(57)【要約】  複数の要素データの内、第１要素データと第２要素データの値に変更が加えられることで付加情報が埋め込まれている複数の要素データで構成されるデジタルデータ（２）を受信する受信部（３）と、第１要素データと第２要素データを有するデータセットを、対象データ（６）として選択する第１選択部（４）と、第１要素データの近傍に位置する要素データと、第２要素データの近傍に位置する要素データを近傍データ（７）として選択する第２選択部（５）と、対象データ（６）と近傍データ（７）から、第１要素データと第２要素データに加えられた変更量を算出する算出部（８）と、変更量から付加情報を検出する検出部（１０）を備える情報検出装置（１）である。この情報検出装置（１）により、高い精度でデジタルデータ（２）に埋め込まれた付加情報が検出される。
2008516467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の要素データの内、第１要素データと第２要素データの値に変更が加えられることで付加情報が埋め込まれている前記複数の要素データで構成されるデジタルデータを受信する受信部と、
前記第１要素データと前記第２要素データを有するデータセットを、対象データとして選択する第１選択部と、
前記第１要素データの近傍に位置する要素データと、前記第２要素データの近傍に位置する要素データを近傍データとして選択する第２選択部と、
前記対象データと前記近傍データから、前記第１要素データと前記第２要素データに加えられた変更量を算出する算出部と、
前記変更量から前記付加情報を検出する検出部を備える情報検出装置。
【請求項２】
前記デジタルデータが画像データの場合に、前記第１要素データと前記第２要素データは、単数または複数の画素データを含む請求の範囲第１項記載の情報検出装置。
【請求項３】
前記付加情報は、電子透かし情報を含む請求の範囲第１項記載の情報検出装置。
【請求項４】
前記算出部は、前記第１要素データと、前記第１要素データの近傍に位置する要素データとのデータ値の差分値を第１差分値として算出し、前記第２要素データと、前記第２要素データの近傍に位置する要素データとのデータ値の差分値を第２差分値として算出し、前記第１差分値と前記第２差分値の差分値を前記変更量として算出する請求の範囲第１項記載の情報検出装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記変更量を所定の閾値と比較して、前記付加情報を検出する請求の範囲第１項記載の情報検出装置。
【請求項６】
前記第２選択部は、前記第１要素データもしくは第２要素データを中心にして、直交するＸ軸、Ｙ軸の正負方向の８要素データまでの範囲に位置する要素データを前記近傍データとして選択する請求の範囲第１項記載の情報検出装置。
【請求項７】
前記第２選択部は、前記第１要素データに隣接する要素データと、前記第２要素データに隣接する要素データを、前記近傍データとして選択する請求の範囲第１項記載の情報検出装置。
【請求項８】
前記付加情報が多ビット情報であり、前記付加情報に含まれる各々のビット情報が複数の前記データセットの各々に１ビット情報ずつ埋め込まれている場合には、
前記第１選択部は、前記複数のデータセットを前記対象データとして選択し、
前記第２選択部は、前記複数のデータセットの各々において前記近傍データを選択し、
前記算出部は、前記複数のデータセット毎の前記変更量を算出し、
前記検出部は、前記複数のデータセット毎の前記変更量に基づいて、前記ビット情報毎の値を判定して、前記付加情報を検出する請求の範囲第１項記載の情報検出装置。
【請求項９】
前記付加情報が多ビット情報であり、前記付加情報に含まれる一つのビット情報が複数の前記データセットに埋め込まれている場合には、
前記算出部は、前記一つのビット情報が埋め込まれている前記複数のデータセット毎の前記変更量を算出し、算出された複数の前記変更量の総和を算出し、
前記検出部は、前記変更量の総和に基づいて、前記一つのビット情報の値を判定して、前記付加情報を検出する請求の範囲第８項記載の情報検出装置。
【請求項１０】
前記算出部は、前記一つのビット情報が埋め込まれている複数の前記データセット毎の前記変更量の内、第１閾値以上又は第２閾値以下に該当する前記変更量を、前記変更量の総和の算出対象から除外する請求の範囲第９項記載の情報検出装置。
【請求項１１】
複数の要素データの内、第１要素データと第２要素データの値に変更量を加えることで付加情報が埋め込まれている前記複数の要素データで構成されるデジタルデータを受信する受信ステップと
前記第１要素データと前記第２要素データを有するデータセットを、対象データとして選択する第１選択ステップと、
前記第１要素データの近傍に位置する要素データと、前記第２要素データの近傍に位置する要素データを近傍データとして選択する第２選択ステップと、
前記対象データと前記近傍データから、前記第１要素データと前記第２要素データに加えられた変更量を算出する算出ステップと、
前記変更量から前記付加情報を検出する検出ステップを備える情報検出方法。
【請求項１２】
前記デジタルデータが画像データの場合に、前記第１要素データと前記第２要素データは、単数または複数の画素データを含む請求の範囲第１１項記載の情報検出方法。
【請求項１３】
前記算出ステップは、前記第１要素データと、前記第１要素データの近傍に位置する要素データとのデータ値の差分値を第１差分値として算出し、前記第２要素データと、前記第２要素データの近傍に位置する要素データとのデータ値の差分値を第２差分値として算出し、前記第１差分値と前記第２差分値の差分値を前記変更量として算出する請求の範囲第１１項記載の情報検出方法。
【請求項１４】
前記検出ステップは、前記変更量を所定の閾値と比較して、前記付加情報を検出する請求の範囲第１１項記載の情報検出方法。
【請求項１５】
前記第２選択ステップは、前記第１要素データもしくは第２要素データを中心にして、直交するＸ軸、Ｙ軸の正負方向の８要素データまでの範囲に位置する要素データを前記近傍データとして選択する請求の範囲第１１項記載の情報検出方法。
【請求項１６】
前記付加情報が多ビット情報であり、前記付加情報に含まれる各々のビット情報が複数の前記データセットの各々に１ビット情報ずつ埋め込まれている場合には、
前記第１選択ステップは、前記複数のデータセットを前記対象データとして選択し、
前記第２選択ステップは、前記複数のデータセットの各々において前記近傍データを選択し、
前記算出ステップは、前記複数のデータセット毎の前記変更量を算出し、
前記検出ステップは、前記複数のデータセット毎の前記変更量に基づいて、前記ビット情報毎の値を判定して、前記付加情報を検出する請求の範囲第１１項記載の情報検出方法。
【請求項１７】
前記付加情報が多ビット情報であり、前記付加情報に含まれる一つのビット情報が複数の前記データセットに埋め込まれている場合には、
前記算出ステップは、前記一つのビット情報が埋め込まれている前記複数のデータセット毎の前記変更量を算出し、算出された複数の前記変更量の総和を算出し、
前記検出ステップは、前記変更量の総和に基づいて、前記一つのビット情報の値を判定して、前記付加情報を検出する請求の範囲第１６項記載の情報検出方法。
【請求項１８】
前記算出ステップは、前記一つのビット情報が埋め込まれている複数の前記データセット毎の前記変更量の内、第１閾値以上および第２閾値以下の少なくとも一方に該当する前記変更量を、前記変更量の総和の算出対象から除外する請求の範囲第１７項記載の情報検出方法。
【請求項１９】
複数の要素データの内、第１要素データと第２要素データの値に変更量を加えることで付加情報が埋め込まれている前記複数の要素データで構成されるデジタルデータを受信する受信ステップと
前記第１要素データと前記第２要素データを有するデータセットを、対象データとして選択する第１選択ステップと、
前記第１要素データの近傍に位置する要素データと、前記第２要素データの近傍に位置する要素データを近傍データとして選択する第２選択ステップと、
前記対象データと前記近傍データから、前記第１要素データと前記第２要素データに加えられた変更量を算出する算出ステップと、
前記変更量から前記付加情報を検出する検出ステップを備えるコンピューター用プログラムデータを格納する記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータ、特に画像データに埋め込まれた電子透かしに代表される付加情報を検出する情報検出装置および情報検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子化された音声や画像データであるデジタルコンテンツが多く流通している。デジタルコンテンツは、オリジナルとまったく同じデータが簡単に複製されるため、デジタルコンテンツの著作権保護が課題となっている。
【０００３】
このようなデジタルコンテンツの著作権保護の一つとして、「電子透かし」が利用されている。電子透かしとは、画像データの中に、視聴者には画像劣化が知覚されない状態でデータが埋め込まれ、この埋め込まれたデータを検出する技術である。
【０００４】
文献１（松井甲子雄  ”電子透かしの基礎”９１ページから９４ページ  森北出版（１９９８年版））は、統計量を利用するパッチワーク方式を、電子透かしの一例として開示する。第１１図を用いてパッチワーク方式について説明する。第１１図は、従来技術における電子透かし方式の模式図である。
【０００５】
まず、付加情報の埋め込みについて説明する。第１１図に示されるように、画像データに含まれる任意の２つの画素データ（ａｉ、ｂｉ）をデータセットとして選択する。このデータセットに含まれる２つの画素データのデータ値を変更させることで、付加情報が埋め込まれる。
【０００６】
付加情報は１ビットの情報であり、１ビット情報は、値「１」もしくは値「０」を持つ。ここで、１ビット情報の値に応じて、２つの画素データ（ａｉ、ｂｉ）の一方のデータ値を任意の量α（α＞０）だけ増加させ、他方のデータ値をαだけ減少させる。付加情報が多ビットの情報である場合には、画像データから複数のデータセットを指定し、複数のデータセットの各々に１ビット情報ずつ、同じ操作が繰り返される。ここでは、あるデータセットに埋め込まれる１ビット情報が値「１」の時には、画素データａｉには量αが加算され、画素データｂｉには量αが減算される。逆に、１ビット情報が値「０」の時には、画素データａｉには量αが減算され、画素データｂｉには量αが加算される。
【０００７】
付加情報は、このようにして、画像データに埋め込まれる。なお、付加情報を構成するビット情報の一つが、複数のデータセットに埋め込まれてもよい。
【０００８】
次に、付加情報の検出について説明する。
【０００９】
付加情報の検出は、自然画像の統計的な性質を用いる。まず、付加情報が埋め込まれていない画像データ中のデータセットに含まれる画素データ（ａｉ、ｂｉ）の差分値が算出される。このとき、全てのデータセットにおける画素データａｉとｂｉとの差分値が算出され、全ての差分値の総和Ｓｎが算出される。（数１）は、差分値の総和Ｓｎの算出式である。
【００１０】
【数１】
2008516467.tif 000003
【００１１】
（数１）に示されるように、データセットの数「ｎ」が増加すると、総和Ｓｎは値「０」に近づく。
【００１２】
次に、データセットに含まれる画素データ（ａｉ、ｂｉ）に対して値「１」の１ビット情報が埋め込まれた場合の画素データを（ａｉ’、ｂｉ’）とすると、その差分値の総和Ｓｎ’の算出式を、（数２）に示す。
【００１３】
【数２】
2008516467.tif 000004
【００１４】
（数２）に示されるように、データセットの数「ｎ」が増加すると、総和Ｓｎ’は、値２αｎに近づく。すなわち、付加情報を埋め込む際に画素データ（ａｉ、ｂｉ）に施した変更量αが検出される。この場合は、算出された２αｎは正の値であるため、埋め込まれている１ビット情報は値「１」と判定される。逆に１ビット情報の値「０」が埋め込まれている場合には、Ｓｎ’は負の値「−２αｎ」に近づく。このように、付加情報が埋め込まれたデータセットに含まれる画素データ（ａｉ’、ｂｉ’）の差分値の総和Ｓｎ’の正負により、埋め込まれたビット情報の値が判定される。
【００１５】
次に、文献２（特開２０００−２２８７２０号公報）は、付加情報検出における別の技術について開示する。
【００１６】
第１２図は、文献２が開示する付加情報の判定を示す模式図である。
【００１７】
文献２では、画像データを構成する一つの画素データに付加情報の１ビット情報が埋め込まれている場合に、付加情報が埋め込まれている画素データとその近傍の画素データを用いて、付加情報が検出される。
【００１８】
ここで、第１２図に示されるように、付加情報は５０ビットの情報で構成され、それぞれのビットは、場所１から場所１００のそれぞれに対応して埋め込まれている。１ビット目から５０ビット目は、それぞれ場所１から場所５０、及び場所５１から場所１００に埋め込まれている。すなわち、付加情報の１ビット目の情報は、場所１と場所５１の２箇所に埋め込まれている。
【００１９】
すなわち、場所１の画素データとその近傍の画素データ、および場所５１の画素データとその近傍の画素データから、付加情報が検出される。これが場所１００まで繰り返されて、５０ビットの情報で構成される付加情報が検出される。
【００２０】
しかしながら、文献１による情報検出においては、付加情報が埋め込まれた２つの画素データ（ａｉ、ｂｉ）のそれぞれの相関性が低い場合には、総和Ｓｎ’は値「２αｎ」、もしくは値「−２αｎ」に漸近せず、変更量の正確な検出が困難である問題があった。変更量の検出が不正確であれば、付加情報の検出も不正確となる。更に、変更量「α」の正確な検出のためには、「ｎ」の数値を大きくする必要があるため、１枚の画像データに埋め込むことのできる付加情報が、非常に小さくなってしまう問題もあった。
【００２１】
一方、文献２に開示される情報検出では、１画素データに変更量をまとめて埋め込む必要があるため、１画素データのデータ値の変更量が大きくなり、画像劣化を引き起こしやすい問題があった。
【非特許文献１】松井甲子雄：”電子透かしの基礎”、森北出版（１９９８年）、９１〜９４ページ
【特許文献１】特開２０００−２２８７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
そこで本発明は、劣化が防止されつつ多くの付加情報が埋め込まれたデジタルデータから、高い精度で付加情報を検出する情報検出装置および情報検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
第１の発明に係る情報検出装置は、複数の要素データの内、第１要素データと第２要素データの値に変更が加えられることで付加情報が埋め込まれているデジタルデータを受信する受信部と、第１要素データと第２要素データを有するデータセットを、対象データとして選択する第１選択部と、第１要素データの近傍に位置する要素データと、第２要素データの近傍に位置する要素データを近傍データとして選択する第２選択部と、対象データと近傍データから、第１要素データと第２要素データに加えられた変更量を算出する算出部と、変更量から付加情報を検出する検出部を備える。
【００２４】
この構成により、デジタルデータに埋め込まれた付加情報を、高い精度で検出できる。
【００２５】
第２の発明に係る情報検出装置では、デジタルデータが画像データの場合に、第１要素データと第２要素データは、単数または複数の画素データを含む。
【００２６】
この構成により、画像データに埋め込まれた付加情報も、高い精度で検出される。
【００２７】
第３の発明に係る情報検出装置では、付加情報は、電子透かし情報を含む。
【００２８】
この構成により、著作権保護を目的とした電子透かしが、高い精度で検出される。結果として、デジタルデータの著作権保護が適切に行われる。
【００２９】
第４の発明に係る情報検出装置では、算出部は、第１要素データと、第１要素データの近傍に位置する要素データとのデータ値の差分値を第１差分値として算出し、第２要素データと、第２要素データの近傍に位置する要素データとのデータ値の差分値を第２差分値として算出し、第１差分値と第２差分値の差分値を変更量として算出する。
【００３０】
この構成により、付加情報が埋め込まれた第１要素データと第２要素データのそれぞれの変更量が高い精度で算出される。
【００３１】
第５の発明に係る情報検出装置では、検出部は、変更量を所定の閾値と比較して、付加情報を検出する。
【００３２】
この構成により、埋め込まれた付加情報に含まれるビット情報の値が、容易に判定される。
【００３３】
第６の発明に係る情報検出装置では、第２選択部は、第１要素データもしくは第２要素データを中心にして、直交するＸ軸、Ｙ軸の正負方向の８要素データまでの範囲に位置する要素データを近傍データとして選択する。
【００３４】
この構成により、相関性の高い範囲の要素データが近傍データとして選択され、算出部での算出結果が、変更量の値（の倍数）により近似して算出される。
【００３５】
第７の発明に係る情報検出装置では、第２選択部は、第１要素データに隣接する要素データと、第２要素データに隣接する要素データを、近傍データとして選択する。
【００３６】
この構成により、相関性の高い範囲の要素データが近傍データとして選択され、算出部での算出結果が、変更量の値（の倍数）により近似して算出される。
【００３７】
第８の発明に係る情報検出装置では、付加情報が多ビット情報であり、付加情報に含まれる各々のビット情報が複数のデータセットの各々に１ビット情報ずつ埋め込まれている場合には、第１選択部は、複数のデータセットを対象データとして選択し、第２選択部は、複数のデータセットの各々において近傍データを選択し、算出部は、複数のデータセット毎の変更量を算出し、検出部は、複数のデータセット毎の変更量に基づいて、ビット情報毎の値を判定して、付加情報を検出する。
【００３８】
この構成により、多ビット情報からなる付加情報が埋め込まれたとしても、高い精度で付加情報が検出される。すなわち、付加情報を埋め込む際にも大量の情報を埋め込むことが可能となり、効果的な電子透かしをはじめとした付加情報が活用される。
【００３９】
第９の発明に係る情報検出装置では、付加情報が多ビット情報であり、付加情報に含まれる一つのビット情報が複数のデータセットに埋め込まれている場合には、算出部は、一つのビット情報が埋め込まれている複数のデータセット毎の変更量を算出し、算出された複数の変更量の総和を算出し、検出部は、変更量の総和に基づいて、一つのビット情報の値を判定して、付加情報を検出する。
【００４０】
この構成により、多ビット情報からなる付加情報が埋め込まれたとしても、高い精度で付加情報が検出される。すなわち、付加情報を埋め込む際にも大量の情報を埋め込むことが可能となり、電子透かしが効果的に活用される。
【００４１】
第１０の発明に係る情報検出装置では、算出部は、一つのビット情報が埋め込まれている複数のデータセット毎の変更量の内、第１閾値以上又は第２閾値以下に該当する変更量を、変更量の総和の算出対象から除外する。
【００４２】
この構成により、検出精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、オリジナルのデジタルデータに対する変化や劣化を抑制して、付加情報をデジタルデータに埋め込むことができる。
【００４４】
また、埋め込まれた付加情報の検出が、高い精度で行われる。結果として、多量の情報を含む付加情報の埋め込みも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。第１図は、本発明の実施の形態における情報検出装置のブロック図である。
【００４６】
情報検出装置１は、次の要素を備える。
【００４７】
受信部３は、デジタルデータ２を受信する。ここでデジタルデータ２は、複数の要素データから構成されている。後で述べるように、要素データから任意に選択された第１要素データと第２要素データの値に変更が加えられて、付加情報が埋め込まれている。
【００４８】
第１選択部４は、第１要素データと第２要素データを有するデータセットを、デジタルデータ２の中から選択して、対象データ６として出力する。第２選択部５は、第１要素データの近傍に位置する要素データと、第２要素データの近傍に位置する要素データを選択し、近傍データ７として出力する。
【００４９】
算出部８は、対象データ６と近傍データ７を用いて第１要素データと第２要素データに加えられた変更量９を算出する。
【００５０】
検出部１０は、算出された変更量９に基づいて、付加情報を検出する。検出された結果は、出力部１１で出力される。
【００５１】
まず、デジタルデータ２に付加情報が埋め込まれる処理について第２図から第４図を用いて説明する。
【００５２】
第２図、第３図、第４図は、本発明の実施の形態におけるデジタルデータの構造図である。
【００５３】
なお、デジタルデータ２は、画像データや音声データなどのデジタルコンテンツを構成するデータである。特に、電子透かしの埋め込まれる画像データが好適に用いられる。
【００５４】
デジタルデータ２は、複数の要素データ１２から構成されている。付加情報１５は、１ビット、もしくは多ビットのビット情報から構成され、第２図においては、ビット１から構成される１ビットの情報を含んでいる。
【００５５】
第２図においては、１ビット情報からなる付加情報１５が第１要素データａ１と第２要素データｂ１に埋め込まれたデジタルデータ２が示されている。複数の要素データ１２の中から任意に選択された第１要素データａ１と第２要素データｂ１が、一つのデータセットとして設定される。付加情報１５のビット１の値に従って、第１要素データａ１と第２要素データｂ１のそれぞれのデータ値に変更が加えられる。具体的には、ビット１が値「０」の場合には、第１要素データａ１には、変更量α（α＞０）が加算される。一方、第２要素データｂ１には、変更量αが減算される。逆に、ビット１が値「１」の場合には、第１要素データａ１には、変更量αが減算され、第２要素データｂ１には、変更量αが加算される。この変更量αが加えられることで、１ビットの付加情報１５が、デジタルデータ２に埋め込まれる。すなわち、１ビットの情報が、第１要素データと第２要素データを含むデータセットに埋め込まれる。
【００５６】
次に、第３図を用いて多ビット情報から構成される付加情報１５が、デジタルデータ２に埋め込まれる形態について説明する。
【００５７】
第３図では、付加情報１５はビット１からビット４までの４ビットの情報である。ビット１の情報は、第１要素データａ１と第２要素データｂ１からなるデータセット１に埋め込まれる。このとき、付加情報１５が１ビット情報である場合と同様に、ビット１の値に応じて、変更量αが第１要素データａ１と第２要素データｂ１のそれぞれに加減される。
【００５８】
ビット２の情報は、第１要素データａ２と第２要素データｂ２からなるデータセット２に埋め込まれる。ビット３の情報は、第１要素データａ３と第２要素データｂ３からなるデータセット３に埋め込まれる。ビット４の情報は、第１要素データａ４と第２要素データｂ４からなるデータセット４に埋め込まれる。
【００５９】
第３図に示されるように、４ビットの付加情報１５がデジタルデータ２に埋め込まれることで、１ビットの場合よりも多くの情報が、例えば電子透かしとして格納される。
【００６０】
また、同じ４ビットの付加情報１５が、第４図に示されるように、より多くのデータセットに埋め込まれてもよい。
【００６１】
ビット１の情報は、第１要素データａ１と第２要素データｂ１からなるデータセット１と、第１要素データａ５と第２要素データｂ５からなるデータセット５の両方に埋め込まれる。あるいは、更に多くのデータセットに埋め込まれてもよい。ビット２からビット４についても同様である。
【００６２】
第４図に示されるように、１ビット情報が複数のデータセットに埋め込まれることで、後で述べる情報の検出精度が向上する。
【００６３】
なお、第３図、第４図では例示として付加情報１５が４ビットの情報を持つ場合が示されているが、これ以外のビット数であってもよい。
【００６４】
また、デジタルデータ２は、画像データや音声データなどの種々のデータを含むが、デジタルデータ２が画像データである場合には、第１要素データと第２要素データは、単数または複数の画素データを含む。すなわち、第１要素データと第２要素データのそれぞれは、一つの画素データで構成されてもよいが、複数の画素データで構成されてもよい。
【００６５】
次に、以上のようにして埋め込まれた付加情報を検出する処理について説明する。
【００６６】
第１図に示されるように、受信部３は、デジタルデータ２を受信する。
【００６７】
ここで、デジタルデータ２は、付加情報１５が埋め込まれている。まず、第５図〜第７図に示されるように、付加情報１５が１ビット情報である場合について説明する。第５図、第６図は、本発明の実施の形態におけるデジタルデータの構造図である。
【００６８】
受信部３で受信されたデジタルデータ２から、第１選択部４は、第１要素データａ１と第２要素データｂ１からなるデータセット１を、対象データ６として選択する。なお、情報検出装置１は、第１要素データと第２要素データの位置情報を有している。また、デジタルデータ２が画像データの場合には、第１要素データａ１と第２要素データｂ１は、単数の画素データ、もしくは複数の画素データを含む。
【００６９】
次に、第２選択部５は、第１要素データａ１の近傍に位置する要素データ１２と、第２要素データｂ１の近傍に位置する要素データ１２を近傍データ７として選択する。第５図においては、網掛けされている要素データ１２が、近傍データ７として選択されている。
【００７０】
第６図に示されるように、第１要素データａ１と、第２要素データｂ１のそれぞれを中心にして、直交するＸ軸、Ｙ軸の正負方向の８要素データまでの範囲に位置する要素データが、近傍データ７として選択される。第６図では、第１要素データａ１のＸ軸、Ｙ軸の正負方向の３要素データだけ離れた位置の要素データが、第１要素データａ１に関する近傍データ７として選択されている。同様に、第２要素データｂ１のＸ軸、Ｙ軸の正負方向の３要素データだけ離れた位置の要素データが、第２要素データｂ１に関する近傍データ７として選択されている。
【００７１】
もちろん、第５図に示されるように、第１要素データａ１に隣接する要素データと、第２要素データｂ１に隣接する要素データが、近傍データ７として選択されてもよい。
【００７２】
Ｘ軸とＹ軸の正負方向の８要素データの範囲に位置する要素データが、近傍データ７として選択されることで、画像において相関性の高い範囲の要素データが、近傍データ７として選択される。すなわち、この８要素データにより区切られる範囲であれば、対象データ６と近傍データ７は、相互に高い相関性を有していると考えられるからである。例えば、画像圧縮処理においても、正負方向に８画素であれば、１マクロブロックの範囲になるので、相関性の高い範囲であると考えられる。
【００７３】
次に、算出部８は、対象データ６と近傍データ７を用いて、第１要素データａ１と第２要素データｂ１に加えられた変更量を算出する。このとき、算出部８は、まず加えられた変更量を推定する推定変更量Ｓを算出する。
【００７４】
第７図は、本発明の実施の形態におけるデジタルデータの一部を示す図である。
【００７５】
第７図には、対象データ６である、第１要素データａ１と第２要素データｂ１、及びこれらの近傍データの輝度値が示されている。Ｙａは、第１要素データａ１の輝度値である。Ｙｂは、第２要素データｂ１の輝度値である。Ｙｐ、Ｙｑ、Ｙｒ、Ｙｓは、第１要素データａ１の近傍に位置する近傍データ７の輝度値であり、Ｙｓ、Ｙｔ、Ｙｕ、Ｙｖは、第２要素データｂ１の近傍に位置する近傍データ７の輝度値である。これらの輝度値を用いると、変更量を推定する推定変更量Ｓは、（数３）で算出される。
【００７６】
【数３】
2008516467.tif 000005
【００７７】
（数３）で示されるとおり、算出部８は、まず第１要素データａ１の輝度値Ｙａと、第１要素データａ１に係る近傍データ（ａ１の近傍に位置する要素データ）の輝度値Ｙｐ、Ｙｑ、Ｙｒ、Ｙｓとの差分値を、第１差分値として算出する。同様に、算出部８は、第２要素データｂ１の輝度値Ｙａと、第２要素データｂ１に係る近傍データ（ｂ１の近傍に位置する要素データ）の輝度値Ｙｓ、Ｙｔ、Ｙｕ、Ｙｖとの差分値を、第２差分値として算出する。最後に、算出部８は、第１差分値と第２差分値の差分値を算出して、推定変更量Ｓを算出する。
【００７８】
ここで、付加情報１５が埋め込まれる際の変更量を値「α」とし、付加情報１５のビット情報が値「０」の場合には、（数３）は、（数４）で近似される。ここで、ビット情報が値「０」の場合には、第１要素データａ１に変更量αが加算され、第２要素データｂ１に変更量αが減算されている。
【００７９】
【数４】
2008516467.tif 000006
【００８０】
対象データ６と近傍データ７とは、相関性が高いことから、（数４）に示されるように、変更量αの２倍の値である値「２α」が、算出される。逆に、ビット情報が値「１」の場合には、値「−２α」が算出される。すなわち、デジタルデータ２に付加情報１５が埋め込まれた際の変更量「α」を推定する値が算出される。
【００８１】
次に、検出部１０は、この算出された値「２α」（もしくは値「−２α」）を所定の閾値Ｔ（Ｔ≧０）と比較する。値「２α」が閾値Ｔより大きい場合には、１ビットからなる付加情報１５のビット情報は値「０」であり、値「−２α」が閾値「−Ｔ」より小さい場合には、ビット情報は値「１」である。すなわち、検出部１０は、１ビットからなる付加情報１５の値を検出する。
【００８２】
検出部１０は、検出結果である付加情報１５の値を出力部１１に出力する。出力部１１は、検出結果を、表示装置に出力する。結果として、デジタルデータ２に埋め込まれた付加情報１５が可視状態になる。付加情報１５が電子透かしの場合には、デジタルデータ２を受信したユーザーが、デジタルデータ２から電子透かしを確認することができる。
【００８３】
次に、第８図、第９図を用いて、多ビットからなる付加情報１５を検出する場合について説明する。
【００８４】
第８図、第９図は、本発明の実施の形態におけるデジタルデータの構造図である。
【００８５】
付加情報１５が多ビット情報から構成される場合には、第３図、第４図に示されるように複数のデータセットに、１ビット情報ずつ埋め込まれている。
【００８６】
第８図に示されるデジタルデータ２では、４ビットの情報が、１ビット情報ずつデータセット１からデータセット４までの４つのデータセットに埋め込まれている。すなわち、データセット１からデータセット４までに含まれる第１要素データａ１〜ａ４と第２要素データｂ１〜ｂ４に、所定の変更量が加えられている。ここで、変更量は、値「α」であるとする。
【００８７】
第１選択部４は、４つのデータセット１からデータセット４を、対象データ６として選択する。第２選択部５は、データセット１からデータセット４のそれぞれの近傍に位置する要素データを、近傍データ７として選択する。
【００８８】
算出部８は、対象データ６と近傍データ７から、データセット毎の推定変更量を算出する。データセット毎の推定変更量は、（数３）により求められる。また（数３）は、（数４）により近似される。このとき、ビット情報が値「０」の場合には、第１要素データに変更量α（α＞０）が加算され、第２要素データに変更量αが減算されるとすると、値「０」のビット情報が埋め込まれたデータセットでは、（数４）は、値「２α」に近似される。一方、値「１」のビット情報が埋め込まれたデータセットでは、（数４）は、値「−２α」に近似される。これらの（数４）の結果が、１ビットの付加情報１５の検出と同様に、所定の閾値と比較されることで、付加情報１５の値が検出される。
【００８９】
例えば、データセット１とデータセット３における推定変更量Ｓ１、Ｓ３の算出結果が値「２α」であり、データセット２とデータセット４における推定変更量Ｓ２、Ｓ４の算出結果が値「−２α」であるとする。検出部１０は、値「２α」を閾値Ｔ（Ｔ≧０）と比較し、値「−２α」を閾値−Ｔと比較する。比較の結果、各データセットに埋め込まれたビット情報の値が判定される。ここでは、ビット１とビット３は、値「１」であり、ビット２とビット４は、値「０」であると判断される。すなわち、情報検出装置１は、付加情報１５を値「１０１０」として検出する。
【００９０】
また、第４図に示されるように、１ビット情報が複数のデータセットに埋め込まれた場合には、第９図に示されるように、複数のデータセット毎の推定変更量の総和により、付加情報１５の値が判断される。
【００９１】
１ビット情報が複数のデータセットに埋め込まれている場合には、第１選択部４は複数のデータセットを対象データ６として選択する。第２選択部５は、複数のデータセットのそれぞれの近傍に位置する要素データを近傍データ７として選択する。選択される対象データ６と近傍データ７は、第９図に示される通りである。なお、第９図では、データセット６までが示されているが、図面の都合上であって、これ以上の数でもかまわない。
【００９２】
算出部８は、データセット１からデータセット６（あるいは、それ以上のデータセットについても）毎の推定変更量を算出する。これらの推定変更量は、（数３）により算出され、（数４）により近似される。
【００９３】
検出部１０は、同じビット１の情報が埋め込まれているデータセット１とデータセット５について算出された推定変更量の総和を算出する。検出部１０は、他のビット情報（ビット２からビット４）についても、同様に推定変更量の総和を算出する。
【００９４】
検出部１０は、算出された推定変更量の総和を、所定の閾値と比較することで、ビット情報の値を判定する。付加情報１５に含まれる全てのビット情報の値が判定されて、最終的に付加情報１５が検出される。
【００９５】
このように、一つのビット情報が、多数のデータセットを用いて検出されることで、推定変更量は、高い精度で算出される。例えば、一つのデータセットに含まれる第１要素データと第２要素データ、及びこれらの近傍データの各々の要素データの相関性が低い場合には、算出される推定変更量が、本来の変更量αから乖離する。このような場合でも、複数のデータセットの推定変更量の総和が算出されることで、算出される総和は、変更量αに近似される。結果として、付加情報１５の検出精度は高くなる。
【００９６】
なお、同じビット情報が埋め込まれているデータセット毎の推定変更量の値を閾値と比較することで、変更量αと大きく乖離するデータセットの推定変更量が、総和の算出対象から除外される。
【００９７】
例えば、データセット１とデータセット５とデータセット９（図示せず）とデータセット１３にビット１の情報が埋め込まれているとする。
【００９８】
データセット１で算出された推定変更量が値「５」であり、データセット５で算出された推定変更量が値「１」であり、データセット９で算出された推定変更量が値「７」であり、データセット１３で算出された推定変更量が値「１３」であるとする。このとき、第１閾値を値「８」とし、第２閾値を値「２」とする。ここで、算出された推定変更量が、第１閾値以上である場合には、算出対象のデータセットにおける対象データ６と近傍データ７の相関性が低いと考えられる。同様に、算出された推定変更量が第２閾値以下である場合には、算出対象のデータセットにおける対象データ６と近傍データ７の相関性が低いと考えられる。
【００９９】
このように、相関性が低いことにより、他の推定変更量と大きく乖離している推定変更量は、推定変更量の総和の算出対象から除外される。ここでは、データセット５とデータセット１３での推定変更量が除外される。データセット５とデータセット１３での推定変更量が除外されることで、算出される総和は、変更量αにより漸近する。結果として、付加情報１５の検出精度が高まる。
【０１００】
本発明の情報検出装置によれば、第１要素データと第２要素データの２つの要素データに分散して変更量が与えられるので、一つの要素データ単位では、与えられる変更量は小さくなる。このため、変更量が付加されることによるデジタルデータの劣化や変化が抑えられる。
【０１０１】
また、変更量が付加された第１要素データと第２要素データに加えて、近傍の要素データも、推定変更量の算出対象にされるため、相関性の高い要素データがより多く用いられる。結果として、算出される推定変更量は、変更量αにより漸近する。このため、ビット情報の値の判定が正確になり、付加情報１５の検出精度が高まる。
【０１０２】
また、１ビットの情報が埋め込まれるのが、一つのデータセット、もしくは数個のデータセットで済むため、一つのデジタルデータ２に埋め込まれる付加情報の量が多くできる。特に、近傍データが付加情報検出に用いられることで、１ビット情報が埋め込まれるデータセットの個数が少ない場合でも、ビット情報の検出精度が高まる。このため、１つのデジタルデータ２に埋め込まれる付加情報は多くなる。
【０１０３】
なお、本実施の形態においては、埋め込まれる付加情報１５に含まれるビット情報が値「０」の場合には、第１要素データに変更量αを加算し、第２要素データに変更量αを減算することとしたが、逆でもかまわない。また、第１要素データと第２要素データのそれぞれに加えられる変更量の値が相違してもよい。あるいは、埋め込まれるデータセット毎に、変更量の値が相違してもよい。
【０１０４】
また、推定変更量は、（数３）により算出されることを説明したが、これは一例に過ぎない。デジタルデータ２の特徴により、算出方法や、選択される近傍データ７が変更されてもよい。
【０１０５】
また、デジタルデータ２が画像データである場合には、画像の特徴に基づいて、近傍データ７の各々に重み付けがなされてもよい。画像の特徴とは、画像の複雑さやエッジの方向などである。
【０１０６】
また、多ビットの付加情報１５が検出される際には、いくつかの候補が挙げられた上で、最終的に決定されてもよい。
【０１０７】
なお、情報検出装置１は、全部もしくは一部がハードウェアで実現されても良く、全部または一部がソフトウェアで実現されてもよい。
【０１０８】
ソフトウェアで実現される場合には、次の要素を備える。受信ステップにおいて、デジタルデータが受信される。次いで、第１選択ステップにおいて、第１要素データと第２要素データが、対象データとして選択される。第２選択ステップにおいて、第１要素データと第２要素データの近傍に位置する要素データが、近傍データとして選択される。また、算出ステップにて、対象データと近傍データから、変更量が算出される。最後に検出ステップにおいて、変更量に基づいて、付加情報が検出される。
【０１０９】
また、コンピューター用プログラムによりこれらの各ステップが実現されても良く、コンピュータープログラムが記録媒体に格納されて流通されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ミニディスクなどが含まれる。またこれらのステップに加えて、付随する他のステップも含まれたプログラムであってもよい。
【０１１０】
また、本発明の情報検出装置および情報検出方法は、例えば第１０図に示される構成に基づく電子装置で実現される。第１０図は本発明の実施の形態における電子装置のブロック図である。
【０１１１】
記憶装置６０２は、所定のプログラムデータを格納し、ＣＰＵ６０１は、格納されているプログラムデータを実行する。このプログラムデータは、付加情報を検出するための一連の処理を実行するためのデータである。また、プログラムデータはＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの外部媒体である記録媒体６０５から取り込まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、例えば、電子透かしを埋め込む必要のあるデジタルコンテンツを再生する電子機器等において好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の実施の形態における情報検出装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるデジタルデータの構造図
【図３】本発明の実施の形態におけるデジタルデータの構造図
【図４】本発明の実施の形態におけるデジタルデータの構造図
【図５】本発明の実施の形態におけるデジタルデータの構造図
【図６】本発明の実施の形態におけるデジタルデータの構造図
【図７】本発明の実施の形態におけるデジタルデータの一部を示す図
【図８】本発明の実施の形態におけるデジタルデータの構造図
【図９】本発明の実施の形態におけるデジタルデータの構造図
【図１０】本発明の実施の形態における電子装置のブロック図
【図１１】従来技術における電子透かし方式の模式図
【図１２】文献２が開示する付加情報の判定を示す模式図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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