JP2000228632A - 符号化回路および信号処理装置 - Google Patents

符号化回路および信号処理装置

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JP2000228632A
JP2000228632A JP2901999A JP2901999A JP2000228632A JP 2000228632 A JP2000228632 A JP 2000228632A JP 2901999 A JP2901999 A JP 2901999A JP 2901999 A JP2901999 A JP 2901999A JP 2000228632 A JP2000228632 A JP 2000228632A
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copy
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Tadashi Ezaki
正 江崎
Hideo Sato
英雄 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 改ざんに対しても有効な符号化回路を提供す
る。 【解決手段】 電子透かし埋め込み手段１は原コンテン
ツＳ０に対してコピーコントロール情報（ＣＣ情報）を
含む電子透かしを埋め込む。符号化回路としての電子透
かしデコードおよび信号圧縮回路ブロック３は外部から
のアクセスを不可能にするため、直交変換回路３２、量
子化回路３６、符号化回路３８および電子透かしデコー
ダ４０を一体構成している。直交変換回路３２において
電子透かし埋め込み情報Ｓ１を直交変換してサブバンド
信号に変換し、電子透かしデコーダ４０においてＣＣ情
報Ｓ４０を検出する。量子化回路３６はＣＣ情報がコピ
ー許可のときのみ直交変換処理信号Ｓ３２を量子化し、
符号化回路３８もＣＣ情報がコピー許可のときのみ量子
化信号Ｓ３６を符号化する。量子化回路３６または符号
化回路３８はＣＣ情報がコピー禁止のときは無効なデー
タを出力して、改ざんがあっても無意味な複写にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はビデオ信号、オーデ
ィオ信号などが複合したマルチメディアデータなどのコ
ピーコントロール（複製制御または複製管理）技術に関
するものであり、特に、ビデオ信号、および／または、
オーディオ信号などを符号化するエンコーダ内にコピー
コントロール用の電子透かし（Digital Watermark)をデ
コードするデコーダを内蔵して改ざんに対して防御可能
にした信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＤに記録された音楽・音響データ（以
下、音信号またはオーディオ信号）の不正コピーまた改
ざん防止、ＤＶＤに記録されたビデオ信号（映像信号）
およびオーディオ信号の不正コピーまたは改ざん防止、
ディジタル放送網を伝送されるマルチメディアデータの
不正盗用または改ざん防止、その他、マルチメディアデ
ータの著作物の保護が種々の観点から試みられている。
著作権保護の観点から、これまで、マルチメディアデー
タ、たとえば、画像情報（または映像情報）および音情
報などの著作物の不正コピーを防止する種々の試みがな
されている。なお、情報をコンテンツともいう。
【０００３】図９はコピーコントロールの方法を図解す
るシステム概念図である。コピーコントロールを行うに
は、ソース側の装置（信号送出部）１１０において、コ
ンテンツ（情報）にコピーコントロール情報を乗せて信
号伝送経路１２０に送出し、受信側の記録装置１３０に
伝送する。信号伝送経路１２０としては、放送の形態、
パッケージメディアの形態、ネットワーク配信などの種
々の形態をとることができる。受信側の記録装置１３０
のコピーコントロール情報検出回路１３４において伝送
されてきたコンテンツからコピーコントロール情報を検
出して記録を許可するか否かの記録動作制御信号を生成
する。記録処理回路１３２は記録動作制御信号が記録許
可を示したときのみ記録媒体、たとえば、ＣＤに伝送さ
れてきたコンテンツを記録する。もちろん、記録動作制
御信号が記録禁止を示しているときは記録処理回路１３
２は記録媒体への記録動作を行わない。
【０００４】しかしながら、本来、記録禁止（コピー禁
止）状態であるにも係わらず、記録許可（コピー許可）
状態に記録動作制御信号に改ざんが行われると、記録処
理回路１３２において記録媒体への記録動作が行われる
ので、防止しなければならない。その防止方法について
述べる。
【０００５】図１０にディジタルオーディオ信号のコピ
ーコントロール情報の例を示す。ディジタルオーディオ
信号のコピーコントロール情報は、ＳＣＭＳ（Serial C
opy Management System ）に規定された、図１０に図解
したディジタルインタフェースにおける著作権（コピー
ライト）有無のビットと、世代ビットと、カテゴリビッ
トが、ソース側の装置１１０の信号加算部１１２におい
てコンテンツ、この場合は、ディジタルオーディオ信号
に乗せられて、信号伝送経路１２０を伝送されて受信側
の記録装置１３０、たとえば、ＤＡＴ記録装置、ＭＤ記
録装置などのコピーコントロール情報検出回路１３４に
おいて検出されて、記録処理回路１３２の記録制御に使
用される。
【０００６】図１１（Ａ）〜（Ｂ）にビデオ信号のコピ
ーコントロール情報の例を示す。図１１（Ａ）〜（Ｂ）
に図解したように、ＶＢＩ上、または、ＣＧＭＳ（Copy
Generation Management System ）ビットがソース側の
装置１１０の信号加算部１１２においてコンテンツ、こ
の場合は、ビデオ信号に乗せられて信号伝送経路１２０
を伝送され、受信側の記録装置１３０、たとえば、ＤＶ
Ｄ記録装置などのコピーコントロール情報検出回路１３
４において検出され、記録処理回路１３２の記録処理が
制御される。
【０００７】上述した、オーディオ信号に対するＳＣＭ
Ｓビット、および、ビデオ信号に対するＣＧＭＳビット
は伝送系統におけるフォーマットとして公開されている
から、第３者が容易に知得でき、悪意の第３者によって
コピー禁止にも係わらずコピーが許可状態にコピーコン
トロール信号または記録動作制御信号が改ざんされる可
能性がある。
【０００８】上述した問題を克服する対策として機密性
を高めた方法が提案されている。第１の方法は、ＳＤＢ
（Secure Digital Bus、機密ディジタルバス）システム
の導入であり、第２の方法は電子透かし(Watermark) の
導入である。
【０００９】図１２にＳＤＢを用いた構成を示す。ＳＤ
Ｂ（Secure Digital Bus）システムにおいては、送信側
１４０における認証(Authentication)・鍵交換（Key Ex
change）手段１４４がＩＥＥＥ１３９４ディジタルイン
タフェースを有する信号伝送部１５０を介して、伝送す
る相手である受信部１６０の認証・鍵交換手段１６４と
鍵などの情報交換し、伝送する相手である暗号解読手段
１６２が正しくコピーコントロール機能を有しているか
否かを送信側１４０側が認証し、正しいコピーコントロ
ール機能を有する相手にのみ、暗号化手段１４２におい
て原コンテンツＳ０を暗号化して信号伝送部１５０を介
して受信部１６０に伝送する。この場合の原コンテンツ
Ｓ０としては、ビデオ信号、オーディオ信号の両者また
は一方、その他のコピーなどマルチメディアデータが対
象となる。ＳＤＢシステムにおいては、信号伝送部１５
０においてディジタルインタフェース上の信号を改ざん
しようとしても伝送信号を盗用した第３者が暗号が解け
ない限り改ざんは不可能である。したがって、ＳＤＢシ
ステムは、伝送経路における機密性の高い情報伝送方式
といえる。
【００１０】電子透かし（Digital Watermark,Digital
Data Embedding,Digital Data Hiding) 技術は、コンテ
ンツに何らかの情報を埋め込み、隠し持たせる技術であ
る。たとえば、コンテンツとしてビデオ信号を例示する
と、ビデオ信号に電子透かしを埋め込む場合、ビデオ信
号そのものを維持させながら人間の眼では知覚しがたい
（視認しがたい）形態でビデオ信号に電子透かしを埋め
込む。オーディオ信号に電子透かしを埋め込む場合は、
オーディオ信号そのものを維持させながら人間の聴覚で
は知覚しがたい形態で電子透かしを埋め込む。このよう
な電子透かし技術を用いて、ディジタル著作物の不正コ
ピー防止技術に組み合わせることが提案されている（た
とえば、『「電子透かし」がマルチメディア時代を守
る』、日経エレクトロニクス １９９７．２．２４．９
９〜１２４頁）。
【００１１】ディジタルマルチメディアデータに透かし
情報を埋め込む方法は、種々提案されている。その１例
を述べる。図１３（Ａ）〜（Ｃ）はオーディオ信号に対
する電子透かしの１例を図解したグラフである。この電
子透かし技術において下記の処理を行う。まず、オーデ
ィオ信号の周波数成分を分析して削除しても影響の少な
い周波数成分ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４を選定する（図１
３（Ａ）の斜線部分）。次いで、選定した周波数成分を
一旦削除する（図１３（Ｂ）の白抜き部分）。さらに、
削除した周波数成分に、値“１“を示す所定のレベル以
上で隣接する信号レベルと連続性をある程度示す信号、
および、値“０“を示す所定のレベル以下で隣接する信
号レベルと連続性をある程度示す信号を挿入する（置き
換える）（図１３（Ｃ）。
【００１２】電子透かしをコンテンツに埋め込む方法と
して、上述したものに限らず、種々の方法が提案されて
いる。たとえば、上述したオーディオ信号に限らず、ビ
デオ信号に対しても電子透かしを埋め込むことができ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ＳＤＢシステムの課題 図１２に図解したＳＤＢ（Secure Digital Bus）システ
ムにおける問題を図１４に図解したシステム構成を参照
して述べる。図１２に図解したＳＤＢシステムにおい
て、信号伝送部１５０における伝送信号の盗用、その信
号の改ざんに対しては確かに機密性が高い。しかしなが
ら、受信部１６０において問題が生ずる。
【００１４】図１４に図解したように、認証・鍵交換手
段１６４が送信側１４０側の認証・鍵交換手段１４４と
の鍵交換などにより認証された後、暗号化された情報を
受信した暗号解読手段１６２が暗号化情報を解読する。
暗号解読手段１６２は暗号を解読したとき、暗号化され
たコンテンツとともに、コピーコントロール情報も解読
する。信号圧縮手段１６６は解読されたコンテンツ、た
とえば、オーディオ信号を圧縮する。記録信号処理回路
１７０は圧縮されたオーディオ信号を、たとえば、Ｃ
Ｄ、ＭＤなどに記録する。この場合、ホストコンピュー
タ１８０は、記録信号処理回路１７０の動作を制御する
ため、暗号解読手段１６２で解読されたコピーコントロ
ール情報に基づいて制御信号を生成する。すなわち、ホ
ストコンピュータ１８０は、コピーコントロール情報が
コピー禁止を示しているときは制御信号は記録信号処理
回路１７０の動作を禁止する制御信号を生成し、コピー
コントロール情報がコピー許可を示しているときは制御
信号は記録信号処理回路１７０の記録を許可する制御信
号を生成する。記録信号処理回路１７０は圧縮されたオ
ーディオ信号をＣＤ、ＭＤなどに記録する際、制御信号
に応じて動作が制限される。
【００１５】しかしながら、暗号解読手段１６２で解読
したコピーコントロール情報をホストコンピュータ１８
０に送出する経路Ａにおいて、コピーコントロール情報
がコピー禁止を示しているにも係わらず、コピーコント
ロール情報が盗用されてコピー許可状態に改ざんされる
可能性が生ずる。したがって、鍵を用いた認証処理を行
い、コンテンツを暗号化して伝送して、信号伝送部１５
０における伝送の機密性を高めたＳＤＢシステムにおい
ても、受信側は機密性が維持されず、コピーコントロー
ル情報などき改ざんが行われる可能性がある。
【００１６】電子透かしを用いた場合の課題 電子透かしを埋め込んだ場合の受信側の構成と処理を図
１５を参照して述べる。電子透かしを埋め込んだコンテ
ンツ、たとえば、オーディオ信号を受信側２００の信号
圧縮手段２０２において圧縮し、記録信号処理回路２０
６においてＣＤ、ＭＤなどの記録媒体に記録する際、送
信側（ソース側）から伝送された電子透かし埋め込みコ
ンテンツから電子透かし検出回路２０４で電子透かしを
検出し、その検出値に応じてコピー禁止かコピー許可か
を示すコピーコントロール情報を生成する。電子透かし
検出回路２０４における電子透かしの検出方法は、送信
側において電子透かしを埋め込んだ方法に依存して決定
できる。電子透かし検出回路２０４で生成したコピーコ
ントロール情報はホストコンピュータ２０８に送出さ
れ、ホストコンピュータ２０８がコピーコントロール情
報から記録信号処理回路２０６の動作を制御する制御信
号を生成した記録信号処理回路２０６に印加する。記録
信号処理回路２０６は制御信号が記録動作を許可してい
るときのみ記録動作を行う。この場合も、電子透かし検
出回路２０４からホストコンピュータ２０８にコピーコ
ントロール情報が伝送される経路においてコピーコント
ロール情報が盗用、改ざんされる可能性がある。
【００１７】共通する課題 上述した両者において共通する問題は、送信側において
電子透かし埋め込み、暗号化などによっていかに機密性
を高め、認証および鍵交換処理を行って伝送経路におけ
る機密性を高めたとしても、受信側において、容易にコ
ピーコントロール情報などが盗用されて改ざんされる可
能性が高いということである。このような受信側におけ
る装置相互間の伝送経路における情報秘匿に対する機密
性を高める有効な対策、規格はこれまで提案されていな
い。
【００１８】本発明の目的は、受信側においても情報の
機密性または情報の秘匿性を高める符号化回路および信
号処理装置を提供することにある。本発明の他の目的
は、ビデオ信号、オーディオ信号などのマルチメディア
データに対するコピーコントロールを有効に行うことの
できる符号化回路および信号処理装置を提供することに
ある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点によ
れば、信号に、その信号のコピーを禁止または許可を示
す情報を含む電子透かしが埋め込まれた情報を直交変換
する直交変換手段と、該直交変換処理結果から上記埋め
込まれた電子透かしを検出し、上記信号のコピーを禁止
するか許可するかのコピーコントロール信号を生成する
電子透かしデコーダと、上記直交変換結果を量子化する
量子化手段と、該量子化結果を符号化する符号化手段と
を具備し、上記量子化手段は上記コピーコントロール信
号がコピー許可を示しているときは上記直交変換信号に
ついて正規の量子化処理を行い上記コピーコントロール
信号がコピー禁止を示しているときは上記直交変換信号
とは無関係な信号処理を行う、および、上記符号化手段
は上記コピーコントロール信号がコピー許可を示してい
るとき上記量子化信号について正規の符号化処理を行い
上記コピーコントロール信号がコピー禁止を示している
とき上記量子化信号とは無関係な信号処理を行う、また
はいずれか一方を行うよう構成されており、上記直交変
換手段と、上記電子透かしデコーダと、上記量子化手段
と、上記符号化手段とは、これら相互間の信号が外部か
らアクセスできないよう一体構成されており、前記符号
化手段からの出力が外部に出力される、符号化回路が提
供される。
【００２０】本発明の第２の観点によれば、信号に、そ
の信号のコピーを禁止または許可を示す情報を含む電子
透かしが埋め込まれた情報を直交変換する直交変換手段
と、該直交変換処理結果から上記埋め込まれた電子透か
しを検出し、上記信号のコピーを禁止するか許可するか
のコピーコントロール信号を生成する電子透かしデコー
ダと、上記直交変換結果を量子化する量子化手段と、該
量子化結果を符号化する符号化手段と、該符号化された
信号をさらに処理する外部処理手段と、上記コピーコン
トロール信号から上記外部処理手段における動作を制御
する制御信号を生成する制御信号生成手段とを具備し、
上記量子化手段は上記コピーコントロール信号がコピー
許可を示しているときは上記直交変換信号について正規
の量子化処理を行い上記コピーコントロール信号がコピ
ー禁止を示しているときは上記直交変換信号とは無関係
な信号処理を行う、および、上記符号化手段は上記コピ
ーコントロール信号がコピー許可を示しているとき上記
量子化信号について正規の符号化処理を行い上記コピー
コントロール信号がコピー禁止を示しているとき上記量
子化信号とは無関係な信号処理を行う、またはいずれか
一方を行うよう構成されており、少なくとも、上記直交
変換手段と、上記電子透かしデコーダと、上記量子化手
段と、上記符号化手段と、これら相互間の信号が外部か
らアクセスできないよう一体構成されており、前記符号
化手段からの出力が外部に出力される信号処理装置が提
供される。
【００２１】上記外部処理装置が信号記録処理装置また
は信号伝送装置である。
【００２２】本発明の第３の観点によれば、暗号化され
たコピーコントロール情報および信号を、所定の鍵で解
読する暗号解読手段と、該暗号解読手段で解読された上
記コピーコントロール情報がコピー許可を示していると
き上記解読された信号を圧縮符号化し、上記コピーコン
トロール情報がコピー禁止を示しているとき上記解読さ
れた信号に無関係な信号を生成する信号圧縮手段とを有
し、上記暗号解読手段と上記信号圧縮手段とは、これら
相互間の信号が外部からアクセスできないよう一体構成
されており、上記信号圧縮手段からの出力が外部に出力
される符号化回路が提供される。
【００２３】本発明の第４の観点によれば、送信側と受
信側とが伝送路を介して事前に認証し、鍵を交換した
後、送信側でコピーコントロール情報および信号を暗号
化して受信側に送出する信号処理装置であって、上記受
信側には、暗号化されたコピーコントロール情報および
信号を、所定の鍵で解読する暗号解読手段と、該暗号解
読手段で解読された上記コピーコントロール情報がコピ
ー許可を示しているとき上記解読された信号を圧縮符号
化し、上記コピーコントロール情報がコピー禁止を示し
ているとき上記解読された信号に無関係な信号を生成す
る信号圧縮手段とが、これら相互間の信号が外部からア
クセスできないよう一体構成されており、上記信号圧縮
手段からの出力が外部に出力される符号化回路が設けら
れている、信号処理装置が提供される。
【００２４】上述した第１の観点および第２の観点の符
号化回路において、一体構成されているので、その内部
処理状態は外部に対して機密性が高い。加えて、符号化
回路において受信したコピーコントロール情報がコピー
禁止を示しているとき、符号化回路の内部において無効
化処理をして無効化符号化信号を出力する。したがっ
て、コピー禁止を示すコピーコントロール情報に対して
コピー許可とする改ざんが行われたとしても、無効化し
た符号化信号を複写することになり、実質的に改ざんを
無意味にする。
【００２５】符号化回路において受信する符号化対象の
信号は、機密性を高めるため、（１）コピーコントロー
ル情報を含む電子透かしを原コンテンツに埋め込む方
法、（２）事前に認証して後、鍵を交換し、その鍵を用
いて原コンテンツをコピーコントロール情報とともに暗
号化して伝送し、それを符号化回路において解読する方
法が適用できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の符号化回路および信号処
理装置の実施の形態について添付図面を参照して述べ
る。
【００２７】第１の基本実施の形態 本発明の符号化回路および信号処理装置の第１の基本実
施の形態として電子透かしを用いた例について図１を参
照して述べる。図１は本発明の符号化回路および信号処
理装置の第１の基本実施の形態としての信号処理装置
（システム）構成図である。
【００２８】図１に図解した信号処理装置は、送信側
（またはソース側）と、伝送経路と、受信側とを有す
る。送信側には電子透かし埋め込み手段１が設けられて
いる。受信側には、電子透かしデコードおよび信号圧縮
回路ブロック３、信号記録処理装置５およびホストコン
ピュータ７が設けられている。図１に図解した受信側の
構成が本発明の信号処理装置に実施の形態に対応し、電
子透かしデコードおよび信号圧縮回路ブロック３が本発
明の符号化回路に対応する。
【００２９】電子透かし埋め込み技術 電子透かし技術、および、電子透かし埋め込み手段１に
おいて行われるコピーコントロール情報を含む電子透か
しの埋め込み技術について述べる。電子透かし技術は、
ビデオ信号、オーディオ信号などの情報（コンテンツ）
に何らかの情報を埋め込み隠し持たせる技術である。ビ
デオ信号の場合、ビデオ信号そのものの性質を維持させ
ながら人間の眼では知覚しがたい（視認しがたい）形態
で映像データに電子透かしを埋め込む。オーディオ信号
の場合、オーディオ信号そのものの性質を維持させなが
ら人間の耳では知覚しがたい形態でオーディオ信号に電
子透かしを埋め込む。
【００３０】電子透かしを情報（コンテンツ）に埋め込
む場合、通常、次の要件が必要である。第１の要件は埋
め込んだ電子透かしがコンテンツに残りつづけることで
あり、第２の要件は埋め込んだ電子透かしがコンテンツ
のどこに埋め込まれているか分かりにくいことであり、
第３の要件は電子透かしを埋め込んでもコンテンツのオ
リジナリティを維持しており電子透かしを埋め込むこと
によりコンテンツ自体が変質させないまたは劣化させな
いことである。
【００３１】このような要件を満足させる条件をコンテ
ンツとしてのビデオ信号について考察する。ビデオ信号
に存在する人間の知覚上重要でない部分、すなわち、冗
長な部分に電子透かしを雑音として埋め込む。その結
果、雑音を埋め込んでも全体のデータ量は変化しないと
いう利点がある。ビデオ信号は低域成分に集中してお
り、高域成分になるほど冗長度が高まるから、たとえ
ば、ビデオ信号の高域成分に電子透かしを埋め込む。た
だし、高域成分の冗長部分にだけ電子透かしを埋め込む
とデータ圧縮時、低域フィルタによって容易に電子透か
しが除去される。加えて、除去されても画質（音質）が
殆ど変化しなから除去されたことが検出できない。その
ため、冗長成分だけでなく主要成分にも電子透かしを埋
め込む。
【００３２】コンテンツとしてオーディオ信号について
考察すると、オーディオ信号は通常２０〜２００００Ｈ
ｚに可聴音域があるから、その両側を冗長部分として、
可聴音域を主要部分として、上述したビデオ信号と同様
の方法によって、電子透かし情報を埋め込むことができ
る。
【００３３】電子透かし埋め込み手段１は、以上の条件
を考慮した電子透かしＳＭを原コンテンツＳ０に情報
（電子透かし埋め込み情報）Ｓ１を伝送経路に送出す
る。電子透かし埋め込み手段１における電子透かし埋め
込みの際、コピー禁止状態かコピー許可状態のいずれか
を示すコピーコントロール（ＣＣ）情報をも含む情報を
電子透かしとして原コンテンツＳ０に埋め込む。すなわ
ち、電子透かし埋め込み情報Ｓ１は、通常の電子透かし
を埋め込むだけでなく、コピー禁止か否かを示すＣＣ情
報をも示す電子透かしが、原コンテンツＳ０に埋め込ま
れている信号である。原コンテンツＳ０の例、そのよう
な原コンテンツＳ０にＣＣ情報を含む電子透かしを埋め
込む方法の詳細については後述する。
【００３４】電子透かしデコードおよび信号圧縮回路ブ
ロック３は、信号圧縮回路ブロック３０と、電子透かし
デコーダ（電子透かし検出回路ブロック）４０とから構
成されている。信号圧縮回路ブロック３０は、直交変換
回路３２、量子化回路３６、符号化回路３８を有する。
【００３５】本実施の形態において、信号の盗用、改ざ
んに対する保護対策として、（１）外部から信号アクセ
スを困難にする電子透かしデコードおよび信号圧縮回路
ブロック３の一体構成、および、（２）コピー禁止状態
における電子透かしデコードおよび信号圧縮回路ブロッ
ク３の内部回路における信号の無効化処理を行う。
【００３６】電子透かしデコードおよび信号圧縮回路ブ
ロック３の一体構成 信号の盗用および改ざんの第１の防止対策として、少な
くとも信号圧縮回路ブロック３０内の上述した直交変換
回路３２、量子化回路３６、符号化回路３８の内部処理
信号およびこれら相互間を伝送する信号が外部から信号
アクセスすることが不可能なように一体構成されてい
る。好ましくは、電子透かし検出回路ブロック４０も信
号圧縮回路ブロック３０と共に、電子透かしデコードお
よび信号圧縮回路ブロック３として一体構成されること
が望ましい。上記一体構成の具体的な方法としては、
（１）信号圧縮回路ブロック３０内の回路および電子透
かし検出回路ブロック４０とが１チップ集積回路（Ｉ
Ｃ）などの１つの回路モジュールとして収容される方
法、（２）直交変換回路３２、量子化回路３６、符号化
回路３８、電子透かしデコーダ４０がそれぞれ１チップ
ＩＣとして構成された場合、それらを１つのプリント回
路基板に収容する方法、（３）電子透かしデコードおよ
び信号圧縮回路ブロック３の処理を１つのディジタル信
号プロセッサ（ＤＳＰ）で実現する方法などである。こ
のように電子透かしデコードおよび信号圧縮回路ブロッ
ク３を一体構成すれば、外部からその内部処理状態がア
クセスできず、電子透かしデコードおよび信号圧縮回路
ブロック３は非常に機密性が高い状態となる。
【００３７】この例では、外部の装置が電子透かしデコ
ードおよび信号圧縮回路ブロック３との情報交換を行え
る部分は、電子透かし埋め込み情報Ｓ１が印加される入
力端子Ｔ１と、符号化回路３８の出力信号である電子透
かし埋め込み符号化情報Ｓ３が出力される出力端子Ｔ３
と、電子透かし検出回路ブロック４０からのコピーコン
トロール情報Ｓ４０が出力される制御信号出力端子Ｔ２
だけである。すなわち、電子透かしデコードおよび信号
圧縮回路ブロック３は、信号記録処理装置５における処
理のために必要な最小限の信号しか出力しない構成にし
ている。
【００３８】電子透かしデコードおよび信号圧縮回路ブ
ロック３の動作（無効化処理） 直交変換回路３２、量子化回路３６および符号化回路３
８は、静止画像データの圧縮符号化のためのＪＰＥＧ、
動画像データおよび音声信号の圧縮符号化ＭＰＥＧ技術
などとして信号の圧縮符号化処理として知られた装置構
成である。以下、オーディオ信号またはビデオ信号に特
定せず、一般的な情報（コンテンツ）への圧縮符号化処
理について信号圧縮回路ブロック３０の動作を述べる。
【００３９】直交変換回路３２は電子透かし埋め込み手
段１から送出された電子透かし埋め込み情報Ｓ１を直交
変換して直交変換処理信号Ｓ３２を出力する。信号の直
交変換とは、実時間領域の電子透かし埋め込み情報Ｓ１
を周波数領域の信号形態に変換する信号の周波数解析技
法であり、ビデオ信号、オーディオ信号の符号化などに
おいて広く使用される変換技術である。代表的な直交変
換技術としては、フーリエ変換処理、好適は、高速フー
リエ変換（ＦＦＴ）処理、離散高速フーリエ変換（ＤＦ
Ｔ）、離散コサイン変換（ＤＣＴ）処理、ＤＣＴの変形
態様であるｍＤＣＴ（modidiedＤＣＴ）、ウェーブレッ
ト方法、その他の種々の直交変換方法が知られており、
本実施の形態においてもこれらの変換技術を適用でき
る。直交変換回路３２における具体的な例については、
電子透かし埋め込み手段１の具体例に関連づけて後述す
る。
【００４０】量子化回路３６は直交変換処理信号Ｓ３２
を量子化する。量子化の詳細については情報（コンテン
ツ）の具体例に関連付けて後述する。
【００４１】符号化回路３８は量子化回路３６において
量子化した量子化信号Ｓ３６を圧縮符号化して電子透か
し埋め込み符号化情報Ｓ３として端子Ｔ２から信号記録
処理装置５に出力する。符号化の詳細については、情報
（コンテンツ）の具体例、量子化回路３６の具体例など
に関連付けて後述する。
【００４２】電子透かしデコーダ４０は直交変換処理信
号Ｓ３２を入力して、電子透かし埋め込み情報Ｓ１に埋
め込まれたコピー禁止か否かを示すコピーコントロール
情報を検出する。直交変換回路３２において電子透かし
埋め込み情報Ｓ１を直交変換してサブバンドの周波数帯
域の信号に変換されているので、電子透かしデコーダ４
０は容易に、電子透かし埋め込み手段１において埋め込
まれた電子透かしを検出し、検出した電子透かしの内容
からコピーコントロール（ＣＣ）情報Ｓ４０を生成す
る。電子透かし埋め込み手段１におけるコピー禁止また
はコピー許可を示す情報を含む電子透かしの埋め込み方
法と、電子透かしデコーダ４０におけるその検出方法と
ＣＣ情報Ｓ４０の生成方法については具体例を挙げて後
述する。
【００４３】量子化回路３６は直交変換処理信号Ｓ３２
を入力してその直交変換処理信号Ｓ３２を量子化する。
ここで、量子化回路３６は、電子透かしデコーダ４０で
生成したＣＣ情報Ｓ４０がコピー許可状態を示している
ときは直交変換処理信号Ｓ３２を正規に量子化するが、
ＣＣ情報Ｓ４０がコピー禁止状態を示しているときは直
交変換処理信号Ｓ３２を正規に量子化せず、たとえば、
直交変換処理信号Ｓ３２とは全く無関係なパラメータに
設定して量子化結果を意味のない値にする。この信号処
理を「無効化処理」という。全く無関係なパラメータと
しては、全て０の値にするとか、乱数値にするとかであ
る。
【００４４】符号化回路３８は、量子化回路３６で量子
化した量子化信号Ｓ３６を符号化する。ＣＣ情報Ｓ４０
がコピー許可状態であれば、量子化回路３６において正
規に量子化されており、符号化回路３８も正規に量子化
された量子化信号Ｓ３６を正規に圧縮して符号化する。
しかしながら、ＣＣ情報Ｓ４０がコピー禁止状態の時
は、符号化回路３８は意味のない量子化信号Ｓ３６を符
号化するから符号化結果も電子透かし埋め込み情報Ｓ１
とは無関係な値となる。また、破線で示すように符号化
回路３８にＣＣ情報Ｓ４０を印加し、ＣＣ情報Ｓ４０が
コピー禁止状態を示しているときは、符号化回路３８は
量子化信号Ｓ３６の値に関係なく無意味なデータを電子
透かし埋め込み符号化情報Ｓ３として送出することもで
きる。
【００４５】ホストコンピュータ７はＣＣ情報を入力
し、ＣＣ情報Ｓ４０がコピー許可状態のときは信号記録
処理装置５における記録動作を許可する制御信号Ｓ７を
生成し、ＣＣ情報Ｓ４０がコピー禁止状態を示している
ときは信号記録処理装置５における記録動作を禁止する
制御信号Ｓ７を生成する。
【００４６】上述したとおり、ＣＣ情報Ｓ４０がコピー
許可状態を示しているときは、符号化回路３８からは直
交変換処理信号Ｓ３２を正規に符号化した電子透かし埋
め込み符号化情報Ｓ３が信号記録処理装置５に印加さ
れ、ホストコンピュータ７からの制御信号Ｓ７によって
信号記録処理装置５が、記録媒体、たとえば、ＣＤ、Ｍ
Ｄ、ミニディスク、ＤＶＤなどの電子透かし埋め込み符
号化情報Ｓ３を記録する。しかしながら、ＣＣ情報Ｓ４
０がコピー禁止状態のときは、ホストコンピュータ７か
らの制御信号Ｓ７によって信号記録処理装置５は記録処
理を行わない。このように、電子透かし埋め込み情報Ｓ
１に含まれるコピーコントロール情報（ＣＣ情報）がコ
ピー許可を示し、電子透かしデコーダ４０によってそれ
が検出されてＣＣ情報Ｓ４０が生成され、さらに、ホス
トコンピュータ７によって信号記録処理装置５を記録動
作許可する制御信号Ｓ７が生成されたときのみ、信号記
録処理装置５において電子透かし埋め込み符号化情報Ｓ
３を記録する。
【００４７】コピーコントロール情報（ＣＣ情報）Ｓ４
０または制御信号Ｓ７の改ざんが行われた場合について
考察する。コピー禁止状態を示すＣＣ情報Ｓ４０が電子
透かしデコードおよび信号圧縮回路ブロック３の外部に
おいて改ざんされてホストコンピュータ７に印加され
て、ホストコンピュータ７が信号記録処理装置５の記録
動作を許可する制御信号Ｓ７を生成したとする。その結
果、信号記録処理装置５は電子透かし埋め込み符号化情
報Ｓ３を記録媒体に記録する動作を行う。しかしなが
ら、上述したように、ＣＣ情報Ｓ４０の値がコピー禁止
状態のときは電子透かしデコードおよび信号圧縮回路ブ
ロック３の内部で信号を無効化しているから、電子透か
し埋め込み符号化情報Ｓ３は無意味な信号である。した
がって、故意にコピー禁止状態を改ざんしてコピー許可
状態にしたとしても、実質的に意味のない信号を複写す
るに過ぎず、無意味な複写をしたことになるから、不正
な複製に対して有効な防御効果を奏する。
【００４８】信号圧縮回路ブロック３０の内部における
ＣＣ情報Ｓ４０を用いる信号の無効化処理は、量子化回
路３６、符号化回路３８のいずれか一方で行われればよ
いが、両者で無効化処理を行ってもよい。直交変換回路
３２と量子化回路３６との間にスイッチ回路を設け、Ｃ
Ｃ情報Ｓ４０がコピー禁止状態を示しているときは、ス
イッチ回路をオフにして直交変換処理信号Ｓ３２が量子
化回路３６に印加されないようにしてもよい。すなわ
ち、このとき、量子化回路３６は値が０である直交変換
処理信号Ｓ３２を量子化する。あるいは、符号化回路３
８の後段にスイッチ回路を設けて、ＣＣ情報Ｓ４０がコ
ピー禁止状態を示しているときは、スイッチ回路をオフ
にして値が０の電子透かし埋め込み符号化情報Ｓ３を出
力するようにしてもよい。このように、コピー禁止状態
のときの信号の無効化処理は、電子透かしデコードおよ
び信号圧縮回路ブロック３の内部の任意のところで種々
の方法で行うことができる。
【００４９】第１の基本の実施の形態の効果 本発明の第１の基本の実施の形態によれば、（１）電子
透かしデコードおよび信号圧縮回路ブロック３を一体構
成にして外部からの信号アクセスに対して機密性を高め
たこと、および、（２）電子透かしデコードおよび信号
圧縮回路ブロック３の内部におけるコピー禁止状態にお
ける信号の無効化処理によって、仮に、端子Ｔ２からホ
ストコンピュータ７に伝送される経路、または、ホスト
コンピュータ７から信号記録処理装置５への信号伝送経
路において第３者によるコピー許可にする信号の改ざん
が行われたとしても、無効データの複製が行われるに過
ぎないから、有効な符号化データの不正な複製を防止で
きる。
【００５０】図１に図解した信号処理装置についてより
具体的な例示を述べる。
【００５１】第１実施の形態 第１実施の形態として、図１における原コンテンツＳ０
がオーディオ信号の場合について電子透かし埋め込み手
段１におけるコピーコントロール情報を含む電子透かし
を埋め込む例を述べる。
【００５２】第１例 図２（Ａ）〜（Ｄ）を参照して原コンテンツＳ０がオー
ディオ信号である場合の第１例の電子透かし埋め込み方
法について述べる。図２（Ａ）〜（Ｄ）はオーディオ信
号にコピー禁止／コピー許可を示すコピーコントロール
情報を含む電子透かしを埋め込む方法を図解するグラフ
である。
【００５３】電子透かし埋め込み手段１は、オーディオ
信号を図２（Ａ）に図解したように高速フーリエ変換
（ＦＦＴ）して周波数分析して、上述した電子透かし埋
め込み条件を考慮して、雑音として信号を置き換える周
波数成分ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４を選定する。
【００５４】次いで、電子透かし埋め込み手段１は、図
２（Ｂ）に図解したように、選択した周波数成分の信号
を削除する。電子透かし埋め込み手段１は、コピー禁止
を示す時は、図２（Ｃ）に図解した方法で電子透かしと
して黒色で示したデータａ，ｂ，ｃ，ｄを周波数成分ｆ
１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の信号として埋め込み、コピー許
可を示す時は、図２（Ｄ）に図解した方法で電子透かし
として黒色で示したデータα，β、γ、δを周波数成分
ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の信号として埋め込む。データ
ａ，ｂ，ｃ，ｄも、データα，β、γ、δも電子透かし
埋め込み条件を満足する値であり、コピー禁止かコピー
許可かとを識別するデータである。この例示において、
コピー禁止を示す場合、“１“を示すデータａ，ｄはそ
の周波数成分ｆ１，ｆ４の両側の信号の最大振幅より数
％程度大きな値にして埋め込まれる。一方、コピー許可
を示す場合、“１“を示すデータα，δはその周波数成
分ｆ１，ｆ４の両側の信号の最大振幅より数％程度小さ
な値にして埋め込まれる。さらに、好ましくは、“０
“を示すデータｂ，ｃ、および、データβ，γについて
も、その値を、コピー禁止か許可に応じて異ならせるこ
とができる。この例示においては、コピー禁止を示す場
合、“０“を示すデータｂ，ｃはその周波数成分ｆ２，
ｆ３の両側の信号の最低振幅の２／３にして埋め込まれ
る。一方、コピー許可を示す場合、“０“を示すデータ
β，γはその周波数成分ｆ１，ｆ４の両側の信号の最低
振幅の１／２にして埋め込まれる。上述した数値は勿
論、例示である。
【００５５】以上のように、原コンテンツＳ０としてオ
ーディオ信号に、コピー禁止か許可かを識別するコピー
コントロール情報を含む電子透かしＳＭが埋め込まれた
電子透かし埋め込み情報Ｓ１が電子透かし埋め込み手段
１において生成されて電子透かし検出および信号圧縮回
路ブロック３に送出される。原コンテンツＳ０としての
オーディオ信号は、アナログ形式でもディジタル形式で
もよい。原コンテンツＳ０がアナログオーディオ信号の
場合は、Ａ／Ｄ変換してディジタルオーディオ信号にし
た後、上述したＦＦＴを行う。
【００５６】第２例 図３を参照して原コンテンツＳ０がオーディオ信号であ
る場合の第２例の電子透かし埋め込み方法について述べ
る。図３は電子透かし埋め込み方法として、コピー禁止
かコピー許可に応じて異なる、オーディオ信号をＦＦＴ
して得られたＦＦＴ係数の変化分をオーディオ信号の雑
音として加える方法を示す処理を示すフローチャートで
ある。
【００５７】ステップ１：電子透かし埋め込み手段１
は、オーディオ信号について高速フーリエ変換（ＦＦ
Ｔ）処理して周波数解析する。それにより、オーディオ
信号の２００００Ｈｚ以上の高周波成分、２０Ｈｚ以下
の低周波成分、２０〜２００００Ｈｚ中間周波数成分が
分類できる。 ステップ２〜５：電子透かし埋め込み手段１は、電子透
かし（雑音成分）としてそれぞれの周波数帯域の求めら
れたＦＦＴ係数の変化分を算出し，その変化分をＦＦＴ
係数に加える。変化分の値としては、実際のオーディオ
信号の音質を低下させないよう冗長な２０Ｈｚ以下の低
域成分、２００００Ｈｚ以上の高周波成分では大きく
し、２０〜２００００Ｈｚ帯域の中間周波数成分では小
さくする。これらの変化分が雑音成分であり、電子透か
しの１例である。なお、このような変化分は伝送経路な
どにおいて一律にフィルタなどが除去されないようにす
る。さらに好ましくは、雑音としての変化分は、直交変
換回路３２、符号化回路３８などにおいて除去されない
ような値にして付加する。さらに、変化分は、コピー許
可かコピー禁止かに応じて値を異ならせる。たとえば、
コピー禁止の場合の２０Ｈｚ以下の雑音成分Ａをコピー
許可の場合の２０Ｈｚ以下の雑音成分ａより大きな値に
し、コピー禁止の場合の２００００Ｈｚ以上の雑音成分
Ｂをコピー許可の場合の２００００Ｈｚ以上の雑音成分
ｂより大きな値にする。たとえば、このように、可聴音
以外の部分で雑音成分の大きさ（振幅）を異ならせるこ
とにより、コピー禁止か否かの状態を識別可能な電子透
かしを原コンテンツＳ０であるオーディオ信号に埋め込
むことができる。好ましくは、２０〜２００００Ｈｚの
可聴音帯域の雑音成分はコピー禁止か否かによって異な
らせない。電子透かしを埋め込むことによる影響を少な
くするためである。
【００５８】雑音として加える変化分は、音質への影響
を考慮すると、ＦＦＴ係数の数％程度が好ましい。ＦＦ
Ｔした結果の全ての周波数帯域のＦＦＴ係数に変分を加
えることにより、その後の圧縮処理などにおいても除去
されない電子透かしを埋め込むことができる。しかも、
オーディオ信号に対してＦＦＴを施した結果（係数）
に、所定の率で変化分を加えているから、電子透かしデ
コーダ４０において電子透かし情報を特定することがで
きる。
【００５９】ステップ６：電子透かし埋め込み手段１に
おいて、上記のごとく、ＦＦＴ処理し、電子透かしとし
ての変化分を付加したオーディオ信号に対して、逆フー
リエ変換（ＩＦＦＴ）処理を行い実空間の元のオーディ
オ信号に戻す。ただし、復元されたオーディオ信号には
電子透かしとして上記変化分が雑音として含まれてお
り、原コンテンツＳ０とは異なる。
【００６０】オーディオ信号に、ＣＣ情報を含む電子透
かしＳＭが埋め込まれた電子透かし埋め込み情報Ｓ１が
電子透かしデコードおよび信号圧縮回路ブロック３に送
出される。原コンテンツＳ０としてのオーディオ信号
は、アナログ形式でもディジタル形式でもよい。原コン
テンツＳ０がアナログオーディオ信号の場合は、Ａ／Ｄ
変換してディジタルオーディオ信号にした後、ＦＦＴを
行う。
【００６１】第２例の変形例 電子透かし埋め込み手段１において埋め込むべき電子透
かし情報は上述した変分に限らず、再生したときにそれ
が埋め込んだ電子透かし情報であることを特定可能な
（識別可能な）任意のデータを用いることができる。電
子透かし埋め込み手段１における上記ＦＦＴ、逆ＦＦＴ
に代えて、離散コサイン変換（ＤＣＴ）、逆ＤＣＴ（Ｉ
ＤＣＴ）に代表される他の直交変換技術（または周波数
変換技術）を適用することができる。ＤＣＴを適用した
場合もＤＣＴ係数が得られるから、その係数に対してコ
ピー禁止か否かに応じた変化分を加算して、その後、逆
ＤＣＴを行う。この場合も、雑音成分を低周波成分、高
域成分および主要成分に埋め込む。ただし、主要成分に
埋め込む雑音の量は少なくし、音質に実質的に影響を与
えないようにする。電子透かし情報のビデオデータへの
埋め込みとしては上述した直交変換技術に限らず、その
他の電子透かし埋め込み技術を適用できる。
【００６２】受信側における処理 原コンテンツＳ０としてオーディオ信号の場合、上記第
１例および第２例として例示した方法で、電子透かし埋
め込み情報Ｓ１が受信系に伝送されたときの受信側の構
成と動作を図４を参照して述べる。図４はオーディオ信
号にコピーコントロール情報（ＣＣ情報）を含む電子透
かしが埋め込まれた信号を処理する電子透かしデコード
および信号圧縮回路ブロック３Ａの構成図である。
【００６３】図４に図解した電子透かしデコードおよび
信号圧縮回路ブロック３Ａは、図１に図解した電子透か
しデコードおよび信号圧縮回路ブロック３の構成に対応
しているが、オーディオ信号処理に適した構成にしてい
る。電子透かしデコードおよび適応型音声圧縮（ＡＴＲ
ＡＣ）回路ブロック３Ａは、直交変換回路３２の１例と
しての変形ＤＣＴ（ｍＤＣＴ）回路３２Ａ、量子化回路
３６、符号化回路３８Ａ、および、精神物理学的モデル
（サイコフィジカルモデル）処理回路３４を有する信号
圧縮回路ブロック３０Ａと、電子透かしデコーダ４０と
を有する。信号圧縮回路ブロック３０Ａには、精神物理
学的モデル処理手段３４が付加されている。電子透かし
デコードおよび信号圧縮回路ブロック３Ａは、外部から
の、または外部における信号の盗用、改ざんを無意味に
するため、上述した２つの要件を満足するように構成さ
れている。１つの要件は、外部に対して機密性を維持す
るための一体構成であり、第２の要件はコピー禁止状態
における無効符号化信号の出力である。
【００６４】変形ＤＣＴ（ｍＤＣＴ）回路３２Ａは、た
とえば、８ビット程度のビット長さであり、２００００
Ｈｚ程度と周波数帯域が狭いオーディオ信号のＤＣＴ変
換に効率のよいＤＣＴ処理を行う部分であり、上記第１
例〜第２例の電子透かし埋め込み情報Ｓ１を離散コサイ
ン変換する。変形ＤＣＴ処理によって電子透かし埋め込
み情報Ｓ１はサブバンドのｍＤＣＴ処理信号Ｓ３２Ａに
なる。
【００６５】電子透かしデコーダ４０はサブバンドのｍ
ＤＣＴ処理信号Ｓ３２Ａからコピーコントロール情報
（ＣＣ情報）を検出する。ｍＤＣＴ処理信号Ｓ３２Ａは
サブバンド信号であるから電子透かしデコーダ４０はコ
ピー許可か否かを示す電子透かしを容易に検出できる。
上述した第１例の方法で電子透かし埋め込み情報Ｓ１が
生成されたとき、電子透かしデコーダ４０は、図２
（Ｃ）を参照して述べたコピー禁止を示す電子透かし信
号か、図２（Ｄ）を参照して述べたコピー許可を示す電
子透かし信号かを識別して、コピー許可か否かを示すコ
ピーコントロール情報（ＣＣ情報）Ｓ４０を生成する。
上述した第２例の方法で電子透かし埋め込み情報Ｓ１が
生成されたとき、電子透かしデコーダ４０は、図３を参
照して述べたコピー禁止か否かを識別する付加された変
化分を識別してコピー許可か否かを示すＣＣ情報Ｓ４０
を生成する。
【００６６】精神物理学的モデル処理手段３４は、サイ
コフィジカル（psycho-physical)モデルに基づいて、量
子化回路３６における適切な量子化レベルを決定する。
サイコフィジカルモデルとは、刺激の物理量の変化に対
する感覚（オーディオ信号の場合、聴覚、ビデオ信号の
場合、視覚）の閾、弁別閾および主観的等価値を測定し
てモデル化する方法である。本実施の形態において、精
神物理学的モデル処理手段３４は、オーディオ信号の変
化に対する聴覚の閾、弁別閾および主観的等価値を測定
してモデル化して、量子化回路３６における適切な量子
化レベルを決定する。量子化回路３６は精神物理学的モ
デル処理手段３４において決定した量子化レベルを参照
してｍＤＣＴ処理信号Ｓ３２Ａを量子化する。
【００６７】本例において、オーディオ信号に対する圧
縮符号化回路３０の好適例として適応型音声圧縮（ＡＴ
ＲＡＣ）処理回路３０Ａを適用した。ＡＴＲＡＣ（Adap
tive TRansform Acoustic Coding、ソニー社の商品名）
は、聴覚心理学に基づきオーディオ信号について最小可
聴限特性およびマスキング効果を用いて聴感上重要な周
波数成分から順に情報量が所定の量になるまで抽出する
圧縮技術である。ＡＴＲＡＣは、ミニディスクなど記録
容量に限界がある記憶媒体にオーディオ信号を最適に圧
縮（符号化）して記録するために好ましい技術である。
【００６８】電子透かしデコーダ４０からＣＣ情報Ｓ４
０が量子化回路３６に印加されている。ＣＣ情報Ｓ４０
がコピー禁止状態を示しているとき、量子化回路３６は
ｍＤＣＴ変換処理信号Ｓ３２とは無関係な無効なデータ
を量子化信号Ｓ３６として出力する。無効なデータとし
ては、たとえば、全て０、または、ランダム数値とす
る。ＣＣ情報Ｓ４０がＡＴＲＡＣ処理回路３８Ａに印加
されていてＣＣ情報Ｓ４０がコピー禁止状態を示してい
るときは、ＡＴＲＡＣ処理回路３８Ａは、量子化信号Ｓ
３６またはｍＤＣＴ処理信号Ｓ３２Ａとは無関係な無効
なデータを電子透かし埋め込み符号化情報Ｓ３として出
力する。コピー禁止状態における無効化処理は、量子化
回路３６またはＡＴＲＡＣ処理回路３８Ａのいずれか、
または両者で行うことができる。
【００６９】ホストコンピュータ７はＣＣ情報Ｓ４０か
ら信号記録処理装置５の動作を許可するか否かの制御信
号Ｓ７を生成し、信号記録処理装置５は制御信号Ｓ７に
基づいて、ＣＤ、ＭＤなどの記録媒体に電子透かし埋め
込み符号化情報Ｓ３を記録する。勿論、ＣＣ情報Ｓ４０
がコピー禁止状態の場合は信号記録処理装置５は記録処
理を行わない。
【００７０】コピー禁止状態のときＣＣ情報Ｓ４０をコ
ピー許可状態にする改ざんをしたとしても電子透かし埋
め込み符号化情報Ｓ３は無効化されているので、有効な
符号化データの複製は出来ない。
【００７１】第１実施の形態の変形態様 第１の実施の形態の適用に際しては、上述した例示に限
らず、種々の変形態様をとることができる。直交変換回
路３２の１例として変形ＤＣＴ（ｍＤＣＴ）回路３２Ａ
を例示したが、ＦＦＴ処理回路、ＤＦＴ処理回路、ウェ
ーブレットなど広く使用されている直交変換回路を適用
できる。圧縮符号化回路３０の１例として、適応型音声
圧縮（ＡＴＲＡＣ）処理回路３０Ａを適用した例を述べ
たが、たとえば、ＭＰＥＧの方式においても適用でき
る。
【００７２】第２実施の形態 原コンテンツＳ０としてビデオ信号（映像信号）を例示
し、そのようなビデオ信号に電子透かし情報を埋め込
み、圧縮符号化して信号記録処理装置５においてＤＶＤ
などの記録媒体に記録する場合について述べる。
【００７３】電子透かし埋め込み手段１における電子透
かし埋め込み技術 ビデオ信号に対する電子透かし埋め込みに関して、上述
した要件を満足するように行う。すなわち、電子透かし
埋め込み手段１はビデオ信号について直交変換処理を
し、雑音成分を高域成分および主要成分に埋め込む。た
だし、主要成分に埋め込む雑音の量は少なくし画質に実
質的に影響を与えないようにする。次いで、電子透かし
埋め込み手段１は、電子透かしが埋め込まれ、直交変換
処理されたビデオ信号について直交変換とは逆の変換を
行って原ビデオ信号に復元する。このとき、埋め込まれ
た雑音も逆変換される。電子透かし埋め込み手段１にお
いて直交変換したビデオ信号に電子透かしを埋め込む場
合、逆直交変換して復元されたときの効果を考慮した雑
音成分を埋め込むことが好ましい。ビデオ信号への電子
透かし埋め込み技術の適用を考慮した場合、上述した電
子透かし埋め込み技術として、高速フーリエ変換（ＦＦ
Ｔ）、離散コサイン変換（ＤＣＴ）などに代表され直交
変換技術（または周波数変換技術）を適用することが好
ましい。
【００７４】第３例 ビデオ信号に対する電子透かし埋め込み技術の第１例
（通算して第３例）として高速フーリエ変換（ＦＦＴ）
を適用した例を、図５を参照して述べる。図５は電子透
かし埋め込み方法として、コピー禁止かコピー許可に応
じて異なるＦＦＴ係数の変化分をビデオ信号に雑音とし
て加える方法を示す処理を示すフローチャートである。
図５に図解した方法は、オーディオ信号に対する処理と
共通する技術であるが、下記に述べるようにビデオ信号
特有の処理がある。
【００７５】ステップ１１：電子透かし埋め込み手段１
は、ビデオ信号について高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処
理して周波数解析する。それにより、ビデオ信号の高周
波成分、低周波成分、中間周波数成分が分析（抽出）さ
れる。上述したように、ビデオ信号は低周波成分に重要
な信号成分が含まれ、高周波成分は重要度の低い信号が
多い。
【００７６】ステップ１２〜１５：電子透かし埋め込み
手段１は、それぞれの周波数帯域の求められたＦＦＴ係
数に変化分を加える。変化分の値としては、実際のビデ
オ信号の画質を低下させないよう冗長な高周波成分では
大きくし、低周波成分では小さくする。これらの変化分
が雑音成分であり電子透かしの１例である。なお、この
ような変化分は伝送経路などにおいてフィルタなどが除
去されないようにする。また、雑音としての変化分は、
直交変換回路３２、符号化回路３８などにおいて除去さ
れないものを原コンテンツＳ０のビデオ信号に付加す
る。変化分はコピー許可かコピー禁止かに応じて値を異
ならせる。たとえば、コピー禁止の場合の高周波領域の
雑音成分Ａをコピー許可の場合の高周波領域の雑音成分
ａより大きな値にする。このように、雑音成分の大きさ
（振幅）を異ならせることによりコピー禁止か否かの状
態を識別可能な電子透かしを原コンテンツＳ０であるビ
デオ信号に埋め込むことができる。好ましくは、低周波
領域の雑音成分はコピー禁止か否かによって異ならせな
い。電子透かしを埋め込むことによる画質低下の影響を
少なくするためである。
【００７７】雑音として加える変化分は、画質への影響
を考慮すると、ＦＦＴ係数の数％程度が好ましい。ＦＦ
Ｔした結果の全ての周波数帯域のＦＦＴ係数に変分を加
えることにより、その後の圧縮処理などにおいても除去
されない電子透かしを埋め込むことができる。しかも、
ビデオ信号に対してＦＦＴを施した結果（係数）に、所
定の率で変分を加えているから、後にその電子透かし情
報を特定することができる。
【００７８】ステップ１６：電子透かし埋め込み手段１
において、上記のごとく、ＦＦＴ処理し変化分を付加し
たビデオ信号に対して、逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処
理を行い実空間のビデオ信号に戻す。ただし、復元され
たビデオ信号には、電子透かしとして、上記変化分が雑
音として含まれており、原コンテンツＳ０のビデオ信号
とは異なる。
【００７９】ビデオ信号に、ＣＣ情報を含む電子透かし
ＳＭが埋め込まれた電子透かし埋め込み情報Ｓ１が電子
透かしデコードおよび信号圧縮回路ブロック３に送出さ
れる。原コンテンツＳ０としてのビデオ信号は、アナロ
グ形式でもディジタル形式でもよい。原コンテンツＳ０
がアナログビデオ信号の場合は、Ａ／Ｄ変換してディジ
タル信号にした後、ＦＦＴを行う。
【００８０】第４例 ビデオ信号に対する電子透かし埋め込み技術の第２例
（通算して第４例）として離散コサイン変換（ＤＣＴ）
を適用した例を、図６を参照して述べる。図６は電子透
かし埋め込み方法として、コピー禁止かコピー許可に応
じて異なるＤＣＴ変数の変化分をビデオ信号に雑音とし
て加える方法を示す処理を示すフローチャートである。
図６に図解した方法は、図６に図解した処理と共通する
技術であるが、下記に述べるようにＤＣＴ特有の処理が
ある。
【００８１】ステップ２１：電子透かし埋め込み手段１
は、ビデオ信号についてＤＣＴ処理して周波数解析す
る。
【００８２】ステップ２２〜２５：電子透かし埋め込み
手段１は、それぞれの周波数帯域の求められたＤＣＴ係
数に変化分を加える。変化分の値としては、実際のビデ
オ信号の画質を低下させないよう冗長な高周波成分では
大きくし、低周波成分では小さくする。これらの変化分
が雑音成分であり電子透かしの１例である。このような
変化分は伝送経路などにおいてフィルタなどが除去され
ないようにする。さらに好ましくは、雑音としての変化
分は、直交変換回路３２、符号化回路３８などにおいて
除去されないように原コンテンツＳ０のビデオ信号に付
加する。変化分はコピー許可かコピー禁止かに応じて値
を異ならせる。たとえば、コピー禁止の場合の高周波領
域の雑音成分Ａをコピー許可の場合の高周波領域の雑音
成分ａより大きな値にする。このように、雑音成分の大
きさ（振幅）を異ならせることにより、コピー禁止か否
かの状態を識別可能な電子透かしを原コンテンツＳ０で
あるビデオ信号に埋め込むことができる。好ましくは、
低周波領域の雑音成分はコピー禁止か否かによって異な
らせない。電子透かしを埋め込むことによる画質低下の
影響を少なくするためである。
【００８３】雑音として加える変化分は、画質への影響
を考慮すると、ＤＣＴ係数の数％程度が好ましい。ＤＣ
Ｔした結果の全ての周波数帯域のＤＣＴ係数に変分を加
えることにより、その後の圧縮処理などにおいても除去
されない電子透かしを埋め込むことができる。しかも、
ビデオ信号に対してＤＣＴを施した結果（係数）に、所
定の率で変分を加えているから、電子透かしデコーダ４
０においてその電子透かし情報を特定することができ
る。
【００８４】ステップ２６：電子透かし埋め込み手段１
において、上記のごとく、ＤＣＴ係数のその変化分を付
加した信号に対して、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）
処理を行い実空間のビデオ信号に戻す。ただし、復元さ
れたビデオ信号には、電子透かしとして、上記変化分が
雑音として含まれており、原コンテンツＳ０のビデオ信
号とは異なる。
【００８５】ビデオ信号に、ＣＣ情報を含む電子透かし
ＳＭが埋め込まれた電子透かし埋め込み情報Ｓ１が電子
透かしデコードおよび信号圧縮回路ブロック３に送出さ
れる。
【００８６】第５例 ビデオ信号に対する電子透かし埋め込み技術の第３例
（通算して第５例）として、オーディオ信号への電子透
かしの埋め込みとして、第１例として述べた、周波数解
析してデータを置き換える周波数成分を抽出し、その周
波数成分にコピーコントロール情報を示す電子透かし
を、ビデオ信号について埋め込むこともできる。
【００８７】受信側における処理 原コンテンツＳ０としてビデオ信号の場合、上記第３例
および第４例として例示した方法で電子透かし埋め込み
情報Ｓ１が受信系に伝送されたときの受信側の構成と動
作を図７を参照して述べる。図７はビデオ信号にコピー
コントロール情報（ＣＣ情報）を含む電子透かしが埋め
込まれた信号を処理する電子透かしデコードおよび信号
圧縮回路ブロック３Ｂの構成図である。
【００８８】図７に図解した電子透かしデコードおよび
信号圧縮回路ブロック３Ｂは、図１に図解した電子透か
しデコードおよび信号圧縮回路ブロック３の構成に対応
しているが、ビデオ信号処理に適した構成にしている。
電子透かしデコードおよび信号圧縮回路ブロック３Ｂ
は、直交変換回路３２の１例としての離散コサイン変換
（ＤＣＴ）回路３２Ａ、量子化回路３６、符号化回路３
８Ｂを有する信号圧縮回路ブロック３０Ｂと、電子透か
しデコーダ４０とを有する。図７に図解した信号圧縮回
路ブロック３０Ｂには図４に図解した精神物理学的モデ
ル処理手段３４に相当する回路は設けられていないが、
量子化回路３６における量子化レベルの決定のため、設
けることもできる。
【００８９】電子透かしデコードおよび信号圧縮回路ブ
ロック３Ｂは、外部からの、または外部における信号の
盗用、改ざんを無意味にするため、上述した２つの要件
を満足するように構成されている。１つの要件は、外部
に対して機密性を維持するための一体構成であり、第２
の要件はコピー禁止状態における無効符号化信号の出力
である。
【００９０】ＤＣＴ回路３２Ｂは、たとえば、１６ビッ
ト程度のビット長さであり、帯域の広いビデオ信号のＤ
ＣＴ変換に効率のよいＤＣＴ処理を行う部分であり、上
記第３例〜第４例の電子透かし埋め込み情報Ｓ１を離散
コサイン変換する。ＤＣＴ処理によって電子透かし埋め
込み情報Ｓ１はサブバンドのＤＣＴ処理信号Ｓ３２Ｂに
なる。
【００９１】電子透かしデコーダ４０はサブバンドのＤ
ＣＴ処理信号Ｓ３２Ｂからコピーコントロール情報（Ｃ
Ｃ情報）を検出する。ＤＣＴ処理信号Ｓ３２Ｂはサブバ
ンド信号であるから電子透かしデコーダ４０はコピー許
可か否かを示すＣＣ情報を容易に検出できる。上述した
第３例の方法で電子透かし埋め込み情報Ｓ１が生成され
たとき、電子透かしデコーダ４０は、図５を参照して述
べたコピー禁止か否かを示す電子透かし信号かを検出し
てコピー許可か否かを示すＣＣ情報Ｓ４０を生成する。
上述した第４例の方法で電子透かし埋め込み情報Ｓ１が
生成されたとき、電子透かしデコーダ４０は、図６を参
照して述べたコピー禁止か否かを識別する付加された変
化分を識別してコピー許可か否かを示すＣＣ情報Ｓ４０
を生成する。
【００９２】量子化回路３６はＤＣＴ処理信号Ｓ３２Ｂ
を量子化する。精神物理学的モデル処理手段３４が設け
られているとき、量子化回路３６は、精神物理学的モデ
ル処理手段３４の結果を参照してＤＣＴ処理信号Ｓ３２
Ｂを量子化する。
【００９３】電子透かしデコーダ４０からＣＣ情報Ｓ４
０が量子化回路３６に印加されている。ＣＣ情報Ｓ４０
がコピー禁止状態を示しているときは、量子化回路３６
はＤＣＴ変換処理信号Ｓ３２Ｂとは無関係な無効なデー
タを量子化信号Ｓ３６として出力する。無効なデータと
しては、たとえば、全て０、または、ランダム数値とす
る。ＣＣ情報Ｓ４０がＤＣＴ処理回路３８Ｂに印加され
ていて、ＣＣ情報Ｓ４０がコピー禁止状態を示している
ときは、ＤＣＴ処理回路３８Ｂは、量子化信号Ｓ３６ま
たはＤＣＴ処理信号Ｓ３２Ｂとは無関係な無効なデータ
を電子透かし埋め込み符号化情報Ｓ３として出力する。
【００９４】コピー禁止状態における無効化処理は、量
子化回路３６またはＤＣＴ処理回路３８Ｂのいずれか、
または両者で行うことができる。
【００９５】ホストコンピュータ７はＣＣ情報Ｓ４０か
ら制御信号Ｓ７を生成し、信号記録処理装置５は制御信
号Ｓ７に基づいて、ＤＶＤなどの記録媒体に電子透かし
埋め込み符号化情報Ｓ３を記録する。勿論、ＣＣ情報Ｓ
４０がコピー禁止状態の場合は信号記録処理装置５は記
録処理を行わない。
【００９６】コピー禁止状態のときＣＣ情報Ｓ４０をコ
ピー許可状態にする改ざんをしたとしても電子透かし埋
め込み符号化情報Ｓ３は無効化されているので、有効な
符号化データの複製は出来ない。
【００９７】ビデオ信号について、第５例のような電子
透かしを埋め込んだ場合の受信側の処理は、図４を参照
して述べたと同様の方法になる。ただし、上述したビデ
オ信号の処理と同様、直交変換回路３２は離散コサイン
変換回路であり、符号化回路３８も直交変換回路３２は
離散コサイン変換回路である。
【００９８】第２実施の形態の変形態様 第１の実施の形態の適用に際しては、上述した例示に限
らず、種々の変形態様をとることができる。直交変換回
路３２の１例としてＤＣＴ回路３２Ｂを例示したが、Ｄ
ＦＴ処理回路、ウェーブレットなど広く使用されている
直交変換回路を適用できる。
【００９９】第３実施の形態 第１実施の形態および第２実施の形態においては、それ
ぞれ、オーディオ信号のみ符号化処理、ビデオ信号のみ
符号化処理を述べたが、通常、ビデオ信号処理の場合は
ビデオ信号とオーディオ信号とが関連している場合が多
い。そのような、ビデオ信号とオーディオ信号とを同時
的に符号化するときは、第１実施の形態と第２実施の形
態とを組み合わせる。
【０１００】第４実施の形態 上述した実施の形態においては、原コンテンツＳ０とし
てビデオ信号およびオーディオ信号について述べたが、
その他の情報（コンテンツ）についても上記同様、符号
化処理を行うことができる。
【０１０１】第２の基本実施の形態 図８を参照して本発明の符号化回路および信号処理装置
の第２の基本実施の形態について述べる。図８は本発明
の符号化回路および信号処理装置の第２実施の形態とし
ての暗号化信号圧縮処理装置（システム）の構成図であ
る。
【０１０２】図８に図解した暗号化信号圧縮処理装置
（システム）は、図１２に図解したＳＤＢ（Secure Dig
ital Bus）システムと同様、送信側１４０、信号伝送部
１５０、受信部１６０を有する構成をしているが、受信
部１６０の構成が図８に図解したように、図１２の構成
とは異なる。受信部１６０の構成が本発明の信号処理装
置に相当し、下記に述べる暗号解読・信号圧縮処理回路
ブロック４が本発明の符号化回路に相当する。
【０１０３】送信側１４０には暗号化手段１４２および
認証・鍵交換手段１４４が設けられている。信号伝送部
１５０はＩＥＥＥ１３９４ディジタルインタフェースを
有する。
【０１０４】受信部１６０には、暗号解読・信号圧縮処
理回路ブロック４、信号記録処理装置６、認証・鍵交換
手段８およびホストコンピュータ１０が設けられてい
る。ホストコンピュータ１０は信号記録処理装置６の内
部に設けることもできる。本実施の形態においては、暗
号解読・信号圧縮処理回路ブロック４からの信号が改ざ
んされる可能性の高い場合を想定し、ホストコンピュー
タ１０が信号記録処理装置６の外部に設けられる場合に
ついて述べる。
【０１０５】暗号解読・信号圧縮処理回路ブロック４
は、暗号解読回路４２および信号圧縮回路４４を有す
る。図５に図解した受信部１６０には、暗号解読回路４
２に対応する暗号解読手段１６２のみが設けられていた
が、本実施の形態においては、さらに、信号圧縮回路４
４が設けられている。この信号圧縮回路４４は、情報
（コンテンツ）を圧縮符号化するだけでなく、コピー禁
止の場合、符号化出力を無効化する回路をも有してい
る。
【０１０６】暗号解読・信号圧縮処理回路ブロック４の
内部回路４２、４４は、図１を参照して述べた電子透か
しデコードおよび信号圧縮回路ブロック３と同様、
（１）１チップのＩＣ、（２）暗号解読回路４２と信号
圧縮回路４４とをぞれぞれＩＣチップとして構成した場
合これらを１つのプリント基板内に一体構成する、
（３）暗号解読回路４２および信号圧縮回路４４の処理
を１つのディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）で処理す
るなどのように外部からその内部信号処理の機密性が維
持された構成にする。すなわち、暗号解読・信号圧縮処
理回路ブロック４が、１チップＩＣまたは１つのプリン
ト回路基板またはＤＳＰとして一体構成されているとい
う意味は、その内部回路の接続間の信号が外部には取り
出せない構造になっていることを示す。したがって、外
部の回路が暗号解読・信号圧縮処理回路ブロック４との
情報交換を行える部分は、暗号化手段１４２からの暗号
化信号ＳＥが印加される入力端子Ｔ１と、信号圧縮回路
４４の出力信号である圧縮符号化信号Ｓ４が出力される
出力端子Ｔ３と、暗号解読回路４２からのコピーコント
ロール情報Ｓ４２Ａが出力される制御信号出力端子Ｔ２
だけである。その結果、暗号解読回路４２から信号圧縮
回路４４に出力される暗号解読情報Ｓ４２は外部からア
クセスすることができない。このように、暗号解読・信
号圧縮処理回路ブロック４は基本的な構造として、外部
に対して内部処理信号が探索（アクセス）できない機密
性（秘匿性）の高い構造に一体構成されている。
【０１０７】次いで、図８のＳＤＢシステムの動作を述
べる。認証および鍵交換 送信側１４０における認証・鍵交換手段１４４と、受信
部１６０における認証・鍵交換手段８とが信号伝送部１
５０を介して認証(Authentication)処理を行い、暗号伝
送のための鍵を生成し、それらの鍵を信号伝送部１５０
を介して交換する。以上の認証処理、および、鍵交換処
理により、相互に機密を保ってデータ伝送可能な通信相
手であることを確認する。
【０１０８】暗号化処理 送信側１４０における暗号化手段１４２は、上記鍵を用
いて原コンテンツＳ０を暗号化する。原コンテンツＳ０
としては、たとえば、ビデオ信号、オーディオ信号など
である。暗号化手段１４２は原コンテンツＳ０を暗号化
するとき、たとえば、図１０に図解したオーディオに対
する、または、図１１に図解したビデオ信号に対する、
コピー禁止か否かを示すＣＣＩ（コピーコントロール情
報、CopyControl Information）も暗号化して原コンテ
ンツＳ０の暗号化信号に含ませる。したがって、暗号化
信号ＳＥは原コンテンツＳ０を暗号化しただけでなく、
コピー禁止か否かを示すＣＣＩも暗号化されている。暗
号化信号ＳＥは信号伝送部１５０を経由して暗号解読・
信号圧縮処理回路ブロック４の暗号解読回路４２に受信
される。
【０１０９】以上のように、ＳＤＢシステムにおいて
は、認証および鍵交換、さらに暗合化データの伝送によ
り、機密性の高いデータ伝送を実現している。その結
果、信号伝送部１５０などにおける信号の改ざんに対し
て防御性能が高い。
【０１１０】暗号解読・信号圧縮処理回路ブロック４の
処理 暗号解読・信号圧縮処理回路ブロック４の暗号解読回路
４２は、認証・鍵交換手段８からの鍵を用いて暗号化信
号ＳＥを解読する。その結果、暗号解読回路４２は、暗
号化した原コンテンツＳ０を解読した元の原コンテンツ
Ｓ０と、暗号化したＣＣＩを解読した元のＣＣＩとを含
む暗号解読情報Ｓ４２と、解読したＣＣＩのみのＣＣＩ
情報Ｓ４２Ａとを出力する。信号圧縮回路４４は、ＣＣ
Ｉがコピー許可を示しているときは解読された原コンテ
ンツＳ０を正規に圧縮符号化処理し、ＣＣＩがコピー禁
止を示しているときは解読された原コンテンツＳ０に無
関係なデータ、たとえば、０、または、乱数を出力す
る。すなわち、信号圧縮回路４４はＣＣＩがコピー禁止
を示しているときは無効化処理を行う。
【０１１１】記録動作 ホストコンピュータ１０はＣＣＩ情報Ｓ４２Ａを入力し
て信号記録処理装置６の動作を制御する記録制御信号Ｓ
１０を生成する。ＣＣＩ情報Ｓ４２Ａがコピー禁止を示
しているときは記録制御信号Ｓ１０は信号記録処理装置
６の動作禁止を示す内容であり、ＣＣＩ情報Ｓ４２Ａが
コピー許可を示しているときは記録制御信号Ｓ１０は信
号記録処理装置６の動作を許可する内容である。信号記
録処理装置６は、記録制御信号Ｓ１０が動作許可を示し
ているときのみ圧縮符号化信号Ｓ４を記録媒体に記録す
る。
【０１１２】改ざん処理 暗号解読・信号圧縮処理回路ブロック４の外部において
ＣＣＩ情報Ｓ４２Ａまたは記録制御信号Ｓ１０に、コピ
ー禁止からコピー許可にする改ざんが行われたとき、暗
号解読・信号圧縮処理回路ブロック４の内部の信号圧縮
回路４４においては無効化した圧縮符号化信号Ｓ４が信
号記録処理装置６に印加されるから、ＣＣＩ情報Ｓ４２
Ａまたは記録制御信号Ｓ１０を改ざんしても有効な圧縮
符号化信号Ｓ４が記録できない。
【０１１３】第３実施の形態 鍵を用いた暗号化手段１４２における原コンテンツＳ０
の暗号化処理と、鍵を用いて暗号化信号ＳＥを解読する
信号圧縮回路４４における処理は種々の形態のものが適
用できる。
【０１１４】第５例 原コンテンツＳ０が動画ビデオ信号の場合、信号圧縮回
路４４として、ＣＣＩ情報がコピー許可の場合、ＭＰＥ
Ｇ２などに適用されている離散コサイン変換（ＤＣＴ）
を用いることができる。、原コンテンツＳ０が静止画ビ
デオ信号の場合は、信号圧縮回路４４として、ＣＣＩ情
報がコピー許可の場合、ＪＰＥＧなどに適用されている
圧縮符号化回路を用いることができる。信号圧縮回路４
４は、ＣＣＩ情報がコピー禁止の場合、圧縮符号化信号
Ｓ４をすべて０にする、あるいは、乱数を出力する。
【０１１５】第６例 原コンテンツＳ０がオーディオ信号の場合、信号圧縮回
路４４として、ＣＣＩ情報がコピー許可の場合、ＭＰＥ
Ｇ２などに適用されている変形離散コサイン変換（ｍＤ
ＣＴ）回路、または、適応型音声圧縮回路（ＡＴＲＡＣ
回路）を用いることができる。信号圧縮回路４４は、Ｃ
ＣＩ情報がコピー禁止の場合、圧縮符号化信号Ｓ４をす
べて０にする、あるいは、乱数を出力する。
【０１１６】本実施の形態によれば、送信系と受信系と
の間で、認証した後、鍵の交換をして、暗号化信号を伝
送するから、送信相手の確認、伝送経路における機密性
が高い上、受信側における改ざんに対して防御性能が高
い。
【０１１７】変形形態 図１に図解した信号記録処理装置５、および、図８に図
解した信号記録処理装置６に代えて、さらに、符号化信
号を後段の回路などに伝送する信号伝送装置、あるい
は、編集装置などに置き換えることもできる。
【０１１８】
【発明の効果】本発明の第１形態の符号化回路は、外部
からアクセス出来ない構成をしておりその内部処理に対
する改ざんを防止している上、コピー許可状態のときの
みコピーコントロール情報を含む電子透かしが原コンテ
ンツに埋め込まれた情報を符号化して出力し、コピー禁
止状態のときは無効な符号化信号を出力するので、外部
における改ざんに対して有効である。
【０１１９】本発明の第２形態の信号処理装置は、上記
符号化回路を用いて、コピー許可状態のときのみコピー
コントロール情報を含む電子透かしが原コンテンツに埋
め込まれた情報を符号化した信号を、記録などの処理を
行うことができる。
【０１２０】本発明の第３形態の符号化回路は、外部か
らアクセス出来ない構成をしておりその内部処理に対す
る改ざんを防止している上、コピー許可状態のときのみ
暗号化されたコピーコントロール情報を含む原コンテン
ツを符号化して出力し、コピー禁止状態のときは無効な
符号化信号を出力するので、外部における改ざんに対し
て有効である。
【０１２１】本発明の第４形態の信号処理装置は、上記
符号化回路を用いて、コピー許可状態のときのみコピー
コントロール情報を含む電子透かしが原コンテンツに埋
め込まれた情報を符号化した信号を、記録などの処理を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の符号化回路および信号処理装置
の第１の基本実施の形態としての電子透かし埋め込み信
号圧縮処理装置の構成図である。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｄ）は図１における電子透かし
埋め込み方法の第１例としてオーディオ信号を周波数分
析した結果に、コピーコントロール情報を含む電子透か
しを埋め込む方法を図解したグラフである。
【図３】図３は図１における電子透かし埋め込み方法の
第２例としてオーディオ信号を高速フーリエ変換した結
果に、コピーコントロール情報を含む電子透かしを埋め
込む方法を図解したグラフである。
【図４】図４は図１に図解した電子透かし埋め込み信号
圧縮処理装置の第１実施の形態としての具体的な構成図
である。
【図５】図５は図１における電子透かし埋め込み方法の
第３例としてビデオ信号を高速フーリエ変換した結果
に、コピーコントロール情報を含む電子透かしを埋め込
む方法を図解したグラフである。
【図６】図６は図１における電子透かし埋め込み方法の
第４例としてビデオ信号を離散コサイン変換した結果
に、コピーコントロール情報を含む電子透かしを埋め込
む方法を図解したグラフである。
【図７】図７は図１に図解した電子透かし埋め込み信号
圧縮処理装置の第２実施の形態としての具体的な構成図
である。
【図８】図８は本発明の符号化回路および信号処理装置
の第２の基本実施の形態としての暗号化信号圧縮処理装
置の構成図である。
【図９】図９はコピーコントロールの概念を図解する図
である。
【図１０】図１０はディジタルオーディオインタフェー
スにおけるデータストリームにおけるコピーライト情報
とコピー発生情報を図解する図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜（Ｂ）はディジタルビデオデ
ータのフォーマットにおけるＣＧＭＳ（Copy Generatio
n Management System ）を図解する図である。
【図１２】図１２はＳＤＢ（Secure Digital Bus）シス
テムの構成例を示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜（Ｃ）はアナログオーディオ
信号に電子透かしを埋め込み、置き換える処理を示すグ
ラフであり、図１３（Ａ）はアナログオーディオ信号の
周波数成分を選定する処理を示すグラフであり、図１３
（Ｂ）は選定した成分を抜く処理を示すグラフであり、
図１３（Ｃ）はデータを置き換える処理を示すグラフで
ある。
【図１４】図１４は図１２に図解したＳＤＢシステムに
おいてデータの改ざんが行われる場合を図解する図であ
る。
【図１５】図１５は情報コンテンツに電子透かしが埋め
込まれた場合にデータの改ざんが行われる場合を図解す
る図である。
【符号の説明】
１・・電子透かし埋め込み手段 ３・・電子透かしデコードおよび信号圧縮回路ブロック ３０・・信号圧縮回路ブロック ３２・・直交変換回路 ３４・・精神物理学的モデル処理手段（サイコフィジカ
ルモデル処理手段） ３６・・量子化回路 ３８・・符号化回路 ４０・・電子透かしデコーダ 電子透かし検出回路ブロック ５・・信号記録処理装置 ７・・ホストコンピュータ ２・・信号伝送インタフェース回路２ ４・・暗号解読・信号圧縮処理回路ブロック ４２・・暗号解読回路 ４４・・信号圧縮回路 ６・・信号記録処理装置 ８・・認証・鍵交換手段 １０・・ホストコンピュータ １１０・・ソース側の装置（信号送出部） １１２・・信号加算部 １２０・・信号伝送経路 １３０・・受信側の記録装置 １３２・・記録処理回路 １３４・・コピーコントロール情報検出回路 １４０・・送信側 １４２・・暗号化手段 １４４・・認証・鍵交換手段 １５０・・信号伝送部 １６０・・受信部 １６２・・暗号解読手段 １６４・・認証・鍵交換手段 １６６・・信号圧縮手段 １７０・・記録信号処理回路 １８０・・ホストコンピュータ ２００・・受信側 ２０２・・信号圧縮手段 ２０４・・電子透かし検出回路 ２０６・・記録信号処理回路 ２０８・・ホストコンピュータ ２１０・・記録信号処理回路 ２２０・・ホストコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１０Ｌ 19/00 Ｇ１０Ｌ 9/00 Ｅ ５Ｃ０７６ Ｈ０４Ｎ 1/387 9/18 Ｍ ５Ｄ０４５ 5/91 Ｃ ５Ｊ０６４ 7/08 Ｈ０４Ｎ 5/91 Ｐ 7/081 7/08 Ｚ 7/30 7/133 Ｚ Ｆターム(参考） 5B017 AA06 BA04 BA07 BB03 BB07 CA09 CA16 5B057 BA02 BA04 BA29 CG05 DA17 DC36 5C053 FA13 FA24 JA12 LA11 5C059 KK43 MA23 MA41 PP01 PP04 RB12 RC32 RC33 RC35 RD03 SS13 SS14 SS15 SS30 TA31 UA02 UA05 UA15 UA29 5C063 CA40 DA02 DA05 DA20 5C076 AA14 BA06 BA09 5D045 DA08 DA20 5J064 BA13 BA16 BC02 BC16 BC25 BD02 BD03

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】信号に、その信号のコピーを禁止または許
    可を示す情報を含む電子透かしが埋め込まれた情報を直
    交変換する直交変換手段と、 該直交変換処理結果から上記埋め込まれた電子透かしを
    検出し、上記信号のコピーを禁止するか許可するかのコ
    ピーコントロール信号を生成する電子透かしデコーダ
    と、 上記直交変換結果を量子化する量子化手段と、 該量子化結果を符号化する符号化手段とを具備し、 上記量子化手段は上記コピーコントロール信号がコピー
    許可を示しているときは上記直交変換信号について正規
    の量子化処理を行い上記コピーコントロール信号がコピ
    ー禁止を示しているときは上記直交変換信号とは無関係
    な信号処理を行う、および、上記符号化手段は上記コピ
    ーコントロール信号がコピー許可を示しているとき上記
    量子化信号について正規の符号化処理を行い上記コピー
    コントロール信号がコピー禁止を示しているとき上記量
    子化信号とは無関係な信号処理を行う、またはいずれか
    一方を行うよう構成されており、 上記直交変換手段と、上記電子透かしデコーダと、上記
    量子化手段と、上記符号化手段とは、これら相互間の信
    号が外部からアクセスできないよう一体構成されてお
    り、前記符号化手段からの出力が外部に出力される符号
    化回路。
  2. 【請求項２】上記信号はオーディオ信号であり、 上記コピーを禁止または許可を示す情報を含む電子透か
    しは、上記オーディオ信号を周波数解析して操作すべき
    周波数成分を選定し、当該選定した周波数成分を削除
    し、当該削除した周波数成分にコピー禁止かコピー許可
    に応じて異なる信号を埋め込んだ信号であり、 上記直交変換手段は上記コピーを禁止または許可を示す
    情報を含む電子透かしが埋め込まれた情報を変形離散コ
    サイン変換してサブバンド信号に変換する変形離散コサ
    イン変換手段を有し、 上記電子透かしデコーダは上記変形離散コサイン変換手
    段においてサブバンドに変換した信号から上記電子透か
    しを検出し、該検出した電子透かし内容に応じて上記信
    号のコピーを禁止するか許可するかを示すコピーコント
    ロール信号を生成し、 上記量子化手段は上記変形離散コサイン変換手段におい
    てサブバンド信号に変換した信号を量子化する量子化回
    路を有し、 上記符号化手段は上記量子化信号を符号化する符号化回
    路を有し、 上記量子化回路は上記コピーコントロール信号がコピー
    許可を示しているときは上記変形離散コサイン変換手段
    においてサブバンドに変換した信号について正規の量子
    化処理を行い上記コピーコントロール信号がコピー禁止
    を示しているときは上記サブバンドに変換した信号とは
    無関係な信号処理を行う、および、上記符号化回路は上
    記コピーコントロール信号がコピー許可を示していると
    きは上記量子化信号について正規の符号化処理を行い上
    記コピーコントロール信号がコピー禁止を示していると
    きは上記量子化信号とは無関係な信号処理を行う、また
    はいずれか一方を行うよう構成されている請求項１記載
    の符号化回路。
  3. 【請求項３】上記符号化回路は適応型音声圧縮処理を行
    う回路を有する請求項２記載の符号化回路。
  4. 【請求項４】上記量子化回路は上記変形離散コサイン変
    換手段においてサブバンドに変換した信号を精神物理学
    的モデルに基づいて量子化レベルを決定し、該決定した
    量子化レベルに基づいて上記サブバンドに変換した信号
    を量子化する請求項３記載の符号化回路。
  5. 【請求項５】上記信号はオーディオ信号であり、 上記コピーを禁止または許可を示す情報を含む電子透か
    しは、上記オーディオ信号を直交変換した係数を算出
    し、周波数帯域に応じてかつコピー禁止かコピー許可に
    応じて上記係数の変化分を算出して上記係数に加算し、
    該変化分を加算した値を直交変換した信号であり、 上記直交変換手段は上記コピーを禁止または許可を示す
    情報を含む電子透かしが埋め込まれた情報を変形離散コ
    サイン変換してサブバンド信号に変換する変形離散コサ
    イン変換手段を有し、 上記電子透かしデコーダは上記変形離散コサイン変換手
    段においてサブバンド信号に変換した信号から上記電子
    透かしを検出し、該検出した電子透かしに応じて上記信
    号のコピーを禁止するか許可するかのコピーコントロー
    ル信号を生成し、 上記量子化手段は上記変形離散コサイン変換手段におい
    てサブバンド信号に変換した信号を量子化する量子化回
    路を有し、 上記符号化手段は上記量子化信号を符号化する符号化回
    路を有し、 上記量子化回路は上記コピーコントロール信号がコピー
    許可を示しているときは上記変形離散コサイン変換手段
    においてサブバンドに変換した信号について正規の量子
    化処理を行い上記コピーコントロール信号がコピー禁止
    を示しているときは上記サブバンドに変換した信号とは
    無関係な信号処理を行う、および、上記符号化回路は上
    記コピーコントロール信号がコピー許可を示していると
    きは上記量子化信号について正規の符号化処理を行い上
    記コピーコントロール信号がコピー禁止を示していると
    きは上記量子化信号とは無関係な信号処理を行う、また
    はいずれか一方を行うよう構成されている請求項２記載
    の符号化回路。
  6. 【請求項６】上記符号化回路は適応型音声圧縮処理を行
    う回路を有する請求項５記載の符号化回路。
  7. 【請求項７】上記量子化回路は上記変形離散コサイン変
    換手段においてサブバンドに変換した信号を精神物理学
    的モデルに基づいて量子化レベルを決定し、該決定した
    量子化レベルに基づいて上記サブバンドに変換した信号
    を量子化する請求項５記載の符号化回路。
  8. 【請求項８】上記信号はビデオ信号であり、 上記コピーを禁止または許可を示す情報を含む電子透か
    しは、上記ビデオ信号を周波数解析して操作すべき周波
    数成分を選定し、当該選定した周波数成分を削除し、当
    該削除した周波数成分にコピー禁止かコピー許可に応じ
    て異なる信号を埋め込んだ信号であり、 上記直交変換手段は上記コピーを禁止または許可を示す
    情報を含む電子透かしが埋め込まれた情報を離散コサイ
    ン変換してサブバンド信号に変換する離散コサイン変換
    手段を有し、 上記電子透かしデコーダは上記離散コサイン変換手段に
    おいてサブバンドに変換した信号から上記電子透かしを
    検出し、該検出した電子透かし内容に応じて上記信号の
    コピーを禁止するか許可するかを示すコピーコントロー
    ル信号を生成し、 上記量子化手段は上記離散コサイン変換手段においてサ
    ブバンド信号に変換した信号を量子化する量子化回路を
    有し、 上記符号化手段は上記量子化信号を符号化する符号化回
    路を有し、 上記量子化回路は上記コピーコントロール信号がコピー
    許可を示しているときは上記離散コサイン変換手段にお
    いてサブバンドに変換した信号について正規の量子化処
    理を行い上記コピーコントロール信号がコピー禁止を示
    しているときは上記サブバンドに変換した信号とは無関
    係な信号処理を行う、および、上記符号化回路は上記コ
    ピーコントロール信号がコピー許可を示しているときは
    上記量子化信号について正規の符号化処理を行い上記コ
    ピーコントロール信号がコピー禁止を示しているときは
    上記量子化信号とは無関係な信号処理を行う、またはい
    ずれか一方を行うよう構成されている請求項１記載の符
    号化回路。
  9. 【請求項９】上記符号化回路は離散コサイン変換処理を
    行う回路を有する請求項８記載の符号化回路。
  10. 【請求項１０】上記信号はビデオ信号であり、 上記コピーを禁止または許可を示す情報を含む電子透か
    しは、上記ビデオ信号を直交変換した係数を算出し、周
    波数帯域に応じてかつコピー禁止かコピー許可に応じて
    上記係数の変化分を算出して上記係数に加算し、該変化
    分を加算した値を直交変換した信号であり、 上記直交変換手段は、上記コピーを禁止または許可を示
    す情報を含む電子透かしが埋め込まれた情報を離散コサ
    イン変換してサブバンド信号に変換する離散コサイン変
    換手段を有し、 上記電子透かしデコーダは上記離散コサイン変換手段に
    おいてサブバンド信号に変換した信号から上記電子透か
    しを検出し、該検出した電子透かしに応じて上記信号の
    コピーを禁止するか許可するかのコピーコントロール信
    号を生成し、 上記量子化手段は上記離散コサイン変換手段においてサ
    ブバンド信号に変換した信号を量子化する量子化回路を
    有し、 上記符号化手段は上記量子化信号を符号化する符号化回
    路を有し、 上記量子化回路は上記コピーコントロール信号がコピー
    許可を示しているときは上記離散コサイン変換手段にお
    いてサブバンドに変換した信号について正規の量子化処
    理を行い上記コピーコントロール信号がコピー禁止を示
    しているときは上記サブバンドに変換した信号とは無関
    係な信号処理を行う、および、上記符号化回路は上記コ
    ピーコントロール信号がコピー許可を示しているときは
    上記量子化信号について正規の符号化処理を行い上記コ
    ピーコントロール信号がコピー禁止を示しているときは
    上記量子化信号とは無関係な信号処理を行う、またはい
    ずれか一方を行うよう構成されている請求項１記載の符
    号化回路。
  11. 【請求項１１】上記符号化回路は離散コサイン変換処理
    を行う回路を有する請求項１０記載の符号化回路。
  12. 【請求項１２】信号に、その信号のコピーを禁止または
    許可を示す情報を含む電子透かしが埋め込まれた情報を
    直交変換する直交変換手段と、 該直交変換処理結果から上記埋め込まれた電子透かしを
    検出し、上記信号のコピーを禁止するか許可するかのコ
    ピーコントロール信号を生成する電子透かしデコーダ
    と、 上記直交変換結果を量子化する量子化手段と、 該量子化結果を符号化する符号化手段と、 該符号化された信号をさらに処理する外部処理手段と、 上記コピーコントロール信号から上記外部処理手段にお
    ける動作を制御する制御信号を生成する制御信号生成手
    段とを具備し、 上記量子化手段は上記コピーコントロール信号がコピー
    許可を示しているときは上記直交変換信号について正規
    の量子化処理を行い上記コピーコントロール信号がコピ
    ー禁止を示しているときは上記直交変換信号とは無関係
    な信号処理を行う、および、上記符号化手段は上記コピ
    ーコントロール信号がコピー許可を示しているとき上記
    量子化信号について正規の符号化処理を行い上記コピー
    コントロール信号がコピー禁止を示しているとき上記量
    子化信号とは無関係な信号処理を行う、またはいずれか
    一方を行うよう構成されており、 少なくとも、上記直交変換手段と、上記電子透かしデコ
    ーダと、上記量子化手段と、上記符号化手段と、これら
    相互間の信号が外部からアクセスできないよう一体構成
    されており、前記符号化手段からの出力が外部に出力さ
    れる信号処理装置。
  13. 【請求項１３】上記外部処理装置が信号記録処理装置で
    ある請求項１２記載の信号処理装置。
  14. 【請求項１４】上記外部処理装置が信号伝送装置である
    請求項１２記載の信号処理装置。
  15. 【請求項１５】暗号化されたコピーコントロール情報お
    よび信号を、所定の鍵で解読する暗号解読手段と、 該暗号解読手段で解読された上記コピーコントロール情
    報がコピー許可を示しているとき上記解読された信号を
    圧縮符号化し、上記コピーコントロール情報がコピー禁
    止を示しているとき上記解読された信号に無関係な信号
    を生成する信号圧縮手段とを有し、 上記暗号解読手段と上記信号圧縮手段とは、これら相互
    間の信号が外部からアクセスできないよう一体構成され
    ており、上記信号圧縮手段からの出力が外部に出力され
    る符号化回路。
  16. 【請求項１６】送信側と受信側とが伝送路を介して事前
    に認証し、鍵を交換した後、送信側でコピーコントロー
    ル情報および信号を暗号化して受信側に送出する信号処
    理装置であって、 上記受信側には、暗号化されたコピーコントロール情報
    および信号を、所定の鍵で解読する暗号解読手段と、該
    暗号解読手段で解読された上記コピーコントロール情報
    がコピー許可を示しているとき上記解読された信号を圧
    縮符号化し、上記コピーコントロール情報がコピー禁止
    を示しているとき上記解読された信号に無関係な信号を
    生成する信号圧縮手段とが、これら相互間の信号が外部
    からアクセスできないよう一体構成されており、上記信
    号圧縮手段からの出力が外部に出力される符号化回路が
    設けられている信号処理装置。
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