み付けされ、時間ドメインへと逆変換され、オーディオへと重畳される。そのため、システムが非常に複雑となる。5.アプリケーション本発明は、デジタルデータを隠すためにオーディオ信号を修正する方法と、この情報を回復できる対応する復号器とを含み、修正されたオーディオ信号の知覚品質が、元のオーディオ信号の知覚品質と区別できないものである。本発明の可能性のあるアプリケーションの例を以下に示す。1.放送モニタリング:例えばステーションや時間に関する情報を含むウォーターマークが、ラジオ番組やテレビ番組のオーディオ信号の中に隠されている。テスト被験者が身につけた小型装置の中に組み込まれた復号器が、そのウォーターマークを回復することができる。このようにして、広告業者にとって価値のある情報、即ち誰がどの番組をいつ見たのかという情報を収集する。2.監査Auditing:ウォーターマークが例えば広告などに隠される。所定のステーションの伝送状況を自動的にモニターすることで、いつその広告が放送されたかを正確に知ることができる。同様の方法で、異なるラジオの番組スケジュールについての統計的情報、例えば所定の楽曲がどのくらいの頻度で演奏されたかなどの情報を取り出すことができる。3.メタデータの埋め込み:本発明が提案する方法は、楽曲又は番組についてのデジタル情報、例えば楽曲の名前や作者または番組の持続時間などを隠すために使用できる。6.代替的な構成本発明の幾つかの態様を装置の文脈において説明してきたが、これらの態様は対応する方法の説明をも表すものであり、そこではブロックまたは装置が、方法の各段階または方法の各段階の特徴に相当することが明らかである。同様に、方法の各段階の文脈において説明した態様は、対応する装置の対応するブロック若しくは項目又は特徴の説明をも表すものである。上述した方法ステップの幾つか又は全ては、例えばマイクロプロセッサ、プログラム可能なコンピュータ又は電子的回路のような、ハードウエア装置又はその使用によって実行されても良い。幾つかの実施形態では、重要な方法ステップの1つ又は複数がそのような装置によって実行されても良い。本発明の符号化済みのウォーターマーク信号またはウォーターマークが埋め込まれたオーディオ信号は、デジタル記憶媒体に記憶することも、又はインターネットのような無線伝送媒体若しくは有線伝送媒体などの伝送媒体を介して伝送することもできる。所定の構成要件にも依るが、本発明の実施形態は、ハードウエア又はソフトウエアにおいて構成可能である。この構成は、その中に格納される電子的に読み取り可能な制御信号を有し、本発明の各方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと協働する又は協働可能な、デジタル記憶媒体、例えばフレキシブルディスク,DVD,ブルーレイ,CD,ROM,PROM,EPROM,EEPROM,フラッシュメモリなどを使用して実行することができる。従って、そのデジタル記憶媒体はコンピュータ読み取り可能であっても良い本発明に従う実施形態の幾つかは、上述した方法の1つを実行するようプログラム可能なコンピュータシステムと協働可能で、電子的に読み取り可能な制御信号を有するデータキャリアを含んでも良い。一般的に、本発明の実施例は、コンピュータプログラム製品として構成することができ、このプログラムコードは当該コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で作動するときに、本発明の方法の1つを実行するよう作動する。そのプログラムコードは例えば機械読み取り可能なキャリアに記憶されても良い。本発明の他の実施形態は、上述した方法の1つを実行するための、機械読み取り可能なキャリアに記憶されたコンピュータプログラムを含む。換言すれば、本発明の方法のある実施形態は、そのコンピュータプログラムがコンピュータ上で作動するときに、上述した方法の1つを実行するためのプログラムコードを有する、コンピュータプログラムである。本発明の他の実施形態は、上述した方法の1つを実行するために記憶されたプログラムコードを含む、データキャリア又はデジタル記憶媒体又はコンピュータ読み取り可能な媒体である。当該データキャリア、デジタル記憶媒体又は記録済みの媒体は、典型的には実体を有し、非遷移体である。本発明の他の実施形態は、上述した方法の1つを実行するためのコンピュータプログラムを表現するデータストリーム又は信号シーケンスである。そのデータストリーム又は信号シーケンスは、例えばインターネットを介するデータ通信接続を介して伝送されるように構成されても良い。他の実施形態は、上述した方法の1つを実行するように構成又は適用された、例えばコンピュータ又はプログラム可能な論理デバイスのような処理手段を含む。他の実施形態は、上述した方法の1つを実行するためのコンピュータプログラムをインストールされたコンピュータを含む。幾つかの実施形態においては、例えば書換え可能ゲートアレイのようなプログラム可能な論理デバイスが、上述した方法の幾つか又は全ての機能を実行するために使用されても良い。幾つかの実施形態では、書換え可能ゲートアレイは、上述した方法の1つを実行するためにマイクロプロセッサと協働しても良い。一般的に、そのような方法は、好適には、任意のハードウエア装置によって実行される上述した実施の形態は、本発明の原理を単に例示的に示したにすぎない。本願明細書に記載した構成及び詳細について、修正及び変更が可能であることは、当業者にとって明らかである。従って、本発明は、本願明細書に実施形態の説明及び解説として提示した具体的詳細によって限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。"