(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像のサンプリングデータであるコンテンツ入力データのパラメータ変換として、直流値のオフセットによる変換、色空間の行列変換及びサンプリングデータの入れ替え変換のうち少なくとも１つの変換を行うと共に、パラメータ変換後の前記コンテンツ入力データの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素のパラメータが元の画像データの値から変更されている割合を示すパラメータ値を含むパラメータ情報を出力するパラメータ変換手段と、
前記パラメータが変更された前記コンテンツ入力データの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素の所望の単位の特定ビットと、固定のパターンビットとの所定の論理演算により得られる演算結果が予め定めた特定パターン値になるように、前記各画素の所望の単位の特定ビットを変更する第１の電子透かし混入器と、
前記第１の電子透かし混入器から前記特定ビットが変更されて取り出された前記コンテンツ入力データに、前記パラメータ情報と著作権情報とを電子透かし情報として混入して前記透かし埋め込みデータを出力する第２の電子透かし混入器と
を有することを特徴とする電子透かし情報埋め込み装置。
【請求項２】
パラメータ変換として、直流値のオフセットによる変換、色空間の行列変換及びサンプリングデータの入れ替え変換のうち少なくとも１つの変換が行われたパラメータ変換後の、画像のサンプリングデータであるコンテンツ入力データに、そのコンテンツデータの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素のパラメータが元の画像データの値から変更されている割合を示すパラメータ値を含むパラメータ情報が電子透かし情報として埋め込まれており、かつ、前記パラメータが変更された前記コンテンツ入力データの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素の所望の単位の特定ビットと、固定のパターンビットとの所定の論理演算により得られる演算結果が予め定めた特定パターン値になるように、前記各画素の所望の単位の特定ビットが変更されている透かし埋め込みデータを入力として受け、前記透かし埋め込みデータの前記所望の単位の特定ビットと前記固定のパターンビットと同じ固定のパターンビットとの前記所定の論理演算を行う演算手段と、
前記透かし埋め込みデータから前記パラメータ値を検出するパラメータ値検出手段と、
前記演算手段の演算結果が前記特定パターン値となる画素位置を検出することにより前記透かし埋め込みマップ位置を検出するマップ検出手段と、
前記パラメータ値検出手段により検出された前記パラメータ値に基づき、前記透かし埋め込みデータの前記マップ検出手段により検出された前記透かし埋め込みマップ位置の各画素のパラメータを変換前の状態に逆変換する逆変換器と
を有することを特徴とする電子透かし情報再生装置。
【請求項３】
前記固定のパターンビットは、回転角度０度、９０度、１８０度及び２７０度の各回転のそれぞれにおいて同じ第１のパターンの２次元パターンビットであり、前記特定のパターン値は、回転角度０度、９０度、１８０度及び２７０度の各回転のそれぞれにおいて同じ第２のパターンの２次元パターン値であることを特徴とする請求項２記載の電子透かし情報再生装置。
【請求項４】
パラメータ変換として、直流値のオフセットによる変換、色空間の行列変換及びサンプリングデータの入れ替え変換のうち少なくとも１つの変換が行われたパラメータ変換後の、画像のサンプリングデータであるコンテンツ入力データに、そのコンテンツデータの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素のパラメータが元の画像データの値から変更されている割合を示すパラメータ値を含むパラメータ情報が電子透かし情報として埋め込まれたデータであり、かつ、前記パラメータが変更された前記コンテンツ入力データの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素の所望の単位の特定ビットと、固定のパターンビットとの所定の論理演算により得られる演算結果が予め定めた特定パターン値になるように、前記各画素の所望の単位の特定ビットが変更されている透かし埋め込みデータが記録されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子透かし情報埋め込み装置、電子透かし情報再生装置及び記録媒体に係り、特に著作権の所有権を証明し、著作権侵害を識別し、隠されたメッセージを送信するために、画像、音声、マルチメディアデータに電子透かし（ウォーターマーク）情報を埋め込む電子透かし情報埋め込み装置、電子透かし情報再生装置及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子透かし信号は画像や音声のマルチメディアデータに何らかの情報を埋め込み、隠し持たせる技術である。埋め込む方式は様々なものがある。従来より知られている電子透かし情報埋め込み方法として、例えば、情報をＭＰＥＧ方式により圧縮符号化された符号、特にＤＣＴ係数や、動きベクトル、量子化特性の変更に基づく情報埋め込み手法が提案されている（小川宏他２名、"DCTを用いたデジタル動画像における著作権情報埋め込み方法"、SCIS'97-31G）。
【０００３】
また、他の従来の電子透かし情報埋め込み方法として、直接拡散方式に従い、PN系列で画像信号を拡散し、画像に署名情報を合成する方法も知られている（大西淳児他２名、"PN系列による画像への透かし署名法"、SCIS'97_26B）。この従来方法では、署名を含んだ画像信号を逆拡散すると、署名情報は画像信号全体に拡散し、拡散された信号は非常に弱く、画像信号に対して大きなノイズとはならず、署名情報を含んだ画像信号は見かけ上は原画像と同じである。署名情報を確認するには、拡散符号で画像信号を拡散することにより、署名情報の信号を検出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記の従来の電子透かし情報埋め込み方法では、電子透かし情報はいくつかの点において耐性の弱い点が存在する。例えば、離散コサイン変換（ＤＣＴ）などの直交変換を用いてその変換係数に対して、透かし情報を埋め込んでいる場合、その直交変換するサンプリングの単位が同期の取れていない状態では、その情報を読み出す精度が非常に悪くなる。具体的には画像の場合、水平方向及び垂直方向共に８画素の２次元ＤＣＴを用いたとすると、検出時にも電子透かし情報を埋め込むときと同じブロックを用いる必要性があるにもかかわらず、１画素や１ラインずれて、画像を切り出した場合などに生ずるブロック構成の場合、透かし情報の読み出し精度が非常に悪くなる。
【０００５】
また、圧縮やフィルタ、アフィン変換など電子透かし情報を除去する方法が非常に多く、これらの既存の技術を組合せることで、電子透かし情報を品質劣化しないレベルで除去されてしまうことが多い。
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、電子透かし情報の除去を有効に防止し得る電子透かし情報埋め込み装置、電子透かし情報再生装置及び記録媒体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電子透かし情報埋め込み装置は、画像のサンプリングデータであるコンテンツ入力データのパラメータ変換として、直流値のオフセットによる変換、色空間の行列変換及びサンプリングデータの入れ替え変換のうち少なくとも１つの変換を行うと共に、パラメータ変換後のコンテンツ入力データの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素のパラメータが元の画像データの値から変更されている割合を示すパラメータ値を含むパラメータ情報を出力するパラメータ変換手段と、パラメータが変更されたコンテンツ入力データの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素の所望の単位の特定ビットと、固定のパターンビットとの所定の論理演算により得られる演算結果が予め定めた特定パターン値になるように、各画素の所望の単位の特定ビットを変更する第１の電子透かし混入器と、第１の電子透かし混入器から特定ビットが変更されて取り出されたコンテンツ入力データに、パラメータ情報と著作権情報とを電子透かし情報として混入して透かし埋め込みデータを出力する第２の電子透かし混入器とを有することを特徴とする。
【０００８】
この発明では、パラメータが変換されたコンテンツ入力データに、変換したパラメータの内容を示すパラメータ情報を電子透かし情報として埋め込むようにしたため、再生側で仮に電子透かし情報を既存の技術で除去した場合は、パラメータが変換されたコンテンツ入力データしか再生できず、コンテンツデータの正常再生を防止できる。
【００１５】
また、上記の目的を達成するため、本発明の再生装置は、パラメータ変換として、直流値のオフセットによる変換、色空間の行列変換及びサンプリングデータの入れ替え変換のうち少なくとも１つの変換が行われたパラメータ変換後の、画像のサンプリングデータであるコンテンツ入力データに、そのコンテンツデータの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素のパラメータが元の画像データの値から変更されている割合を示すパラメータ値を含むパラメータ情報が電子透かし情報として埋め込まれており、かつ、パラメータが変更されたコンテンツ入力データの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素の所望の単位の特定ビットと、固定のパターンビットとの所定の論理演算により得られる演算結果が予め定めた特定パターン値になるように、各画素の所望の単位の特定ビットが変更されている透かし埋め込みデータを入力として受け、透かし埋め込みデータの所望の単位の特定ビットと固定のパターンビットと同じ固定のパターンビットとの所定の論理演算を行う演算手段と、透かし埋め込みデータからパラメータ値を検出するパラメータ値検出手段と、演算手段の演算結果が特定パターン値となる画素位置を検出することにより透かし埋め込みマップ位置を検出するマップ検出手段と、パラメータ値検出手段により検出されたパラメータ値に基づき、透かし埋め込みデータのマップ検出手段により検出された透かし埋め込みマップ位置の各画素のパラメータを変換前の状態に逆変換する逆変換器とよりなる構成としたものである。
【００１６】
この発明では、コンテンツ入力データの画像データのパラメータ変換位置が、透かし埋め込みマップ位置の画素であり、その画素の所望の単位の特定ビットと、固定のパターンビットとを所定の論理演算をして得られた演算結果が予め定めた特定パターン値になるように、上記の画素の所望の単位の特定ビットが変更されているため、各画素の所望の単位の特定ビットと、固定のパターンビットとを所定の論理演算をして得られた演算結果が予め定めた特定パターン値になることで、パラメータ変換が行われた画素位置を特定することができる。
【００１７】
また、上記の目的を達成するため、本発明の再生装置は、上記の固定のパターンビットを、回転角度０度、９０度、１８０度及び２７０度の各回転のそれぞれにおいて同じ第１のパターンの２次元パターンビットであり、上記の特定のパターン値を、回転角度０度、９０度、１８０度及び２７０度の各回転のそれぞれにおいて同じ第２のパターンの２次元パターン値であることを特徴とする。この発明では、画像の加工処理により画像を９０度単位で回転しても、固定パターンビットと特定パターン値とがそれぞれ同じ第１、第２のパターンであるため、画像を９０度、１８０度又は２７０度回転したとしても、上記の論理演算結果によるパラメータ変換が行われた画素位置の特定が確実にできる。
【００１８】
また、上記の目的を達成するため、本発明の記録媒体は、パラメータ変換として、直流値のオフセットによる変換、色空間の行列変換及びサンプリングデータの入れ替え変換のうち少なくとも１つの変換が行われたパラメータ変換後の、画像のサンプリングデータであるコンテンツ入力データに、そのコンテンツデータの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素のパラメータが元の画像データの値から変更されている割合を示すパラメータ値を含むパラメータ情報が電子透かし情報として埋め込まれたデータであり、かつ、パラメータが変更されたコンテンツ入力データの透かし埋め込みマップ位置に対応した各画素の所望の単位の特定ビットと、固定のパターンビットとの所定の論理演算により得られる演算結果が予め定めた特定パターン値になるように、各画素の所望の単位の特定ビットが変更されている透かし埋め込みデータが記録されていることを特徴とする。この発明では、パラメータが変換されたコンテンツ入力データに、変換したパラメータの内容を示すパラメータ情報を電子透かし情報として埋め込まれた透かし埋め込みデータが記録されているため、仮に電子透かし情報を既存の技術で除去してコンテンツデータだけを再生しようとした場合は、パラメータが変換されたコンテンツ入力データしか再生できないため、コンテンツデータの正常再生を防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明になる電子透かし情報埋め込み装置の一実施の形態の概略ブロック図を示す。図１において、入力された画像原データであるコンテンツデータはパラメータ変換器１１に供給され、ここでバラメータ発生器１３からのパラメータと透かし埋め込みマップデータとに基づき、後述するパラメータの変換が行われた後、電子透かし混入器１２に供給される。ここで、上記の透かし埋め込みマップデータに応じたコンテンツ入力データの各画素のパラメータ（これはバラメータ発生器１３から指定されたパラメータ）が本来の値と異なる値に変換されるため、コンテンツデータの再生時にコンテンツデータのパラメータを、パラメータ変換情報を用いて変換しないと、コンテンツデータを復号した再生画像信号の品質が著しく劣化される。
【００２０】
一方、パラメータ発生器１３は、入力された画像原データ（コンテンツ入力データ）を変換するパラメータを発生して、パラメータ変換器１１と電子透かし混入器１２にそれぞれ供給する。また、著作権情報発生器１４は、再生側で消去されたくない著作権情報を発生して電子透かし混入器１２に供給する。この著作権情報は、コンテンツを作成した元のメーカのＩＤコードや、アスキー文字などをバイナリ化しておくことで、例えば３２ビット程度で構成された情報である。
【００２１】
電子透かし混入器１２は、上記の著作権情報及びパラメータとを、パラメータ変換器１１から入力されたコンテンツデータ（画像原データ）に埋め込む。ここで、パラメータ発生器１３からのパラメータは、どのパラメータを用いてコンテンツデータを変換したかを再生側で検出できるようにするために埋め込まれる、パラメータの変換情報を示すパラメータ情報である。
【００２２】
電子透かし混入器１２により、著作権情報とパラメータと透かし埋め込みマップデータがそれぞれ埋め込まれた、パラメータ変換されたコンテンツデータは、ＭＰＥＧエンコーダ１５により、公知のＭＰＥＧ方式に従って圧縮符号化された後、データ書き込み器１６に供給され、ここで記録媒体１７への記録に適合した信号形態に変換されて、記録媒体１７に公知の手段で記録される。
【００２３】
次に、パラメータ変換について説明する。コンテンツデータを変換するパラメータは、そのパラメータを用いて逆変換しないと、電子透かし情報が埋め込まれたコンテンツデータの再生品質が著しく損なわれることが望ましい。このようなパラメータの変換としては、例えば、ＤＣ（直流）値のオフセットによる変換、色空間の行列変換、サンプリングデータの入れ替え変換などがある。
【００２４】
ＤＣ値のオフセットによる変換であれば、例えば、色信号のＣｂやＣｒの画像データを全体に２０％削減するということを実施する。これにより、そのパラメータ変換されたコンテンツデータをそのまま再生した場合は、再生画面全体が赤みを帯びたり、青みを帯びたりするため、パラメータ逆変換をして色信号を元に戻さないと、再生品質が悪く、視聴に耐えないようにできる。
【００２５】
また、色信号Ｃｂ及びＣｒの両方に２つのパラメータを持ち、双方の色空間に適用してもよい。また、所定の関数として変換してもよい。１次関数ならば、
Ｙ＝ａＸ＋ｂ
の１次関数において、元の色信号ＣｂやＣｒのデータをＸとし、ａとｂの２つのパラメータで変換してもよい。これらの場合、値１つに対して８ビットの情報を電子透かし情報として埋め込む。
【００２６】
また、圧縮符号化する３つの色空間、すなわち、輝度信号Ｙ、色信号Ｃｂ及びＣｒの色空間を、所定の３行３列の行列演算を行って、違う色空間に変換してもよい。その場合、９個のパラメータを電子透かし情報として伝送することになる。この場合、９個の行列係数を９ビットで伝送してもよいし、幾つかの行列マトリックスを予め８種類決めておき、その行列を示す番号を３ビットで伝送するのでもよい。
【００２７】
また、サンプリングデータを画素毎に変換してもよい。例えば、２種類の色信号Ｃｂ及びＣｒをラスタースキャン順に並べた場合の、偶数番目の画素データをＣｂとＣｒとで入れ替えてもよい。また、同じ色空間内で、奇数番目と偶数番目を入れ替えてもよい。その場合、入れ替えるルールを一意に指示することができるパラメータを、予め符号化側と復号化側とで決めておけば、そのパラメータを伝送し、そのパラメータを用いて逆変換をしない限り、再生品質が悪く、視聴に耐えないようにできる。
【００２８】
更に、コンテンツが画像データである場合に、変換前の再生データには、視覚的に意味のある図形、文字画像が表現されているようにパラメータ変換し、変換後はＤＣ値のオフセットによる変換、色空間の行列変換によって、視覚的に意味のある図形、文字画像が消えるようにするのでもよい。この場合には、図形や文字の画面位置情報をユーザには特定し難い状態で伝送することが重要になる。その方法として、後述するように、例えばその位置情報を、電子透かしのパターンを用いて伝送し、その位置の色空間のデータのＤＣの値を変更して、そのＤＣの値をパラメータとして電子透かし情報として伝送するのでもよい。
【００２９】
次に、本発明埋め込み装置の一実施の形態について更に詳細に説明する。図２は本発明になる電子透かし情報埋め込み装置の一実施の形態の詳細ブロック図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図２において、パラメータ変換器１１は、色差信号ＤＣオフセット変換器２１及び埋め込み位置特定器２２からなり、電子透かし混入器１２は、第１の電子透かし混入器２４と第２の電子透かし混入器２５からなる。また、パラメータ発生器１３は、変換するパラメータとしてＤＣオフセットを発生するＤＣオフセット発生器２３から構成されている。
【００３０】
また、第１の電子透かし混入器２４は、図３のブロック図に示すように、図２の色差信号ＤＣオフセット変換器２１から出力されたコンテンツ入力データを入力として受ける画素特定ビット検出器２７と、埋め込み位置特定器２２からの位置特定データに基づき固定パターンビットを発生する固定パターン数発生器２８と、画素特定ビット検出器２７で検出された特定ビットと固定パターン数発生器２８からの固定パターンビットとの排他的論理和演算を行う排他的論理和器２９とから構成されている。
【００３１】
次に、この図２及び図３の実施の形態の動作について説明する。コンテンツ入力データ（画像原データ）は、図２の色差信号ＤＣオフセット変換器２１及び埋め込み位置特定器２２にそれぞれ入力される。このコンテンツ入力データは、画像のサンプリングデータで、例えば、図４に示すように、水平７２０画素、垂直４８０ラインの輝度信号（Ｙ）、水平３６０画素、垂直４８０ラインの色差信号（Ｃｂ，Ｃｒ）で構成されている画像データの、各信号１画素当たり８ビットのサンプリングデータである。
【００３２】
電子透かし情報は、予めマップ化された、例えば図５に示すように画面に表示される「ＪＶＣ」という文字情報であり、その視覚的な画面内での位置が決定されている。このようにマップ化された電子透かし情報である透かし埋め込みマップデータは、埋め込み位置特定器２２に入力され、ここで埋め込み位置を所定のブロックのラスター順にスキャンした場合のアドレスに変換された後、色差信号ＤＣオフセット変換器２１及び電子透かし混入器２４内の図３に示した固定パターン数発生器２８にそれぞれ供給される。
【００３３】
色差信号ＤＣオフセット変換器２１は、入力されたコンテンツ入力データの、埋め込み位置特定器２２から入力された、「ＪＶＣ」という文字位置に相当する画素の例えば赤色信号のＤＣ値を、ＤＣオフセット発生器２３からのＤＣオフセット値に応じて増加又は減少する。上記のＤＣオフセット値は、例えば８ビットで、何パーセント増加、減少を-128から＋127までの値をとる８ビットで示す。ここでは、一例として上記の埋め込み位置の画素の赤色信号のみが、２０％増加される。
【００３４】
このようにして、色差信号ＤＣオフセット変換器２１により、埋め込み位置の画素の赤色信号のみが２０％増加するような変換が行われたコンテンツデータは、第１の電子透かし混入器２４内の図３に示す画素特定ビット検出器２７に供給される。この画素特定ビット検出器２７は、透かし情報を埋め込むときの強度によって、各画素８ビットのサンプリングデータである画像原データ中の例えば輝度信号画素の下位１ビットからＮビット（ここではＮは８未満の自然数）までのどこのビットに埋め込むかによって、ビットを特定する。
【００３５】
例えば、透かし情報を埋め込むことによって、画質への影響を最低限に抑えるには、図６のように下位１ビットに電子透かし情報を埋め込む。その場合、画素特定ビット検出器２７では、入力された画像原データ中の輝度信号１画素毎の８ビットの下位１ビットを特定する。また、図７のように下位２ビットに埋め込む場合、画素特定ビット検出器２７では、入力された画像原データの１画素毎の輝度信号８ビットのデータの下位２ビットを特定する。図８のように下位３ビットに埋め込む場合、画素特定ビット検出器２７では入力された画像原データの１画素毎の輝度信号８ビットのデータの下位３ビットを特定する。
【００３６】
このように、画素特定ビット検出器２７は、入力された画像原データ中の輝度信号の各画素（８ビットサンプリングデータ）の下位１ビットからＮビットまでのうち、埋め込む強度が強いほど多くのビット数に電子透かし情報を埋め込む。埋め込む強度が弱いほど画質への影響は少ないが、埋め込み対象の画像が、圧縮率の大きい圧縮変換がされるアプリケーションで使用される場合、強度を強くして、圧縮に対する耐性（消えないように）を大きくするときに、埋め込む強度を強くする。
【００３７】
電子透かし情報の１ビットの値０/１に対応するレベルを、輝度信号画素の下位１ビットに電子透かし情報を埋め込む図６の例では０/１に、輝度信号画素の下位２ビットに電子透かし情報を埋め込む図７の例では０/３に、輝度信号画素の下位３ビットに電子透かし情報を埋め込む図８の例では０/７としている。電子透かし情報の埋め込み強度は、図６、図７、図８の順で強くなる。
【００３８】
画素特定ビット検出器２７で輝度信号画素の下位何ビットに電子透かし情報を埋め込むかが特定されたビットデータは、図３の排他的論理和器２９へ供給される。排他的論理和器２９では、電子透かし情報の埋め込みビット数が特定されたビットデータと、固定パターン数発生器２８からの固定パターンビットとの排他的論理和を計算する。固定パターン数発生器２８は、埋め込み位置特定器２２で変換されたアドレスに対応する画像データ（すなわち、図５に示した「ＪＶＣ」という文字位置に相当する画素のデータ）に対して、所定の固定パターンビットを発生して排他的論理和器２９に供給する。それ以外の画素の画像データに対しては、固定パターンを発生しない、もしくは"０"を排他的論理和器２９に供給する。
【００３９】
ここで、図５に示した電子透かし情報中のＤで示した一つの矩形は、輝度信号画素が垂直方向９画素、水平方向９画素からなる一つのブロックを示す。また、固定パターン数発生器２８が発生する固定パターンビットは、例えば、図９に示すように、２次元的に水平、垂直の各方向それぞれ３画素（すなわち、３×３画素）の計９ビットで、かつ、それらの値が図９に示す値に設定されている。このパターンビットは、図９に示すように、０度、９０度、１８０度及び２７０度のいずれの回転角度においても、同じパターンである。
【００４０】
一方、コンテンツ入力データの任意の３×３画素の、例えば各下位１ビットの計９ビットを、図１０に示すように、２次元的に水平、垂直の各方向それぞれ３画素（すなわち、３×３画素）並べて、それぞれ上記の固定パターンビットと対応するビット同士で排他的論理和器２９で排他的論理和演算したときに、図１１に示す特定のパターンが得られるように、上記のコンテンツ入力データの所定の３×３画素の、各下位１ビットの計９ビットの値を変更、設定する。図１１に示すように、上記の特定のパターンも０度、９０度、１８０度及び２７０度のいずれの回転角度においても、同じパターンである。
【００４１】
排他的論理和器２９から取り出された画像データの３×３画素の下位１ビット（すなわち、所定単位の２次元特定ビット）と固定パターンビットとの排他的論理和演算結果は、図２に示す第２の電子透かし混入器２５に供給され、ここでコンテンツ入力データの下位１ビットとして混入される（埋め込まれる）。
【００４２】
従って、電子透かし混入器２５から出力される画像データの各３×３画素の下位１ビット（すなわち、所定単位の２次元特定ビット）を、前述した固定パターンビットと排他的論理和演算したときに、図１１に示す特定のパターンビットの演算結果が得られるときは、その画像データは、透かし埋め込みマップデータの位置、すなわち、図５に示した文字の位置の画像データであり、図１１に示す特定のパターンビットではない演算結果が得られるときは、その画像データは、図５に示した文字の位置にはない位置の画像データであることがわかる。
【００４３】
また、固定パターンビット及び特定のパターンビットは、０度、９０度、１８０度及び２７０度のいずれの回転角度においても、同じパターンであるので、画像を加工処理などで回転したときも、埋め込まれた電子透かし情報の検出が可能である。
【００４４】
なお、画素特定ビット検出器２７からの電子透かし情報の埋め込みビット数が特定されたビットデータの値は、輝度信号画素の下位１ビットに電子透かし情報を埋め込む図６の例では、輝度信号画素の下位１ビットが０／１であるときには、その下位１ビットに対応して"０"又は"１"であり、下位２ビットに電子透かし情報を埋め込む図６の例では輝度信号画素の下位２ビットが「３」のとき"１"、それ以外のとき"０"であり、輝度信号画素の下位３ビットに電子透かし情報を埋め込む図７の例では輝度信号画素の下位３ビットが「７」のとき"１"、それ以外のとき"０"である。
【００４５】
電子透かし混入器２５は、このように排他的論理和を計算したデータを、コンテンツ入力データの先の画素特定ビット検出器２７と同じ下位のｎビット部分に配置する。また、電子透かし混入器２５は、ＤＣオフセット発生器２３からのＤＣオフセット値を示す８ビットデータと、著作権情報発生器１４から出力された著作権情報（著作権を示す何文字かのコードデータ）のそれぞれを、コンテンツ入力データに埋め込む。この埋め込み方法は、埋め込み側と再生側とで予め分かっていれば、既存のどのような電子透かし方式での埋め込みでもよい。
【００４６】
著作権情報とパラメータと透かし埋め込みマップデータがそれぞれ埋め込まれた、パラメータ変換されたコンテンツデータ（透かし埋め込み画像データ）は、ＭＰＥＧエンコーダ１５により、公知のＭＰＥＧ方式に従って圧縮符号化された後、データ書き込み器１６に供給され、ここで記録媒体１７への記録に適合した信号形態に変換されて、記録媒体１７に公知の手段で記録される。これにより、本発明の一実施の形態の記録媒体１７が作成される。
【００４７】
次に、電子透かし情報再生系について説明する。図１２は本発明になる電子透かし情報再生装置の一実施の形態の概略ブロック図を示す。同図において、図１及び図２に示した装置によりパラメータが変換され、かつ、パラメータ、著作権情報及び透かし埋め込みマップデータがコンテンツデータに埋め込まれた透かし埋め込み画像データが記録されている記録媒体１７は、データ読み取り器３１により透かし埋め込み画像データが読み出され、ＭＰＥＧデコーダ３２及び電子透かし検出器３３にそれぞれ供給される。
【００４８】
電子透かし検出器３３は、入力された透かし埋め込み画像データ中に埋め込まれている透かし埋め込みマップデータ及びパラメータの埋め込み位置を検出して、その検出情報をパラメータ検出器３４へ供給すると共に、同じく埋め込まれている著作権情報を検出してその検出情報を著作権情報検出器３７へ供給する。パラメータ検出器３４は、入力された検出情報に基づき、前記透かし埋め込みマップデータとバラメータ（例えば、ＤＣオフセット値）を検出して、その検出結果をパラメータ逆変換器３５へ供給する。
【００４９】
一方、ＭＰＥＧデコーダ３２は、データ読み取り器３１から出力された透かし埋め込み画像データをＭＰＥＧ方式に従ってコンテンツデータに復号し、得られたコンテンツデータをパラメータ逆変換器３５に供給する。パラメータ逆変換器３５は、復号されたコンテンツデータのうち、パラメータ検出器３４からの透かし埋め込みマップデータの画素に対し、バラメータ検出器３４からのパラメータ値の逆変換を行う。
【００５０】
これにより、パラメータ逆変換器３５からは、透かし埋め込みマップデータが除去された元のコンテンツデータ（図１のパラメータ変換器１１に入力されるコンテンツ入力データと同じデータ）が取り出され、表示器３６に供給される。表示器３６では画像信号はモニタに、オーディオ信号はスピーカに伝送して、ビデオ、オーディオを再生する。
【００５１】
ここで、圧縮やフィルタ、アフィン変換などの、本実施の形態と異なる既存の方法で電子透かし情報である透かし埋め込みマップデータを除去した場合は、パラメータ情報も除去されるため、パラメータの逆変換ができず、また、電子埋め込み情報除去後のコンテンツデータが透かし埋め込みマップデータの位置に対応してパラメータが変換されているので、再生画像の品質を著しく劣化させることができ、その結果、記録媒体１７の透かし埋め込み画像データの電子透かし情報を不正な方法で除去する者がいなくなる。
【００５２】
一方、電子透かし検出器３３から取り出された著作権情報は、著作権情報検出器３７に供給されて復号され、ジャンプ先を示すコードワードと共にメモリ３８に記憶される。これにより、著作権情報は除去されることなく、コンテンツの著作権情報を安全に保護することができる。
【００５３】
次に、本発明再生装置の一実施の形態について更に詳細に説明する。図１３は本発明になる電子透かし情報再生装置の一実施の形態の詳細ブロック図を示す。同図中、図１２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１３において、電子透かし検出器３３は、第１の電子透かし検出器４１と第２の電子透かし検出器４２とから構成されている。また、パラメータ検出器３４は、電子透かし検出器４１からの信号に基づいて透かし埋め込みマップデータを検出する透かしマップ検出器４３と、ＤＣオフセット値を検出するＤＣオフセット値検出器４４とから構成されている。更に、パラメータ逆変換器３５は、色差信号ＤＣオフセット逆変換器４５により構成されている。
【００５４】
また、第１の電子透かし検出器４１は、図１４のブロック図に示すように、画素特定ビット検出器４７と、排他的論理和器４８と、固定パターン数発生器２８と同一の固定パターンビットを発生する固定パターン数発生器４９とより構成されている。
【００５５】
次に、本実施の形態の動作について説明する。データ読み取り器３１から出力された透かし埋め込み画像データは、電子透かし検出器４１内の図１４に示す画素特定ビット検出器４７に入力されると共に、図１３の第２の電子透かし検出器４２に入力される。
【００５６】
画素特定ビット検出器４７では、透かし情報を埋め込んだ強度によって、下位１ビットからＮビットまでのどこのビットに埋め込んであるかを、電子透かし情報記録装置と同じにする規則としておき、同じビットを特定する。例えば、透かし情報を埋め込むことによって、画質への影響を最低限に抑えて、図６のように下位１ビットに埋め込む。その場合、画素特定ビット検出器４７では入力された透かし埋め込み画像データの１画素毎の輝度信号８ビットのデータの下位１ビットを特定する。画素特定ビット検出器４７で特定されたビットデータは排他的論理和器４８へ出力される。
【００５７】
なお、図１３の再生装置側では、図２の埋め込み装置で埋め込んだ強度が予め分かっている。これは、アプリケーションによって、強度は決まってしまうからで、強度の情報は現実には送信しない。ただし、画像データの左上の始めの画素に、強度の値を記録しておいたり、画像データ全体の一番最初に、何らかのヘッダを付けて強度を再生装置側へ伝送するようにしてもよい。
【００５８】
電子透かし情報がどこに記録されているかを検出するために、固定パターン数発生器４９から発生した固定パターンビットを排他的論理和器４８へ供給する。排他的論理和器４８では、透かし埋め込み画像データの特定下位ビットと固定パターンビットとの排他的論理和を計算する。排他的論理和器４８の計算結果が図１１に示した特定パターンになったら、そこは図９に示した固定パターンビットと図１０に示したコンテンツ入力データの特定ビットとを排他的論理和演算した結果に基づくデータの配置位置であり、透かし埋め込みマップデータが埋め込まれている位置であると判断できる。この排他的論理和器４８の計算結果である位置情報（アドレス）は、図１３の透かしマップ検出器４３へ出力される。
【００５９】
透かしマップ検出器４３は検出されたアドレスを中心に、例えば、輝度信号の水平方向及び垂直方向各９画素のブロック部分に対応するアドレスを作成する。これによって図５のようなブロックで描いた文字「ＪＶＣ」の部分を特定できる。また、高品位な文字にしたい場合には、文字の太さや形状をフォント情報を透かしマップ検出器４３にもち、その文字部分の位置アドレスを発生させる。これらの文字位置アドレスは、色差信号ＤＣオフセット変換器４５へ供給される。
【００６０】
一方、電子透かし検出器４２により再生透かし埋め込みデータ中から検出されたＤＣオフセット値と著作権情報のうち、ＤＣオフセット値は、ＤＣオフセット値検出器４４で検出され、そのＤＣオフセット値が色差信号ＤＣオフセット逆変換器４５へ供給される。色差信号ＤＣオフセット逆変換器４５は、ＭＰＥＧデコーダ３２から出力された再生コンテンツデータの、透かしマップ検出器４３から入力される文字位置アドレスに対応する画素の赤色信号に対し、ＤＣオフセット値検出器４４からのＤＣオフセット値の逆変換を行って、ＤＣオフセットの無い再生コンテンツデータを得る。
【００６１】
すなわち、色差信号ＤＣオフセット逆変換器４５は、ＤＣオフセット値検出器４４からのＤＣオフセット値が、赤信号を前述した図２の埋め込み装置により２０％増加したことを示しているので、ＭＰＥＧデコーダ３２から出力された再生コンテンツデータの、透かしマップ検出器４３から入力される文字位置アドレスに対応する画素の赤信号に対して、ＤＣ値を２０％減少させる逆変換処理を行い、それ以外の青信号及び緑信号は逆変換せず、入力信号の値のままで出力する。
【００６２】
色差信号ＤＣオフセット逆変換器４５によりＤＣオフセット値が逆変換された画像データは、表示器３６に供給され、画像として表示される。ここで、表示器３６に供給された画像データは、上記の逆変換により図５に示した文字「ＪＶＣ」の位置の赤信号が元に戻されるため、文字は消去されて原画像が表示される。
【００６３】
これに対し、圧縮やフィルタ、アフィン変換などの、本実施の形態と異なる既存の方法で電子透かし情報である透かし埋め込みマップデータを除去したとしても、パラメータ情報も除去されてパラメータの逆変換ができず、また、電子埋め込み情報の除去後のコンテンツデータは元々透かし埋め込みマップデータの位置に対応して赤信号のＤＣ値が２０％増加されているので、表示器３６にて表示される画像は、パラメータの逆変換を行わない限り、原画像に文字「ＪＶＣ」が赤色で浮き出る画像となるため、再生品質を著しく劣化させることができ、その結果、記録媒体１７の透かし埋め込み画像データの電子透かし情報を不正な方法で除去する者がいなくなる。従って、著作権情報を保護することができる。
【００６４】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば、電子透かし情報埋め込み装置は、図１５のブロック図に示すように、生成した上記の透かし埋め込みデータを伝送装置５１によりインターネットなどの通信ネットワークや有線回線あるいは無線回線などを介して配信する構成としてもよい。また、電子透かし情報再生装置は、図１６のブロック図に示すように、上記の配信された透かし埋め込みデータを受信装置５３で受信して透かし情報を再生するようにしてもよい。また、電子透かし情報は、赤色以外の色で表示することもでき、更には輝度を変化させて表示することも可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パラメータが変換されたコンテンツ入力データに、変換したパラメータの内容を示すパラメータ情報を電子透かし情報として埋め込むことで、再生側で仮に電子透かし情報を既存の技術（圧縮、フィルタ、アフィン変換など）で除去した場合は、パラメータが変換されたコンテンツ入力データしか再生できないようにしたため、パラメータが変換されたコンテンツ入力データの再生品質は著しく損なわれていることから、その再生は無意味であるので、結果的にコンテンツデータの不正な再生を防止でき、このことから著作権の保護を図ることができる。
【００６６】
また、本発明によれば、パラメータ変換手段を、コンテンツ入力データの画像データに対し、視覚的に意味のある所望の画像を表示する画素位置のパラメータを、元の画像データとは異なる値に変更する手段としたため、再生側で仮に電子透かし情報を既存の技術（圧縮、フィルタ、アフィン変換など）で除去した場合は、コンテンツ入力データの画像データは上記の視覚的に意味のある所望の画像の各画素のパラメータが元の画像と異なっているために、上記の視覚的に意味のある画像が表示されたままとなってしまい、その再生は無意味であるので、結果的にコンテンツデータの不正な再生を防止できる。
【００６７】
また、本発明によれば、パラメータが変換されたコンテンツ入力データに、変換したパラメータの内容を示すパラメータ情報を電子透かし情報として埋め込んだ透かし埋め込みデータから検出したパラメータ情報に基づき、透かし埋め込みデータを逆変換することにより、パラメータ情報を検出する手段を有する再生装置でのみコンテンツデータを正常に再生できるようにしたため、それ以外の方法で電子透かし情報を除去した場合は、正常な再生ができず、結果的に電子透かし情報を除去しようとする者がいなくなるために、コンテンツ入力データと共に著作権に関する電子透かし情報も同時に埋め込んでおくことにより、著作権情報の電子透かしは除去されず、コンテンツの著作権情報が安全に保護できる。
【００６８】
また、本発明によれば、コンテンツ入力データの画像データのパラメータ変換位置が、透かし埋め込みマップ位置の画素であり、その画素の所望の単位の特定ビットと、固定のパターンビットとを所定の論理演算をして得られた演算結果が予め定めた特定パターン値になるように、上記の画素の所望の単位の特定ビットを変更することにより、各画素の所望の単位の特定ビットと、固定のパターンビットとを所定の論理演算をして得られた演算結果が予め定めた特定パターン値になることで、パラメータ変換が行われた画素位置を特定することができ、このことからパラメータ変換位置を確実に、かつ、簡単な方法で特定することができる。
【００６９】
更に、本発明によれば、上記の固定のパターンビットと特定のパターン値を、回転角度０度、９０度、１８０度及び２７０度の各回転のそれぞれにおいて同じ第１、第２のパターンの２次元パターンとしたため、画像を９０度、１８０度又は２７０度回転したとしても、上記の論理演算結果によるパラメータ変換が行われた画素位置の特定が確実にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子透かし情報埋め込み装置の一実施の形態の概略ブロック図である。
【図２】本発明の電子透かし情報埋め込み装置の一実施の形態の詳細ブロック図である。
【図３】図２中の電子透かし混入器の一実施の形態のブロック図である。
【図４】本発明で扱う画像データのサンプリングデータの説明図である。
【図５】本発明における電子透かし情報の画像例と画面上のビット位置の一例の説明図である。
【図６】電子透かし情報の埋め込み強度１の説明図である。
【図７】電子透かし情報の埋め込み強度２の説明図である。
【図８】電子透かし情報の埋め込み強度３の説明図である。
【図９】本発明の要部で発生する固定パターンビットの一例の説明図である。
【図１０】本発明の要部における所定単位の２次元特定ビットの一例の説明図である。
【図１１】本発明の要部における特定パターンの一例の説明図である。
【図１２】本発明の電子透かし情報再生装置の一実施の形態の概略ブロック図である。
【図１３】本発明の電子透かし情報再生装置の一実施の形態の詳細ブロック図である。
【図１４】図１３中の電子透かし検出器の一実施の形態のブロック図である。
【図１５】本発明の電子透かし情報埋め込み装置の他の実施の形態の概略ブロック図である。
【図１６】本発明の電子透かし情報再生装置の他の実施の形態の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１１  パラメータ変換器
１２、２４、２５  電子透かし混入器
１３  パラメータ発生器
１４  著作権情報発生器
１５  ＭＰＥＧエンコーダ
１７  記録媒体
２１  色差信号ＤＣオフセット変換器
２２  埋め込み位置特定器
２３  ＤＣオフセット発生器
２７、４７  画素特定ビット検出器
２８、４９  固定パターン数発生器
２９、４８  排他的論理和器
３２  ＭＰＥＧデコーダ
３３、４１、４２  電子透かし検出器
３４  パラメータ検出器
３５  パラメータ逆変換器
３６  表示器
３７  著作権情報検出器
３８  メモリ
４３  透かしマップ検出器
４４  ＤＣオフセット値検出器
４５  色差信号ＤＣオフセット逆変換器
【図１】
0003722002.tif 000002
【図２】
0003722002.tif 000003
【図３】
0003722002.tif 000004
【図４】
0003722002.tif 000005
【図５】
0003722002.tif 000006
【図６】
0003722002.tif 000007
【図７】
0003722002.tif 000008
【図８】
0003722002.tif 000009
【図９】
0003722002.tif 000010
【図１０】
0003722002.tif 000011
【図１１】
0003722002.tif 000012
【図１２】
0003722002.tif 000013
【図１３】
0003722002.tif 000014
【図１４】
0003722002.tif 000015
【図１５】
0003722002.tif 000016
【図１６】
0003722002.tif 000017