(57)【要約】【課題】多重電子透かしにおいて、上層透かしと下層透かしの干渉を極力回避し、下層透かしの検出精度を確保する。【解決手段】同一コンテンツの下層に電子透かしを埋め込み、更に上層に電子透かしを埋め込み、それぞれ独立してその電子透かしを検出可能な多重電子透かし埋め込み装置であって、電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツデータを埋め込み単位ブロックに分割する単位ブロック分割部１３と、電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの上層に電子透かしを埋め込む際、第１の方法に従い埋め込まれる電子透かしと第２の方法に従い埋め込まれる電子透かしを、埋め込み単位ブロックで両者を切り替えて埋め込む電子透かし埋め込み部１５を備えるる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一コンテンツの下層に電子透かしを埋め込み、更に上層に電子透かしを埋め込み、それぞれ独立してその電子透かしを検出可能な多重電子透かし埋め込み装置であって、
前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツデータを埋め込み単位ブロックに分割する単位ブロック分割手段と、
前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの上層に電子透かしを埋め込む際、第１の方法に従い埋め込まれる電子透かしと第２の方法に従い埋め込まれる電子透かしを、前記埋め込み単位ブロックで両者を切り替え埋め込む電子透かし埋め込み手段、
を備えたことを特徴とする多重電子透かし埋め込み装置。
【請求項２】
前記第１の方法は、
前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの画素毎の輝度値、もしくはＲＧＢ値をサンプリングした情報を操作することにより電子透かしを埋め込む標本値直接操作型とし、
前記上層に電子透かしを埋め込む際、前記下層の電子透かしが埋め込まれる可能性の高い特徴部分を回避すること、を特徴とする請求項１に記載の多重電子透かし埋め込み装置。
【請求項３】
前記第２の方法は、
フーリエ変換、離散コサイン変換、ウェーブレット変換といった周波数変換方式を用い、前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの画素毎の輝度値、もしくはＲＧＢ値をサンプリングした情報から得られる周波数成分の振幅値を操作することにより電子透かしを埋め込む周波数成分操作型電子透かしとし、
前記上層に電子透かしを埋め込む際、前記下層の電子透かしが埋め込まれる可能性の高い周波数帯域を回避すること、を特徴とする請求項１に記載の多重電子透かし埋め込み装置。
【請求項４】
同一コンテンツの下層に電子透かしを埋め込み、更に上層に電子透かしを埋め込み、それぞれ独立してその電子透かしを検出可能な多重電子透かし埋め込み装置に用いられる電子透かし埋め込みプログラムであって、
前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツデータを埋め込み単位ブロックに分割するステップと、
前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの上層に電子透かしを埋め込む際、第１の方法に従い埋め込まれる電子透かしと第２の方法に従い埋め込まれる電子透かしを、前記埋め込み単位ブロックで両者を切り替えて埋め込むステップと、
をコンピュータに実行させる電子透かし埋め込みプログラム。
【請求項５】
前記埋め込み単位ブロック内の画素の特徴によりブロック種別を求め、そのブロック種別に基づき定義される埋め込み規則に従って埋め込み手法を選択するステップ、
を更に備え、コンピュータに実行させる請求項４に記載の電子透かし埋め込みプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同一コンテンツの下層に電子透かしを埋め込み、更に上層に電子透かしを埋め込み、それぞれ独立してその電子透かしを検出可能な多重電子透かし埋め込み装置及びそのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像や映像のディジタルコンテンツに電子透かしを埋め込む手法は多く発表されており、これらの技術をより応用的に利用するために、既に電子透かしが埋め込まれているコンテンツに対し、さらに電子透かしを埋め込むといった、多重電子透かし方式が提案されている。
図５に多重電子透かしの概念図が示されている。図５に示されるように、同一コンテンツデータ５１に対して多重に電子透かしを埋め込み、それぞれを独立に検出することを可能とするものであり、ここでは、先に埋め込む透かしを下層透かし５２、後から埋め込む透かしを上層透かし５３と呼ぶ。
これは、例えば、「加地朋之，永川　忍：“ディジタルコンテンツ配信システムにおける多重電子透かしの実現”，情報処理学会第６２回全国大会公演論文集１Ｒ−０．５（２００１）」（文献１）に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した文献１では、後に埋め込む電子透かし（上層透かし５３）の上書きにより、先に埋め込まれていた透かし（下層透かし５２）の情報が破壊されるという課題を残す。下層透かし５２、上層透かし５３には、基本的にどのような電子透かし方式であっても利用することが可能であるが、多重に埋め込むことを考慮せずに開発された電子透かしを上層透かし５３とした場合、上書きにより下層透かし５２の情報を破壊してしまう可能性が高くなる。
多重電子透かし用に、下層透かし５２、上層透かし５３を一式として考案することは可能であるが、現状、既に実用化されている電子透かしを下層透かし５２とし、上層透かし５３を重畳するといった需要のほうが多い。そこで、多重に埋め込みを行うことを前提とせずに開発されている従来手法と非干渉性を持つ上層透かし５３が必要となる。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの上層に電子透かし５３を埋め込む際、例えば、標本値直接操作型電子透かし方式に従い埋め込まれる電子透かしと、周波数成分操作型電子透かし方式に従い埋め込まれる電子透かしを、埋め込み単位ブロックで両者を切り替えて埋め込むことにより、上層透かし５３と下層透かし５２の干渉を極力回避し、下層透かし５２の検出精度を確保した、多重電子透かし埋め込み装置及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために本発明は、同一コンテンツの下層に電子透かしを埋め込み、更に上層に電子透かしを埋め込み、それぞれ独立してその電子透かしを検出可能な多重電子透かし埋め込み装置であって、前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツデータを埋め込み単位ブロックに分割する単位ブロック分割手段と、前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの上層に電子透かしを埋め込む際、第１の方法に従い埋め込まれる電子透かしと第２の方法に従い埋め込まれる電子透かしを、前記埋め込み単位ブロックで両者を切り替えて埋め込む電子透かし埋め込み手段、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、電子透かしの埋め込み手段が、電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの上層に電子透かしを埋め込む際、第１の方法に従い埋め込まれる電子透かしと第２の方法に従い埋め込まれる電子透かしを、単位ブロック分割手段により分割された埋め込み単位ブロックで両者を切り替えて埋め込むことにより、上層透かしと下層透かしの干渉を極力回避し、下層透かしの検出精度を確保することができる。
【０００７】
また、本発明において、前記第１の方法は、前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの画素毎の輝度値、もしくはＲＧＢ値をサンプリングした情報を操作することにより電子透かしを埋め込む標本値直接操作型とし、前記上層に電子透かしを埋め込む際、前記下層の電子透かしが埋め込まれる可能性の高い特徴部分を回避すること、を特徴とする。
【０００８】
また、本発明において、前記第２の方法は、フーリエ変換、離散コサイン変換、ウェーブレット変換といった周波数変換方式を用い、前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの画素毎の輝度値、もしくはＲＧＢ値をサンプリングした情報から得られる周波数成分の振幅値を操作することにより電子透かしを埋め込む周波数成分操作型電子透かしとし、前記上層に電子透かしを埋め込む際、前記下層の電子透かしが埋め込まれる可能性の高い周波数帯域を回避すること、を特徴とする。
【０００９】
上記した課題を解決するために本発明は、同一コンテンツの下層に電子透かしを埋め込み、更に上層に電子透かしを埋め込み、それぞれ独立してその電子透かしを検出可能な多重電子透かし埋め込み装置に用いられる電子透かし埋め込みプログラムであって、前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツデータを埋め込み単位ブロックに分割するステップと、前記電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの上層に電子透かしを埋め込む際、第１の方法に従い埋め込まれる電子透かしと第２の方法に従い埋め込まれる電子透かしを、前記埋め込み単位ブロックで両者を切り替えて埋め込むステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明において、前記埋め込み単位ブロック内の画素の特徴によりブロック種別を求め、そのブロック種別に基づき定義される埋め込み規則に従って埋め込み手法を選択するステップ、を更に備え、前記各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の多重電子透かし埋め込み装置の内部構成を機能展開して示したブロック図である。
本発明の多重電子透かし埋め込み装置は、画像入力部１１と、単位ブロック分割部１３と、識別部１４と、電子透かし埋め込み部１５と、画像出力部１６で構成される。
【００１２】
画像入力部１１は、図示しない画像蓄積部から処理を行いたい画像を選択し、その画像から輝度データを取り出す。単位ブロック分割部１３は、電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツデータを埋め込み単位ブロックに分割して識別部１４へ供給する。
【００１３】
識別部１４は、そのブロック単位に特徴量を算出してブロック種別（輪郭、高周波部分、平坦部分、留意部分）を識別し、ブロック単位に埋め込み強度を算出し、電子透かし埋め込み部１５へ供給する。
電子透かし埋め込み部１５は、電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの上層に電子透かしを埋め込む際に、後述する標本値直接操作型に従い埋め込まれる電子透かしと、周波数成分操作型に従い埋め込まれる電子透かしを、単位ブロック分割部１３により指定された埋め込み単位ブロックで両者を切り替えて埋め込む機能を持つ。画像出力部１６は、多重電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツを図示せぬディスプレイや画像蓄積部へ出力する。
【００１４】
ところで、画像や映像のディジタルコンテンツを対象とした電子透かしで一般的に埋め込みに用いられる領域は、画像や耐性の確保という観点から、限られた領域となる。そのため、その最も一般的に用いられる領域を極力避けて埋め込む領域を選択し、電子透かしの埋め込みを実現することで、先に埋め込まれていた下層透かしとの干渉を抑えた上層透かしを実現できる。
現在、画像や映像に対する電子透かしとして主に用いられている手法は、標本値直接操作型電子透かし方式と、周波数成分操作型電子透かしに大別できる。標本値直接操作型電子透かし方式の代表的な手法として、ＩＢＭが提唱しているパッチワーク手法が、周波数成分操作型電子透かし方式の代表的な手法として、ＮＴＴが提唱しているＤＣＴを用いた手法がある。
前者は、Ｗ．Ｂｅｎｄｅｒ，Ｄ．Ｇｒｕｈｌ，Ｎ．Ｍｏｒｉｍｏｔｏ：“Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒ　ｄａｔａ　ｈｉｄｉｎｇ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ＳＰＩＥ　ｖｏｌ．１，　２０２０，　ｐｐ．２４２０−２４４０（１９９５）（文献２）に、後者は、中村高雄，小川宏，高嶋洋一：“ディジタル画像の著作権保護のための周波数領域における電子透かし方式”，暗号と情報セキュリティシンポジウム，ＳＣＩＳ，９７−２６Ａ（１９９７）（文献３）に開示されている。
【００１５】
上記した標本値直接操作型電子透かし方式を要約すれば、画素毎の輝度値やＲＧＢ値など、サンプリングされた情報を操作することで透かし情報を埋め込む方式である。
また、周波数成分操作型電子透かし方式を要約すれば、フーリエ変換、離散コサイン変換、ウェーブレット変換などの周波数変換手法によって透かし埋め込み先の画像の標本値（輝度値や、ＲＧＢ値など）から得られた周波数成分の振幅値を操作することで透かし情報を埋め込む方式であり、埋め込み操作後は逆変換によって画像の状態に戻すことで透かし入りのコンテンツを制作する。
上記した標本値直接操作型電子透かし方式、周波数成分操作型電子透かし方式のいずれも既存の技術である。
【００１６】
本発明では、標本値直接操作型電子透かし方式においては空間的な埋込み位置を、周波数成分操作型電子透かし方式においては埋込む周波数帯域を変えることによって、下層透かしとの非干渉を実現させることとする。
しかしながら、埋め込み位置を完全に特定することは非常に困難であるため、少なからず下層透かしの埋め込み領域にも透かしを重畳してしまう。そこで、上層透かしを埋め込まない領域を設けることで、下層透かしが完全に残存する領域を確保し、下層透かしの検出精度を確保している。
また、下層透かしの方式と類似の手法で上層透かしを重畳した場合には、下層透かしの透かし情報を上書きによって破壊してしまう可能性が高くなる。そこで、両手法を併用し互いに補完することで、下層透かしが標本値直接操作型、周波数成分操作型のどちらの手法によるものであっても、電子透かし情報が残るようにしている。
【００１７】
以下、図２、図３を使用して本発明実施形態について詳細に説明する。図２は、本発明による電子透かしの埋め込みパターンの例を説明するために引用した図である。ここで、埋め込み対象となるディジタルコンテンツデータは、静止画像あるいは、映像コンテンツから抽出したフレーム画像とする。
まず、図５に示す多重電子透かしにより、コンテンツデータ５１に対して下層透かし５２と上層透かし５３を埋め込む。下層透かし５２としては、現在、一般に用いられている方式を用いる。特にこの透かしの上に別の透かしを重畳することを考慮して開発されたものでないものを対象とする。そして、下層透かし５２との干渉を抑えた上層透かし５３を以下の手法によって実現する。
【００１８】
すなわち、第一は、埋め込みを行わない領域を設ける。このためには、透かし埋め込みをブロック単位で行い、透かしを埋め込まないブロックを設ける必要がある。図２にその例が示されている。
ここでは複数手法を組み合わせてこれを実現している。例えば、標本値直接操作型と周波数成分操作型を併用し、ブロック単位で埋め込み手法を切替える。具体的には、従来手法で埋め込みに使われていないと予想される領域に埋め込むものであり、標本値直接操作型においては埋込み位置を、周波数成分操作型においては埋込む周波数帯域を、それぞれ、一般的な手法で用いられている領域を回避しながら埋め込む。図２に、埋め込み単位ブロック毎、交互にそれぞれパターンを変えて示してある。
【００１９】
標本値直接操作型では、やや煩雑なブロックに最も多く透かし情報を埋め込み、周波数成分操作型では、周波数成分の中周波数領域に最も多く透かし情報を埋め込む。例えば、周波数変換手法として、８×８画素での離散コサイン変換（ＤＣＴ）を用いた場合、図３に示す中周波数領域に埋め込みを実施する。
図３は、ＤＣＴ成分における電子透かしの埋め込み位置を説明するために引用した図であり、低周波領域が従来手法で主に用いられている領域であり、高周波領域がＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ等の非可逆圧縮により情報が削られる領域である。そこで、中周波領域を本発明で用いる領域とする。
【００２０】
以下、図４に示すフローチャートを参照しながら図１に示す本発明実施形態の動作について詳細に説明する。ここに示すフローチャートは、具体的には、本発明の多重電子透かし埋め込みプログラムの処理手順を示す。
まず、画像入力部１１は、透かし埋め込み対象となる画像データを図示せぬ画像蓄積部から取り込み（Ｓ４１）、単位ブロック分割部１３へ供給する。
単位ブロック分割部１３では、電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツデータを埋め込み単位ブロックに分割して識別部１４へ供給する（Ｓ４２）。識別部１４では、そのブロック単位に特徴量を算出してブロック種別（輪郭、高周波部分、平坦部分、留意部分）を識別し、ブロック単位に埋め込み強度を算出し、電子透かし埋め込み部１５へ供給する（Ｓ４３）。また、識別されたブロック種別に基づきあらかじめ定義された埋め込み規則に従って埋め込み手法の選択を行い、電子透かし埋め込み部１５に指示を行う（Ｓ４４）。
【００２１】
電子透かし埋め込み部１５では、図２、図３に示されるように、電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの上層に電子透かしを埋め込む際に、標本値直接操作型に従い埋め込まれる電子透かしと、周波数成分操作型に従い埋め込まれる電子透かしを、単位ブロック分割部１３により指定された埋め込み単位ブロックで両者を切り替えて埋め込む。
具体的に、標本値直接操作型であれば、輪郭については電子透かしの埋め込み強度を大とし、高周波部分であれば電子透かしの埋め込み強度を中とし、平坦部分及び留意部分であれば電子透かしの埋め込み強度を小としてそれぞれ埋め込む（Ｓ４５、Ｓ４６）。また、周波数成分操作型であれば、まずは、周波数変換を行い（Ｓ４５、Ｓ４７）、図３に示されるように中周波数領域に埋め込みを実施し、逆変換する（Ｓ４８、Ｓ４９）。
【００２２】
なお、電子透かしを埋め込まない領域であれば、何の操作も行わず、画像出力部１６を介し、多重電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツを図示せぬディスプレイや画像蓄積部へ出力する（Ｓ５０）。
ここで、ブロック種別で、高周波部分とは、隣接する画素間の輝度の変化が激しい領域を、平坦部分とは、微小である領域を、留意部分とは、人間がものの形を認識する際に意識する輪郭上の目立つ箇所（例えば、角や線分あるいは曲線が連結している部位）のことをいう。
【００２３】
以上説明のように本発明は、電子透かしの埋め込み対象となるコンテンツの上層に電子透かしを埋め込む際、例えば、標本値直接操作型電子透かしに従い埋め込まれる電子透かしと、周波数成分操作型電子透かしに従い埋め込まれる電子透かしを、埋め込み単位ブロックで両者を切り替えに埋め込むことにより、上層透かしと下層透かしの干渉を極力回避し、下層透かしの検出精度を確保したものである。
なお、図１に示す画像入力部１１、単位ブロック分割部１３、識別部１４、電子透かし埋め込み部１５、画像出力部１６のそれぞれが持つ機能を実現するためのプログラムを、それぞれ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に読み込ませ、当該コンピュータが上記プログラムを逐次読み出し実行することによって、本発明の多重電子透かし埋め込み装置が構築される。また、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。
【００２４】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）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。
【００２５】
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良い。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）であっても良い。
【００２６】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明のように本発明によれば、電子透かしの埋め込み対象となるディジタルコンテンツの上層に電子透かしを埋め込む際、例えば、標本値直接操作型電子透かしに従い埋め込まれる電子透かしと、周波数成分操作型電子透かしに従い埋め込まれる電子透かしを、埋め込み単位ブロックで両者を切り替えに埋め込むことにより、上層透かしと下層透かしの干渉を極力回避し、下層透かしの検出精度を確保することができる。
【００２８】
なお、電子透かしは、ディジタルコンテンツの不正利用防止や著作権管理に活用されているが、各社各種各様の方式があり、ディジタルコンテンツのみから埋め込まれている透かしの方式を特定することは出来ないため、あらかじめどの方式で埋め込まれたものかを情報として持っていないと埋め込んだ透かし情報を検出するのが困難であるといった問題もあったが、上記した本発明の多重電子透かしを用いることで、既存の電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツに対し、そのコンテンツがどの方式で埋め込まれているのかを情報として埋め込むといったモデルを実現することができ、この問題を解決することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多重電子透かし埋め込み装置の内部構成を機能展開して示したブロック図である。
【図２】本発明による電子透かしの埋め込みパターンの例を説明するために引用した図である。
【図３】ＤＣＴ成分におけるおける電子透かしの埋め込み位置を説明するために引用した図である。
【図４】図１に示す本発明実施形態の動作を説明するために引用したフローチャートである。
【図５】多重電子透かしの概念を説明するために引用した図である。
【符号の説明】
１１…画像入力部、１３…単位ブロック分割部、１４…識別部、１５…電子透かし埋め込み部、１６…画像出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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