(57)【要約】      （修正有）【課題】ビデオシーケンス内に認知できない、非同期化対抗透かしの埋め込みを容易にする方法およびビデオ信号を保護することを容易にする方法を提供する。【解決手段】ある範囲のフレーム内に透かしが埋め込まれる。透かしはビデオ内に隠されるため、フリッカが最小限に抑えられるか、または排除される。連続フレームの１つまたは複数の領域にわたる透かし（またはその一部）を隠す。各領域には、ハッシュ値で定義された中心がある。透かし（その一部）は、「プラトー」方式で領域内にエンコードされる。透かし（その一部）は、領域の中心を囲むフレーム内に完全にエンコードされるが、領域の縁に向かって次第に消える。【選択図】図１
2008211784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ信号を保護することを容易にするための方法であって、
対象のビデオ信号の１つまたは複数のフレームを生成して、そのようなフレームに対する代表的識別子（「ｒｅｐ＿ｉｄ」）を生成し、フレームのｒｅｐ＿ｉｄは前記フレームの固有の特性に基づくステップと、
前記フレームの前記代表的識別子と１つまたは複数の予想されるｒｅｐ＿ｉｄｓのセットとを比較するステップと、
前記対象のビデオ信号の１つまたは複数の検出フレームを選択し、検出フレームの前記生成されたｒｅｐ＿ｉｄは実質的に前記セットの前記予想されるｒｅｐ＿ｉｄに対応するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記１つまたは複数の検出フレームを調査するステップと、
前記調査に基づき、かつ前記ビデオ信号の既知の元の標本にアクセスすることなく、透かしが存在するか否かを判別するステップとをさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３】
前記１つまたは複数の検出フレームを調査するステップと、
そのような調査に基づいて透かしが存在しているか否かを判別するステップとをさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項４】
前記１つまたは複数の検出フレームと、１つまたは複数の検出フレームを囲むフレームとを調査するステップと、
そのような調査に基づいて透かしが存在しているか否かを判別するステップとをさらに備えることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項５】
フレームの前記ｒｅｐ＿ｉｄが前記フレームのハッシュ値からなることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項６】
１つまたは複数の予想されるｒｅｐ＿ｉｄの前記セットは透かしが埋め込まれている元の信号のフレームのハッシュ値からなることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項７】
コンピュータによって実行されたときに請求項３４に記載の方法を実行するコンピュータ実行可能命令を有することを特徴とするコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項８】
前記コンピュータによって実行されたときに請求項３４に記載の方法を実行するコンピュータ実行可能命令を有することを特徴とする１つまたは複数のコンピュータ読み取り可能媒体を備えるコンピュータ。
【請求項９】
透かし検出システムであって、
対象のビデオ信号を取得するように構成されているビデオ信号取得部と、
前記対象のビデオ信号の１つまたは複数のフレームを生成して、そのようなフレームの代表的識別子（「ｒｅｐ＿ｉｄ」）を生成し、フレームのｒｅｐ＿ｉｄは前記フレームの固有の特性に基づき、
前記フレームの前記代表的識別子を１つまたは複数の予想されるｒｅｐ＿ｉｄｓのセットと比較し、
前記対象のビデオ信号の１つまたは複数の検出フレームを選択し、検出フレームの生成されたｒｅｐ＿ｉｄが前記セットの前記予想されるｒｅｐ＿ｉｄに実質的に対応するように構成されたフレームロケータと、
前記１つまたは複数の検出フレームを調査し、
そのような調査に基づき、かつ前記ビデオ信号の既知の元の標本にアクセスすることなく、透かしが存在するか否かを判別するように構成された透かし検出部とを備えることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ビデオシーケンス（ｖｉｄｅｏ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の内容の権利を保護することを容易にする技術に関する。本発明はさらに、一般に、ビデオシーケンス内に認知できない、耐非同期化（ｄｅ−ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ−ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）透かしの埋め込みを容易にし、このような透かしの検出を容易にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
「ビデオシーケンス」とは、一般に運動、生命、活動、移動などを捕捉（またはシミュレート）する一連の画像のことである。ビデオシーケンスは、一般にオーディオを伴う。ビデオシーケンスに透かしを入れることには、一連の重大な課題があり、これは他の「デジタルグッズ」に透かしを入れるときに直面する問題よりも大きい。
【０００３】
「デジタルグッズ」とは、電子的に格納または送信されるコンテンツの総称である。デジタルビデオの例には、画像、オーディオクリップ、ビデオ、デジタルフィルム、マルチメディア、ソフトウェア、およびデータがある。
【０００４】
ビデオシーケンスは、特定の種類のデジタルビデオである。これはさらに、「デジタルビデオ」、「ビデオ信号」、「ビデオビットストリーム」、「ビデオストリーム」、「ストリーミングビデオ」、「ビデオメディア」、「ビデオオブジェクト」、「ビデオ」、「デジタルフィルム、「デジタルムービー」などとも呼ばれる。「デジタルフィルム」の新しい分野は、高品質なビデオ形式である。
【０００５】
デジタルビデオは、多くの場合、イントラネットやインターネットなどの、プライベートネットワークおよびパブリックネットワークを介して消費者に配布される。特に、ライブまたは記録済みイベントのストリーミングビデオを介して「放送（ブロードキャスト）」することができる。さらに、これらのビデオは、コンパクトディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ソフト磁気テープ、ソフト磁気ディスケット、またはハード磁気ディスク（たとえば、あらかじめ装着されているハードドライブ）などの固定されたコンピュータ読み取り可能媒体を介して消費者に配布される。
【０００６】
デジタルビデオは、１つまたは複数の異なる形式で格納することができる。より一般的なマルチメディアファイル形式としては、ＭＰＥＧ、Ｖｉｄｅｏ  ｏｆ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、ＱｕｉｃｋＴｉｍｅ（商標）、ＲｅａｌＶｉｄｅｏ（商標）、Ｓｈｏｃｋｗａｖｅ（商標）などがある。
【０００７】
残念なことに、デジタルビデオのデジタルコンテンツは保護されていないと比較的容易に盗用され、コンテンツ所有者は損失、被害を被る。コンテンツ所有者としては、コンテンツ作成者、アーティスト、発行者、開発者、配布者などがある。コンテンツを制作し、配布するコンテンツベースの産業（たとえば、娯楽、音楽、映画、テレビなど）はデジタル盗用による収益の損失に悩まされている。
【０００８】
現代の「デジタル海賊」は、実際に、コンテンツ所有者から正当な報酬を奪っている。コンテンツ所有者の権利を保護するメカニズムを実現する技術がないと、創造的なコミュニティおよび文化は貧弱なものとなる。
【０００９】
透かし技術
透かしは、デジタルビデオのコンテンツ所有者の権利を保護する最も有望な技法の１つである。一般に、透かしとは、知覚的特性が保存されるようにデジタルビデオを改竄するプロセスのことである。より具体的には、「デジタル透かし」（または単に「透かし」）とは、コンテンツ所有者および／または保護された権利を識別するために使用できるデジタルビデオに挿入するビットのパターンである。
【００１０】
透かしは、人間や統計分析ツールからまったく見えない、あるいはより正確には、感知できないように設計されている。透かしの入っているビデオ信号は、元のビデオ信号と知覚的に同一であることが理想である。
【００１１】
透かし埋め込み器（ｗａｔｅｒｍａｒｋ  ｅｍｂｅｄｄｅｒ）（つまり、エンコーダ）が、透かしをデジタルビデオに埋め込む。通常、秘密鍵を使用して透かしを埋め込む。透かし検出器（つまり、デコーダ）が、透かしの入っているデジタルビデオから透かしを抽出する。
【００１２】
透かしを検出するために、ある種の透かし技法では、元のマークが付いてないデジタルビデオまたはマークが付いているデジタルビデオの素のままの標本へのアクセスが必要なものもある。いくつかの透かし技法は「ブラインド」である。つまり、元のマークが付いてないデジタルビデオまたはマークが付いているデジタルビデオの素のままの標本へのアクセスが必要ないということである。もちろん、透かし検出器が公然と使用可能な場合、これらの「ブラインド」透かし技法は望ましい。
【００１３】
検出前に、透かしの入っている信号はユーザや配布環境によりさまざまな変更が加えられる可能性がある。こうした変更には、ノイズや歪みなどの意図しない修正が含まれることがある。さらに、マークが付けられている信号は、多くの場合、透かしの検出を無効にすることを特に目指す悪意ある攻撃者の対象となる。
【００１４】
透かし技法では、知覚的に同じ品質である信号が得られる限り修正および攻撃に耐える検出可能な透かしを埋め込むのが理想的である。修正および攻撃に耐える透かし技法は「堅牢（ｒｏｂｕｓｔ）」であると呼ぶことができる。このような技法の側面が「堅牢」と呼ばれるのは、そのような抵抗を高める場合である。
【００１５】
一般に、透かしシステムは、意図しないノイズが信号に入り込むのに対処できる十分な堅牢性を備えているべきである（このようなノイズは、Ａ／ＤおよびＤ／Ａ変換、圧縮／展開、送信時のデータ破損などで入り込むことがある）。
【００１６】
さらに、透かしシステムは、透かしの故意の悪意ある検出、改竄、および／または削除を回避できる十分な堅牢性と秘密性を備えているべきである。このような攻撃では、特定の透かしが知られていたり検出されたりしない（が、存在すると想定した）「ショットガン」方式を使用したり、特定の透かしを攻撃する「シャープシューター」方式を使用することがある。
【００１７】
当業者であれば、従来の技術および、透かし、透かし埋め込み、および透かし検出と関連する技術を熟知している。さらに、当業者であれば、マークが付けられた信号に変更が加えられた後、適切な透かし検出と関連して生じる典型的な問題（たとえば、意図しないノイズおよび悪意のある攻撃）を熟知している。
【００１８】
ここで、このようなデジタル透かしは単に、「透かし」と呼ぶことができる。一般に、「離散値の情報パターン」と呼ばれることもある。
【００１９】
透かし技術の要件
透かし技術は、ビデオコンテンツ発行者の著作権の保護を促進する非常に望ましい目標（つまり、要件（ｄｅｓｉｄｅｒａｔａ））をいくつか持つ。以下に、そのような目標のいくつかを列挙する。
【００２０】
知覚的不可視性。埋め込まれた情報は、その結果の透かしマーク入り信号のビデオ品質に知覚できる変化を引き起こすべきではない。知覚的不可視性のテスト（ｔｅｓｔ  ｏｆ  ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ  ｉｎｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）を、「黄金の目と耳（ｇｏｌｄｅｎ  ｅｙｅｓ  ａｎｄ  ｅａｒｓ）」テストと呼ぶことが多い。
【００２１】
統計的不可視性。埋め込まれた情報は、透かしを検出または除去しようとする網羅的、発見的、または確率論的ないかなる試みについても定量的に感知されうべきではない。このような攻撃を加えて成功させる試みが、公開されているコンピュータシステムの計算能力を十分超えた複雑さを持つものでなければならない。ここでは、統計的不可視性は、知覚的不可視性に明示的に含まれる。
【００２２】
改竄防止。透かしを除去しようとする試みがあると、聴覚しきい値を十分超えるビデオの値を損なうようでなければならない。
【００２３】
コスト。システムは、プログラム可能なプラットフォームおよびアプリケーション固有のプラットフォームの両方に対しライセンスも実施も安価でなければならない。
【００２４】
オリジナルの非開示。透かしおよび検出プロトコルは、現場および法廷の両方でビデオのコンテンツ著作権を提供するプロセスが元の記録の使用を伴わないようなものでなければならない。
【００２５】
強制および柔軟性。透かし技法は、強力で否定できない著作権証明を提供しなければならない。同様に、ある範囲の保護レベルを使用可能にすべきであり、これは、可変のビデオの表示および圧縮標準に対応する。
【００２６】
普通の攻撃への反発力。強力なデジタルビデオ編集ツールが公開されていると、透かしおよび検出プロセスはそのようなコンソールから生じる攻撃から復旧できるという条件が加わる。
【００２７】
破られにくい。透かしは、攻撃者が透かし技法を知っていたとしても攻撃者が透かしを破ることが「きわめて難しい」場合に「破りにくい」。ここで、「破る」とは、透かしの修正または削除に成功することである。特に、攻撃者がスーパーコンピュータを所有している場合であっても可能なほとんどあらゆる状況のもとで透かしを破ることが不可能に近いものでなければならない。
【００２８】
透かしの回避
一般に、悪意のある攻撃には次の２種類がある。
【００２９】
１．デジタルビデオ信号内の透かしの非同期化。これらの攻撃では、ビデオ信号を改竄し、検出器がエンコードされた透かしコードの位置を識別するのを困難にする。
【００３０】
２．透かしの削除または改竄。攻撃者は、透かしの位置を発見し、故意にビデオクリップを改竄して、透かしの一部または全部を除去または劣化させる。
【００３１】
特定のビデオ透かしの問題点
ビデオは、一連のビデオ「フレーム」である。ビデオの各フレームは画像である。ビデオは一連の画像であるため、ビデオに透かしを入れる一方法として、ビデオの各フレーム（または重要な番号）に透かしを（全部または一部）埋め込むという方法がある。
【００３２】
前述のように、ビデオシーケンスの透かし技術には、一連の非常に難しい問題があり、これは他の「デジタルグッズ」に透かしを入れるときに直面する問題よりも大きい。このような問題点の実例として、知覚的不可視と非同期化攻撃への対抗がある。他の種類の媒体（たとえば、画像およびオーディオ）の透かし入れ（ウォーターマーキング）にもこのような問題があるが、知覚的不可視および非同期化への対抗の問題は、特に深刻であり、ビデオに特に固有のものである。
【００３３】
非同期化攻撃
透かし（またはその一部）をビデオの各フレームに埋め込むことができる。しかし、デジタル盗用で透かしが発見される可能性は、透かしの反復が増えるほど増大する。各フレーム内の透かしの埋め込み（またはその一部）も、盗用者が労力を注ぐのに都合のよい範囲となるため望ましくない。さらに、同じ隠しデータ（つまり、透かし）を含む潜在的に数千に達しうるバインドされたターゲット（つまり、フレーム）となる。このような多数のバインドされた情報があると、デジタル盗用者が透かしを判別するチャンスが増大する。
【００３４】
この問題を克服するために、透かし（またはその一部）をビデオ内の個々のフレームまたはフレームのグループに選択的にエンコードするとよい。エンコードされた情報を後から見つけるために、検出器では通常、時間軸にそって同期化し、どこに透かしが（いつ）あるかを判別する必要がある。デジタル盗用者がこれを知る。非同期化攻撃は、恐ろしい、最も透かしに致命的なものの１つである。さらに、非同期化は、特にビデオ信号が送信されたときに故意でなく発生する場合もある。
【００３５】
非同期化への抵抗は、ビデオ分野では特に困難な問題である。盗用者はたとえば、以下のいずれかを実行してビデオを非同期化できる。
【００３６】
・フレームを削除する
・新しいフレーム（コマーシャルなど）を追加する
・コピーされたフレーム（隣接フレームのコピー）を追加する
・フレーム／秒率を変更する
・フレームを再配置する
この非同期化攻撃により、完全な透かしがエンコードされている一連のフレームが分割されると、透かしが検出されなくなる場合がある。この攻撃で透かしを含む孤立フレームを何とか削除すると、透かしが検出されなくなる場合がある。
【００３７】
知覚的不可視性
上述のように、透かしは信号内で知覚的に不可視（統計的に不可視であることも含む）でなければならない。知覚的不可視の達成は、ビデオ分野では特に困難な問題である。
【００３８】
通常、一連の連続フレームは１つまたは複数の共通セクションを持つ。これらの共通セクションは、同じ画像データを持つ。たとえば、ビデオフレームを捕捉するカメラが比較的静止しているオブジェクトまたは人に固定されている場合、各フレームはかなりの数が同一になる。通常、カメラが固定だと、背景は各フレーム内で同一のままである。
【００３９】
透かし（またはその一部）がビデオのすべてのフレーム内にエンコードされていない場合、一部のフレームでは透かしの一部分がエンコードされない。したがって、エンコード済みフレームと非エンコード・フレームとの間に遷移がある。通常、知覚できる「フリッカ」はその遷移で発生する。フリッカは、遷移の知覚可能な発現である。この問題は、ビデオに特有のものである。
【００４０】
フリッカは、人間の目に見える場合がある。見えなければ、統計的分析ツールで確認することができる場合がある。透かしのエンコードによりフレームに「ノイズ」が入るため、「ノイズあり」フレームから「ノイズなし」フレームへの遷移により、その遷移のフレームの共通セクションに知覚可能なフリッカが生じる。
【００４１】
フリッカに関する知識があるデジタル盗用者はその攻撃を遷移の内のフレームと遷移を中心とするフレームに絞ることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４２】
そこで、故意の修正および故意でない修正に対し効果のあるデジタルビデオ信号内の透かしを隠し、検出する新しいフレームワークが必要である。特に、フレームワークは、非同期化に対抗できなければならない。フレームワークは、上述の透かし技術の必要なものを押し進めるいくつかの属性を持たなければならない。特に、知覚的に不可視でなければならず、したがってフリッカを最小限に抑えるか、またはなくす必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００４３】
本発明では、一般に、ビデオシーケンスの内容の権利保護を容易に実施できるようにする技術を説明する。この技術はさらに、一般に、ビデオシーケンス内に認知できない、非同期化対抗透かしの埋め込みを容易にし、このような透かしの検出を容易にする技術に関する。
【００４４】
ここで説明している１つまたは複数の実施では、デジタルビデオ信号内の秘密性のある堅牢な透かしを隠し、かつ／または検出する。これらの透かしは、故意でない修正および故意の修正に対し抵抗力がある。特に、透かしは、非同期化に抵抗力がある。さらに、これらの透かしは知覚的に不可視である。透かしはビデオ内に隠されるため、フリッカが最小限に抑えられるか、または排除される。
【００４５】
より具体的には、ここで説明した１つまたは複数の実施では、連続フレームの１つまたは複数の領域にわたる透かし（またはその一部）を隠す。各領域には、ハッシュ値で定義された中心がある。透かし（その一部）は、「プラトー」方式で領域内にエンコードされる。透かし（その一部）は、領域の中心を囲むフレーム内に完全にエンコードされるが、領域の縁に向かって次第に消える。
【００４６】
この要約自体に、本特許の範囲を制限する意図はない。さらに、本特許の表題に、本特許の範囲を制限する意図はない。本発明をよく理解できるように、添付図面とともに、以下の詳細な説明および付属の特許請求項を参照されたい。本発明の範囲は、請求項の中で指摘されている。
【００４７】
図面全体を通して類似の要素および特徴を参照するのに同じ番号を使用している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下の説明では、説明のため本発明を完全に理解できるように特定の番号、資料、および構成を定めている。ただし、当業者であれば、こうした具体的内容がなくても本発明を実践できることは明白であろう。他の場合には、本発明の実施例の説明を明確にし、本発明の説明をしやすくするために、よく知られている特徴については省くか、または簡素化している。さらに、理解を容易にするため、いくつかの方法ステップを別のステップとして示しているが、これらの別に示したステップは、実施に際して必ず順序に依存するものとして解釈すべきではない。
【００４９】
以下の説明では、付属の請求項で引用している要素を組み込んでいる堅牢で秘密性のあるビデオ透かし技術の１つまたは複数の実施例を規定している。これらの実施については、法令に定められた書面による説明、実施可能性、およびベストモード要件を満たすように具体的に説明する。しかし、この説明自体に、本特許の範囲を制限する意図はない。
【００５０】
発明者は、これらの実施例が例であることを意図している。発明者は、これらの実施例が本発明の範囲を制限することを意図していない。むしろ、発明者は、本発明がさらに、他の現在の技術または将来の技術とともに、他の方法で具現化され実施される可能性があると考えている。
【００５１】
秘密性があり堅牢なビデオ透かし技術の実施形態の一例を「例示的ビデオウォーターメーカー」と呼ぶことがある。
【００５２】
参照による取り込み
以下の同時係属出願は参照により本発明に取り込まれる（すべてＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡されている）。
【００５３】
・１９９９年９月７日出願の「画像に透かしを入れる手法とその結果得られる透かしの入っている画像」という表題の米国特許出願第０９／３９０２７１号
・１９９９年９月７日出願の「マークされた画像内の透かしを検出する手法」という表題の米国特許出願第０９／３９０２７２号
・１９９９年５月２２日出願の「二重透かしによるオーディオ透かし」という表題の米国特許出願第０９／３１６８９９号
・２０００年７月１２日出願の「改良された秘密オーディオ透かし」という表題の米国特許出願第０９／６１４６６０号
・２００１年４月２４日出願の「知覚的に類似しているコンテンツの堅牢な認識装置」という表題の米国特許出願
・２００１年４月２４日出願の「ブラインド透かしの堅牢な非局所的特性の導出と量子化」という表題の米国特許出願
・２００１年４月２４日出願の「デジタル信号内のオーディオコンテンツの認識装置」という表題の米国特許出願
・１９９９年１０月１９日出願の「デジタル画像のハッシュのためのシステムと方法」という表題の米国特許出願第０９／４２１９８６号
【００５４】
序論
ここで説明する、本発明の１つまたは複数の実施例は、ビデオ透かしアーキテクチャ２００および／または図９に示されているようなコンピューティング環境により（全部または一部）実施できる。
【００５５】
ここで、透かしの埋め込みまたは検出といった場合、これは明確に透かしの一部の埋め込みまたは検出も含む。透かしの一部は、たとえば、単一のフレーム内に埋め込むことができる。このようなフレームの集合体が透かし全体を構成することができる。さらに、ここで透かしを引用した場合、これは明確に、情報データパターンを含む。
【００５６】
例示的ビデオウォーターメーカーでは、連続フレームの領域にわたって透かしがエンコードされる（たとえば、埋め込まれる）。これらの領域は、連続する隣接フレームを含む。これらの領域は、「時間領域」とも呼ばれるが、それはフレームは通常、ビデオ信号内の特定の時間シーケンスに収まるからである。ここで、これは「シーケンス領域」および「近傍領域」とも呼ばれる。
【００５７】
透かしの入っているビデオは複数の領域を含む。それぞれの中心は、見かけ上ランダムに選択される。透かしは、「プラトー」方式で領域内にエンコードされる。領域は、ほぼプラトー形状である。つまり、透かしは、領域の中心を囲むフレーム内に完全にエンコードされるが、領域の縁に向かって次第に消える。
【００５８】
通常、例示的ビデオウォーターメーカーの透かし検出では、各領域の中心をほぼ突き止める。透かしはフレームの領域（孤立した単一フレームではなく）にわたってエンコードされるため、透かし検出システムは領域内の任意の場所で埋め込まれた透かしを見つけることができる。これは、非同期化のため領域の正確な中心を突き止められない場合であっても成り立つ。ほぼプラトー形状のシーケンス領域の状況では、これらは「プラトー領域」、「透かしプラトー」、などと呼ばれる。
【００５９】
本発明で説明しているように、例示的ビデオウォーターメーカーには、「完全ブラインド」と「部分的ブラインド」の少なくとも２つの方式がある。
【００６０】
ハッシュ
一般に、ハッシュ法は、データベース管理、クエリー操作、暗号化などの多くの分野、また大量の生データが必要とされるその他の多くの分野で使用されている。
【００６１】
概して、ハッシュ法では、生データの大きなブロックを比較的小さな構造化された識別子集合にマッピングする。これらの識別子は、「ハッシュ値」または単純に「ハッシュ」とも呼ばれる。特定の構造と順序を生データに持ち込むことによりハッシュ関数により生データのサイズが劇的に縮小され、短い識別子が得られる。このため、多くのデータ管理問題が簡素化され、大規模なデータベースにアクセスするのに必要な計算資源が軽減される。
【００６２】
数学的には、ハッシュ法はハッシュ関数Ｈ（・）を含む。この関数は、入力として信号ｘを取り、短いベクトルｈ＝Ｈ（ｘ）を計算する。そのベクトルは、ある大きな集合内の見かけ上ランダムな値である。そのベクトルｈがハッシュ値である。
【００６３】
それとは別に、ハッシュ法では、秘密鍵Ｋを使用することもできる。この暗号ハッシュ法はハッシュ関数ＨＫ（・）を含む。この関数は、入力として信号ｘを取り、短いベクトルｈ＝ＨＫ（ｘ）を計算する。そのベクトル（つまり、ハッシュ値）は、何らかの大きな集合の見かけ上ランダムな値であるが、秘密鍵Ｋでインデックス付けられる。
【００６４】
ハッシュ値は、信号を与える２進数文字列（たとえば、画像）と考えることができる。この文字列は、入力信号の署名として使用され、入力信号上の許容可能なすべての修正（つまり、入力画像の品質が実用的なすべての目的に関して保存される修正）のもとでほぼ不変である。より正確には、例示的ビデオウォーターメーカーで使用するハッシュ法はビデオ信号のフレーム（つまり画像）に作用し、次のとおりである。
【００６５】
・ハッシュ値は、ほぼ一様な分布を持つ。
・２つの知覚的に異なる信号（たとえば、画像）のハッシュ値はほぼ独立している。
・２つの知覚的に類似する信号（たとえば、画像）のハッシュ値は高い確率で同じである。
【００６６】
ここで、知覚的類似性は次のように考えられる。２つの信号（たとえば画像）が知覚的に類似している場合、観察者は妥当な量の知覚的品質が保持されるように実用上のすべての目的に関してそれらが実際に同じ信号（たとえば画像）であると見分けられるようでなければならない。このような知覚的品質はさらに、人間だけでなく機械の統計的分析にも適用される。
【００６７】
さらに、ビデオ信号内の透かしの位置を識別するために、中間ハッシュ関数は最終ハッシュ関数と同様に使用される。中間および最終ハッシュの詳細については、取り込まれている係属中の米国特許出願（特に、「知覚的に類似しているコンテンツの強力な認識装置」および「デジタル信号内のオーディオコンテンツの認識装置」という表題のもの）での説明を参照のこと。
【００６８】
中間ハッシュ関数を選択するときに、知覚的に異なる信号のハッシュ値の互いの距離は遠く（ｄ（・，・）の意味で）、知覚的に類似している信号のハッシュ値の互いの距離は近い（ｄ（・，・）の意味で）。ここで、ｄ（・，・）は、正規化ハミング距離である。
【００６９】
例示的ビデオウォーターメーカーで使用できるハッシュ法の詳細については、以下の係属中米国特許出願（引用により本発明に取り込まれている）を参照されたい。
【００７０】
・２００１年４月２４日出願の「知覚的に類似しているコンテンツの強力な認識装置」という表題の米国特許出願
・２００１年４月２４日出願の「デジタル信号内のオーディオコンテンツの認識装置」という表題の米国特許出願
・１９９９年１０月１９日出願の「デジタル画像のハッシュのためのシステムと方法」という表題の米国特許出願第０９／４２１９８６号
【００７１】
特定の問題を克服するビデオ透かし入れ実施例
前述のように、ビデオシーケンスの透かし技術には、他の「デジタルグッズ」に透かしを入れるときに直面する問題よりも大きな、一連の非常に難しい問題がある。このような問題点の実例として、知覚的不可視と非同期化への対抗がある。他の種類の媒体（たとえば、画像およびオーディオ）の透かし入れにもこのような問題があるが、知覚的不可視および非同期化抵抗の問題は、特に深刻であり、ビデオに特に固有のものである。
【００７２】
非同期化
透かし（またはその一部）をビデオの各フレームに埋め込むことができる。しかし、デジタル盗用で透かしが発見される可能性は、透かしの反復が増えるほど増大する。各フレーム内の透かしの埋め込み（またはその一部）も、盗用者が労力を注ぐのに都合のよい範囲となるため望ましくない。さらに、盗用者の攻撃対象となりうる同じ隠しデータ（つまり、透かし）を含む潜在的に数千に達しうるバインドされたターゲット（つまり、フレーム）となる。このような狭いターゲットでは、デジタル盗用者が透かしを判別するチャンスが増大する。
【００７３】
この問題を克服するために、例示的ビデオウォーターメーカーは、透かし（またはその一部）をビデオ内のシーケンス領域に選択的にエンコードする。エンコードされた情報を後から見つけるために、例示的ビデオウォーターメーカーではビデオ信号のハッシュ値を求めることでこれらの領域の中心をほぼ突き止める。
【００７４】
非同期化攻撃で、フレームの削除、追加、または再配置が行われると、例示的ビデオウォーターメーカーの検出システムによって判別された中心は領域の真の中心からのオフセットとなる。その領域内の複数のフレームが透かしとともにエンコードされるため、例示的ビデオウォーターメーカーは中心から１フレーム分のオフセットで透かしを検出することができる。非同期化では、例示的ビデオウォーターメーカーの検出システムによって判別された中心が領域を完全に外れるのに十分なオフセットとなる前にビデオ信号を著しく変更する必要がある。
【００７５】
知覚的不可視性
例示的ビデオウォーターメーカーでは、信号内の知覚的に不可視な透かしをエンコードする。透かしエンコードによって生じるフリッカを最小限に抑えるか、またはなくすのである。
【００７６】
透かしは、「プラトー」方式でシーケンス領域内にエンコードされる。つまり、透かしは、領域の中心を囲むフレーム内に完全にエンコードされるが、領域の縁に向かって次第に消える。
【００７７】
プラトー領域のトレーリングエッジ（ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）により、領域境界がマークされたフレームとマークされていないフレームとの間で柔らかい遷移になる。これは、従来のビデオ透かしの「フリッカ」に比べて知覚性が著しく−統計的にかつ視覚的に−低い。
【００７８】
プラトー形状のシーケンス領域
ビデオシーケンス実例
図１は、時間の経過とともにビデオシーケンスをまとめて作成する一連の個別画像（つまりフレーム）の実例を示している。このビデオシーケンス実施例は、フレーム１４０を含む。これらのフレームには、ｉ＝１，２，．．．ｎとして、ｘｉというラベルが付けられる。フレームの番号付き順序（１，２，．．．，ｎ）は、フレームの標準的時間順序を示している。このビデオシーケンスはビデオパッケージ一式の全部または一部でよい。
【００７９】
プラトー形状の透かし入り領域
図２は、透かし入りシーケンス領域のプラトー形状の図を示している。この図は、例示的ビデオウォーターメーカーによる透かし入りシーケンス領域の実施例を示している。例示的ビデオウォーターメーカーの「プラトー形状」の透かしエンコード技法により、非同期化およびフリッカの効果を低減する（またはなくす）ことができる。
【００８０】
フレーム１４０は、図１と同じラベルｘｉで示されている。水平な破線１４２は、透かしエンコードのないビデオ信号のベースラインを示している。実線１４４は、ベースライン１４２に関する実際のビデオ信号を示している。ビデオ信号−線１４４で示されているものなど−は通常、完全に滑らか、完全にストレートといったことはない。簡単のため、図２ではビデオ信号１４４を理想化した形で示している。
【００８１】
例示的ビデオウォーターメーカーによれば、情報パターン（透かしまたはその一部など）はビデオ信号１４４に埋め込まれる。これは、従来の、または新規の透かし技法を使用して行うことができる。画像透かし技法を使用して、透かしをビデオ信号のフレームに埋め込むことができる。
【００８２】
ある範囲のフレーム内に、透かしが埋め込まれている。その範囲のフレームは、プラトー領域１５０と呼ばれる。図２でプラトー領域はフレームｘｊ−ｋからｘｊ＋ｋであるが、ただしｊは領域の中心であり、２ｋ＋１は領域の長さである。領域１５０の中心フレームはフレームｘｊまたはフレーム１５６である。
【００８３】
中心フレーム（たとえば、フレーム１５６）は、ビデオ信号（またはその一部）のハッシュ値を求めること（ハッシング）により判別される。したがって、各領域の中心位置は、信号自体の固有の特性により決まる。
【００８４】
それとは別に、透かしを埋め込むときに、中心フレーム１５６はハッシングにより決定される正確なフレームとならない場合がある。したがって、領域はハッシングで決定されたフレームからオフセットされる場合がある。これは、領域の「オフセットセンタリング」と呼ぶことがある。オフセットの度合いは、ハッシングにより、疑似ランダムに、数学的に決定でき、かつ／または固定することができる。検出システムが高い信頼性により透かしを検出できると仮定すると、このオフセットセンタリングは許容でき、ここで説明する例示的ビデオウォーターメーカーの範囲内に収まる。例示的ビデオウォーターメーカーの堅牢性を増すので、特に受け入れられる。
【００８５】
プラトーの完全マークゾーン（ＦＭＺ）。透かしは、中心フレーム１５６を囲むフレーム内に完全にエンコードされる。これらの囲むフレームは、完全マークゾーン（ＦＭＺ）１５２と呼ばれるゾーンを形成する。ＦＭＺ  １５２は、図２でフレームｘｊ−ｚからｘｊ＋ｚまでであるが、ただし、２ｚ＋１はゾーンの長さである。つまり、完全マークゾーン（ＦＭＺ  １５２など）は、中心フレーム１５６の前にｚ個のフレーム、中心フレームの前にｚ個のフレームを含む。ＦＭＺおよびプラトー領域をここで引用するが、「完全エンコードされる」、「勾配エンコード」、および「部分的エンコードされる」という用語は、マークがエンコードされる相対的強度（たとえば、相対的強さまたはスケール）を意味する。「完全エンコード」とは、完全な相対強度のことである。
【００８６】
一般に、プラトー領域１５０のＦＭＺ  １５２内に透かしを完全エンコードする操作により、例示的ビデオウォーターメーカーによりエンコードされた透かしの堅牢性が増す。主に、ビデオ信号（信号１４４など）に対する非同期化の効果を減じる（またはなくす）。
【００８７】
プラトーのエッジ。プラトー領域１５０は、図２内で勾配エッジ１５４ａおよび１５４ｂを含む。ＦＭＺ  １５２のリーディング側はリーディングエッジ（ｌｅａｄｉｎｇ  ｅｄｇｅ）１５４ａである。ＦＭＺ  １５２のトレーリング側はトレーリングエッジ１５４ｂである。これらのエッジ内で透かしは部分的にエンコードされている。より正確には、透かしは増大エンコードまたは減少エンコードのいずれかで勾配エンコードされている。
【００８８】
リーディングエッジ１５４ａでは、マークをエンコードする相対的強度は、連続フレームとともに増大する。リーディングエッジ１５４ａは、図２でフレームｘｊ−ｋからｘｊーｚまでであるが、ただし、ｋ−ｚはこのエッジの長さである。
【００８９】
通常、トレーリングエッジ１５４ｂは、リーディングエッジ１５４ａのミラー画像である。トレーリングエッジ１５４ｂでは、マークをエンコードする相対的強度は、連続フレームとともに減少する。トレーリングエッジ１５４ｂは、図２でフレームｘｊ＋ｚからｘｊ＋ｋまでであるが、ただし、ｋ−ｚはこのエッジの長さである。
【００９０】
それとは別に、中心のいずれかのサイズのｋおよびｚの値は等しい必要はない。特に、ｋ−ｚの値は、リーディングエッジとトレーリングエッジとで異なる場合がある（たとえば、エッジ１５４ａと１５４ｂ）。この状況では、エッジは互いのミラーではない。しかし、これにより、領域の「中心」が真の中心からずれることになる。検出システムが高い信頼性により透かしを検出できると仮定すると、このタイプの近似的センタリングは許容でき、ここで説明する例示的ビデオウォーターメーカーの範囲内に収まる。例示的ビデオウォーターメーカーの堅牢性を増すので、特に受け入れられる。
【００９１】
「従来の技術」の項で概要を説明したように、悪意ある攻撃者は連続するビデオフレームの強度の急な変化を簡単に見つけられる。このような急な変化は、従来のビデオ透かし技術ではよくあることである。これらの変化により、知覚可能なフリッカ効果が生じる。
【００９２】
プラトー領域１５０の勾配端（エッジ）（たとえば、エッジ１５４ａおよび１５４ｂ）により、領域の境界がマークされたフレームとマークされていないフレームとの間で柔らかい遷移になる。勾配端の滑らかな遷移は、従来のビデオ透かしの「フリッカ」に比べて知覚性が著しく−統計的にかつ視覚的に−低い。
【００９３】
一般に、プラトー領域１５０のＦＭＺ  １５２内に透かしを勾配エンコードする操作により、例示的ビデオウォーターメーカーによりエンコードされた透かしの堅牢性が増す。主に、ビデオ信号（信号１４４など）に対するフリッカの効果を減じる（またはなくす）。
【００９４】
プラトー領域の形状。プラトー領域の形状は、その領域の透かしエンコードの相対的強度を表す。ここで示されているプラトー領域の形状（特に図２と図３の）は、実例にすぎない。「プラトー」という名前は、領域の全体的な一般形状の画像を呼び出す従来のラベルを意図するものではない。しかし、プラトー領域の形状は、ここで説明しているものまたは文字通りプラトーの形状には制限されない。
【００９５】
プラトーの形状に関しては、ほとんどどのような形でも取りうる。形状の範囲は、特許請求の範囲で述べている言語で説明されている特性の束縛を受ける。例示的ビデオウォーターメーカーによって生成されるプラトー領域のこのような特性の例として次のものがある。
【００９６】
・領域が他のフレーム（特に、マークされていないフレーム）に関して完全にエンコードされる１つまたは複数のフレーム
・領域が完全エンコードされたフレームおよびマークされていないフレームに関して勾配エンコードされる１つまたは複数のフレーム
【００９７】
これらの特性を念頭に置いて、例示的ビデオウォーターメーカーにより生成されるプラトー領域を、たとえば、バンプ、凸、隆起、膨らみ、塊、こぶ、球根、山形、頂点、盛り土、メサ、丘、ノル、小塚、ビュート、ドラムリン、小山、砂丘、茂み、モグラ塚、あり塚、ドーム、アーチ、半球、半円、台形などとともに記述できる。
【００９８】
プラトー領域による透かし検出。例示的ビデオウォーターメーカーの透かし検出システムでは対象のビデオ信号を処理する。通常、このような検出前には、このような信号が透かしを含むか否かは不明である。同様に、対象の信号が修正され元の信号と違っているか否かも不明である。このような修正は故意の場合も故意でない場合もある。
【００９９】
ハッシュ法を使用する透かし検出システムは、各プラトー領域の中心をほぼ突き止める。より正確には、その領域の中心と考えられるフレームを突き止める。これらのフレームは、ここでは「検出フレーム」と呼んでいる。検出フレームを見つけるために、透かし検出システムは埋め込みシステムで領域の中心フレームを突き止めるのに使用しているのと同じ技法を使用する。
【０１００】
通常、対象のビデオ信号自体のハッシュ値を計算して、検出フレームを見つける。対象の信号が修正されず元のと変わらない場合、検出システムは各領域の実際の中心を見つける。対象の信号が修正されている場合、検出システムによって見つけられた「中心」により領域の中心の近似が求められる。
【０１０１】
しかし、透かし検出システムでは、その領域内でエンコードされた透かしを検出するために領域の実際の中心を見つける必要はない。透かしはプラトー領域の各フレーム内でエンコードされるため、透かし検出システムは領域内の任意の場所で埋め込まれた透かしを見つける可能性がある。しかし、検出システムによって決定される近似的中心は完全マークゾーン（ＦＭＺ）内にある場合、近似的中心が境界端内にあれば透かしを検出する可能性が高まる。
【０１０２】
たとえば、図２のビデオ信号１４４が対象の信号であり、非同期化（故意にまたは故意でなく）されていると仮定する。このような非同期化の前に信号の実際の中心がフレーム１５６であった。しかし、非同期化した対象の信号のハッシュ値を求めることにより求められた近似的中心はフレーム１６２、フレーム１６４、またはフレーム１６６でよい。これらのフレームは、図２の領域１５０のエンコードされた信号を指している鎖線矢印で示されている。
【０１０３】
フレーム１６２は、中心フレーム１５６から中心はずれとなっている。中心フレームおよびＦＭＺ１５２内の他のすべてのフレームのように、透かしで完全にエンコードされている。したがって、検出システムはフレーム１６２内のエンコードされた透かしを検出する可能性が高まる。
【０１０４】
フレーム１６４は、フレーム１６２よりも中心フレーム１５６からより中心はずれであるが、ＦＭＺ  １５２内ではそのままである。同様に、検出システムはフレーム１６４内のエンコードされた透かしを検出する可能性が高まる。
【０１０５】
フレーム１６６は、中心フレーム１５６からかなり中心はずれになっている。したがって、ＦＭＺ  １５２から外れている。しかし、それは、プラトー領域１５０内にある。特に、トレーリングエッジ１５４ｂ内にある。透かしがこのエッジ内で完全にはエンコードされていないが、エッジ１５６ｂのフレーム１６６内には部分的にエンコードされている。したがって、検出システムがフレーム１６６内のエンコードされた透かしを検出する可能性がある。
【０１０６】
ただし、マークは部分的にしかエンコードされないため、透かしを欠く可能性が高まる。このような状況では、ビデオは元のビデオと知覚的に異なる修正されたビデオを十分に生成するように非同期化されている可能性が高い。
【０１０７】
従来の透かし検出では、孤立フレーム内のマークをエンコードする。図２では、マークがフレーム１５６内でのみエンコードされている場合、非同期化攻撃により、フレーム１６２または１６４内のマークを探すので従来の透かし検出ではフレーム１５６を見過ごすことになる。
【０１０８】
複数の領域
図３は、例示的ビデオウォーターメーカーによる複数の透かし入りプラトー領域１５０ａ−１５０ｋを有するビデオ信号１４６の例を示す図である。プラトー領域１５０ａ−１５０ｋの中心はハッシュ値により定義されている（つまり、突き止められる）。信号自体のハッシュ値を求めることにより、複数のハッシュ値を決定する。
【０１０９】
ほとんど一様な分布というハッシュ値の性質の結果、プラトー領域は、ほとんど一様でランダムに見える形で信号全体を通じて分布する。さらに、図３に示されているように、領域のサイズと形状は異なる場合がある。
【０１１０】
部分的ブラインドおよび完全ブラインドの方式
例示的ビデオウォーターメーカーは、「部分的ブラインド」と「完全ブラインド」の少なくとも２つの方式で実施できる。両方とも、図５〜図８に広い意味で示されている。
【０１１１】
部分的ブラインド方式：
部分的ブラインド方式では、例示的ビデオウォーターメーカーはビデオの複数のフレームを選択する。これらの選択されたフレームは、プラトー領域の中心フレームとなる。これらの中心フレームを選択するために、例示的ビデオウォーターメーカーはランダムにまたは疑似ランダムに選択できる。中心フレームにより、マークを埋め込むためのプラトー領域の中心が定義される。
【０１１２】
フレームが選択されると、例示的ビデオウォーターメーカーでは、選択されたフレームのハッシュ値を求めそのハッシュ値を格納する。これらは、ここでは「中心フレームハッシュ値」と呼ばれる。これらの値により、透かし埋め込みの中心フレームの位置が識別される。これらのハッシュ値では秘密鍵を使用でき、そのため、疑似ランダムでもよい。
【０１１３】
これらのハッシュ値が見つかると、透かしが選択した中心フレームのプラトー領域内に挿入される。ハッシュ値はデータストレージに格納される。中心フレームの位置は格納されない。むしろ、それらの中心フレームのハッシュ値が格納される。
【０１１４】
ハッシュ値は、サイド情報として透かし検出システムに送られる。この方式では、透かし検出システムは中心フレームの格納済みハッシュ値への安全なアクセスが可能であると仮定している。ハッシュ値は、システムによって調べられるビデオ信号とともに、あるいはそれと別に、暗号化して検出システムに送信することができる。それと無関係に、この方式では、ユーザ（および攻撃者）はアクセスできないと仮定している。
【０１１５】
たとえば、ハッシュ値をコンピュータ上のソフトウェアビデオプレーヤ（またはＤＶＤプレーヤ）に秘密に送ることができ、またユーザはこれらのハッシュ値がどのようなものか知らない。他の例として、秘密鍵によるこれらのハッシュ値の暗号化、および攻撃者が見つけることができないように秘密の方法で送信またはビデオデータの周りに分散する方法もある。
【０１１６】
検出器側では、各フレームのハッシュ値を見つけて、ハッシュ値の格納済みリスト内のハッシュ値と比較する。ハッシュ値が実質的にリスト内のエントリと一致するフレームについて、検出器はそのフレーム内の透かしを探す。これらのフレームは、「検出フレーム」と呼ばれる。それとは別に、検出フレームを囲む、ハッシュ値がマッチングを行うフレーム内の透かしを探す。これは、検出フレームごとに実行される。検出フレームでは、透かし検出プロセスの効果的「同期化」を行う。
【０１１７】
部分的ブラインドという用語は、追加情報が検出器側で必要であるという事実から来ており、完全にはブラインドではない。しかし、非ブラインドでもない。非ブラインド透かし方式では、元のマークのないビデオが検出器側に存在している必要がある。
【０１１８】
この方式では、攻撃者は検出フレームの位置を決定できる。検出フレームを見つけるために、攻撃者はハッシュ関数を決定し、ハッシュ値のリストにアクセスできるだけでよい（中心フレームについて）。
【０１１９】
完全ブラインド方式：
完全ブラインド方式は、中心フレームハッシュ値のリストがないことを除き、部分的ブラインド方式と同じである。したがって、透かし検出システムには、対象のビデオ信号のフレームのハッシュと比較するハッシュ値のリストがない。その代わりに、透かし検出システムは、対象のビデオ信号に基づきハッシュ値を計算する。
【０１２０】
ハッシュ値とランダム生成２進ベクトルとの比較を行って、透かしを埋め込むのか埋め込まないのかを決定する。デコーダ側でも同じ秘密鍵を使用して同じ操作を実行する。
【０１２１】
秘密鍵を使用する完全ブラインド方式では、ランダム２進数列の１セットａを生成する。これはたとえば、１０ランダムビットとできる。その後、ビデオシーケンス内の各フレームのハッシュ値を計算するが、ｉをフレーム番号のインデックスとしてｈｉと呼ぶ。
【０１２２】
たとえば、これらのハッシュ値は長さが１００である。長さ１００のベクトルからランダムに選択した１０個の位置を使用し、これらの位置から得たビットを集めて（各フレームについて独立に）、そのフレームの「シンボル」を構成する（つまり、各フレームの「シンボル」はランダムな投射によりそのフレームのハッシュ値から生成され、この特定の例では、投射比は１０／１００＝０．１である）。ｉをフレームのインデックスとしてこれらのシンボルをｓｉと呼ぶ。各フレームのシンボルを計算すると、最初にランダムに求めたベクトルと比較する（つまり、すべてのｉについてｓｉとａとを比較する）。正確な一致があると、透かしがプラトー方式でその周りに埋め込まれる。
【０１２３】
この方式は、まず、ベクトルａがランダムに生成され、次に各値ｈｉがフレームｉのハッシュ値であるという点でランダムである。さらに、ハッシュ関数の定義により、これらはさらにランダムに生成され、ｈｉからのｓｉの生成も、ランダムに実行される。秘密鍵Ｋは、これらすべてのステップで乱数生成器のシードとして使用される。
【０１２４】
検出器側では、Ｋにアクセスできる。これは、フレームの位置を見つけるために上記と同じことを行う。ａを生成し、ハッシュ値を生成し、ランダム投射を適用する。検出フレームを見つけるが、これは中心フレームと同じ場合も同じでない場合もある。
【０１２５】
埋め込み用に中心フレームのハッシュ値を求めるのに、検出用に検出フレームのハッシュ値を求めるのと同じ秘密鍵およびハッシュ関数を使用する。したがって、元のマークなしの信号および対象の信号が知覚的に同一である場合に、フレームのハッシュ値は同一であるか、またはほとんど同一となる。
【０１２６】
対象の信号がマークされている信号の無修正バージョンであれば、マークなしの信号および対象の信号は、知覚的に同一になる。さらに、マークなし信号と対象の信号は、対象の信号がマークされている信号の無修正バージョン（たとえば、攻撃されたバージョン）であるが、このような修正により信号が知覚的に修正されていない場合に知覚的に同一になる。
【０１２７】
したがって、検出フレームがどこに配置されているかを判別するには、攻撃者側で秘密鍵とハッシュ関数を知る必要がある。この方式は、悪意ある攻撃が大いに心配な場合に特に適切である。
【０１２８】
両方の方式で、透かしが埋め込まれる領域の中心が判別される。この作業は、堅牢な画像ハッシュ関数を使用して実行される。部分的ブラインド方式では、ハッシュ値を使用して、デコーダ側で透かしの位置を判別するので、部分的ブラインド方式を「部分的ブラインド」と呼んでいる。
【０１２９】
完全ブラインド方式では、ハッシュ値とランダムに生成された２進ベクトルとの比較を行って、透かしを埋め込むのか埋め込まないのかを決定する。デコーダ側でも同じ秘密鍵を使用して同じ操作を実行するので、完全（ｆｕｌｌｙ）ブラインド方式は完璧（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ）ブラインド方式である。
【０１３０】
例示的ビデオ透かしアーキテクチャ
図４は、元のコンテンツを生成し、ネットワーク２２４上でコンテンツ（たとえば、ビデオ）をクライアント２２６に配布するコンテンツプロデューサ／プロバイダ（ｃｏｎｔｅｎｔ  ｐｒｏｄｕｃｅｒ／ｐｒｏｖｉｄｅｒ）２２２を持つデジタルグッズ制作および配布アーキテクチャ２００（つまり、ビデオ透かし入れアーキテクチャ２００）を示している。コンテンツプロデューサ／プロバイダ２２２は、元のコンテンツを含んでいるデジタルグッズを格納するコンテンツストレージ（ｃｏｎｔｅｎｔ  ｓｔｏｒａｇｅ）２３０を備える。コンテンツプロデューサ２２２は、透かし埋め込みシステム２３２を備え、コンテンツをオリジナルであると一意に識別する透かしのサインをデジタル信号（ビデオ信号）に入れる。透かし埋め込みシステム２３２は、スタンドアローンのプロセスとして実施することも、また他のアプリケーションやオペレーティングシステムに組み込むこともできる。
【０１３１】
透かし埋め込みシステム２３２は、透かしをコンテンツストレージ２３０からのデジタル信号（ビデオ信号）に適用する。通常、透かしによりコンテンツプロデューサ２２２を識別し、信号に埋め込まれ、きれいさっぱり除去することはできない署名を実現する。
【０１３２】
コンテンツプロデューサ／プロバイダ２２２は、透かし入りコンテンツをネットワーク２２４（たとえば、インターネット）上で配布する配布サーバ２３４を備える。透かしが埋め込まれている信号は、受信者に対して、コンテンツプロデューサ／プロバイダ２２２の著作権に従って信号が配布されているということを表す。サーバ２３４はさらに、従来の圧縮および暗号化手法によりコンテンツを圧縮および／または暗号化してからネットワーク２２４でコンテンツを配布することができる。
【０１３３】
通常、クライアント２２６は、プロセッサ２４０、メモリ２４２、および１つまたは複数のコンテンツ出力デバイス２４４（たとえば、テレビ、ディスプレイ、サウンドカード、スピーカなど）を備える。プロセッサ２４０は、信号を圧縮解除するツール、データを復号化するツール、コンテンツをフィルタ処理するツール、および／または信号コントロール（トーン、音量など）を適用するツールなどさまざまなツールを実行して、マーク付き信号を処理する。メモリ２４２は、オペレーティングシステム２５０（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）  ２０００オペレーティングシステムなど）を格納し、プロセッサ上で実行される。クライアント２２６は、コンピュータ、携帯型娯楽デバイス、セットトップボックス、テレビ、電気器具などのさまざまな方法で実現することができる。
【０１３４】
オペレーティングシステム２５０は、デジタル信号内の透かしを検出するクライアント側の透かし検出システム２５２と、コンテンツ出力デバイス２４４を通じてコンテンツを使用しやすくするためのコンテンツローダ（ｃｏｎｔｅｎｔ  ｌｏａｄｅｒ）２５４（たとえば、マルチメディアプレーヤ、オーディオプレーヤ）とを実装する。透かしが存在していれば、クライアントはその著作権よびその他の関連する情報を識別することができる。
【０１３５】
オペレーティングシステム２５０および／またはプロセッサ２４０は、コンテンツプロデューサ／プロバイダ（または著作権所有者）が課したいくつかの規則を強制するように構成できる。たとえば、有効な透かしが入っていない偽造またはコピーされたコンテンツを拒絶するようにオペレーティングシステムおよび／またはプロセッサを構成することができる。他に、システム側で、検証されていないコンテンツを、忠実度レベルを下げてロードする例も可能である。
【０１３６】
例示的ビデオ透かし埋め込みシステム
図５は、例示的ビデオ透かし埋め込みシステム３００を示しており、これは、ビデオ透かし入れアーキテクチャ２００の一部の実施例である。透かし埋め込みシステム２３２は、例示的ビデオ透かし埋め込みシステム３００の例である。
【０１３７】
透かし埋め込みシステム３００は、信号取得部３１０、領域ロケータ３２０、領域定義部３３０、および領域マーカー３４０を備える。
【０１３８】
信号取得部３１０は、マークされていないビデオ信号３０５を取得する。これは、ストレージデバイスやネットワーク通信リンクなどのほとんどどのようなソースからでも信号を取得できる。
【０１３９】
領域ロケータ３２０は、信号３０５内の領域の位置を判別する。領域位置を判別するために、システムでは、まず各領域の中心フレーム（図２のフレーム１５６など）を判別することができる。中心フレームは、疑似ランダムで判別できる。その後、中心フレームのハッシュ値を求める。これらのハッシュ値で、中心フレームの位置を効果的に識別できる。したがって、各領域の中心の位置は、信号自体の固有の特性により（ハッシュ値に基づき）決まる。それとは別に、領域の中心フレームは領域ロケータ３２０で決定された初期フレームからオフセットすることもできる。
【０１４０】
領域定義部３３０は、領域のパラメータを定義する。このようなパラメータは、領域の長さ（２ｋ＋１）とＦＭＺ長さ（２ｚ＋１）を含む。これらのパラメータは、すべての信号のすべての領域について固定とすることができる。すべての領域について固定とすることができるが、信号ごとに異なっていてもよい。これらは、すべての信号のすべての領域について可変とすることができる。一般に、パラメータを操作して、透かし検出確率および堅牢性を含むいくつかの要因を調整することができる。
【０１４１】
領域マーカー３４０は、プラトー方式で信号の領域に透かしを入れる。ＦＭＺのフレームは、完全エンコードされるが、境界端のフレームは勾配エンコードされる。領域マーカーは、従来のまたは新しい透かし技法、特に画像透かし向けに設計されたものを使用することができる。これはスペクトル拡散、ＱＩＭ、またはその他の透かし技法を使用することができる。このマーク付けされたビデオは、消費者とクライアントに公開配布できる。
【０１４２】
図５の例示的ビデオ透かし埋め込みシステム３００の前述のコンポーネントの機能について以下で詳述する。
【０１４３】
例示的ビデオ透かし埋め込み装置の方法論的実施
図６は、例示的ビデオ透かし埋め込みシステム３００（またはその一部）の方法論的実施を示している。具体的には、この図は例示的ビデオ透かし入れ装置の透かし埋め込みの方法論的実施を示している。この方法論的実施は、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアおよびハードウェアの組み合わせで実行することができる。
【０１４４】
図６の４１０で、例示的ビデオウォーターメーカーはビデオ信号を受け取る。特に、この信号はマークがない。４１２で、信号内のプラトー領域の位置を判別する。領域の位置は、（秘密鍵を使用して）疑似ランダムに選択することで判別される。選択したフレームのハッシュ値が取り出され格納される。これらの値は格納される。部分的ブラインド方式では、これらの値はデコードシステムで利用できる。たとえば、暗号エンベロープに信号を付随させたり、別の安全なメカニズムで送ることができる。
【０１４５】
４１４で、例示的ビデオウォーターメーカーにより、領域のパラメータが定義される。４１６では、プラトー方式で信号の領域に透かしを入れる。４１８で、プロセスは終了する。
【０１４６】
例示的ビデオ透かし検出システム
図７は、例示的ビデオ透かし検出システム５００を示しており、これは、ビデオ透かし入れアーキテクチャ２００の一部の実施例である。透かし検出システム２５２は、例示的ビデオ透かし埋め込みシステム５００の例である。
【０１４７】
透かし検出システム５００は、信号取得部５１０、フレームロケータ５２０、および透かし検出部５３０を備える。
【０１４８】
信号取得部５１０は、対象のビデオ信号５０５を取得する。これは、ストレージデバイスやネットワーク通信リンクなどのほとんどどのようなソースからでも信号を取得できる。通常、対象のビデオ信号５０５がマークされているか否か、それが修正されているか否かは不明である。
【０１４９】
フレームロケータ５２０は、対象の信号５０５の「検出フレーム」の位置を判別する。検出フレームは、システムが透かしを検出しようとする信号の選択したフレームである。システムはまた、選択した検出フレームを囲むフレーム内の透かしを突き止めようとすることもできる。
【０１５０】
部分的ブラインド方式および完全ブラインド方式の両方で、領域の中心フレームに使用した透かし埋め込みシステム３００（特に領域ロケータ３２０）のようにフレームロケータ５２０は同じハッシュ法（同じ秘密鍵を含む）を使用して、対象の信号のフレームのハッシュ値を求める。
【０１５１】
部分的ブラインド方式では、フレームロケータ５２０は、対象のビデオの各フレームの計算済みハッシュ値とハッシュ値の格納済みリスト（透かし埋め込みシステム３００によって元々生成されたもの）とを比較する。それぞれの正確なまたは実質的な一致は「検出フレーム」と呼ばれる。
【０１５２】
完全ブラインド方式では、フレームロケータ５２０が、ハッシュ値とランダム生成２進ベクトルとの比較を行って、検出フレームを選択するが、これは透かしを埋め込まれるか否かを決定するためである。
【０１５３】
透かし検出部５３０は、検出フレーム内に透かしが存在するか否かを判別する。透かし検出部は、透かし埋め込みシステム３００で採用している透かし技法に対応する検出法を採用する。透かし検出部５３０は、透かしが存在するか否かを示す。
【０１５４】
図７の例示的ビデオ透かし検出システム５００の前述のコンポーネントの機能について以下で詳述する。
【０１５５】
ビデオ透かし検出例の方法論的実施
図８は、例示的ビデオ透かし器演出システム５００（またはその一部）の方法論的実施を示している。具体的には、この図は例示的ビデオウォーターメーカーの透かし検出の方法論的実施を示している。この方法論的実施は、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実行することができる。
【０１５６】
図８の６１０で、例示的ビデオウォーターメーカーは対象のビデオ信号を受け取る。通常、対象のビデオ信号５０５がマークされているか否か、およびそれが修正されているか否かは不明である。
【０１５７】
６１２で、対象の信号の「検出フレーム」の位置を判別する。６１４で、例示的ビデオウォーターメーカーは、検出フレーム内に透かしが存在するか否かを判別する。透かし検出部は、図６の透かし埋め込み方法論的実施で採用している透かし技法に対応する検出法を採用している。通常、これは透かしが存在するか否かも示す。このような指示は、格納、表示、印刷などができる。このプロセスは６１６で終了する。
【０１５８】
その他の実施の詳細
「部分的ブラインド」方式は、デコーダ側にハッシュ値が知られている必要があるという意味で部分的ブラインドである。「完全ブラインド」方式は、完全にブラインドであり、ハッシュ値の衝突確率が低く、近似的一様分布になるという事実に依存する。
【０１５９】
長さＮの入力ビデオ｛Ｘｉ｝を与えると、例示的ビデオウォーターメーカーはそれぞれ長さＬｗの透かし｛Ｗｊ｝，１≦ｊ≦ＭをＭ個の異なる場所に埋め込む。秘密鍵Ｋは、両方の方式においてすべてのランダム化されたタスクで疑似乱数生成器のシードである。Ｈ（・）を長さＬのハッシュを生成するために使用するハッシュ関数とする。ａ（ｋ）を入力ベクトルａのｋ番目の要素とする。ｆを、実数上で定義された連続単調偶関数（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｍｏｎｏｔｏｎｉｃ  ｅｖｅｎ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）とし、ｆ（０）＝１、｜ｘ｜≧１かつｆ（｜ｘ｜）≧ｆ（｜ｘ｜＋｜ε｜），ｘ，ε∈Ｒについてｆ（ｘ）＝０とする。｛Ｙｉ｝を透かしデコーダへの入力とする。
【０１６０】
部分的ブラインド方式
透かしエンコーディング：透かし領域の中心とするフレーム
【０１６１】
【数１】
2008211784.tif 000003
【０１６２】
を疑似ランダムに選択する。ただし、ｉｊ∈｛１，２，．．．，Ｎ｝，１≦ｊ≦Ｍ、かつすべてのｊ≠ｋ，１≦ｊ，ｋ≦Ｍについて｜ｉｊ−ｉｋ｜≧Ｋとする。ここでＫ∈Ｚ＋は、ユーザ選択のパラメータでよい。ｗ．ｌ．ｏ．ｇ．を、ｉ１＜ｉ２＜．．．＜ｉＭと仮定する。
【０１６３】
【数２】
2008211784.tif 000004
【０１６４】
１≦ｊ≦Ｍを求める。
【０１６５】
１≦ｊ≦Ｍについて透かし埋め込みの後、半大域的統計量
【０１６６】
【数３】
2008211784.tif 000005
【０１６７】
を求める。
【０１６８】
【数４】
2008211784.tif 000006
【０１６９】
それ以外の場合には０となる、符号ベクトル
【０１７０】
【数５】
2008211784.tif 000007
【０１７１】
、１≦ｊ≦Ｍを計算する。
【０１７２】
【数６】
2008211784.tif 000008
【０１７３】
１≦ｊ≦Ｍ、さらに１≦ｊ≦Ｍ−１について
【０１７４】
【数７】
2008211784.tif 000009
【０１７５】
を疑似ランダムに求める。
【０１７６】
フレーム
【０１７７】
【数８】
2008211784.tif 000010
【０１７８】
について、量子化インデックス変調（ＱＩＭ）透かしを使用し、また
【０１７９】
【数９】
2008211784.tif 000011
【０１８０】
をクオンタイザステップサイズとして、
【０１８１】
【数１０】
2008211784.tif 000012
を符号ベクトルとして使用してすかしｗｊを埋め込む。ただし、１≦ｊ≦Ｍ、
【０１８２】
【数１１】
2008211784.tif 000013
【０１８３】
および｛Δｊ｝はユーザー入力の正のパラメータとする。
【０１８４】
透かしデコード：長さＮＹの入力ビデオ｛Ｙｉ｝が与えられたとすると、すべてのｉについてハッシュ値Ｈ（Ｙｉ）を計算する。
【０１８５】
すべての１≦ｋ≦ＮＹについて
【０１８６】
【数１２】
2008211784.tif 000014
【０１８７】
となる、すべての１≦ｊ≦Ｍについてのフレーム
【０１８８】
【数１３】
2008211784.tif 000015
【０１８９】
を求める。
【０１９０】
各フレーム
【０１９１】
【数１４】
2008211784.tif 000016
【０１９２】
１≦ｊ≦Ｍについて、量子化インデックス変調（ＱＩＭ）透かし技術を使用し、また
【０１９３】
【数１５】
2008211784.tif 000017
【０１９４】
をクオンタイザステップサイズとして使用して透かしデコードを実行する。ここで０＜αｊ≦１はユーザが決定するパラメータである。デコードされたベクトルを
【０１９５】
【数１６】
2008211784.tif 000018
【０１９６】
が与えられたとして、
【０１９７】
【数１７】
2008211784.tif 000019
【０１９８】
の場合にＷＤ，ｊ（ｌ）＝１、そうでない場合に０とする多数決規則（ｍａｊｏｒｉｔｙ  ｒｕｌｅ）を使用して｛ＷＤ，ｊ｝を求める。ここに、ｒｏｕｎｄ（・）は、整数演算への丸めを表し、ＷＤ，ｊはその結果のデコードされたベクトルで、
【０１９９】
【数１８】
2008211784.tif 000020
【０２００】
の近傍から導かれるものである。
【０２０１】
ｍａｘｊｄ（ＷＤ，ｊ，Ｗｊ）＜Ｔの場合に透かしが存在し、そうでない場合には存在しないと宣言する。
【０２０２】
完全ブラインド方式
透かしエンコード：
【０２０３】
【数１９】
2008211784.tif 000021
【０２０４】
のＭ個のランダム２進数ベクトルｈｊ，１≦ｊ≦Ｍを生成する。
【０２０５】
Ｈ（Ｘｉ），１≦ｉ≦Ｎを求める。
【０２０６】
【数２０】
2008211784.tif 000022
【０２０７】
について
【０２０８】
【数２１】
2008211784.tif 000023
【０２０９】
がＨ（Ｘｉ）のｌｋ番目の要素となり、
【０２１０】
【数２２】
2008211784.tif 000024
【０２１１】
が｛１，２，．．．Ｌ｝のランダムな部分集合であるような長さ
【０２１２】
【数２３】
2008211784.tif 000025
【０２１３】
１≦ｉ≦Ｎを求める。
【０２１４】
各ｊ，１≦ｊ≦Ｍについて、各ｊ，１≦ｊ≦Ｍについて
【０２１５】
【数２４】
2008211784.tif 000026
【０２１６】
を求める。ここでＮｊは、ランダム２進数ベクトルｈｊが入力ビデオのハッシュ値と一致する場所の数である。
【０２１７】
【数２５】
2008211784.tif 000027
【０２１８】
について、半大域的統計量、その量子化値および対応する符号ベクトルを計算し、異なる近傍同士は重なり合わないような透かし近傍幅をランダムに求める（部分的ブラインド方式のエンコード部分の一部に似ている）。
【０２１９】
【数２６】
2008211784.tif 000028
【０２２０】
に対する透かし近傍幅とする（特定のｊに対しすべてのｋについて同じ）。
【０２２１】
【数２７】
2008211784.tif 000029
【０２２２】
と各ｊ，１≦ｊ≦Ｍについて量子化ステップサイズΔｊｆ（ｌｊ／Ｗｊ），−Ｗｊ≦ｌｊ≦Ｗｊ，１≦ｋ≦Ｎｊを使用して透かしＷｊを埋め込む。透かし埋め込みにＱＩＭ透かし技術を使用する。ここで、クオンタイザステップサイズ｛Δｊ｝はユーザ側で入力する正のパラメータである。
【０２２３】
透かしデコード：長さＮＹの入力ビデオ｛Ｙｉ｝が与えられたとすると、すべてのｉについてハッシュ値Ｈ（Ｙｉ）を計算する。
【０２２４】
【数２８】
2008211784.tif 000030
【０２２５】
がＨ（Ｙｉ）のｌｋ番目の要素となり、
【０２２６】
【数２９】
2008211784.tif 000031
【０２２７】
が上のエンコードで求めた｛１，２，．．．Ｌ｝の同じサブセットであるような長さ
【０２２８】
【数３０】
2008211784.tif 000032
【０２２９】
１≦ｉ≦ＮＹを求める。
【０２３０】
各ｊ，１≦ｊ≦Ｍについて、
【０２３１】
【数３１】
2008211784.tif 000033
【０２３２】
１≦ｊ≦Ｍとなるようなフレーム
【０２３３】
【数３２】
2008211784.tif 000034
【０２３４】
は、ランダム２進数ベクトルｈｊが入力ビデオのハッシュ値と一致する場所の数である。
【０２３５】
各フレーム
【０２３６】
【数３３】
2008211784.tif 000035
【０２３７】
１≦ｊ≦Ｍについて、ＱＩＭ透かし技術を使用し、Δｊｆ（ｌｊ／Ｗｊ）をクオンタイザステップサイズとして使用して透かしデコードを実行する。ここで０＜αｊ≦１はユーザが決定するパラメータである。デコードされたベクトルを
【０２３８】
【数３４】
2008211784.tif 000036
【０２３９】
が与えられたとして、
【０２４０】
【数３５】
2008211784.tif 000037
【０２４１】
の場合にＷＤ，ｊ（ｍ）＝１、そうでない場合に０とする多数決規則を使用して｛ＷＤ，ｊ｝を求める。ここに、ｒｏｕｎｄ（・）は、整数演算への丸めを表し、ＷＤ，ｊはその結果のデコードされたベクトルで、可能なすべての
【０２４２】
【数３６】
2008211784.tif 000038
【０２４３】
の近傍から導かれるものである。
【０２４４】
ｍａｘｊｄ（ＷＤ，ｊ，Ｗｊ）＜Ｔの場合に透かしが存在し、そうでない場合には存在しないと宣言する。
【０２４５】
人為的視覚効果の減少
両方の方式で、所定の中心フレームに関して、透かしが近傍内に埋め込まれる。これは、ＱＩＭ透かし技術を使用して行う。このプロセスでは、符号ベクトルは、中心フレームから導出されるもので、人為的視覚効果の減少に関して重要な役割を果たす場合がある。特定の統計量に関して、所定のフレームについて一方が高い値に量子化され、近傍フレームについて一方が低い値に量子化されると、軽い「フリッカ効果」が生じる。この効果を最小限に抑えるために、固定符号ベクトルを使用できる。このベクトルは、近傍の範囲全体に対し使用される。
【０２４６】
コンピューティングシステムと環境の例
図９は、例示的ビデオウォーターメーカーが本明細書で説明しているように（完全にまたは部分的に）実施できる適当なコンピューティング環境９００の例を示している。コンピューティング環境９００は、本明細書で説明しているコンピュータおよびネットワークアーキテクチャで利用できる。
【０２４７】
コンピューティング環境例９００は、コンピューティング環境の一例にすぎず、コンピュータおよびネットワークアーキテクチャの使用または機能の範囲に関する限定を示唆するものではない。このコンピューティング環境９００は例のコンピューティング環境９００で示されているコンポーネントのいずれかまたは組み合わせに関して従属している、あるいは必要であるとは解釈すべきではない。
【０２４８】
この例示的ビデオウォーターメーカーは、他の多数の汎用または専用のコンピューティングシステム環境または構成でも実施できる。使用するのに適していると思われるよく知られているコンピューティングシステム、環境、構成の例として、パソコン、サーバコンピュータ、シンクライアント、シッククライアント、携帯またはラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、セットトップボックス、プログラム可能家電製品、ネットワークＰＣ、ミニコン、メインフレームコンピュータ、上記システムまたはデバイスを含む分散コンピューティング環境などがある。
【０２４９】
例示的ビデオウォーターメーカーは、コンピュータによって実行されるプログラムモジュールなどのコンピュータ実行可能命令の一般的文脈において説明できる。一般に、プログラムモジュールには、特定のタスクを実行する、あるいは特定の抽象データ型を実施するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などが含まれる。例示的ビデオウォーターメーカーは、さらに、通信ネットワークを介してリンクされているリモート処理デバイスによってタスクが実行される分散コンピューティング環境で実用することもできる。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールをメモリ記憶デバイスを含むローカルとリモートの両方のコンピュータ記憶媒体に配置できる。
【０２５０】
コンピューティング環境９００は、汎用コンピューティングデバイスをコンピュータ９０２の形態で備える。コンピュータ９０２のコンポーネントは、１つまたは複数のプロセッサまたは処理ユニット９０４、システムメモリ９０６、およびプロセッサ９０４を含むさまざまなシステムコンポーネントをシステムメモリ９０６に結合するシステムバス９０８を備えるがこれに限られるわけではない。
【０２５１】
システムバス９０８は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺機器バス、グラフィック専用高速バス、およびさまざまなバスアーキテクチャを使用するプロセッサまたはローカルバスを含む数種類のバス構造のうち１つまたは複数を表す。たとえば、前記アーキテクチャには、Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ（ＩＳＡ）バス、Ｍｉｃｒｏ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ（ＭＣＡ）バス、Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）バス、Ｖｉｄｅｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＶＥＳＡ）ローカル・バス、およびＭｅｚｚａｎｉｎｅバスとも呼ばれるＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ（ＰＣＩ）バスがある。
【０２５２】
コンピュータ９０２は通常、多数のコンピュータ読み取り可能媒体を備える。このような媒体は、コンピュータ９０２によってアクセス可能な利用可能な媒体でよく、揮発性および不揮発性媒体、取り外し可能および取り外し不可能媒体がある。
【０２５３】
システムメモリ９０６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９１０などの揮発性メモリおよび／または読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）９１２などの不揮発性メモリの形態のコンピュータ読み取り可能媒体を含む。起動時などにコンピュータ９０２内の要素間の情報伝送を助ける基本ルーチンを含む基本入出力システム（ＢＩＯＳ）９１４は、ＲＯＭ  ９１２に格納される。ＲＡＭ  ９１０は、通常、処理ユニット９０４に即座にアクセス可能な、また現在操作されているデータやプログラムモジュールを含む。
【０２５４】
コンピュータ９０２はさらに、その他の取り外し可能／取り外し不可能、揮発性／不揮発性コンピュータ記憶媒体も備えることができる。たとえば、図９は、取り外し不可能不揮発性磁気媒体（図には示されていない）への読み書きを行うハードディスクドライブ９１６、取り外し可能不揮発性磁気ディスク９２０（たとえば「フロッピー（Ｒ）ディスク」）への読み書きを行う磁気ディスクドライブ９１８、およびＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、またはその他の光媒体などの取り外し可能不揮発性光ディスク９２４への読み書きを行う光ディスクドライブ９２２を示す。ハードディスクドライブ９１６、磁気ディスクドライブ９１８、および光ディスクドライブ９２２は、それぞれ、１つまたは複数のデータ媒体インタフェース９２６によりシステムバス９０８に接続される。それとは別に、ハードディスクドライブ９１６、磁気ディスクドライブ９１８、および光ディスクドライブ９２２は、１つまたは複数のインタフェース（図には示されていない）によりシステムバス９０８に接続できる。
【０２５５】
ディスクドライブおよび関連コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータ９０２用のコンピュータ読み取り可能命令、データ構造、プログラムモジュール、およびその他のデータを格納する不揮発性ストレージを備える。例では、ハードディスク９１６、取り外し可能磁気ディスク９２０、および取り外し可能光ディスク９２４が示されているが、磁気カセットまたはその他の磁気ストレージデバイス、フラッシュメモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）またはその他の光ストレージ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）などのコンピュータによってアクセス可能なデータを格納できる他のタイプのコンピュータ読み取り可能媒体も、コンピューティングシステムおよび環境の例を実施するために利用できることは理解できるであろう。
【０２５６】
ハードディスク９１６、磁気ディスク９２０、光ディスク９２４、ＲＯＭ  ９１２、および／またはＲＡＭ  ９１０には、たとえば、オペレーティングシステム９２６、１つまたは複数のアプリケーションプログラム９２８、その他のプログラムモジュール９３０、およびプログラムデータ９３２を含む、プログラムモジュールをいくつでも格納できる。このようなオペレーティングシステム９２６のそれぞれ、１つまたは複数のアプリケーションプログラム９２８、他のプログラムモジュール９３０およびプログラムデータ９３２（またはその組み合わせ）は、信号取得部、領域ロケータ、領域定義部、領域マーカー、信号マーカー、フレームロケータ、同期部、および透かし検出部の実施形態を含むことができる。
【０２５７】
ユーザは、キーボード９３４およびポインティングデバイス９３６（たとえば、「マウス」）などの入力デバイスを介してコンピュータ９０２にコマンドおよび情報を入力できる。他の入力デバイス９３８（特に示されていない）としては、マイク、ジョイスティック、ゲームパッド、衛星放送受信アンテナ、シリアルポート、スキャナなどがある。これらの入力デバイスやその他の入力デバイスは、システムバス９０８に結合されている入力／出力インタフェース９４０を介して処理ユニット９０４に接続されるが、パラレルポート、ゲームポート、またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）などの他のインタフェースおよびバス構造により接続することもできる。
【０２５８】
モニタ９４２またはその他のタイプの表示デバイスも、ビデオアダプタ９４４などのインタフェースを介してシステムバス９０８に接続できる。モニタ９４２の他に、入力／出力インタフェース９４０を介してコンピュータ９０２に接続可能な、スピーカ（図に示されていない）およびプリンタ９４６などの他の出力周辺デバイスもある。
【０２５９】
コンピュータ９０２は、リモートコンピューティングデバイス９４８などの１つまたは複数のリモートコンピュータへの論理接続を使用してネットワーク環境で動作することもできる。たとえば、リモートコンピューティングデバイス９４８としては、パーソナルコンピュータ、携帯型コンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークコンピュータ、ピアデバイス、またはその他の共通ネットワークノードなどがある。リモートコンピューティングデバイス９４８は、コンピュータ９０２に関して本明細書で説明している要素および機能の多くまたはすべてを備えることができる携帯型コンピュータとして示されている。
【０２６０】
コンピュータ９０２とリモートコンピュータ９４８との間の論理的接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）９５０および一般的なワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）９５２として示されている。このようなネットワーキング環境は、事務所、企業規模のコンピュータネットワーク、イントラネットおよびインターネットではよくある。
【０２６１】
ＬＡＮネットワーキング環境に実施する場合は、コンピュータ９０２はネットワークインタフェースまたはネットワークアダプタ９５４を介してローカルネットワーク９５０に接続される。ＷＡＮネットワーキング環境に実施する場合は、コンピュータ９０２は通常、モデム９５６またはワイドネットワーク９５２上で通信を確立するためのその他の手段を備える。モデム９５６は、コンピュータに内蔵でも外付けでもよいが、入力／出力インタフェース９４０またはその他の適切なメカニズムを介してシステムバス９０８に接続できる。図示されているネットワーク接続は例であり、コンピュータ９０２と９４８の間に通信リンクを確立するその他手段を使用できることは理解されるであろう。
【０２６２】
コンピューティング環境９００で示されているようなものなどのネットワーク環境では、パーソナルコンピュータ９０２またはその一部に関して示されているプログラムモジュールは、リモートメモリストレージデバイスに格納できる。たとえば、リモートアプリケーションプログラム９５８は、リモートコンピュータ９４８のメモリデバイスに常駐する。説明のため、アプリケーションプログラムおよびオペレーティングシステムなどのその他の実行可能プログラムコンポーネントは、ここでは離散ブロックとして示されているが、このようなプログラムおよびコンポーネントはさまざまなときにコンピューティングデバイス９０２の異なるストレージコンポーネントに常駐し、コンピュータのデータプロセッサによって実行されることは理解されるであろう。
【０２６３】
コンピュータ実行可能命令
例示的ビデオウォーターメーカーの実施については、１つまたは複数のコンピュータまたはその他のデバイスによって実行される、プログラムモジュールなどのコンピュータ実行可能命令の一般的文脈において説明できる。一般に、プログラムモジュールには、特定のタスクを実行する、あるいは特定の抽象データ型を実施するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などが含まれる。通常、プログラムモジュールの機能をさまざまな実施形態での必要に応じて組み合わせるか、または分散させることができる。
【０２６４】
操作環境の例
図９は、例示的ビデオウォーターメーカーを実施できる適当な操作環境９００の例を示している。特に、本明細書で説明している例示的ビデオウォーターメーカーは、図９またはその一部の任意のプログラムモジュール９２８〜９３０および／またはオペレーティングシステム９２６により（全部または一部）実施できる。
【０２６５】
操作環境例は、適当な操作環境の一例にすぎず、本明細書で説明する例示的ビデオウォーターメーカーの使用または機能の範囲に関する限定を示唆するものではない。使用するのに適している他のよく知られているコンピューティングシステム、環境、構成として、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ・コンピュータ、携帯またはラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、プログラム可能家電製品、無線電話および機器、汎用および専用電気器具、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ネットワークＰＣ、ミニコン、メインフレームコンピュータ、上記システムまたはデバイスを含む分散コンピューティング環境などがあるが、これらに限られるわけではない。
【０２６６】
コンピュータ読み取り可能媒体
例示的ビデオウォーターメーカーの実施は、ある形式のコンピュータ読み取り可能媒体に格納またはある形式のコンピュータ読み取り可能媒体を介して送信することができる。コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータによってアクセス可能な媒体であればどのようなものでも利用できる。たとえば、コンピュータ読み取り可能媒体として、「コンピュータストレージ媒体」や「通信媒体」などがあるが、これらに限られるわけではない。
【０２６７】
「コンピュータストレージ媒体」には、揮発性および不揮発性の取り外し可能および取り外し不可能媒体が含まれ、コンピュータ読み取り可能命令、データ構造、プログラムモジュール、またはその他のデータなどの情報の記憶用の方法または技術で実施されている。コンピュータストレージ媒体には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたはその他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、またはその他の光ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたはその他の磁気ストレージデバイス、または目的の情報の格納に使用でき、コンピュータによってアクセスできる他の媒体があるが、これらに限られるわけではない。
【０２６８】
「通信媒体」は通常、コンピュータ読み取り可能命令、データ構造、プログラムモジュール、またはキャリア波やその他の搬送メカニズムなど変調データ信号にその他のデータを具現化したものである。通信媒体は、情報配信媒体も含む。
【０２６９】
「変調データ信号」とは、情報を信号内にエンコードするなどの方法で１つまたは複数の特性を設定または変更する信号のことである。たとえば、これには限らないが、通信媒体は有線ネットワークまたは直接有線接続などの有線媒体および音響、ＲＦ、赤外線、およびその他の無線媒体などの無線媒体を含む。上記の組み合わせも、コンピュータ読み取り可能媒体の範囲に含まれる。
【０２７０】
結論
本発明は、構造機能および／または方法論的ステップに特に向いている言語で説明されているが、請求項で定められている発明は必ずしも説明した特定の機能やステップに限定されるわけではないことを理解すべきである。むしろ、特定の機能およびステップは、本発明の実装の好ましい形態として開示されている。
【図面の簡単な説明】
【０２７１】
【図１】ビデオシーケンスのフレーム（つまり画像）を示す図である。
【図２】シーケンス領域の透かしの「プラトー」形状を示す図であり、これは、本発明の実施による透かしの入っているシーケンス領域の例を示す図である。
【図３】ビデオ信号の複数のプラトー形状シーケンス領域を示す図であり、これは、本発明の実施による信号の複数の透かし入りシーケンス領域の例を示す図である。
【図４】本発明の実施によるビデオ透かしアーキテクチャを示す概略ブロック図である。
【図５】本発明の実施によるビデオ透かし埋め込みシステムを示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の方法論的実施（たとえば、ビデオ透かし埋め込み）を図解した流れ図である。
【図７】本発明の実施によるビデオ透かし検出システムを示す概略ブロック図である。
【図８】本発明の方法論的実施（たとえば、ビデオ透かし検出）を図解した流れ図である。
【図９】本発明の実施を（全部または部分的に）実施することができるコンピューティング操作環境の例を示す図である。
【符号の説明】
【０２７２】
１４０  フレーム
１４２  水平の破線
１４４  実線（ビデオ信号）
１５０  プラトー領域
１５４ａ  リーディングエッジ
１５４ｂ  トレーリングエッジ
２００  ビデオ透かし入れアーキテクチャ
２２２  コンテンツプロデューサ／プロバイダ
２２４  ネットワーク
２２６  クライアント
２３０  コンテンツストレージ
２３２  透かし埋め込みシステム
２３４  配布サーバ
２４０  プロセッサ
２４２  メモリ
２４４  コンテンツ出力デバイス
２５０  オペレーティングシステム
２５２  透かし検出システム
２５４  コンテンツローダ
３００  例示的ビデオ透かし埋め込みシステム
３１０  信号取得部
３２０  領域ロケータ
３３０  領域定義部
３４０  領域マーカー
５００  ビデオ透かし検出システム
５０５  ビデオ信号
５１０  信号取得部
５２０  フレームロケータ
５３０  透かし検出部
９２８  アプリケーションプログラム
【図１】
2008211784.tif 000039
【図２】
2008211784.tif 000040
【図３】
2008211784.tif 000041
【図４】
2008211784.tif 000042
【図５】
2008211784.tif 000043
【図６】
2008211784.tif 000044
【図７】
2008211784.tif 000045
【図８】
2008211784.tif 000046
【図９】
2008211784.tif 000047
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月20日(2008.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ信号を保護することを容易にするための方法であって、
対象のビデオ信号の１つまたは複数のフレームを生成して、そのようなフレームに対する代表的識別子（「ｒｅｐ＿ｉｄ」）を生成し、フレームのｒｅｐ＿ｉｄは前記フレームの固有の特性に基づくステップと、
前記フレームの前記代表的識別子と１つまたは複数の予想されるｒｅｐ＿ｉｄｓのセットとを比較するステップと、
前記対象のビデオ信号の１つまたは複数の検出フレームを選択し、検出フレームの前記生成されたｒｅｐ＿ｉｄは実質的に前記セットの前記予想されるｒｅｐ＿ｉｄに対応するステップとを備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記１つまたは複数の検出フレームを調査するステップと、
前記調査に基づき、かつ前記ビデオ信号の既知の元の標本にアクセスすることなく、透かしが存在するか否かを判別するステップとをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１つまたは複数の検出フレームを調査するステップと、
そのような調査に基づいて透かしが存在しているか否かを判別するステップとをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記１つまたは複数の検出フレームと、１つまたは複数の検出フレームを囲むフレームとを調査するステップと、
そのような調査に基づいて透かしが存在しているか否かを判別するステップとをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
フレームの前記ｒｅｐ＿ｉｄが前記フレームのハッシュ値からなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
１つまたは複数の予想されるｒｅｐ＿ｉｄの前記セットは透かしが埋め込まれている元の信号のフレームのハッシュ値からなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
コンピュータによって実行されたときに請求項１に記載の方法を実行するコンピュータ実行可能命令を有することを特徴とするコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項８】
前記コンピュータによって実行されたときに請求項１に記載の方法を実行するコンピュータ実行可能命令を有することを特徴とする１つまたは複数のコンピュータ読み取り可能媒体を備えるコンピュータ。
【請求項９】
透かし検出システムであって、
対象のビデオ信号を取得するように構成されているビデオ信号取得部と、
前記対象のビデオ信号の１つまたは複数のフレームを生成して、そのようなフレームの代表的識別子（「ｒｅｐ＿ｉｄ」）を生成し、フレームのｒｅｐ＿ｉｄは前記フレームの固有の特性に基づき、
前記フレームの前記代表的識別子を１つまたは複数の予想されるｒｅｐ＿ｉｄｓのセットと比較し、
前記対象のビデオ信号の１つまたは複数の検出フレームを選択し、検出フレームの生成されたｒｅｐ＿ｉｄが前記セットの前記予想されるｒｅｐ＿ｉｄに実質的に対応するように構成されたフレームロケータと、
前記１つまたは複数の検出フレームを調査し、
そのような調査に基づき、かつ前記ビデオ信号の既知の元の標本にアクセスすることなく、透かしが存在するか否かを判別するように構成された透かし検出部とを備えることを特徴とするシステム。