JP3365331B2 - Vector quantization apparatus and vector quantization method - Google Patents
Vector quantization apparatus and vector quantization methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ベクトル量子化装
置およびベクトル量子化方法に係り、特に音声や画像な
どのディジタル信号を符号化する際に、符号化ビット列
に透かし情報を埋め込むことが可能なベクトル量子化装
置およびベクトル量子化方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vector quantizing device and a vector quantizing method, and in particular, it is possible to embed watermark information in an encoded bit string when encoding a digital signal such as voice or image. The present invention relates to a vector quantization device and a vector quantization method.
【従来の技術】従来のベクトル量子化装置として、ベク
トル量子化されたインデックスによりなるディジタル符
号列に埋め込み位置指定情報により、5ビットインデッ
クス中の指定されたビットに透かし情報を埋め込み、固
定されたインデックスから入力ベクトルに対して歪み最
小となる量子化ベクトルを選択し、そのインデックス値
を出力するものが提案されている(特開平10−224
342号公報)。2. Description of the Related Art As a conventional vector quantizer, watermark information is embedded in a designated bit of a 5-bit index by embedding position designating information in a digital code string composed of vector-quantized indexes, and a fixed index is provided. There is proposed a method of selecting a quantized vector having the minimum distortion with respect to an input vector and outputting the index value thereof (Japanese Patent Laid-Open No. 10-224).
342 publication).
【0002】[0002]
【発明が解決しようとする課題】この場合において、埋
め込み位置を固定しているため、同一の有限長の入力信
号列に対し、透かし情報を埋め込んだ符号化することに
より得られるデータと透かし情報を埋め込まずに符号化
を行うことにより得られるデータとを比較することによ
り、その差分データから透かし情報を埋め込んだ場所が
特定されてしまうという不具合があった。また、透かし
情報の埋込位置は、再生時の信号について考慮して定め
ているわけではないため、埋め込まれた透かし情報の影
響は、再生時の信号全体にわたることとなり、透かし情
報の埋込位置によっては、ユーザが再生した信号の劣化
を容易に認識できてしまうという不具合があった。そこ
で、本発明の目的は、透かしデータの埋め込み位置を容
易に特定することができないようにし、ベクトル量子化
後の情報の不正利用を的確に把握することを可能とする
とともに、ユーザが透かし情報の付加に伴う再生信号の
劣化を容易に把握できないようにすることが可能なベク
トル量子化装置及びベクトル量子化方法を提供すること
にある。In this case, since the embedding position is fixed, the data and watermark information obtained by encoding with the watermark information embedded in the same input signal sequence of finite length. There is a problem that the place where the watermark information is embedded is specified from the difference data by comparing the data obtained by encoding without embedding. Also, since the watermark information embedding position is not determined in consideration of the signal at the time of reproduction, the influence of the embedded watermark information is over the entire signal at the time of reproduction, and the watermark information embedding position In some cases, there is a problem that the user can easily recognize the deterioration of the reproduced signal. Therefore, an object of the present invention is to make it difficult to easily specify the embedding position of the watermark data, to enable the user to accurately grasp the unauthorized use of the information after vector quantization, and for the user to recognize the watermark information. An object of the present invention is to provide a vector quantizing device and a vector quantizing method capable of preventing deterioration of a reproduced signal due to addition from being easily grasped.
【0003】[0003]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の構成は、入力信号データをベクトル
量子化するベクトル量子化装置において、前記入力信号
データの時間軸/周波数軸変換および波形切出を行うこ
とにより得られる周波数軸波形切出データのベクトル量
子化を行ってインデックスデータを生成するインデック
ス生成手段を有し、前記インデックス生成手段は、前記
インデックスデータに対し透かし情報データを付加する
に際し、予め定めた周波数よりも高域側の周波数帯域成
分に対応する前記周波数軸波形切出データについて前記
インデックスデータに前記透かし情報データを付加する
透かし情報付加手段を備えたことを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, the structure according to claim 1 is a vector quantizer for vector-quantizing input signal data, wherein time-axis / frequency-axis conversion of the input signal data and The frequency axis waveform cutout data obtained by performing the waveform cutout is vector-quantized and has index generation means for generating index data, wherein the index generation means adds watermark information data to the index data. In doing so, it is characterized by comprising watermark information adding means for adding the watermark information data to the index data for the frequency axis waveform cutout data corresponding to the frequency band component on the higher frequency side than the predetermined frequency. .
【0004】請求項2記載の構成は、請求項1記載の構
成において、前記インデックス生成手段は、前記インデ
ックスデータを予め記憶する複数のコードブック手段
と、対応する前記コードブック手段に記憶されている前
記インデックスデータを前記周波数軸波形切出データに
割り当てる複数の符号化手段と、を備え、予め定めた周
波数よりも高域側の周波数帯域成分に対応する前記符号
化手段は、前記コードブック手段を用いて前記インデッ
クスデータを割り当てるに際し、当該コードブック手段
に記憶されている前記インデックスデータのうちから復
号化した際に元の波形切出データに対し所定の誤差範囲
内となるインデックスデータをランダムに選択すること
を特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the index generating means is stored in a plurality of codebook means for storing the index data in advance and the corresponding codebook means. A plurality of encoding means for allocating the index data to the frequency axis waveform cutout data, wherein the encoding means corresponding to a frequency band component on a higher frequency side than a predetermined frequency is the codebook means. When allocating the index data using, the index data stored in the codebook means is randomly selected to be within a predetermined error range with respect to the original waveform cutout data when decoded. It is characterized by doing.
【0005】請求項3記載の構成は、請求項1記載の構
成において、前記インデックス生成手段は、前記インデ
ックスデータを予め記憶する複数のコードブック手段
と、対応する前記コードブック手段に記憶されている前
記インデックスデータを前記周波数軸波形切出データに
割り当てる複数の符号化手段と、を備え、予め定めた周
波数よりも高域側の周波数帯域成分に対応する前記符号
化手段が複数ある場合に、前記符号化手段のうちランダ
ムに選択した少なくとも一つの符号化手段は、前記コー
ドブック手段を用いて前記インデックスデータを割り当
てるに際し、当該コードブック手段に記憶されている前
記インデックスデータのうちから復号化した際に元の波
形切出データに対し所定の誤差範囲内となる前記インデ
ックスデータをランダムに選択することを特徴としてい
る。According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the index generating means is stored in a plurality of codebook means for storing the index data in advance and the corresponding codebook means. A plurality of encoding means for allocating the index data to the frequency axis waveform cutout data, and when there are a plurality of the encoding means corresponding to a frequency band component on a higher frequency side than a predetermined frequency, At least one encoding means selected at random from the encoding means, when allocating the index data using the codebook means, when decoding from the index data stored in the codebook means Run the index data within the specified error range with respect to the original waveform cutout data. It is characterized by selecting the beam.
【0006】請求項4記載の構成は、入力信号データを
ベクトル量子化するベクトル量子化装置において、前記
入力信号データの時間軸/周波数軸変換および波形切出
を行うことにより得られる周波数軸波形切出データに対
し透かし情報データを付加するに際し、各周波数軸波形
切出データに含まれる周波数帯域成分に基づいて予め定
めたより高域側の周波数帯域成分を多く含む前記周波数
軸波形切出データに前記透かし情報データを付加する透
かし情報付加手段を備えたことを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the vector quantizer for vector-quantizing the input signal data, the frequency axis waveform cutting obtained by performing the time axis / frequency axis conversion and the waveform cutting of the input signal data. When adding the watermark information data to the output data, the frequency axis waveform cutout data including a large number of frequency band components on the higher frequency side predetermined based on the frequency band components included in each frequency axis waveform cutout data is added to the frequency axis waveform cutout data. It is characterized in that a watermark information adding unit for adding watermark information data is provided.
【0007】請求項5記載の構成は、請求項4記載の構
成において、前記入力信号データの時間軸/周波数軸変
換を行い、周波数軸入力信号データを出力する時間軸/
周波数軸変換手段と、前記周波数軸入力信号データをイ
ンターリーブしてインタリーブド周波数軸入力信号デー
タを生成し、前記インタリーブド周波数軸入力信号デー
タの波形切出を行うことにより周波数軸波形切出データ
を出力するインターリーブ/波形切出手段を備えたこと
を特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth aspect, the time axis / frequency axis conversion of the input signal data is performed to output the frequency axis input signal data.
The frequency axis conversion means and the frequency axis input signal data are interleaved to generate interleaved frequency axis input signal data, and the interleaved frequency axis input signal data is subjected to waveform cutting to obtain frequency axis waveform cutout data. It is characterized in that it is provided with an interleave / waveform cutting means for outputting.
【0008】請求項6記載の構成は、請求項1ないし請
求項5のいずれかに記載の構成において、前記入力信号
データは、オーディオデータであり、前記予め定めた周
波数は、人の聴感特性に基づいて聴感上影響の少ない周
波数として定めることを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration according to any one of the first to fifth aspects, the input signal data is audio data, and the predetermined frequency is a human hearing characteristic. It is characterized in that it is determined as a frequency that has little effect on the hearing.
【0009】請求項7記載の構成は、入力信号をベクト
ル量子化するベクトル量子化方法において、前記入力信
号の時間軸/周波数軸変換および波形切出を行うことに
より得られる周波数軸波形切出データのベクトル量子化
を行ってインデックスデータを生成するインデックス生
成工程を有し、前記インデックス生成工程は、前記イン
デックスデータに対し透かし情報データを付加するに際
し、予め定めた周波数よりも高域側の周波数帯域成分に
対応する前記周波数軸波形切出データについて前記イン
デックスデータに前記透かし情報データを付加する透か
し情報付加工程を備えたことを特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, in the vector quantization method for vector-quantizing an input signal, frequency axis waveform cutout data obtained by performing time axis / frequency axis conversion and waveform cutout of the input signal. A vector quantization is performed to generate index data, and the index generation step adds the watermark information data to the index data, and the frequency band is higher than a predetermined frequency band. It is characterized by comprising a watermark information adding step of adding the watermark information data to the index data for the frequency axis waveform cutout data corresponding to a component.
【0010】請求項8記載の構成は、入力信号をベクト
ル量子化するベクトル量子化方法において、前記入力信
号の時間軸/周波数軸変換および波形切出を行うことに
より得られる周波数軸波形切出データに対し透かし情報
データを付加するに際し、各周波数軸波形切出データに
含まれる周波数帯域成分に基づいて予め定めたより高域
側の周波数帯域成分を多く含む前記周波数軸波形切出デ
ータに前記透かし情報データを付加する透かし情報付加
工程を備えたことを特徴としている。According to the structure of claim 8, in a vector quantization method for vector quantizing an input signal, frequency axis waveform cutout data obtained by performing time axis / frequency axis conversion and waveform cutout of the input signal. When adding watermark information data to the frequency axis waveform cutout data containing a large number of frequency band components on the higher frequency side that are predetermined based on the frequency band components included in each frequency axis waveform cutout data, the watermark information It is characterized by including a watermark information adding step of adding data.
【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施形態につ
いて、図面を参照して説明する。
[1] 第1実施形態
[1.1] ベクトル量子化装置の構成
図1にベクトル量子化装置の概要構成ブロック図を示
す。ベクトル量子化装置10は、入力信号データDINの
波形切出を行い切出波形データDPとして出力する波形
切出装置11と、切出波形データDPの時間軸/周波数
軸変換を行って周波数軸切出波形データDPFを出力する
周波数変換装置12と、周波数軸切出波形データDPに
基づいてインデックス生成を行い、ビットストリームデ
ータDBSを出力するインデックス生成部13と、を備え
て構成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. [1] First Embodiment [1.1] Configuration of Vector Quantization Device FIG. 1 shows a schematic configuration block diagram of the vector quantization device. The vector quantizer 10 cuts the waveform of the input signal data DIN and outputs it as the cut-out waveform data DP, and the time-axis / frequency-axis conversion of the cut-out waveform data DP to cut the frequency axis. A frequency conversion device 12 that outputs the output waveform data DPF and an index generation unit 13 that generates an index based on the frequency axis cut-out waveform data DP and outputs the bitstream data DBS are configured.
【0011】図2にインデックス生成部13の詳細構成
図を示す。この場合において、インデックス生成部13
は、周波数軸切出波形データDPFを6つの周波数帯域
(低域側から高域側に向かって周波数帯域L1、L2、
M1、M2、H1、H2)毎に分類して処理を行うもの
とする。この場合において、周波数帯域L2と周波数帯
域M1の境は、例えば、サンプリング周波数が44.1
[kHz]の場合、7[kHz]程度とし、周波数帯域
M2と周波数帯域H1の境は、14[kHz]程度とし
ている。なお、これはあくまで一例であり、人の知覚特
性あるいは設計思想に基づいて適宜変更が可能である。
インデックス生成部13は、最も低い周波数帯域である
周波数帯域L1に属する周波数軸切出波形データDPFで
ある周波数軸切出波形データDPFL1のベクトル量子化を
行い、第1低域インデックスデータDPIDL1を出力する
第1低域ベクトル量子化部15と、周波数帯域L2に属
する周波数軸切出波形データDPFである周波数軸切出波
形データDPFL2のベクトル量子化を行い、第2低域イン
デックスデータDPIDL2を出力する第2低域ベクトル量
子化部16と、周波数帯域M1に属する周波数軸切出波
形データDPFである周波数軸切出波形データDPFM1のベ
クトル量子化を行い、第1中域インデックスデータDPI
DM1を出力する第1中域ベクトル量子化部17と、周波
数帯域M2に属する周波数軸切出波形データDPFである
周波数軸切出波形データDPFM2のベクトル量子化を行
い、第2中域インデックスデータDPIDM2を出力する第
2中域ベクトル量子化部18と、周波数帯域H1(例え
ば、10kHz以上)に属する周波数軸切出波形データ
DPFである周波数軸切出波形データDPFH1のベクトル量
子化を行い、第1高域インデックスデータDPIDH1を出
力する第1高域ベクトル量子化部19と、最も高い周波
数帯域である周波数帯域H2に属する周波数軸切出波形
データDPFである周波数軸切出波形データDPFH2のベク
トル量子化を行い、第2高域インデックスデータDPI
DH2を出力する第2高域ベクトル量子化部20と、を
備えて構成されている。FIG. 2 is a detailed block diagram of the index generator 13. In this case, the index generator 13
Represents the frequency axis cut-out waveform data DPF in six frequency bands (frequency bands L1, L2 from the low band side to the high band side,
M1, M2, H1, and H2) are classified and processed. In this case, the boundary between the frequency band L2 and the frequency band M1 has, for example, a sampling frequency of 44.1.
In the case of [kHz], it is set to about 7 [kHz], and the boundary between the frequency band M2 and the frequency band H1 is set to about 14 [kHz]. Note that this is merely an example, and can be appropriately changed based on human perception characteristics or design concept.
The index generating unit 13 vector-quantizes the frequency axis cutout waveform data DPFL1 which is the frequency axis cutout waveform data DPF belonging to the frequency band L1 which is the lowest frequency band, and outputs the first low band index data DPIDL1. A first low-frequency vector quantizer 15 and vector quantization of the frequency-axis cut-out waveform data DPFL2 which is the frequency-axis cut-out waveform data DPF belonging to the frequency band L2, and outputs the second low-frequency index data DPIDL2. 2 low-frequency vector quantizer 16 and vector quantization of frequency-axis cut-out waveform data DPFM1 which is frequency-axis cut-out waveform data DPF belonging to frequency band M1 to perform first mid-range index data DPI
The first mid-range vector quantizer 17 that outputs DM1 and vector quantize the frequency-axis cut-out waveform data DPFM2 that is the frequency-axis cut-out waveform data DPF belonging to the frequency band M2, and then perform the second mid-range index data DPIDM2. And a vector quantization of the frequency axis cut-out waveform data DPFH1 which is the frequency axis cut-out waveform data DPF belonging to the frequency band H1 (for example, 10 kHz or more). A first high frequency vector quantizer 19 that outputs high frequency index data DPIDH1, and vector quantization of frequency axis cut waveform data DPFH2 that is frequency axis cut waveform data DPF that belongs to frequency band H2 that is the highest frequency band. The second high frequency index data DPI
And a second high-frequency vector quantizer 20 that outputs DH2.
【0012】さらにインデックス生成部13は、透かし
情報の埋込位置データDFPを記憶する埋込位置情報記
憶部21と、乱数データDRNを生成して出力する乱数生
成部22と、予め透かし情報データDWMを記憶する透か
し情報記憶部23と、入力された第1高域インデックス
データDPIDH1に透かし情報データDWMを付加して、第
1透かし付加高域インデックスデータDPWM1として出力
し、あるいは第2高域インデックスデータDPIDH2に透
かし情報データDWMを付加して、第2透かし付加高域イ
ンデックスデータDPWM2として出力する透かし埋込部2
4と、第1高域ベクトル量子化部19あるいは第2高域
ベクトル量子化部20のいずれか一方を透かし埋込部2
4に接続し、対応する第1透かし付加高域インデックス
データDPWM1あるいは第2透かし付加高域インデックス
データDPWM2のいずれか一方を後述のマルチプレクサ部
28に出力するためのベクトル量子化部の選択動作を行
うとともに、選択データDSELを出力するベクトル量子
化部選択部25と、ベクトル量子化部選択部25の制御
下でオン/オフするスイッチ部26-1、26-2、27-
1、27-2と、第1低域インデックスデータDPIDL1、第
2低域インデックスデータDPIDL2、第1中域インデッ
クスデータDPIDM1、第2中域インデックスデータDPID
M2、第1高域インデックスデータDPIDH1、第2高域イ
ンデックスデータDPIDH2、第1透かし付加高域インデ
ックスデータDPWM1および第2透かし付加高域インデッ
クスデータDPWM2に基づいてビットストリームデータD
BSを生成し出力するマルチプレクサ28と、を備えて構
成されている。Further, the index generating unit 13 includes an embedding position information storage unit 21 for storing embedding position data DFP of watermark information, a random number generating unit 22 for generating and outputting random number data DRN, and watermark information data DWM in advance. And a watermark information storage unit 23 for storing, and watermark information data DWM is added to the input first high band index data DPIDH1 and output as first watermark added high band index data DPWM1 or second high band index data. Watermark embedding unit 2 which adds watermark information data DWM to DPIDH2 and outputs it as second watermark-added high frequency index data DPWM2
4 and either the first high band vector quantizer 19 or the second high band vector quantizer 20.
4 and performs the selecting operation of the vector quantizer for outputting either the corresponding first watermark added high frequency index data DPWM1 or the second watermark added high frequency index data DPWM2 to the multiplexer 28 described later. At the same time, the vector quantization unit selection unit 25 that outputs the selection data DSEL and the switch units 26-1, 26-2, 27- that are turned on / off under the control of the vector quantization unit selection unit 25.
1, 27-2, first low band index data DPIDL1, second low band index data DPIDL2, first middle band index data DPIDM1, second middle band index data DPID
Bitstream data D based on M2, first high band index data DPIDH1, second high band index data DPIDH2, first watermark added high band index data DPWM1 and second watermark added high band index data DPWM2
And a multiplexer 28 that generates and outputs a BS.
【0013】[1.2] ベクトル量子化装置の動作
波形切出装置11は、入力信号データDINの波形切出を
行い切出波形データDPとして周波数変換装置12に出
力する。周波数変換装置12切出波形データDPの時間
軸/周波数軸変換を行って周波数軸切出波形データDPF
をインデックス生成部13に出力する。これによりイン
デックス生成部13の第1低域ベクトル量子化部15
は、周波数帯域L1に属する周波数軸切出波形データD
PFである周波数軸切出波形データDPFL1のベクトル量子
化を行い、第1低域インデックスデータDPIDL1をマル
チプレクサ部28に出力する。同様にして、第2低域ベ
クトル量子化部16は、周波数帯域L2に属する周波数
軸切出波形データDPFである周波数軸切出波形データD
PFL2のベクトル量子化を行い、第2低域インデックスデ
ータDPIDL2をマルチプレクサ部28に出力し、第1中
域ベクトル量子化部17は、周波数帯域M1に属する周
波数軸切出波形データDPFである周波数軸切出波形デー
タDPFM1のベクトル量子化を行い、第1中域インデック
スデータDPIDM1をマルチプレクサ部28に出力し、第
2中域ベクトル量子化部18は、周波数帯域M2に属す
る周波数軸切出波形データDPFである周波数軸切出波形
データDPFM2のベクトル量子化を行い、第2中域インデ
ックスデータDPIDM2をマルチプレクサ部28に出力
し、第1高域ベクトル量子化部19は、周波数帯域H1
に属する周波数軸切出波形データDPFである周波数軸切
出波形データDPFH1のベクトル量子化を行い、第1高域
インデックスデータDPIDH1をスイッチ部26-1に出力
し、第2高域ベクトル量子化部20は、周波数帯域H2
に属する周波数軸切出波形データDPFである周波数軸切
出波形データDPFH2のベクトル量子化を行い、第2高域
インデックスデータDPIDH2をスイッチ部26-2に出力
する。[1.2] Operation Waveform Cutout Device 11 of Vector Quantizer Cuts the waveform of the input signal data DIN and outputs it to the frequency conversion device 12 as cutout waveform data DP. Frequency converter 12 Time axis / frequency axis conversion of the cut waveform data DP is performed to cut the frequency axis cut waveform data DPF.
Is output to the index generation unit 13. As a result, the first low-frequency vector quantizer 15 of the index generator 13
Is the frequency axis cutout waveform data D belonging to the frequency band L1.
The frequency axis cut-out waveform data DPFL1 which is PF is vector-quantized, and the first low frequency index data DPIDL1 is output to the multiplexer unit 28. Similarly, the second low-frequency vector quantizer 16 uses the frequency axis cut-out waveform data D that is the frequency axis cut-out waveform data DPF belonging to the frequency band L2.
The vector quantization of PFL2 is performed and the second low band index data DPIDL2 is output to the multiplexer unit 28. The first middle band vector quantization unit 17 determines the frequency axis which is the frequency axis cutout waveform data DPF belonging to the frequency band M1. The cutout waveform data DPFM1 is vector-quantized, and the first middle-range index data DPIDM1 is output to the multiplexer unit 28. The second middle-range vector quantization unit 18 causes the frequency axis cutout waveform data DPF belonging to the frequency band M2. Vector quantization of the frequency axis cut-out waveform data DPFM2, and outputs the second middle band index data DPIDM2 to the multiplexer unit 28, and the first high band vector quantization unit 19 sets the frequency band H1
Vector quantization of the frequency axis cut-out waveform data DPFH1 which is the frequency axis cut-out waveform data DPF belonging to, and outputs the first high-frequency index data DPIDH1 to the switch unit 26-1 and the second high-frequency vector quantization unit. 20 is the frequency band H2
Vector quantization is performed on the frequency axis cut-out waveform data DPFH2 which is the frequency axis cut-out waveform data DPF belonging to, and the second high band index data DPIDH2 is output to the switch unit 26-2.
【0014】ここで、図3(a)を参照して、第1低域
ベクトル量子化部15、第2低域ベクトル量子化部1
6、第1中域ベクトル量子化部17、第2中域ベクトル
量子化部18、第1高域ベクトル量子化部19および第
2高域ベクトル量子化部20の構成について第1低域ベ
クトル量子化部15を例として説明する。第1低域ベク
トル量子化部15は、第1低域インデックスデータDPI
DL1を記憶するコードブック51と、コードブック51
の記憶内容に基づいて入力された周波数軸切出波形デー
タDPFL1の符号化を行う符号器52と、を備えて構成さ
れている。一方、埋込位置情報記憶部21は、記憶して
いる透かし情報の埋込位置データDFPを透かし埋込部2
4に出力し、乱数生成部22は、透かし情報の埋込位置
をランダムに選択するための乱数データDRNを生成して
透かし埋込部24に出力し、透かし情報記憶部23は、
記憶した透かし情報データDWMを順次透かし埋込部24
に出力する。Here, referring to FIG. 3A, the first low band vector quantizer 15 and the second low band vector quantizer 1
6, the configuration of the first mid-range vector quantizer 17, the second mid-range vector quantizer 18, the first high-range vector quantizer 19 and the second high-range vector quantizer 20 The conversion unit 15 will be described as an example. The first low band vector quantizer 15 uses the first low band index data DPI.
Codebook 51 that stores DL1 and Codebook 51
And an encoder 52 that encodes the frequency axis cut-out waveform data DPFL1 that is input based on the stored contents. On the other hand, the embedding position information storage unit 21 stores the embedding position data DFP of the stored watermark information in the watermark embedding unit 2
4, the random number generator 22 generates random number data DRN for randomly selecting the watermark information embedding position, and outputs the random number data DRN to the watermark embedding unit 24.
The stored watermark information data DWM is sequentially added to the watermark embedding unit 24.
Output to.
【0015】そして透かし埋込部24は、埋込位置デー
タDFPおよび乱数データDRNにより埋込位置を特定し、
入力された第1高域インデックスデータDPIDH1に透か
し情報データDWMを付加して、第1透かし付加高域イン
デックスデータDPWM1としてスイッチ部27-1を介して
マルチプレクサ部28に出力し、あるいは、第2高域イ
ンデックスデータDPIDH2に透かし情報データDWMを付
加して、第2透かし付加高域インデックスデータDPWM2
としてスイッチ部27-2を介してマルチプレクサ部28
に出力する。これらの結果、マルチプレクサ28は、第
1低域インデックスデータDPIDL1、第2低域インデッ
クスデータDPIDL2、第1中域インデックスデータDPID
M1、第2中域インデックスデータDPIDM2、第1高域イ
ンデックスデータDPIDH1、第2高域インデックスデー
タDPIDH2、第1透かし付加高域インデックスデータDP
WM1および第2透かし付加高域インデックスデータDPWM
2に基づいてビットストリームデータDBSを生成し出力
することとなり、ビットストリームデータDBSは、図示
しない伝送路を介して伝送されることとなる。Then, the watermark embedding unit 24 specifies the embedding position by the embedding position data DFP and the random number data DRN,
Watermark information data DWM is added to the input first high-frequency index data DPIDH1 and output as the first watermark-added high-frequency index data DPWM1 to the multiplexer unit 28 via the switch unit 27-1 or the second high-frequency index data DPWM1. Watermark information data DWM is added to the area index data DPIDH2, and the second watermark added high area index data DPWM2 is added.
As the multiplexer unit 28 via the switch unit 27-2
Output to. As a result, the multiplexer 28 determines that the first low band index data DPIDL1, the second low band index data DPIDL2, and the first middle band index data DPID.
M1, second medium band index data DPIDM2, first high band index data DPIDH1, second high band index data DPIDH2, first watermark added high band index data DP
WM1 and second watermark added high frequency index data DPWM
The bit stream data DBS is generated and output based on 2, and the bit stream data DBS is transmitted via a transmission path (not shown).
【0016】ここでビットストリームデータについて図
4を参照して説明する。図4は、ビットストリームデー
タDBSの構成説明図である。ビットストリームデータD
BSは、大別すると、ヘッダ情報データDHDと、ベクトル
インデックス情報データDVIと、を備えて構成されてい
る。ヘッダ情報データDHDは、例えば、当該ベクトル量
子化装置10を特定可能な全世界で重複しない値を有す
るIDデータDIDと、符号化方式を示す符号化方式デー
タDEMと、当該ビットストリームデータDBSに対応する
タイトルを表すタイトルデータDTIと、透かし情報が含
まれている位置を表すm個の透かし位置情報データDWM
P1〜DWMPmと、を備えて構成されている。この場合にお
いて、IDデータDIDとしては、「GUID(Glov
al unique ID)」等を用いる。また、ID
データDID以外のヘッダ情報データDHDは、予め定め
た暗号化方法により暗号化されていてもよい。なお、ヘ
ッダ情報データDHDに含まれるデータはこれらに限ら
ず、必要に応じて様々なデータを含ませることが可能で
ある。The bit stream data will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of the configuration of the bitstream data DBS. Bitstream data D
The BS is roughly composed of header information data DHD and vector index information data DVI. The header information data DHD corresponds to, for example, ID data DID having a value that does not overlap in the world with which the vector quantizer 10 can be specified, encoding method data DEM indicating an encoding method, and the bit stream data DBS. Title data DTI indicating a title to be displayed and m pieces of watermark position information data DWM indicating a position including the watermark information.
P1 to DWMPm, and is configured. In this case, the ID data DID is “GUID (Glov
al unique ID) ”or the like. Also, ID
The header information data DHD other than the data DID may be encrypted by a predetermined encryption method. The data included in the header information data DHD is not limited to these, and various data can be included as necessary.
【0017】[1.3] ベクトル復号化装置
次にベクトル復号化装置について説明する。
[1.3.1] ベクトル復号化装置の構成
図5にベクトル復号化装置の概要構成ブロック図を示
す。ベクトル復号化装置30は、入力されたビットスト
リームデータDBS(図3参照)を符号化方式データDEM
に相当する符号化方式に対応する復号化方式あるいは予
め定めた復号化方式により復号化し、周波数軸切出波形
データDPFL1、DPFL2、DPFM1、DPFM2、DPFH1、DPF
H2として出力する復号化部31と、周波数軸切出波形デ
ータDPFL1、DPFL2、DPFM1、DPFM2、DPFH1、DPFH2
の周波数軸/時間軸変換を行って時間軸切出波形データ
DPTとして出力する時間軸変換装置32と、時間軸切出
波形データDPTに基づいてフレーム生成を行い出力信号
データDOUTとして出力するフレーム生成装置33と、
透かし位置情報データDWMP(=ビットストリームデー
タDBS中の透かし位置情報データDWPM1〜DWPMnのいず
れか、あるいは、図示しない外部の透かし位置情報デー
タベースから入力された透かし位置情報データ)に基づ
いて出力透かし情報データDWMOUTを出力する透かし情
報復号化部34と、を備えて構成されている。[1.3] Vector Decoding Device Next, the vector decoding device will be described. [1.3.1] Configuration of Vector Decoding Device FIG. 5 shows a schematic configuration block diagram of the vector decoding device. The vector decoding device 30 converts the input bit stream data DBS (see FIG. 3) into the encoding method data DEM.
The frequency axis cut-out waveform data DPFL1, DPFL2, DPFM1, DPFM2, DPFH1, DPF are decoded by a decoding method corresponding to the coding method corresponding to the above or a predetermined decoding method.
Decoding unit 31 for outputting as H2 and frequency axis cut-out waveform data DPFL1, DPFL2, DPFM1, DPFM2, DPFH1, DPFH2
Of the time axis conversion device 32 that performs the frequency axis / time axis conversion and outputs as the time axis cutout waveform data DPT, and the frame generation that generates the frame based on the time axis cutout waveform data DPT and outputs the output signal data DOUT. Device 33,
Output watermark information data based on the watermark position information data DWMP (= any of the watermark position information data DWPM1 to DWPMn in the bitstream data DBS, or the watermark position information data input from an external watermark position information database not shown) And a watermark information decoding unit 34 that outputs DWMOUT.
【0018】復号化部31は、ビットストリームデータ
DBSを分離して、第1低域インデックスデータDPIDL
1、第2低域インデックスデータDPIDL2、第1中域イン
デックスデータDPIDM1、第2中域インデックスデータ
DPIDM2、第1高域インデックスデータDPIDH1、第2高
域インデックスデータDPIDH2並びに第1高域インデッ
クスデータDPIDH1に代えて第1透かし付加高域インデ
ックスデータDPWM1あるいは第2高域インデックスデー
タDPIDH2に代えて第2透かし付加高域インデックスデ
ータDPWM2を出力するデマルチプレクサ部35と、第1
低域インデックスデータDPIDL1を復号化し、周波数軸
切出波形データDPFL1を出力する第1低域ベクトル復号
化部36と、第2低域インデックスデータDPIDL2を復
号化し、周波数軸切出波形データDPFL2を出力する第2
低域ベクトル復号化部37と、第1中域インデックスデ
ータDPIDM1を復号化し、周波数軸切出波形データDPFM
1を出力する第1中域ベクトル復号化部38と、第2中
域インデックスデータDPIDM2を復号化し、周波数軸切
出波形データDPFM2を出力する第2中域ベクトル復号化
部39と、第1高域インデックスデータDPIDH1あるい
は第1透かし付加高域インデックスデータDPWM1を復号
化し、周波数軸切出波形データDPFH1を出力する第1高
域ベクトル復号化部40と、第2高域インデックスデー
タDPIDH2あるいは第2透かし付加高域インデックスデ
ータDPWM2を復号化し、周波数軸切出波形データDPFH2
を出力する第2高域ベクトル復号化部41と、を備えて
構成されている。The decoding unit 31 separates the bit stream data DBS into the first low band index data DPIDL.
1, the second low band index data DPIDL2, the first mid band index data DPIDM1, the second mid band index data DPIDM2, the first high band index data DPIDH1, the second high band index data DPIDH2, and the first high band index data DPIDH1. Instead of the first watermark-added high-frequency index data DPWM1 or the second high-frequency index data DPIDH2, the demultiplexer unit 35 that outputs the second watermark-added high-frequency index data DPWM2;
The first low-frequency vector decoding unit 36 that decodes the low-frequency index data DPIDL1 and outputs the frequency axis cut-out waveform data DPFL1 and the second low-frequency index data DPIDL2 that outputs the frequency axis cut-out waveform data DPFL2 Second
The low-frequency vector decoding unit 37 and the first middle-frequency index data DPIDM1 are decoded, and frequency axis cut-out waveform data DPFM
A first middle band vector decoding unit 38 that outputs 1, a second middle band vector decoding unit 39 that decodes the second middle band index data DPIDM2, and outputs frequency axis cut-out waveform data DPFM2, and a first high band vector decoding unit 39. First high band vector decoding unit 40 that decodes the high band index data DPIDH1 or the first watermark added high band index data DPWM1 and outputs the frequency axis cut-out waveform data DPFH1, and the second high band index data DPIDH2 or the second watermark Decode the additional high frequency index data DPWM2, and extract the frequency axis waveform data DPFH2
And a second high frequency vector decoding unit 41 which outputs
【0019】なお、透かし情報復号化部34について
は、一般ユーザの使用する復号装置等必ずしも透かし情
報を必要としない装置には必ずしも含める必要はない。
ここで、ベクトル復号化装置の説明に先立ち、外部の透
かし位置情報データベースから透かし位置情報データが
入力される場合のビットストリームデータDBS’の構造
について図4(b)を参照して説明する。ビットストリ
ームデータDBS’は、大別すると、ヘッダ情報データD
HDと、ベクトルインデックス情報データDVIと、を備え
て構成されている。ヘッダ情報データDHDは、例えば、
当該ベクトル量子化装置10を特定可能な全世界で重複
しない値を有するIDデータDIDと、透かし位置情報デ
ータベース上における透かし情報の格納位置を示す透か
し位置格納情報データDWMSTと、を備えて構成されてい
る。The watermark information decoding unit 34 does not necessarily have to be included in a device such as a decoding device used by general users that does not necessarily require watermark information.
Here, prior to the description of the vector decoding device, the structure of the bit stream data DBS ′ when the watermark position information data is input from the external watermark position information database will be described with reference to FIG. The bit stream data DBS 'is roughly classified into header information data D
It is composed of HD and vector index information data DVI. The header information data DHD is, for example,
The vector quantization device 10 is provided with ID data DID having a value that does not overlap in the world and watermark position storage information data DWMST indicating the storage position of the watermark information on the watermark position information database. There is.
【0020】この場合においても、IDデータDIDとし
ては、「GUID(Gloval uniqueID)」等を用いる。
また、透かし位置格納情報データDWMSTは、予め定めた
暗号化方法により暗号化されていてもよい。なお、ヘッ
ダ情報データDHDに含まれるデータはこれらに限らず、
必要に応じて様々なデータを含ませることが可能であ
る。透かし位置格納情報データDWMSTが透かし位置情報
データベース側に渡されると、透かし位置情報データベ
ースは、透かし位置格納情報データDWMSTに対応する透
かし位置情報データを透かし位置情報データDWMPとし
て透かし情報復号器17に出力することとなる。従っ
て、ビットストリームデータDBSには、透かし情報が埋
め込まれた位置に関する情報が直接的には含まれないの
で、よりデータの安全性を確保することができるのであ
る。Also in this case, "GUID (Gloval unique ID)" or the like is used as the ID data DID.
Further, the watermark position storage information data DWMST may be encrypted by a predetermined encryption method. The data included in the header information data DHD is not limited to these,
It is possible to include various data as needed. When the watermark position storage information data DWMST is passed to the watermark position information database side, the watermark position information database outputs the watermark position information data corresponding to the watermark position storage information data DWMST to the watermark information decoder 17 as the watermark position information data DWMP. Will be done. Therefore, the bit stream data DBS does not directly include the information regarding the position where the watermark information is embedded, so that the data security can be further ensured.
【0021】[1.3.2] ベクトル復号化装置の動
作
ベクトル復号化装置30のデマルチプレクサ部35は、
ビットストリームデータDBSを分離して、第1低域イン
デックスデータDPIDL1、第2低域インデックスデータ
DPIDL2、第1中域インデックスデータDPIDM1、第2中
域インデックスデータDPIDM2、第1高域インデックス
データDPIDH1、第2高域インデックスデータDPIDH2並
びに第1高域インデックスデータDPIDH1に代えて第1
透かし付加高域インデックスデータDPWM1あるいは第2
高域インデックスデータDPIDH2に代えて第2透かし付
加高域インデックスデータDPWM2を対応するベクトル復
号化部36〜41にそれぞれ出力する。第1低域ベクト
ル復号化部36は、第1低域インデックスデータDPIDL
1を復号化し、周波数軸切出波形データDPFL1を時間軸
変換装置32に出力する。[1.3.2] Operation of Vector Decoding Device The demultiplexer unit 35 of the vector decoding device 30 is
The bit stream data DBS is separated into the first low band index data DPIDL1, the second low band index data DPIDL2, the first mid band index data DPIDM1, the second mid band index data DPIDM2, the first high band index data DPIDH1, and the The first high band index data DPIDH2 and the first high band index data DPIDH1 instead of the first
Watermarked high frequency index data DPWM1 or second
Instead of the high frequency index data DPIDH2, the second watermark added high frequency index data DPWM2 is output to the corresponding vector decoding units 36 to 41. The first low band vector decoding unit 36 uses the first low band index data DPIDL.
1 is decoded and the frequency axis cutout waveform data DPFL1 is output to the time axis converter 32.
【0022】同様に第2低域ベクトル復号化部37は、
第2低域インデックスデータDPIDL2を復号化し、周波
数軸切出波形データDPFL2を時間軸変換装置32に出力
し、第1中域ベクトル復号化部38は、第1中域インデ
ックスデータDPIDM1を復号化し、周波数軸切出波形デ
ータDPFM1を時間軸変換装置32に出力し、2中域ベク
トル復号化部39は、第2中域インデックスデータDPI
DM2を復号化し、周波数軸切出波形データDPFM2を時間
軸変換装置32に出力し、1高域ベクトル復号化部40
と、第1高域インデックスデータDPIDH1あるいは第1
透かし付加高域インデックスデータDPWM1を復号化し、
周波数軸切出波形データDPFH1を時間軸変換装置32に
出力し、2高域ベクトル復号化部41は、第2高域イン
デックスデータDPIDH2あるいは第2透かし付加高域イ
ンデックスデータDPWM2を復号化し、周波数軸切出波形
データDPFH2を時間軸変換装置32に出力する。時間軸
変換装置32は、周波数軸切出波形データDPFL1、DPF
L2、DPFM1、DPFM2、DPFH1、DPFH2の周波数軸/時間
軸変換を行って時間軸切出波形データDPTとしてフレー
ム生成装置に出力する。フレーム生成装置33は、時間
軸切出波形データDPTに基づいてフレーム生成を行い出
力信号データDOUTとして出力する。Similarly, the second low-frequency vector decoding unit 37
The second low band index data DPIDL2 is decoded, the frequency axis cut-out waveform data DPFL2 is output to the time axis conversion device 32, the first middle band vector decoding unit 38 decodes the first middle band index data DPIDM1, The frequency-axis cut-out waveform data DPFM1 is output to the time-axis converter 32, and the second mid-range vector decoding unit 39 outputs the second mid-range index data DPI.
The DM2 is decoded, the frequency axis cut-out waveform data DPFM2 is output to the time axis converter 32, and the 1 high frequency vector decoding unit 40
And the first high frequency index data DPIDH1 or the first
Decode watermark added high frequency index data DPWM1,
The frequency axis cut-out waveform data DPFH1 is output to the time axis converter 32, and the second high frequency vector decoding unit 41 decodes the second high frequency index data DPIDH2 or the second watermark added high frequency index data DPWM2 to obtain the frequency axis. The cut-out waveform data DPFH2 is output to the time axis converter 32. The time axis converter 32 uses the frequency axis cut-out waveform data DPFL1, DPF.
The frequency axis / time axis conversion of L2, DPFM1, DPFM2, DPFH1, and DPFH2 is performed, and the time axis cutout waveform data DPT is output to the frame generator. The frame generator 33 generates a frame based on the time axis cut-out waveform data DPT and outputs it as output signal data DOUT.
【0023】これにより、ユーザは、出力信号データD
OUTに対応する画像、音声等を再生することが可能とな
る。一方、透かし情報復号器34は、透かし位置情報デ
ータDWMP(=ビットストリームデータDBS中の透かし
位置情報データDWPM1〜DWPMnのいずれか、あるいは、
図示しない外部の透かし位置情報データベースから入力
された透かし位置情報データ)に基づいて出力透かし情
報データDWMOUTを出力する。これにより、出力透かし
情報データDWMOUTとして著作権情報などを含ませてお
けば、当該出力信号データDOUTの出所などを容易に特
定することができる。As a result, the user can output the output signal data D
It is possible to play back images and sounds corresponding to OUT. On the other hand, the watermark information decoder 34 uses the watermark position information data DWMP (= any of the watermark position information data DWPM1 to DWPMn in the bit stream data DBS, or
Output watermark information data DWMOUT is output based on (watermark position information data input from an external watermark position information database (not shown)). Thus, if the copyright information is included as the output watermark information data DWMOUT, the source of the output signal data DOUT can be easily specified.
【0024】[1.4] 第1実施形態の効果
以上の説明のように、本第1実施形態によれば、透かし
情報データを高域側周波数帯域のインデックスデータ中
に付加して埋め込むので、特に入力信号データが音声信
号や音響信号等のオーディオ信号に相当するものである
場合には、人間の聴感特性上影響の少ない周波数帯域に
透かし情報データが埋め込まれることとなり、聴取者の
耳には知覚されにくくなり、実効的な音質上の影響を低
減することができる。[1.4] Effects of the First Embodiment As described above, according to the first embodiment, since the watermark information data is added and embedded in the index data of the high frequency band, In particular, when the input signal data corresponds to an audio signal such as a voice signal or an acoustic signal, the watermark information data is embedded in a frequency band that has little influence on the human auditory perception characteristics, so that the listener's ears can hear it. It is less perceptible, and the effect on the effective sound quality can be reduced.
【0025】[1.5] 第1実施形態の変形例
[1.5.1] 第1変形例
以上の説明においては、各ベクトル量子化部において
は、最も基本的な構成によりベクトル量子化を行ってい
たが、透かし情報の非埋込位置に対応するインデックス
データの選択に際し、最も誤差の少ない第1候補インデ
ックスデータばかりでなく、予め定めた所定の誤差範囲
に属する他のインデックスデータを乱数によりランダム
に選択するように構成すれば、透かし情報を含ませずに
ビットストリームデータを生成したものと透かし情報を
含ませてビットストリームデータを生成したものとを比
較し、その差分データを得た場合でも、透かし情報以外
の情報が含まれる差分データが得られることとなり、透
かし情報の抽出を困難とすることができ、透かし情報の
改竄あるいは消去などの悪意ある攻撃に対し、より強い
透かし情報を含むビットストリームデータを得ることが
できる。[1.5] Modification of First Embodiment [1.5.1] First Modification In the above description, in each vector quantizer, vector quantization is performed by the most basic configuration. However, when selecting the index data corresponding to the non-embedded position of the watermark information, not only the first candidate index data with the smallest error but also other index data belonging to a predetermined predetermined error range are randomly generated. If it is configured to randomly select, when the difference data is obtained by comparing the bitstream data generated without watermark information and the bitstream data generated with watermark information However, the difference data including information other than the watermark information is obtained, which makes it difficult to extract the watermark information and To malicious attacks such 竄 or erasing, it is possible to obtain a bit stream data including a stronger watermark information.
【0026】[1.5.2] 第2変形例
上記第1変形例の説明においては、透かし情報を埋め込
む場合について説明したが、透かし情報を全く埋め込ま
ない場合であっても、同様に、高域側のベクトル量子化
部でインデックス情報の選択時に最も誤差の少ない第1
候補インデックスデータばかりでなく、予め定めた所定
の誤差範囲に属する他のインデックスデータを乱数によ
りランダムに選択する構成とすれば、悪意ある攻撃者が
透かし情報を含ませずにビットストリームデータを生成
させたものと透かし情報を含ませてビットストリームデ
ータを生成させたものとを比較して差分データを得た場
合でも、同様にして透かし情報以外の情報が含まれる差
分データが得られることとなり、透かし情報の抽出を困
難とすることができ、透かし情報の改竄あるいは消去な
どに強いビットストリームデータを得ることができる。[1.5.2] Second Modification In the above description of the first modification, the case of embedding watermark information has been described. The first vector with the smallest error when selecting index information in the vector quantizer on the region side
If not only the candidate index data but also other index data belonging to a predetermined error range is randomly selected by a random number, a malicious attacker can generate bitstream data without including watermark information. Even if the difference data is obtained by comparing the watermarked data and the bitstream data generated by including the watermark information, the difference data including the information other than the watermark information is obtained in the same manner. It is possible to make it difficult to extract information and obtain bitstream data that is resistant to falsification or deletion of watermark information.
【0027】[1.5.3] 第3変形例
上記第1変形例においては、透かし情報の非埋込位置に
対応するインデックスデータの選択について説明した
が、例えば、図6に示すように、最も高域側の周波数帯
域の周波数軸切出波形データをコードブックCBH2を用
いてベクトル量子化を行うに際し、最も誤差の少ない第
1候補インデックスデータばかりでなく、予め定めた所
定の誤差範囲に属する他のインデックスデータを乱数に
よりランダムに選択する構成とすることも可能である。[1.5.3] Third Modification In the first modification, the selection of the index data corresponding to the non-embedding position of the watermark information has been described. For example, as shown in FIG. When performing vector quantization on the frequency axis cutout waveform data of the highest frequency band using the codebook CBH2, it belongs to not only the first candidate index data with the smallest error but also a predetermined error range. Other index data may be randomly selected by random numbers.
【0028】[1.5.4] 第4変形例
また、高域側の周波数帯域に対応する複数のコードブッ
ク(図6ではコードブックCBH1、CBH2)のうちいず
れか一つあるいは複数のコードブックを選択し、選択し
たコードブックについてのみ乱数などによりインデック
スデータを第3変形例と同様の手法により選択し、他方
については、もっとも誤差の少ない第1候補インデック
スデータを選択するように構成することも可能である。[1.5.4] Fourth Modification Also, one or more of the plurality of codebooks (codebooks CBH1, CBH2 in FIG. 6) corresponding to the frequency band on the high frequency side. Alternatively, the index data may be selected for only the selected codebook by using a random number or the like by the same method as in the third modification, and for the other, the first candidate index data with the smallest error may be selected. It is possible.
【0029】[2] 第2実施形態
以上の第1実施形態においては、周波数軸切出波形デー
タDFPについては、何らの処理も行わなかったが、図7
(a)に示すような周波数軸切出波形データDFP1〜DF
P4が得られた場合に(図中、1〜24の数字は、周波数
帯域をさらに細分化したものを表している。)、得られ
た周波数軸切出波形データDFPFP1〜DFP4をインターリ
ーブし、図7(b)に示すように得られたインターリー
ブド周波数軸切出波形データDFPFP1’〜DFP6’のう
ち、最も高域成分の多く含まれるインターリーブド周波
数軸切出波形データDFP6’について透かし情報データ
を付加して、インデックスデータ’(図7(c)参
照)を得るように構成することも可能である。これによ
り、インターリーブを行う場合でも、より影響の少ない
高域よりの成分を含むインデックスデータに対して透か
し情報を付加することにより、特に入力信号データが音
声信号や音響信号に相当するものである場合には、人間
の聴感特性上影響の少ない周波数帯域に透かし情報デー
タが埋め込まれることとなり、聴取者の耳には知覚され
にくくなり、実効的な音質上の影響を低減することがで
きる。[2] Second Embodiment In the above first embodiment, no processing was performed on the frequency axis cutout waveform data DFP, but FIG.
Frequency axis cut-out waveform data DFP1 to DF as shown in (a)
When P4 is obtained (the numbers 1 to 24 in the figure represent subdivided frequency bands), the obtained frequency axis cutout waveform data DFPFP1 to DFP4 are interleaved, Among the interleaved frequency axis cut-out waveform data DFPFP1 'to DFP6' obtained as shown in 7 (b), the watermark information data is obtained for the interleaved frequency axis cut-out waveform data DFP6 'containing the most high frequency components. It is also possible to add the index data to obtain index data '(see FIG. 7C). As a result, even when interleaving is performed, by adding watermark information to index data that includes components from higher frequencies that have less influence, especially when the input signal data corresponds to a voice signal or an acoustic signal. In this case, the watermark information data is embedded in a frequency band that is less affected by human hearing characteristics, and is less likely to be perceived by the listener's ears, so that the effect on effective sound quality can be reduced.
【0030】[3] 実施形態の変形例
[3.1] 第1変形例
以上の説明においては、ベクトル量子化装置として、最
も基本的なベクトル量子化装置について説明したが、多
段階にベクトル量子化を行う多段ベクトル量子化装置
や、複数のインデックスデータの組み合わせによりベク
トル量子化を行う共役ベクトル量子化装置についても本
発明の適用が可能である。
[3.2] 第2変形例
以上の説明においては、入力信号データとして、オーデ
ィオデータの場合を中心として説明したが、人の聴覚特
性ばかりでなく、視覚特性などの人の知覚特性に基づい
て透かし情報の埋込が知覚されにくい周波数帯域に透か
し情報を埋め込むような構成とすれば同様の効果を得る
ことができる。[3] Modification of Embodiment [3.1] First Modification In the above description, the most basic vector quantizer was described as the vector quantizer, but the vector quantizer is multistage. The present invention can also be applied to a multi-stage vector quantization device that performs quantization and a conjugate vector quantization device that performs vector quantization by combining a plurality of index data. [3.2] Second Modification In the above description, the case where the input signal data is audio data has been mainly described, but it is based on not only human auditory characteristics but also human perceptual characteristics such as visual characteristics. The same effect can be obtained by adopting a configuration in which the watermark information is embedded in a frequency band in which the embedding of the watermark information is difficult to perceive.
【0031】[0031]
【発明の効果】本発明によれば、人の知覚特性に基づい
て、透かし情報の埋込が知覚されにくい周波数帯域に透
かし情報を埋め込むので、ユーザが透かし情報の付加に
伴う再生信号の劣化を容易に把握できないようにするこ
とができる。また、透かし情報の埋め込みに際しては、
ランダムに埋め込んだり、透かし情報以外の情報を埋め
込むことにより、透かし情報の埋込位置を容易に特定す
ることができず、かつ、ベクトル量子化後の情報の不正
利用を的確に把握することができる。According to the present invention, since the watermark information is embedded in the frequency band in which the embedding of the watermark information is difficult to be perceived based on the human perceptual characteristics, the reproduction signal is deteriorated by the user when the watermark information is added. You can make it difficult to grasp. When embedding watermark information,
By embedding randomly or embedding information other than watermark information, it is not possible to easily specify the embedding position of the watermark information, and it is possible to accurately grasp the unauthorized use of the information after vector quantization. .
【図1】 第1実施形態のベクトル量子化装置の概要構
成ブロック図である。FIG. 1 is a schematic configuration block diagram of a vector quantization device according to a first embodiment.
【図2】 第1実施形態のインデックス生成部の詳細構
成ブロック図である。FIG. 2 is a detailed configuration block diagram of an index generation unit according to the first embodiment.
【図3】 ベクトル量子化部およびベクトル符号化部の
概要構成ブロック図である。FIG. 3 is a schematic block diagram of a vector quantization unit and a vector coding unit.
【図4】 ビットストリームデータの構成を説明する図
である。FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of bitstream data.
【図5】 ベクトル復号化装置の概要構成ブロック図で
ある。FIG. 5 is a schematic configuration block diagram of a vector decoding device.
【図6】 第1実施形態の処理動作説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a processing operation of the first embodiment.
【図7】 第2実施形態の処理動作説明図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the processing operation of the second embodiment.
10…ベクトル量子化装置、11…波形切出装置、12
…インデックス生成部、15…第1低域ベクトル量子化
部、16…第2低域ベクトル量子化部、17…第1中域
ベクトル量子化部、18…第2中域ベクトル量子化部、
19…第1高域ベクトル量子化部、20…第2高域ベク
トル量子化部、21…埋込位置情報記憶部、22…乱数
生成部、23…透かし情報記憶部、24…透かし埋込
部、25…ベクトル量子化部選択部、26-1、26-2、
27-1、27-2…スイッチ部、28…マルチプレクサ
部、30…ベクトル復号化装置、31…復号化部、32
…時間軸変換装置、33…フレーム生成装置、34…透
かし情報復号化部、35…デマルチプレクサ部、36…
第1低域ベクトル復号化部、37…第2低域ベクトル復
号化部、38…第1中域ベクトル復号化部、39…第2
中域ベクトル復号化部、40…第1高域ベクトル復号化
部、41…第2高域ベクトル復号化部、51…コードブ
ック、52…符号器、61…コードブック、62…復号
器、DIN…入力信号データ、DP…波形切出データ、DP
F…周波数軸波形切出データ、DBS…ビットストリーム
データ、DFP…透かし埋込位置情報データ、DWM…透か
し情報データ、DHD…ヘッダ情報データ、DPIDL1…第
1低域インデックスデータ、DPIDL2…第2低域インデ
ックスデータ、DPIDM1…第1中域インデックスデー
タ、DPIDM2…第2中域インデックスデータ、DPIDH1…
第1高域インデックスデータ、DPIDH2…第2高域イン
デックスデータ、DPFL1、DPFL2、DPFM1、DPFM2、D
PFH1、DPFH2…周波数軸切出波形データ、DPWM1…第1
透かし付加高域インデックスデータ、DPWM2…第2透か
し付加高域インデックスデータ10 ... Vector quantizer, 11 ... Waveform cutting device, 12
... index generating unit, 15 ... first low band vector quantizing unit, 16 ... second low band vector quantizing unit, 17 ... first middle band vector quantizing unit, 18 ... second middle band vector quantizing unit,
19 ... 1st high-frequency vector quantization part, 20 ... 2nd high-frequency vector quantization part, 21 ... Embedding position information storage part, 22 ... Random number generation part, 23 ... Watermark information storage part, 24 ... Watermark embedding part , 25 ... Vector quantizer selection unit, 26-1, 26-2,
27-1, 27-2 ... Switch section, 28 ... Multiplexer section, 30 ... Vector decoding device, 31 ... Decoding section, 32
... time axis conversion device, 33 ... frame generation device, 34 ... watermark information decoding unit, 35 ... demultiplexer unit, 36 ...
First low band vector decoding unit, 37 ... Second low band vector decoding unit, 38 ... First middle band vector decoding unit, 39 ... Second
Middle band vector decoding unit, 40 ... First high band vector decoding unit, 41 ... Second high band vector decoding unit, 51 ... Codebook, 52 ... Encoder, 61 ... Codebook, 62 ... Decoder, DIN … Input signal data, DP… Waveform cutout data, DP
F ... Frequency axis waveform cutout data, DBS ... Bitstream data, DFP ... Watermark embedding position information data, DWM ... Watermark information data, DHD ... Header information data, DPIDL1 ... First low band index data, DPIDL2 ... Second low Range index data, DPIDM1 ... first middle range index data, DPIDM2 ... second middle range index data, DPIDH1 ...
First high frequency index data, DPIDH2 ... Second high frequency index data, DPFL1, DPFL2, DPFM1, DPFM2, D
PFH1, DPFH2 ... Frequency axis cut-out waveform data, DPWM1 ... 1st
Watermark added high frequency index data, DPWM2 ... Second watermark added high frequency index data
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−316599(JP,A) 特開 平11−272299(JP,A) 特開 平11−205153(JP,A) 特開 平10−224342(JP,A) 特開 平10−65912(JP,A) 特開 平10−112657(JP,A) 特開 平11−259068(JP,A) 特開 平3−60529(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/30 G09C 5/00 G10L 19/00 Continuation of front page (56) Reference JP-A-11-316599 (JP, A) JP-A-11-272299 (JP, A) JP-A-11-205153 (JP, A) JP-A-10-224342 (JP , A) JP-A-10-65912 (JP, A) JP-A-10-112657 (JP, A) JP-A-11-259068 (JP, A) JP-A-3-60529 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H03M 7/30 G09C 5/00 G10L 19/00
Claims (8)
クトル量子化装置において、 前記入力信号データの時間軸/周波数軸変換および波形
切出を行うことにより得られる周波数軸波形切出データ
のベクトル量子化を行ってインデックスデータを生成す
るインデックス生成手段を有し、 前記インデックス生成手段は、前記インデックスデータ
に対し透かし情報データを付加するに際し、予め定めた
周波数よりも高域側の周波数帯域成分に対応する前記周
波数軸波形切出データについて前記インデックスデータ
に前記透かし情報データを付加する透かし情報付加手段
を備えたことを特徴とするベクトル量子化装置。1. A vector quantizer for vector-quantizing input signal data, wherein vector quantization of frequency-axis waveform cut-out data obtained by performing time-axis / frequency-axis conversion and waveform cut-out of the input signal data. And an index generating unit for generating index data, the index generating unit corresponding to a frequency band component on a higher frequency side than a predetermined frequency when adding watermark information data to the index data. A vector quantization device comprising watermark information adding means for adding the watermark information data to the index data for the frequency axis waveform cutout data.
いて、 前記インデックス生成手段は、前記インデックスデータ
を予め記憶する複数のコードブック手段と、 対応する前記コードブック手段に記憶されている前記イ
ンデックスデータを前記周波数軸波形切出データに割り
当てる複数の符号化手段と、を備え、 予め定めた周波数よりも高域側の周波数帯域成分に対応
する前記符号化手段は、前記コードブック手段を用いて
前記インデックスデータを割り当てるに際し、当該コー
ドブック手段に記憶されている前記インデックスデータ
のうちから復号化した際に元の波形切出データに対し所
定の誤差範囲内となるインデックスデータをランダムに
選択することを特徴とするベクトル量子化装置。2. The vector quantization device according to claim 1, wherein the index generation means stores a plurality of codebook means for storing the index data in advance, and the index data stored in the corresponding codebook means. A plurality of encoding means for allocating to the frequency axis waveform cutout data, wherein the encoding means corresponding to a frequency band component on a higher frequency side than a predetermined frequency is When allocating the index data, it is possible to randomly select index data that is within a predetermined error range with respect to the original waveform cutout data when decoded from the index data stored in the codebook means. Characteristic vector quantizer.
いて、 前記インデックス生成手段は、前記インデックスデータ
を予め記憶する複数のコードブック手段と、 対応する前記コードブック手段に記憶されている前記イ
ンデックスデータを前記周波数軸波形切出データに割り
当てる複数の符号化手段と、を備え、 予め定めた周波数よりも高域側の周波数帯域成分に対応
する前記符号化手段が複数ある場合に、前記符号化手段
のうちランダムに選択した少なくとも一つの符号化手段
は、前記コードブック手段を用いて前記インデックスデ
ータを割り当てるに際し、当該コードブック手段に記憶
されている前記インデックスデータのうちから復号化し
た際に元の波形切出データに対し所定の誤差範囲内とな
るインデックスデータをランダムに選択することを特徴
とするベクトル量子化装置。3. The vector quantization device according to claim 1, wherein the index generating means stores a plurality of codebook means for storing the index data in advance, and the index data stored in the corresponding codebook means. A plurality of encoding means for allocating to the frequency axis waveform cut-out data, and when there are a plurality of the encoding means corresponding to the frequency band component on the higher frequency side than the predetermined frequency, the encoding means At least one encoding means selected at random among the index data stored in the codebook means when the index data is assigned using the codebook means Randomly select index data that is within a predetermined error range for waveform cutout data A vector quantizer characterized by:
クトル量子化装置において、 前記入力信号データの時間軸/周波数軸変換および波形
切出を行うことにより得られる周波数軸波形切出データ
に対し透かし情報データを付加するに際し、各周波数軸
波形切出データに含まれる周波数帯域成分に基づいて予
め定めたより高域側の周波数帯域成分を多く含む前記周
波数軸波形切出データに前記透かし情報データを付加す
る透かし情報付加手段を備えたことを特徴とするベクト
ル量子化装置。4. A vector quantizer for vector-quantizing input signal data, wherein watermark information is included in frequency-axis waveform cut-out data obtained by performing time-axis / frequency-axis conversion and waveform cut-out of the input signal data. When adding data, the watermark information data is added to the frequency axis waveform cutout data that includes a large number of frequency band components on the higher frequency side that are predetermined based on the frequency band components included in each frequency axis waveform cutout data. A vector quantization device comprising watermark information adding means.
いて、 前記入力信号データの時間軸/周波数軸変換を行い、周
波数軸入力信号データを出力する時間軸/周波数軸変換
手段と、 前記周波数軸入力信号データをインターリーブしてイン
タリーブド周波数軸入力信号データを生成し、前記イン
タリーブド周波数軸入力信号データの波形切出を行うこ
とにより周波数軸波形切出データを出力するインターリ
ーブ/波形切出手段を備えたことを特徴とするベクトル
量子化装置。5. The vector quantization apparatus according to claim 4, wherein the time axis / frequency axis conversion means performs time axis / frequency axis conversion of the input signal data and outputs frequency axis input signal data, and the frequency axis. Interleaving / waveform cutting means for outputting frequency axis waveform cutout data by interleaving input signal data to generate interleaved frequency axis input signal data, and performing waveform cutout of the interleaved frequency axis input signal data. A vector quantizer, which is provided.
載のベクトル量子化装置において、 前記入力信号データは、オーディオデータであり、 前記予め定めた周波数は、人の聴感特性に基づいて聴感
上影響の少ない周波数として定めることを特徴とするベ
クトル量子化装置。6. The vector quantizing device according to claim 1, wherein the input signal data is audio data, and the predetermined frequency is audible based on human audible characteristics. A vector quantizer characterized by being defined as a frequency with little influence on the above.
量子化方法において、 前記入力信号の時間軸/周波数軸変換および波形切出を
行うことにより得られる周波数軸波形切出データのベク
トル量子化を行ってインデックスデータを生成するイン
デックス生成工程を有し、 前記インデックス生成工程は、前記インデックスデータ
に対し透かし情報データを付加するに際し、予め定めた
周波数よりも高域側の周波数帯域成分に対応する前記周
波数軸波形切出データについて前記インデックスデータ
に前記透かし情報データを付加する透かし情報付加工程
を備えたことを特徴とするベクトル量子化方法。7. A vector quantization method for vector quantizing an input signal, wherein vector quantization of frequency axis waveform cutout data obtained by performing time-axis / frequency-axis conversion and waveform cutout of the input signal is performed. And an index generating step of generating index data, wherein the index generating step adds the watermark information data to the index data, the frequency corresponding to a frequency band component on a higher frequency side than a predetermined frequency. A vector quantization method comprising a watermark information adding step of adding the watermark information data to the index data for axial waveform cutout data.
量子化方法装置において、 前記入力信号の時間軸/周波数軸変換および波形切出を
行うことにより得られる周波数軸波形切出データに対し
透かし情報データを付加するに際し、各周波数軸波形切
出データに含まれる周波数帯域成分に基づいて予め定め
たより高域側の周波数帯域成分を多く含む前記周波数軸
波形切出データに前記透かし情報データを付加する透か
し情報付加工程を備えたことを特徴とするベクトル量子
化方法。8. A vector quantization method device for vector-quantizing an input signal, wherein watermark information data for frequency-axis waveform cut-out data obtained by performing time-axis / frequency-axis conversion and waveform cut-out of the input signal. When adding, a watermark for adding the watermark information data to the frequency axis waveform cutout data containing a large number of frequency band components on the higher frequency side that are predetermined based on the frequency band components included in each frequency axis waveform cutout data. A vector quantization method comprising an information adding step.
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