(57)【要約】【課題】電子透かし情報の幾何学的変形に対する耐性を向上させることができる情報重畳装置、情報重畳方法、情報検出装置、情報検出方法および重畳情報検出システムを提供する。【解決手段】情報重畳装置は、単位埋め込みブロックを記憶するメモリ４と、メモリ４から単位埋め込みブロックを反復して読み出すウオーターマーク反復器３と、ウオーターマーク反復器３から読み出された単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換部７と、幾何学変換部７から読み出された幾何学変換された単位埋め込みブロックを、情報信号の全領域に反復するように情報信号に重畳するウオーターマーク埋め込み器１を備えた。【選択図】　図１
2004072501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳する情報重畳装置において、
上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、
上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、
上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、
上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段と
を備えたことを特徴とする情報重畳装置。
【請求項２】
請求項１記載の情報重畳装置において、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換することを特徴とする情報重畳装置。
【請求項３】
請求項２記載の情報重畳装置において、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換することを特徴とする情報重畳装置。
【請求項４】
情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳する情報重畳装置において、
上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、
上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、
上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、
上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段と
を備えたことを特徴とする情報重畳装置。
【請求項５】
請求項４記載の情報重畳装置において、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換することを特徴とする情報重畳装置。
【請求項６】
請求項５記載の情報重畳装置において、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換することを特徴とする情報重畳装置。
【請求項７】
情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する情報検出装置において、
上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、
上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、
上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、
上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段と
を備えたことを特徴とする情報検出装置。
【請求項８】
請求項７記載の情報検出装置において、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換することを特徴とする情報検出装置。
【請求項９】
請求項８記載の情報検出装置において、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換することを特徴とする情報検出装置。
【請求項１０】
請求項７記載の情報検出装置において、
上記検出出力生成手段は、上記情報信号の空間上の領域に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定することを特徴とする情報検出装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の情報検出装置において、
上記検出出力生成手段は、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の空間上の領域に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力することを特徴とする情報検出装置。
【請求項１２】
情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する情報検出装置において、
上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、
上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、
上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、
上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段と
を備えたことを特徴とする情報検出装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の情報検出装置において、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換することを特徴とする情報検出装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の情報検出装置において、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換することを特徴とする情報検出装置。
【請求項１５】
請求項１２記載の情報検出装置において、
上記検出出力生成手段は、上記情報信号の時刻に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定することを特徴とする情報検出装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の情報検出装置において、
上記検出出力生成手段は、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の時刻に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力することを特徴とする情報検出装置。
【請求項１７】
情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳する情報重畳方法において、
上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶ステップと、
上記記憶ステップから上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復ステップと、
上記単位埋め込みブロック反復ステップから読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、
上記幾何学変換ステップから読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳ステップと
を備えたことを特徴とする情報重畳方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の情報重畳方法において、
上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換することを特徴とする情報重畳方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の情報重畳方法において、
上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換することを特徴とする情報重畳方法。
【請求項２０】
情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳する情報重畳方法において、
上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶ステップと、
上記記憶ステップから上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復ステップと、
上記単位埋め込みブロック反復ステップから読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、
上記幾何学変換ステップから読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳ステップと
を備えたことを特徴とする情報重畳方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の情報重畳方法において、
上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換することを特徴とする情報重畳方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の情報重畳方法において、
上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換することを特徴とする情報重畳方法。
【請求項２３】
情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する情報検出方法において、
上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、
上記幾何学変換ステップにより幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積ステップと、
上記折り畳み累積ステップの累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定ステップと、
上記相関判定ステップの検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換ステップの幾何学変換を変化させる検出出力生成ステップと
を備えたことを特徴とする情報検出方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の情報検出方法において、
上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換することを特徴とする情報検出方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の情報検出方法において、
上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換することを特徴とする情報検出方法。
【請求項２６】
請求項２３記載の情報検出方法において、
上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の空間上の領域に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定することを特徴とする情報検出方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の情報検出方法において、
上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の空間上の領域に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力することを特徴とする情報検出方法。
【請求項２８】
情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する情報検出方法において、
上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、
上記幾何学変換ステップにより幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積ステップと、
上記折り畳み累積ステップの累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定ステップと、
上記相関判定ステップの検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換ステップの幾何学変換を変化させる検出出力生成ステップと
を備えたことを特徴とする情報検出方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の情報検出方法において、
上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換することを特徴とする情報検出方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の情報検出方法において、
上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換することを特徴とする情報検出方法。
【請求項３１】
請求項２８記載の情報検出方法において、
上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の時刻に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定することを特徴とする情報検出方法。
【請求項３２】
請求項３１記載の情報検出方法において、
上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の時刻に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力することを特徴とする情報検出方法。
【請求項３３】
情報重畳装置において情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳し、情報検出装置において情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する重畳情報検出システムにおいて、
情報重畳装置は、
上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、
上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、
上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、
上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段とを備え、
情報検出装置は、
上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、
上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、
上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、
上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段と
を備えたことを特徴とする重畳情報検出システム。
【請求項３４】
請求項３３記載の重畳情報検出システムにおいて、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換することを特徴とする重畳情報検出システム。
【請求項３５】
請求項３４記載の重畳情報検出システムにおいて、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換することを特徴とする重畳情報検出システム。
【請求項３６】
請求項３３記載の重畳情報検出システムにおいて、
上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の空間上の領域に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定することを特徴とする重畳情報検出システム。
【請求項３７】
請求項３６記載の重畳情報検出システムにおいて、
上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の空間上の領域に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力することを特徴とする重畳情報検出システム。
【請求項３８】
情報重畳装置において情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳し、情報検出装置において情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する重畳情報検出システムにおいて、
情報重畳装置は、
上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、
上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、
上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、
上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段とを備え、
情報検出装置は、
上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、
上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、
上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、
上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段と
を備えたことを特徴とする重畳情報検出システム。
【請求項３９】
請求項３８記載の重畳情報検出システムにおいて、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換することを特徴とする重畳情報検出システム。
【請求項４０】
請求項３９記載の重畳情報検出システムにおいて、
上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換することを特徴とする重畳情報検出システム。
【請求項４１】
請求項３８記載の重畳情報検出システムにおいて、
上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の時刻に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定することを特徴とする重畳情報検出システム。
【請求項４２】
請求項４１記載の重畳情報検出システムにおいて、
上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の時刻に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力することを特徴とする重畳情報検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、動画像や静止画像、音声、音楽信号などの情報信号に重畳される関連情報に基づいて情報信号の処理を行う情報重畳装置、情報重畳方法、情報検出装置、情報検出方法および重畳情報検出システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク等の記録媒体や、放送局等より衛星波や地上波、ケーブル等の伝送媒体を介して伝送されるコンテンツ等について、いわゆる電子透かしにより著作権の保護を図る方法が提案されている。この方法は、ビデオ信号やオーディオ信号等の再生に影響を与えない程度の微小な信号レベルにより、著作権に関するデータの変調信号等をビデオ信号やオーディオ信号に重畳して記録するものである。画像、音声、データ等様々なデジタルコンテンツが劣化のない状態でコピーされたりする可能性のあるデジタルネットワーク時代において、電子透かし技術はコンテンツ自身に情報を埋め込むことにより著作権を保護することのできる有力な技術である。
【０００３】
例えば、デジタルビデオ信号等の画像信号において、電子透かしを実現する手法について説明する。ここでは画像信号の持つ統計的な性質に基づいて、ＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ　Ｎｏｉｓｅ）系列の乱数データを基本パターンとして電子透かしを埋め込む場合について考える。簡単のため輝度信号のフレームデータを水平サイズ８画素、垂直サイズ６画素とする。
まず、ＰＮ系列の乱数データＰＮを、以下の数１式とおく。
【０００４】
【数１】
2004072501.tif 000003
【０００５】
この乱数データＰＮは統計的に総和が０になるように生成される。次に埋め込み情報ＤＣをこのような性質を持つ乱数データＰＮによりスペクトラム拡散する。すなわち埋め込み情報ＤＣの極性が「１」の場合には、乱数データＰＮのパターンをそのまま使用することにより、電子透かしパターンＷＭは、以下の数２式となる。
【０００６】
【数２】
2004072501.tif 000004
【０００７】
また埋め込み情報ＤＣの極性が「０」の場合には、乱数データＰＮのパターンを反転したものを使用することにより、電子透かしパターンＷＭは、以下の数３式となる。
【０００８】
【数３】
2004072501.tif 000005
【０００９】
なお埋め込み情報ＤＣが複数の情報ビットから構成される場合には、例えば輝度信号のフレームデータを適当な小領域に分割し、各情報ビットをそれぞれの小領域に対応させればよい。また、例えば互いに直行するような複数の異なる電子透かしパターンを使用し、各情報ビットをそれぞれの電子透かしパターンに対応させればよい。また、これらの手法を組み合わせて使用してもよい。
一方、デジタルビデオ信号等の画像信号において、近接する輝度信号は同程度の画素値を持つという性質から、輝度信号のフレームデータＤＶ１を、以下の数４式とおく。
【００１０】
【数４】
2004072501.tif 000006
【００１１】
電子透かしの埋め込みは、輝度信号のフレームデータＤＶ１に電子透かしパターンＷＭを加算することによって実現する。埋め込み情報ＤＣの極性が「１」の場合には、電子透かしを埋め込んだ輝度信号のフレームデータＤＶ２は、以下の数５式となる。
【００１２】
【数５】
2004072501.tif 000007
【００１３】
このようにして電子透かしを埋め込んだ輝度信号のフレームデータＤＶ２から、埋め込み情報ＤＣを検出するためには、埋め込み時と同一のＰＮ系列の乱数データＰＮを使用する。まず元の輝度信号のフレームデータＤＶ１と乱数データＰＮと内積値Ｐ１は、以下の数６式となる。
【００１４】
【数６】
Ｐ１＝ＤＶ１・ＰＮ＝１
【００１５】
ここで、画素信号の持つ統計的な性質から内積値Ｐ１は「０」近傍の値となる。これに対して電子透かしを埋め込んだ輝度信号のフレームデータＤＶ２と乱数データＰＮとの内積Ｐ２は、埋め込み情報ＤＣの極性が「１」の場合には、以下の数７となる。
【００１６】
【数７】
Ｐ２＝ＤＶ２・ＰＮ＝（ＤＶ１＋ＷＭ）・ＰＮ＝（ＤＶ１＋ＰＮ）・ＰＮ＝Ｐ１＋ＰＮ２　＝１＋４８
【００１７】
また、埋め込み情報ＤＣの極性が「０」の場合には、以下の数８となる。
【００１８】
【数８】
Ｐ２＝ＤＶ２・ＰＮ＝（ＤＶ１＋ＷＭ）・ＰＮ＝（ＤＶ１−ＰＮ）・ＰＮ＝Ｐ１−ＰＮ２　＝１−４８
【００１９】
すなわち内積値Ｐ２の絶対値は、乱数データＰＮ２　近傍の値となる。元の輝度信号のフレームデータＤＶ１と乱数データＰＮの内積値Ｐ１および電子透かしを埋め込んだ輝度信号のフレームデータＤＶ２と乱数データＰＮの内積値Ｐ２を様々な画像に対して計算すると、内積値Ｐ１およびＰ２の分布は所定の確率密度関数で表現することができる。したがって、以下の数９式のように、適当な非負の閾値ＴＨを設定することによって、電子透かしを埋め込んだ輝度信号のフレームデータＤＶ２から埋め込み情報ＤＣを検出することができる。
【００２０】
【数９】
Ｐ２≦−ＴＨ・・・電子透かしあり（極性「０」）
｜Ｐ２｜＜ＴＨ・・・電子透かしなし
Ｐ２≧ＴＨ・・・電子透かしあり（極性「１」）
【００２１】
実際に電子透かしを実現する際には、電子透かし検出の信頼性と、電子透かしの画質に及ぼす影響の２点が重要なポイントである。電子透かしの有無を正確に判別するためには、上述した「電子透かしあり」の場合の確立密度関数と、「電子透かしなし」の場合の確立密度関数の分離を精度良く行うような閾値ＴＨを設定しなければならない。しかし実際には確率密度関数の裾野が重なり合い、電子透かしの有無を正確に判別できるような閾値ＴＨの選択は難しい。電子透かしが埋め込まれていないのに「電子透かしあり」と判断されてしまう確率を特にＦａｌｓｅ　Ｐｏｓｉｔｉｖｅと呼び、健全なコンテンツ流通を保証するためには極めて小さいＦａｌｓｅ　Ｐｏｓｉｔｉｖｅ値が要求される。したがって電子透かし検出の信頼性を向上するためには、以下の数１０式で示すように、非負のスカラーＣを用いて電子透かしの埋め込み強度を大きくする。
【００２２】
【数１０】
ＤＶ２＝ＤＶ１＋ＣＷＭ
【００２３】
【数１１】
Ｐ２＝ＤＶ２・ＰＮ＝（ＤＶ１＋ＣＷＭ）・ＰＮ＝（ＤＶ１±ＣＰＮ）・ＰＮ＝Ｐ１±ＣＰＮ２　
【００２４】
ここで、数１１式で示すように、電子透かしを埋め込んだ輝度信号のフレームデータＤＶ２と乱数データＰＮの内積値Ｐ２を十分に大きくすればよい。
しかし、このようにして電子透かしの埋め込み強度を大きくした場合、電子透かしの画質に及ぼす影響は無視できないものになってしまう。電子透かしの検出の信頼性と電子透かしの画質に及ぼす影響とは、トレードオフの関係にある。
【００２５】
電子透かしの検出の信頼性を確保しつつ、電子透かしの画質に及ぼす影響を極力抑えるためには、人間の視覚特性を効果的に利用して電子透かしを埋め込む手法が提案されている。これらの手法は人間の視覚特性を考慮して、電子透かしパターンを画像内で配分し直すものや、電子透かしパターンを画像の動きに追従させるもの等であり、全体の埋め込み強度を変えることなく電子透かしの画質に及ぼす影響を効果的に抑えている。
【００２６】
人間の目は平坦部分等の低周波領域での変化には敏感であるが、エッジ部分等の高周波領域での変化には鈍感である。これを利用して電子透かしパターンを目立ちやすい平坦部分から目立ちにくいエッジ部分へと再配分することにより、電子透かし検出の信頼性を確保しつつ、電子透かしの画質に及ぼす影響を抑えることができる。また画像が静止している場合には電子透かしパターンも静止させ、画像が動いている場合には電子透かしパターンも追従して動かすことにより、人間の目に感知しにくくなるように電子透かしを埋め込むことができる。
【００２７】
さらには電子透かしを埋め込んだ画像に対して、画像フォーマット変換、デジタル−アナログ変換、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ　Ｐｉｃｔｕｒｅ　Ｅｘｐｅｒｔｓ　Ｇｒｏｕｐ）圧縮、フィルタリング、クリッピング、リサイズ、ローテーション等の種々の攻撃を加えた場合にも、埋め込まれた電子透かし情報は正しく検出されなければならない。著作権を不当に侵そうとする者は、電子透かしを埋め込んだ画像に対して悪意を持ってこれらの攻撃を加える恐れがある。そこでこれらの攻撃に対する耐性を強化して、電子透かし検出の信頼性を確保するために、様々な手法が提案されている。しかしあらゆる攻撃に対して頑強な耐性を有するような電子透かし技術は未だ開発されておらず、早急な対策が望まれている。
【００２８】
電子透かし検出の信頼性と電子透かしの画質に及ぼす影響とはトレードオフの関係にあり、検出精度を向上するために電子透かしの埋め込み強度を大きくすると画質の劣化が無視できないものになり、画質に及ぼす影響を抑制するために電子透かしのうめ込み強度を小さくすると検出の信頼性が確保できなくなる。電子透かしの重畳・検出に際しては様々な方式が提案されているが、信頼性の高く安定した検出特性と劣化を知覚できないレベルの画質特性は未だ達成されておらず、これらを両立した電子透かし埋め込み方法を効果的に実現する必要がある。
【００２９】
また、特開２０００−１５１９８４号公報には、画像に付加されるウオーターマークとして、攻撃に対して強いものを付加することを目的として、画像の一部のＮ×Ｍ（Ｎ，Ｍは正の整数）個の画素からなる小領域に対応する大きさの単位ウオーターマークを縦横に反復した反復ウオーターマークを、画像に付加する付随情報付加装置が開示されている。
【００３０】
図１４は、従来のウオーターマーク埋め込み装置の構成を示す図である。
図１４に示すウオーターマーク埋め込み装置１４９は、画像の縦横に単位ウオーターマークｗｍが反復するウオーターマークＷＭＲを画像に重畳し、そのウオーターマーク重畳画像を出力するものである。単位ウオーターマークｗｍは、画像の一部の小領域に対応する大きさを有するものである。このウオーターマーク埋め込み装置１４９は、ウオーターマーク入力端子ｐ１０３からのウオーターマークｗｍを画像上の縦横に反復した状態の反復ウオーターマークＷＭＲを、入力端子ｐ１０１からの画像に埋め込み、反復ウオーターマークＷＭＲを埋め込んだ画像情報が、出力端子ｐ１０２から出力されるものである。
【００３１】
画像入力端子ｐ１０１に入力された動画像データはウオーターマーク埋め込み器１４１に入力される。
【００３２】
単位ウオーターマーク入力端子ｐ１０３から入力された単位ウオーターマークｗｍは、ウオーターマーク反復器１４３に入力される。ウオーターマーク反復器１４３は、１つの単位ウオーターマークｗｍの大きさに応じたＬ×Ｌの要素数を格納できる容量のメモリ１４４と、アドレス設定部１４５および１４６とからなる。
【００３３】
書き込み時には、この単位ウオーターマーク入力端子ｐ１０３から単位ウオーターマークｗｍが入力されると共に、ｘ座標入力端子ｐ１０４およびｙ座標入力端子ｐ１０５を通じて、その単位ウオーターマークｗｍについての座標のｘ座標要素およびｙ座標要素が入力されて、メモリ１４４にこの単位ウオーターマークｗｍが蓄えられる。
【００３４】
読み出し時には、ｘ座標入力端子ｐ１０４およびｙ座標入力端子ｐ１０５から１画像についてのｘ座標要素およびｙ座標要素が入力され、アドレス設定部１４５および１４６では、ｘ％Ｌおよびｙ％Ｌ（Ｌは単位ウオーターマークの縦および横の大きさであり、％は剰余を求める演算子である）の演算がそれぞれ行われる。そして、それぞれの演算結果の剰余がメモリ１４４のアドレスｘおよびｙとして入力される。
【００３５】
これにより、メモリ１４４からは、単位ウオーターマークｗｍが画像上の縦横に反復する反復ウオーターマークＷＭＲが得られ、ウオーターマーク埋め込み器１４１で、入力端子ｐ１０１から入力される画像データに埋め込まれる。
【００３６】
以上のようにしてウオーターマーク反復器１４３のメモリ１４４に書き込まれたウオーターマークＷＭＲは、画像入力端子ｐ１０１から入力される画像情報の各画素位置に応じた座標が、順次ｘ座標入力端子ｐ１０４およびｙ座標入力端子ｐ１０５からメモリ１４４に供給されることにより、読み出される。そして、読み出された反復ウオーターマークＷＭＲは、ウオーターマーク埋め込み器１４１に供給される。
【００３７】
一方、画像入力端子ｐ１０１から入力された画像データは、ウオーターマーク埋め込み器１４１だけではなく、埋め込み量判断器１４２にも供給される。埋め込み量判断器１４２は、入力された画像の特徴を調べ、付加しても画質に与える影響が少ないウオーターマークの埋め込み量を各場所について判断し、その量をウオーターマーク埋め込み器１４１に伝える。
【００３８】
ウオーターマーク埋め込み器１４１では、ウオーターマーク反復器１４３から入力された反復ウオーターマークＷＭＲに応じ、画像入力端子ｐ１０１から入力された画像データにウオーターマークを埋め込む。このとき、埋め込み量判断器１４２から供給される埋め込み量の情報に応じて埋め込み量が調節される。
【００３９】
ウオーターマーク埋め込み器１４１で生成された反復ウオーターマークＷＭＲが重畳された画像データは、画像出力端子ｐ１０２から出力される。また、反復ウオーターマークＷＭＲが重畳された画像データは、ＭＰＥＧ符号化器１４８に供給されて、ＭＰＥＧ方式により高能率符号化されて、ビットストリームとされ、出力端子ｐ１０６から出力される。
【００４０】
図１５は、従来のブロック化ウオーターマークの標準配置パターンを示す図である。図１５に示すブロック化ウオーターマークの標準配置パターンは、図１４に示したウオーターマーク埋め込み装置１４９により画像データに埋め込まれたウオーターマークである。
【００４１】
図１５において、単位ウオーターマークを示す埋め込みブロック１５１は、１２０画素×１２０画素とする。このとき、７２０画素×４８０画素の埋め込み画面１５２には、６個×４個の埋め込みブロック１５１を埋め込むようにしていた。
【００４２】
図１６は、従来のウオーターマーク検出回路の構成を示すブロック図である。図１６において、重ね合わせ部１６１には、端子ｐ１１１に入力された埋め込み画面１５２の６個×４個の埋め込みブロック１５１の画像データが入力され、重ねあわせ部１６１は、入力された埋め込み画面１５２の６個×４個の埋め込みブロック１５１の画像データを、単位ウオーターマークを示す埋め込みブロック１５１の大きさで折り畳んで重ね合わせて累積する。
【００４３】
内積部１６２は、ウオーターマーク基本パターン部１６４から供給される単位ウオーターマークを示す埋め込みブロック１５１の大きさの基本パターンと、重ね合わせ部１６１から供給される６個×４個の埋め込みブロック１５１の大きさで折り畳んで重ね合わせて累積した入力された埋め込み画面１５２の画像データとの内積をとる。内積結果は閾値部１６３へ供給される。閾値部１６３は、内積結果が閾値よりも小さいときはウオーターマーク無しと判断し、内積結果が閾値よりも大きいときはウオーターマーク有りと判断し、出力端子ｐ１１２に出力する。
【００４４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の付随情報付加装置では、重畳側で情報信号に電子透かし情報を重畳し、検出側で重畳された電子透かし情報を情報信号から検出するまでの通信および信号処理の間に情報信号に対して外乱により微小な拡大または縮小が行われることがあった。例えば、パーソナルコンピュータ（パソコン）でアナログ画像信号を受けるキャプチャーボードなどでその現象が観測された。
【００４５】
また、電子透かし情報を用いてコンテンツの著作権保護のためにコンテンツの複製制限をかける場合に、この複製制限を回避するために、著作権を不当に侵そうとする者は、電子透かし情報を微小に拡大または縮小することにより、電子透かし情報を検出できないようにすることが意図的に行われることが考えられる。また、同様に電子透かし情報に対して微小な回転が行われることも考えられる。
【００４６】
このような電子透かし情報の幾何学的変形があった場合には、上述した内積部１６２における６個×４個の埋め込みブロック１５１の大きさで折り畳んで重ね合わせて累積する入力された埋め込み画面１５２の画像データの重ね合わせの位置が互いにずれるので、重ね合わせた累積データと単位ウオーターマークを示す埋め込みブロック１５１の大きさの基本パターンとも位置がずれるので、検出値が小さくなる。図１７は、従来の電子透かし情報の拡大時の検出値を示す図であり、１％拡大したときでも検出値は１／３程度に低下することがわかる。また、図１８は、従来の電子透かし情報の回転時の検出値を示す図であり、０．５度回転したときでも検出値は１／３以下に低下することがわかる。
【００４７】
このような電子透かし情報の幾何学的変形に対する耐性を向上させるために拡大比または縮小比や回転角を推定して補正してから検出する方法が提案されているが、一旦検出器が検出モードに入ると検出時間が長くなるため、検出結果が出力されるまで推定した補正が適正なものであるかどうかがわからないという不都合があった。
【００４８】
また、これらの幾何学的変形の拡大比または縮小比や回転角の推定のためにグリッド状のパターンを情報信号に重畳させる方法があるが、情報信号の画質や幾何学的変形に対する耐性が犠牲になるという不都合があった。
【００４９】
また、グリッド状のパターンを情報信号に重畳しないで、電子透かし情報同士の自己相関を判定して推定する方法もあるが、推定に時間がかかって検出の質や精度が低下し、静止画では推定が困難な場合もあるという不都合があった。
【００５０】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電子透かし情報の幾何学的変形に対する耐性を向上させることができる情報重畳装置、情報重畳方法、情報検出装置、情報検出方法および重畳情報検出システムを提供することを課題とする。
【００５１】
【課題を解決するための手段】
本発明の情報重畳装置は、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段を備えたものである。
【００５２】
また、本発明の情報重畳装置は、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段を備えたものである。
【００５３】
また、本発明の情報検出装置は、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段とを備えたものである。
【００５４】
また、本発明の情報検出装置は、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段とを備えたものである。
【００５５】
また、本発明の情報重畳方法は、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶ステップと、上記記憶ステップから上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復ステップと、上記単位埋め込みブロック反復ステップから読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、上記幾何学変換ステップから読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳ステップを備えたものである。
【００５６】
また、本発明の情報重畳方法は、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶ステップと、上記記憶ステップから上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復ステップと、上記単位埋め込みブロック反復ステップから読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、上記幾何学変換ステップから読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳ステップを備えたものである。
【００５７】
また、本発明の情報検出方法は、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、上記幾何学変換ステップにより幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積ステップと、上記折り畳み累積ステップの累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定ステップと、上記相関判定ステップの検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換ステップの幾何学変換を変化させる検出出力生成ステップとを備えたものである。
【００５８】
また、本発明の情報検出方法は、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、上記幾何学変換ステップにより幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積ステップと、上記折り畳み累積ステップの累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定ステップと、上記相関判定ステップの検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換ステップの幾何学変換を変化させる検出出力生成ステップとを備えたものである。
【００５９】
また、本発明の重畳情報検出システムは、情報重畳装置は、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段とを備え、情報検出装置は、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段とを備えたものである。
【００６０】
また、本発明の重畳情報検出システムは、情報重畳装置は、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段とを備え、情報検出装置は、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段を備えたものである。
【００６１】
従って本発明によれば、以下の作用をする。
本発明の情報重畳装置において、記憶手段は単位埋め込みブロックを記憶するように作用する。単位埋め込みブロック反復手段は記憶手段から単位埋め込みブロックを反復して読み出すように作用する。幾何学変換手段は単位埋め込みブロック反復手段から読み出された単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域または時刻に応じて幾何学的に変換するように作用する。重畳手段は、幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された単位埋め込みブロックを、情報信号の全領域に反復するように情報信号に重畳するように作用する。
【００６２】
また、本発明の情報検出装置において、幾何学変換手段は反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域または時刻に応じて幾何学的に変換するように作用する。折り畳み累積手段は幾何学変換手段により幾何学的に変換された情報信号の一部の領域の単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積するように作用する。相関判定手段は折り畳み累積手段の累積結果と、単位埋め込みブロックとの相関を調べるように作用する。検出出力生成手段は相関判定手段の検出出力に基づいて、単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、検出出力の検出率に応じて幾何学変換手段の幾何学変換を変化させるように作用する。
【００６３】
また、本発明の情報重畳方法において、記憶ステップは単位埋め込みブロックを記憶するように作用する。単位埋め込みブロック反復ステップは記憶ステップから単位埋め込みブロックを反復して読み出すように作用する。幾何学変換ステップは単位埋め込みブロック反復ステップから読み出された単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域または時刻に応じて幾何学的に変換するように作用する。重畳ステップは幾何学変換ステップから読み出された幾何学変換された単位埋め込みブロックを、情報信号の全領域に反復するように情報信号に重畳するように作用する。
【００６４】
また、本発明の情報検出方法において、幾何学変換ステップは反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域または時刻に応じて幾何学的に変換するように作用する。折り畳み累積ステップは幾何学変換ステップにより幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積するように作用する。相関判定ステップは折り畳み累積ステップの累積結果と、単位埋め込みブロックとの相関を調べるように作用する。検出出力生成ステップは相関判定ステップの検出出力に基づいて、単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、検出出力の検出率に応じて幾何学変換ステップの幾何学変換を変化させるように作用する。
【００６５】
また、本発明の重畳情報検出システムにおいても各手段は情報重畳装置および情報検出装置と同様に作用する。
【００６６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。まず、ウオーターマーク埋め込み装置側で幾何学変換されたウオーターマークに画像データを重畳する場合を説明する。この場合、解決しようとする課題で示したように、出力される画像データはその後の経路において何らかの原因により外乱としての幾何学変換が加えられる。
【００６７】
図１は、本実施の形態に適用されるウオーターマーク埋め込み装置の構成例を示すブロック図である。
図１において、ウオーターマーク埋め込み装置１７は、反復ウオーターマークに幾何学変換を施す幾何学変換部７を有して構成される点が図１４に示した従来のウオーターマーク埋め込み装置１４９と異なる点である。ウオーターマークを示す電子透かし情報は、従来の技術に示したような手法を用いて情報信号に重畳されている。
【００６８】
図１に示すウオーターマーク埋め込み装置１７は、画像の縦横に単位ウオーターマークｗｍが反復するウオーターマークＷＭＲを画像に重畳し、そのウオーターマーク重畳画像を出力するものである。単位ウオーターマークｗｍは、画像の一部の小領域に対応する大きさを有するものである。このウオーターマーク埋め込み装置１７は、ウオーターマーク入力端子ｐ１からのウオーターマークｗｍを画像上の縦横に反復した状態の反復ウオーターマークＷＭＲを幾何学変換した変換反復ウオーターマークＷＭＲ’を、入力端子ｐ１からの画像に埋め込み、変換反復ウオーターマークＷＭＲ’を埋め込んだ画像情報が、出力端子ｐ２から出力されるものである。
画像入力端子ｐ１に入力された動画像データはウオーターマーク埋め込み器１に入力される。
【００６９】
単位ウオーターマーク入力端子ｐ３から入力された単位ウオーターマークｗｍは、ウオーターマーク反復器３に入力される。ウオーターマーク反復器３は、１つの単位ウオーターマークｗｍの大きさに応じたＬ×Ｌの要素数を格納できる容量のメモリ４と、アドレス設定部５および６とからなる。
【００７０】
書き込み時には、この単位ウオーターマーク入力端子ｐ３から単位ウオーターマークｗｍが入力されると共に、ｘ座標入力端子ｐ４およびｙ座標入力端子ｐ５を通じて、その単位ウオーターマークｗｍについての座標のｘ座標要素およびｙ座標要素が入力されて、メモリ４にこの単位ウオーターマークｗｍが蓄えられる。
【００７１】
読み出し時には、ｘ座標入力端子ｐ４およびｙ座標入力端子ｐ５から１画像についてのｘ座標要素およびｙ座標要素が入力され、アドレス設定部５および６では、ｘ％Ｌおよびｙ％Ｌ（Ｌは単位ウオーターマークの縦および横の大きさであり、％は剰余を求める演算子である）の演算がそれぞれ行われる。そして、それぞれの演算結果の剰余がメモリ４のアドレスｘおよびｙとして入力される。
【００７２】
これにより、メモリ４からは、単位ウオーターマークｗｍが画像上の縦横に反復する反復ウオーターマークＷＭＲが得られ、幾何学変換部７で幾何学変換された変換反復ウオーターマークＷＭＲ’がウオーターマーク埋め込み器１で、入力端子ｐ１から入力される画像データに埋め込まれる。
【００７３】
以上のようにしてウオーターマーク反復器３のメモリ４に書き込まれたウオーターマークＷＭＲは、画像入力端子ｐ１から入力される画像情報の各画素位置に応じた座標が、順次ｘ座標入力端子ｐ４およびｙ座標入力端子ｐ５からメモリ４に供給されることにより、読み出される。そして、読み出された反復ウオーターマークＷＭＲは、幾何学変換部７に供給される。
【００７４】
幾何学変換部７は、反復ウオーターマークＷＭＲを、例えば、拡大・縮小または回転などの幾何学変換を施し、幾何学変換された変換反復ウオーターマークＷＭＲ’はウオーターマーク埋め込み器１に供給される。
【００７５】
一方、画像入力端子ｐ１から入力された画像データは、ウオーターマーク埋め込み器１だけではなく、埋め込み量判断器２にも供給される。埋め込み量判断器２は、入力された画像の特徴を調べ、付加しても画質に与える影響が少ないウオーターマークの埋め込み量を各場所について判断し、その量をウオーターマーク埋め込み器１に伝える。
【００７６】
ウオーターマーク埋め込み器１では、ウオーターマーク反復器３から入力された反復ウオーターマークＷＭＲが幾何学変換部７を介して幾何学変換された変換反復ウオーターマークＷＭＲ’に応じ、画像入力端子ｐ１から入力された画像データにウオーターマークを埋め込む。このとき、埋め込み量判断器２から供給される埋め込み量の情報に応じて埋め込み量が調節される。
【００７７】
ウオーターマーク埋め込み器１で生成された幾何学変換された変換反復ウオーターマークＷＭＲ’が重畳された画像データは、画像出力端子ｐ２から出力される。また、幾何学変換された変換反復ウオーターマークＷＭＲ’が重畳された画像データは、ＭＰＥＧ符号化器８に供給されて、ＭＰＥＧ方式により高能率符号化されて、ビットストリームとされ、出力端子ｐ６から出力される。
【００７８】
図２は、微小拡大・縮小したブロック化ウオーターマークのパターンを示す図である。図２に示す微小拡大・縮小したブロック化ウオーターマークのパターンは、図１に示したウオーターマーク埋め込み装置１７により画像データに埋め込まれたウオーターマークである。
【００７９】
図２において、単位ウオーターマークを示す埋め込みブロック２１は、点線で示す元となる１２０画素×１２０画素に対して実線で示す微小拡大・縮小した大きさとする。このとき、点線で示す元となる７２０画素×４８０画素に対して実線で示す微小拡大・縮小した埋め込み画面２２には、６個×４個の微小拡大・縮小した埋め込みブロック２１を埋め込むようにする。
【００８０】
このようにして、幾何学変換部７で微小拡大・縮小した単位ウオーターマークを示す埋め込みブロック２１を生成し、ウオーターマーク埋め込み器１で画像データに対して埋め込みブロック２１を埋め込んで微小拡大・縮小した埋め込み画面２２を生成する。これにより、出力される画像データがその後の経路において何らかの原因によりウオーターマークの微小拡大・縮小などの幾何学的変形が加えられたときでも、ウオーターマークの微小拡大・縮小などの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができる。
【００８１】
図３は、微小回転したブロック化ウオーターマークのパターンを示す図である。図３に示す微小回転したブロック化ウオーターマークのパターンは、図１に示したウオーターマーク埋め込み装置１７により画像データに埋め込まれたウオーターマークである。
【００８２】
図３において、単位ウオーターマークを示す埋め込みブロック３１は、点線で示す元となる１２０画素×１２０画素に対して実線または一点鎖線で示す回転した大きさとする。このとき、点線で示す元となる７２０画素×４８０画素に対して実線または一点鎖線で示す回転した埋め込み画面３２には、６個×４個の微小回転した埋め込みブロック３１を埋め込むようにする。
【００８３】
このようにして、幾何学変換部７で微小回転した単位ウオーターマークを示す埋め込みブロック３１を生成し、ウオーターマーク埋め込み器１で画像データに対して埋め込みブロック３１を埋め込んで微小回転した埋め込み画面３２を生成する。これにより、出力される画像データがその後の経路において何らかの原因によりウオーターマークの微小回転などの幾何学的変形が加えられたときでも、ウオーターマークの微小回転などの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができる。
【００８４】
次に、ウオーターマーク検出装置側で画像データに対して幾何学変換を施して、幾何学変換された画像データからウオーターマークを検出する場合を説明する。この場合、解決しようとする課題で示したように、入力される画像データは何らかの原因により外乱による幾何学変換が加えられている。
【００８５】
図４は、ウオーターマーク検出回路の構成を示すブロック図である。
図４に示すウオーターマーク検出回路が図１６に示す従来のウオーターマーク検出回路と異なる点は、幾何学変換部４１および検出率判定部４４を設け、検出率に応じて幾何学変換部４１の幾何学変換の拡大・縮小率または回転角などの変換率を変える点である。
【００８６】
図４において、幾何学変換部４１には、端子ｐ１１に画像データが入力され、幾何学変換部４１は、入力された画像データを、拡大・縮小または回転などの幾何学変換をして、図２または図３で示した埋め込み画面２２または３２の６個×４個の埋め込みブロック２１または３１の画像データに変換する。この幾何学変換された埋め込み画面２２または３２の６個×４個の埋め込みブロック２１または３１は、重ね合わせ部４２に供給される。重ねあわせ部４２は、幾何学変換された埋め込み画面２２または３２の６個×４個の埋め込みブロック２１または３１を、単位ウオーターマークを示す埋め込みブロック２１または３１の大きさで折り畳んで重ね合わせて累積する。
【００８７】
内積部４３は、ウオーターマーク基本パターン部４６から供給される単位ウオーターマークを示す埋め込みブロック２１または３１の大きさの基本パターンと、重ね合わせ部４２から供給される６個×４個の埋め込みブロック２１または３１の大きさで折り畳んで重ね合わせて累積した幾何学変換された埋め込み画面２２または３２の画像データとの内積をとる。内積結果は検出率判定部４４に供給される。検出率判定部４４は、内積結果の検出率に応じて幾何学変換部４１の幾何学変換の拡大・縮小率または回転角などの変換率を変える。そして、検出率判定部４４からの検出値は、閾値部４５へ供給される。閾値部４５は、検出値が閾値よりも小さいときはウオーターマーク無しと判断し、検出値が閾値よりも大きいときはウオーターマーク有りと判断し、出力端子ｐ１２に出力する。
【００８８】
例えば、ウオーターマーク埋め込み装置側でウオーターマークを埋め込んでからウオーターマーク検出装置側でウオーターマークを検出するまでの間に画像データが外乱により拡大されたときには、図２に示した埋め込み画面２２の下半分の部分のいずれかの埋め込みブロック２１がずれない状態となり、正常に検出される。このとき、検出率判定部４４は、幾何学変換部４１の幾何学変換の拡大・縮小率を変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけるようにする。
【００８９】
逆に、ウオーターマーク埋め込み装置側でウオーターマークを埋め込んでからウオーターマーク検出装置側でウオーターマークを検出するまでの間に画像データが外乱により縮小されたときには、図２に示した埋め込み画面２２の上半分の部分のいずれかの埋め込みブロック２１がずれない状態となり、正常に検出される。このとき、検出率判定部４４は、幾何学変換部４１の幾何学変換の拡大・縮小率を変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけるようにする。
【００９０】
このようにして、画像データが外乱により拡大・縮小しても、埋め込み画面２２のどこかの埋め込みブロック２１の検出値が大きくなる部分が見つかるので、全体として検出値を確保することができる。
【００９１】
このとき、図８に拡大時の検出値を示すように、実線で示す従来の拡大時の検出値８２に対して、点線で示す本実施の形態での拡大時の検出値８１の値を、例えば、１％拡大時に拡大無し時の半分程度まで向上させることができる。
【００９２】
次に、例えば、ウオーターマーク埋め込み装置側でウオーターマークを埋め込んでからウオーターマーク検出装置側でウオーターマークを検出するまでの間に画像データが外乱により半時計方向に回転されたときには、図２に示した埋め込み画面２２の左半分の部分のいずれかの埋め込みブロック２１がずれない状態となり、正常に検出される。このとき、検出率判定部４４は、幾何学変換部４１の幾何学変換の回転角を変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけるようにする。
【００９３】
逆に、ウオーターマーク埋め込み装置側でウオーターマークを埋め込んでからウオーターマーク検出装置側でウオーターマークを検出するまでの間に画像データが外乱により時計方向に回転されたときには、図２に示した埋め込み画面２２の右半分の部分のいずれかの埋め込みブロック２１がずれない状態となり、正常に検出される。このとき、検出率判定部４４は、幾何学変換部４１の幾何学変換の回転角を変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけるようにする。
【００９４】
このようにして、画像データが外乱により回転しても、埋め込み画面２２のどこかの埋め込みブロック２１の検出値が大きくなる部分が見つかるので、全体として検出値を確保することができる。
【００９５】
このとき、図９に回転時の検出値を示すように、実線で示す従来の拡大時の検出値９２に対して、点線で示す本実施の形態での回転時の検出値９１の値を、例えば、０．５度回転時に回転無し時の半分程度まで向上させることができる。
【００９６】
また、上述したように、ウオーターマークの埋め込みブロックを拡大・縮小して画像データに埋め込んで埋め込み画面２２を生成することにより、画像データの外乱による回転に対する耐性は向上されるが、これに限らず、加えてさらに埋め込みブロック２１の回転を埋め込み画面２２の領域によって変えることにより画像データの外乱による回転に対する耐性を向上するようにすることができる。
【００９７】
また、例えば、ウオーターマーク埋め込み装置側でウオーターマークを埋め込んでからウオーターマーク検出装置側でウオーターマークを検出するまでの間に画像データが外乱により半時計方向に回転されたときには、図３に示した埋め込み画面３２の実線の部分のいずれかの埋め込みブロック３１がずれない状態となり、正常に検出される。このとき、検出率判定部４４は、幾何学変換部４１の幾何学変換の回転角を変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけるようにする。
【００９８】
逆に、ウオーターマーク埋め込み装置側でウオーターマークを埋め込んでからウオーターマーク検出装置側でウオーターマークを検出するまでの間に画像データが外乱により時計方向に回転されたときには、図３に示した埋め込み画面３２の一点鎖線の部分のいずれかの埋め込みブロック３１がずれない状態となり、正常に検出される。このとき、検出率判定部４４は、幾何学変換部４１の幾何学変換の回転角を変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけるようにする。
【００９９】
このようにして、画像データが外乱により回転しても、埋め込み画面３２のどこかの埋め込みブロック３１の検出値が大きくなる部分が見つかるので、全体として検出値を確保することができる。
図５は、ウオーターマークベースバンド検出装置の回路例を示す図である。
【０１００】
ウオーターマークベースバンド検出装置５１は、ベースバンドの画像データと、単位ウオーターマークｗｍのパターンを読み込み、そのベースバンド画像データに含まれるウオーターマークの情報を出力するものである。
【０１０１】
図５において、端子ｐ１１に入力された画像データは、幾何学変換部４１に供給されて、上述したような拡大・縮小または回転などの幾何学変換を施される。幾何学変換された画像データは重ね合わせ部４２の折り畳み累積器５２に供給され、単位ウオーターマークの大きさに折り畳んで累積される。
【０１０２】
図７は、折り畳み累積器５２の回路例を示す図である。この折り畳み累積器５２は、少なくともＬ×Ｌ要素の単位ウオーターマークｗｍ分の容量を有するメモリ７４と、累積加算器７１と、メモリ７４用のアドレス設定部７２および７３とからなる。
【０１０３】
累積加算器７１には、幾何学変換された画像データが入力されると共に、メモリ７４から読み出された単位ウオーターマークｗｍ分の画像要素が供給されて、累積加算される。そして、この累積加算器７１の出力がメモリ７４に、アドレス設定部７２および７３により示されるアドレスに書き込まれると共に、読み出される。これにより、メモリ７４から、折り畳み累積画像出力が得られる。
【０１０４】
この場合、入力端子ｐ２３およびｐ２４から入力される画像についての座標要素ｘ、ｙが、それぞれアドレス設定部７２および７３に供給される。アドレス設定部７２では、ｘ％Ｌなる剰余を求める演算を行い、求めた剰余をメモリ７４にそのアドレスｘとして供給し、また、アドレス設定部７３では、ｙ％Ｌなる剰余を求める演算を行い、求めた剰余をメモリ７４にそのアドレスｙとして供給する。このアドレッシングにより、累積加算器７１およびメモリ７４による折り畳み累積が実行される。
【０１０５】
このように単位ウオーターマークの大きさの単位で折り畳んで累積する折り畳み累積を行う場合において、折り畳みの領域が画像上のウオーターマークとの間にシフトがない場合には、折り畳み累積後の入力画像のウオーターマークは、単位ウオーターマークとまったく同じパターンになる。
【０１０６】
また、折り畳みの領域が画像上のウオーターマークとの間にシフトしたものとなっていた場合には、折り畳み累積後の入力画像のウオーターマークは、単位ウオーターマークｗｍを分割したパターンを寄せ集めたようなパターンになる。
【０１０７】
しかし、以上のように折り畳み累積を行うと、ウオーターマークを埋め込んだときとウオーターマークを検出したときとの間にシフトがない場合はもちろんのこと、ウオーターマークを埋め込んだときとウオーターマークを検出したときとの間にシフトがあった場合にも、累積されたウオーターマーク成分は常に同じ位置にあるため、強調される上、累積回数が十分多くなると、累積された画像成分は相殺される。
【０１０８】
そこで、入力画像データにウオーターマークが含まれていれば、この折り畳み累積結果と、単位ウオーターマークをシフトしたものが必ず相関を持つ。この相関を以下のようにＦＦＴ（Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒｎｓｆｏｒｍ）を用いて調べる。
【０１０９】
すなわち、折り畳み累積器５２の出力は内積部４３のＦＦＴ器５３−１に供給され、Ｌ×Ｌ要素のＦＦＴが施された後に、畳み込み演算器５３−２に供給される。また、ウオーターマーク基本パターン部４６からの単位ウオーターマークｗｍも、ＦＦＴ器５３−４に供給され、Ｌ×Ｌ要素のＦＦＴが施された後に、畳み込み演算器５３−２に供給される。
【０１１０】
畳み込み演算器５３−２は、上述した２つのＦＦＴ空間の係数に対して畳み込みを行い、結果を逆ＦＦＴ器５３−３に供給する。畳み込み演算器５３−２における畳み込みは、単位ウオーターマークｗｍと、折り畳み後の画像データとについて、空間領域での両者の間でのすべてのシフトの組み合わせの相関をとることに相当する。
【０１１１】
逆ＦＦＴ器５３−３では、畳み込み演算器５３−２で得られた結果に対して逆ＦＦＴを行うことにより空間領域に戻す。この逆ＦＦＴ器５３−３での逆ＦＦＴで得られたすべての係数の出力を検出率判定部４４に供給する。
【０１１２】
検出率判定部４４は、空間領域に戻された内積結果の検出率に応じて幾何学変換部４１の幾何学変換の拡大・縮小率または回転角などの変換率を変える。このとき、検出率判定部４４は、幾何学変換部４１の幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけるようにする。
【０１１３】
検出率判定部４４の検出結果は最大値検出器５５−１および分散計算器５５−４に供給される。最大値検出器５５−１では、逆ＦＦＴ器５３−３での逆ＦＦＴで得られた係数のうちの最大係数を探し、最大係数とその座標を出力する。そして、分散計算器５５−４には、逆ＦＦＴ器５３−３での逆ＦＦＴで得られたすべての係数と、最大値検出器５５−１からの最大係数の座標値が入力され、係数の最大値以外の値の分散が計算される。また、正規化器５５−２には、分散計算器５５−４で計算された分散と、最大値検出器５５−１で見つけられた最大係数が入力される。正規化器５５−２の出力は、最大係数を、分散で割ることによって正規化した値である。この値は、閾値比較器５５−３に入力され、あらかじめ設定されている閾値と比較される。
【０１１４】
閾値比較器５５−３では、これに入力される最大値を分散で割った値が閾値よりも小さいときにはウオーターマーク無し、とみなされ、出力制御部５５−５が制御されて、ウオーターマーク無しという情報が、端子ｐ１２から出力される。
【０１１５】
また、閾値比較器５５−３では、これに入力される最大値を分散で割った値が閾値よりも大きいときにはウオーターマークが入っているとみなされ、出力制御部５５−５が制御されて、最大値検出器５５−１で検出された最大係数の座標、つまり、ウオーターマークが入っていた位置のシフト量が、端子ｐ１２から出力される。
【０１１６】
このように、ＦＦＴ領域での畳み込みを用いてすべての可能なシフト量について相関を求め、その相関の最大値が、しかるべき基準より大きいかどうかでウオーターマークが画像に付加されているか否かを判定する。
【０１１７】
このようにして、画像データが外乱により回転しても、埋め込み画面２２のどこかの埋め込みブロック２１の検出値が大きくなる部分が見つかるので、全体として検出値を確保することができる。
【０１１８】
図６は、ウオーターマークビットストリーム検出装置の回路例を示す図である。
図６において、端子ｐ１１には、図１で示したＭＰＥＧ符号化器８で符号化された画像データのビットストリームが入力される。このウオーターマークビットストリーム検出装置６１は、このビットストリーム画像データと単位ウオーターマークｗｍのパターンとの入力を受け、画像データに重畳されているウオーターマークの情報を出力するものである。
【０１１９】
図６に示すウオーターマークビットストリーム検出装置６１が図５に示したウオーターマークベースバンド検出装置５１と異なる点は、入力がベースバンド画像データからビットストリーム画像データに変わっている点と、新しく幾何学変換部４１および折り畳み累積器６２−３の前に、ビットストリーム検出部６２のＤＣＴ（離散コサイン変換）係数抽出器６２−１と、逆ＤＣＴ器６３−２が設けられている点である。以下に、異なる点について説明する。
【０１２０】
端子ｐ１１から入力されたビットストリーム画像データは、ＤＣＴ係数抽出器６２−１で部分的に復号されて、Ｉ　ピクチャのＤＣＴ係数が抽出される。ここで、ＤＣＴ係数に対して逆ＤＣＴを施して空間領域の画素値に変換すれば、以降は図５に示したウオーターマークベースバンド検出装置５１と同じ検出を行うことが可能である。図６に示すウオーターマークビットストリーム検出装置６１では、ＤＣＴ係数抽出器６２−１の出力は、逆ＤＣＴ器６２−２に供給されて逆ＤＣＴが行われた後に、幾何学変換部４１による幾何学変換が行われ、変換出力は、折り畳み累積器６２−３に供給されて、折り畳み累積が行われる。
【０１２１】
ここで、ＭＰＥＧ２のような符号化方式の場合には、フレームとフィールドの２つのモードのＤＣＴを適応的に行う。フレームＤＣＴを行うブロックと、フィールドＤＣＴを行うブロックの占める画素の範囲は互いに異なる。しかし、縦に２つのＤＣＴブロックを合わせた領域が、横×縦＝８×１６画素の領域であるのは共通である。そこで、フレームとフィールドのどちらのモードでＤＣＴが行われた場合にも対応できるように、縦に２つのＤＣＴブロックを合わせた８×１６画素の領域を１つの単位の符号化ブロックとして扱う。
【０１２２】
逆ＤＣＴ器６２−２では、ＤＣＴ係数を逆ＤＣＴして空間領域に戻し、幾何学変換部４１は空間領域の画素値を幾何学変換し、折り畳み累積器６２−３は変換出力を累積してＦＦＴ器６３−１に送る。ＦＦＴ器６３−１に送られる値は、要素数がＬ×Ｌで、それぞれが画素値の和であり、以降は、図５に示したウオーターマークベースバンド検出装置５１と同様である。
【０１２３】
検出率判定部４４は、空間領域に戻された内積結果の検出率に応じて幾何学変換部４１の幾何学変換の拡大・縮小率または回転角などの変換率を変える。このとき、検出率判定部４４は、幾何学変換部４１の幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけるようにする。
【０１２４】
このようにして、画像データが外乱により回転しても、埋め込み画面２２のどこかの埋め込みブロック２１の検出値が大きくなる部分が見つかるので、全体として検出値を確保することができる。
【０１２５】
以上のようなウオーターマークの埋め込み装置および検出装置においては、ＦＦＴ空間に写像し、ＦＦＴ空間における畳み込みによって空間上での探索を行うことにより、ウオーターマークの画像全体にわたってのシフトを検出することができる。また、画像を折り畳み累積した後に、ＦＦＴをかけることにより、そのＦＦＴの演算量を減らすようにしている。
【０１２６】
図１０は、拡大・縮小に対応する検出率向上を図るウオーターマーク検出装置の構成を示すブロック図である。
図１０において、検出部１０２は検出画面１０１の上部のウオーターマークを検出し、検出部１０３は検出画面１０１の下部のウオーターマークを検出する。
【０１２７】
比較部１０４は、検出画面１０１の上部のウオーターマーク検出結果と、検出画面１０１の下部のウオーターマーク検出結果とを比較し、拡大／縮小部１０５および逆補正部１０６は、比較結果に応じて検出画面１０１を拡大または縮小するように逆補正をかける。ここで拡大／縮小部１０５および逆補正部１０６は、検出画面１０１の空間上の領域に応じて複数の領域毎に検出出力を比較することにより、検出画面１０１の幾何学的変形を推定する
【０１２８】
また、拡大／縮小部１０５および逆補正部１０６は、検出画面１０１の幾何学的変形の推定に基づいて、検出画面１０１の空間上の領域に応じて幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力する
【０１２９】
例えば、拡大／縮小部１０５および逆補正部１０６は、検出画面１０１の上部のウオーターマーク検出結果が検出画面１０１の下部のウオーターマーク検出結果よりも大きいときは、元の画像データが拡大されたと推定し、検出画面１０１の全体を縮小すると共に、図２に示した微小拡大・縮小したブロック化ウオーターマークの埋め込みの逆補正、つまり、図２の上下を逆にする上部による補正をしてから検出出力を得ることで検出率を向上させることができる。このとき、拡大／縮小部１０５および逆補正部１０６は、検出画面１０１の全体を縮小しながら逆補正をかける。
【０１３０】
逆に、拡大／縮小部１０５および逆補正部１０６は、検出画面１０１の下部のウオーターマーク検出結果が検出画面１０１の上部のウオーターマーク検出結果よりも大きいときは、元の画像データが縮小されたと推定し、検出画面１０１の全体を拡大すると共に、図２に示した微小拡大・縮小したブロック化ウオーターマークの埋め込みの逆補正、つまり、図２の上下を逆にする下部による補正をしてから検出出力を得ることで検出率を向上させることができる。このとき、拡大／縮小部１０５および逆補正部１０６は、検出画面１０１の全体を拡大しながら逆補正をかける。
【０１３１】
これにより、埋め込みブロックのウオーターマークを検出しながら、検出率の高い埋め込みブロックを検出できるように補正をかけることにより、検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小に対する検出の精度を向上させることができる。
【０１３２】
また、逆変形を加えた後に、検出出力を出力するので、より一層検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小に対する検出の精度を向上させることができる。
【０１３３】
なお、検出部１０２および１０３は、上述した図４に示したウオーターマーク検出装置４９である。
【０１３４】
図１１は、回転に対応する検出率向上を図るウオーターマーク検出装置の構成を示すブロック図である。
【０１３５】
図１１において、検出部１１２は検出画面１１１の左部のウオーターマークを検出し、検出部１１３は検出画面１１１の右部のウオーターマークを検出する。
【０１３６】
比較部１１４は、検出画面１１１の左部のウオーターマーク検出結果と、検出画面１１１の右部のウオーターマーク検出結果とを比較し、回転部１１５および逆補正部１１６は、比較結果に応じて検出画面１１１を時計方向または反時計方向に回転するように逆補正をかける。
【０１３７】
ここで回転部１１５および逆補正部１１６は、検出画面１１１の空間上の領域に応じて複数の領域毎に検出出力を比較することにより、検出画面１１１の幾何学的変形を推定する。
【０１３８】
また、回転部１１５および逆補正部１１６は、検出画面１１１の幾何学的変形の推定に基づいて、検出画面１１１の空間上の領域に応じて幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力する。
【０１３９】
例えば、回転部１１５および逆補正部１１６は、検出画面１１１の左部のウオーターマーク検出結果が検出画面１１１の右部のウオーターマーク検出結果よりも大きいときは、元の画像データが反時計方向に回転されたと推定し、検出画面１１１の全体を時計方向に回転すると共に、図２に示した微小拡大・縮小したブロック化ウオーターマークの埋め込みの逆補正、つまり、図２の左右を逆にする右部による補正をしてから検出出力を得ることで検出率を向上させることができる。このとき、回転部１１５および逆補正部１１６は、検出画面１１１の全体を時計方向に回転しながら逆補正をかける。
【０１４０】
逆に、回転部１１５および逆補正部１１６は、検出画面１１１の右部のウオーターマーク検出結果が検出画面１１１の左部のウオーターマーク検出結果よりも大きいときは、元の画像データが時計方向に回転されたと推定し、検出画面１１１の全体を反時計方向に回転すると共に、図２に示した微小拡大・縮小したブロック化ウオーターマークの埋め込みの逆補正、つまり、図２の左右を逆にする左部による補正をしてから検出出力を得ることで検出率を向上させることができる。このとき、回転部１１５および逆補正部１１６は、検出画面１１１の全体を反時計方向に回転しながら逆補正をかける。
【０１４１】
なお、検出部１１２および１１３は、上述した図４に示したウオーターマーク検出装置４９である。
【０１４２】
これにより、埋め込みブロックのウオーターマークを検出しながら、検出率の高い埋め込みブロックを検出できるように補正をかけることにより、検出の速度を短くすることができ、回転に対する検出の精度を向上させることができる。
【０１４３】
なお、上述した検出率の向上策は常時実行すると、幾何学的変形が変わった場合に検出率の確保をすることができなくなる。したがって、検出率が一定以下に下がった場合に、一旦この向上策をとめて、後に改めて向上策を実行するのが合理的である。
【０１４４】
図１２は、検出値向上の動作を示すフローチャートである。
図１２において、ステップＳ１で、検出を開始して、ステップＳ２で、検出値が十分か否かを判断する。ステップＳ２で検出値が十分であるときは、ステップＳ４へ移行して、ステップＳ４で、検出を続行する。
【０１４５】
ステップＳ２で検出値が十分でないときは、ステップＳ３へ移行して、ステップＳ３で、検出値向上策を実行した後に、ステップＳ２へ戻って、ステップＳ２〜ステップＳ４までの判断および処理を繰り返して行う。
【０１４６】
上述した検出値向上策は、例えば、微小な拡大・縮小または回転に適用できるものである。
【０１４７】
図１３は、他の検出値向上の動作を示すフローチャートである。
図１３において、ステップＳ１１で、検出を開始して、ステップＳ１２で、検出値が十分か否かを判断する。ステップＳ１２で検出値が十分であるときは、ステップＳ１５へ移行して、ステップＳ１５で、検出を続行する。
【０１４８】
ステップＳ１２で検出値が十分でないときは、ステップＳ１３へ移行して、ステップＳ１３で、検出値向上策を実行した後に、ステップＳ１４で検出値が十分であるか否かを判断する。ステップＳ１４で検出値が十分であるときは、ステップＳ１５へ移行して、ステップＳ１５で、検出を続行する。
【０１４９】
ステップＳ１４で検出値が十分でないときは、ステップＳ１６へ移行して、ステップＳ１６で、第２検出値向上策を実行した後に、ステップＳ１２へ戻って、ステップＳ１２〜ステップＳ１６までの判断および処理を繰り返して行う。
【０１５０】
上述した第２検出値向上策は、ウオーターマークの自己相関を用いた検出方法などで、比較的大きな拡大・縮小率または回転率を推定し、補正した後に、検出を行うものである。
【０１５１】
なお、上述の場合に、検出を続行しながら、より良い検出率を求めて向上策を働かせることも可能である。
【０１５２】
また、これに限らず、例えば、ＭＰＥＧのビットストリームからウオーターマークを検出する場合は、検出装置内でフォーマット変換により画素数が変更されたときは、検出に用いられる画素数に合わせてフォーマット変換することにより、検出率を向上させることができる。
【０１５３】
上述した本実施の形態では、画像データの画面上の領域に応じたウオーターマークの幾何学的変形について説明したが、これに限らず、時刻方向に幾何学的変形を加えて画像データに埋め込むようにしてもよい。
【０１５４】
この場合、例えば、フレームまたはフィールド毎に幾何学的変形を加えて画像データに埋め込むようにしてもよい。
【０１５５】
例えば、図２に示した微小拡大・縮小したブロック化ウオーターマークの埋め込みにおいて、第１フレームから第４フレームまたは第１フィールドから第４フィールドまで徐々に埋め込み画面２２の埋め込みブロック２１を微小拡大・縮小するようにしてもよい。
【０１５６】
例えば、図３に示した微小回転したブロック化ウオーターマークの埋め込みにおいて、第１フレームから第４フレームまたは第１フィールドから第４フィールドまで徐々に埋め込み画面２２の埋め込みブロック２１を微小反時計方向または時計方向に回転するようにしてもよい。
【０１５７】
時刻方向で幾何学的変形を加えて画像データに埋め込む際には、画像データのみではなく、音声データに対するウオーターマークの埋め込みにおいて、外乱による音声データのピッチの変化などの耐性の向上にも適用することができる。
【０１５８】
この場合、音声データにウオーターマークを埋め込んだ埋め込みデータに対して、埋め込みデータのピッチを微小に下げるかまたはピッチを微小に上げることにより、外乱による音声データのピッチの変化の耐性を向上させることができる。
【０１５９】
なお、上述した図１０において、また、比較部１０４は、検出部１０２および１０３の２つの検出結果を比較するため、１つの検出結果を格納する２倍の容量のメモリが必要となるが、検出の時刻をずらして、１つの検出結果を格納する容量のメモリのみで比較するようにしてもよい。
【０１６０】
また、これに限らず、画像データの画面内の領域と時刻方向とを組み合わせてウオーターマークの幾何学的変形を行うようにしてもよい。
【０１６１】
また、上述した本実施の形態では、微小な幾何学的変形に適用することができるが、これに限らず、特定の比較的大きな値の変形に対して領域を特定して適用することもできる。
【０１６２】
ここで、情報信号は、例えば、動画像データ信号、静止画像データ信号，映画データ信号、音楽データ信号、音声データ信号、テキストデータ信号、またはコンピュータプログラムデータ信号である。また、この情報信号を記録する記録メディアは、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）、ＭＤ（Ｍｉｎｉ　Ｄｉｓｃ）、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕｅ−ｒａｙ　Ｄｉｓｃ）やハードディスクなどのディスク状記録媒体、またはＤＶＨＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｉｄｅｏ　Ｈｏｍｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）、ＤＶＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃａｍｅｒａ）、ＶＨＳまたは８ミリフォーマットの情報信号を記録可能とするように構成されたテープ状記録媒体に限らず、半導体メモリであってもよい。
【０１６３】
ここで、情報信号に埋め込んで伝送する情報は、例えば、情報信号の複製制御情報、著作権情報、ユーザーＩＤ、コンテンツＩＤ、日付、会社名または権利者名である。
【０１６４】
また、情報信号に埋め込んで伝送する情報は、スペクトラム拡散、パッチワークなどのウオーターマーキング処理により符号化さてもよい。
【０１６５】
また、埋め込みのやり方は前述した方法に限らず反復ブロックが存在すればどのようなウオーターマーキング処理でも良い。
上述した本実施の形態によれば、外乱による幾何学的変換に対して、ウオーターマーク埋め込み装置側で幾何学変更を加えてブロック化したウオーターマークを情報信号に埋め込むことにより、ウオーターマーク検出装置側の対応を必要とせずにウオーターマーク検出の許容度を向上させることができる。
また、特に微小な幾何学変換に対して耐性を向上させることができる。
また、ウオーターマーク検出装置側で幾何学変更を加えてブロック化したウオーターマークを情報信号から検出することにより、ウオーターマークを検出するための必要な検出率を確保することができる。
【０１６６】
【発明の効果】
この発明の情報重畳装置は、情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳する情報重畳装置において、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段とを備えたので、これにより、出力される情報信号がその後の経路において何らかの原因により単位埋め込みブロックの微小拡大・縮小などの幾何学的変形が加えられたときでも、単位埋め込みブロックの空間上の領域に応じた微小拡大・縮小などの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１６７】
また、この発明の情報重畳装置は、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換するので、単位埋め込みブロックの少なくとも微小拡大・縮小または回転のうちのいずれかの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１６８】
また、この発明の情報重畳装置は、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換するので、幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を滑らかに変えて、埋め込みブロックの検出の許容度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１６９】
また、この発明の情報重畳装置は、情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳する情報重畳装置において、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段とを備えたので、これにより、出力される情報信号がその後の経路において何らかの原因により単位埋め込みブロックの微小拡大・縮小などの幾何学的変形が加えられたときでも、単位埋め込みブロックの時刻に応じた微小拡大・縮小などの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１７０】
また、この発明の情報重畳装置は、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換するので、単位埋め込みブロックの少なくとも微小拡大・縮小または回転のうちのいずれかの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１７１】
また、この発明の情報重畳装置は、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換するので、幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を滑らかに変えて、埋め込みブロックの検出の許容度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１７２】
また、この発明の情報検出装置は、情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する情報検出装置において、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段とを備えたので、これにより、情報信号が外乱により幾何学変換されても、埋め込み画面の空間上の領域に応じて幾何学的に変換されたどこかの埋め込みブロックの検出値が大きくなる部分が見つかるので、全体として検出値を確保することができるという効果を奏する。
【０１７３】
また、この発明の情報検出装置は、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換するので、単位埋め込みブロックの少なくとも微小拡大・縮小または回転のうちのいずれかの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１７４】
また、この発明の情報検出装置は、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換するので、幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を滑らかに変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけることができるという効果を奏する。
【０１７５】
また、この発明の情報検出装置は、上述において、上記検出出力生成手段は、上記情報信号の空間上の領域に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定するので、これにより、埋め込みブロックのウオーターマークを検出しながら、検出率の高い有無込みブロックを検出できるように補正をかけることにより、検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小または回転などの幾何学的変形に対する検出の精度を向上させることができる。
【０１７６】
また、この発明の情報検出装置は、上述において、上記検出出力生成手段は、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の空間上の領域に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力するので、より一層検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小または回転などの幾何学的変形に対する検出の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１７７】
また、この発明の情報検出装置は、情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する情報検出装置において、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段とを備えたので、これにより、情報信号が外乱により幾何学変換されても、埋め込み画面の時刻に応じて幾何学的に変換されたどこかの埋め込みブロックの検出値が大きくなる部分が見つかるので、全体として検出値を確保することができるという効果を奏する。
【０１７８】
また、この発明の情報検出装置は、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換するので、単位埋め込みブロックの少なくとも微小拡大・縮小または回転のうちのいずれかの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１７９】
また、この発明の情報検出装置は、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換するので、幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を滑らかに変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけることができるという効果を奏する。
【０１８０】
また、この発明の情報検出装置は、上述において、上記検出出力生成手段は、上記情報信号の時刻に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定するので、これにより、埋め込みブロックのウオーターマークを検出しながら、検出率の高い埋め込みブロックを検出できるように補正をかけることにより、検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小または回転などの幾何学的変形に対する検出の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１８１】
また、この発明の情報検出装置は、上述において、上記検出出力生成手段は、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の時刻に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力するので、より一層検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小に対する検出の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１８２】
また、この発明の情報重畳方法は、情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳する情報重畳方法において、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶ステップと、上記記憶ステップから上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復ステップと、上記単位埋め込みブロック反復ステップから読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、上記幾何学変換ステップから読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳ステップとを備えたので、これにより、出力される情報信号がその後の経路において何らかの原因により単位埋め込みブロックの微小拡大・縮小などの幾何学的変形が加えられたときでも、単位埋め込みブロックの空間上の領域に応じた微小拡大・縮小などの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１８３】
また、この発明の情報重畳方法は、上述において、上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換するので、単位埋め込みブロックの少なくとも微小拡大・縮小または回転のうちのいずれかの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１８４】
また、この発明の情報重畳方法は、上述において、上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換するので、幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を滑らかに変えて、埋め込みブロックの検出の許容度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１８５】
また、この発明の情報重畳方法は、情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳する情報重畳方法において、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶ステップと、上記記憶ステップから上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復ステップと、上記単位埋め込みブロック反復ステップから読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、上記幾何学変換ステップから読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳ステップとを備えたので、これにより、出力される情報信号がその後の経路において何らかの原因により単位埋め込みブロックの微小拡大・縮小などの幾何学的変形が加えられたときでも、単位埋め込みブロックの時刻に応じた微小拡大・縮小などの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１８６】
また、この発明の情報重畳方法は、上述において、上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換するので、単位埋め込みブロックの少なくとも微小拡大・縮小または回転のうちのいずれかの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１８７】
また、この発明の情報重畳方法は、上述において、上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換するので、幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を滑らかに変えて、埋め込みブロックの検出の許容度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１８８】
また、この発明の情報検出方法は、情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する情報検出方法において、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、上記幾何学変換ステップにより幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積ステップと、上記折り畳み累積ステップの累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定ステップと、上記相関判定ステップの検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換ステップの幾何学変換を変化させる検出出力生成ステップとを備えたので、これにより、情報信号が外乱により幾何学変換されても、埋め込み画面の空間上の領域に応じて幾何学的に変換されたどこかの埋め込みブロックの検出値が大きくなる部分が見つかるので、全体として検出値を確保することができるという効果を奏する。
【０１８９】
また、この発明の情報検出方法は、上述において、上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換するので、単位埋め込みブロックの少なくとも微小拡大・縮小または回転のうちのいずれかの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１９０】
また、この発明の情報検出方法は、上述において、上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換するので、幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を滑らかに変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけることができるという効果を奏する。
【０１９１】
また、この発明の情報検出方法は、上述において上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の空間上の領域に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定するので、これにより、埋め込みブロックのウオーターマークを検出しながら、検出率の高い埋め込みブロックを検出できるように補正をかけることにより、検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小または回転などの幾何学的変形に対する検出の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１９２】
また、この発明の情報検出方法は、上述において、上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の空間上の領域に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力するので、より一層検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小に対する検出の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１９３】
また、この発明の情報検出方法は、情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する情報検出方法において、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換ステップと、上記幾何学変換ステップにより幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積ステップと、上記折り畳み累積ステップの累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定ステップと、上記相関判定ステップの検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換ステップの幾何学変換を変化させる検出出力生成ステップとを備えたので、これにより、情報信号が外乱により幾何学変換されても、埋め込み画面の時刻に応じて幾何学的に変換されたどこかの埋め込みブロックの検出値が大きくなる部分が見つかるので、全体として検出値を確保することができるという効果を奏する。
【０１９４】
また、この発明の情報検出方法は、上述において、上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換するので、単位埋め込みブロックの少なくとも微小拡大・縮小または回転のうちのいずれかの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１９５】
また、この発明の情報検出方法は、上述において、上記幾何学変換ステップは、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換するので、幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を滑らかに変えて、正常に検出される埋め込みブロックを見つけることができるという効果を奏する。
【０１９６】
また、この発明の情報検出方法は、上述において、上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の時刻に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定するので、これにより、埋め込みブロックのウオーターマークを検出しながら、検出率の高い埋め込みブロックを検出できるように補正をかけることにより、検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小または回転などの幾何学的変形に対する検出の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１９７】
また、この発明の情報検出方法は、上述において、上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の時刻に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力するので、より一層検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小に対する検出の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１９８】
また、この発明の重畳情報検出システムは、情報重畳装置において情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳し、情報検出装置において情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する重畳情報検出システムにおいて、情報重畳装置は、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段とを備え、情報検出装置は、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、空間上の領域に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段とを備えたので、これにより、出力される情報信号がその後の経路において何らかの原因により単位埋め込みブロックの微小拡大・縮小などの幾何学的変形が加えられたときでも、単位埋め込みブロックの空間上の領域に応じた微小拡大・縮小などの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができ、また、これにより、情報信号が外乱により幾何学変換されても、埋め込み画面の空間上の領域に応じて幾何学的に変換されたどこかの埋め込みブロックの検出値が大きくなる部分が見つかるので、全体として検出値を確保することができるという効果を奏する。
【０１９９】
また、この発明の重畳情報検出システムは、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換するので、単位埋め込みブロックの少なくとも微小拡大・縮小または回転のうちのいずれかの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０２００】
また、この発明の重畳情報検出システムは、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換するので、幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を滑らかに変えて、埋め込みブロックの検出の許容度を向上させることができるという効果を奏する。
【０２０１】
また、この発明の重畳情報検出システムは、上述において、上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の空間上の領域に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定するので、これにより、埋め込みブロックのウオーターマークを検出しながら、検出率の高い埋め込みブロックを検出できるように補正をかけることにより、検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小または回転などの幾何学的変形に対する検出の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【０２０２】
また、この発明の重畳情報検出システムは、上述において、上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の空間上の領域に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力するので、より一層検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小に対する検出の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【０２０３】
また、この発明の重畳情報検出システムは、情報重畳装置において情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを、情報信号に重畳し、情報検出装置において情報信号の一部の領域に対応する単位埋め込みブロックを縦横に反復した反復埋め込みブロックを重畳された情報信号から、上記単位埋め込みブロックを検出して、上記情報信号に重畳された関連情報を検出する重畳情報検出システムにおいて、情報重畳装置は、上記単位埋め込みブロックを記憶する記憶手段と、上記記憶手段から上記単位埋め込みブロックを反復して読み出す単位埋め込みブロック反復手段と、上記単位埋め込みブロック反復手段から読み出された上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段から読み出された幾何学変換された上記単位埋め込みブロックを、上記情報信号の全領域に反復するように上記情報信号に重畳する重畳手段とを備え、情報検出装置は、上記反復埋め込みブロックが重畳された情報信号について、上記単位埋め込みブロックの幾何学変換要素を時刻に応じて幾何学的に変換する幾何学変換手段と、上記幾何学変換手段により幾何学的に変換された上記情報信号の一部の領域の上記単位埋め込みブロックを単位として、折り畳み累積する折り畳み累積手段と、上記折り畳み累積手段の累積結果と、上記単位埋め込みブロックとの相関を調べる相関判定手段と、上記相関判定手段の検出出力に基づいて、上記単位埋め込みブロックについての検出出力を得ると共に、上記検出出力の検出率に応じて上記幾何学変換手段の幾何学変換を変化させる検出出力生成手段とを備えたので、これにより、出力される情報信号がその後の経路において何らかの原因により単位埋め込みブロックの微小拡大・縮小などの幾何学的変形が加えられたときでも、単位埋め込みブロックの時刻に応じた微小拡大・縮小などの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができ、また、これにより、情報信号が外乱により幾何学変換されても、埋め込み画面の時刻に応じて幾何学的に変換されたどこかの埋め込みブロックの検出値が大きくなる部分が見つかるので、全体として検出値を確保することができるという効果を奏する。
【０２０４】
また、この発明の重畳情報検出システムは、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、少なくとも拡大、縮小または回転のうちのいずれかに変換するので単位埋め込みブロックの少なくとも微小拡大・縮小または回転のうちのいずれかの幾何学的変形に対する耐性を向上させることができるという効果を奏する。
【０２０５】
また、この発明の重畳情報検出システムは、上述において、上記幾何学変換手段は、上記単位埋め込みブロックの幾何学的変換要素を、滑らかに変換するので、幾何学変換の拡大・縮小率または回転角を滑らかに変えて、埋め込みブロックの検出の許容度を向上させることができるという効果を奏する。
【０２０６】
また、この発明の重畳情報検出システムは、上述において、上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の時刻に応じて複数の領域毎に上記検出出力を比較することにより、上記情報信号の幾何学的変形を推定するので、これにより、埋め込みブロックのウオーターマークを検出しながら、検出率の高い埋め込みブロックを検出できるように補正をかけることにより、検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小または回転などの幾何学的変形に対する検出の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【０２０７】
また、この発明の重畳情報検出システムは、上述において、上記検出出力生成ステップは、上記情報信号の幾何学的変形の推定に基づいて、上記情報信号の時刻に応じて上記幾何学的変形に対する逆変形を加えた後に検出出力を出力するので、より一層検出の速度を短くすることができ、拡大・縮小に対する検出の精度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に適用されるウオーターマーク埋め込み装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】微小拡大・縮小したブロック化ウオーターマークの埋め込みを示す図である。
【図３】微小回転したブロック化ウオーターマークの埋め込みを示す図である。
【図４】ウオーターマーク検出装置の構成を示すブロック図である。
【図５】ウオーターマークベースバンド検出装置の回路例を示すブロック図である。
【図６】ウオーターマークビットストリーム検出装置の回路例を示すブロック図である。
【図７】折り畳み累積器の回路例を示す図である。
【図８】拡大時の検出値を示す図である。
【図９】回転時の検出値を示す図である。
【図１０】拡大・縮小に対応する検出率向上を図るウオーターマーク検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】回転に対応する検出率向上を図るウオーターマーク検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】検出値向上の動作を示すフローチャートである。
【図１３】検出値向上の動作を示すフローチャートである。
【図１４】従来のウオーターマーク埋め込み装置の構成例を示すブロック図である。
【図１５】従来のブロック化ウオーターマークの標準配置パターンを示す図である。
【図１６】従来のウオーターマーク検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】従来の拡大時の検出値を示す図である。
【図１８】従来の回転時の検出値を示す図である。
【符号の説明】
１　……ウオーターマーク埋め込み器、２……埋め込み量判断器、３……ウオーターマーク反復器、４……メモリ、５……アドレス設定器、６……アドレス設定器、７……幾何学変換部、８……ＭＰＥＧ符号化器、１７……ウオーターマーク埋め込み装置、２１……埋め込みブロック、２２……埋め込み画面、３１……埋め込みブロック、３２……埋め込み画面、４１……幾何学変換部、４２……重ね合わせ部、４３……内積部、４４……検出率判定部、４５……閾値部、４６……ウオーターマーク基本パターン部、５１……ウオーターマークベースバンド検出装置、５２……折り畳み累積器、５３−１……ＦＦＴ器、５３−２……畳み込み演算器、５３−３……逆ＦＦＴ器、５３−４……ＦＦＴ器、５５−１……最大値検出器、５５−２……正規化器、５５−３……閾値比較器、５５−４……分散計算器、５５−５……出力制御部、６２……ビットストリーム検出部、６２−１……ＤＣＴ係数抽出器、６２−２……逆ＤＣＴ器、６２−３……折り畳み累積器、７１……累積加算器、７４……メモリ、７２……アドレス設定器、７３……アドレス設定器、１０１……検出画面、１０２……検出部、１０３……検出部、１０４……比較部、１０５……拡大／縮小部、１０６……逆補正部
【図１】
2004072501.tif 000008
【図２】
2004072501.tif 000009
【図３】
2004072501.tif 000010
【図４】
2004072501.tif 000011
【図５】
2004072501.tif 000012
【図６】
2004072501.tif 000013
【図７】
2004072501.tif 000014
【図８】
2004072501.tif 000015
【図９】
2004072501.tif 000016
【図１０】
2004072501.tif 000017
【図１１】
2004072501.tif 000018
【図１２】
2004072501.tif 000019
【図１３】
2004072501.tif 000020
【図１４】
2004072501.tif 000021
【図１５】
2004072501.tif 000022
【図１６】
2004072501.tif 000023
【図１７】
2004072501.tif 000024
【図１８】
2004072501.tif 000025