(57)【要約】同じコンテンツ(Q)の多数のコピー(Qi)を識別するために電子透かしの埋め込みがよく用いられる。各コピー(Qi)は、例えばそのコピーが再生され得るプレーヤを識別する異なる専用電子透かし（Wi）を具備する。専用電子透かしはハッキングされ得る。２つ以上の電子透かし入りコピーを平均することにより、前記専用電子透かしのいずれも検出不可能になり得る。本発明による電子透かし埋め込み装置（１０）は、前記専用電子透かし（Wi）に加えて大域（一定の）電子透かし（W）を埋め込む。前記大域電子透かしは、各コピーにおいて同じであり、それ故、検出可能なままである。前記大域電子透かしの存在は、専用電子透かしも同様に存在すべきことを示す。それは、前記大域電子透かしが存在し、専用電子透かしが見つからない場合には再生が許可されないようなプロトコルにおいて用いられ得る。
2005518694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報信号の多数のコピーに電子透かしを埋め込む方法であって、各コピーに対して異なる所定の固有電子透かしを前記情報信号の各コピーに埋め込むステップと、他の所定の同じ大域電子透かしを全てのコピーに埋め込むステップとを有する方法。
【請求項２】
前記大域電子透かしは、固有電子透かしがコピーに埋め込まれていることを示すように前記情報信号の該コピーに埋め込まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
情報信号中の電子透かしを検出する方法であって、
−所定の固有電子透かしが存在するかどうかを検出するステップと、
−所定の大域電子透かしが存在するかどうかを検出するステップと、 
−前記大域電子透かしが検出され、前記固有電子透かしが検出されない場合には、前記固有電子透かしが存在していたはずであると推断し、それに基づいて動作するステップとを有する方法。
【請求項４】
前記動作するステップが、前記情報信号に他の処理がなされることを防止するステップを有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記他の処理が、前記情報信号の再生を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
情報信号の多数のコピーに電子透かしを埋め込む装置であって、各コピーに対して異なる所定の固有電子透かしを前記情報信号の各コピーに埋め込む手段と、他の所定の同じ大域電子透かしを全てのコピーに埋め込む手段とを有する装置。
【請求項７】
前記大域電子透かしは、固有電子透かしが前記コピーに埋め込まれていることを示すことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
情報信号中の電子透かしを検出する装置であって、
−所定の固有電子透かしが存在するかどうかを検出する手段と、
−所定の大域電子透かしが存在するかどうかを検出する手段と、 
−前記大域電子透かしが検出され、前記固有電子透かしが検出されない場合には、前記固有電子透かしが存在していたはずであると推断し、それに基づいて前記情報信号の他の処理を制御する信号手段とを有する装置。
【請求項９】
前記制御が、前記情報信号に他の処理がなされることを防止することを含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記他の処理が、前記情報信号の再生を含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
埋め込み電子透かしを備える情報信号であって、前記電子透かしが、前記情報信号の多数のコピーに関して固有である第１の電子透かしと、前記固有電子透かしが前記情報信号に埋め込まれていることを示す他の所定の第２の大域電子透かしとを含み、前記大域電子透かしが、前記情報信号の前記多数のコピーの全てに対して同じである情報信号。
【請求項１２】
埋め込み電子透かしを備える情報信号をその上に記録している記録担体であって、前記電子透かしが、前記情報信号の多数のコピーに関して固有である第１の電子透かしと、前記固有電子透かしが前記情報信号に埋め込まれていることを示す他の所定の第２の大域電子透かしとを含み、前記大域電子透かしが、前記情報信号の前記多数のコピーの全てに対して同じである記録担体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子透かし情報に不正変更が加えられるのを防止するように信号に電子透かしを埋め込む方法及び装置に関する。本発明はまた、電子透かしを検出するための対応する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子透かしは、典型的にはオーディオ及びビデオの情報信号のコンテンツに埋め込まれる知覚的に不可視のメッセージである。電子透かしは、モニタリング及びコピーコントロールなどの多様な用途をサポートすることが出来る。例えば、コピーコントロールの場合に、不誠実なユーザは、電子透かしによって認識され得ない違法コピーを配布することが出来るように電子透かしを無効にしたい。それ故、電子透かしは「強い」必要がある。「強い」というのは、本明細書では、電子透かしが処理後に検出可能なままである一方で、信号品質が依然として十分であることを意味すると解される。
【０００３】
電子透かしは、オーディオ、ビデオ又は他のプログラムのデータの特定のコピーの購入者の素性(identity)を有し得る。このような場合には、同じデータの各コピーが異なる電子透かしを含む。この目的のために、多くの異なる電子透かし法が提案されている。各コピーが唯一であるようにオリジナルの各コピーをわずかに変えるのが１つの方法である。これは、オリジナルの特定のバージョンに対する追跡を可能にする。これは、勿論、コピーコントロールの場合に非常に有利である。しかしながら、この種の電子透かしは、幾つかの電子透かし入りコピーを組み合わせる所謂「結託」によって容易に除去され得る。以下にこれをより詳細に説明する。
【０００４】
各コピーは、わずかに異なる電子透かしを持ち、前記電子透かしそれ自体は除去可能ではない。典型的には、電子透かしを取り除くためにコピーを攻撃するユーザは、２つのコピーを平均する又はインタリーブすることによって第３のコピーを作成するためにオリジナルの２つ（以上）のコピーを用いる。この第３のバージョンは、２つのコピーの平均であり、故に、オリジナルと同じコンテンツを持つであろうが、電子透かしを持たないであろう。これは、第３のコピーが、各々の電子透かしのいずれかと明らかに結び付けられるのに十分な情報を含まないためである。
【０００５】
結託攻撃からの保護のための従来の技術は、当業界で既知である。例えば、国際特許出願公開番号第WO99/39344号は、異なるコピー中の電子透かし情報の少なくとも一部に類似性を得るために電子透かしコードに冗長性を付加することを開示している。しかしながら、これは、実際の埋め込まれる情報に対する電子透かしデータに必要な長さにおいて大きな不利益を伴う。また、十分に多量のコピーを用いる結託攻撃は、依然として電子透かしを除去することが出来るであろう。
【０００６】
従って、異なる電子透かしを有するが、同じコンテンツ信号のコピーを組み合わせることによるコピーからの電子透かしの除去を防止するビデオ信号とオーディオ信号との両方のために埋め込む電子透かしの必要性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、信号に電子透かしを埋め込む方法であって、異なる電子透かしを有するが、同じコンテンツのコピーを組み合わせることによるコピーからの電子透かしの除去（検出をより困難にすることも意味すると理解されたい）を防止する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の側面によれば、これは、情報信号の多数のコピーに電子透かしを埋め込む方法であって、各コピーに対して異なる所定の固有電子透かし(unique watermark)を前記情報信号の各コピーに埋め込むステップと、他の所定の同じ大域電子透かし(global watermark)を全てのコピーに埋め込むステップとを有する方法で実現される。前記大域電子透かしは、前記固有電子透かしもまた存在するはずであることを示す。前記大域電子透かしは検出されるが、前記固有電子透かしは見つからない状況においては再生が禁止され得ることが本発明によって達成される。
【０００９】
本発明の別の側面によれば、大域電子透かしの存在は、該大域電子透かしが存在し、固有電子透かしが見つからない場合には再生が許可されないようなプロトコルにおいて用いられる。
【００１０】
本発明の別の好ましい実施例によれば、情報信号中の電子透かしを検出する方法であって、所定の固有電子透かしが存在するかどうかを検出するステップと、所定の大域電子透かしが存在するかどうかを検出するステップと、前記大域電子透かしが検出され、前記固有電子透かしが検出されない場合には、前記固有電子透かしが存在していていたはずであると推断し、それに基づいて動作するステップとを有する方法が更に提供される。
【００１１】
従って、本発明の主要な側面は、可変の固有電子透かしとともに付加的な一定の電子透かしを用いる結託に強い電子透かしである。
【００１２】
下記の実施例を参照して、本発明の上記の側面及び他の側面を説明し、明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の特定の実施例を記載する前に、結託による問題の更なる説明をはじめとして、以下に本発明をより詳細に記載する。
【００１４】
コンテンツ信号への電子透かしの埋め込みは、式（I）に従う電子透かし入り信号Yを得るためにビデオ信号又はオーディオ信号であり得るオリジナルの信号Xに秘密のシーケンス、即ち電子透かしWを付加することによって施され得る。
Y=X+W                                                                  (I) 
【００１５】
グローバルスケーリングファクタ(global scaling factor)などのような詳細は、本発明を理解するのに必要ないことから、本明細書には記載しないが、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内である。
【００１６】
例えば音楽を録音したものなどのオーディオ信号であるオリジナル信号Xが多数回コピーされる場合には、例えば選択的な再生の制御を可能にするために添え字iを持つ各コピーに固有電子透かしWiが埋め込まれる。「コピー」という表現は、本明細書では、知覚的にオリジナルと実質的に同一である信号のバージョンを意味すると解される。例えば、MP3符号化された楽曲及びWMA符号化された楽曲は両方ともオリジナルの曲のコピーであり得る。各コピーのための電子透かし入り信号Yiは、式（II）において表され得る。
Yi = X + Wi                                                            (II)
【００１７】
これは、電子透かし入り信号Yiがプレーヤiにおいてしか再生され得ないことを意味する。しかしながら、多数のN個の電子透かし入り信号が平均（「背景技術」において記載したような結託）される場合には、新しい平均信号Zは式（III）において表され得る。
【数１】
2005518694.tif 000003
【００１８】
式（III）から明らかであるように、この状況においては固有電子透かしWiのいずれも検出され得ないことがありうる。結果として、前記電子透かしは、存在しないとみなされ、それ故、「強くない」。この場合に、信号Zは、あらゆるプレーヤにおいて再生され得る。全ての電子透かし入り信号Yiが平均する前に時間調整されたと想定すると、結託においてオリジナル信号Xは変更されない。 
【００１９】
本発明は、ビデオ信号、オーディオ信号又はJPEG, GIF若しくはTIFなどのような画像信号といったコンテンツ信号に電子透かしを埋め込む方法及び対応する装置であって、異なる電子透かしも有する同じコンテンツ信号の２つ以上のコピーを組み合わせることによる電子透かしの除去を、式（IV）により表され得るオリジナル信号への大域電子透かしWの導入によって防止する方法及び装置を目的としている。
Yi = X + W + Wi                                                        (IV)
この場合に、多数のN個の信号が平均される場合には、新しい平均信号Zは、
【数２】
2005518694.tif 000004
となる。
【００２０】
また、この場合には、固有電子透かしWiは、おそらく検出不可能であろうが、大域電子透かしWは依然として検出可能である。この場合に、大域電子透かしWの存在は、大域電子透かしWが存在し、専用電子透かし(private watermark) Wiが見つからない場合には再生が許可されないようなプロトコルにおいて用いられ得る。
【００２１】
本発明の好ましい実施例によれば、図１に示されているように、電子透かし埋め込み装置１０は、コンテンツ信号Q（この場合にはオーディオ信号）を受け取り、オリジナル信号Qの各送出コピー（outgoing copy）Qiのために専用電子透かしWi及び大域電子透かしWをコンテンツ信号Qに埋め込む。
【００２２】
結果として生じた電子透かし入り信号Qiは、次いで、様々な受信者（図示せず）に送信される。信号Qiを復号し、電子透かしを取り除こうとする幾人かのユーザも含むこれらの受信者は、その場合に、別のユーザと協力することによって固有電子透かしWiを取り除くことは出来るであろうが、大域電子透かしWを取り除くことは出来ない。
【００２３】
固有電子透かしWiが存在しないとみなされた幾つかの状況において、大域電子透かしが、サーチされ、見つけられた。これは、第１の電子透かしが存在していたはずであることを示す。これは図２に図示されている。例えば、マルチメディアプレーヤ中の検出器が再生を制御する場合にこのような状況が起こり得る。
【００２４】
図２は、到来信号Qcollusionにおいて固有電子透かしWi及び大域電子透かしWが検出される本発明の好ましい実施例による方法を示している。この例においては、図１に示されている電子透かし埋め込み装置から出て来る各信号中には２つの電子透かし、固有電子透かしWi及び大域電子透かしWが埋め込まれ、各々オリジナル信号Xの唯一のコピーYiを受け取った少なくとも２人のそれのユーザが、埋め込み装置から得られたコピーYiを組み合わせることにより固有電子透かしWiを消去するために協力していると想定されている。結果として生じる信号Qcollusionは、第１ステップ１１において固有電子透かしWiの検出のためにサーチされる。固有電子透かしWiが見つかる場合には、第２ステップ２２において存在しているというラベルを付けられる。
【００２５】
これに反して、第１ステップ１１において固有電子透かしWiが見つからない場合には、大域電子透かしWの検出のために第３ステップ３３が行なわれる。この大域電子透かしWが検出され、固有電子透かしWiが検出されない場合には、再生が停止される（ステップ６６）。
【００２６】
第３ステップ３３において大域電子透かしWが検出されない場合には、このコピーには電子透かしがないとみなされ（ステップ４４）、第５ステップ５５において再生が許可される。第２ステップ２２において固有電子透かしWiが見つかり、このコピーがこのユーザ用であった場合にも、即ち、入ってくる信号が固有信号Qiであって、結託信号Qcollusionではなかった場合にも、再生は許可される。
【００２７】
固有電子透かし及び大域電子透かしの概念は、信号が階層的なデータ構造に分類されることを可能にする。例えば、大域電子透かし及び固有電子透かしは、各々、タイムスタンプの時間及び分を表し得る。（固有電子透かしは２つ以上のコピーを平均することによる影響を受けているという認識において）コンテンツプロバイダが違法バージョンを追跡する場合には、前記コンテンツプロバイダは、例えば10.00乃至10.59の範囲内のタイムスタンプを持つコピーを得たグループによってコンテンツが不正変更されていると推断することが出来るであろう。 
【００２８】
電子透かしを埋め込む又は検出するために用いられる具体的な電子透かし処理は本発明の一部ではなく、あらゆる従来の電子透かし処理が本発明から外れることなしに用いられ得る。好ましくは、大域電子透かしWは、あらゆる種類の悪意のある攻撃に対して強い。保護されるべき信号は、画像、ビデオシーケンス又はオーディオであり得る。保護されるべき具体的なタイプは本発明とは無関係である。以下の特許請求の範囲において用いられるような、動詞「有する」若しくは「含む」又はそれらの組み合わせは、「含むが、必ずしもそれに限定されない」ことを意味する。
【００２９】
本発明は以下のように要約され得る。同じコンテンツ(Q)の多数のコピー(Qi)を識別するために電子透かしの埋め込みがよく用いられる。各コピー(Qi)は、例えばそのコピーが再生され得るプレーヤを識別する異なる専用電子透かし（Wi）を具備する。専用電子透かしはハッキングされ得る。２つ以上の電子透かし入りコピーを平均することにより、専用電子透かしのいずれも検出不可能になり得る。本発明による電子透かし埋め込み装置（１０）は、専用電子透かし（Wi）に加えて大域（一定の）電子透かし（W）を埋め込む。大域電子透かしは、各コピーにおいて同じであり、それ故、検出可能なままである。大域電子透かしの存在は、専用電子透かしも同様に存在すべきことを示す。それは、大域電子透かしが存在し、専用電子透かしが見つからない場合には再生が許可されないようなプロトコルにおいて用いられ得る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の好ましい実施例による電子透かし埋め込み装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の好ましい実施例に基づいて電子透かしを検出する方法を示すフローチャートである。
【図１】
2005518694.tif 000005
【図２】
2005518694.tif 000006
【国際調査報告】
2005518694.tif 000007
2005518694.tif 000008
2005518694.tif 000009