音楽理論に基づく自動編曲を用いた音楽電子透かし法の開発と定量的評価の検討

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K18174
• Research Institution: Chukyo University
• Principal Investigator: 村田 晴美 中京大学, 工学部, 准教授 (10707186)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 音楽電子透かし

Outline of Annual Research Achievements

透かしを埋め込んだ後の信号（ステゴ信号）に対し，DA-AD変換に相当する信号処理を施した後の透かしのビットエラー率（Bit Error Rate, BER）が50%前後となり，透かしを正しく抽出できていなかったが，信号を解析した結果をもとに透かしを抽出する方法を修正することでBERを音響信号に対する電子透かし技術の評価基準である10%未満にすることができた．既存手法である時間領域に透かしを埋め込む手法に基づき，ウェーブレット領域に透かしを埋め込む手法を提案し，DA-AD変換に相当する信号処理を含む様々な攻撃に対する透かしの耐性評価実験および音質評価実験をおこなった．ウェーブレット領域に透かしを埋め込むことで，特定の周波数帯域のみを操作するだけで透かしを埋め込むことができるため，すべての周波数成分を操作する時間領域に透かしを埋め込む手法と比較して音質が向上すると考えられる．評価実験の結果，時間領域に透かしを埋め込む手法と比較して主観的な音質を向上させることができ，DA-AD変換に相当する信号処理を含む評価した攻撃すべてにおいてBERを10%未満にすることができた．得られた研究成果を論文にまとめ，現在投稿中である．
また，検討課題であった編曲も可能な透かしの埋め込み法については，自動編曲やその周辺知識に関する文献，音楽理論の基礎や様々な楽器を利用して作曲する方法などについて調査した．調査の結果，楽器ごとに特徴的な作曲方法，コード進行や代理コードなどの知識を深めることができた．得られた知識を用い，編曲も可能な透かしの埋め込み法を考案している．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

自動編曲に関する知識不足により，音楽理論の基礎や作曲などの事前調査をしたため，自動編曲を利用した透かしの埋め込み法の考案までできていない．得られた音楽理論の基礎知識，コード進行や代理コードなどを利用して透かしの埋め込み法の考案および実装をしていく予定である．

Strategy for Future Research Activity

音楽理論に関する知識の理解を深めるとともに，編曲も可能な透かしの埋め込み法の考案および実装をおこなう予定である．既存の楽曲に対し，楽曲に含まれていない音で音楽理論上問題のない音を付加または消去することで透かしを埋め込むことができれば，編曲と類似した効果が期待できる．また，得られたステゴ信号に演奏上の違和感が生じていないかについても評価をし，音楽として違和感がないステゴ信号の作成を実現させる．

Causes of Carryover

2020年8月まで研究を中断していたことから補助事業期間を延長しているため，次年度使用が生じた．実験環境の整備，研究分野に対する調査や対外発表のための費用に使用する予定である．