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JP2014029406A - Information transmission device, information transmission program, information reception device, information reception program, and information communication method - Google Patents

Information transmission device, information transmission program, information reception device, information reception program, and information communication method Download PDF

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JP2014029406A JP2012169892A JP2012169892A JP2014029406A JP 2014029406 A JP2014029406 A JP 2014029406A JP 2012169892 A JP2012169892 A JP 2012169892A JP 2012169892 A JP2012169892 A JP 2012169892A JP 2014029406 A JP2014029406 A JP 2014029406A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information transmission device, an information transmission program, an information reception device, an information reception program and an information communication method for enabling sound wave information communication that is hardly affected by noise while suppressing sound quality deterioration of sound.SOLUTION: An information transmission device 100 performs amplitude modulation of a carrier wave signal of a mosquito band being a frequency band difficult to hear regardless of being included in a human audible band on the basis of information to be transmitted, and transmits the information by outputting the carrier wave signal subjected to the amplitude modulation from a speaker 110. An information reception device 200 receives sound of a human audible band with a microphone, extracts the amplitude of the carrier wave signal being a frequency component of the mosquito band from the received sound, and recovers the information on the basis of the extracted amplitude.

Description

本発明は、音波により情報を送信するための情報送信装置、情報送信プログラム、情報受信装置、情報受信プログラム、及び情報通信方法に関する。   The present invention relates to an information transmission apparatus, an information transmission program, an information reception apparatus, an information reception program, and an information communication method for transmitting information by sound waves.

非特許文献1には、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)により情報を変調したOFDM変調信号を、聴覚に不快にならないように変形して音声・音楽に重畳することで、情報の送信を行う方法が開示されている。この方法では、人間の可聴帯域の周波数のサブキャリアを伝送信号で変調したOFDM変調信号を生成し、このOFDM変調信号をオリジナル音源のスペクトル包絡に合わせてサブキャリアのパワーを調節することで、聴覚に不快にならないようにOFDM変調信号を変形する。   Non-Patent Document 1 discloses a method of transmitting information by transforming an OFDM modulated signal obtained by modulating information by OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) so as not to be uncomfortable to hearing and superimposing it on speech / music. It is disclosed. In this method, an OFDM modulated signal obtained by modulating a subcarrier having a frequency in the human audible band with a transmission signal is generated, and the power of the subcarrier is adjusted by matching the OFDM modulated signal with the spectrum envelope of the original sound source. The OFDM modulation signal is modified so as not to be uncomfortable.

松本保静、他2名、「可聴帯域における音波情報伝送技術」、信学技報、電子情報通信学会、EA2006−24、p.25−29Y. Matsumoto, two others, “Sonic Information Transmission Technology in the Audible Band”, IEICE Technical Report, IEICE, EA 2006-24, p. 25-29

上述した非特許文献1に記載の方法においては、可聴帯域の音響に与える影響を抑えるために、位相変調が用いられている。しかしながら、音響では位相の方が振幅よりも雑音の影響を受けやすいため、非特許文献1に記載の方法は雑音に弱いという問題がある。
一方、振幅は雑音には強いが、音の振幅は、人間によって聴取されたときに感じる音質に与える影響が大きいため、単に、振幅変調を用いると音響の音質劣化が大きく、聴者にとって不快な音響となってしまう。
In the method described in Non-Patent Document 1 described above, phase modulation is used to suppress the influence on the sound in the audible band. However, since the phase of sound is more susceptible to noise than amplitude, the method described in Non-Patent Document 1 has a problem that it is vulnerable to noise.
On the other hand, although the amplitude is strong against noise, the amplitude of sound has a large effect on the sound quality felt when heard by humans. End up.

そこで、本発明は、人間によって聴取されたときに感じる音質に与える影響を抑制しつつも、雑音の影響を受けにくい音波情報通信を可能とする情報送信装置、情報送信プログラム、情報受信装置、情報受信プログラム、及び情報通信方法を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides an information transmission device, an information transmission program, an information reception device, and an information transmission device that enable sound wave information communication that is less susceptible to noise while suppressing the effect on sound quality that is perceived by a human being. It is an object to provide a receiving program and an information communication method.

(1)本発明は、人間の可聴帯域に含まれるが聴取が困難な周波数帯域である特定帯域の搬送波信号に、送信すべき情報に基づいて振幅変調を施す信号処理部と、人間の可聴帯域の音を出力可能な可聴音出力部と、を備え、前記可聴音出力部は、前記信号処理部により振幅変調が施された搬送波信号を前記特定帯域の音として出力することで、前記情報を送信する情報送信装置である。
上記本発明によれば、振幅変調により搬送波信号に情報を乗せるので、雑音の影響を受けにくい。また、特定帯域の音声は人間に聴取されにくいため、通信が人間の聴覚に与える影響も抑制することが可能である。また、音を出力するための出力部は、広く市販されている可聴帯域の音声を出力可能なものであればよく、製造コストを抑制することができる。
(1) The present invention provides a signal processing unit that performs amplitude modulation on a carrier signal in a specific band that is included in a human audible band but is difficult to hear, based on information to be transmitted, and a human audible band An audible sound output unit capable of outputting the sound of the audible sound, wherein the audible sound output unit outputs the carrier wave signal amplitude-modulated by the signal processing unit as the sound of the specific band, thereby obtaining the information. This is an information transmission device for transmission.
According to the present invention, information is carried on a carrier wave signal by amplitude modulation, so that it is not easily affected by noise. In addition, since it is difficult for humans to listen to sound in a specific band, it is possible to suppress the influence of communication on human hearing. Moreover, the output part for outputting a sound should just be what can output the sound of the audible band widely marketed, and can suppress manufacturing cost.

(2)人間によって聴取されるための音信号(音楽信号など)に、振幅変調が施された前記搬送波信号を合成する合成部を更に備え、前記可聴音出力部は、人間によって聴取されるための音信号に、振幅変調が施された前記搬送波信号を合成した信号を出力するのが好ましい。特定帯域の音声は人間に聴取されにくいため、人間によって聴取されるための音信号(音楽信号など)に、振幅変調が施された前記搬送波信号を合成しても、人間によって聴取されるための音信号(音楽信号など)の音質劣化を抑制できる。 (2) A synthesizer for synthesizing the carrier wave signal subjected to amplitude modulation to a sound signal (music signal or the like) to be listened to by a human, and the audible sound output unit is listened to by a human It is preferable to output a signal obtained by synthesizing the carrier signal that has been subjected to amplitude modulation to the sound signal. Since sound in a specific band is difficult to be heard by humans, even if the carrier wave signal subjected to amplitude modulation is synthesized with a sound signal (music signal, etc.) to be heard by humans, Sound quality deterioration of sound signals (music signals, etc.) can be suppressed.

(3)人間によって聴取されるための前記音信号における前記特定帯域内の信号成分を減衰させるフィルタを更に備え、前記合成部は、前記フィルタによって前記特定帯域内の信号成分が減衰した前記音信号に、振幅変調が施された前記搬送波信号を合成するのが好ましい。この場合、人間によって聴取されるための前記音信号が、振幅変調が施された前記搬送波信号に対するノイズとなるのを抑制することができる。 (3) The sound signal in which the signal component in the specific band in the sound signal to be heard by a human is attenuated, and the synthesis unit attenuates the signal component in the specific band by the filter In addition, it is preferable to synthesize the carrier wave signal subjected to amplitude modulation. In this case, the sound signal to be heard by a human can be suppressed from becoming noise with respect to the carrier wave signal subjected to amplitude modulation.

(4)前記信号処理部は、振幅変調が施された搬送波信号の振幅の最大値と最小値との差を小さくなるように、振幅変調が施された前記搬送波信号の位相を調整するのが好ましい。
この場合、搬送波信号の振幅の最大値と最小値との差を小さくすることができる。音声を出力する場合、音声全体のパワーを一定のレベル以下にする必要があり、特定帯域以外の可聴帯域の他の音信号と共に搬送波信号が出力される場合、搬送波信号の振幅の最大値と最小値との差が大きければ、最大値のときに音声全体のパワーが飽和しないように、他の音信号の振幅(ダイナミックレンジ)を抑制する必要がある。このため、上記構成とすることで、前記他の音信号のダイナミックレンジを大きくすることができる。
(4) The signal processing unit may adjust the phase of the carrier wave signal subjected to amplitude modulation so as to reduce a difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude of the carrier wave signal subjected to amplitude modulation. preferable.
In this case, the difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude of the carrier wave signal can be reduced. When outputting sound, the power of the entire sound needs to be below a certain level. When a carrier signal is output together with other sound signals in an audible band other than a specific band, the maximum and minimum amplitudes of the carrier signal If the difference from the value is large, it is necessary to suppress the amplitude (dynamic range) of other sound signals so that the power of the entire sound is not saturated at the maximum value. For this reason, with the above configuration, the dynamic range of the other sound signal can be increased.

(5)前記信号処理部は、前記搬送波信号x(t)の位相を、式(1)〜(3)にしたがって調整するように構成されているのが好ましい。

但し、Nは正の整数を示し、s(n)は搬送波信号の振幅を示し、θ(n)は搬送波信号の位相を示し、fcは、搬送波信号の基本周波数を示す。
式(1)〜(3)で与えられるSchroeder位相では、波形における振幅の最大値と最小値との差を最小化することが可能である。したがって、上記構成とすることで、搬送波信号の振幅の最大値と最小値との差を可及的に小さくすることが可能となる。
(5) It is preferable that the signal processing unit is configured to adjust the phase of the carrier signal x (t) according to the equations (1) to (3).

Here, N represents a positive integer, s (n) represents the amplitude of the carrier signal, θ (n) represents the phase of the carrier signal, and fc represents the fundamental frequency of the carrier signal.
In the Schroeder phase given by the equations (1) to (3), it is possible to minimize the difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude in the waveform. Therefore, with the above configuration, the difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude of the carrier wave signal can be made as small as possible.

(6)前記信号処理部は、前記可聴音出力部の音圧周波数特性が示す音圧レベルが周波数によって相違するのを補償しつつ搬送波信号に振幅変調を施すように構成されているのが好ましい。
可聴音出力部によっては、高周波領域、特に特定帯域における音圧レベルが、他の周波数帯域における音圧レベルに比べて小さい場合がある。上記構成とすることにより、可聴音出力部の音圧周波数特性を補償することができる。
(6) Preferably, the signal processing unit is configured to perform amplitude modulation on the carrier wave signal while compensating that the sound pressure level indicated by the sound pressure frequency characteristic of the audible sound output unit differs depending on the frequency. .
Depending on the audible sound output unit, the sound pressure level in a high frequency region, particularly in a specific band, may be lower than the sound pressure level in other frequency bands. With the above configuration, the sound pressure frequency characteristic of the audible sound output unit can be compensated.

(7)情報を受信可能な範囲に存在しているか否かを情報の受信側が識別するための識別信号を生成する識別信号生成部を更に備え、前記識別信号は、前記特定帯域内の信号であり、前記識別信号生成部は、前記識別信号を、前記識別信号以外の送信すべき情報の有無にかかわらず生成するのが好ましい。
この場合、受信側では、識別信号を受信することで、情報を受信可能か否かを容易に判断することができるので、利便性が向上する。
(7) It further includes an identification signal generation unit for generating an identification signal for identifying whether or not the information exists in a range where the information can be received, and the identification signal is a signal within the specific band. Preferably, the identification signal generation unit generates the identification signal regardless of whether there is information to be transmitted other than the identification signal.
In this case, since the receiving side can easily determine whether or not information can be received by receiving the identification signal, convenience is improved.

(8)前記信号処理部は、送信すべき情報を前記特定帯域の複数の周波数に割り当て、各周波数の搬送波信号それぞれを、割り当てられた情報に基づいて振幅変調するように構成されているのが好ましい。
この場合、搬送波信号が複数となるため、一度に多くの情報を送信することが可能となる。
(8) The signal processing unit is configured to allocate information to be transmitted to a plurality of frequencies in the specific band, and to modulate the amplitude of each carrier signal of each frequency based on the allocated information. preferable.
In this case, since there are a plurality of carrier wave signals, a large amount of information can be transmitted at a time.

(9)他の観点からみた本発明は、人間の可聴帯域の音を出力可能な可聴音出力部を備えるコンピュータに、人間の可聴帯域に含まれるが聴取が困難な周波数帯域である特定帯域の搬送波信号に、送信すべき情報に基づいて振幅変調を施すステップと、前記信号処理部により振幅変調が施された搬送波信号を、前記可聴音出力部から前記特定帯域の音として出力させることで、前記情報を送信するステップと、を実行させるための情報送信プログラムである。 (9) According to another aspect of the present invention, a computer having an audible sound output unit capable of outputting sounds in a human audible band includes a specific band that is included in the human audible band but is difficult to hear. A step of performing amplitude modulation on the carrier wave signal based on information to be transmitted, and outputting the carrier wave signal subjected to amplitude modulation by the signal processing unit as sound of the specific band from the audible sound output unit, And an information transmission program for executing the step of transmitting the information.

(10)また、さらに他の観点からみた本発明は、人間の可聴帯域の音を入力可能な可聴音入力部と、前記可聴音入力部によって受け付けられた音から、人間の可聴帯域に含まれるが聴取が困難な周波数帯域である特定帯域の周波数成分の振幅を抽出し、抽出された振幅に基づいて、情報を復元する信号解析部と、を備える、情報受信装置である。 (10) Further, the present invention from another viewpoint is included in the human audible band from the audible sound input unit that can input the sound of the human audible band and the sound received by the audible sound input unit. Is an information receiving device comprising: a signal analysis unit that extracts the amplitude of a frequency component in a specific band that is a frequency band that is difficult to listen to, and restores information based on the extracted amplitude.

上記本発明によれば、振幅変調された搬送波信号から情報を取得するので、雑音の影響を受けにくい。また、また、特定帯域の音声は人間に聴取されにくいため、通信が人間の聴覚に与える影響も抑制することが可能である。また、可聴音入力部は広く市販されている可聴帯域の音声を入力可能なものであればよく、マイクロフォンを備えたスマートフォン、携帯電話機その他の携帯情報端末を利用して情報受信装置を構成することができる。   According to the present invention, since information is acquired from an amplitude-modulated carrier wave signal, it is less susceptible to noise. In addition, since it is difficult for human beings to listen to sound in a specific band, it is possible to suppress the influence of communication on human hearing. The audible sound input unit may be anything that can input sound in the audible band that is widely marketed, and the information receiving device is configured using a smartphone, a mobile phone, or other portable information terminal equipped with a microphone. Can do.

(11) 前記信号解析部は、可聴音入力部によって受け付けられた音の前記特定帯域に、情報を受信可能な範囲に存在しているか否かを情報の受信側が識別するための識別信号が含まれているか否かを判定するよう構成され、前記信号解析部により前記識別信号が含まれていると判定された場合に、情報を受信可能な範囲に存在していることを示す受信可能情報を表示し、前記信号解析部により前記受信可否識別信号が含まれていないと判定された場合に、前記受信可能情報を表示しない表示部をさらに備えるのが好ましい。
この場合、ユーザは、受信可能情報が表示されているか否かによって、情報を受信可能か否かを容易に判断することができるので、利便性が向上する。
(11) The signal analysis unit includes an identification signal for identifying whether or not the information receiving side is present in the specific band of the sound received by the audible sound input unit within a range where the information can be received. Receivable information indicating that the information exists in a receivable range when the signal analyzing unit determines that the identification signal is included. It is preferable to further include a display unit that displays the receivability information when the signal analysis unit determines that the receivability identification signal is not included.
In this case, since the user can easily determine whether or not information can be received based on whether or not the receivable information is displayed, convenience is improved.

(12)また、さらに他の観点からみた本発明は、人間の可聴帯域の音を入力可能な可聴音入力部を備えるコンピュータに、前記可聴音入力部によって受け付けられた音から、人間の可聴帯域に含まれるが聴取が困難な周波数帯域である特定帯域の周波数成分の振幅を抽出するステップと、抽出された振幅に基づいて、情報を復元するステップと、を実行させるための情報受信プログラムである。 (12) Furthermore, according to another aspect of the present invention, a computer having an audible sound input unit capable of inputting a sound of a human audible band is used to generate a human audible band from the sound received by the audible sound input unit. Is an information receiving program for executing the steps of extracting the amplitude of a frequency component of a specific band that is a frequency band that is difficult to listen to, and restoring the information based on the extracted amplitude .

(13)また、さらに他の観点からみた本発明は、人間の可聴帯域に含まれるが聴取が困難な周波数帯域である特定帯域の搬送波信号に、送信すべき情報に基づいて振幅変調を施すステップと、前記振幅変調が施された搬送波信号を、人間の可聴帯域の音を出力可能な可聴音出力部から出力することで、前記情報を送信するステップと、人間の可聴帯域の音を受け付けるステップと、受け付けた音から、前記特定帯域の周波数成分である前記搬送波信号の振幅を抽出するステップと、抽出された振幅に基づいて、情報を復元するステップと、を有する、情報通信方法である。 (13) Further, according to another aspect of the present invention, the step of performing amplitude modulation on a carrier signal in a specific band, which is a frequency band included in a human audible band but difficult to hear, based on information to be transmitted And transmitting the information by outputting the amplitude-modulated carrier wave signal from an audible sound output unit capable of outputting a sound in a human audible band; and receiving a sound in a human audible band And extracting the amplitude of the carrier wave signal, which is a frequency component of the specific band, from the received sound, and restoring the information based on the extracted amplitude.

本発明によれば、通信が人間の聴覚に与える影響も抑制しつつ、雑音の影響を受けにくい音波情報通信が可能となる。   According to the present invention, it is possible to perform sound wave information communication that is less susceptible to noise while suppressing the effect of communication on human hearing.

実施の形態に係る音波情報通信システムの全体構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the whole structure of the sound wave information communication system which concerns on embodiment. 実施の形態に係る情報送信装置の構成を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the structure of the information transmitter which concerns on embodiment. 信号処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the detailed structure of a signal processing part. 音信号データの周波数とパワーとの関係の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the relationship between the frequency and power of sound signal data. 図4Aに示す音信号データからモスキート帯域成分を除去した後の音声波形を示すグラフ。The graph which shows the audio | voice waveform after removing a mosquito band component from the sound signal data shown to FIG. 4A. 音信号データと搬送波信号とを合成した信号を説明するためのグラフ。The graph for demonstrating the signal which synthesize | combined sound signal data and the carrier wave signal. パケットにおけるビット列と、各ビットに関連付けられた情報の定義を示すグラフ。The graph which shows the bit string in a packet, and the definition of the information linked | related with each bit. スピーカ特性を示すグラフ。The graph which shows a speaker characteristic. 各周波数において一定レベルの音声信号をスピーカで出力した場合の音声波形を示す模式図。The schematic diagram which shows the audio | voice waveform at the time of outputting the audio | voice signal of a fixed level with a speaker in each frequency. スピーカの特性補償を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the characteristic compensation of a speaker. ゼロ位相を与えて得られた音声信号の時間波形を示すグラフ。The graph which shows the time waveform of the audio | voice signal obtained by giving a zero phase. ランダム位相を与えて得られた音声信号の時間波形を示すグラフ。The graph which shows the time waveform of the audio | voice signal obtained by giving a random phase. Schroeder位相を与えて得られた音声信号の時間波形を示すグラフ。The graph which shows the time waveform of the audio | voice signal obtained by giving a Schroeder phase. 実施の形態に係る情報送信装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the information transmitter which concerns on embodiment. 実施の形態に係る情報受信装置の構成を示す機能ブロック図。The functional block diagram which shows the structure of the information receiver which concerns on embodiment. 実施の形態に係る情報受信装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the information receiver which concerns on embodiment. 実施の形態に係る情報送信装置の動作手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement procedure of the information transmitter which concerns on embodiment. 実施の形態に係る情報受信装置の動作手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement procedure of the information receiver which concerns on embodiment.

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[1.音波情報通信システムの全体構成]
図1は、本実施の形態に係る音波情報通信システムの全体構成を示す模式図である。本実施形態に係る音波情報通信システム1は、情報送信装置100と、複数の情報受信装置200,200,200とを備えている。情報送信装置100は、可聴音出力部であるスピーカ110を具備している。
情報送信装置100のスピーカ110は、人間の可聴帯域の音を出力するためのものであり、音楽など人間によって聴取されるための通常の音信号(音楽信号など)を出力するほか、情報送信(データ送信)のための信号を出力することが可能である。
かかる可聴音は、情報受信装置200,200,200が具備するマイクロフォンによって捉えられ、情報受信装置200がマイクロフォンによって受け付けられた音(可聴音)から情報を抽出し、当該情報を画面に表示するようになっている。
音波情報通信システムは、音楽など人間によって聴取されるための通常の音信号を出力するとともに、当該音信号に関連した情報(例えば、音楽の歌詞情報)を送信するために好適に用いられる。
[1. Overall Configuration of Sonic Information Communication System]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a sound wave information communication system according to the present embodiment. The sound wave information communication system 1 according to the present embodiment includes an information transmission device 100 and a plurality of information reception devices 200, 200, 200. The information transmitting apparatus 100 includes a speaker 110 that is an audible sound output unit.
The speaker 110 of the information transmitting apparatus 100 is for outputting a sound in a human audible band, and outputs a normal sound signal (music signal or the like) to be heard by a human such as music, and also transmits information ( It is possible to output a signal for data transmission.
The audible sound is captured by a microphone included in the information receiving devices 200, 200, 200, and the information receiving device 200 extracts information from the sound (audible sound) received by the microphone, and displays the information on the screen. It has become.
The sound wave information communication system is suitably used for outputting a normal sound signal to be listened to by a human such as music and transmitting information related to the sound signal (for example, music lyrics information).

[2.情報送信装置の構成]
図2は、本実施の形態に係る情報送信装置の構成を示す機能ブロック図である。情報送信装置100は、音源データを記憶する音源データ記憶部101と、ローパスフィルタ102と、情報記憶部103と、エンコーダ104と、信号処理部105と、サービスエリア信号生成部106と、合成部107と、D/A変換器108と、アンプ109と、スピーカ110とを具備している。
[2. Configuration of information transmission apparatus]
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration of the information transmitting apparatus according to the present embodiment. The information transmitting apparatus 100 includes a sound source data storage unit 101 that stores sound source data, a low-pass filter 102, an information storage unit 103, an encoder 104, a signal processing unit 105, a service area signal generation unit 106, and a synthesis unit 107. A D / A converter 108, an amplifier 109, and a speaker 110.

音源データ記憶部101は、音楽等の人間によって聴取されることを目的とした音信号データ(音楽データなど)を記憶している。音源データ記憶部101から音信号データが読み出され、ローパスフィルタ102へと出力される。なお、音源データ記憶部101は、情報送信装置100の外部に存在していてもよい。   The sound source data storage unit 101 stores sound signal data (music data or the like) intended to be listened to by a person such as music. Sound signal data is read from the sound source data storage unit 101 and output to the low-pass filter 102. Note that the sound source data storage unit 101 may exist outside the information transmission apparatus 100.

ローパスフィルタ102は、音信号データに含まれる高周波成分を除去するためのフィルタである。図4Aは、音信号データの周波数とパワーとの関係の一例を示している。音信号データは人間の可聴帯域の音声を示すデータであり、人間が容易に聴取できる帯域(例えば、17kHz以下の帯域)の信号成分のほか、人間にとって聴取することが困難な帯域(以下「モスキート帯域」という。)の信号成分が含まれている。
モスキート帯域(特定帯域)は、例えば、可聴帯域のうち17.4kHz〜22.05kHz程度の帯域をいう。人間による聴取がより困難になるという観点からモスキート帯域のより好ましい下限は19kHzである。17.4kHz程度の周波数のモスキート音は、若年者には聴取可能なことがあるため、従来、このような周波数のモスキート音は、若年者に不快感を与えるための目的で使用されていた。ただし、聴取の困難性を重視する場合には、一般的なモスキート音の周波数(17.4kHz程度)よりもやや高い周波数(例えば、19kHz以上)であるのが好ましい。
また、モスキート帯域のより好ましい上限は21kHzであり、さらに好ましい上限は20kHzである。
ローパスフィルタ102は、音信号データからモスキート帯域(特定帯域)の信号成分を減衰させるために用いられる。図4Bは、図4Aに示す音信号データからモスキート帯域成分を除去した後の可聴音の周波数スペクトラムを示している。図4Bに示すように、ローパスフィルタ102によって音信号データからモスキート帯域成分が除去される。これにより、音信号が、モスキート帯域を利用した通信信号(搬送波信号)に対するノイズとなることを防止できる。
なお、フィルタ102は、モスキート帯域(特定帯域)の信号成分を減衰させるためのフィルタであればよく、ローパス型に限られるものではなく、例えば、モスキート帯域(特定帯域)の信号成分を減衰させるバンドカット型フィルタであってもよい。
The low pass filter 102 is a filter for removing high frequency components included in the sound signal data. FIG. 4A shows an example of the relationship between the frequency and power of sound signal data. The sound signal data is data indicating the sound of the human audible band. In addition to signal components in a band that can be easily heard by humans (for example, a band of 17 kHz or less), a band that is difficult for humans to hear (hereinafter referred to as “mosquito”). The signal component of “band” is included.
The mosquito band (specific band) is, for example, a band of about 17.4 kHz to 22.05 kHz in the audible band. A more preferable lower limit of the mosquito band is 19 kHz from the viewpoint that human listening becomes more difficult. Since a mosquito sound having a frequency of about 17.4 kHz may be audible to a young person, conventionally, the mosquito sound having such a frequency has been used for the purpose of giving unpleasant feeling to the young person. However, when importance is attached to listening difficulty, it is preferable that the frequency be slightly higher (for example, 19 kHz or higher) than the frequency of a general mosquito sound (about 17.4 kHz).
A more preferable upper limit of the mosquito band is 21 kHz, and a more preferable upper limit is 20 kHz.
The low-pass filter 102 is used to attenuate signal components in the mosquito band (specific band) from the sound signal data. 4B shows the frequency spectrum of the audible sound after removing the mosquito band component from the sound signal data shown in FIG. 4A. As shown in FIG. 4B, the low-pass filter 102 removes the mosquito band component from the sound signal data. Thereby, it can prevent that a sound signal becomes noise with respect to the communication signal (carrier wave signal) using a mosquito band.
The filter 102 only needs to be a filter for attenuating signal components in the mosquito band (specific band), and is not limited to a low-pass type. A cut filter may be used.

情報記憶部103は、音波情報通信にて送信すべき情報(以下「埋め込み情報」という。)を記憶している。情報記憶部103から読み出された埋め込み情報は、エンコーダ104に与えられる。なお、埋め込み情報は、情報送信装置100の外部から情報送信装置100に与えられてもよい。   The information storage unit 103 stores information to be transmitted by sonic information communication (hereinafter referred to as “embedded information”). The embedded information read from the information storage unit 103 is given to the encoder 104. The embedded information may be given to the information transmission apparatus 100 from outside the information transmission apparatus 100.

エンコーダ104は、埋め込み情報を所定のルールにしたがってデジタル信号にエンコードする。エンコーダ104による変換後の埋め込み情報は、信号処理部105に与えられる。   The encoder 104 encodes the embedded information into a digital signal according to a predetermined rule. The embedded information after conversion by the encoder 104 is given to the signal processing unit 105.

信号処理部105は、与えられた埋め込み情報に基づいて、モスキート帯域の搬送波信号(キャリア)を振幅変調し、搬送波信号に埋め込み情報を乗せるためのものである。図3は、信号処理部105の詳細な構成を示す機能ブロック図である。図3に示すように、信号処理部105は、振幅設定部151と、位相調整部153と、逆高速フーリエ変換部154とを有している。また、振幅設定部151には、スピーカ特性記憶部152からデータが与えられるようになっている。   The signal processing unit 105 performs amplitude modulation on the carrier signal (carrier) in the mosquito band based on the given embedded information, and places the embedded information on the carrier signal. FIG. 3 is a functional block diagram showing a detailed configuration of the signal processing unit 105. As illustrated in FIG. 3, the signal processing unit 105 includes an amplitude setting unit 151, a phase adjustment unit 153, and an inverse fast Fourier transform unit 154. The amplitude setting unit 151 is supplied with data from the speaker characteristic storage unit 152.

エンコーダ104から出力された埋め込み情報は、まず振幅設定部151に与えられる。振幅設定部151は、受け付けた埋め込み情報を、8ビットずつに分割する。図5は、パケットにおけるビット列と、各ビットに関連付けられた情報の定義を示すグラフである。図5において、縦軸は信号のパワーを、横軸は周波数を示している。図5に示すように、本実施の形態に係る情報送信装置100では、11個の搬送波信号(サブキャリア)によって11ビットの情報をまとめて送信する周波数分割多重によって情報を送信する。
11ビットの情報のうちの8ビットは、データ信号、残りの3ビットは制御信号として用いられる。この11ビットの情報を含む信号をパケットとする。つまり、情報送信装置100は、埋め込み情報から8ビットのデータを含むパケットを生成し、当該パケットを音信号データに重畳して送信するようになっている。このため、振幅設定部151は、埋め込み情報を8ビットずつに分割するようになっている。
なお、本実施形態では、一つの搬送波信号(サブキャリア)は、その振幅の大きさによって1bitの信号(0又は1)を表現するが、一つの搬送波信号で多ビットの信号を表現してもよい。
The embedded information output from the encoder 104 is first given to the amplitude setting unit 151. The amplitude setting unit 151 divides the received embedded information into 8 bits. FIG. 5 is a graph showing a bit string in a packet and the definition of information associated with each bit. In FIG. 5, the vertical axis represents signal power, and the horizontal axis represents frequency. As shown in FIG. 5, information transmitting apparatus 100 according to the present embodiment transmits information by frequency division multiplexing in which 11-bit information is transmitted together by 11 carrier signals (subcarriers).
Of the 11-bit information, 8 bits are used as a data signal, and the remaining 3 bits are used as a control signal. A signal including this 11-bit information is defined as a packet. That is, the information transmitting apparatus 100 generates a packet including 8-bit data from the embedded information, and transmits the packet superimposed on the sound signal data. Therefore, the amplitude setting unit 151 divides the embedded information into 8 bits.
In this embodiment, a single carrier signal (subcarrier) represents a 1-bit signal (0 or 1) depending on the amplitude, but a single carrier signal may represent a multi-bit signal. Good.

パケットに含まれる3ビットの制御信号は、それぞれトリガー1信号と、トリガー2信号と、コンディション信号とによって構成される。トリガー1信号及びトリガー2信号のそれぞれは、パケットの送信中であることを示すために用いられる。つまり、トリガー1信号は、パケットの送信中であることを示す第1送信識別フラグを送信するための制御信号であり、トリガー2信号は、パケットの送信中であることを示す第2送信識別フラグを送信するための制御信号である。パケットでは、トリガー1信号における第1送信識別フラグ及びトリガー2信号における第2送信識別フラグの何れか一方が必ずオンとされる。つまり、あるパケットのトリガー1信号において第1送信識別フラグがオンとなっている場合には、当該パケットのトリガー2信号において第2送信識別フラグがオフとなっている。反対に、あるパケットのトリガー1信号において第1送信識別フラグがオフとなっている場合には、当該パケットのトリガー2信号において第2送信識別フラグがオンとなっている。したがって、第1送信識別フラグ及び第2送信識別フラグの何れか一方がオンであり、他方がオフの場合には、その情報はパケットであると判断できる。   Each of the 3-bit control signals included in the packet includes a trigger 1 signal, a trigger 2 signal, and a condition signal. Each of the trigger 1 signal and the trigger 2 signal is used to indicate that a packet is being transmitted. That is, the trigger 1 signal is a control signal for transmitting a first transmission identification flag indicating that a packet is being transmitted, and the trigger 2 signal is a second transmission identification flag indicating that a packet is being transmitted. Is a control signal for transmitting. In the packet, either the first transmission identification flag in the trigger 1 signal or the second transmission identification flag in the trigger 2 signal is always turned on. That is, when the first transmission identification flag is on in the trigger 1 signal of a packet, the second transmission identification flag is off in the trigger 2 signal of the packet. Conversely, when the first transmission identification flag is off in the trigger 1 signal of a packet, the second transmission identification flag is on in the trigger 2 signal of the packet. Therefore, when one of the first transmission identification flag and the second transmission identification flag is on and the other is off, it can be determined that the information is a packet.

連続して送られる2つのパケットにおいて、オンとされるフラグが第1送信識別フラグと第2送信識別フラグとで切り替えられる。つまり、前に送信されるパケットにおいて、第1送信識別フラグがオンとされ、第2送信識別フラグがオフとされる場合、後に送信されるパケットにおいては、第1送信識別フラグがオフとされ、第2送信識別フラグがオンとされる。これに対して、前に送信されるパケットにおいて、第1送信識別フラグがオフとされ、第2送信識別フラグがオンとされる場合、後に送信されるパケットにおいては、第1送信識別フラグがオンとされ、第2送信識別フラグがオフとされる。このように、第1送信フラグと第2送信フラグとを交互に切り替えてオンにすることにより、受信側においてパケットの切り替わりを判別することができる。また、受信側において同一のパケットの第1送信フラグと第2送信フラグとが共にオンの場合、又は共にオフの場合には、当該パケットが含まれるフレームは無視される。   In two packets sent in succession, the flag to be turned on is switched between the first transmission identification flag and the second transmission identification flag. That is, when the first transmission identification flag is turned on and the second transmission identification flag is turned off in the packet transmitted before, the first transmission identification flag is turned off in the packet transmitted later, The second transmission identification flag is turned on. On the other hand, when the first transmission identification flag is turned off and the second transmission identification flag is turned on in the packet transmitted before, the first transmission identification flag is turned on in the packet transmitted later. And the second transmission identification flag is turned off. In this way, by switching the first transmission flag and the second transmission flag alternately and turning them on, it is possible to determine packet switching on the reception side. Further, when both the first transmission flag and the second transmission flag of the same packet are on or both are off at the receiving side, the frame including the packet is ignored.

コンディション信号は、開始パケット及び終了パケットであることを示すために用いられる。つまり、コンディション信号は、パケットの開始及び終了を示す開始終了フラグを送信するための制御信号である。開始パケットでは、コンディション信号における開始終了フラグがオンとされ、8ビットのデータ信号において、パケットの開始であるか終了であるかを識別する情報、及び送信される情報が歌詞であるか、タイトル又はURLであるか等、情報の種類を示す情報が送信される。また、終了パケットは、受信側に埋め込み情報の表示タイミングを与える。つまり、受信側では、開始パケットから終了パケットまでの一連のパケットが受信され、終了パケットが受信された場合に、この一連のパケットにおいて送信された埋め込み情報が表示される。   The condition signal is used to indicate a start packet and an end packet. That is, the condition signal is a control signal for transmitting a start / end flag indicating the start and end of a packet. In the start packet, the start / end flag in the condition signal is turned on, and in the 8-bit data signal, information identifying whether the packet is the start or end, and information to be transmitted is lyrics, title, Information indicating the type of information, such as a URL, is transmitted. The end packet gives the receiving side the display timing of the embedded information. That is, on the receiving side, a series of packets from the start packet to the end packet is received, and when the end packet is received, the embedded information transmitted in the series of packets is displayed.

開始パケット及び送信パケット以外のパケット(以下「データパケット」という。)では、コンディション信号において開始終了フラグがオフとされ、データ信号において埋め込み情報が送信される。データパケットを生成する場合、振幅設定部151によって、パケット送信用に8ビットに分割された埋め込み情報が、さらに1ビットずつに分割される。振幅設定部151は、各ビットの情報をモスキート帯域におけるデータ信号の周波数(の搬送波信号)に割り当てる。つまり、8ビットの埋め込み情報が、1ビット毎に、8つの周波数のそれぞれに割り当てられる。8つのデータ信号のそれぞれは、割り当てられたビットに基づいて振幅変調される。   In packets other than the start packet and the transmission packet (hereinafter referred to as “data packet”), the start / end flag is turned off in the condition signal, and the embedded information is transmitted in the data signal. When generating a data packet, the amplitude setting unit 151 further divides the embedded information divided into 8 bits for packet transmission into 1-bit units. The amplitude setting unit 151 assigns the information of each bit to the frequency (carrier wave signal) of the data signal in the mosquito band. That is, 8-bit embedded information is assigned to each of the eight frequencies for each bit. Each of the eight data signals is amplitude modulated based on the assigned bits.

スピーカ特性記憶部152は、スピーカ110の周波数特性(音圧周波数特性)を示す情報を記憶する。振幅設定部151は、この周波数特性(以下「スピーカ特性」という。)に基づいて、データ信号を振幅変調するときに、スピーカの特性補償を行う。   The speaker characteristic storage unit 152 stores information indicating the frequency characteristic (sound pressure frequency characteristic) of the speaker 110. Based on this frequency characteristic (hereinafter referred to as “speaker characteristic”), the amplitude setting unit 151 performs speaker characteristic compensation when amplitude-modulating the data signal.

スピーカの特性補償について以下説明する。図6Aは、スピーカ特性を示すグラフであり、図6Bは、各周波数において一定レベルの音声信号をスピーカで出力した場合の音声波形を示す模式図である。図6Aにおいて、縦軸はスピーカ110の音声出力のパワー(音圧)を、横軸は周波数を示す。図6Aに示すように、スピーカによっては、モスキート帯域以外の可聴帯域における出力レベルよりも、モスキート帯域における出力レベルが低い特性を有する場合がある。つまり、スピーカ11の出力パワー(音圧)は、周波数によって相違することがある。なお、理想的には、図6Aの特性は、モスキート帯域においてもフラットになるべきである。
図6Bに示すように、このような特性のスピーカを用いて、各周波数で一定のパワーの音信号を出力した場合、図6Aのスピーカ特性の包絡線に沿ってモスキート帯域における信号が減衰される。つまり、振幅変調によって情報を送信する搬送波信号(サブキャリア)が、情報の内容とは無関係に振幅の大きさが歪むことになる。このような場合、受信側では、モスキート帯域に埋め込まれた埋め込み情報の復調エラーが生ずることが考えられる。
The speaker characteristic compensation will be described below. FIG. 6A is a graph showing speaker characteristics, and FIG. 6B is a schematic diagram showing an audio waveform when an audio signal having a constant level is output from the speaker at each frequency. 6A, the vertical axis represents the power (sound pressure) of the sound output of the speaker 110, and the horizontal axis represents the frequency. As shown in FIG. 6A, some speakers may have a characteristic that the output level in the mosquito band is lower than the output level in the audible band other than the mosquito band. That is, the output power (sound pressure) of the speaker 11 may differ depending on the frequency. Ideally, the characteristic of FIG. 6A should be flat even in the mosquito band.
As shown in FIG. 6B, when a sound signal having a constant power is output at each frequency using a speaker having such characteristics, the signal in the mosquito band is attenuated along the envelope of the speaker characteristics shown in FIG. 6A. . That is, the amplitude of the carrier signal (subcarrier) that transmits information by amplitude modulation is distorted regardless of the content of the information. In such a case, it is conceivable that a demodulation error of embedded information embedded in the mosquito band occurs on the receiving side.

この問題を解決するために、スピーカの特性補償では、スピーカ特性に基づいてモスキート帯域の信号レベルを補償する。図6Cは、スピーカの特性補償を説明するための模式図である。図6Cに示すように、スピーカの特性補償では、各周波数のスピーカ特性の音出力のパワーの逆数を係数として信号レベルを増大させる。これにより、出力レベルが小さいモスキート帯域の信号のパワーが増大されるので、この音信号がスピーカから出力された場合には、図6Cの右図のように各周波数の出力レベルが適正なものとなり、埋め込み情報の復調エラーを抑制することができる。安価なスピーカではこのような特性を示すことが多いため、かかるスピーカの特性補償は安価なスピーカを用いる場合に特に有効である。   In order to solve this problem, in the characteristic compensation of the speaker, the signal level in the mosquito band is compensated based on the speaker characteristic. FIG. 6C is a schematic diagram for explaining the characteristic compensation of the speaker. As shown in FIG. 6C, in the speaker characteristic compensation, the signal level is increased using the inverse of the power of the sound output of the speaker characteristic of each frequency as a coefficient. As a result, the power of the signal in the mosquito band with a low output level is increased. When this sound signal is output from the speaker, the output level of each frequency becomes appropriate as shown in the right diagram of FIG. 6C. Thus, it is possible to suppress the demodulation error of the embedded information. Inexpensive speakers often exhibit such characteristics, and thus the characteristic compensation of such speakers is particularly effective when using inexpensive speakers.

本実施形態の振幅設定部151においては、モスキート帯域におけるパワーの有無によって情報を埋め込んでいる。つまり、モスキート帯域における搬送波信号の振幅情報を情報通信に用いているだけで、搬送波信号の位相情報は情報通信に用いていない。
したがって、モスキート帯域における搬送波信号には、任意の位相を付与することが可能である。そこで、本実施の形態においては、振幅設定部151において振幅変調されたモスキート帯域の搬送波信号が、位相調整部153に与えられる。位相調整部153は、搬送波信号の振幅の最大値と最小値との差を小さくするように、搬送波信号の位相を調整するためのものである。
In the amplitude setting unit 151 of the present embodiment, information is embedded depending on the presence or absence of power in the mosquito band. That is, only the amplitude information of the carrier signal in the mosquito band is used for information communication, and the phase information of the carrier signal is not used for information communication.
Therefore, an arbitrary phase can be given to the carrier wave signal in the mosquito band. Therefore, in the present embodiment, the carrier wave signal in the mosquito band that has been amplitude-modulated by the amplitude setting unit 151 is supplied to the phase adjustment unit 153. The phase adjustment unit 153 is for adjusting the phase of the carrier signal so as to reduce the difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude of the carrier signal.

搬送波信号の位相調整について以下に説明する。音を出力する場合、音全体のパワーを一定のレベル以下にする必要があり、モスキート帯域以外の可聴帯域の他の音と共に搬送波信号が出力される場合、搬送波信号の振幅の最大値と最小値との差が大きければ、最大値のときに音全体のパワーが飽和しないように、他の音の振幅を抑制する必要がある。つまり、同じエネルギーの信号の場合に、振幅の最大値と最小値との差を最小化することが好ましい。   The phase adjustment of the carrier wave signal will be described below. When outputting sound, the power of the entire sound must be below a certain level, and when the carrier signal is output together with other sounds in the audible band other than the mosquito band, the maximum and minimum amplitudes of the carrier signal If the difference is large, it is necessary to suppress the amplitude of other sounds so that the power of the entire sound is not saturated at the maximum value. That is, in the case of signals having the same energy, it is preferable to minimize the difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude.

この要求に応えるため、本実施の形態では、Schroeder位相を信号に付与することで、信号の位相調整を行い、振幅の最大値と最小値との差を最小化する。なお、搬送波信号の位相をも情報送信に利用する場合(振幅変調だけでなく位相変調も行う場合)には、位相調整部153による位相調整は行えない。
ここで、Schroeder位相について説明する。Schroeder位相θ(n)は、入力波形x(t)が基本周波数fHzとする周期信号の場合、以下の式により与えられる。

但し、Nは正の整数を、s(n)は搬送波信号の振幅を示す。
In order to meet this requirement, in this embodiment, a Schroeder phase is added to a signal to adjust the phase of the signal and minimize the difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude. When the phase of the carrier wave signal is also used for information transmission (when not only amplitude modulation but also phase modulation is performed), phase adjustment by the phase adjustment unit 153 cannot be performed.
Here, the Schroeder phase will be described. The Schroeder phase θ (n) is given by the following expression when the input waveform x (t) is a periodic signal having a fundamental frequency f c Hz.

N is a positive integer, and s (n) is the amplitude of the carrier signal.

Schroeder位相を計算するため、s(n)はn=1から値が与えられるが、本実施の形態で用いる11ビットの区間以外のnにおいては、s(n)=0となる。   In order to calculate the Schroeder phase, s (n) is given a value from n = 1, but s (n) = 0 in n other than the 11-bit section used in the present embodiment.

図7Aは、ゼロ位相を与えて得られた信号の時間波形を示すグラフであり、図7Bは、ランダム位相を与えて得られた信号の時間波形を示すグラフであり、図7Cは、Schroeder位相を与えて得られた信号の時間波形を示すグラフである。図7A〜図7Cにおいて、縦軸は信号の振幅を示し、横軸は時間を示す。なお、図7A〜図7Cでは、同じエネルギーの信号を位相調整した結果を示している。図7Aに示すように、ゼロ位相を付与した、即ち位相調整を施さなかった信号では、周期的なピークが観測され、このため他の2つに比べて振幅の最大値と最小値との差が大きくなっている。この信号のダイナミックレンジは14.5であった。次に、図7Bに示すように、ランダム位相を付与した、即ちランダムに位相を調整した信号では、ゼロ位相を付与した信号よりも振幅の最大値と最小値との差が小さかったが、Schroeder位相を付与した信号よりも振幅の最大値と最小値との差が大きくなった。この信号のダイナミックレンジは11.8であった。また、図7Cに示すように、Schroeder位相を付与した、即ち上記の式(1)〜(3)にしたがって位相を調整した信号では、振幅の最大値と最小値との差が最も小さかった。この信号のダイナミックレンジは8.4であった。   7A is a graph showing a time waveform of a signal obtained by giving a zero phase, FIG. 7B is a graph showing a time waveform of a signal obtained by giving a random phase, and FIG. 7C shows a Schroeder phase. It is a graph which shows the time waveform of the signal obtained by giving. 7A to 7C, the vertical axis indicates the amplitude of the signal, and the horizontal axis indicates time. 7A to 7C show results of phase adjustment of signals having the same energy. As shown in FIG. 7A, a periodic peak is observed in a signal with a zero phase added, that is, no phase adjustment, and therefore the difference between the maximum and minimum amplitudes compared to the other two. Is getting bigger. The dynamic range of this signal was 14.5. Next, as shown in FIG. 7B, the difference between the maximum value and the minimum value of the signal with the random phase, that is, the signal with the phase adjusted at random, is smaller than that of the signal with the zero phase. The difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude was larger than that of the signal with phase. The dynamic range of this signal was 11.8. Further, as shown in FIG. 7C, the difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude was the smallest in the signal to which the Schroeder phase was added, that is, the phase was adjusted according to the above equations (1) to (3). The dynamic range of this signal was 8.4.

位相調整部153によって位相調整された搬送波信号は、逆高速フーリエ変換部154に与えられる。逆高速フーリエ変換部154は、与えられた複数の搬送波信号に対して逆高速フーリエ変換を施す。   The carrier wave signal whose phase has been adjusted by the phase adjustment unit 153 is given to the inverse fast Fourier transform unit 154. The inverse fast Fourier transform unit 154 performs inverse fast Fourier transform on the given plurality of carrier signals.

サービスエリア信号生成部106は、情報受信装置200が情報送信装置100から送信された情報を受信可能な範囲(以下、「サービスエリア」という)に存在しているかを識別するための受信可否識別信号(以下、「サービスエリア信号」という)を生成する。
このサービスエリア信号は、図5に示すように、送信されるべき情報を有する搬送波信号(データ信号及び制御信号)の周波数とは異なる信号であるが、モスキート帯域内の周波数(以下、「サービスエリア周波数」という)の信号である。
このサービスエリア信号は、サービスエリア周波数において特定の振幅を有する信号である。
サービスエリア信号生成部106は、サービスエリア信号以外の送信すべき情報(エンコーダ104から出力され信号処理部105に与えられる情報)の有無にかかわらず、サービスエリア信号を、常時、生成する。
The service area signal generation unit 106 is a reception availability identification signal for identifying whether the information reception device 200 exists in a range where the information transmitted from the information transmission device 100 can be received (hereinafter referred to as “service area”). (Hereinafter referred to as “service area signal”).
As shown in FIG. 5, this service area signal is a signal different from the frequency of the carrier signal (data signal and control signal) having information to be transmitted, but the frequency within the mosquito band (hereinafter referred to as “service area”). Frequency)).
This service area signal is a signal having a specific amplitude at the service area frequency.
The service area signal generation unit 106 always generates a service area signal regardless of the presence / absence of information other than the service area signal to be transmitted (information output from the encoder 104 and given to the signal processing unit 105).

ローパスフィルタ102によってモスキート帯域成分が除去された音信号データ、逆高速フーリエ変換部154によって逆高速フーリエ変換が施された搬送波信号、及びサービスエリア信号生成部106によって生成されたサービスエリア信号は、合成部107に与えられる。合成部107は、音信号データ、搬送波信号、及びサービスエリア信号を合成するためのものである。図4Cは、音信号データと搬送波信号とを合成した信号を説明するための図である。上述したように、音信号データからは、ローパスフィルタ102によってモスキート帯域成分が除去されている。合成部107においては、この音信号データに対して、モスキート帯域の搬送波信号(埋め込み情報)が付加される。また、図4Cには示していないが、サービスエリア信号も音信号データに付加される。なお、サービスエリア信号は、ローパスフィルタ102又は音源データ記憶部101から出力される音信号の有無、及び、信号処理部105から出力される搬送波信号の有無にかかわらず、合成部107から出力される。   The sound signal data from which the mosquito band component has been removed by the low-pass filter 102, the carrier wave signal subjected to the inverse fast Fourier transform by the inverse fast Fourier transform unit 154, and the service area signal generated by the service area signal generation unit 106 are synthesized. To the unit 107. The synthesizing unit 107 is for synthesizing the sound signal data, the carrier wave signal, and the service area signal. FIG. 4C is a diagram for explaining a signal obtained by synthesizing sound signal data and a carrier wave signal. As described above, the mosquito band component is removed from the sound signal data by the low-pass filter 102. In the synthesis unit 107, a carrier signal (embedded information) in the mosquito band is added to the sound signal data. Although not shown in FIG. 4C, a service area signal is also added to the sound signal data. The service area signal is output from the synthesizing unit 107 regardless of the presence / absence of a sound signal output from the low-pass filter 102 or the sound source data storage unit 101 and the presence / absence of a carrier wave signal output from the signal processing unit 105. .

このようにして合成された音信号は、合成部107からD/A変換器108へ出力される。D/A変換器108は、デジタル信号である音信号をアナログ信号の音信号へ変換するためのものである。   The synthesized sound signal is output from the synthesis unit 107 to the D / A converter 108. The D / A converter 108 is for converting a sound signal, which is a digital signal, into an analog sound signal.

D/A変換器108から出力されたアナログ信号の音信号は、アンプ109に与えられる。アンプ109は、音信号を増幅するためのものである。   The sound signal of the analog signal output from the D / A converter 108 is given to the amplifier 109. The amplifier 109 is for amplifying the sound signal.

アンプ109によって増幅された音信号は、スピーカ110に与えられる。スピーカ110はモスキート帯域を含む可聴帯域の音を出力可能である。当該スピーカ110により、音信号が再生され、音が出力される。   The sound signal amplified by the amplifier 109 is given to the speaker 110. The speaker 110 can output sound in an audible band including a mosquito band. The speaker 110 reproduces a sound signal and outputs a sound.

次に、情報送信装置100のハードウェア構成について説明する。図8は、本実施の形態に係る情報送信装置100の構成を示すブロック図である。情報送信装置100は、コンピュータ100aによって実現される。図8に示すように、コンピュータ100aは、本体121と、表示部122と、入力デバイス123と、スピーカ110とを備えている。本体121は、CPU131、ROM132、RAM133、ハードディスク134、読出装置135、入出力インタフェース136、及び画像出力インタフェース137を備えており、CPU131、ROM132、RAM133、ハードディスク134、読出装置135、入出力インタフェース136、及び画像出力インタフェース137は、バス138によって接続されている。   Next, the hardware configuration of the information transmission apparatus 100 will be described. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of information transmitting apparatus 100 according to the present embodiment. The information transmitting apparatus 100 is realized by a computer 100a. As shown in FIG. 8, the computer 100 a includes a main body 121, a display unit 122, an input device 123, and a speaker 110. The main body 121 includes a CPU 131, ROM 132, RAM 133, hard disk 134, reading device 135, input / output interface 136, and image output interface 137. The CPU 131, ROM 132, RAM 133, hard disk 134, reading device 135, input / output interface 136, The image output interface 137 is connected by a bus 138.

CPU131は、RAM133にロードされたコンピュータプログラムを実行することが可能である。そして、情報送信プログラム139を当該CPU131が実行することにより、コンピュータ100aが情報送信装置100として機能する。   The CPU 131 can execute a computer program loaded in the RAM 133. Then, when the CPU 131 executes the information transmission program 139, the computer 100a functions as the information transmission apparatus 100.

ROM132は、マスクROM、PROM、EPROM等によって構成されており、CPU131に実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータ等が記録されている。   The ROM 132 is configured by a mask ROM, PROM, EPROM, or the like, and stores a computer program executed by the CPU 131, data used for the same, and the like.

RAM133は、SRAMまたはDRAM等によって構成されている。RAM133は、ハードディスク134に記録されている情報送信プログラム139の読み出しに用いられる。また、CPU131がコンピュータプログラムを実行するときに、CPU131の作業領域として利用される。   The RAM 133 is configured by SRAM, DRAM, or the like. The RAM 133 is used for reading the information transmission program 139 recorded on the hard disk 134. Further, when the CPU 131 executes a computer program, it is used as a work area for the CPU 131.

ハードディスク134は、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、CPU131に実行させるための種々のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータがインストールされている。情報送信プログラム139も、このハードディスク134にインストールされている。   The hard disk 134 is installed with various computer programs to be executed by the CPU 131 such as an operating system and application programs, and data used for executing the computer programs. An information transmission program 139 is also installed in the hard disk 134.

読出装置135は、フレキシブルディスクドライブ、CD−ROMドライブ、またはDVD−ROMドライブ等によって構成されており、可搬型記録媒体140に記録されたコンピュータプログラムまたはデータを読み出すことができる。また、可搬型記録媒体140には、コンピュータを情報送信装置100として機能させるための情報送信プログラム139が格納されており、コンピュータ100aが当該可搬型記録媒体140から情報送信プログラム139を読み出し、当該情報送信プログラム139をハードディスク134にインストールすることが可能である。   The reading device 135 is configured by a flexible disk drive, a CD-ROM drive, a DVD-ROM drive, or the like, and can read a computer program or data recorded on the portable recording medium 140. In addition, the portable recording medium 140 stores an information transmission program 139 for causing the computer to function as the information transmission apparatus 100. The computer 100a reads the information transmission program 139 from the portable recording medium 140, and the information The transmission program 139 can be installed on the hard disk 134.

なお、前記情報送信プログラム139は、可搬型記録媒体140によって提供されるのみならず、電気通信回線(有線、無線を問わない)によってコンピュータ100aと通信可能に接続された外部の機器から前記電気通信回線を通じて提供することも可能である。例えば、前記情報送信プログラム139がインターネット上のサーバコンピュータのハードディスク内に格納されており、このサーバコンピュータにコンピュータ100aがアクセスして、当該コンピュータプログラムをダウンロードし、これをハードディスク134にインストールすることも可能である。   The information transmission program 139 is not only provided by the portable recording medium 140 but also from an external device that is communicably connected to the computer 100a through an electric communication line (whether wired or wireless). It is also possible to provide it through a line. For example, the information transmission program 139 is stored in the hard disk of a server computer on the Internet. The computer 100a can access the server computer, download the computer program, and install it on the hard disk 134. It is.

かかる情報送信プログラム139をCPU131が実行したときには、CPU131が上述したローパスフィルタ102、エンコーダ104、信号処理部105(振幅設定部151、位相調整部153、及び逆高速フーリエ変換部154)、サービスエリア信号生成部106、及び合成部107として機能する。   When the CPU 131 executes the information transmission program 139, the CPU 131 has the above-described low-pass filter 102, encoder 104, signal processing unit 105 (amplitude setting unit 151, phase adjustment unit 153, and inverse fast Fourier transform unit 154), service area signal. It functions as the generation unit 106 and the synthesis unit 107.

ハードディスク134には、例えば米マイクロソフト社が製造販売するWindows(登録商標)等のマルチタスクオペレーティングシステムがインストールされている。以下の説明においては、本実施の形態に係る情報送信プログラム139は当該オペレーティングシステム上で動作するものとしている。   On the hard disk 134, for example, a multitask operating system such as Windows (registered trademark) manufactured and sold by US Microsoft Corporation is installed. In the following description, the information transmission program 139 according to the present embodiment is assumed to operate on the operating system.

また、ハードディスク134の記憶領域には、上記の音信号データ、埋め込み情報、スピーカ110の周波数特性を示す情報が格納されている。つまり、ハードディスク134は、音源データ記憶部101、情報記憶部103、及びスピ−カ特性記憶部152として機能する。   The storage area of the hard disk 134 stores the sound signal data, embedded information, and information indicating the frequency characteristics of the speaker 110. That is, the hard disk 134 functions as the sound source data storage unit 101, the information storage unit 103, and the speaker characteristic storage unit 152.

入出力インタフェース136は、例えばUSB,IEEE1394,又はRS-232C等のシリアルインタフェース、SCSI,IDE,又は IEEE1284等のパラレルインタフェース、及びD/A変換器、A/D変換器等からなるアナログインタフェース等から構成されている。入出力インタフェース136には、キーボード及びマウスからなる入力デバイス123が接続されており、ユーザが当該入力デバイス123を使用することにより、コンピュータ100aにデータを入力することが可能である。また、入出力インタフェース136には、スピーカ110が接続されている。上述したD/A変換器108及びアンプ109は、入出力インタフェース136に設けられている。   The input / output interface 136 is, for example, a serial interface such as USB, IEEE1394, or RS-232C, a parallel interface such as SCSI, IDE, or IEEE1284, and an analog interface including a D / A converter, an A / D converter, or the like. It is configured. An input device 123 including a keyboard and a mouse is connected to the input / output interface 136, and the user can input data to the computer 100 a by using the input device 123. A speaker 110 is connected to the input / output interface 136. The D / A converter 108 and the amplifier 109 described above are provided in the input / output interface 136.

画像出力インタフェース137は、LCDまたはCRT等で構成された表示部122に接続されており、CPU131から与えられた画像データに応じた映像信号を表示部122に出力するようになっている。表示部122は、入力された映像信号にしたがって、画像(画面)を表示する。   The image output interface 137 is connected to the display unit 122 configured by an LCD, a CRT, or the like, and outputs a video signal corresponding to the image data given from the CPU 131 to the display unit 122. The display unit 122 displays an image (screen) according to the input video signal.

[3.情報受信装置の構成]
図9は、本実施の形態に係る情報受信装置の構成を示す機能ブロック図である。情報受信装置200は、マイクロフォン201と、アンプ202と、A/D変換器203と、バッファ204と、高速フーリエ変換部205と、複数の振幅検出部206,206,…と、複数のビット判定部207,207,…と、情報復元部208と、デコーダ209と、表示部210とを具備している。
[3. Configuration of information receiving apparatus]
FIG. 9 is a functional block diagram showing the configuration of the information receiving apparatus according to the present embodiment. The information receiving apparatus 200 includes a microphone 201, an amplifier 202, an A / D converter 203, a buffer 204, a fast Fourier transform unit 205, a plurality of amplitude detection units 206, 206,..., And a plurality of bit determination units. 207, 207,..., An information restoration unit 208, a decoder 209, and a display unit 210.

マイクロフォン(可聴音入力部)201は、モスキート帯域を含む、人間の可聴帯域の音を入力可能である。情報送信装置100によって出力された音が、当該マイクロフォン201により受け付けられ、アナログ信号である音信号に変換される。   A microphone (audible sound input unit) 201 can input sound in a human audible band including a mosquito band. The sound output by the information transmitting apparatus 100 is received by the microphone 201 and converted into a sound signal that is an analog signal.

マイクロフォン201により取り込まれた音信号は、アンプ202に与えられる。アンプ202は、音信号を増幅するためのものである。   The sound signal captured by the microphone 201 is given to the amplifier 202. The amplifier 202 is for amplifying the sound signal.

アンプ202によって増幅された音信号は、A/D変換器203に与えられる。A/D変換器203は、アナログ信号である音信号をデジタル信号の音信号へ変換するためのものである。   The sound signal amplified by the amplifier 202 is given to the A / D converter 203. The A / D converter 203 is for converting a sound signal which is an analog signal into a digital sound signal.

A/D変換器203から出力されたデジタル信号の音信号は、バッファ204に蓄積される。バッファ204は情報を記憶することができる記憶部であり、音信号を一時的に記憶するためのものである。   The digital sound signal output from the A / D converter 203 is stored in the buffer 204. The buffer 204 is a storage unit capable of storing information, and is for temporarily storing a sound signal.

バッファ204に記憶された音信号は、高速フーリエ変換部205に与えられる。高速フーリエ変換部205は、与えられた音信号に対して高速フーリエ変換を施す。   The sound signal stored in the buffer 204 is given to the fast Fourier transform unit 205. The fast Fourier transform unit 205 performs fast Fourier transform on the given sound signal.

高速フーリエ変換部205により、周波数領域表現へ変換された音信号は、各振幅検出部206に与えられる。本実施の形態に係る情報受信装置200においては、12個の振幅検出部206が設けられている。それぞれの振幅検出部206は、モスキート帯域の周波数が1つずつ対応付けられている。つまり、前述した3つの制御信号の周波数及び8つのデータ信号の周波数及び1つのサービスエリア信号の周波数のそれぞれが、1つずつ振幅検出部206,206,…に対応付けられている。   The sound signal converted into the frequency domain representation by the fast Fourier transform unit 205 is given to each amplitude detection unit 206. In information receiving apparatus 200 according to the present embodiment, twelve amplitude detectors 206 are provided. Each amplitude detector 206 is associated with one frequency of the mosquito band. That is, the frequency of the three control signals, the frequency of the eight data signals, and the frequency of one service area signal are associated with the amplitude detectors 206, 206,.

振幅検出部206は、音信号から、対応付けられた周波数成分を抽出し、当該周波数成分の振幅を検出する。つまり、各振幅検出部206によって、3つの制御信号と、8つのデータ信号と、1つのサービスエリア信号とが抽出され、それぞれの信号の振幅が検出される。   The amplitude detection unit 206 extracts the associated frequency component from the sound signal and detects the amplitude of the frequency component. That is, each amplitude detection unit 206 extracts three control signals, eight data signals, and one service area signal, and detects the amplitude of each signal.

各振幅検出部206,206,…によって検出された信号の振幅は、12個のビット判定部207,207,…のそれぞれに与えられる。振幅検出部206,206,…とビット判定部207,207,…とは1対1に対応しており、振幅検出部206によって検出された振幅は、対応するビット判定部207に与えられるようになっている。ビット判定部207は、与えられた振幅を所定の閾値と比較し、振幅が所定の閾値を超えるか(ビットが立っているか)、振幅が所定の閾値を超えないか(ビットが立っていないか)を判定するためのものである。ビット判定部207は、振幅が所定の閾値を超えている場合には“1”を出力し、振幅が所定の閾値を超えていない場合には“0”を出力する。   The amplitude of the signal detected by each amplitude detection unit 206, 206,... Is given to each of the 12 bit determination units 207, 207,. .. And the bit determination units 207, 207,... Have a one-to-one correspondence, and the amplitude detected by the amplitude detection unit 206 is given to the corresponding bit determination unit 207. It has become. The bit determination unit 207 compares the given amplitude with a predetermined threshold, and whether the amplitude exceeds the predetermined threshold (bit is set) or whether the amplitude does not exceed the predetermined threshold (whether the bit is not set) ). The bit determination unit 207 outputs “1” when the amplitude exceeds a predetermined threshold, and outputs “0” when the amplitude does not exceed the predetermined threshold.

各ビット判定部207,207,…の判定結果は、情報復元部208に与えられる。情報復元部208は、ビット判定部207,207,…の判定結果である“1”又は“0”のデータを受け付け、これらのデータを合成してデジタルデータを復元するためのものである。   The determination result of each bit determination unit 207, 207,... The information restoring unit 208 receives data “1” or “0”, which is the determination result of the bit determining units 207, 207,..., And combines these data to restore digital data.

情報復元部208により復元されたデジタルデータは、デコーダ209に与えられる。デコーダ209は、各制御信号のフラグの値を判別し、その受信データがパケットであるか否か、開始パケット又は終了パケットであるか、データパケットであるかを判定する。さらに開始終了フラグがオンの場合には、データ信号のデータから開始パケットであるか終了パケットであるかを判定し、送信される情報が歌詞であるか、タイトル又はURLであるかを判定する。   The digital data restored by the information restoration unit 208 is given to the decoder 209. The decoder 209 determines the value of the flag of each control signal, and determines whether the received data is a packet, a start packet, an end packet, or a data packet. Further, when the start / end flag is on, it is determined from the data of the data signal whether it is a start packet or an end packet, and it is determined whether the transmitted information is lyrics, a title, or a URL.

また、デコーダ209は、その受信データがデータパケットである場合には、所定のルールにしたがってデータ信号のデジタルデータをデコードする。つまり、デコーダ209はエンコーダ104に対応しており、与えられたデータ(エンコードされたデータ)からエンコード前の埋め込み情報を生成する。   When the received data is a data packet, the decoder 209 decodes the digital data of the data signal according to a predetermined rule. That is, the decoder 209 corresponds to the encoder 104, and generates embedded information before encoding from given data (encoded data).

さらに、デコーダ209は、サービスエリア周波数に対応するビット判定部207の出力データから、情報受信装置200がサービスエリア内に存在しているか否か、即ち、音信号に重畳された埋め込み情報を受信可能であるか否かを判別可能となっている。つまり、サービスエリア周波数に対応するビット判定部207の出力データが“1”の場合には、デコーダ209は埋め込み情報を受信可能であると判別し、サービスエリア周波数に対応するビット判定部207の出力データが“0”の場合には、デコーダ209は埋め込み情報を受信不能であると判別する。   Further, the decoder 209 can receive, from the output data of the bit determination unit 207 corresponding to the service area frequency, whether or not the information receiving device 200 exists in the service area, that is, the embedded information superimposed on the sound signal. It is possible to determine whether or not. That is, when the output data of the bit determination unit 207 corresponding to the service area frequency is “1”, the decoder 209 determines that the embedded information can be received, and the output of the bit determination unit 207 corresponding to the service area frequency. When the data is “0”, the decoder 209 determines that the embedded information cannot be received.

デコーダは、デコードされた情報、及び判別結果から画面を生成し、この画面を表示部210に出力させる。つまり、表示部210には、歌詞、タイトル、URL、埋め込み情報受信可否情報等が表示される。   The decoder generates a screen from the decoded information and the determination result, and causes the display unit 210 to output the screen. That is, the display unit 210 displays lyrics, titles, URLs, embedded information reception availability information, and the like.

次に、情報受信装置200のハードウェア構成について説明する。図10は、本実施の形態に係る情報受信装置200の構成を示すブロック図である。情報受信装置200は、スマートフォン、携帯電話機その他の携帯型情報端末、即ち、携帯型コンピュータ200aによって実現される。図10に示すように、携帯型情報端末200aは、プロセッサ221、記憶装置222、無線通信インタフェース223、入力デバイス224、マイクロフォン201、及び表示部210を備えている。プロセッサ221と、記憶装置222、無線通信インタフェース223、入力デバイス224、マイクロフォン201、及び表示部210とは、バス5によってデータ通信可能に接続されている。   Next, the hardware configuration of the information receiving apparatus 200 will be described. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of information receiving apparatus 200 according to the present embodiment. The information receiving apparatus 200 is realized by a smartphone, a mobile phone, or other portable information terminal, that is, a portable computer 200a. As illustrated in FIG. 10, the portable information terminal 200 a includes a processor 221, a storage device 222, a wireless communication interface 223, an input device 224, a microphone 201, and a display unit 210. The processor 221, the storage device 222, the wireless communication interface 223, the input device 224, the microphone 201, and the display unit 210 are connected via the bus 5 so that data communication is possible.

プロセッサ221は、CPUは、半導体メモリ、入出力インタフェース、及び画像出力インタフェースが一体化された集積回路である。かかるプロセッサ221は、上述したアンプ202、A/D変換器203、及びバッファ204の機能を有している。   The processor 221 is an integrated circuit in which a CPU is integrated with a semiconductor memory, an input / output interface, and an image output interface. The processor 221 has the functions of the amplifier 202, the A / D converter 203, and the buffer 204 described above.

記憶装置222は、不揮発性の記憶装置であるフラッシュメモリから構成されている。かかる外部記憶装置222には、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、CPU221に実行させるための種々のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータがインストールされている。情報受信プログラム225も、この外部記憶装置222にインストールされている。   The storage device 222 includes a flash memory that is a nonvolatile storage device. In the external storage device 222, various computer programs to be executed by the CPU 221 such as an operating system and application programs, and data used for executing the computer programs are installed. An information receiving program 225 is also installed in the external storage device 222.

なお、前記情報受信プログラム225は、電気通信回線(有線、無線を問わない)によって携帯型情報端末200aと通信可能に接続された外部の機器から前記電気通信回線を通じて提供される。例えば、前記情報受信プログラム225がインターネット上のサーバコンピュータの外部記憶装置内に格納されており、このサーバコンピュータに携帯型情報端末200aがアクセスして、当該コンピュータプログラムをダウンロードし、これを記憶装置222にインストールする。   Note that the information receiving program 225 is provided through the electric communication line from an external device that is communicably connected to the portable information terminal 200a via an electric communication line (whether wired or wireless). For example, the information receiving program 225 is stored in an external storage device of a server computer on the Internet, and the portable information terminal 200a accesses the server computer to download the computer program, which is stored in the storage device 222. To install.

かかる情報受信プログラム225をプロセッサ221が実行したときには、プロセッサ221が上述した高速フーリエ変換部205、振幅検出部206,206,…、ビット判定部207,207,…、情報復元部208、及びデコーダ209として機能する。   When the processor 221 executes the information receiving program 225, the processor 221 has the above-described fast Fourier transform unit 205, amplitude detection units 206, 206,..., Bit determination units 207, 207,. Function as.

記憶装置222には、例えば米アップル社が製造販売するiOS又は米グーグル社が製造販売するAndroid(登録商標) OS等のマルチタスクオペレーティングシステムがインストールされている。以下の説明においては、本実施の形態に係る情報受信プログラム225は当該オペレーティングシステム上で動作するものとしている。   In the storage device 222, for example, a multitask operating system such as an iOS manufactured and sold by Apple Inc. or an Android (registered trademark) OS manufactured and sold by Google Inc. is installed. In the following description, the information receiving program 225 according to the present embodiment is assumed to operate on the operating system.

表示部210は、LCDによって構成されており、プロセッサ221に接続されている。かかる表示部210は、プロセッサ221から与えられた映像信号にしたがって、画像(画面)を表示する。   The display unit 210 is configured by an LCD and is connected to the processor 221. The display unit 210 displays an image (screen) according to the video signal given from the processor 221.

入力デバイス224は、前記表示部210に付設されたタッチパネルにより構成されている。即ち、表示部210と入力デバイス224とでタッチパネルが構成されている。ユーザが当該入力デバイス224を使用することにより、携帯型情報端末200aにデータを入力することが可能である。   The input device 224 is configured by a touch panel attached to the display unit 210. In other words, the display unit 210 and the input device 224 constitute a touch panel. By using the input device 224, the user can input data to the portable information terminal 200a.

マイクロフォン210は、プロセッサ221に接続されている。かかるマイクロフォン210は、受け付けた音(音響)をプロセッサ221に与える。   The microphone 210 is connected to the processor 221. The microphone 210 gives the received sound (sound) to the processor 221.

無線通信インタフェース223は、IEEE802.11、W-CDMA等の無線通信規格によって無線通信を行うための通信インタフェースである。携帯型情報端末200aは、無線通信インタフェース223により、他の外部の装置との間でデータの送受信が可能である。   The wireless communication interface 223 is a communication interface for performing wireless communication according to a wireless communication standard such as IEEE802.11 or W-CDMA. The portable information terminal 200a can transmit and receive data to and from other external devices via the wireless communication interface 223.

[4.情報送信装置の動作]
次に、本実施の形態に係る音波情報通信システム1の動作について説明する。まず、情報送信装置100の動作について説明する。
[4. Operation of information transmitting apparatus]
Next, the operation of the sound wave information communication system 1 according to the present embodiment will be described. First, the operation of the information transmitting apparatus 100 will be described.

図11は、本実施の形態に係る情報送信装置100の動作手順を示すフローチャートである。情報送信装置100のユーザは、CPU131に情報送信プログラム139を実行させることにより、コンピュータ100aを情報送信装置100として機能させる。   FIG. 11 is a flowchart showing an operation procedure of information transmitting apparatus 100 according to the present embodiment. The user of the information transmission apparatus 100 causes the CPU 131 to execute the information transmission program 139, thereby causing the computer 100a to function as the information transmission apparatus 100.

情報送信プログラム139が起動されると、まずCPU131は、サービスエリア信号を生成する(ステップS101)。次にCPU131は、ユーザから情報送信の指示を受け付けたか否かを判別し(ステップS102)、情報送信指示を受け付けていない場合には(ステップS102においてNO)、モスキート帯域の音信号としてサービスエリア信号だけをスピーカ110に出力させる(ステップS103)。ステップS103の処理の後、CPU131はステップS101へ処理を戻す。これにより、音楽等の、人間によって聴取されることと目的とする信号が出力されていない場合でも、サービスエリア信号は継続的に送信されることとなり、ユーザ(情報受信側)は、サービスエリア内に存在しているか否かを把握することができる。   When the information transmission program 139 is activated, the CPU 131 first generates a service area signal (step S101). Next, the CPU 131 determines whether or not an information transmission instruction has been received from the user (step S102). If the information transmission instruction has not been received (NO in step S102), the service area signal is used as the mosquito band sound signal. Are output to the speaker 110 (step S103). After the process of step S103, the CPU 131 returns the process to step S101. As a result, the service area signal is continuously transmitted even when music or the like is listened to by humans and the target signal is not output, and the user (information receiving side) It is possible to grasp whether or not it exists.

ユーザは、入力デバイス123を操作することで、歌詞などの情報が送信される音楽等を指定して、情報送信を情報送信装置100に指示することが可能である。ステップS102において、かかる情報送信指示をCPU131が受け付けた場合には(ステップS102においてYES)、CPU131は、ハードディスク134の音源データ記憶部101から音源データを読み出す(ステップS104)。なお、ユーザからの情報送信要求の指示は行われる必要はなく、情報送信装置100側において、自律的に、情報送信を行ってもよい。   By operating the input device 123, the user can designate music or the like to which information such as lyrics is transmitted and instruct the information transmission apparatus 100 to transmit information. If the CPU 131 accepts such an information transmission instruction in step S102 (YES in step S102), the CPU 131 reads sound source data from the sound source data storage unit 101 of the hard disk 134 (step S104). Note that there is no need to issue an information transmission request instruction from the user, and information transmission may be performed autonomously on the information transmission apparatus 100 side.

次にCPU131は、音源データ(音信号データ)からモスキート帯域成分を除去する(ステップS105)。
また、CPU131は、ハードディスク134から埋め込み情報を読み出し(ステップS106)、当該埋め込み情報を所定のルールにしたがってデジタル信号にエンコードする(ステップS107)。
Next, the CPU 131 removes the mosquito band component from the sound source data (sound signal data) (step S105).
The CPU 131 reads out embedded information from the hard disk 134 (step S106), and encodes the embedded information into a digital signal according to a predetermined rule (step S107).

次にCPU131は、パケット送信の開始か否かを判定する(ステップS108)。つまり、まだパケット送信が開始されていない場合には、CPU131がパケット送信の開始であると判定し(ステップS108においてYES)、上述した開始パケットを生成する(ステップS109)。   Next, the CPU 131 determines whether or not to start packet transmission (step S108). That is, if packet transmission has not started yet, the CPU 131 determines that packet transmission has started (YES in step S108), and generates the above-described start packet (step S109).

ステップS108において、既にパケット送信が行われている場合には、CPU131がパケット送信の開始ではないと判定し(ステップS108においてNO)、処理がステップS110へ移る。ステップS110においては、CPU131がパケット送信の終了か否かを判定する(ステップS109)。つまり、パケットとして送信すべき情報がまだ残っている場合には、CPU131がパケット送信の終了ではないと判定し(ステップS110においてNO)、データパケットを生成する(ステップS114)。   If packet transmission has already been performed in step S108, the CPU 131 determines that packet transmission has not started (NO in step S108), and the process proceeds to step S110. In step S110, the CPU 131 determines whether or not the packet transmission is finished (step S109). That is, when information to be transmitted as a packet still remains, the CPU 131 determines that the packet transmission is not finished (NO in step S110), and generates a data packet (step S114).

ステップS109において、パケットとして送信すべき情報を全て送信してしまっている場合には、CPU131がパケット送信の終了であると判定し(ステップS110においてYES)、CPU131は、上述した終了パケットを生成する(ステップS115)。   If all the information to be transmitted as a packet has been transmitted in step S109, the CPU 131 determines that the packet transmission has ended (YES in step S110), and the CPU 131 generates the above-described end packet. (Step S115).

各パケットを生成するため、CPU131は、搬送波信号に対して振幅変調を施す。その際、ハードディスク134のスピーカ特性記憶部152に記憶されているスピーカ特性の情報に基づいて、スピーカ特性が補償された振幅が各搬送波信号において設定される。
次にCPU131は、Schroeder位相を搬送波信号に付与することで、搬送波信号に対して位相調整を施す。さらにCPU131は、搬送波信号に対して逆高速フーリエ変換を施す。
In order to generate each packet, the CPU 131 performs amplitude modulation on the carrier wave signal. At that time, based on the speaker characteristic information stored in the speaker characteristic storage unit 152 of the hard disk 134, the amplitude in which the speaker characteristic is compensated is set in each carrier wave signal.
Next, the CPU 131 performs phase adjustment on the carrier wave signal by adding the Schroeder phase to the carrier wave signal. Further, the CPU 131 performs inverse fast Fourier transform on the carrier wave signal.

上記のように、開始パケット、データパケット、及び終了パケットの何れかが生成されると、CPU131は、ステップS105においてモスキート帯域成分が除去された音信号データ、生成されたパケット、及びステップS101において生成されたサービスエリア信号を合成し(ステップS116)、合成された音信号をスピーカ110に出力させる(ステップS117)。これにより、モスキート帯域にパケットが付加された音信号が出力される。   As described above, when any of the start packet, the data packet, and the end packet is generated, the CPU 131 generates the sound signal data from which the mosquito band component has been removed in step S105, the generated packet, and the step S101. The synthesized service area signal is synthesized (step S116), and the synthesized sound signal is output to the speaker 110 (step S117). As a result, a sound signal with a packet added to the mosquito band is output.

1つのパケットを送信し終わると、CPU131は、前記パケットが含まれるフレームが終了したか否かを判別する(ステップS118)。ステップS118において、フレームが終了していない場合には(ステップS118においてNO)、CPU131は処理をステップS108へ戻し、次のパケットを生成する。他方、フレームが終了している場合には(ステップS118においてYES)、CPU131は、全てのフレームが終了したか否かを判別する(ステップS119)。ステップS119において、全てのフレームが終了していない場合には(ステップS119においてNO)、CPU131は、処理をステップS106へ戻す。他方、全てのフレームが終了している場合には(ステップS119においてYES)、CPU131は、処理を終了する。   When the transmission of one packet is completed, the CPU 131 determines whether or not the frame including the packet is completed (step S118). If the frame has not ended in step S118 (NO in step S118), CPU 131 returns the process to step S108, and generates the next packet. On the other hand, if the frame has ended (YES in step S118), CPU 131 determines whether or not all the frames have ended (step S119). If all the frames have not been completed in step S119 (NO in step S119), CPU 131 returns the process to step S106. On the other hand, if all frames have been completed (YES in step S119), CPU 131 ends the process.

[5.情報受信装置の動作]
次に、情報受信装置200の動作について説明する。
[5. Operation of information receiving apparatus]
Next, the operation of the information receiving apparatus 200 will be described.

図12は、本実施の形態に係る情報受信装置200の動作手順を示すフローチャートである。情報受信装置200のユーザは、プロセッサ221に情報受信プログラム225を実行させることにより、携帯型情報端末200aを情報受信装置200として機能させる。   FIG. 12 is a flowchart showing an operation procedure of information receiving apparatus 200 according to the present embodiment. The user of the information receiving apparatus 200 causes the processor 221 to execute the information receiving program 225, thereby causing the portable information terminal 200a to function as the information receiving apparatus 200.

情報受信プログラム225が起動されると、まずプロセッサ221は、マイクロフォン201によって受け付けた音信号データをプロセッサ221の内部メモリ内に設けられたバッファ204に蓄積(バッファリング)する(ステップS201)。次にプロセッサ221は、蓄積された音信号データに対して高速フーリエ変換を施し、音信号データを周波数領域表現に変換する(ステップS202)。   When the information reception program 225 is activated, the processor 221 first accumulates (buffers) the sound signal data received by the microphone 201 in the buffer 204 provided in the internal memory of the processor 221 (step S201). Next, the processor 221 performs fast Fourier transform on the accumulated sound signal data to convert the sound signal data into a frequency domain representation (step S202).

プロセッサ221は、変数iに初期値である“1”を代入し(ステップS203)、複数の搬送波信号のうち、i番目の搬送波信号の周波数における振幅を検出する(ステップS204)。さらにCPU221は、検出した振幅と所定の閾値とを比較して、ビットが立っているか否かを判定する(ステップS205)。このとき、ビットが立っている場合の判定結果は“1“とされ、ビットが立っていない場合の判定結果は“0”とされる。   The processor 221 substitutes the initial value “1” for the variable i (step S203), and detects the amplitude at the frequency of the i-th carrier signal among the plurality of carrier signals (step S204). Further, the CPU 221 compares the detected amplitude with a predetermined threshold value and determines whether or not a bit is set (step S205). At this time, the determination result when the bit is set is “1”, and the determination result when the bit is not set is “0”.

プロセッサ221は、変数iの値が12(全ての搬送波信号の数)であるか否かを判別し(ステップS206)、変数iの値が12ではない場合(ステップS206においてNO)、変数iの値を1つインクリメントし(ステップS207)、ステップS204へ処理を戻す。他方、ステップS206において変数iの値が12である場合には(ステップS206においてYES)、プロセッサ221は、上記のようにして得た12個のビット判定結果のデータを記憶装置222に記憶させる(ステップS208)。   The processor 221 determines whether or not the value of the variable i is 12 (the number of all carrier signals) (step S206). If the value of the variable i is not 12 (NO in step S206), the processor 221 The value is incremented by 1 (step S207), and the process returns to step S204. On the other hand, when the value of the variable i is 12 in step S206 (YES in step S206), the processor 221 stores the 12 bit determination result data obtained as described above in the storage device 222 ( Step S208).

次に、プロセッサ221は、受信データのフレームが終了したか否かを判別する(ステップS209)。フレームが終了していない場合には(ステップS209においてNO)、プロセッサ221は処理をステップS201へ戻し、フレームが終了している場合には(ステップS209においてYES)、プロセッサ221は記憶装置222に記憶されたビット判定結果のデータを合成し、情報を復元する(ステップS210)。   Next, the processor 221 determines whether or not the frame of received data has ended (step S209). If the frame has not ended (NO in step S209), the processor 221 returns the process to step S201, and if the frame has ended (YES in step S209), the processor 221 stores it in the storage device 222. The obtained bit determination result data is synthesized to restore information (step S210).

なお、サービスエリア信号のみがスピーカ110から出力されている場合には、マイクロフォンによってサービスエリア信号が捕捉される。この場合にも、ステップS201〜S210の処理は実行される。   When only the service area signal is output from the speaker 110, the service area signal is captured by the microphone. Also in this case, the processing of steps S201 to S210 is executed.

次にプロセッサ221は、復元された情報にサービスエリア信号が含まれているか否かを判別する(ステップS211)。復元された情報にサービスエリア信号が含まれている場合には(ステップS211においてYES)、プロセッサ221はサービスエリア表示をオンにする(ステップS212)。この結果、音信号が出力され、この音信号にサービスエリア信号が重畳されている場合にも、また、音信号が出力されておらず、サービスエリア信号のみがスピーカ110から出力されている場合にも、サービスエリア表示がオンとされる。
つまり、サービスエリア信号は、サービスエリア信号以外の情報の有無にかかわらず送信されているため、サービスエリア信号以外の情報が送信されていないときであっても、サービスエリア表示がオンになっていれば、ユーザは、情報を受信可能なサービスエリアに存在していることを把握できる。
Next, the processor 221 determines whether or not a service area signal is included in the restored information (step S211). When the service area signal is included in the restored information (YES in step S211), processor 221 turns on the service area display (step S212). As a result, when the sound signal is output and the service area signal is superimposed on the sound signal, the sound signal is not output and only the service area signal is output from the speaker 110. Also, the service area display is turned on.
In other words, since the service area signal is transmitted regardless of the presence or absence of information other than the service area signal, the service area display may be turned on even when information other than the service area signal is not transmitted. Thus, the user can grasp that the user is present in the service area where information can be received.

他方、復元された情報にサービスエリア信号が含まれていない場合には(ステップS211においてNO)、プロセッサ221は、サービスエリア表示をオフにする(ステップS213)。例えば、音は出力されているがサービスエリア信号が重畳されていない場合、サービスエリア信号以外の音は出力されており、サービスエリア信号が重畳されているが、スピーカ110の出力レベルが小さく、若しくは、スピーカ110から情報受信装置200までの距離が遠く、サービスエリア信号のビット判定においてビットが立っていると判定されなかった場合、又は、サービスエリア以外の信号もサービスエリア信号も出力されていない場合には、サービスエリア表示がオフとされる。   On the other hand, when the restored information does not include a service area signal (NO in step S211), processor 221 turns off the service area display (step S213). For example, when sound is output but the service area signal is not superimposed, sound other than the service area signal is output and the service area signal is superimposed, but the output level of the speaker 110 is low, or When the distance from the speaker 110 to the information receiving apparatus 200 is long and it is not determined that the bit is set in the bit determination of the service area signal, or when the signal other than the service area and the service area signal are not output In this case, the service area display is turned off.

ここで、サービスエリア表示について説明する。情報受信装置200の表示画面には、サービスエリア表示の領域が設けられている。このサービスエリア表示の領域には、例えばアンテナの形状を図案化した2種類のマークが表示可能とされている。復元された情報にサービスエリア信号が含まれている場合には、サービスエリア内に情報受信装置200があること(つまり、情報受信装置200が埋め込み情報を受信可能な状態にあること)を示すマークが前記領域に表示されるようになっている。つまり、このマークが表示されている状態が、サービスエリア表示がオンとされた状態である。他方、復元された情報にサービスエリア信号が含まれていない場合には、サービスエリア内に情報受信装置200がないこと(つまり、情報受信装置200が埋め込み情報を受信可能な状態にないこと)を示すマークが前記領域に表示されるようになっている。つまり、このマークが表示されている状態が、サービスエリア表示がオフとされた状態である。   Here, the service area display will be described. A service area display area is provided on the display screen of the information receiving apparatus 200. In this service area display area, for example, two types of marks in which the shape of the antenna is designed can be displayed. When the restored information includes a service area signal, a mark indicating that the information receiving apparatus 200 is present in the service area (that is, the information receiving apparatus 200 is in a state in which embedded information can be received) Is displayed in the area. That is, a state where this mark is displayed is a state where the service area display is turned on. On the other hand, if the service area signal is not included in the restored information, it means that there is no information receiving apparatus 200 in the service area (that is, the information receiving apparatus 200 is not in a state where it can receive embedded information). A mark to be displayed is displayed in the area. That is, the state where this mark is displayed is the state where the service area display is turned off.

次にプロセッサ221は、復元された情報(デジタル信号)を所定のルールにしたがってデコードし、当該デジタル信号がエンコードされる前の埋め込み情報を生成する(ステップS214)。さらにプロセッサ221は、デコードされた情報を表示部210に表示させる(ステップS215)。これにより、情報受信装置200の表示部210には、情報送信装置100から送信された情報(再生中の音楽のタイトル、再生中の音楽に関連するウェブサイトのURL、再生中の音楽のアーティスト名、再生中の音楽の歌詞等)が表示されることとなる。ステップS215の処理が終わると、プロセッサ221は、処理をステップS201へ戻す。   Next, the processor 221 decodes the restored information (digital signal) according to a predetermined rule, and generates embedded information before the digital signal is encoded (step S214). Further, the processor 221 displays the decoded information on the display unit 210 (step S215). Thereby, the display unit 210 of the information receiving apparatus 200 displays information transmitted from the information transmitting apparatus 100 (the title of the music being played, the URL of the website related to the music being played, the artist name of the music being played) , The lyrics of the music being played, etc.) will be displayed. When the process of step S215 ends, the processor 221 returns the process to step S201.

以上の如き構成とすることにより、振幅変調により搬送波信号に情報を乗せるので、雑音の影響を受けにくい。また、モスキート帯域の音は人間に聴取されにくく、音響の音質劣化を抑制することが可能である。また、スピーカ110は広く市販されている可聴帯域の音を出力可能なものであればよく、製造コストを抑制することができる。   With the above configuration, information is put on the carrier wave signal by amplitude modulation, so that it is not easily affected by noise. Further, the sound in the mosquito band is not easily heard by humans, and deterioration of sound quality can be suppressed. Moreover, the speaker 110 should just be what can output the sound of the audible band widely marketed, and can suppress manufacturing cost.

また、本実施の形態に係る音波情報通信システムにあっては、搬送波信号の振幅の最大値と最小値との差を小さくするように搬送波信号の位相を調整する。音を出力する場合、音全体のパワーを一定のレベル以下にする必要があり、モスキート帯域以外の可聴帯域の他の音と共に搬送波信号が出力される場合、搬送波信号の振幅の最大値と最小値との差が大きければ、最大値のときに音全体のパワーが飽和しないように、他の音の振幅を抑制する必要がある。このため、上記構成とすることで、前記他の音の振幅を大きくすることができる。また、本実施の形態では、Schroeder位相を用いて搬送波信号の位相調整を行っているので、波形における振幅の最大値と最小値との差を最小化することが可能である。   In the sound wave information communication system according to the present embodiment, the phase of the carrier wave signal is adjusted so as to reduce the difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude of the carrier wave signal. When outputting sound, the power of the entire sound must be below a certain level, and when the carrier signal is output together with other sounds in the audible band other than the mosquito band, the maximum and minimum amplitudes of the carrier signal If the difference is large, it is necessary to suppress the amplitude of other sounds so that the power of the entire sound is not saturated at the maximum value. For this reason, by setting it as the said structure, the amplitude of said other sound can be enlarged. Further, in this embodiment, since the carrier signal phase is adjusted using the Schroeder phase, it is possible to minimize the difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude in the waveform.

また、本実施の形態に係る音波情報通信システムにあっては、スピーカ110の周波数特性を補償することができ、モスキート帯域における出力レベルが他の周波数帯域よりも小さいスピーカであっても、搬送波信号を高い出力レベルで出力することが可能となる。   In the sound wave information communication system according to the present embodiment, the frequency characteristics of the speaker 110 can be compensated, and even if the output level in the mosquito band is smaller than that in other frequency bands, the carrier signal Can be output at a high output level.

また、搬送波信号とは別にサービスエリア信号を送信するので、このサービスエリア信号を情報受信装置200によって受信した場合には、情報受信装置200は前記情報送信装置により送信された埋め込み情報を受信可能であると判断することができる。このため、情報受信装置200側で埋め込み情報が受信可能か否かを容易に判断することができるので、利便性が向上する。   Further, since the service area signal is transmitted separately from the carrier wave signal, when the service area signal is received by the information receiving apparatus 200, the information receiving apparatus 200 can receive the embedded information transmitted by the information transmitting apparatus. It can be judged that there is. For this reason, since it is possible to easily determine whether or not the embedded information can be received on the information receiving apparatus 200 side, convenience is improved.

[6.その他の実施の形態]
上述した実施の形態においては、音楽等の音のモスキート帯域に、埋め込み情報を重畳して音波として送信する構成について述べたが、これに限定されるものではない。音に埋め込み情報を重畳するのではなく、埋め込み情報のみをモスキート帯域の搬送波信号に乗せて音波として送信する構成としてもよい。この場合、聴者にとっては無音と感じられるが、情報受信装置によって埋め込み情報を受信することが可能である。
[6. Other Embodiments]
In the embodiment described above, the configuration in which the embedded information is superimposed on the mosquito band of the sound such as music and transmitted as a sound wave has been described, but the present invention is not limited to this. Instead of superimposing the embedded information on the sound, only the embedded information may be transmitted as a sound wave on the carrier signal in the mosquito band. In this case, the listener feels silence, but the information receiving device can receive the embedded information.

また、上述した実施の形態においては、制御信号3ビット、データ信号8ビットの合計11ビットの情報を含むパケットを生成し、これを送信する構成について述べたが、これに限定されるものではない。例えば、データ信号の16ビットとする等、他のビット数の情報でパケットを生成する構成としてもよい。また、1つの搬送波信号で、1ビットの情報を表す構成としたが、これに限定されるものではない。1つの搬送波信号の振幅を多段階に調節することで、複数ビットの情報を表す構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the packet including information of a total of 11 bits including the control signal 3 bits and the data signal 8 bits is generated and transmitted. However, the present invention is not limited to this. . For example, the packet may be generated with information of other number of bits such as 16 bits of the data signal. In addition, although one carrier wave signal represents 1-bit information, the present invention is not limited to this. A configuration may be adopted in which information of a plurality of bits is represented by adjusting the amplitude of one carrier signal in multiple stages.

また、上述した実施の形態においては、搬送波信号にSchroeder位相を与えることで位相調整を行う構成について述べたが、これに限定されるものではない。例えば、搬送波信号にランダム位相を与える等、他の方法により搬送波信号の位相調整を行う構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the phase adjustment is performed by giving the Schroeder phase to the carrier wave signal is described, but the present invention is not limited to this. For example, the phase of the carrier signal may be adjusted by another method, such as giving a random phase to the carrier signal.

また、上述した実施形態においては、コンピュータにより情報送信装置100を実現する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、ASIC、FPGA等により情報送信プログラム139と同様の処理を実行可能なハードウェアを構成し、これを組み込んだ情報送信装置を構成してもよい。また、1つのコンピュータにより情報送信装置100を構成するのではなく、情報送信プログラム139を複数のコンピュータにより分散処理で実行させて、複数のコンピュータからなる分散システムとしてもよい。   In the above-described embodiment, the information transmission apparatus 100 is realized by a computer. However, the present invention is not limited to this. For example, hardware capable of executing the same processing as the information transmission program 139 may be configured by an ASIC, FPGA, or the like, and an information transmission apparatus incorporating this may be configured. In addition, instead of configuring the information transmission apparatus 100 by one computer, the information transmission program 139 may be executed by distributed processing by a plurality of computers to form a distributed system including a plurality of computers.

また、上述した実施形態においては、携帯型情報端末により情報受信装置200を実現する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、ASIC、FPGA等により情報受信プログラム225と同様の処理を実行可能なハードウェアを構成し、これを組み込んだ情報受信装置を構成してもよい。   In the above-described embodiment, the information receiving apparatus 200 is realized by the portable information terminal. However, the present invention is not limited to this. For example, hardware capable of executing processing similar to that of the information reception program 225 may be configured by an ASIC, FPGA, or the like, and an information reception device incorporating the same may be configured.

1 音波情報通信システム
100 情報送信装置
104 エンコーダ
105 信号処理部
106 サービスエリア信号生成部
107 合成部
110 スピーカ(可聴音出力部)
131 CPU
134 ハードディスク
139 情報送信プログラム
151 振幅設定部
152 スピーカ特性記憶部
153 位相調整部
154 逆高速フーリエ変換部
200 情報受信装置
201 マイクロフォン(可聴音入力部)
205 高速フーリエ変換部
206 振幅検出部
207 ビット判定部
208 情報復元部
209 デコーダ
210 表示部
221 プロセッサ
222 外部記憶装置
225 情報受信プログラム(信号解析部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sound wave information communication system 100 Information transmitter 104 Encoder 105 Signal processing part 106 Service area signal generation part 107 Synthesis | combination part 110 Speaker (audible sound output part)
131 CPU
134 Hard disk 139 Information transmission program 151 Amplitude setting unit 152 Speaker characteristic storage unit 153 Phase adjustment unit 154 Inverse fast Fourier transform unit 200 Information reception device 201 Microphone (audible sound input unit)
205 Fast Fourier Transform Unit 206 Amplitude Detection Unit 207 Bit Determination Unit 208 Information Restoration Unit 209 Decoder 210 Display Unit 221 Processor 222 External Storage Device 225 Information Reception Program (Signal Analysis Unit)

Claims (13)

人間の可聴帯域に含まれるが聴取が困難な周波数帯域である特定帯域の搬送波信号に、送信すべき情報に基づいて振幅変調を施す信号処理部と、
人間の可聴帯域の音を出力可能な可聴音出力部と、
を備え、
前記可聴音出力部は、前記信号処理部により振幅変調が施された搬送波信号を前記特定帯域の音として出力することで、前記情報を送信する
情報送信装置。
A signal processing unit that modulates amplitude based on information to be transmitted on a carrier signal in a specific band that is included in a human audible band but is difficult to listen;
An audible sound output unit capable of outputting sounds in the human audible band;
With
The audible sound output unit transmits the information by outputting a carrier wave signal amplitude-modulated by the signal processing unit as a sound of the specific band.
人間によって聴取されるための音信号に、振幅変調が施された前記搬送波信号を合成する合成部を更に備え、
前記可聴音出力部は、人間によって聴取されるための音信号に、振幅変調が施された前記搬送波信号を合成した信号を出力する
請求項1記載の情報送信装置。
A synthesis unit that synthesizes the carrier wave signal subjected to amplitude modulation to a sound signal to be heard by a human;
The information transmitting device according to claim 1, wherein the audible sound output unit outputs a signal obtained by synthesizing the carrier wave signal subjected to amplitude modulation to a sound signal to be heard by a human.
人間によって聴取されるための前記音信号における前記特定帯域内の信号成分を減衰させるフィルタを更に備え、
前記合成部は、前記フィルタによって前記特定帯域内の信号成分が減衰した前記音信号に、振幅変調が施された前記搬送波信号を合成する
請求項2記載の情報送信装置。
A filter for attenuating signal components within the specific band in the sound signal to be heard by a human;
The information transmitting apparatus according to claim 2, wherein the synthesizing unit synthesizes the carrier wave signal subjected to amplitude modulation to the sound signal in which a signal component in the specific band is attenuated by the filter.
前記信号処理部は、振幅変調が施された搬送波信号の振幅の最大値と最小値との差が小さくなるように、振幅変調が施された前記搬送波信号の位相を調整する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の情報送信装置。
The signal processing unit adjusts the phase of the carrier wave signal subjected to amplitude modulation so that a difference between the maximum value and the minimum value of the amplitude of the carrier wave signal subjected to amplitude modulation is reduced. The information transmission device according to any one of the above.
前記信号処理部は、前記搬送波信号x(t)の位相を、式(1)〜(3)にしたがって調整するように構成されている、
請求項4に記載の情報送信装置。

但し、Nは正の整数を示し、s(n)は搬送波信号の振幅を示し、θ(n)は搬送波信号の位相を示し、fcは、搬送波信号の基本周波数を示す。
The signal processing unit is configured to adjust the phase of the carrier signal x (t) according to the equations (1) to (3).
The information transmission device according to claim 4.

Here, N represents a positive integer, s (n) represents the amplitude of the carrier signal, θ (n) represents the phase of the carrier signal, and fc represents the fundamental frequency of the carrier signal.
前記信号処理部は、前記可聴音出力部の音圧周波数特性が示す音圧レベルが周波数によって相違するのを補償しつつ搬送波信号に振幅変調を施すように構成されている
請求項1〜5のいずれか1項に記載の情報送信装置。
The signal processing unit is configured to perform amplitude modulation on a carrier wave signal while compensating for a difference in sound pressure level indicated by a sound pressure frequency characteristic of the audible sound output unit depending on the frequency. The information transmission device according to any one of the above.
情報を受信可能な範囲に存在しているか否かを情報の受信側が識別するための識別信号を生成する識別信号生成部を更に備え、
前記識別信号は、前記特定帯域内の信号であり、
前記識別信号生成部は、前記識別信号を、前記識別信号以外の送信すべき情報の有無にかかわらず生成する
請求項1〜6のいずれか1項に記載の情報送信装置。
An identification signal generator for generating an identification signal for identifying whether or not the information is present in a range in which the information can be received;
The identification signal is a signal within the specific band,
The information transmission apparatus according to claim 1, wherein the identification signal generation unit generates the identification signal regardless of whether there is information to be transmitted other than the identification signal.
前記信号処理部は、送信すべき情報を前記特定帯域の複数の周波数に割り当て、各周波数の搬送波信号それぞれを、割り当てられた情報に基づいて振幅変調するように構成されている、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の情報送信装置。
The signal processing unit is configured to assign information to be transmitted to a plurality of frequencies of the specific band, and to modulate each of the carrier signals of each frequency based on the assigned information.
The information transmission device according to any one of claims 1 to 7.
人間の可聴帯域の音を出力可能な可聴音出力部を備えるコンピュータに、
人間の可聴帯域に含まれるが聴取が困難な周波数帯域である特定帯域の搬送波信号に、送信すべき情報に基づいて振幅変調を施すステップと、
前記信号処理部により振幅変調が施された搬送波信号を、前記可聴音出力部から前記特定帯域の音として出力させることで、前記情報を送信するステップと、
を実行させるための情報送信プログラム。
In a computer equipped with an audible sound output unit capable of outputting sounds in the human audible band,
Performing amplitude modulation on a carrier signal in a specific band, which is a frequency band included in the human audible band but difficult to hear, based on information to be transmitted;
Transmitting the information by causing the carrier wave signal amplitude-modulated by the signal processing unit to be output as the sound of the specific band from the audible sound output unit;
Information transmission program to execute.
人間の可聴帯域の音を入力可能な可聴音入力部と、
前記可聴音入力部によって受け付けられた音から、人間の可聴帯域に含まれるが聴取が困難な周波数帯域である特定帯域の周波数成分の振幅を抽出し、抽出された振幅に基づいて、情報を復元する信号解析部と、
を備える、
情報受信装置。
An audible sound input unit capable of inputting sounds in the human audible band;
From the sound received by the audible sound input unit, the amplitude of a frequency component in a specific band that is included in the human audible band but is difficult to hear is extracted, and information is restored based on the extracted amplitude. A signal analyzer to
Comprising
Information receiving device.
前記信号解析部は、可聴音入力部によって受け付けられた音の前記特定帯域に、情報を受信可能な範囲に存在しているか否かを情報の受信側が識別するための識別信号が含まれているか否かを判定するよう構成され、
前記信号解析部により前記識別信号が含まれていると判定された場合に、情報を受信可能な範囲に存在していることを示す受信可能情報を表示し、前記信号解析部により前記受信可否識別信号が含まれていないと判定された場合に、前記受信可能情報を表示しない表示部をさらに備える、
請求項10記載の情報受信装置。
Whether the signal analysis unit includes an identification signal for identifying whether the information receiving side is within a range where information can be received in the specific band of the sound received by the audible sound input unit Configured to determine whether or not
When it is determined by the signal analysis unit that the identification signal is included, receivable information indicating that the information exists in a receivable range is displayed, and the signal analysis unit identifies the reception availability When it is determined that no signal is included, the display unit further includes a display unit that does not display the receivable information.
The information receiving apparatus according to claim 10.
人間の可聴帯域の音を入力可能な可聴音入力部を備えるコンピュータに、
前記可聴音入力部によって受け付けられた音から、人間の可聴帯域に含まれるが聴取が困難な周波数帯域である特定帯域の周波数成分の振幅を抽出するステップと、
抽出された振幅に基づいて、情報を復元するステップと、
を実行させるための情報受信プログラム。
In a computer equipped with an audible sound input unit capable of inputting sounds in the human audible band,
Extracting, from the sound received by the audible sound input unit, the amplitude of a frequency component of a specific band that is a frequency band that is included in a human audible band but difficult to hear;
Recovering information based on the extracted amplitude;
Information receiving program for executing
人間の可聴帯域に含まれるが聴取が困難な周波数帯域である特定帯域の搬送波信号に、送信すべき情報に基づいて振幅変調を施すステップと、
前記振幅変調が施された搬送波信号を、人間の可聴帯域の音を出力可能な可聴音出力部から出力することで、前記情報を送信するステップと、
人間の可聴帯域の音を受け付けるステップと、
受け付けた音から、前記特定帯域の周波数成分である前記搬送波信号の振幅を抽出するステップと、
抽出された振幅に基づいて、情報を復元するステップと、
を有する、
情報通信方法。
Performing amplitude modulation on a carrier signal in a specific band, which is a frequency band included in the human audible band but difficult to hear, based on information to be transmitted;
Transmitting the information by outputting the amplitude-modulated carrier wave signal from an audible sound output unit capable of outputting sound in a human audible band; and
Receiving a sound in the human audible band;
Extracting the amplitude of the carrier signal that is a frequency component of the specific band from the received sound;
Recovering information based on the extracted amplitude;
Having
Information communication method.
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