(57)【要約】  可変長コード（ＶＬＣ）のワードをエンコードされる信号サンプルｘ（ｎ）を含むメディア信号（ＭＰ）にウォーターマーク（Ｗ）を埋め込むための方法及び構成が開示される。可変長コード化されたＭＰＥＧビデオ信号のＤＣＴ係数は、かかるメディア信号を構成する。ウォーターマークは、ＡＣ係数の符号化を反転することで埋め込まれる。かかる反転により、埋め込まれたウォーターマークにより指定されたようにｓ（ｎ）、係数が増加又は減少する。本発明は、実現が簡単であり、信号の再エンコードを必要とせず、ビットストリームのビットレートに影響を与えない。
2005512417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変長コードのワードとしてエンコードされている信号サンプルを含んでいるメディア信号にウォーターマークを埋め込む方法であって、
可変長コードのワードを該信号サンプルにデコードするステップと、
埋め込まれるウォーターマークのそれぞれのサンプルに従って、選択された信号サンプルを変更するステップと、
変更された信号サンプルを再エンコードするステップとを有し、
該変更するステップは、同じ振幅であって異なる符号を有する信号サンプルについて同じ長さを有する可変長コードのワードにより表される信号サンプルに適用され、
該信号サンプルの符号を反転することで、ウォーターマークのそれぞれのサンプルにより指定されたように該信号サンプルが増加又は減少する場合、該信号サンプルの符号を反転するステップを有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
該反転するステップは、該信号サンプルの振幅に依存する、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
該可変長コードのワードは、該信号サンプルの符号を表す符号ビットと、該信号サンプルの可変長符号化された振幅とを含み、
信号サンプルを反転するステップ及び再エンコードするステップは、それぞれの可変長コードのワードの符号ビットを反転することで実行される、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
該メディア信号は、コード変換された信号であり、該信号サンプルは、変換係数により形成される、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
該メディア信号は、量子化ステップサイズで量子化される信号サンプルの系列を含み、
該量子化ステップサイズに依存して、それぞれの系列で変更される信号サンプルの数及び／又は位置を制御するステップを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
可変長コードのワードとしてエンコードされている信号サンプルを含んでいるメディア信号にウォーターマークを埋め込むための装置であって、
可変長コードのワードを該信号サンプルにデコードする手段と、
埋め込まれるウォーターマークのそれぞれのサンプルに従って、選択された信号サンプルを変更する手段と、
変更された信号サンプルを再エンコードする手段とを有し、
該変更手段は、同じ振幅であって異なる符号を有する信号サンプルについて同じ長さを有する可変長コードのワードにより表される信号サンプルに変更処理を適用するために設けられ、
該信号サンプルの符号を反転することで、ウォーターマークのそれぞれのサンプルにより指定されたように該信号サンプルが増加又は減少する場合、該信号サンプルの符号を反転するための手段を有する、
装置。
【請求項７】
該可変長コードのワードは、該信号サンプルの符号を表す符号ビットと、該信号サンプルの可変長符号化された振幅とを含み、
信号サンプルを反転する手段及び再エンコードする手段は、それぞれ可変長コードのワードの符号ビットを反転する手段により実行される、
ことを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
該メディア信号は、量子化ステップサイズで量子化される信号サンプルの系列を含み、
該量子化ステップサイズに依存して、それぞれの系列で変更される信号サンプルの数及び／又は位置を制御する手段を含む、
請求項６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変長コードのワードとしてエンコードされている信号サンプルを含んでいるメディア信号にウォーターマークを埋め込むための方法及び装置に関する。この方法は、可変長コードのワードを該信号サンプルにデコードし、埋め込まれるウォーターマークのそれぞれのサンプルに従って選択された信号サンプルを変更し、変更された信号サンプルを再エンコードするステップを有している。
【背景技術】
【０００２】
開始節で定義されるようなメディア信号にウォーターマークを埋め込む公知の方法は、F.Hartung及びB.Girodによる“Digital  Watermarking  of  MPEG-2  Coded  Video  in  the  Bitstream  Domain”ICASSP，Vol.4,  1997,  pp2621-2624に開示されている。この従来技術では、メディア信号は、ＭＰＥＧ圧縮されたビデオ信号である。このメディア信号の信号サンプルは、画素に離散コサイン変換を実行することで得られたＤＣＴ係数である。ウォーターマークは、ＤＣＴ変換された擬似雑音系列である。ウォーターマークは、この変換された雑音系列のサンプルを対応するＤＣＴ係数に加えることで埋め込まれる。ＭＰＥＧ符号化信号のゼロ係数は影響されることはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来技術のウォーターマークを埋め込むスキームの問題点は、一般に、ＤＣＴ係数の変更がビットストリームのビットレートを変えてしまうことにあり、これは、ＤＣＴ係数が可変長コードのワードで表されるためである。より高いビットレートは、一般に許容されない。したがって、従来技術の埋め込みプログラムは、変更された係数の転送がビットレートを増加するかをチェックし、その場合にオリジナルの係数を転送する。ビットレートの低下は望まれない。ＭＰＥＧシステムでは、たとえば、ビットレートの変更により、デコーダにおいてオーバフロー又はアンダーフローする場合があり、ビットストリームにおけるタイミング情報の位置を変えてしまう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、先に説明された問題点を緩和するウォーターマークを埋め込む方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る方法では、変更するステップが、同じ振幅かつ異なる符号を有する信号サンプルについて同じ長さを有する可変長コードのワードにより表される信号サンプルに適用され、該信号サンプルの符号を反転することで、ウォーターマークのそれぞれのサンプルにより指定されるように該信号サンプルが増加又は減少する場合、該信号サンプルの符号を反転するステップを有することを特徴としている。
【０００５】
信号サンプルの符号のみを変更し、振幅が影響されないままにすることで、可変長コードのワードの長さは、ウォーターマーク埋め込み処理により変化されることはない。したがって、本発明によれば、ビットレートが変化されないままにすることができる。
【０００６】
信号サンプルの符号を反転することで信号サンプルが変更される量は、その振幅の２倍に等しい。かかる変更が余りに大きい場合がある。したがって、本方法に係る実施の形態では、上記反転するステップは、信号サンプルの振幅に依存する。
【０００７】
本発明は、信号サンプルの符号を表す符号ビットと、該信号サンプルの可変長符号化された振幅とを有する可変長コードを使用する、ＭＰＥＧのような圧縮スキームで特に有効である。次いで、再エンコードする個別のステップを省くことができる。これは、可変長コードのワードの符号ビットを反転することで足りる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明に係るメディア信号にウォーターマークを埋め込むための装置に関するブロック図である。本装置は、可変長デコーダ１、ウォーターマーク埋め込みステージ２、可変長エンコーダ３、及びウォーターマークバッファ４を有している。本装置は、可変長コードのワードＶＬＣ（ｘ（ｎ））の形式でメディア信号を受信する。この可変長コードのワードは、メディア信号のサンプルｘ（ｎ）をそれぞれ表している。サンプルは、オーディオ、ビデオ又はデータ信号のＤＰＣＭサンプル、フーリエ係数又はＤＣＴ係数である場合がある。図２Ａには、可変長デコーダ１によりデコードされた信号サンプルｘ（ｎ）の系列ｘ（０），ｘ（１），．．．，ｘ（１２）の例が示されている（インデックスｎが図２Ａの上段に示されている）。
【０００９】
埋め込まれるウォーターマークＷは、ウォーターマークのサンプルｗ（ｎ）の系列である。この系列は、ウォーターマークバッファ４に記憶される。図２Ｂは、ウォーターマークの系列ｗ（０），．．．，ｗ（１２）の例を示している。この例では、本装置が加法的にウォーターマークの埋め込みを実行することを仮定している。これは、図２Ｃに例示されるように、ウォーターマークのサンプルｗ（ｎ）が、対応する信号サンプルｘ（ｎ）の系列に加算されることを意味している。数学的な表記では、以下のように示される。
ｘ’（ｎ）＝ｘ（ｎ）＋ｗ（ｎ）
なお、ウォーターマークのサンプルは、実際には信号サンプルよりも非常に小さい。
【００１０】
ウォーターマークが埋め込まれた信号サンプルｘ’（ｎ）は、続いて、可変長エンコーダ３により可変長コードのワードＶＬＣ（ｘ’（ｎ））に再エンコードされる。かかる無条件の加算的なウォーターマーク埋め込み処理の問題点は、出力される可変長コードのワードＶＬＣ（ｘ’（ｎ））が、一般に、対応する入力した可変長コードのワードＶＬＣ（ｘ（ｎ））よりも異なる長さＬＥＮを有することである。したがって、一般に、出力ビットレートが入力ビットレートとは異なることとなり、これは望まれないことである。先に説明されたHartung及びGirodの論文は、この問題に対する解決策を提供するものであり、その変更により対応する可変長コードのワードの長さが増加する場合には、信号サンプルｘ（ｎ）を影響されないままにする。
【００１１】
本発明によれば、信号サンプルの変更は、同じ振幅であって異なる符号を有する信号サンプルについて、同じ長さを有する可変長コードのワードにより表される信号サンプルに制限される。便宜上、この条件は、この例では全ての可変長コードについて実施される。すなわち、全てのｘ（ｎ）について以下に示される。
ＬＥＮ｛ＶＬＣ（ｘ（ｎ））｝＝ＬＥＮ｛ＶＬＣ（−ｘ（ｎ））｝
ここで、信号サンプルｘ（ｎ）の符号を反転することで、ウォーターマークのそれぞれのサンプルにより指定されたように信号サンプルが実際に増加又は減少される場合に、信号サンプルの符号を反転することにより、ウォーターマークの埋め込みが実行される。この動作は、埋め込みステージ２により実行される。図３は、この埋め込みステージの実施の形態により実行される動作に関するフローチャートを示している。ステップ３１では、ウォーターマークのサンプルｗ（ｎ）を信号サンプルｘ（ｎ）に加算した結果が、信号サンプルの符号を反転したのと実質的に同じ影響を有するかがチェックされる。「実質的に」とは、ｘ（ｎ）＋ｗ（ｎ）と−ｘ（ｎ）の間の差が所定の閾値よりも小さいこと、すなわちｘ（ｎ）＋ｗ（ｎ）が−ｘ（ｎ）と少なくとも同じ符号を有することを意味するものと定義される。同じ影響を有する場合、ステップ３２が実行され、ここで、ｘ（ｎ）の符号が実際に反転される。同じ影響を有さない場合、ステップ３３で、サンプルｘ（ｎ）は影響されないままとなる。
【００１２】
図２Ｄは、このようにして得られた、ウォーターマークが埋め込まれたメディア信号のサンプルｘ’（ｎ）を示している。反転された信号サンプルは、この図では丸く囲まれている。それらの値は、図２Ｃで示される「指定された」値と実質的に対応している。他の信号サンプルは、条件３１が満たされていないために変更されていない。
【００１３】
符号の反転（「符号ビット切換え」と呼ばれる）による先に説明されたウォーターマーク埋め込みにより、出力ビットストリームにおけるそれぞれの可変長コードのワードＶＬＣ（ｘ’（ｎ））は、対応する入力ビットストリームにおける可変長コードのワードＶＬＣ（ｘ（ｎ））と同じ長さを有することが達成される。平均のビットレートが変化しないままであるのみでなく、ビットレートが瞬間的でさえも変化することもない。ビットストリームのそれぞれのコードワードは、その本来の位置を維持し、タイムスタンプのようなビットストリームにおけるタイミング重視の他の情報の位置が変更される危険もない。
【００１４】
図４から図４Ｃは、図１に示される装置の代替的な実施の形態に関する動作を例示する図を示している。この実施の形態では、ウォーターマークバッファ４は、それぞれのウォーターマークのサンプルｗ（ｎ）の符号を単に記憶する。この実施の形態では、ウォーターマークのサンプル当たり１ビットがバッファ４に記憶されることが要求される点で有効である。図４Ｂに例示されるように、符号ｓ（ｎ）は、対応する信号サンプルが増加（＋）するか又は減少（−）するかを単に示している。この実施の形態では、埋め込みステージ２は、信号サンプルｘ（ｎ）の符号を反転することで、ウォーターマークのサンプルにより指定されたように信号サンプルが増加又は減少される場合に、信号サンプルｘ（ｎ）の符号を反転する。信号サンプルが変更される量がもはや指定されない場合、すなわち、余りに大きい場合があるため（すなわち、その振幅の２倍）、小さな振幅（たとえば、閾値ｄよりも小さな振幅）のみについて、反転が実行されることが好ましい。図４Ｃは、かかる実施の形態に関するウォーターマークが埋め込まれた信号ｘ’（ｎ）を示している。図２Ｄにおけるのと同様に、反転された信号サンプルが丸で囲まれて示されている。図２Ｄと比較して、僅かな性能の低下のみがある。図２Ｄでは、対応するウォーターマークのサンプルｗ（９）が非常に大きいため、信号サンプルｘ（９）は反転されているが、図４Ｃでは、その振幅が閾値を超えるため、信号サンプルｘ（９）は反転されていない。
【００１５】
これより、本実施の形態に係る実際の装置は、ＭＰＥＧ２規格に従って圧縮されているビデオ信号へのウォーターマークの埋め込みを参照して説明される。なお、メディア信号は、埋め込まれたウォーターマークを既に有している場合があるものとする。その場合、追加のウォーターマークが埋め込まれる。既にウォーターマークが埋め込まれた信号にウォーターマークを埋め込む処理は、一般に、リマーキング（remarking）と呼ばれる。
【００１６】
図５は、本発明の好適な実施の形態に係る方法を実行する装置のブロック図を示している。本装置は、ＭＰＥＧ分析ユニット５１、可変長デコーダ５２、処理ユニット５３、出力ユニット５４及びウォーターマークバッファ５５を有している。
【００１７】
本装置は、ビデオ画像の系列を表すＭＰＥＧビデオストリームＭＰを受信する、図６Ａには、例示的なサンプルを通して、１つのかかるビデオ画像が示されている。ビデオ画像は、８×８画素に分割されており、その１つが図６Ａに参照符号６１で示されている。画素ブロックは、８×８ＤＣＴ係数からなるそれぞれのブロックで表されている。かかるＤＣＴブロックの左上の係数は、対応する画素ブロックの平均輝度を表しており、ＤＣ係数と一般に呼ばれる。他の係数は、空間周波数を表しており、ＡＣ係数と呼ばれる。左上側のＡＣ係数は、画像の粗い詳細を表しており、右下側の係数は、緻密な詳細を表している。ＡＣ係数は量子化されている。この量子化処理は、ＤＣＴブロックの多くのＡＣ係数を値０と考える。図７Ａは、図６Ａにおける画像ブロック６１を表しているＤＣＴブロック７１の典型的な例を示している。
【００１８】
ＤＣＴブロックの係数は、ジグザグ走査パターン（図７Ａにおける参照符号７９）に従って連続的に走査され、可変長符号化される。ＭＰＥＧにより採用される可変長符号化スキームは、ハフマン符号化及びランレングス符号化の組み合わせである。より詳細には、ゼロのＡＣ係数及びその後の非ゼロのＡＣ係数のそれぞれのランにより、（ラン、レベル）のペアを構成する。それぞれの（ラン、レベル）ペアにおいて、「ラン」はゼロの係数の数を示し、「レベル」は非ゼロの係数の値を示している。エンド・オブ・ブロック（ＥＯＢ）コードは、ＤＣＴブロックにおいて更なる非ゼロの係数がないことを示している。図７Ｂは、ＤＣＴブロック７１を表している（ラン、レベル）のペアの系列を示している。
【００１９】
（ラン、レベル）ペアは、可変長コードのワードにより表される。ＭＰＥＧにより採用される可変長符号化スキームの特性は、同じ振幅かつ異なる符号を有する係数が同じ長さのコードのワードで表されることである。たとえば、（ラン、レベル）のペア（１，−１）及び（１，１）は、等しい長さのコードのワード０１１１及び０１１０のそれぞれとしてエンコードされる。図７Ｃは、図５に示される装置により受信されたとき、ＤＣＴブロック７１を表す可変長コードのワードを示している。
【００２０】
ＭＰＥＧ２ビデオストリームでは、４つのＤＣＴ輝度ブロック及び２つのＤＣＴ色度ブロックがマクロブロックを構成し、多数のマクロブロックがスライスを構成し、多数のスライスがピクチャ（フィールド又はフレーム）を構成し、ピクチャの系列がビデオシーケンスを構成している。ピクチャのなかには、自発的にエンコードされるピクチャ（Ｉピクチャ）があり、他のピクチャは、動き補償により予測的にエンコードされるピクチャ（Ｐ及びＢピクチャ）である。後者の場合、ＤＣＴ係数は、現在のピクチャの画素と、画素自身よりはむしろ参照ピクチャの画素との間の差を表している。
【００２１】
ＭＰＥＧ２ビデオストリームＭＰは、分析ユニット５１に印加される（図５）。この分析ユニットは、ＭＰＥＧビットストリームを部分的に解釈し、輝度ＤＣＴ係数を表す可変長コードのワード（ＶＬＣ）を可変長デコーダ５２に供給する。また、分析ユニット５１は、ブロックの座標、符号化タイプ（フィールド又はフレーム）、走査タイプ（ジグザグ又は互い違い）のような情報を収集する。可変長デコーダ５２は、ビデオ画像を表す可変長コードのワードを（ラン、レベル）ペアにデコードし、この（ラン、レベル）ペアをジグザグ走査の順序でＤＣＴ係数ｘ（０），．．．，ｘ（６３）の系列に変換する。
【００２２】
埋め込まれるウォーターマークは、画素領域において擬似ランダムノイズの系列である。この実施の形態に係る装置では、１２８×１２８のウォーターマークのパターンは、画像の範囲にわたりタイル張り（tiled）される。図６Ｂには、このタイル張り処理が例示されている。１２８×１２８の擬似ランダムウォーターマークのパターンは、良好な視覚化のため、ここではシンボルＷとして示されている。ウォーターマークＷの空間雑音値は、ＭＰＥＧストリームにおけるビデオコンテンツと同じ表現に変換される。このため、１２８×１２８のウォーターマークパターンは、さらに、８×８ブロックに分割され、そのうちの１つが図６Ｂにおける参照符号６２で示されている。ブロックは、離散コサイン変換される。したがって、このように計算された係数の符号ｓ（ｎ）は、本装置の１２８×１２８のウォーターマークバッファ５５に記憶される。符号は、ビデオ信号の対応するＤＣＴ係数が増加又は減少されるかを示している。埋め込まれたウォーターマークが緻密な画像の詳細を破壊することを回避するため、画像ブロックのうちで最も重要なＡＣ係数のみが変更のための候補となる。したがって、ジグザグシーケンスにおける符号ｓ（１），．．．，ｓ（３２）のみがバッファに記憶される。図７Ｄは、このように得られた、ウォーターマークバッファ５５におけるブロック５５の例を示している。なお、これらの動作は、１度のみ行われる必要があり、オフラインで行うことができる。
【００２３】
ＡＣ係数ｘ（ｎ）及びウォーターマークサンプルｓ（ｎ）は、処理ユニット５３に印加される。この処理ユニット５３は、ウォーターマークを埋め込むために、どの係数ｘ（ｎ）が反転されるべきかを判定する。より詳細には、係数ｘ（ｎ）を反転することで、対応するウォーターマークのサンプルｓ（ｎ）により指定されたように係数が増加又は減少する場合、係数ｘ（ｎ）の符号が反転される。係数が余りに大きな量だけ変更されること（たとえば、図７Ａにおける係数ｘ（２）＝３がｘ’（２）＝−３になること）を回避するため、埋め込み処理は、小さな振幅のみについて実行される。ＭＰＥＧエンコードされたビデオについて、以下のルールが実際に可能である。
（ｘ（ｎ）＝−１及びｓ（ｎ）＝＋１）の場合、ｘ（ｎ）＝−ｘ（ｎ）
（ｘ（ｎ）＝＋１及びｓ（ｎ）＝−１）の場合、ｘ（ｎ）＝−ｘ（ｎ）
図５に示される装置もまた、それぞれ可変長コードのワードが非ゼロの係数の符号を表す１ビットと該非ゼロの係数の振幅を表す可変ビット数を有するという、ＭＰＥＧ可変長符号化のスキームの特性を利用する。これは、それぞれ可変長コードのワードの符号を反転することで十分である。これは、処理ユニット５３の信号ＩＮＶに応答して、出力ユニット５４により実行される。変更された係数の実際の再エンコードは、このようにして省略することができる。
【００２４】
図８は、処理ユニット５３により実行される動作に関するフローチャートを示している。ステップ８１では、係数ｘ（ｎ）の振幅が１より大きいかがチェックされる。１よりも大きい場合、出力ユニットは、対応する可変長コードのワードの符号ビットを反転しないように指示される（ステップ８２）。ステップ８３で、（係数を増加又は減少する）必要とされる動作がその符号（sign）を反転することで達成することができない場合、符号ビットは反転されない。関連する条件が満たされる場合にのみ、信号ＩＮＶ＝１が出力ユニット５３に印加され、ＭＰＥＧビデオストリームにおけるそれぞれ可変長コードのワードの符号ビットを反転するように、この出力ユニットに指示される。
【００２５】
図７Ｅは、ＤＣＴブロック７１へのウォーターマークの埋め込みに関する結果を示している。唯一の係数（ｘ（４）、この図では網掛けされている）がこの例では変更されており、これは、この係数が負であり、小さな振幅を有しており、増加するためである。ゼロの係数は影響されない。係数ｘ（２）=３及びｘ（５）＝２は、その余りに大きな振幅のために変更されない。係数ｘ（５）＝２及びｘ（７）＝１は、指定された変更（増加）が符号ビットを反転することで達成することができないために変更されない。図７Ｆは、新たな（ラン、レベル）のペアを示している。図７Ｇは、可変長コードのワードの対応する系列を示している。
【００２６】
図６Ｃは、ウォーターマークが埋め込まれた画像を示している。この図で表現するために試みられているように、ウォーターマークの埋め込みの量は、ブロックからブロックに変化されている。したがって、ＤＣＴブロック６３では、１つのみのＤＣＴ係数が変更されており、より多く及び他の係数は、他のブロックにおいて一般に変更されている。より詳細には、ウォーターマークが埋め込まれた画像ブロック６３は、異なる画像の位置にある、同じウォーターマークのブロックに対応している画像ブロック６４とは異なる埋め込みの「強度」又は「深さ」で埋め込まれている。ウォーターマーキングの量は、タイルからタイルに変化される。これは、ウォーターマークの検出の間に補償され、そこでは、図９に例示されるように、タイルは１２８×１２８のビデオバッファに加えられる（折り畳まれる（folded））。ウォーターマークは、このバッファにおいて強く明確に記憶され、国際特許出願WO 99/45705号に開示されるような相関技術により、容易に検出することができる。
【００２７】
ＭＰＥＧエンコード信号にウォーターマークを埋め込むための先に説明された装置では、（ラン、レベル）の「レベル」部分が変化する。レベルは、ＡＣ係数の実際の値ではないが、その量子化されたバージョンである。たとえば、図７Ａにおけるレベルｘ（４）＝−１は、実際には、係数Ｘ（４）＝−１０４を表している場合がある。ビットフリップ動作の後、新たな値はＸ’（４）＝＋１０４である。別のブロックでは、同じｘ（４）＝−１は、量子化ステップサイズに依存して、係数Ｘ（４）＝−６である場合がある。ＡＣ係数を−１０４から＋１０４に反転する影響は、埋め込まれたウォーターマークを知ることに関して、同じＡＣ係数を−６から＋６に反転することとは異なる影響を一般に有することは言うまでもない。
【００２８】
視覚的なその影響が低減されるようなやり方で、ウォーターマークの埋め込み処理を制御する必要がある場合がある。このため、埋め込み方法に関する更なる実施の形態は、量子化ステップサイズに依存して、変更される係数の数及び／位置を制御するステップを含んでいる。
【００２９】
ＭＰＥＧデコーダでは、受信レベルｘ（ｎ）を量子化ステップサイズで乗算することで、逆量子化が達成される。量子化ステップサイズは、ブロック内のステップサイズを変更する重み要素Ｗ（ｎ）、（マクロ）ブロックから（マクロ）ブロックへのステップサイズを変更するスケーリングファクタＱＳにより制御される。以下の式は、デコードされたレベルｘ（ｎ）からＡＣ係数Ｘ（ｎ）を再構成するためのＭＰＥＧ算術を特定している。
Ｘ（ｎ）＝ｘ（ｎ）×Ｗ（ｎ）×ＱＳ
変更することが許可される係数の数の上限を生成する様々なやり方が存在する。１つの実施の形態では、対応する量子化ステップサイズＱ（ｎ）＝Ｗ（ｎ）×ＱＳが所定の閾値よりも小さい場合、レベルｘ（ｎ）のみが変更される。これにより、異なるブロックの位置について（すなわち、異なるインデックスｎについて）、異なる閾値が使用される場合がある。
【００３０】
別の実施の形態では、あるブロックで変更されることが許可される係数の最大数Ｎは、ＱＳが増加するときＮが減少するような、量子化スケールファクタＱＳの関数である。この実施の形態の実施可能性は、ＤＣＴブロックがどの位強く量子化されているかをスケーリングファクタが実際に示すことを実現する場合に、容易に理解することができる。スケーリングファクタがより大きくなると、すなわち量子化ステップサイズがより大きくなると、影響が認識されないようにするため、より少ない係数が変更される場合がある。かかる関数の例は、以下に示される。
Ｎ＝ｃ／ＱＳ
ここで、ｃは所与の定数値である。
【００３１】
量子化スケーリングファクタＱＳは、パラメータquantitizer_scale_code及びパラメータq_scale_typeの組み合わせとして、ビットストリームに含まれる。パラメータquantitizer_scale_codeは、５ビットのコードである。パラメータq_scale_typeは、かかるコードが２と６２の間のＱＳ値からなる線形範囲を表しているか、又は１と１１２の間の指数的な範囲の値を表しているかを示している。両方の場合では、コードは、ステップサイズを示している。これに応じて、先に説明された関数における項ＱＳは、パラメータquantitizer_scale_codeにより置き換えることができる。
【００３２】
また、量子化ステップサイズに依存して、ウォーターマーク処理により変更される係数の位置を制御することも有効である。量子化ステップサイズがより大きくなると、ジグザグ走査において望まれる変更がより遅く実行される。これにより、低周波の係数が影響されないままにされ、ウォーターマークの埋め込み処理の可視性が高周波の係数に制限される。
【００３３】
量子化ステップサイズに依存して変更可能な係数の最大の数及び／又は位置を制御する機能により、本装置に関して僅かな変更のみが要求される。このため、図５における分析ユニット５１は、関連するパラメータquantitizer_scale_code及びq_scale_type、及び／又は重み付けマトリクスＷ（ｎ）（図５では集合的にＱで示される）をビットストリームＭＰから読み取り、破線５５を介して、この読取り結果を処理ユニット５３に供給する。図８には、かかる処理ユニットの動作を例示するフローチャートが示されており、これより、最大数Ｎの係数が既に変更されているかがテストされるステップ（図示せず）が含まれる。
【００３４】
なお、量子化ステップサイズに依存して、所与の信号サンプルの系列内で変更される信号サンプルの数及び／又は位置を制限する概念は、ビットフリップ・ウォーターマーキング・アルゴリズムに限定されるものではない。信号サンプルがウォーターマークを埋め込むためにゼロにされる出願人の特許出願EP 01200277.0号で提案されるアルゴリズムのような、他のウォーターマキングアルゴリズムで使用される場合もある。変更される信号サンプルの数を制限する概念は、ウォーターマーキング以外の他の信号処理アルゴリズムで適用される場合もある。
【００３５】
本発明は、以下のように要約される。可変長コードのワード（ＶＬＣ）としてエンコードされている信号サンプルｘ（ｎ）を有するメディア信号ＭＰにウォーターマークＷを埋め込むための方法及び装置が開示される。ＭＰＥＧビデオ信号の可変長符号化されたＤＣＴ係数は、かかるメディア信号を構成している。ＡＣ係数の符号の反転により、埋め込まれるウォーターマークにより指定された（ｓ（ｎ））ように、係数が実際に増加又は減少するまで、ＡＣ係数の符号を反転することでウォーターマークが埋め込まれる。本発明は、実現が簡単であり、信号の再エンコードを必要とせず、ビットストリームのビットレートに影響を与えない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るメディア信号にウォーターマークを埋め込むための装置に関するブロック図である。
【図２Ａ】図１に示される装置の動作の一部を例示するための波形図である。
【図２Ｂ】図１に示される装置の動作の一部を例示するための波形図である。
【図２Ｃ】図１に示される装置の動作の一部を例示するための波形図である。
【図２Ｄ】図１に示される装置の動作の一部を例示するための波形図である。
【図３】図１に示される装置により実行される動作のフローチャートである。
【図４Ａ】図１に示される装置の代替的な動作を例示する波形図である。
【図４Ｂ】図１に示される装置の代替的な動作を例示する波形図である。
【図４Ｃ】図１に示される装置の代替的な動作を例示する波形図である。
【図５】本発明に係るメディア信号にウォーターマークを埋め込むための装置の更なる実施の形態に関するブロック図である。
【図６Ａ】図５に示される装置の動作を例示する図である。
【図６Ｂ】図５に示される装置の動作を例示する図である。
【図６Ｃ】図５に示される装置の動作を例示する図である。
【図７Ａ】図５に示される装置の動作を例示する図である。
【図７Ｂ】図５に示される装置の動作を例示する図である。
【図７Ｃ】図５に示される装置の動作を例示する図である。
【図７Ｄ】図５に示される装置の動作を例示する図である。
【図７Ｅ】図５に示される装置の動作を例示する図である。
【図７Ｆ】図５に示される装置の動作を例示する図である。
【図７Ｇ】図５に示される装置の動作を例示する図である。
【図８】図５に示される装置により実行される動作に関するフローチャートである。
【図９】ウォーターマークの検出処理を例示する図である。
【図１】
2005512417.tif 000003
【図３】
2005512417.tif 000004
【図２Ａ】
2005512417.tif 000005
【図２Ｂ】
2005512417.tif 000006
【図２Ｃ】
2005512417.tif 000007
【図２Ｄ】
2005512417.tif 000008
【図４Ａ】
2005512417.tif 000009
【図４Ｂ】
2005512417.tif 000010
【図４Ｃ】
2005512417.tif 000011
【図５】
2005512417.tif 000012
【図８】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図９】
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【国際調査報告】
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