(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予測的符号化ＤＣ係数と呼ばれる予測符号化により符号化されたイントラブロックの少なくとも１つのＤＣ係数を含む画像のシーケンスを表す係数のセットの符号化からもたらされる２進ストリームに透かし入れする方法であって、
ａ）前記２進ストリームにおいて、前記予測的符号化ＤＣ係数を表す第１の２進ワードを識別する工程と、
ｂ）少なくとも１つの透かし入れビットに基づき、前記予測的符号化ＤＣ係数から修正済みＤＣ係数を演算する工程と、
ｃ）前記修正済みＤＣ係数を第２の２進ワードに符号化する工程と、
ｄ）前記２進ストリームにおいて、前記第１の２進ワードを前記第２の２進ワードで置き換える工程と、を含み、
前記ステップａ）からｄ）は、量子化精度の値が第１の所定の閾値より大きい画像にのみ適用される、前記方法。
【請求項２】
前記２進ストリームはＭＰＥＧ２進ストリームであり、前記量子化精度の値はｉｎｔｒａ＿ｄｃ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップａ）からｄ）は、時間的な可視性の基準の値が第２の閾値より低い画像にのみ適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記時間的な可視性の基準は、
【数１】
0005638239.tif 000014
であり、ここで
ｔは前記イントラブロックが属する画像の時間的な近傍における画像のインデックスであり、
ｔIは前記画像のインデックスであり、
Ｖi（ｔ，ｂ）はインデックスｔの画像におけるブロックｂのｉ番目の動きベクトルである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップａ）からｄ）は、空間的な可視性の基準の値が第３の閾値より低い画像にのみ適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップａ）からｄ）は、１／Ｎが第４の閾値より低い画像にのみ適用され、ここでＮは前記イントラブロックが属する画像における色の数である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記修正済みＤＣ係数は、前記予測的符号化ＤＣ係数と、前記少なくとも１つの透かし入れビットから導出されたマーク付け値との和として演算される、請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオ透かし入れ方法に関する。本発明の分野は、圧縮ビデオストリームの透かし入れである。
【背景技術】
【０００２】
ビデオは、実用において、圧縮されたフォーマット（ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４−Ｈ２６４、ｄｉｖＸ、ＶＣ１、ＤＶ２５など）において操作され、記憶され、かつ、交換されることが非常に多く、これは、伝送ビットレート、記憶スペースのサイズ、または、処理時間を低減することを可能にしている。これらのビデオに透かしを入れることがしばしば所望されている。例えば、ＶｏＤ（ビデオオンデマンド）の実用例に対して、（海賊版の場合に、罪のある受領者が見出され得るように）各受領者に対する一意の識別子（指紋）を備えて送られるストリームのそれぞれに透かしを入れることが所望されている。この実用例において、ビデオは圧縮されたフォーマット（例えば、ＭＰＥＧ２またはＨ２６４）で記憶され、かつ、送られている。透かしは、ファイルを要求したユーザによりそのファイルがダウンロードされる直前に挿入される。したがって、ビデオの画素の形態においてビデオに透かしを入れることは効果的ではない。すなわち、ビデオは解凍され、透かしを入れられ、かつ、再圧縮される必要がある。演算時間における過剰な付帯部分を別にして、ビデオを解凍／再圧縮する行為は、ビデオの視覚的品質に悪影響を及ぼし、挿入されている透かしを弱める。
【０００３】
不可視性、堅牢さ、および、埋め込まれる能力に対する普遍的な要求に加えて、ストリーム透かしシステムは、主に、書き込みが迅速であること、および、ビデオストリームのサイズを増大させないこと、ならびに、元のストリームと厳密に同一であるサイズのストリームを生成することも必要としている。この最後の要件は満たすことが困難である。なぜなら、画像データ自体へのいかなる変更もビデオストリームに対する非常に大きな変更をもたらし得、したがって、場合によっては、ビデオストリームのサイズも修正するからである。一般に、ストリームに透かしを入れる行為は、ストリームのサイズを増大させ、このことは、ネットワーク内のビットレートが制限されている時に問題を引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、迅速であり、かつ、サイズが元のストリームのサイズに近いストリームを生成するストリームのマーク付けシステムを提案することにより、これらの短所の少なくとも１つを克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、本発明は、予測的符号化係数と呼ばれる予測符号化により符号化された少なくとも１つの係数を含む係数のセットの符号化からもたらされる２進ストリームに透かしを入れる方法に関する。この方法は、以下の工程を含む。
【０００６】
ａ）２進ストリームにおいて、予測的符号化係数を表す第１の２進ワードを識別する工程、
ｂ）修正された係数を、少なくとも１つの透かし入れビットに基づき予測的符号化係数から演算する工程と、
ｃ）修正された係数を、第２の２進ワードに符号化する工程と、
ｄ）２進ストリームにおいて、第１の２進ワードを第２の２進ワードで置き換える工程。
【０００７】
有利なことに、予測的符号化係数を修正することにより、透かし入れ方法はより堅牢にされる一方、透かしが入れられたストリームのサイズは、元のストリームのサイズに近く保たれる。
【０００８】
特定の態様によれば、係数は離散余弦変換係数であり、予測的符号化係数はゼロ周波数のものである。
【０００９】
本発明の一態様によれば、修正された係数は、予測的符号化係数と、少なくとも１つの透かし入れビットから導出されたマーク付け値の合計として演算される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、係数のセットは、少なくとも２つの予測的符号化係数、第１の係数、および、第２の係数を含む。
【００１１】
本発明の一態様によれば、この方法は、識別する工程ａ）の前に、少なくとも２つの係数のうちから１つの係数を選択するための工程をさらに含み、工程ａ）からｄ）は選択された係数に対して適用される。
【００１２】
本発明の１つの特徴によれば、選択された係数は透かし入れキーに従って選択される。
【００１３】
本発明の他の特徴によれば、選択された係数は所定の可視性基準に従って選択される。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、工程ａ）からｄ）は第１の係数に適用され、この方法は、第２の係数に適用される以下の工程をさらに含む。
【００１５】
・２進ストリームにおいて、第２の係数を表す第３の２進ワードを識別する工程と、
・第２の係数からマーク付け値を差し引くことにより第２の修正済み係数を演算する工程と、
・第２の修正済み係数を第４の２進ワードに符号化する工程と、
・２進ストリームにおいて、第３の２進ワードを第３の２進ワードで置き換える工程。
【００１６】
本発明は、少なくとも１つの予測的符号化係数を含む係数のセットの符号化からもたらされる２進ストリームを記憶するための記憶ユニットにも関し、記憶ユニットはマーク付けマップをさらに含み、このマップは、各予測的符号化係数について、予測的符号化係数を表すオリジナル２進ワードと呼ばれる２進ワードの位置を示す２進ストリームの開始点に関したオフセット値、および、このオフセット値に関連して、オリジナル２進ワードの代わりに挿入される修正済み２進ワードを示す。
【００１７】
一態様によれば、修正済み単語は修正済み係数を符号化することにより生成され、これ自体は、透かし入れビットに基づき予測的符号化係数から演算される。
【００１８】
本発明は、全体的に非制限的な有利な例示的実施形態、および、実施の形態の手段によりより良好に理解され、かつ、示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本明細書の説明は、ＭＰＥＧ２フォーマットの特定の場合に基づいている。この好ましい実施形態によれば、透かしを挿入するために、ストリームの特定のパラメータおよび係数は他の値で置き換えられる。透かしの堅牢性を確実にするために、ＤＣ係数が有利に修正可能である。
【００２０】
ＭＰＥＧ２に従った差分符号化を使用して符号化されているＤＣ係数を使用して説明されている本発明は、予測符号化を使用して符号化された他のタイプの係数に適用することができる。
【００２１】
ＭＰＥＧ２においては３つのタイプの符号化画像がある。すなわち、Ｉ（内部）画像、Ｐ（予測された）画像、および、Ｂ（双方向）画像である。内部画像は独立して符号化されているのに対して、ＰおよびＢの画像は１つまたは２つの参照画像に基づく時間的予測により符号化されている。Ｐ画像のための参照画像（一意）は、予測内部画像でなければならない。Ｂ画像のためには、参照画像が先行するか、または、次の内部または予測された画像となる。異なったタイプの画像がＧＯＰ（ピクチャのグループ）内に組み合わされ、各ＧＯＰは少なくとも１つの内部画像を含んでいる。
【００２２】
各画像は１６×１６サイズのマクロブロックに分割される。続いて、各マクロブロックは８×８サイズの４つのブロックに下位分割される。各マクロブロックは、Ｉ、Ｐ、または、Ｂのタイプのものであり得る。１つのＩ画像は１つのブロックのみを含むのに対して、ＰまたはＢ画像はＩタイプのブロックを含むことが可能である。続いて、マクロブロックはスライスで組み合わされ、１つのスライスは特定の数の連続したマクロブロックを含み、その全ては同じ垂直位置、すなわち、マクロブロックの同じ線上に所在している。
【００２３】
内部マクロブロックの各ブロックは、符号化の前にＤＣＴ変換（ＤＣＴは離散余弦変換を示す）される。したがって、１つのＤＣ成分（周波数０．０）および６３個のＡＣ係数がブロックのそれぞれについて得られる。続いて、現在のＤＣ係数と呼ばれる現在のブロックのＤＣ係数が予測により符号化される。この現在のＤＣ係数と先行するブロックのＤＣ係数との間の差の値は先行ＤＣ係数と呼ばれ、これが送信される。ブロックの文法は、文書ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２におけるように、同じ取決めを使用した擬似コードの形でアレイにおいて以下に示されている。特に、演算子「＝＝」は「に等しい」を表している。演算子「！」は「否定（ＮＯＴ）」論理演算子である。
【００２４】
【表１】
0005638239.tif 000002
【００２５】
dct_dc_differentialは、現在のＤＣ係数と先行ＤＣ係数との間の差の値を符号化する。そのサイズはdct_dc_sizeビットであり、これは値を０と１１の間に取る（値が０に等しければ、dct_dc_differentialは送信されず、先行ブロックとの差はゼロとなる）。dct_dc_size個のビットはこれ自体が、輝度のための２と９ビットの間のサイズの可変長符号（ＶＬＣ）により符号化されている。可変長符号化表は、そのビットが、処理されつつある輝度であるか、または、色成分の１つであるかによって異なる。復号化器側では、現在のブロックのＤＣ値が、予測器の値、すなわち、先行ＤＣ係数のこの値を、差分dct_dc_differntialの予測器の値に加えることにより得られる。したがって、（次のブロックのための）予測器は現在のＤＣ係数の値を取る。
【００２６】
予測器は
・スライスの開始時に、
・非内部ブロックが遭遇されたときに、
・非符号化マクロブロック（または、「抜かされたマクロブロック」）が遭遇されたときにリセットされる。
【００２７】
予測器のリセット値は、構造picture_coding_extensionにおいて伝送されるパラメータintra_dc_precisionに依存する。
【００２８】
透かしは内部ブロックのＤＣ係数の値を修正することにより挿入される。修正はパラメータdct_dc_differntialを修正することによりストリーム内で直接に行なうことができる。必要であれば、透かし入れの後にdct_dc_differentialにより取られる新しい値がdct_dc_sizeビット上に符号化され得ない場合、後者の値を修正することも必要となる。この場合、得られたストリームのサイズは透かし入れの後に変化し得る。なぜなら、dct_dc_sizeは可変長符号により符号化されるからである。もしストリームのサイズを厳密に維持したければ、その修正物もdct_dc_sizeの修正を伴う係数dct_dc_differentialは透かし入れから除外可能である。変形例によれば、dct_dc_sizeへの変更は、得られた可変長符号の単語が同じサイズのものである場合にのみ許可される。ＶＬＣ単語のサイズの僅かな増大が、詰め込みビットの数の減少により補償されることが起こる可能性もある。したがって、この後者の場合、ストリームのサイズは修正されない。この方法の１つの長所は実施の容易さである。確かに、ストリームへの透かし入れは、非常の少数のパラメータの修正を伴うだけである。これらの修正は、ＤＣ係数の差分符号化により、各修正済みスライスにわたり有利に伝播される（したがって、透かし入れをより堅牢にしている）。したがって、透かし入れの動作は極端に迅速となり得る。この方法は、dct_dc_sizeのサイズが制御されている場合に、元のストリームのサイズを厳密に保持し、他の場合には近似的に保持する。
【００２９】
この方法は、ストリームの非常に小さな部分を修正することにより、対応する画像の重要な部分にわたり透かしを挿入することも可能にする。これは、ＤＣ係数の差分符号化による。同じ効果は、予測符号化を使用して符号化された係数を使用して得てもよい。実際には、ＤＣ係数の符号化が差分であることが分かっている。すなわち、ブロック上のdct_dc_differentialの値に対する修正は、スライス内の連続するブロック（すなわち、現在のブロックの右）の全てに対するＤＣの効果的な修正につながる。そのため、透かしの堅牢性が高められる。
【００３０】
透かしは、内部画像に、および／または、ＰおよびＢ画像の内部ブロックに挿入可能である。後者の場合、透かしは、スライス内の修正済みブロックに続く内部ブロックにわたってのみ伝播される。
【００３１】
ここで、透かし変調アルゴリズムをより詳細に説明する。
【００３２】
第１の実施形態によれば、透かしを挿入するために付加変調アルゴリズムが使用される。ｂｉを挿入される透かしビットとする（ｂｉ＝１または−１）。透かしキーおよび／または可視性の基準を使用して、Ｎ個のスライスのセットＳ（ｋ）が選択される。各Ｓ（ｋ）について、上記に説明されたＤＣ符号化のサイズの基準に従った修正済みブロックとして考えられる第１のブロックＢ（ｋ，ｊ）が識別される。ここで、（ｋ，ｊ）はブロックの座標である。続いて、ブロックＢ（ｋ，ｊ）のパラメータdct_dc_differential（ｋ，ｊ）が修正される。
dct_dc_differential'（ｋ，ｊ）＝dct_dc_differential（ｋ，ｊ）＋α．ｂｉ
dct_dc_differential'（ｋ，ｊ）は修正済みの値であり、αは透かしの可視性および堅牢性を制御するために使用可能である振幅係数（整数、例えば、α＝１）である。この係数はスライスごとに変化可能である。dct_dc_differential'（ｋ，ｊ）のサイズがdct_dc_differential（ｋ，ｊ）のサイズとは異なる場合、dc_sizeの値も、それに従って修正される。
【００３３】
第２の実施形態によれば、置換変調アルゴリズムは、透かしを挿入するために使用される。ＺｈａｏおよびＫｏｃｈのアルゴリズムから導出されたこのアルゴリズムは、以下の方法で機能する。対のスライスＳ（ｋ１）、Ｓ（ｋ２）を考える。Ｓ（ｋ１）および／またはＳ（ｋ２）は、順序関係を得るために修正される。
Ａｖｇ（Ｓ’（ｋ１））＝Ａｖｇ（Ｓ’（ｋ２））＋αｂｉ（等式１）
Ａｖｇ（Ｓ）は、スライスＳに含まれる画素の全ての輝度値の平均を示す。例えば、以下のようにこの順序関係を得ることが可能である。
ｄ＝Ａｖｇ（Ｓ（ｋ２））−Ａｖｇ（Ｓ（ｋ１））＋αｂｉ（等式２）
Ａｖｇ（Ｓ’（ｋ１））＝Ａｖｇ（Ｓ（ｋ１））＋ｄ
Ａｖｇ（Ｓ’（ｋ２））＝Ａｖｇ（Ｓ（ｋ２））
先ず、等式（等式２）を使用してｄが演算される。続いて、以下のように、（上述されたＤＣ符号化のサイズ基準に従って定義された）第１の修正可能ブロックＢ（ｋ，ｊ）のパラメータdct_dc_differential（ｋ，ｊ）を修正することによりＳ’（ｋ１）が得られる。
dct_dc_differential'（ｋ，ｊ）＝dct_dc_differential（ｋ，ｊ）＋ｄ
スライスＳ’（ｋ２）は変更されないままである。したがって、必要であれば、パラメータdct_dc_sizeが記録される。Ｓ（ｋ１）およびＳ（ｋ２）の双方、または、Ｓ（ｋ２）のみを修正することにより、等式（等式１）の順序関係を得てもよい。
【００３４】
透かしの可視性を低減するために、同一の（または、非常に類似した）平均の対のスライスを選択することが可能である。上記の方法を使用して、スライスの全てまたは非常に大きな部分が修正される。
【００３５】
第２の実施形態の変形例によれば、変更の範囲は低減可能である。確かに、ブロックＢ（ｘ0，ｙ）の係数ＤＣを修正すると、ブロックＢ（ｘ＞ｘ0，ｙ）、すなわち、スライス内の全ての後続ブロックの平均値に影響を及ぼす。この解決策は、ストリームを選択的に修正し、それから、ストリームのサイズを維持することのみにより、スライスにわたり、修正、すなわち透かしを伝播させる長所を有する。ｘの値が大きくなるほど、修正の範囲が、したがって、挿入された透かしの可視性が制限される（しかし、堅牢性が高まれば、同様にリスクが低減される）。したがって、ブロックＢ（ｘ0，ｙ）のＤＣ係数にｄを加えた後（ｄは場合によっては正または負である）、ｄは、ｘ1＞ｘ0であるブロックＢ（ｘ1，ｙ）のＤＣから差し引き可能である。この操作は、いずれのｘ＞＝ｘ1についても、元のＤＣ値と同一であるＤＣ値を見出すことを可能にする。この方法は、例えば異なった透かしビットを埋め込むために、スライスのＤＣ係数を数回にわたり修正することを可能にする。この解決策は透かしの可視性を低減することを可能にする。
【００３６】
本発明の有利な実施形態によれば、透かしの可視性が制御される。確かに、ブロックのためのパラメータdct_dc_differentialの値を修正すると、品質に大きな影響を及ぼし得る。実際には、この修正は、スライス内の全ての後続ブロックに伝播される。また、dct_dc_differentialは整数値のみを取り得る。したがって、ＤＣのために可能な最小修正振幅は、intra_dc_precisionに依存するintra_dc_multになる。この定量化は、時間または空間のいずれかにおける可視不連続性を呼び起こすことができる。画像の比較的均一な領域にわたり、透かしの入ったスライスとそのすぐ上または下のスライス（それらに透かしが入っていない場合）との間の境界は感知可能となり得る。同様に、輝度が画像ごとに非常に僅かしか変化しない場合は、透かしにより引き起こされた修正が、邪魔になるフリッカを出現させることができる。
【００３７】
透かしの可視性を制御するために、異なった基準を使用することができる。
・振幅の基準
・時間的基準
・空間的基準
【００３８】
振幅の基準
可視性は、intra_dc_precisionが与えられた閾値よりも大きい場合に、画像のみにマーク付けすることにより制御可能である。
【００３９】
δだけintra_dc_precisionの値を増加させることにより修正振幅を低減することも可能である。したがって、同じ動力学を保持するために、２＾δによりＤＣの符号化済みの値を増加させることが必要となる。これを行なうために、dct_dc_sizeの値をδだけ増加させ、かつ、dct_dc_differentialの値を２倍する（０を加える）ことで十分である。
【００４０】
時間的基準
シーケンスにおける強い時間的活動、すなわち、主要な動きまたは変化は透かしを隠すために役立ち、透かしを見えにくくする。しかし、静止シーケンスに所在する時間的変化は非常に見えやすい。確かに、これはフリッカ効果をもたらす。また、符号化において使用される動き補償は、透かしを見えにくくするために役立ち得る。シーケンスが非常に静止的である場合、動き補償は効果的となり、Ｉ画像およびブロックの視覚的な情報の主要な比率が後続のＰおよびＢ画像に伝播される。したがって、Ｉブロックに挿入された透かしはそれ自体が、ＰおよびＢ画像に伝播され、それが、自身の堅牢さを高め、その可視性を低下させる（フリッカを減らす）。
【００４１】
可視性の時間的基準を測定するために、画像の領域ｚにわたる画素輝度値の平均値Ｍ（ｔ）が考えられ得る。これらの領域は好ましくはスライスであり、それらはスライスのグループ、ブロック、マクロブロック、画素、または、画像全体でもあり得る。第１の基準は、透かし入れを行なう工程、得られたＭＰＥＧストリームを解凍する工程、続いて、可視性を測定する工程にある（この解凍は部分的、すなわち、関係する画像のグループの画像のみが考えられる）。このため、透かしを入れられた内部画像（または、ブロック）についての時間的活動の差が測定される。
【００４２】
【数１】
0005638239.tif 000003
【００４３】
ここで、Ｍ’（ｔ）は、時間指標ｔの画像に透かしが入れられ、この画像がＭＰＥＧストリームから再構築された後のこの画像における領域の画素輝度値の平均値である。
・Ｍ’（ｔ1）は時間指標ｔの元の画像におけるこの領域の画素輝度値の平均値である。
・Ｔ1は内部画像の周囲の画像のセットである。
例えば、Ｔ1＝［ｔ1−τ；ｔ1−１］∪［ｔ1＋１；ｔ1＋τ］、ここで、τは、動きの演算のために考慮するための画像の数に連結されたパラメータであり、この画像の数は２*τに等しい。Ｃ１を演算するために、内部に先行する画像のみを、または、内部に続く画像のみを考えることも可能である。
【００４４】
Ｃ１が大きい場合、透かしの可視性は大きい。すなわち、したがって、透かしの感知不可能性を制御するために、Ｃ1＜ｓ1となるように領域が選択され、ｓ1は閾値である。Ｃ1＜ｓ1である領域において、透かしは元のデータで置き換えられる。
【００４５】
分母がゼロである場合はＣ1が定義されないことに注意されたい。しかし、等価な基準は、ｓ1倍した分母に分子を比較することにより得られる。この注意は、以下に定義される全ての基準に適用する。
【００４６】
上記の基準の短所は、これが、元の内部画像の特性を考慮しないことである。特に、内部画像において平面の変更が発生した場合（これは、強力な符号化器にしばしば発生する）、Ｃ1が非常に大きくなり、したがって、可視性の基準を満足しないのに対して、透かしは完全に隠されている。この短所を克服するために、発明者は、元のストリームに既に存在する内部について、時間的な差を考慮することを提案する。
【００４７】
【数２】
0005638239.tif 000004
【００４８】
Ｔ２が、内部画像を含めた内部画像の周囲の画像のセットであるとすれば、例えば、
Ｔ２＝［ｔ1−τ；ｔ1＋τ］
【００４９】
他の基準は、ストリームの動きベクトルに基づく領域における動きの重要性を査定することにあり、例えば、
【００５０】
【数３】
0005638239.tif 000005
【００５１】
Ｖi（ｔ，ｂ）は画像ｔ（非内部）のブロックＮ°ｂのｉ番目の動きベクトルである（ｉはＰ画像において１に等しく、Ｂ画像においては１または２に等しい）。
【００５２】
この基準は、可視性を算出するためにストリームの小さな部分、すなわち、動きベクトルを表す部分のみを解凍することが必要となるという利益を提供する。したがって、Ｃ３の算出がはるかに速くなる。
【００５３】
各基準については、実際の観察された可視性に基づき異なった閾値が使用可能である。
【００５４】
空間的基準
透かし入れにより生成された空間的不連続の視覚的影響を見積もるために、文献からよく知られている信号対雑音比のいずれの推定子も使用が可能である。例えば、
【００５５】
【数４】
0005638239.tif 000006
【００５６】
この演算は、空間領域または周波数領域（ＤＣＴ）において実行可能である。例えば、周波数領域において、ＤＣ係数に対してのみＣ４を算出することが可能である。
【００５７】
透かしが画像の緊密に関連した領域（スライスまたはスライスのグループ）を修正することに注意されたい。したがって、視覚的には、マーク付けされた領域とマーク付けされていない領域との間に遷移「ライン」が出現するのを見る危険がある。他の基準は、マーク付けされた／マーク付けされていない領域の間、または、２つの異なってマーク付けされた領域間で、遷移領域における画像の階調度の垂直成分の振幅を比較することにある。
【００５８】
階調度が以下のように定義されることを想起されたい。
【００５９】
【数５】
0005638239.tif 000007
【００６０】
垂直成分
【００６１】
【数６】
0005638239.tif 000008
【００６２】
は、離散領域において、垂直方向に高周波数を通過させるいずれのフィルタによっても近似されることができる。例えば、
【００６３】
【数７】
0005638239.tif 000009
【００６４】
遷移の位置発見を所望するか、または、逆に、より長い範囲の修正の考慮を所望するかによって、より短い、または、より長い長さのフィルタを考えることが可能である。垂直ハイパスフィルタは、変化の全般的傾向を理解するために、水平ローパスフィルタに組合せが可能である。同様に、垂直軸に沿ったＤＣ係数の変化を考えることにより、ＤＣＴ領域において長い範囲の階調度を算出することが可能である。
【００６５】
絶対的基準が使用可能である。
【００６６】
【数８】
0005638239.tif 000010
【００６７】
または、相対的な基準が使用可能である。
【００６８】
【数９】
0005638239.tif 000011
【００６９】
ｙはマーク付けされた領域／マーク付けされていない領域の間の遷移のｙ軸である。ｘは遷移領域にわたり可能であるｘ軸の値のセットを取る。
【００７０】
マーク付けが（上述のように）スライスの特定の部分のみを修正するのであれば、マーク付けされた／マーク付けされていない領域の間、または、２つの異なってマーク付けされた領域間の水平遷移に対して、同様の基準を使用することも可能であることに注意されたい。したがって、垂直階調度よりも水平階調度を取り、ｙに対する総和によりｘに対する総和を置き換えることが必要である。
【００７１】
色の量子化の考慮
コンピュータ化されたデバイスによりビデオが再生されると、グラフィックスカードおよびビデオ再生ソフトウェアは、画面上に表示された色に影響を及ぼし得る。特に、色は量子化が可能である。表示のために使用される色の表は、２cnに等しい空間全体のサイズよりもはるかに少ない限られた数の要素のみを有する（ｃは成分の数であり、ｎは成分当りのビット数である）。これを行なうために、ドライバおよび／またはグラフィックソフトウェアは、比色空間のベクトル量子化を行なう。すなわち、特定の数の「近くの」色が、表示において単一の色により置き換えられる。この量子化は多かれ少なかれ知的に実行可能であり、空間は同一の、または、可変のサイズの領域に区分けが可能である（最先端技術のアルゴリズム：均一な量子化、人気、中央値削除、八分木、および、他のアルゴリズム）。
【００７２】
色の量子化は、可変コントラストの増加に関連し得る。
【００７３】
これらの処理は透かしの可視性に影響を及ぼし得る。すなわち、色が強く量子化される場合、画像の均一な領域にわたり、透かしが、色を１つの量子化レベルから他の量子化レベルに切り替えるという可能性がある。この場合、透かしの可視性は高められる。
【００７４】
色の量子化が透かしを見えやすくしすぎないために、量子化により得られる効果は（最先端技術の１つまたは複数のアルゴリズムを適用することにより）シミュレート可能であり、得られた透かしの真の影響は、前述の基準の１つまたは複数を使用して測定可能である。
【００７５】
色の量子化の効果の予測をより迅速に、かつ、実際に使用されているアルゴリズムとはより独立に行なうために、空間的基準、振幅の基準および時間的基準に加えて、いくつかの色の基準を考えることも可能である。
【００７６】
【数１０】
0005638239.tif 000012
【００７７】
｜Φ｜は画像における異なった色の数である。
【００７８】
色の数ではなく、色の周波数分布（画像のヒストグラム）を考えることも可能である。色の量子化およびコントラストの適合は、十分に平均化された（ほぼ平坦な）ヒストグラムを持つ画像に対して、より小さな視覚的影響を及ぼす。
【００７９】
【数１１】
0005638239.tif 000013
【００８０】
基準は、可視性のより細かい制御を得るために互いに組合せが可能である。例えば、基準は、全ての基準の重み付けされた和を使用して一緒に組合せが可能である。この場合、ある領域のための重み付けされた和が所定の閾値を下回る場合に、この領域は修正可能であると言われる。変形例によれば、各基準は、論理演算子ＡＮＤにより組合せが可能である。すなわち、ある領域は、基準のそれぞれが所定の閾値を下回る場合にのみ、修正可能である。
【００８１】
上述の方法は、新世代ＤＶＤ（ブルーレイ）の保護のために有利に使用することができる。この目的のために、透かし入れ工程自体の前に前処理工程が適用される。前処理工程は以下の下位工程を含む。
・透かし入れキーを使用して適切なスライスを選択することによりストリームに透かしを入れ（このキーはこの方法の保安性を確実にする）、これらのスライスのそれぞれにおいて第１の修正可能ブロックはサイズの基準を使用する工程と、
・マーク付けすることができるスライスまたはスライスの部分を選択するために、本来のシーケンス、および、対応する透かしの入れられたストリームを使用して可視性の基準（１つまたは複数）を適用する工程と、
・これらの可視性の基準（１つまたは複数）に応じてパラメータｄの値を場合によっては適合させる工程と、
・マーク付けマップ、すなわち、透かしを入れられる各ＤＣ係数について、元の２進ワード、すなわち、ビットの本来のシーケンスの位置を識別するマップを作成する工程であって、前記ＤＣ係数の符号化は、ストリームの開始点に関したオフセット値、および、各オフセット値に元の２進ワードの代わりに挿入される２進ワードを関連付けることにより、挿入される２進ワードは前述されたアルゴリズムの１つ、すなわち、付加変調アルゴリズムまたは置換変調アルゴリズムに従って演算される工程と、
・同期パターンを場合によっては算出／挿入する工程。
【００８２】
前処理は、修正済みストリームを生成可能（同期透かしの挿入、符号化パラメータの修正）であるか、または、元のストリームさえ維持可能である。マーク付けマップは、ＤＶＤの製造者により元の符号化ストリームとともにＤＶＤに有利に挿入される。透かし入れ工程自体は、透かし入れモジュールによりＤＶＤプレーヤにおいて有利に達成される。ＤＶＤがＤＶＤプレーヤに挿入されると、透かし入れモジュールがＤＶＤからマーク付けマップを読み出し、かつ、対応するオフセット値を使用してそれ自体がマーク付けマップにより決定された適切な位置においてマーク付けマップから読み出した修正済み２進ワードで元の単語を置き換えることにより元のストリームに直接に透かしを入れることが可能となる。
【００８３】
透かし入れ工程自体は、前処理のおかげで簡略されている。透かし入れされるメッセージによっては、領域のそれぞれについてマーク付け表から代替の値を選択し、かつ、ストリームにおいて置換を実行することで十分となる。
【００８４】
ＶｏＤに対する指紋法を使用した本発明の例示的応用例を見てきた。他の応用例はＤＶＤまたは上映装置の指紋法である。すなわち、各個別の複製物に対して一意の番号が透かし入れされ、ＤＶＤの受領者を識別することを可能にする。海賊版の場合、この番号を読み取ることが罪のあるユーザを識別することを可能にする。他の応用例は、新世代ＤＶＤプレーヤ（ブルーレイ型：ＢＤＰ）によるビデオ透かし入れである。この透かし入れは、ビデオが再生される際に、復号されるストリームに対して行なわれる。透かし入れされたメッセージは、各装置に対して、または、各モデルもしくは各一連の装置に対してさえ一意となることが可能である。したがって、ＤＶＤプレーヤから出力されるビデオ信号は、この識別子に従って異なって透かし入れされる。これは、大規模な詐欺の場合に、疑わしいモデルを識別すること、および、相補的な暗号およびＤＲＭ機構を調整することにより、関与するモデルを無効にすることを可能にする。