(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込み情報を電子透かしとして埋め込む電子透かし埋め込み装置であって、
Ｎ次元の透かし信号パターンを生成する透かし信号パターン生成手段と、
前記透かし信号パターンと前記入力信号とを重畳して出力するパターン重畳手段とを備え、
前記透かし信号パターン生成手段は、前記透かし信号パターンの値の位相が、前記２つ以上の信号成分毎に異なるように、前記透かし信号パターンを生成する際に、各信号成分の位相が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるとともに、Ｎ−１次元空間上で同位置にある信号成分間の位相変位が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるようにすることを特徴とする電子透かし埋め込み装置。
【請求項２】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込み情報を電子透かしとして埋め込む電子透かし埋め込み装置であって、
Ｎ次元の透かし信号パターンを生成する透かし信号パターン生成手段と、
前記透かし信号パターンと前記入力信号とを重畳して出力するパターン重畳手段とを備え、
前記透かし信号パターン生成手段は、前記透かし信号パターンの値の前記２つ以上の信号成分で表される空間上での変化の方向が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるように前記透かし信号パターンを生成する際に、各信号成分の位相が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるとともに、Ｎ−１次元空間上で同位置にある信号成分間の位相変位が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるようにすることを特徴とする電子透かし埋め込み装置。
【請求項３】
前記透かし信号パターン生成手段は、
埋め込み系列を生成する系列生成手段と、
前記埋め込み系列もしくは前記透かし信号パターンのいずれかの位相を変位させる量を表す位相変位系列を生成する位相変位系列生成手段と
を含むことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項４】
前記透かし信号パターン生成手段は、
Ｋ種類（Ｋは２以上の整数）の値のいずれかの値をとる第一の前記埋め込み系列を生成する第一の埋め込み系列生成手段と、
前記Ｋ種類の値と同じ値を含まない別なＬ種類（Ｌは２以上の整数）の値のいずれかの値をとる第二の前記埋め込み系列を少なくとも１つ生成する第二の埋め込み系列生成手段と、
を含むことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項５】
前記透かし信号パターン生成手段は、
Ｋ種類（Ｋは２以上の整数）の値のいずれかの値をとるＭ種類（Ｍは２以上の整数）  
の埋め込み系列を生成する系列生成手段と、
前記Ｍ種類の埋め込み系列の値の偏角を、前記Ｍ種類の埋め込み系列毎に異なる位相差を変位させる位相変位手段と、
を含むことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項６】
前記透かし信号パターン生成手段は、
前記透かし信号パターンを拡大するパターン拡大手段と、
前記２つ以上の信号成分毎に異なる変位量で、前記透かし信号パターンを変位させる位相変位手段と、
を含むことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項７】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込まれた電子透かしを検出する電子透かし検出装置であって、
埋め込み系列を生成する系列生成手段と、
前記入力信号から検出系列を抽出する検出系列抽出手段と、
前記埋め込み系列、前記入力信号及び前記検出系列のいずれかの位相を変位させる量を表す位相変位系列を生成する位相変位系列生成手段と、
前記検出系列と前記埋め込み系列との相関に基づき、前記電子透かしが検出されたか否かを判定する判定手段と
を備え、
前記埋め込み系列の位相が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるとともに、Ｎ−１次元空間上で同位置にある信号成分間で、位相を変位させる量が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なっていることを特徴とする電子透かし検出装置。
【請求項８】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して埋め込まれた電子透かしを検出する電子透かし検出装置であって、
前記２つ以上の信号成分にそれぞれ対応する埋め込み系列を生成する埋め込み系列生成手段と、
前記入力信号から検出系列を抽出する検出系列抽出手段と、
前記検出系列と前記埋め込み系列との相関に基づき、前記電子透かしが検出されたか否かを判定する判定手段とを備え、
前記埋め込み系列生成手段は、前記埋め込み系列の値の位相が、前記２つ以上の信号成分毎に異なるように、前記埋め込み系列を生成する際に、前記埋め込み系列の位相が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるとともに、Ｎ−１次元空間上で同位置にある信号成分間の埋め込み系列の値の差異が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なっていることを特徴とする電子透かし検出装置。
【請求項９】
前記埋め込み系列生成手段は、
Ｋ種類（Ｋは２以上の整数）の値のいずれかの値をとる第一の埋め込み系列を生成する第一の埋め込み系列生成手段と、
前記Ｋ種類の値と同じ値を含まない別なＬ種類（Ｌは２以上の整数）の値のいずれかの値をとる少なくとも１つの第二の埋め込み系列を生成する第二の埋め込み系列生成手段と
を含むことを特徴とする請求項８に記載の電子透かし検出装置。
【請求項１０】
前記埋め込み系列生成手段は、
Ｋ種類（Ｋは２以上の整数）の値のいずれかの値をとるＭ種類（Ｍは２以上の整数）  
の埋め込み系列を生成する系列生成手段と、
前記Ｍ種類の埋め込み系列の値の偏角を、前記Ｍ種類の埋め込み系列毎に異なる位相差を変位させる位相変位手段と
を含むことを特徴とする請求項８に記載の電子透かし検出装置。
【請求項１１】
前記検出系列抽出手段は、
前記２つ以上の信号成分毎に異なる変位量で、前記入力信号を変位させる位相変位手段と、
前記位相変位手段で変位された信号を縮小するパターン縮小手段と
を含むことを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載の電子透かし検出装置。
【請求項１２】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込み情報を電子透かしとして埋め込む電子透かし埋め込み装置が行う電子透かし埋め込み方法であって、
Ｎ次元の透かし信号パターンを生成する透かし信号パターン生成ステップと、
前記透かし信号パターンと前記入力信号とを重畳して出力するパターン重畳ステップとを有し、
前記透かし信号パターン生成ステップは、前記透かし信号パターンの値の位相が、前記２つ以上の信号成分毎に異なるように、前記透かし信号パターンを生成する際に、各信号成分の位相が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるとともに、Ｎ−１次元空間上で同位置にある信号成分間の位相変位が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるようにすることを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
【請求項１３】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込み情報を電子透かしとして埋め込む電子透かし埋め込み装置が行う電子透かし埋め込み方法であって、
Ｎ次元の透かし信号パターンを生成する透かし信号パターン生成ステップと、
前記透かし信号パターンと前記入力信号とを重畳して出力するパターン重畳ステップとを有し、
前記透かし信号パターン生成ステップは、前記透かし信号パターンの値の前記２つ以上の信号成分で表される空間上での変化の方向が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるように前記透かし信号パターンを生成する際に、各信号成分の位相が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるとともに、Ｎ−１次元空間上で同位置にある信号成分間の位相変位が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるようにすることを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
【請求項１４】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込まれた電子透かしを検出する電子透かし検出装置が行う電子透かし検出方法であって、
埋め込み系列を生成する系列生成ステップと、
前記入力信号から検出系列を抽出する検出系列抽出ステップと、
前記埋め込み系列、前記入力信号及び前記検出系列のいずれかの位相を変位させる量を表す位相変位系列を生成する位相変位系列生成ステップと、
前記検出系列と前記埋め込み系列との相関に基づき、前記電子透かしが検出されたか否かを判定する判定ステップと
を有し、
前記埋め込み系列の位相が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるとともに、Ｎ−１次元空間上で同位置にある信号成分間で、位相を変位させる量が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なっていることを特徴とする電子透かし検出方法。
【請求項１５】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して埋め込まれた電子透かしを検出する電子透かし検出装置が行う電子透かし検出方法であって、
前記２つ以上の信号成分にそれぞれ対応する埋め込み系列を生成する埋め込み系列生成ステップと、
前記入力信号から検出系列を抽出する検出系列抽出ステップと、
前記検出系列と前記埋め込み系列との相関に基づき、前記電子透かしが検出されたか否かを判定する判定ステップとを有し、
前記埋め込み系列生成ステップは、前記埋め込み系列の値の位相が、前記２つ以上の信号成分毎に異なるように、前記埋め込み系列を生成する際に、前記埋め込み系列の位相が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるとともに、Ｎ−１次元空間上で同位置にある信号成分間の埋め込み系列の値の差異が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なっていることを特徴とする電子透かし検出方法。
【請求項１６】
前記検出系列抽出ステップは、
前記２つ以上の信号成分毎に異なる変位量で、前記入力信号を変位させる位相変位ステップと、
前記位相変位ステップで変位された信号を縮小するパターン縮小ステップと
を含むことを特徴とする請求項１４または１５のいずれかに記載の電子透かし検出方法。
【請求項１７】
コンピュータを請求項１から６のいずれか１項に記載の電子透かし埋め込み装置として機能させるための電子透かし埋め込みプログラム。
【請求項１８】
コンピュータを請求項７から１１のいずれか１項に記載の電子透かし検出装置として機能させるための電子透かし検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子透かし埋め込み装置、電子透かし検出装置、電子透かし埋め込み方法、電子透かし検出方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルコンテンツに対し電子透かしを埋め込むことで、デジタルコンテンツの著作権保護を行ったり、デジタルコンテンツに関する著作権情報などのメタデータを参照することが可能になっている。また、広告としてのＴＶＣＭや印刷物などのアナログ媒体を介した上でデジタルカメラなどでデジタルコンテンツを撮影し、電子透かしを読み取ることで広告に関連した情報を取得するサービスが実現されるようになってきた。
【０００３】
静止画像（以下、静止画像を単に画像と称する）に電子透かしを埋め込む方法としては、例えば特許文献１に記載の電子透かし方法がある。これは、擬似乱数によって生成された埋め込み系列を画像の直交変換領域（例えばフーリエ変換領域）の実部および虚部に埋め込んでおき、埋め込み系列と検出系列の相関を用いて検出を行うスペクトル拡散型の電子透かし方式である。
【０００４】
また、動画像（以下、動画像を映像と称する）信号に電子透かしを埋め込む方法としては、例えば特許文献２に記載の電子透かし方法がある。これは、擬似乱数によって生成された埋め込み系列を時間方向周期信号で変調して映像に重畳しておき、埋め込み系列と検出系列の複素相関を用いて検出を行うスペクトル拡散型の電子透かし方式である。
【０００５】
なお、電子透かしを埋め込む信号成分としては、カラーの画像、映像信号において、信号が複数の信号成分から構成されることが一般的である。信号成分の例として、例えば、（１）Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）
（２）Ｙ（輝度）、Ｃｂ（色差）、Ｃｒ（色差）
（３）Ｙ（輝度）、Ｐｂ（色差）、Ｐｒ（色差）
（４）Ｙ（輝度）、Ｉ（色差）、Ｑ（色差）
（５）Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）
（６）Ｈ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｖ（明度）
（７）Ｈ（色相）、Ｌ（輝度）、Ｓ（彩度）
（８）ＸＹＺ表色系
（９）ｘｙｚ表色系
（１０）Ｌ＊ｕ＊ｖ＊表色系
（１１）Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系
等が挙げられる。
【０００６】
従来技術においては、これら複数の信号成分を持つカラー画像に対する電子透かしの埋め込みにおいても、その内の一つの信号成分に限定して情報の埋め込みが行われることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２１９１４８号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／１０２４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術による電子透かしにおいては以下の様な課題がある。すなわち、一つの信号成分に限った透かし情報の埋め込みでは、所定の画像、映像に対して埋め込むことのできる情報長に限界があった。逆に、埋め込む透かし情報の情報長を長くすると、透かし情報の冗長度が下がり、結果として、画像、映像に対してノイズを加えたり、アナログ変換を行ったりした後に電子透かしを検出する場合に、電子透かしの検出ができなくなったり検出の信頼性が下がってしまう。すなわち、電子透かしの耐性（ロバストネス）が低くなってしまうという問題がある。
【０００９】
これに対し、複数の信号成分、例えば、Ｙ、Ｃｂ、Ｃｒの３つの信号成分で構成される画像・映像に対し、Ｃｂ、Ｃｒの二つの信号成分の両方にそれぞれ透かし情報を埋め込むことで、情報長を増加したり、冗長度を挙げて耐性を高めることが考えられる。例えば、単純には、特許文献２の方法において、埋め込みを行う拡散系列長を長くすることができる。拡散系列長を長くすることで、文献「参考文献１：山本奏，中村高雄，高嶋洋一，片山淳，北原亮，宮武隆，フレーム重畳型動画像電子透かしの検出性能評価に関する一考察，情報科学技術フォーラムＦＩＴ２００５，Ｊ−０２９，２００５．」にあるように、電子透かしの検出の信頼性が高まり、結果として耐性を高めることができる。
【００１０】
しかしながら、画像もしくは映像上の同じ位置の信号（画素）に対し、複数の信号成分を同時に変更してしまうと、埋め込み前の信号値からのトータルの変化の量が大きくなり、人間にとって知覚され易くなってしまうという問題がある。
【００１１】
一方、人間に知覚されにくいように信号成分の変更量を小さくすると、透かし情報がノイズに埋もれてしまい、結果として耐性が低くなり、電子透かしの検出が難しくなってしまう。また、複数の信号成分に独立に埋め込みを行った場合、画像、映像をアナログ変換して、例えば再撮影してから検出を行う場合などには、複数の信号成分間で色空間のクロストーク、回転が起こるようなノイズが加えられた場合に、互いの信号成分に埋め込まれた電子透かし自体がノイズとなって、より電子透かしの検出が難しくなるという問題もある。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、信号成分に対するトータルの変化の量を抑えて人間にとって知覚されにくいままに、複数の信号成分に透かし情報を埋め込むことのできる電子透かし埋め込み装置、電子透かし検出装置、電子透かし埋め込み方法、電子透かし検出方法及びプログラム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】
【００１３】
本発明は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込み情報を電子透かしとして埋め込む電子透かし埋め込み装置であって、Ｎ次元の透かし信号パターンを生成する透かし信号パターン生成手段と、前記透かし信号パターンと前記入力信号とを重畳して出力するパターン重畳手段とを備え、前記透かし信号パターン生成手段は、前記透かし信号パターンの値の位相が、前記２つ以上の信号成分毎に異なるように、前記透かし信号パターンを生成することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込み情報を電子透かしとして埋め込む電子透かし埋め込み装置であって、Ｎ次元の透かし信号パターンを生成する透かし信号パターン生成手段と、前記透かし信号パターンと前記入力信号とを重畳して出力するパターン重畳手段とを備え、前記透かし信号パターン生成手段は、前記透かし信号パターンの値の前記２つ以上の信号成分で表される空間上での変化の方向が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるように前記透かし信号パターンを生成することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、前記透かし信号パターン生成手段は、埋め込み系列を生成する系列生成手段と、前記埋め込み系列もしくは前記透かし信号パターンのいずれかの位相を変位させる量を表す位相変位系列を生成する位相変位系列生成手段とを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明は、前記透かし信号パターン生成手段は、Ｋ種類（Ｋは２以上の整数）の値のいずれかの値をとる第一の前記埋め込み系列を生成する第一の埋め込み系列生成手段と、前記Ｋ種類の値と同じ値を含まない別なＬ種類（Ｌは２以上の整数）の値のいずれかの値をとる第二の前記埋め込み系列を少なくとも１つ生成する第二の埋め込み系列生成手段と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明は、前記透かし信号パターン生成手段は、Ｋ種類（Ｋは２以上の整数）の値のいずれかの値をとるＭ種類（Ｍは２以上の整数）  の埋め込み系列を生成する系列生成手段と、前記Ｍ種類の埋め込み系列の値の偏角を、前記Ｍ種類の埋め込み系列毎に異なる位相差を変位させる位相変位手段と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明は、前記透かし信号パターン生成手段は、前記透かし信号パターンを拡大するパターン拡大手段と、前記２つ以上の信号成分毎に異なる変位量で、前記透かし信号パターンを変位させる位相変位手段と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込まれた電子透かしを検出する電子透かし検出装置であって、埋め込み系列を生成する系列生成手段と、前記入力信号から検出系列を抽出する検出系列抽出手段と、前記埋め込み系列、前記入力信号及び前記検出系列のいずれかの位相を変位させる量を表す位相変位系列を生成する位相変位系列生成手段と、前記検出系列と前記埋め込み系列との相関に基づき、前記電子透かしが検出されたか否かを判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して埋め込まれた電子透かしを検出する電子透かし検出装置であって、前記２つ以上の信号成分にそれぞれ対応する埋め込み系列を生成する埋め込み系列生成手段と、前記入力信号から検出系列を抽出する検出系列抽出手段と、前記検出系列と前記埋め込み系列との相関に基づき、前記電子透かしが検出されたか否かを判定する判定手段とを備え、前記埋め込み系列生成手段は、前記埋め込み系列の値の位相が、前記２つ以上の信号成分毎に異なるように、前記埋め込み系列を生成することを特徴とする。
【００２１】
本発明は、前記埋め込み系列生成手段は、Ｋ種類（Ｋは２以上の整数）の値のいずれかの値をとる第一の埋め込み系列を生成する第一の埋め込み系列生成手段と、前記Ｋ種類の値と同じ値を含まない別なＬ種類（Ｌは２以上の整数）の値のいずれかの値をとる少なくとも１つの第二の埋め込み系列を生成する第二の埋め込み系列生成手段とを含むことを特徴とする。
【００２２】
本発明は、前記埋め込み系列生成手段は、Ｋ種類（Ｋは２以上の整数）の値のいずれかの値をとるＭ種類（Ｍは２以上の整数）  の埋め込み系列を生成する系列生成手段と、前記Ｍ種類の埋め込み系列の値の偏角を、前記Ｍ種類の埋め込み系列毎に異なる位相差を変位させる位相変位手段とを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込まれた電子透かしを検出する電子透かし検出装置であって、埋め込み系列を生成する系列生成手段と、前記入力信号から検出系列を抽出する検出系列抽出手段と、前記検出系列と前記埋め込み系列との相関に基づき、前記電子透かしが検出されたか否かを判定する判定手段とを備え、前記検出系列抽出手段は、前記２つ以上の信号成分毎に異なる変位量で、前記入力信号を変位させる位相変位手段と、前記位相変位手段で変位された信号を縮小するパターン縮小手段とを含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込み情報を電子透かしとして埋め込む電子透かし埋め込み装置が行う電子透かし埋め込み方法であって、Ｎ次元の透かし信号パターンを生成する透かし信号パターン生成ステップと、前記透かし信号パターンと前記入力信号とを重畳して出力するパターン重畳ステップとを有し、前記透かし信号パターン生成ステップは、前記透かし信号パターンの値の位相が、前記２つ以上の信号成分毎に異なるように、前記透かし信号パターンを生成することを特徴とする。
【００２５】
本発明は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込み情報を電子透かしとして埋め込む電子透かし埋め込み装置が行う電子透かし埋め込み方法であって、Ｎ次元の透かし信号パターンを生成する透かし信号パターン生成ステップと、前記透かし信号パターンと前記入力信号とを重畳して出力するパターン重畳ステップとを備え、前記透かし信号パターン生成ステップは、前記透かし信号パターンの値の前記２つ以上の信号成分で表される空間上での変化の方向が、Ｎ−１次元空間上の位置によって異なるように前記透かし信号パターンを生成することを特徴とする。
【００２６】
本発明は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込まれた電子透かしを検出する電子透かし検出装置が行う電子透かし検出方法であって、埋め込み系列を生成する系列生成ステップと、前記入力信号から検出系列を抽出する検出系列抽出ステップと、前記埋め込み系列、前記入力信号及び前記検出系列のいずれかの位相を変位させる量を表す位相変位系列を生成する位相変位系列生成ステップと、前記検出系列と前記埋め込み系列との相関に基づき、前記電子透かしが検出されたか否かを判定する判定ステップとを有することを特徴とする。
【００２７】
本発明は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して埋め込まれた電子透かしを検出する電子透かし検出装置が行う電子透かし検出方法であって、前記２つ以上の信号成分にそれぞれ対応する埋め込み系列を生成する埋め込み系列生成ステップと、前記入力信号から検出系列を抽出する検出系列抽出ステップと、前記検出系列と前記埋め込み系列との相関に基づき、前記電子透かしが検出されたか否かを判定する判定ステップとを有し、前記埋め込み系列生成ステップは、前記埋め込み系列の値の位相が、前記２つ以上の信号成分毎に異なるように、前記埋め込み系列を生成することを特徴とする。
【００２８】
本発明は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）以上の次元を持ち、２つ以上の信号成分を持つ入力信号に対して、埋め込まれた電子透かしを検出する電子透かし検出装置が行う電子透かし検出方法であって、埋め込み系列を生成する系列生成ステップと、前記入力信号から検出系列を抽出する検出系列抽出ステップと、前記検出系列と前記埋め込み系列との相関に基づき、前記電子透かしが検出されたか否かを判定する判定ステップとを有し、前記検出系列抽出ステップは、前記２つ以上の信号成分毎に異なる変位量で、前記入力信号を変位させる位相変位ステップと、前記位相変位手段で変位された信号を縮小するパターン縮小ステップとを含むことを特徴とする。
【００２９】
本発明は、コンピュータを前記電子透かし埋め込み装置として機能させるための電子透かし埋め込みプログラムである。
【００３０】
本発明は、コンピュータを前記電子透かし検出装置として機能させるための電子透かし検出プログラムである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、検出の信頼性を保ったまま、視覚的な影響をより少なくし、人間にとって知覚されにくい電子透かしを埋め込むことができ、信号成分空間において回転されるような改変が加えられたとしても情報を維持し、電子透かしのロバストネスを高めることができるという効果が得られる。また、検出の信頼性を保ったまま、視覚的な影響をより少なくし、人間にとって知覚されにくく、信号成分空間において回転されるような改変が加えられたとしても情報を維持しするロバストネスの高い電子透かしを検出することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態による電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す埋め込み系列生成部１１ａの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す埋め込み系列生成部１１ｂの構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示す電子透かし埋め込み装置１における電子透かし埋め込み処理の動作を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施形態における埋め込みパターンの構成例を示す説明図である。
【図７】図３に示す電子透かし検出装置２の処理動作を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態において埋め込まれる電子透かし信号の例を示す説明図である。
【図９】位相変位系列を用いない電子透かし信号の例を示す説明図である。
【図１０】第２の実施形態による電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す埋め込み系列生成部１１ｃの構成を示すブロック図である。
【図１２】第３の実施形態による電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】第３の実施形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】第４の実施形態による埋め込み系列のとりうる値の例を示す説明図である。
【図１５】第４の実施形態による埋め込み系列のとりうる値の例を示す説明図である。
【図１６】第５の実施形態による電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６に示す空間拡大部１７の構成を示すブロック図である。
【図１８】第５の実施形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１８に示す空間縮小部２７の構成を示すブロック図である。
【図２０】図１７に示す空間拡大部１７の処理の例を示す説明図である。
【図２１】図１７に示す空間拡大部１７における空間位相変位の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明では、空間方向、時間方向といった、電子透かしを埋め込む対象の信号の各次元の方向で、各信号成分に埋め込む埋め込み信号の位相が一致しない様に変位させることで、各信号毎の透かし情報の強度を保ったまま、同じ空間的、時間的位置において、各信号成分のトータルでの変更量を小さくするようにする。
【００３４】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態による電子透かし埋め込み装置及び電子透かし検出装置を説明する。第１の実施形態は、電子透かし信号を各信号成分毎に時間方向での位相を異なるようにするものである。図１は同実施形態による電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。図１に示す電子透かし埋め込み装置１は、透かし埋め込み対象映像と、埋め込み情報とを入力して、透かし埋め込み済み映像を出力する。
【００３５】
電子透かし埋め込み装置１は、埋め込み系列生成部１１ａと、埋め込みパターン生成部１２と、時間変調部１３と、パターン重畳部１４から構成される。埋め込み系列生成部１１ａは、埋め込み情報を入力し、埋め込み系列を出力する。埋め込みパターン生成部１２は、埋め込み系列を入力し、埋め込みパターンを出力する。時間変調部１３は、埋め込みパターンを入力し、透かし映像パターンを出力する。パターン重畳部１４は、透かし埋め込み対象映像と、透かし映像パターンとを入力し、透かし埋め込み済み映像を出力する。
【００３６】
次に、図２を参照して、図１に示す埋め込み系列生成部１１ａの構成を説明する。図２は、図１に示す埋め込み系列生成部１１ａの構成を示すブロック図である。埋め込み系列生成部１１ａは、複素数系列生成部１１１と、Ｋ（Ｋは２以上の整数）個の位相変位系列生成部１１２−１〜１１２−Ｋと、Ｋ個の位相変位付加部１１３−１〜１１３−Ｋから構成される。複素数系列生成部１１１は、埋め込み情報を入力し、第一の埋め込み系列を出力する。位相変位系列生成部１１２−１〜Ｋは、位相変位系列を出力する。位相変位付加部１１３−１〜Ｋは、第一の埋め込み系列と、位相変位系列とを入力し、第二〜第Ｍ（ＭはＫ＋１）の埋め込み系列を出力する。
【００３７】
次に、図３を参照して、同実施形態による電子透かし検出装置の構成を説明する。図３は、同実施形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。図３に示す電子透かし検出装置２は、透かし埋め込み済み映像を入力し、透かし検出結果を出力する。電子透かし検出装置２は、信号成分分割部２１と、Ｍ（ＭはＫ＋１）個の時間復調部２２−１〜２２−Ｍと、Ｍ個の検出系列抽出部２３−１〜２３−Ｍと、埋め込み系列生成部１１ｂと、相関値計算部２４と、透かし判定部２５から構成される。
【００３８】
信号成分分割部２１は、透かし埋め込み済み映像を入力し、Ｍ個の信号成分映像を出力する。時間復調部２２−１〜Ｍは、それぞれ信号成分映像を入力し、複素数配列をそれぞれ出力する。検出系列抽出部２３−１〜Ｍは、それぞれ複素数配列を入力し、検出系列をそれぞれ出力する。埋め込み系列生成部１１ｂは、埋め込み系列を出力する。相関値計算部２４は、Ｍ個の検出系列と、埋め込み系列とを入力し、相関値を出力する。透かし判定部２５は、相関値を入力し、透かし検出結果を出力する。
【００３９】
次に、図４を参照して、図３に示す埋め込み系列生成部１１ｂの構成を説明する。図４は、図３に示す埋め込み系列生成部１１ｂの構成を示すブロック図である。埋め込み系列生成部１１ｂは、図２に示す埋め込み系列生成部１１ａと同様の構成を備えている。複素数系列生成部１１１は、第一の埋め込み系列を出力する。位相変位系列生成部１１２−１〜Ｋは、位相変位系列を出力する。位相変位付加部１１３−１〜Ｋは、第一の埋め込み系列と、位相変位系列とを入力し、第二〜第Ｍ（ＭはＫ＋１）の埋め込み系列を出力する。
【００４０】
次に、図５を参照して、図１に示す電子透かし埋め込み装置１における電子透かし埋め込み処理の動作を説明する。図５は、図１に示す電子透かし埋め込み装置１における電子透かし埋め込み処理の動作を示すフローチャートである。埋め込み系列生成ステップ（ステップＳ１〜Ｓ３）では、埋め込みを行う埋め込み情報に応じて、長さＬの複素数の系列である埋め込み系列を生成する。まず、埋め込み系列生成部１１ａの複素数系列生成部１１１は第一の埋め込み系列を生成する（ステップＳ１）。第一の埋め込み系列の生成は、例えば特許文献２に示されている公知の埋め込み系列の生成と同様の方法を用いる。
【００４１】
埋め込み情報の例として、以下の（例１）〜（例３）の場合を例にして説明する。
（例１）電子透かしが埋め込まれている、という事実だけを表す場合
（例２）１ｂｉｔの情報である場合
（例３）ｎ（ｎは２以上の整数）ｂｉｔの情報である場合
【００４２】
なお、第一の埋め込み系列の生成は、埋め込みを行う埋め込み情報に応じて決まる系列を生成するものであれば、これらの例に限定するものではなく、この他の埋め込み系列生成の方法をとってもよい。
【００４３】
まず、埋め込み情報が「電子透かしが埋め込まれている」という事実だけを表す場合（例１）について説明する。この場合、第一の埋め込み系列は、例えば、複素数の擬似乱数列を用いて表された数値列として計算されてもよい。すなわち、平均０の複素数の擬似乱数列ＰＮ＝｛ＰＮ１，ＰＮ２，・・・，ＰＮＬ｝（Ｌは系列の長さ）とするとき、第一の埋め込み系列ｗ＝｛ｗ１，ｗ２，・・・，ｗＬ｝を、ｗ＝ＰＮ＝｛ＰＮ１，ＰＮ２，・・・，ＰＮＬ｝のように決定してもよい。
【００４４】
また、複素数の擬似乱数列としては例えばＭ系列やＧＯＬＤ系列で得られる値を用いて生成してもよい。例えば、Ｍ系列で得られる値を｛Ｍ１，Ｍ２，・・・，Ｍ２Ｌ｝（Ｍｉ∈｛０，１｝）とするとき、
【数１】
0005731422.tif 000002
として、
【数２】
0005731422.tif 000003
とするようにしてもよい。ここでｊは虚数単位である。
【００４５】
次に、埋め込み情報が１ｂｉｔの情報である場合（例２）について説明する。第一の埋め込み系列は、例えば、その１ｂｉｔの情報を擬似乱数列を用いてスペクトル拡散した数値列として計算されてもよい。すなわち、埋め込み情報ｂ、平均０の複素数の擬似乱数列ＰＮ＝｛ＰＮ１，ＰＮ２，・・・，ＰＮＬ｝（Ｌは系列の長さ）とするとき、埋め込み系列ｗ＝｛ｗ１，ｗ２，・・・，ｗＬ｝を、
【数３】
0005731422.tif 000004
のように決定してもよい。
【００４６】
また、複素数の擬似乱数列としては上記（例１）の様に例えばＭ系列やＧＯＬＤ系列で得られる値を用いて生成してもよい。
【００４７】
次に、埋め込み情報がｎｂｉｔから構成される情報である場合（例３）について説明する。第一の埋め込み系列は、例えば、そのｎｂｉｔの情報をｍ倍の長さに擬似乱数を用いて直接スペクトル拡散したものとして計算されてもよい。すなわち、下記のような手順１、２で行われてもよい。
【００４８】
（手順１）ｎｂｉｔの埋め込み情報をｂ０  ｂ１  ｂ２  ・・・  ｂｎ−１とし、各ｂｉｔをｍ回ずつ繰り返した系列Ｓを得る。ただし、各ｂｉｔ  ｂｉは、＋１、−１のいずれかの値をとるものとする。
【数４】
0005731422.tif 000005
【００４９】
（手順２）Ｓを複素数の擬似乱数列ＰＮ＝｛ＰＮ１，ＰＮ２，・・・，ＰＮｍｎ｝で拡散し、埋め込み系列ｗを求める。すなわち、ｗ＝｛ｗ１，ｗ２，・・・，ｗｍｎ｝とするとき、
【数５】
0005731422.tif 000006
【００５０】
また複素数の擬似乱数列としては上記（例１）の様に例えばＭ系列やＧＯＬＤ系列で得られる値を用いて生成してもよい。これらのような埋め込み系列の生成方法については、文献「中村高雄，片山淳，山室雅司，曽根原登，カメラ付き携帯電話機を用いたアナログ画像からの高速電子透かし検出方式，信学論Ｄ−ＩＩ，Ｖｏｌ．Ｊ８７−Ｄ−ＩＩ，Ｎｏ．１２，ｐｐ．２１４５―２１５５，２００４．１０」や文献「中村高雄，山本奏，北原亮，片山淳，安野貴之，小池秀樹，曽根原登，ＳＦＰＳＳ法に基づくリアルタイム検出可能な映像向けモバイル電子透かし，情報処理学会論文誌，Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．６，ｐｐ．１８８５．１８９５，２００８．」等に記載されているように公知であるため、詳細な説明は省略する。
【００５１】
上記の例では埋め込み系列ｗを複素数値の系列で表したが、埋め込みを行う透かし情報に応じて決まる系列であれば別な表現であってもよい。例えば、各々の複素数の偏角を表す値の列であってもよい。すなわち、
【数６】
0005731422.tif 000007
とするとき、
【数７】
0005731422.tif 000008
として、＾ｗ（＾はｗの頭に付く、以下、同様）を埋め込み系列として出力するようにしてもよい。また、複素数の代わりに４元数や８元数等、ｋ次元（ｋは２以上）のベクトルであってもよい。
【００５２】
次に、位相変位系列生成部１１２は位相変位系列を生成する（ステップＳ２）。透かし埋め込み対象映像において、透かしを埋め込む対象となる信号成分がＭ個存在する場合、Ｍ−１（ここではＭ−１はＫ）個の位相変位系列生成部１１２が、それぞれ２番目からＭ番目の信号成分に対応し、合計Ｍ−１個の位相変位系列を生成する。
【００５３】
ここで、位相変位系列生成部１１２をＭ−１個備える代わりに、一つの位相変位系列生成部１１２を順にＭ−１回繰り返し使用して、合計Ｍ−１個の位相変位系列を生成するようにしてもよい。
【００５４】
位相変位系列生成部１１２では、各々の信号成分に対して、埋め込み系列の位相を変位させる方向と量を表す位相変位系列を生成する。例えば、｛−１，１｝を取る長さＬの疑似乱数列ＰＮ’＝｛ＰＮ’１，ＰＮ’２，・・・，ＰＮ’Ｌ｝を用いて、位相変位系列ｘ＝｛ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＬ｝を、
【数８】
0005731422.tif 000009
様に定めてもよい。
【００５５】
上記では、位相変位系列の値として位相変位量を表す値を［ラジアン］単位で表現したが、位相変位系列は、埋め込み系列の位相を変位させる方向と量を表す値であれば別な形式であってもよい。なお、位相の値は循環的であるため、量のみを用いて同時に方向も表現するようにすることも可能である。
【００５６】
位相変位系列の値は、例えば、位相変位量の角度を表す値（［度］）であってもよい。また、例えば、位相変位量に対応する大きさＸの複素数（Ｘｅｊθ）であってもよい。また、電子透かしを埋め込む時間周期Ｔ０を用いて、位相変位量に対応する遅延時間Ｔ＝Ｔ０／ｎでもよい。また、例えば、第一の値と第二の値を取るようにし、それぞれが所定の位相変位量を意味することと定めてもよい。また、第一の値、第二の値、・・・、第ｎの値を取るようにし、それぞれが所定の位相変位量を意味することと定めてもよい。
【００５７】
次に、位相変位付加部１１３は、第二の埋め込み系列〜第Ｍの埋め込み系列を生成する（ステップＳ３）。透かし埋め込み対象映像において、透かしを埋め込む対象となる信号成分がＭ個存在する場合、Ｍ−１（ここでは、Ｍ−１はＫ）個の位相変位付加部１１３が、それぞれ２番目からＭ番目の信号成分に対応し、第二の埋め込み系列〜第Ｍの埋め込み系列を生成する。
【００５８】
ここで、位相変位付加部１１３をＭ−１個備える代わりに、一つの位相変位付加部１１３を順にＭ−１回繰り返し使用して、第二の埋め込み系列〜第Ｍの埋め込み系列を生成するようにしてもよい。
【００５９】
以下は、位相変位付加部１１３を用いて第二の埋め込み系列ｗ（２）を生成する場合を例にとり説明する。第三の埋め込み系列ｗ（３）、第四の埋め込み系列ｗ（４）、・・・、第Ｍの埋め込み系列ｗ（Ｍ）を生成する場合も、それぞれ異なる位相変位系列を入力して同様の手順を行う。
【００６０】
位相変位付加部１１３には、複素数系列生成部１１１で生成された第一の埋め込み系列と、位相変位系列生成部１１２で生成された位相変位系列とが入力される。位相変位付加部１１３では、第一の埋め込み系列に対して位相変位系列で表される位相変位を付加する。例えば、第一の埋め込み系列をｗ＝｛ｗ１，ｗ２，・・・，ｗＬ｝、位相変位系列をｘ＝｛ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＬ｝とし、ｘｉは、｛−π／２，π／２｝の様に、位相変位量の角度を［ラジアン］で表すようにしている場合は、第二の埋め込み系列ｗ（２）＝｛ｗ（２）１，ｗ（２）２，・・・，ｗ（２）Ｌ｝を以下の様に生成する。
【数９】
0005731422.tif 000010
【００６１】
すなわち、第一の埋め込み系列の値の偏角を、位相変位系列の値に応じて変化させるようにして、第二の埋め込み系列を生成する。ここで、位相変位系列が、この他の表現形式を取るように構成した場合は、変更の方法もそれに応じて変えればよい。例えば、位相変位系列が位相変位量の角度を表す値（［度］）であれば、
【数１０】
0005731422.tif 000011
となる。
【００６２】
また、位相変位系列が位相変位量に対応する大きさＸの複素数（Ｘｅｊθ）であれば、
【数１１】
0005731422.tif 000012
となる。
【００６３】
また、位相変位系列が電子透かしを埋め込む時間周期Ｔ０を用いて、位相変位量に対応する遅延時間Ｔ＝Ｔ０／ｎであれば、
【数１２】
0005731422.tif 000013
となる。
【００６４】
また、位相変位系列が第一の値と第二の値を取るようにし、それぞれが所定の位相変位量を意味することと定められていれば、第一の埋め込み系列の値の偏角を、第一の値、第二の値がそれぞれ意味する位相変位量に応じて変化させるようになる。
【００６５】
また、位相変位系列が第一の値、第二の値、・・・、第ｎの値を取るようにし、それぞれが所定の位相変位量を意味することと定められていれば、第一の埋め込み系列の値の偏角を、第一の値、第二の値、・・・第ｎの値がそれぞれ意味する位相変位量に応じて変化させるようにする。
【００６６】
前述した複素数系列の生成（ステップＳ１）、位相変位系列の生成（ステップＳ２）及び位相変位の付加（ステップＳ３）によって埋め込み系列生成ステップを構成する。
【００６７】
次に、埋め込みパターン生成部１２は、第一〜第Ｍの埋め込み系列を用いて埋め込みパターンを生成する（ステップＳ４）。まず、大きさＸ１×Ｘ２×・・・×ＸＮ−１のＮ−１次元複素数配列を全部でＭ個用意する。ただし、Ｘ１，Ｘ２，・・・，ＸＮ−１はあらかじめ定められた要素数である。続いて、第一〜第Ｍの埋め込み系列から、それぞれ順に一つずつ、計Ｍ個の値を取り出し、上記Ｍ個の配列の位置（０，０，・・・，０）から順に、取り出した値がその要素値となるように配列に値を設定する。
【００６８】
すなわち、ｉ番目の複素配列がＡ（ｉ）［ｐ１，ｐ２，・・・，ｐＮ−１］（ｐｎ≧０）、ｉ番目の埋め込み系列がｗ（ｉ）１，ｗ（ｉ）２，・・・，ｗ（ｉ）Ｌと表されているとき、
【数１３】
0005731422.tif 000014
図６にこの様子を示す。図６は、第１の実施形態における埋め込みパターンの構成例を示す説明図である。ただし、図６は２次元の複素配列の場合の例を示している。
【００６９】
次に、生成されたＭ個の複素配列を埋め込みパターンとして出力する。また、上記の処理に先立ち、各埋め込み系列の順序を擬似乱数を用いて、ランダムな順序に入れ替えておいてもよい。ただし、入れ替えの方法が第一〜第Ｍの埋め込み系列で共通となるようにする。すなわち、ｗ（１）ｋがｗ（１）ｌと入れ替えられるとき、ｗ（２）ｋはｗ（２）ｌと、・・・、ｗ（Ｍ）ｋはｗ（Ｍ）ｌとそれぞれ入れ替えられ、第一〜第Ｍの埋め込み系列の値の間での対応関係が維持されるようにする。
【００７０】
これにより、埋め込まれている情報の不正な解析や、書き換えなどの攻撃を困難にさせることができると共に、インタリーブ符号化としての効果を持ち、透かし埋め込み済み映像に対する局所的な耐性の不均衡を防ぐことに寄与する。その場合、順序の入れ替えに使用する擬似乱数の種の値を電子透かし埋め込みの鍵として与え、同一の鍵を電子透かしの検出時に使用してもよい。また、第一〜第Ｍの埋め込み系列の上で順序の入れ替えを行う代わりに、得られた複素配列の要素を入れ替えるようにしても構わない。
【００７１】
次に、時間変調部１３は、埋め込みパターン生成部１２で生成したＭ個の埋め込みパターンを時間軸方向で変調し、Ｍ個の透かし映像パターンを生成する。時間変調の処理は、例えば以下の（１）〜（４）の処理動作によって行う。
（１）同一の基本周波数を持ち直交する二つの周期信号を生成する。例えば、一つの周期信号を基にそれぞれ位相が９０°、すなわち１／４周期分異なるように二つの周期信号を生成してもよい。
（２）入力された埋め込みパターンの実部、虚部を（１）の処理で生成された二つの周期信号によってそれぞれ時間方向に変調する。具体的には、埋め込みパターンの各位置ごとの値の実部、虚部の値を、（１）の処理で生成した周期信号を搬送波として、ＡＭ変調することで、Ｎ次元のパターンに変換することで行う。
（３）変調された二つの信号を加算し、透かし映像パターンを得る。
（４）（１）〜（３）の処理をＭ個の埋め込みパターンについて行い、Ｍ個の透かし映像パターンを生成する。
【００７２】
（１）の処理で用いる周期信号は、１周期分積分した結果が０となり、自己相関関数が鋭敏なピークを持たないものであればよい。具体的には例えば、（ａ）正弦波、（ｂ）三角波、（ｃ）矩形波であってもよい。
【００７３】
以下にＮ＝３の映像信号に対し周期信号として正弦波ｆｒ（ｔ），ｆｉ（ｔ）を用いて１４時間変調を行い、透かし映像パターン｛Ｗ（１），Ｗ（２），・・・，Ｗ（Ｍ）｝を生成する場合の例を示す。
ｆｒ（ｔ）＝ｃｏｓωｔ
ｆｉ（ｔ）＝ｓｉｎωｔ
とすると、
【数１４】
0005731422.tif 000015
となる。ただし、ωは周期Ｔに対応する角速度で、ω＝２π／Ｔである。
【数１５】
0005731422.tif 000016
はそれぞれＣの実部、虚部を取り出す演算である。
【００７４】
これらの計算を、二つの周期信号を表す関数として複素関数ｆ（ｔ）＝ｅｊωｔ＝ｃｏｓωｔ＋ｊｓｉｎωｔを用いて次のように行ってもよい。
【数１６】
0005731422.tif 000017
ただし、ｆ（＊）（ｔ）はｆ（ｔ）の共役複素数である。
【００７５】
また、この他の時間変調の例として、例えば特許文献２に示されている以下の様に構成する方法を用いてもよい。埋め込みパターンの値の偏角を用いて、１つの周期関数の位相を制御するように構成してもよい。例えば次のように計算する。
【数１７】
0005731422.tif 000018
ここで、ａｒｇ（Ｃ）は、Ｃの偏角を得る演算を表す。また、この場合は、埋め込みパターンを複素数としてではなく、複素数の偏角を表す実数値として保持するようにしてもよい。
【００７６】
また、埋め込みパターンの値を映像信号におけるＮ次元目の軸（例えば時間軸）の特定の周波数に対するフーリエ係数であると見て、離散逆フーリエ変換するように構成してもよい。
【００７７】
なお、埋め込みパターン生成部１２における埋め込みパターン生成ステップＳ４の処理と、時間変調部１３における時間変調ステップＳ５の処理は、全体として、埋め込み系列に基づいて透かし映像パターンを生成する透かし映像パターン生成の処理を行っていると考えることができる。
【００７８】
次に、パターン重畳部１４は、透かし埋め込み対象映像として入力されたＮ次元信号の、Ｍ個の成分に対し、時間変調部１３で生成されたＭ個のＮ次元の透かし映像パターンを加算することで重畳し、重畳した結果のＮ次元信号を透かし埋め込み済み映像として出力する（ステップＳ６）。
【００７９】
パターン重畳の処理は、例えば、Ｎ次元の透かし埋め込み対象映像のＭ個の成分をそれぞれ、Ｉ（１）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ），Ｉ（２）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ），・・・，Ｉ（Ｍ）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ）、Ｍ個の透かし映像パターンをＷ（１）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ），Ｗ（２）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ），・・・，Ｗ（Ｍ）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ）とするとき、透かし埋め込み済み映像のＭ個の成分をＩ’（１）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ），Ｉ’（２）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ），・・・，Ｉ’（Ｍ）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ）として、Ｉ’（ｉ）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ）＝Ｉ（ｉ）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ）＋α（ｉ）・Ｗ（ｉ）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ）のように求める。
【００８０】
ここでα（ｉ）は、ｉ番目の成分に対してあらかじめ定められた透かし埋め込みの強度パラメータである。埋め込みパラメータα（ｉ）は、電子透かしの知覚されやすさに応じて変化する用に算出されていてもよい。
【００８１】
Ｍ個の成分は、例えば、透かし埋め込み対象映像の複数の色成分であってもよい。具体的にはＲ，Ｇ，Ｂであってもよいし、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの成分値であってもよい。この他前記した信号成分の例の何れかであってもよいし、これらの例に限らない。また、透かし埋め込み対象映像がＭ個以上の信号成分を持つ場合にその内のＭ個のみを対象に処理するようにしてもよい。例えば、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒの成分を持つ透かし埋め込み対象映像に対して、Ｍ＝２として、Ｃｂ，Ｃｒ成分のみに対して処理を行うようにしてもよい。
【００８２】
また、透かし埋め込み対象映像の大きさが、透かし映像パターンの大きさよりも大きい場合は、透かし映像パターンを、時間方向や空間方向に繰り返す用に加算してもよい。また、パターン重畳の処理に先立ち、透かし映像パターンを任意の大きさ、もしくは透かし埋め込み対象映像の大きさに揃うように拡大するようにしてもよい。拡大は空間方向に拡大してもよいし、時間方向に拡大してもよい。拡大にはどのようなアルゴリズムを用いても構わないことは言うまでもない。拡大された１ブロックに一つの値が対応するようにし、拡大後のブロックを全て同じ値にするようにしてもよいし、線形補間やバイキュービックなどの公知の補間手法を用いるようにしてもよい。
【００８３】
また、重畳される信号値が量子化によって失われてしまうのを防ぐため、量子化されないような値の大きさを保つよう、空間方向で誤差拡散やディザなどの処理を行うように拡大を行ってもよい。また、パターン重畳の処理において、透かし埋め込み対象映像の信号値に直接透かし映像パターンの値を加算する代わりに、透かし埋め込み対象映像の所定の特徴量が、透かし映像パターンの値、もしくはそのスカラー倍だけ変更されるように透かし埋め込み対象映像を変更することによって重畳を行ってもよい。上記の特徴量の例としては、例えば透かし埋め込み対象映像のブロックごとの信号値の平均値や周波数変換した周波数係数などがある。また映像、画像の画素の輝度値や色差、ＲＧＢの色信号値などを用いてもよい。
【００８４】
次に、図７を参照して、図３に示す電子透かし検出装置２の処理動作を説明する。図７は、図３に示す電子透かし検出装置２の処理動作を示すフローチャートである。まず、信号成分分割部２１は、入力された透かし埋め込み済み映像からＭ個の信号成分に分割し、第一〜第Ｍの信号成分映像を得る（ステップＳ１１）。
【００８５】
ここで、信号成分の分割は論理的なものであってもよい。例えば、入力された透かし埋め込み済み映像の１フレーム画像をＭ個の信号成分の情報に分割して、各々別々なメモリに格納するようにしてもよいし、入力された透かし埋め込み済み映像の１フレーム画像を全体で共通のメモリ領域に格納した上で、以降の処理の手順の中でｉ番目の信号成分が必要になった場合に、都度共通のメモリ領域の中の当該信号成分の値を参照して処理を行うようにしてもよい。複数のフレーム画像をまとめて処理したり、フレーム画像を分割して部分毎に処理するようにしてもよい。
【００８６】
また、このとき透かし埋め込み済み映像もしくは第一〜第Ｍの信号成分映像に対して以降の検出処理を容易にするためのフィルタ処理を行ってもよい。具体的には例えば、（ａ）フレーム間差分、微分を取る時間方向差分、微分フィルタ、（ｂ）時間方向で必要な周波数帯域を取得するＬＰＦ、ＢＰＦ、ＨＰＦフィルタ、（ｃ）空間方向で画素を処理するＬＰＦ、ＢＰＦ、ＨＰＦフィルタなどで処理を行ってもよい。
【００８７】
次に、時間復調部２２それぞれは、第一〜第Ｍの信号成分映像をそれぞれ時間復調し、第一の複素数配列〜第Ｍの複素数配列を得る（ステップＳ１２）。時間復調の処理は、例えば、以下の（１）〜（３）の処理動作によって行う。
（１）同一の基本周波数を持ち直交する二つの周期信号を生成する。例えば、一つの周期信号を基にそれぞれ位相が９０°、すなわち１／４周期分異なるように二つの周期信号を生成してもよい。周期信号の例については前述の通りである。
（２）入力された信号成分映像の時間方向成分を元に、（１）で生成された二つの周期信号のそれぞれで復調し、二つのＮ−１次元信号を得る。
（３）（２）で得た二つのＮ−１次元信号が、それぞれ実部、虚部となるようにした、複素数のＮ−１次元配列である複素数配列を求める。
【００８８】
以下にＮ＝３の映像信号に対し周期信号として正弦波ｆｒ（ｔ），ｆｉ（ｔ）を用いて時間復調を行い、第一の複素数配列〜第Ｍの複素数配列を得る例を示す。ここで、ｉ番目の信号成分映像がＨ（ｉ）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ）で表されているものとする。
ｆｒ（ｔ）＝ｃｏｓωｔ
ｆｉ（ｔ）＝ｓｉｎωｔ
とすると、ｉ番目の複素数配列Ｑ（ｉ）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１）を
【数１８】
0005731422.tif 000019
ここでｊは虚数単位である。
【００８９】
ここでは積分演算を用いた例を示したが、Ｈが離散信号として得られている場合に積和演算によりＱを求めてもよい。Ｈが連続信号として得られている場合であっても任意の標本化手段を用いて離散信号に変換してから処理するようにしてもよい。
【００９０】
また、この他の時間復調の例として、例えば、入力されたｉ番目の信号成分映像から所定の区間取りだし、Ｎ次元目の軸（例えば時間方向）に一次元離散フーリエ変換し、所定の周波数係数を取りだして、ｉ番目の複素数配列とするよう構成してもよい。
【００９１】
次に、検出系列抽出部２３それぞれは、時間復調部２２それぞれで得られた第一〜第Ｍの複素数配列から、それぞれ複素数の系列である第一〜第Ｍの検出系列を得る（ステップＳ１３）。この処理は、ｉ番目の複素数配列から大きさＸ１×Ｘ２×・・・×ＸＮ−１のＮ−１次元複素数配列を構成する。ただし、Ｘ１，Ｘ２，・・・，ＸＮ−１は埋め込みパターン生成部１２で用いたのと同様の要素数である。透かし埋め込み済み映像の大きさがＸ１×Ｘ２×・・・×ＸＮ−１と等しい場合は、第一〜第Ｍの複素数配列をそのまま大きさＸ１×Ｘ２×・・・×ＸＮ−１のＮ−１次元複素数配列として用いてもよい。
【００９２】
透かし埋め込み済み映像の大きさがＸ１×Ｘ２×・・・×ＸＮ−１とは異なる場合は、第一〜第Ｍの複素数配列の大きさもＸ１×Ｘ２×・・・×ＸＮ−１とは異なってくる場合がある。その場合は、拡大、縮小などの任意の標本化手段を用いて標本化して、大きさをＸ１×Ｘ２×・・・×ＸＮ−１に揃えたものをＮ−１次元複素数配列として用いればよい。
【００９３】
具体的には、例えば、第一〜第Ｍの複素数配列をＸ１×Ｘ２×・・・×ＸＮ−１のブロック数の領域に分割し、各ブロック領域に含まれる値の平均値を求めるようにして縮小するようにしてもよい。また、線形補間やバイキュービックなどの公知の補完手法を用いて拡大、縮小を行ってもよい。
【００９４】
次に、得られたＮ−１次元複素数配列から、順に一つずつ複素数値を取り出し、取りだした複素数値を並べ、ｉ番目の検出系列を得る。例えば、ｉ番目のＮ−１次元複素数配列がＢ（ｉ）［ｐ１，ｐ２，・・・，ｐＮ−１］（ｐｎ≧０）、ｉ番目の検出系列がｄ（ｉ）１，ｄ（ｉ）２，・・・，ｄ（ｉ）Ｌと表されているとき、
【数１９】
0005731422.tif 000020
とする。
【００９５】
また、埋め込みパターン生成部１２において、各埋め込み系列の順序を疑似乱数を用いて、ランダムな順序に入れ替えて埋め込みがなされた場合には、上記の手順の後に、疑似乱数を用いて検出系列の順序を埋め込みパターン生成部１２の時と逆に入れ替えることにより、第一〜第Ｍの埋め込み系列と対応の付く順序に戻す。ただし、入れ替えの方法が第一の検出系列〜第Ｍの検出系列で共通となるようにする。すなわち、ｄ（１）ｋがｄ（１）ｌと入れ替えられるとき、ｄ（２）ｋはｄ（２）ｌと、・・・、ｄ（Ｍ）ｋはｄ（Ｍ）ｌとそれぞれ入れ替えられ、第一〜第Ｍの検出系列の値の間での対応関係が維持されるようにする。また、順序の入れ替えに使用する擬似乱数の種の値は、電子透かし検出の鍵として、電子透かしの埋め込み時に用いたのと同一の鍵を与える。
【００９６】
次に、埋め込み系列生成部１１ｂは、埋め込み系列を生成する（ステップＳ１４〜Ｓ１６）。埋め込み系列の生成は、電子透かし埋め込み装置１における埋め込み系列生成部１１ａと同様の処理により埋め込み系列を生成する。埋め込み系列は埋め込み系列生成部１１ａで生成されるのと同様、第一の埋め込み系列、第二の埋め込み系列、・・・、第Ｍの埋め込み系列のＭ個の埋め込み系列から構成される。ただし、埋め込み系列の生成においては、実際に埋め込まれている埋め込み情報は不明であるため、生成する埋め込み系列は、埋め込まれている可能性のある全ての埋め込み系列を生成する必要がある。
【００９７】
具体的には、複素数系列生成部１１１における（例１）〜（例３）であれば、それぞれ次のように生成する。
前述した複素数系列生成部１１１の（例１）のように埋め込み系列が生成されている場合には、考えられる埋め込み系列は
ｗ＝ＰＮ＝｛ＰＮ１，ＰＮ２，・・・，ＰＮＬ｝
の１通りである。
【００９８】
また、前述した複素数系列生成部１１１の（例２）のように埋め込み系列が生成されている場合には、考えられる埋め込み系列は
ｗａ＝ＰＮ＝｛ＰＮ１，ＰＮ２，・・・，ＰＮＬ｝
ｗｂ＝−ＰＮ＝｛−ＰＮ１，−ＰＮ２，・・・，−ＰＮＬ｝
の２通りである。
【００９９】
なお、実際に埋め込まれていた系列がｗｂであった場合、ｗａとの相関値計算においても絶対値の大きな値が得られるため、ｗａとの相関計算のみを行って、得られた相関値の偏角や実部や虚部の値を用いてどちらが埋め込まれていたかを判定するようにしてもよい。
【０１００】
また、前述した複素数系列生成部１１１の（例３）の例のように埋め込み系列が生成されている場合には、単純に全ての場合を網羅すると考えられる埋め込み系列は２ｎ通りとなる。より少ない数の埋め込み系列の処理のみで演算をするために、いったん全てのビット値が１もしくは−１であるとした埋め込み系列を生成しておき、後の相関計算において、第一〜第Ｍの検出系列をそれぞれｍ個ずつに分割し、一つのｂｉｔ  ｂｉに対応する長さｍの部分系列を準備し、次の２通りの埋め込み系列の部分列と、分割した第一の検出系列〜第Ｍの検出系列との間で相関計算を行うようにしてもよい。
ｗ＜ｉ，１＞＝｛＋ＰＮｉｍ＋１，＋ＰＮｉｍ＋２，・・・，＋ＰＮｉｍ＋ｍ｝
ｗ＜ｉ，２＞＝｛−ＰＮｉｍ＋１，−ＰＮｉｍ＋２，・・・，−ＰＮｉｍ＋ｍ｝
【０１０１】
（例２）と同様に、ｗ＜ｉ，１＞との相関計算を行った上で、相関値の偏角や実部や虚部の値を用いてビット値がどちらであったかを判定するようにしてもよい。
【０１０２】
なお、実際に埋め込まれていた系列がｗ＜ｉ，２＞であった場合、ｗ＜ｉ，１＞との相関値計算においても絶対値の大きな値が得られるため、ｗ＜ｉ，１＞との相関計算のみを行って、得られた相関値の偏角や実部の値を用いてどちらが埋め込まれていたかを判定するようにしてもよい。
【０１０３】
次に、相関値計算部２４は、第一〜第Ｍの検出系列と、埋め込み系列との相関値を計算する（ステップＳ１７）。相関値の計算は、例えば、次式の様な積和演算によって求める。ここで、ρを求めたい相関値、ｄ＝｛ｄ（１）１，ｄ（１）２，・・・，ｄ（１）Ｌ，ｄ（２）１，・・・，ｄ（Ｍ）Ｌ｝を第一の検出系列〜第Ｍの検出系列を並べたものとし、ｗ＝｛ｗ（１）１，ｗ（１）２，・・・，ｗ（１）Ｌ，ｗ（２）１，・・・，ｗ（Ｍ）Ｌ｝を第一の埋め込み系列〜第Ｍの埋め込み系列を並べたものとする。ここで各系列値は複素数であるため、複素相関を計算する。
【数２０】
0005731422.tif 000021
【０１０４】
ただし、・は数列をベクトルと見たときの内積演算を表す。また、Ｃ＊は、複素数Ｃの共役複素数を表す。
【０１０５】
また、検出信頼性の評価基準をそろえるため、例えばｄおよびｗの各要素を予め平均０、実部、虚部の分散が１となるように正規化しておき、以下のように相関値計算で定数項を乗じて演算を行ってもよい。
【数２１】
0005731422.tif 000022
【０１０６】
また、ここで相関計算を第一〜第Ｍの系列を並べる形で計算するようにしたが、第一〜第Ｍの系列のそれぞれ個別に相関値を計算して出力し、透かし判定ステップにおいて各々の相関値を判定した上で判定結果を統合するようにしてもよい。
【０１０７】
埋め込み系列生成ステップ（ステップＳ１４）の（例３）のように、ｎビットに対してＭ個の埋め込み系列がそれぞれｎ個に分割されている場合には、ｎ個それぞれについて上記のように相関値計算を行い、ｎビットのそれぞれに対応するｎ個の相関値を出力してもよい。
【０１０８】
次に、透かし判定部２５は、相関値に基づいて透かしの判定を行う（ステップＳ１８）。電子透かし検出装置２に入力された透かし埋め込み済み映像に実際に電子透かしが埋め込まれていた場合には、相関値の絶対値が大きな値となる。逆に電子透かしが埋め込まれていない場合には、相関値の絶対値が小さな値となる。そのため、所定の閾値を用いて相関値の絶対値が閾値を超えているかどうかを判定することで、透かしが検出できたか否かを判定することができる。
【０１０９】
また、相関値の計算が検出信頼性の評価基準をそろえるように計算されていた場合には、求められる誤検出率の上限値に基づいて検出信頼性を評価して閾値を決定するようにしてもよい。
【０１１０】
また、公知の電子透かし検出装置と同様に、相関値の偏角を用いて時間方向の同期を行うようにしてもよい。また、埋め込み系列生成部１１において、埋め込み情報として、１ｂｉｔの情報を表すようにしていた場合には、相関値の実部又は虚部の正負によって、埋め込まれていたビット値が０／１どちらであったかを判定するようにしてもよい。
【０１１１】
また、埋め込み系列生成部１１において、埋め込み情報として、ｎｂｉｔの情報を表すようにしていた場合には、相関値の計算をｄ、ｗの個々のビットに対応する部分列毎におこない、個別の相関値の実部又は虚部の正負によって、埋め込まれていたビット値が０／１どちらであるかを判定するようにしてもよい。公知の電子透かし検出装置と同様に、複数の埋め込み系列との相関を計算して最大値判定を行うようにしてもよい。
【０１１２】
次に、電子透かし埋め込み装置１で埋め込まれる電子透かし信号について説明する。ここでは、以下の条件（１）〜（３）の場合を例として説明する。
（１）パターン重畳部１４において透かし映像パターンを重畳するＭ個の成分を、２つの信号成分とし、それぞれＣｂ、Ｃｒ成分とする。
（２）位相変位系列生成部１１２において生成する位相変位系列が｛−π／２，π／２｝の値をとる。
（３）時間変調部１３において使用する周期信号として正弦波を用いる。
【０１１３】
この場合、透かし埋め込み済み映像の１画素（すなわちＮ−１次元空間上における一つの位置）に着目すると、透かし埋め込み対象映像の同一画素から信号の変化は、時間方向において、Ｃｂ成分とＣｒ成分とで、必ずπ／２、すなわち１／４周期分ずれた位相で信号が埋め込まれることになる。
【０１１４】
この様子を図８（ａ）に示す。図８は、第１の実施形態において埋め込まれる電子透かし信号の例を示す説明図である。ここでは、Ｃｒ成分に埋め込む信号がＣｂ成分に埋め込む信号に対してπ／２だけ位相が進んでいる例を示している。ここでα（１），α（２）がそれぞれＣｂ成分、Ｃｒ成分に対する埋め込み強度をあらわす。さらに、これをＣｂＣｒ平面上での動きにあらわすと、図８（ｂ）のようになる。ＣｂＣｒ平面上では、α（１），α（２）を長半径、短半径とする楕円上を動くことになる。ここで、図８ではα（１）＞α（２）である例をとって図示しているが、α（１）＜α（２）である場合は長半径、短半径が逆になり、α（１）＝α（２）の場合は円になる。
【０１１５】
ここで、Ｃｒ成分に埋め込む信号がＣｂ成分に埋め込む信号に対してπ／２だけ位相が進んでいる場合を例にしているため、ｔが進むにつれ、楕円上を時計回りに回転する。逆に、Ｃｒ成分に埋め込む信号がＣｂ成分に埋め込む信号に対してπ／２だけ位相が遅れている場合には、図８（ｃ）（ｄ）のようになり、ｔ進むにつれて、楕円上を反時計回りに回転することになる。
【０１１６】
すなわち、位相変位系列であらわす第一の値と第二の値によって、複数の信号成分で張られる平面上における回転の方向を変化させて埋め込みを行っていることになる。特許文献２では、信号成分に加えられる透かし信号の位相を変化させて、それをＮ−１次元空間における位置、例えば空間的な位置（画素）によって異なるように埋め込みを行っていた。
【０１１７】
本実施形態ではこれに対し、Ｎ−１次元空間におけるひとつ位置、例えば空間的な位置（画素）に着目したとき、複数の信号成分の各成分毎に透かし信号の位相が異なるように埋め込みを行うことになる。さらに複数の信号成分であらわされる平面（３以上の信号成分であれば超平面）の上における回転、すなわち変化の方向が、Ｎ−１次元空間における位置によって異なるように埋め込みを行うことになる。
【０１１８】
本実施形態のような位相変位系列を用いず、例えばＣｂ成分とＣｒ成分の位相を異なるようにしないで透かし信号を構成した場合の例を図９（ａ）（ｂ）に示す。図９は、位相変位系列を用いない電子透かし信号の例を示す説明図である。この場合、Ｃｂ，Ｃｒ平面での動きが、直線的となり、原点からの距離が最大で
【数２２】
0005731422.tif 000023
の位置までの変位が行われる。
【０１１９】
これに対し、本実施形態の埋め込み信号の変位量は、図８のように、ｍａｘ（α（１），α（２））までの範囲に収まり、人間にとって知覚されにくい電子透かしを埋め込むことが可能である。ここでｍａｘ（Ａ，Ｂ）は、Ａ，Ｂのうち大きい方の値を得る関数を表す。
【０１２０】
さらに、本実施形態では、第二〜第Ｍの埋め込み系列が第一の埋め込み系列と同様にランダムに生成された複素数列となる。公知の方法（文献：山本奏，中村高雄，片山淳，安野貴之，単一周波数平面スペクトル拡散を利用した時間同期外し耐性を持つ動画電子透かし，信学論Ｄ，Ｖｏｌ．Ｊ９０−Ｄ，Ｎｏ．７，ｐｐ．１７５５．１７６４，２００７．など）によって、埋め込む複素数列の分散が等しければ検出の信頼性は共通になることが導ける。これは、視覚的な影響をよりより少なくし人間にとって知覚されにくい電子透かしを構成しながら、検出の信頼性の観点では、特許文献２を単純に複数の信号成分への埋め込みに拡張し、図９の埋め込みを行った場合と変わらない検出の信頼性を保つことができることを意味する。
【０１２１】
さらに、本実施形態で行っているように、複数の信号成分空間上での回転方向で情報を表すようにした場合、信号成分空間において回転されるようなノイズが付加されたとしても情報を維持することができる。そのため、透かし埋め込み済み映像を、いったん映像表示装置で再生し、カメラで再撮影してから電子透かしを検出するような状況において、映像表示装置とカメラとの色空間にずれが生じる場合でも電子透かしの検出の可能性を高めることができる。
【０１２２】
以上のように、第１の実施形態では、位相変位系列を用いて複数の信号成分の間で、電子透かし信号の位相を異なるようにして電子透かしの埋め込み、同様に位相変位系列を用いて生成した埋め込み系列を用いて検出を行うことで、検出の信頼性を保ったまま、視覚的な影響をより少なくし、人間にとって知覚されにくい電子透かしを埋め込み、検出することができるという効果が得られる。また、複数の信号成分の空間上での回転の方向によって情報を表すことで、信号成分空間において回転されるようなノイズが付加されたとしても情報を維持し、電子透かしのロバストネスを高めることができるという効果も得ることができる。
【０１２３】
＜第２の実施形態＞
次に、図面を参照して、本発明の第２の実施形態による電子透かし埋め込み装置を説明する。第２の実施形態は、位相変位を行う対象を変更するようにしたものである。図１０は同実施形態による電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。図１１は、図１０に示す埋め込み系列生成部１１ｃの構成を示すブロック図である。これらの図において、図１、図２に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を簡単に行う。この図に示す装置は図１に示す装置と以下の点が異なっている。
【０１２４】
埋め込み系列生成部１１ｃは埋め込み系列生成部１１ａと異なり、位相変位系列生成部１１２−１〜１１２−Ｋで生成した第一〜第Ｍ−１の位相変位系列をそのまま出力する。
なお、複素数系列生成部１１１、位相変位系列生成部１１２の動作は、図１に示す複素数系列生成部１１１、位相変位系列生成部１１２の動作と同様である。
【０１２５】
埋め込みパターン生成部１２ｃの動作は、図１に示す埋め込みパターン生成部１２と異なり、第一の埋め込み系列のみを用いて、１つ目の信号成分に対応するＮ−１次元複素数配列のみを生成し、これを埋め込みパターンとして出力する。この点以外は、図１に示す埋め込みパターン生成部１２の動作と同様である。
【０１２６】
時間変調部１３ｃの動作は、図１に示す時間変調部１３と異なり、１つ目の信号成分に対応する１つの埋め込みパターンを元に時間方向で変調し、１つ目の信号成分に対応する１つの透かし映像パターンを生成する。この点以外は、図１に示す時間変調部１３の動作と同様である。
【０１２７】
位相変位付加部１５は、図１に示す電子透かし埋め込み装置１には含まれていない構成要素であり、図２に示す位相変位付加部１１３が行っていた処理に対応する処理を、時間変調された後の空間において処理するものである。位相変位付加の処理手順については後述する。
【０１２８】
パターン重畳部１４ｃの動作は、図１に示すパターン重畳部１４の動作とは、入力されるのが透かし映像パターンの代わりに位相変位済み透かし映像パターンとなる以外は同様であり、透かし埋め込み対象映像に位相変位済み透かし映像パターンを重畳して透かし埋め込み済み映像を出力する。
【０１２９】
次に、図１０に示す位相変位付加部１５の処理動作を説明する。位相変位付加部１５は、一つ目の信号成分に対する透かし映像パターンを、第一〜第Ｍ−１の位相変位系列に従ってそれぞれ位相を変位させ、Ｍ個の信号成分に対応する位相変位済み透かし映像パターンを生成する。
【０１３０】
以下は、位相変位付加部１５を用いて第一の位相変位系列に基づいて、二つ目の信号成分に対する位相変位済み透かし映像パターンを生成する場合を例に説明する。三つ目の信号成分、・・・、Ｍ個目の信号成分に対する位相変位済み透かし映像パターンを生成する場合も、それぞれ異なる位相変位系列を入力して同様の手順を行う。
【０１３１】
透かし映像パターンをＷ（１）（ｘ，ｙ，ｔ）とし、第一の位相変位系列をｘ＝｛ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＬ｝とし、ｘｉは、｛−π／２，π／２｝の様に、位相変位量の角度を［ラジアン］で表すようにしている場合、二つ目の信号成分に対する位相変位済み透かし映像パターンＷ（２）を次のように求める。
【０１３２】
まず、大きさＸ１×Ｘ２×・・・×ＸＮ−１のＮ−１次元複素数配列を用意する。ただし、Ｘ１，Ｘ２，・・・，ＸＮ−１は予め定められた要素数である。続いて、第一の位相変位系列から、順に一つずつ値を取り出し、用意した配列の位置（０，０，・・・，０）から順に、取り出した値がその要素値となるように配列に値を設定する。すなわち、複素配列がＡ（２）［ｐ１，ｐ２，・・・，ｐＮ−１］（ｐｎ≧０）、位相変位系列がｘ１，ｘ２，・・・，ｘＬと表されているとき、
【数２３】
0005731422.tif 000024
【０１３３】
また、埋め込みパターン生成部１２ｃにおいて、埋め込み系列の順序を擬似乱数を用いてランダムな順序に入れ替えてから埋め込みパターンの生成を行っている場合には、その入れ替えの順序と同じ順序で、予め第一の位相変位系列を入れ替えておくようにし、第一の埋め込み系列と、第一〜第Ｍ−１の位相変位系列の値の間で対応関係が維持されるようにする。また、第一第Ｍ−１の位相変位系列の上で順序の入れ替えを行う代わりに、得られた複素配列の要素を入れ替えるようにしてもよい。
【０１３４】
次に、先に生成した複素配列に基づき、透かし映像パターンの位相を変化させて２つ目の信号成分に対する位相変位済み透かし映像パターンを生成する。
【数２４】
0005731422.tif 000025
Ｎ＝３の場合の例を以下に示す。
【数２５】
0005731422.tif 000026
【０１３５】
三個目〜Ｍ個目の信号成分に対しても前述した処理と同様に処理を行う。元の一つ目の信号に対する透かし映像パターンを一つ目の信号成分に対する位相変位済み透かし映像パターンとみなして、二つ目〜Ｍ個目の信号成分に対する位相変位済み透かし映像パターンとあわせた、全体でＭ個の信号成分に対する位相変位済み透かし映像パターンを、位相変位済み透かし映像パターンとして出力する。
【０１３６】
なお、第一〜第Ｍ−１の位相変位系列が、この他の表現形式を取るように構成した場合は、変更の方法もそれに応じて変えればよい。例えば、第一〜第Ｍ−１の位相変位系列が位相変位量の角度を表す値（［度］）であれば、
【数２６】
0005731422.tif 000027
となる。
【０１３７】
また、第一〜第Ｍ−１の位相変位系列が位相変位量に対応する大きさＸの複素数（Ｘｅｊθ）であれば、
【数２７】
0005731422.tif 000028
となり、また例えば、第一〜第Ｍ−１の位相変位系列が電子透かしを埋め込む時間周期Ｔ０を用いて、位相変位量に対応する遅延時間Ｔ＝Ｔ０／ｎであれば、
Ｗ（２）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ）
＝Ｗ（１）（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１，ｔ＋Ａ（２）［ｘ１，ｘ２，・・・，ｘＮ−１］）
となる。
【０１３８】
また、第一〜第Ｍ−１の位相変位系列が第一の値と第二の値を取るようにし、それぞれが所定の位相変位量を意味することと定められていれば、透かし映像パターンを、第一の値、第二の値がそれぞれ意味する位相変位量に応じてＮ次元目の方向（例えば時間方向）に変化させるようになり、また例えば、第一の位相変位系列〜第Ｍ−１の位相変位系列が第一の値、第二の値、・・・第ｎの値を取るようにし、それぞれが所定の位相変位量を意味することと定められていれば、透かし映像パターンを、第一の値、第二の値、・・・第ｎの値がそれぞれ意味する位相変位量に応じてＮ次元目の方向（例えば時間方向）に変化させるようにする。
【０１３９】
なお、第２の実施形態における電子透かし埋め込み装置１によって埋め込んだ電子透かしの検出は、第１の実施形態と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１４０】
また、埋め込み系列生成部１１ｂを、位相変位付加部１１３−１〜Ｋにおいて位相変位付加を行う代わりに、図１０に示す電子透かし埋め込み装置１の埋め込み系列生成部１１ｃのように第一〜第Ｍ−１の位相変位系列を出力するように構成し、時間復調部１３において、第一〜第Ｍ−１の位相変位系列に基づいて各信号成分ごとに逆方向に位相を変位させて時間復調するようにしてもよい。
【０１４１】
また、図３に示す検出系列抽出部２３で得られた第２〜第Ｍの検出系列に対し、それぞれ第一の位相変位系列〜第Ｍ−１の位相変位系列に基づいて各信号成分ごとに逆方向に位相を変位させた後に、相関値計算部２４で第一の埋め込み系列との相関を取るように構成してもよい。
【０１４２】
なお、第２の実施形態による電子透かし埋め込み装置１を第１の実施形態による電子透かし検出装置２と対で用いてもよいし、第２の実施形態による電子透かし検出装置を第１の実施形態による電子透かし埋め込み装置１と対で用いてもよい。
【０１４３】
以上のように、第２の実施形態では、位相変位系列に対して埋め込み系列を生成する代わりに、時間変調後の透かし映像パターンに対して、位相変位系列に従った時間方向での変位を加えることで、実施例１と同様の電子透かし埋め込みを実現するものであり、第１の実施形態による電子透かし埋め込み装置１と同様の効果が得られる。
【０１４４】
また、位相変位付加部１５の動作は、透かし映像パターンに対する時間方向の参照位置を変化させるだけであるため、使用するメモリ量を少なくすることができ、時間変調部１３ｃの処理を第一の信号成分に対する処理だけで済ませることができるため、処理時間を短縮する効果も得られる。
【０１４５】
また、検出時においても、位相変位系列に対して埋め込み系列を生成する代わりに、時間復調前の透かし埋め込み済み映像に対して、位相変位系列に従った時間方向での逆変位を加えるか、検出系列抽出部２３で得られた検出系列に対して、位相変位系列に従った逆方向の位相変位を加えることで、第１の実施形態と同様の電子透かし検出を実現することができ、第１の実施形態による電子透かし検出装置２と同様の効果が得られる。
【０１４６】
＜第３の実施形態＞
次に、図面を参照して、本発明の第３の実施形態による電子透かし埋め込み装置及び電子透かし検出装置を説明する。第３の実施形態は、静止画像に適用したものである。図１２は同実施形態による電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。この図において、図１に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を簡単に行う。この図に示す装置は図１に示す装置と以下の点が異なっている。
【０１４７】
埋め込み系列生成部１１は、図１に示す埋め込み系列生成部１１ａの動作と同様である。埋め込みパターン生成部１２は、図１に示す動作埋め込みパターン生成部１２の動作と同様であるが、Ｎ＝２である。
【０１４８】
空間変調部１６は、図１に示す時間変調部１３の代わりに備えたものである。空間変調部１６の動作は、時間変調部１３の動作とよく似ており、埋め込みパターンを時間方向で変調する代わりに空間方向で変調する。空間方向での変調は、Ｘ軸方向に並べたＮ−１＝１次元の埋め込みパターンを、Ｙ軸方向に周期信号を用いて変調し、例えば次のように構成する。
Ｗ（ｉ）（ｘ，ｙ）＝ｓｉｎ（ωｙ＋ａｒｇ（Ａ（ｉ）［ｘ］））
【０１４９】
空間方向での変調は、この他の変調方法であってもよい。例えば、Ｙ軸方向に並べた埋め込みパターンを、Ｘ軸方向に周期信号を用いて変調してもよいし、斜めの方向に並べた埋め込みパターンを斜めの方向に変調するようにしてもよい。斜め方向に変調した場合は、検出における空間復調においてその方向で復調を行えばよい。
【０１５０】
パターン重畳部１４は、図１に示すパターン重畳部１４と同様であるが、対象としてＮ＝２次元の画像を対象にパターン重畳を行う点のみが異なる。
【０１５１】
また、第２の実施形態と同様に、空間変調を行った後に位相変位系列に従って埋め込みパターンに対して位相変位を加えるように構成してもよい。この場合は、埋め込み系列生成部１１ａを図１０に示す埋め込み系列生成部１１ｃと同様に構成し、さらに位相変位付加部１５と同様の手段を電子透かし埋め込み装置１内に備えるようにすればよい。
【０１５２】
図１３は、同実施形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。この図において、図３に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を簡単に行う。この図に示す装置は図３に示す装置と以下の点が異なっている。
【０１５３】
空間復調部２６は、図３に示す時間復調部２２の代わりに備えたものである。空間復調部２６の動作は、図３に示す時間復調部２２の動作とよく似ており、第一〜第Ｍの信号成分画像を時間方向で復調する代わりに空間方向で復調する。復調の際の方向は空間変調部１６と対応する方向に行い、例えば、空間変調部１６で、Ｘ軸方向に並べたＮ−１＝１次元の埋め込みパターンを、Ｙ軸方向に周期信号を用いて変調している場合には、Ｙ軸方向で空間復調を行い、Ｘ軸方向に並んだ第一〜第Ｍの複素数配列を得る。この他の方向で空間変調を行っている場合は、対応する方向で空間復調を行う。
【０１５４】
また、空間復調部２６をＭ個備える代わりに、一つの空間復調部２６を順にＭ回繰り返し使用して、合計Ｍ個の複素数配列を生成するようにしてもよい。信号成分分割部２１、検出系列抽出部２３、埋め込み系列生成部１１ｂ、相関値計算部２４、透かし判定部２５の動作は、映像（動画）ではなくＮ＝２次元の画像を対象としている点以外には第１の実施形態と同様である。
【０１５５】
また、第２の実施形態と同様に、空間復調を行う前に位相変位系列に従って透かし埋め込み済み画像に対して位相変位を加えるように構成してもよいし、検出系列抽出部２３で得られた第一〜第Ｍの検出系列に対して位相変位を加えるように構成してもよい。
【０１５６】
以上のように、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様の電子透かし埋め込みを、静止画像に対しても実現することができ、第１の実施形態の電子透かし埋め込み装置１、電子透かし検出装置２と同様の効果が得られる。また、第２の実施形態と同様に、空間変調を行った後に位相変位系列に従って埋め込みパターンに対して位相変位を加えるように構成したり、空間復調を行う前に位相変位系列に従って透かし埋め込み済み画像に対して位相変位を加えるように構成したり、検出系列抽出部２３で得られた第一〜第Ｍの検出系列に対して位相変位を加えるように構成したりすれば、第２の実施形態の電子透かし埋め込み装置１、電子透かし検出装置２と同様の効果が得られる。
【０１５７】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態による電子透かし埋め込み装置及び電子透かし検出装置を説明する。第４の実施形態は、他の方法によって埋め込み系列生成するものである。本発明の特徴のひとつは、透かし映像パターンのＮ−１次元空間上の同一の位置に対応する埋め込み系列の値が、Ｍ個の信号成分のそれぞれで異なる値となるように埋め込み系列を生成する点であるが、他にも、例えば次のように生成するようにしてもよい。
【０１５８】
（例１）まず、埋め込み系列のとりうる値をＭ×ｋ種類用意する。例えば、Ｍ＝２，ｋ＝４のとき、｛１，ｅｊπ／４，ｅｊπ／２，ｅｊ３π／４，ｅｊπ，ｅｊ５π／４，ｅｊ３π／２，ｅｊ７π／４｝の８種類用意する。そして、第一の埋め込み系列の生成において、用意したＭ×ｋ種類の中からｋ種類を選び、このｋ種の値のいずれかの値をとる擬似乱数を用いて第一の埋め込み系列を生成する。例えば｛ｅｊπ／４，ｅｊ３π／４，ｅｊ５π／４，ｅｊ７π／４｝の４値を取る擬似乱数を用いて第一の埋め込み系列を生成する。
【０１５９】
次に、第二の埋め込み系列の生成において、用意したのＭ×ｋ種類の中から、先に選ばれたものを除いた（Ｍ−１）×ｋ種類の中からｋ種類を選び、このｋ種の値のいずれかの値をとる擬似乱数を用いて第二の埋め込み系列を生成する。例えば｛１，ｅｊπ／２，ｅｊπ，ｅｊ３π／２｝の４値を取る擬似乱数を用いて第二の埋め込み系列を生成する。以下同様に第三〜第Ｍの埋め込み系列まで生成する。上記の例の様子を図１４に示す。図１４は、埋め込み系列のとりうる値の例を示す説明図である。
【０１６０】
また、ｋ種類選ぶ際、ｋ種の値の平均が０になるように選んでもよい。また、第一〜第Ｍのいずれの埋め込み系列にどのｋ種類を選ぶのかは、予め決定しておき、そのｋ種類から必ず選ばれるように埋め込み系列生成部を構成するようにしてもよい。また、Ｍ×ｋ種類の中からどのｋ種類をどの埋め込み系列に対して選択するのかを、系列の何番目の値を決定するかによって変更するようにしてもよい。すなわち、Ｎ−１次元空間上の位置（例えば映像における空間位置）によって、選択される値が異なるようにしてもよい。これにより、例えば、Ｎ−１次元空間上で位置が隣接する画素間で位相差がπとならないように値を選択し、視覚的な影響をより少なくすることができる。
【０１６１】
上記では具体的な値を示して説明したが、これ以外の値を用いる方法であってもよい。例えば、第一の埋め込み系列がｋ種類（ｋは２以上の整数）の値のいずれかの値をとるように第一の埋め込み系列を生成し、第二の埋め込み系列が上記ｋ種類の値と同じ値を含まない別なｌ種類（ｌは２以上の整数）の値のいずれかの値をとるように第二の埋め込み系列を生成し、同様に上記ｋ種類、ｌ種類の値と同じ値を含まない別なｍ種類（ｍは２以上の整数）の値のいずれかの値をとるように第三の埋め込み系列を生成し、同様に繰り返して第四〜第Ｍの埋め込み系列まで生成するように構成すれば、どのような方法であってもよい。
【０１６２】
（例２）以下のように、生成した元埋め込み系列に対して、Ｍ個の信号成分毎に異なる位相変位量を設定し、Ｍ個の埋め込み系列をそれぞれ決められた位相変位量の分、値の位相を変位させることで第一〜第Ｍの埋め込み系列を生成するようにしてもよい。
【０１６３】
まず、元埋め込み系列の生成埋め込み系列のとりうる値を以下のｋ種とし、第一〜第Ｍの埋め込み系列を生成する。
｛１，ｅｊ２π／ｋ，ｅｊ４π／ｋ，・・・，ｅｊ２（ｋ−１）π／ｋ｝
例えばｋ＝４のとき、｛１，ｅｊπ／２，ｅｊπ，ｅｊ３π／２｝となる。
【０１６４】
次に、位相変位第ｉの埋め込み系列に対して、埋め込み系列の値の位相を
【数２８】
0005731422.tif 000029
変位させる。例えばＭ＝２，ｋ＝４のとき、第一の埋め込み系列に対しては結果として位相は変化せず、ｗ（１）は｛１，ｅｊπ／２，ｅｊπ，ｅｊ３π／２｝のいずれかの値をとることになり、第二の埋め込み系列に対しては、位相がπ／４変化し、ｗ（２）は｛ｅｊπ／４，ｅｊ３π／４，ｅｊ５π／４，ｅｊ７π／４｝のいずれかの値をとることになる。上記の例の様子を図１５に示す。図１５は、埋め込み系列のとりうる値の例を示す説明図である。
【０１６５】
なお、電子透かし埋め込み装置と電子透かし検出装置で、上記のそれぞれの例のように埋め込み系列を生成することで、透かし映像パターンのＮ−１次元空間上の同一の位置に対応する埋め込み系列の値が、Ｍ個の信号成分のそれぞれで異なる値となるように埋め込み系列を生成でき、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１６６】
上記では、具体的な値を用いて説明したが、これ以外の値を用いる方法であってもよい。例えば、ｋ種類（ｋは２以上の整数）の値のいずれかの値をとるＭ種類（Ｍは２以上の整数）の信号成分にそれぞれ対応するＭ種類の埋め込み系列を生成し、生成したＭ種類の埋め込み系列の値の偏角を、Ｍ種類の埋め込み系列毎に異なる位相差θ変位させるように構成すれば、どのような方法であってもよい。また、上記のｋ種類の値は、互いの偏角の差がφの整数倍異なる複素数となるようにし、位相差θは、φとは異なる位相差となるように構成してもよい。
【０１６７】
＜第５の実施形態＞
次に、図面を参照して、本発明の第５の実施形態による電子透かし埋め込み装置及び電子透かし検出装置を説明する。第５の実施形態は、第１の実施形態に、さらに空間方向でのパターン位置をずらす処理を加えたものである。以下では、Ｎ＝３の映像信号を対象とした例を示す。Ｎ≠３の信号に対しても、Ｎ−１次元空間でのパターン位置をずらす処理を行うこととなり同様である。
【０１６８】
図１６は同実施形態による電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。この図において、図１に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を簡単に行う。図１６に示す電子透かし埋め込み装置１は、埋め込み系列生成部１１ａと、埋め込みパターン生成部１２と、時間変調部１３と、空間拡大部１７と、パターン重畳部１４から構成され、埋め込み情報と、透かし埋め込み対象映像とを入力し、透かし埋め込み済み映像を出力する。埋め込み系列生成部１１ａは、埋め込み情報を入力し、埋め込み系列を出力する。埋め込みパターン生成部１２は、埋め込み系列を入力し、埋め込みパターンを出力する。時間変調部１３は、埋め込みパターンを入力し、透かし映像パターンを出力する。空間拡大部１７は、透かし映像パターンを入力し、拡大済み透かし映像パターンを出力する。パターン重畳部１４は、透かし埋め込み対象映像と、拡大済み透かし映像パターンとを入力し、透かし埋め込み済み映像を出力する。
【０１６９】
図１７は、図１６に示す空間拡大部１７の構成を示すブロック図である。空間拡大部１７は、パターン拡大部１７１と、位相変位部１７２から構成され、透かし映像パターンを入力し、拡大済み透かし映像パターンを出力する。パターン拡大部１７１は、透かし映像パターンを入力する。位相変位部１７２は、拡大済み透かし映像パターンを出力する。
【０１７０】
図１８は、同実施形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。図１８に示す電子透かし検出装置は、信号成分分割部２１と、時間復調部２２−１〜Ｍと、空間縮小部２７−１〜Ｍと、検出系列抽出部２３−１〜Ｍと、埋め込み系列生成部１１ｂと、相関値計算部２４と、透かし判定部２５から構成され、透かし埋め込み済み映像を入力し、透かし検出結果を出力する。信号成分分割部２１は、透かし埋め込み済み映像を入力し、Ｍ個の信号成分映像を出力する。時間復調部２２−１〜Ｍそれぞれは、信号成分映像を入力し、複素数パターンを出力する。空間縮小部２７−１〜Ｍそれぞれは、複素数パターンを入力し、複素数配列を出力する。検出系列抽出部２３−１〜Ｍそれぞれは、複素数配列を入力し、検出系列を出力する。埋め込み系列生成部１１ｂは、埋め込み系列を出力する。相関値計算部２４は、Ｍ個の検出系列と、埋め込み系列とを入力し、相関値を出力する。透かし判定部２５は、相関値を入力し、透かし検出結果を出力する。
【０１７１】
図１９は、図１８に示す空間縮小部２７の構成を示すブロック図である。空間縮小部２７は、位相変位部２７１と、パターン縮小部２７２から構成され、複素数パターンを入力し、複素数配列を出力する。位相変位部２７１は、複素数パターンを入力する。パターン縮小部２７２は、複素数配列を出力する。
【０１７２】
第５の実施形態による電子透かし埋め込み装置１は第１の実施形態による電子透かし埋め込み装置１と同様であるが、以下の点が異なる。埋め込み系列生成部１１ａの動作は、第１の実施形態による動作と同様である。また、第４の実施形態におけるその他の埋め込み系列生成方法をとるようにしてもよい。
【０１７３】
埋め込みパターン生成部１２の動作は、第１の実施形態と同様である。時間変調部１３の動作は、第１の実施形態と同様である。空間拡大部１７は、時間変調部１３で生成された透かし映像パターンを、Ｍ個の信号成分毎に空間方向での位相をずらすようにして拡大し、拡大済み透かし映像パターンを生成する。空間拡大部１７の処理手順については後述する。
【０１７４】
パターン重畳部１４の動作は、入力されるのが透かし映像パターンの代わりに拡大済み透かし映像パターンとなる以外は同様であり、透かし埋め込み対象映像に拡大済み透かし映像パターンを重畳して透かし埋め込み済み映像を出力する。
【０１７５】
次に、図１７を参照して、図１７に示す空間拡大部１７の処理動作を説明する。空間拡大部１７は、入力されたＭ個の信号成分に対応する透かし映像パターンに対してそれぞれ処理を行うが、以下では一つの透かし映像パターンに対する処理を例に示す。
【０１７６】
まず、入力された透かし映像パターンを空間方向に横ａ倍、縦ｂ倍に拡大するため、ａＭｘ×ｂＭｙ×Ｍｔの大きさの配列Ｗ’（ｉ）［ｘ，ｙ，ｔ］（０≦ｘ＜ａＭｘ，０≦ｙ＜ｂＭｙ，０≦ｔ＜Ｍｔ）を用意する。ここで、Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｔは、それぞれ透かし映像パターンＷ（ｉ）（ｘ，ｙ，ｔ）（０≦ｘ＜Ｍｘ，０≦ｙ＜Ｍｙ，０≦ｔ＜Ｍｔ）の横方向、縦方向、時間軸方向の大きさ、ｉはｉ番目の信号成分を表す値である。
【０１７７】
次に、パターン拡大部１７１において、透かし映像パターンの１ピクセルをＷ’（ｉ）［ｘ，ｙ，ｔ］のａ×ｂのブロック領域に拡大する。このとき、ブロック領域の中心部の値の絶対値が大きく、周辺部の値の絶対値が小さくなる様に拡大する。具体的には、例えば、ブロック幅の倍の周期をもつ三角関数を用いて以下のように構成してもよい。
【数２９】
0005731422.tif 000030
ここで０≦ｄｘ＜ａ，０≦ｄｙ＜ｂとする。
【０１７８】
この様子を図２０（ａ）（ｂ）に示す。ただし、図２０では、説明のため横方向１次元の拡大のみを図示している。拡大の仕方は、このようにブロック領域の中心部の値の絶対値が大きく、周辺部の値の絶対値が小さくなるように拡大していればどのような拡大であってもよい。例えば、図２０（ｃ）の様に三角波になるように構成してもよいし、図２０（ｄ）の様に台形になるように構成してもよい。上記では処理対象の空間を離散的に表現したが、連続的に表現してもよい。
【０１７９】
次に、位相変位部１７２において、配列Ｗ’（ｉ）［ｘ，ｙ，ｔ］を空間方向で位置を変位させた、配列Ｗ’’（ｉ）［ｘ，ｙ，ｔ］を求める。変位の量はＭ個の透かし映像パターンに対応するＭ個の信号成分毎に異なる様に定める。また、このとき、配列の領域をはみ出す部分については、配列の反対側にループするよう巡回的にシフトするようにしてもよい。
具体的には、例えば以下の式で表してもよい。
【数３０】
0005731422.tif 000031
ここで、Δ（ｉ）ｘ，Δ（ｉ）ｙは信号成分ｉに対する変位量を表し、ＡｍｏｄＢは、Ａに対しＢを法とする正剰余を求める演算を表す。なお、空間方向の変位量Δ（ｉ）ｘ，Δ（ｉ）ｙが整数値でない場合は、適宜補間を行って計算するようにしてもよい。
【０１８０】
空間方向の変位量Δ（ｉ）ｘ，Δ（ｉ）ｙは、例えば二つの信号成分を対象とする場合に、第一成分に対する変位量Δ（１）ｘ，Δ（１）ｙを０、第二成分に対する変位量Δ（２）ｘ，Δ（２）ｙを１／２ブロック分の値（ａ／２，ｂ／２）とするように構成してもよい。これは、第二成分を空間方向で位相を１／４周期分（π／２）変位させることに相当する。
【０１８１】
この様子を図２１に示す。図２１では、説明のためｘ軸方向のみについて表現し、第一成分に対する変位量をΔ（１）ｘ＝０、第二成分に対する変位量をΔ（２）ｘ＝ａ／２とした例を表している。この場合、第一成分の拡大済み透かし映像パターンと第二成分の拡大済み透かし映像パターンの二つの信号成分のピーク位置がずれるため、変位を加えない場合と比較して、同一の画素に対する全体の変位量（例えば各成分の変位量の絶対値和や平方和）を抑制することができる。３つ以上の信号成分を含む場合にも、互いに変位量を異なるようにすることで同様に同一の画素に対する全体の変位量を抑制することができる。
【０１８２】
なお、前述した処理動作において、同時に処理が可能な処置については同時に処理するようにしてもよい。例えば、Ｗ’（ｉ）［ｘ，ｙ，ｔ］を構成する際に同時に空間変位を加えるように一度に構成するようにしてもよい。また、時間変調部と空間拡大部は、順序を入れ替え、空間拡大部の処理を時間変調部の処理の前に行うように構成してもよい。すなわち、時間変調前の埋め込みパターンに対して空間位相変位を加えながら空間拡大を行い拡大済みの埋め込みパターンを生成し、その後に時間変調を行うことで拡大済み透かし映像パターンを得るようにしてもよい。
【０１８３】
次に、第５の実施形態による電子透かしの検出装置２について説明する。図１８に示す電子透かしの検出装置２は第１の実施形態と同様であるが、以下の点が異なっている。時間復調部２２の動作は、第１の実施形態と同様であるが、復調の結果は、いったん空間縮小部２７に入力されるため、ここでは出力される復調の結果を第一〜第Ｍの複素数パターンとする。
【０１８４】
空間縮小部２７は、時間復調部２２で得られた第一〜第Ｍの複素数パターンに対し、Ｍ個の信号成分毎に空間方向でずらされた位相を元に戻すようにしながら縮小し、第一〜第Ｍの複素数配列を生成する。空間縮小部２７の処理手順については後述する。
【０１８５】
信号成分分割部２１、検出系列抽出部２３、埋め込み系列生成部１１ｂ、相関値計算部２４及び透かし判定部２５の動作は、第１の実施形態と同様である。また、図１６の電子透かし埋め込み装置１の埋め込み系列生成部１１ａで、第４の実施形態におけるその他の埋め込み系列生成方法をとるようにした場合には、埋め込み系列生成部１１ｂにおいて対応する方法により埋め込み系列を生成する。
【０１８６】
次に、図１９を参照して、図１９に示す空間縮小部２７の処理動作を説明する。空間縮小部２７では図１６に示す電子透かし埋め込み装置１の空間拡大部１７と対となる処理を行い、第一〜第Ｍの複素数パターンを、検出系列抽出部２３で必要な大きさの複素数配列に縮小する。
【０１８７】
まず、位相変位部２７１において、時間復調部２２で得られた複素数パターンを対応する信号成分について空間拡大部で変位させた量の分、逆方向に変位させる。また、変位は巡回的にシフトするようにしてもよい。例えば時間復調部２２で得られた複素数パターンをＢ（ｉ）（ｘ，ｙ）、空間拡大部１７でｉ番目の信号成分に加えられた空間変位の量をΔ（ｉ）ｘ，Δ（ｉ）ｙ、逆方向に変位した複素数パターンをＢ’（ｉ）（ｘ，ｙ）とすると、
【数３１】
0005731422.tif 000032
の様に計算してもよい。ここで、Ｂｘ，Ｂｙは複素数パターンＢ（ｉ）の横方向、縦方向の大きさである。これは、空間拡大部１７で与えられた変位を逆変位させる様な演算であればよい。また、演算の途中で補間等の処理を行ってもよい。
【０１８８】
次に、Ｍｘ×Ｍｙの大きさの配列Ｃ（ｉ）［ｘ，ｙ］（０≦ｘ＜Ｍｘ，０≦ｙ＜Ｍｙ）を用意する。ここで、Ｍｘ，Ｍｙは、それぞれ透かし映像パターンＷ（ｉ）（ｘ，ｙ，ｔ）（０≦ｘ＜Ｍｘ，０≦ｙ＜Ｍｙ，０≦ｔ＜Ｍｔ）の横方向、縦方向の大きさ、ｉはｉ番目の信号成分を表す値である。
【０１８９】
次に、パターン縮小部２７２は、逆方向に変位した複素数パターンＢ’（ｉ）（ｘ，ｙ）を縮小し、配列Ｃ（ｉ）［ｘ，ｙ］に格納する。例えば、Ｃ（ｉ）［ｘ，ｙ］の一つの要素に対応するブロック領域毎に、ブロック領域内の値の平均値を求めて格納する様にしてもよいし、任意の補間手段を用いて縮小を行ってもよい。また、補間手段を用いて縮小する前に複素数パターンに低域通過フィルタ（ＬＰＦ）を処理してもよい。続いて、得られた配列Ｃ（ｉ）［ｘ，ｙ］を、第ｉの複素数配列として出力する。
【０１９０】
なお、前述した処理動作において、同時に処理が可能な処置については同時に処理するようにしてもよい。例えば、縮小を行う際に、同時に空間変位を逆変位させる演算を行い一度に演算するようにしてもよい。また、空間縮小部２７をＭ個備える代わりに、一つの空間縮小部を順にＭ回繰り返し使用して、合計Ｍ個の複素数配列を生成するようにしてもよい。
【０１９１】
また、時間復調部２２と空間縮小部２７は、順序を入れ替え、空間縮小部２７の処理を時間復調部２２の処理の前に行うように構成してもよい。すなわち、時間復調前の第一〜第Ｍの信号成分映像に対して埋め込み時に加えたのと逆の空間位相変位を加えながら空間縮小を行い縮小済みの信号成分映像を生成し、その後に時間復調を行うことで第一〜第Ｍの複素数配列を得るようにしてもよい。また、図１６の埋め込み系列生成部１１ａ、図１８の埋め込み系列生成部１１ｂを、第１の実施形態による動作と異なり、位相変位系列生成部１１２、位相変位付加部１１３を用いずに、第二〜第Ｍの埋め込み系列を直接生成するように構成してもよい。すなわち、複素数系列生成部１１１を用いて、第一〜第Ｍの埋め込み系列をそれぞれ別々に生成するようにし、第一〜第Ｍの埋め込み系列がそれぞれ独立になるようにしてもよい。この場合も、位相変位部１７２によって複数の信号成分毎に異なる変位が加えられることで、図２１に示すように複数の信号成分のピーク位置をずらされることは同様である。
【０１９２】
以上のように、第５の実施形態では、複数の信号成分毎に異なる変位量で透かし映像パターンのＮ−１次元空間の方向に位相変位を加えることで、複数の信号成分のピーク位置が互いにずれるように透かし映像パターンの拡大を行って電子透かしの埋め込みを行うことで、視覚的な影響をより少なくし、人間にとって知覚されにくい電子透かしを埋め込むことができるという効果が得られる。さらに、透かし埋め込み済み映像に対して、埋め込み時と逆の、複数の信号成分毎に異なる変位量で、位相変位を加えながら縮小を行って検出することで、人間にとって知覚されにくい電子透かしに対しても、検出の信頼性を保って検出することができるという効果が得られる。
【０１９３】
なお、各実施形態においては、映像信号および画像信号に対する電子透かし埋め込みおよび電子透かし検出の例を示したが、映像、画像以外の信号を対象に同様の電子透かし埋め込みおよび電子透かし検出を行ってよい。
【０１９４】
また、各実施形態において、複素数を用いて説明している箇所は、４元数や８元数、ｋ次元（ｋは２以上）のベクトルを用いてもよい。これらを用いた場合、位相や偏角を用いている箇所はベクトルの方向や所定の軸からの角度を用いるようにしてもよい。また、相関値計算においては、４元数や８元数の場合は複素数と同様に共役な数との積和をとってもよい。任意のｋ次元ベクトルの場合は、複素数、４元数、８元数、同様の積演算を行ってもよいし、例えばベクトル間の内積を用いてもよい。
【０１９５】
複素数の代わりに４元数や８元数、３次以上の次元のベクトルを用いる場合は、複数の信号成分をひとまとめにして処理するようにしてもよい。例えば、２Ｍ個の信号成分を２つずつ組にしたＭ組の信号成分に対し、４元数を用いて埋め込みを行ってもよい。さらに４元数の系列を生成する際に組にした２つの信号成分について位相が異なるように系列を生成するようにしてもよい。
【０１９６】
また、各実施形態において、電子透かし埋め込み装置１から出力された電子透かし埋め込み済信号を直接電子透かし検出装置２に入力するように説明しているが、埋め込み済信号を圧縮、符号化、配信、編集、改変などした上で電子透かし検出装置に入力されてもよい。また、埋め込み済信号を磁気媒体（例えばＶＴＲ、ＤＶＤ、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＨＤＤ等）やその他の媒体（フィルム等）に一旦記録したり、ネットワークを通じて伝送したり、光学的なデバイスを用いて再生（例えば映画としてスクリーンに映写する、ＣＲＴや液晶、プラズマなどのディスプレイで表示する等）したものをビデオカメラ、携帯電話のカメラ、フィルムを用いたカメラ等の撮影手段を用いて再撮影したりしてもよい。
【０１９７】
また、各実施形態において、埋め込み系列生成部での埋め込み情報の処理に先立って誤り訂正符号を用いて埋め込み情報を符号化してもよく、逆に、検出結果の出力に先立って誤り訂正符号を復号するようにしてもよい。
【０１９８】
以上説明したように、前述した電子透かし埋め込み装置１を用いて電子透かしを埋め込むことで、検出の信頼性を保ったまま、視覚的な影響をより少なくし、人間にとって知覚されにくい電子透かしを埋め込むことができ、信号成分空間において回転されるような改変が加えられたとしても情報を維持し、電子透かしのロバストネスを高めることもできる。また、前述した電子透かし検出装置２を用いて電子透かしを検出することで、検出の信頼性を保ったまま、視覚的な影響をより少なくし、人間にとって知覚されにくく、信号成分空間において回転されるような改変が加えられたとしても情報を維持しするロバストネスの高い電子透かしを検出することができる。
【０１９９】
また、前述した電子透かし埋め込み装置１を用いて電子透かしを埋め込むことで、検出の信頼性を保ったまま、視覚的な影響をより少なくし、人間にとって知覚されにくい電子透かしを埋め込むことができるとともに、使用するメモリ量を少なくすることができ、処理時間を短縮することができる。
【０２００】
また、前述した電子透かし埋め込み装置１を用いて電子透かしを埋め込むことで、検出の信頼性を保ったまま、視覚的な影響をより少なくし、人間にとって知覚されにくい電子透かしを、静止画像に対しても埋め込むことができる。また、静止画像に対して埋め込まれた検出の信頼性を保ったまま、視覚的な影響をより少なくし、人間にとって知覚されにくい電子透かしを検出することができる。
【０２０１】
また、前述した電子透かし埋め込み装置１を用いて電子透かしを埋め込むことで、検出の信頼性を保ったまま、視覚的な影響をより少なくし、人間にとって知覚されにくい電子透かしを埋め込むことができる。また、検出の信頼性を保ったまま、視覚的な影響をより少なくし、人間にとって知覚されにくい電子透かしを検出することができる。
【０２０２】
なお、図１、３、１０、１２、１３、１６、１８に示す電子透かし埋め込み装置１、電子透かし検出装置２おける処理部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより電子透かしの埋め込み処理及び電子透かしの検出処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【０２０３】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【０２０４】
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２０５】
信号成分に対するトータルの変化の量を抑えて人間にとって知覚されにくいままに、複数の信号成分に透かし情報を埋め込むことが不可欠な用途にも適用できる。
【符号の説明】
【０２０６】
１・・・電子透かし埋め込み装置、２・・・電子透かし検出装置、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ・・・埋め込み系列生成部、１２、１２ｃ・・・埋め込みパターン生成部、１３、１３ｃ・・・時間変調部、１４、１４ｃ・・・パターン重畳部、１５・・・位相変位付加部、１６・・・空間変調部、１７・・・空間拡大部、１７１・・・パターン拡大部、１７２・・・位相変位部、１１１・・・複素数系列生成部、１１２・・・位相変位系列生成部、１１３・・・位相変位付加部、２１・・・信号成分分割部、２２・・・時間復調部、２３・・・検出系列抽出部、２４・・・相関値計算部、２５・・・透かし判定部、２６・・・空間復調部、２７・・・空間縮小部、２７１・・・位相変位部、２７２・・・パターン縮小部
【図１】
0005731422.tif 000033
【図２】
0005731422.tif 000034
【図３】
0005731422.tif 000035
【図４】
0005731422.tif 000036
【図５】
0005731422.tif 000037
【図６】
0005731422.tif 000038
【図７】
0005731422.tif 000039
【図８】
0005731422.tif 000040
【図９】
0005731422.tif 000041
【図１０】
0005731422.tif 000042
【図１１】
0005731422.tif 000043
【図１２】
0005731422.tif 000044
【図１３】
0005731422.tif 000045
【図１４】
0005731422.tif 000046
【図１５】
0005731422.tif 000047
【図１６】
0005731422.tif 000048
【図１７】
0005731422.tif 000049
【図１８】
0005731422.tif 000050
【図１９】
0005731422.tif 000051
【図２０】
0005731422.tif 000052
【図２１】
0005731422.tif 000053