JPH0237145B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は情報の周波数スペクトルを複数に分割
し、順序を入れ換えるとき、疑似スペクトルを挿
入するような比較的簡易な手段で、情報を高度に
秘密伝送する方式に関する。

(2) 従来技術と問題点 電話通話で使用するような音声周波数スペクト
ル（4KHzまで）について、10〜20のように多数
の帯域通過フイルタを使用して前記帯域を分割
し、次に各分割帯域の配列順序を入れ換え伝送路
に送出した。受信側ではその配列、入れ換え順序
が予め知られされているから、帯域通過フイルタ
を使用して再分割と入れ換えを行つていた。この
入れ換え順序についても、時間経過と共に変更す
るということも秘密性向上のため実施されてい
る。しかしながらこの手段では日本人が或特定の
テーマについて通話しているというようなヒント
が少しでもも判つたとき、訓練した人が何回も繰
り返して聞くと通話内容が解読できるという欠点
があつた。

(3) 発明の目的 本発明の目的は前述の欠点を改善し、疑似スペ
クトルを挿入するような簡易な手段により情報の
秘密性を向上できる秘密伝送方式を提供すること
にある。

(4) 発明の構成 前述の目的を達成するための本発明の構成は、
送信側では送出すべき情報に疑似スペクトルを挿
入し、これを複数の周波数帯域に分割し、配列順
序を所定規側に従つて入れ換えた後伝送路に送出
し、受信側では受信信号の周波数スペクトルにつ
き前記所定規則を逆にして送信側の情報スペクト
ルに変換し、疑似スペクトルを削除する情報の秘
密伝送方式において、送信側では、音声のスペク
トルの電力の小さい1800〜2400Hzの帯域につい
て、原スペクトル信号の通過を制限し、代わりに
疑似スペクトル信号を挿入して、伝送路上での全
送信電力を一定化する手段を設け、更に該複数個
の周波数帯域の配列順序を所定規則に従つて入れ
換えた後伝送路に送出し、受信側では周波数スペ
クトルの配列順序を復旧し、疑似スペクトルを削
除する手段を設けたことである。

(5) 発明の実施例 第１図は本発明の実施例として、情報を電話通
話の音声とした場合の周波数スペクトルを示す。
第２図は本発明の一実施例を構成を示す送信側構
成図で、第３図は同じく受信側構成図、第４図は
各部の周波数スペクトルを示している。第１図に
示すように、電話通話を行うときその周波数帯域
は300〜4000Hzに限定して使用されている。各周
波数毎の振幅即ち電力は一定でなく、特に1800〜
2400Hzは図示するように谷状の低電力になつてい
ることが判る。したがつてこの部分の周波数帯域
は、たとえ受信側に伝送されることがなくても、
受信品質は殆ど変化しない。そこに着目して本発
明では該周波数帯域を一旦除去してから、擬似ス
ペクトルを挿入する構成をとつている。第２図は
本発明の一実施例としてデイジタル処理を行う構
成を示し、１は音源、２はアナログ・デイジタル
変換部であり、音源１とアナログ・デイジタル変
換部の中間の周波数スペクトルは第１図と同一で
あるが、第４図Ａに再掲している。第２図の３は
直列・並列変換部、４は高速フーリエ変換
（FFT）部、５は不要スペクトル除去部、６は音
源信号の電力計算部、７は疑似スペクトル発生
部、８は加算部、９はスペクトル順序入れ換え
部、１０は逆高速フーリエ変換部、１１は並列・
直列変換部、１２はデイジタル・アナログ変換
部、１３は伝送回線である。細い矢印は信号が１
サンプルずつ流れ、太い矢印は256サンプル分が
１ブロツクとして流れることを示している。A/
Ｄ変換部２において、8kHzのサンプリング周波数
を使用して音声4000Hzまでをサンプリングする。
125μS毎のデータ256個を32mS毎に得て、このデ
ータを直列信号の１ブロツクとし、直列・並列変
換部３において並列データに変換し、次に高速フ
ーリエ変換を行う。この出力（Ｂ点）において第
４図Ｂのスペクトルが得られる。数学的処理のた
め−4kHzから＋4kHzの間に31.25Hz間隔で256個並
んでいるが、正負の周波数成分が共軛であるか
ら、ここでは正の成分のみを考える。

不要スペクトル除去部５において1800〜2400Hz
に対応するスペクトル信号19個を除去し第４図Ｃ
を得る。この信号は電力計算部６と加算部８の一
方に印加される。電力計算部６では入力された各
信号についてその電力Ｐをブロツク毎に計算し、
擬似スペクトル発生部７に入力する。疑似スペク
トル発生部では、予め定められた入力信号の予想
最大パワーPoによつて ｘ＝（Po−Ｐ）／Ｎ を計算する。ただしＮは前記不要スペクトル除去
部５で除去したサンプル数19を指す。そして等振
幅ｘの疑似スペクトルをＮ個作成し、第４図Ｄに
示すスペクトルとして加算部８の他方に印加す
る。加算部８では２信号を加算し、第４図Ｅに示
すスペクトルをブロツク毎に所定規則に従つて入
れ換える。第４図Ｆのように不規則なスペクトル
を得るので、次に逆高速フーリエ変換部１０で逆
変換され、直列信号に変換１１の後、D/A変換
１２される。次に回線１３に送出される（第４図
Ｇ参照）。

受信部は第３図に示す構成となつていて、第２
図の逆の信号変換を行う。即ちA/D変換部１５
で8kHzのサンプリング周波数を使用して、デイ
ジタル信号とし次に直列・並列変換部１６で256
サンプル毎に区切つてブロツクを得る。高速フー
リエ変換部１７で変換され第４図Ｆの信号スペク
トルとなる。スペクトル順序復帰部１８で前述の
所定規則によりスペクトル配列順序を原に戻し、
第４図Ｅを得る。擬似スペクトル除去部１９にお
いて1800〜2400Hzに対応する部分を除去すると第
４図Ｃが得られる。逆高速フーリエ変換部２０で
１ブロツク毎に高速逆フーリエ変換して、並列・
直列変換部２１で変換し、次いでD/A変換２２
でアナログ信号を得、受話器２３に出力される
（第４図Ｈ参照のこと）。この信号は原音声から
1800〜2400Hzを除去したものであるが実験の結
果、聴感上原音声と殆ど変わらない。

以上は周波数成分の分離抽出に高速フーリエ変
換を使用しているが、帯域通過フイルタを多数使
用しても同様である。

擬似スペクトルは第４図Ｄのように一様である
必要はなく、任意の形状とすることができる。要
は第４図Ｅの全信号電力をブロツク毎に変化しな
いようにする。

スペクトルの配列順序の入れ換えについて、所
定時間経過後に更に変えて行くこともできる。

(6) 発明の効果 このようにして本発明によると、情報のスペク
トルの配列順序を入れ換える前に特定周波数の電
力を変更しているため、配列順序を入れ換えた後
のスペクトルは原信号のスペクトルと比較し極め
て変化したものとなつている。したがつて情報に
ついて若干のヒントがあつたとしても、それを解
読することは極めて難しく、秘密性の維持が従来
より向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は電話通話音声の周波数スペクトルを示
す図、第２図は本発明の一実施例の構成を示す送
信側ブロツク図、第３図は同じく受信側ブロツク
構成図、第４図は第２図・第３図について各部の
周波数スペクトルを示す図である。 １……音源、２……アナログ・デイジタル変換
部、４……高速フーリエ変換部、５……不要スペ
クトル除去部、７……擬似スペクトル発生部、９
……スペクトル順序入れ換え部、１０……逆高速
フーリエ変換部、１３……伝送回線、２３……受
話器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送信側では送出すべき情報に疑似スペクトル
   を挿入し、これを複数の周波数帯域に分割し、配
   列順序を所定規則に従つて入れ換えた後伝送路に
   送出し、受信側では受信信号の周波数スペクトル
   につき前記所定規則を逆にして送信側の情報スペ
   クトルに変換し、疑似スペクトルを削除する情報
   の秘密伝送方式において、 送信側では、送出すべき情報をブロツク毎に送
   出する際に、音声のスペクトルの電力の小さい
   1800〜2400Hzの帯域について、原スペクトル信号
   の通過を制限し、代わりに疑似スペクトル信号を
   挿入して、伝送路上での全送信電力を該ブロツク
   毎に一定化する手段を設け、更に該複数個の周波
   数帯域の配列順序を所定規則に従つて入れ換えた
   後伝送路に送出し、受信側では周波数スペクトル
   の配列順序を復旧し、疑似スペクトルを削除する
   手段を設けたことを特徴とする情報の秘密伝送方
   式。