異なる楽器の二重奏を対象とした非負値行列因子分解を用いた音楽電子透かし法の検討

摘要

音楽を対象とした電子透かし法では，ホスト信号と比較してステゴ信号の音質が劣化しないことが求められている．この要件に対して，本稿ではホスト信号とステゴ信号との間に差異があった場合でも，ステゴ信号が音楽として成立していれば楽曲としての音質が劣化していないと定義する．このような定義に基づき，非負値行列因子分解（NMF）を利用して透かしを埋め込む手法を提案する．NMFを用いることで，ホスト信号の振幅スペクトログラムを，頻出するスペクトルパターンをモデル化したスペクトル基底行列と，それらの基底の時間的な強度変化をモデル化したアクティベーション行列との積に近似的に分解できる．本稿では，異なる楽器の二重奏を対象としてNMFにより楽器音ごとに各音のアクティベーションを分離する．これにより，同時刻に異なる楽器が演奏されている場合であっても特定の楽器音に対して透かしを埋め込むことが可能になる．NMFで得られたアクティベーション行列から音を推定し，推定された音を根音とみなして根音と属音のアクティベーション値の偶奇の関係によって1ビットの透かしを埋め込む．また，攻撃に対する耐性評価および客観的音質評価を行ない，本手法の有効性を確認する．