(57)【要約】【課題】ディジタルコンテンツを識別するために副情報として埋込む電子透かしパターンのパラメータを調整可能にする。【解決手段】デコード手段１０２はコンテンツから符号化情報の取得およびデコードを行う。コンテンツ情報算出手段１０３はデコード手段により作成されたＲＡＷデータからフレーム内特徴量を算出する。透かしパターン生成手段１０４は電子透かし情報を元に電子透かしパターンを生成し、コンテンツ情報算出手段から得られる情報を元に調整を行う。パターン重畳パラメータ算出手段１０５はフレーンム毎の符号化データから電子透かしを重畳する際の強度などの重畳パラメータを算出する。透かしパターン重畳手段１０６は電子透かしパターンを透かしパターン重畳パラメータに従いＲＡＷデータに重畳する。エンコード手段１０７は電子透かしを埋め込んだＲＡＷデータをエンコードする。【選択図】  図１
2005073099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタルコンテンツに対して、コンテンツを識別するための電子透かしパターンを副情報として埋め込む副情報埋込み装置であって、
前記ディジタルコンテンツと前記副情報を受け付ける受付手段と、
前記ディジタルコンテンツから符号化情報の取得およびデコードを行うデコード手段と、
前記デコード手段により作成されたＲＡＷデータから複雑度あるいはスペクトル情報などのフレーム内特徴量を算出するコンテンツ情報算出手段と、
前記受付手段から取得した埋め込み情報および透かし鍵などの電子透かし情報を元に、電子透かしパターンを生成し、生成した電子透かしパターンを前記コンテンツ情報算出手段から得られる情報を元に調整を行う透かしパターン生成手段と、
前記デコード手段により取得した、ＤＣＴ係数バイト数などのフレーム毎の符号化データを取得し、電子透かしを重畳する際の強度などの重畳パラメータを算出する透かしパターン重畳パラメータ算出手段と、
前記透かしパターン生成手段で生成した電子透かしパターンを前記透かしパターン重畳パラメータ算出手段により算出されたパラメータに従い、前記デコード手段により作成されたＲＡＷデータに重畳する透かしパターン重畳手段と、
前記透かしパターン重畳手段により電子透かしを埋め込んだＲＡＷデータをエンコードするためのエンコード手段と、
を有することを特徴とする副情報埋め込み装置。
【請求項２】
ディジタルコンテンツに対して、コンテンツを識別するための電子透かしパターンを副情報として埋め込む副情報埋込み方法であって、
前記ディジタルコンテンツと前記副情報を受け付ける受付過程と、
前記ディジタルコンテンツから符号化情報の取得およびデコードを行うデコード過程と、
前記デコード過程により作成されたＲＡＷデータから複雑度あるいはスペクトル情報などのフレーム内特徴量を算出するコンテンツ情報算出過程と、
前記受付過程から取得した埋め込み情報および透かし鍵などの電子透かし情報を元に、電子透かしパターンを生成し、生成した電子透かしパターンを前記コンテンツ情報算出過程から得られる情報を元に調整を行う透かしパターン生成過程と、
前記デコード過程により取得した、ＤＣＴ係数バイト数などのフレーム毎の符号化データを取得し、電子透かしを重畳する際の強度などの重畳パラメータを算出する透かしパターン重畳パラメータ算出過程と、
前記透かしパターン生成過程で生成した電子透かしパターンを前記透かしパターン重畳パラメータ算出過程により算出されたパラメータに従い、前記デコード過程により作成されたＲＡＷデータに重畳する透かしパターン重畳過程と、
前記透かしパターン重畳過程により電子透かしを埋め込んだＲＡＷデータをエンコードするためのエンコード過程と、
を有することを特徴とする副情報埋め込み方法。
【請求項３】
請求項２に記載の副情報埋込み方法における処理過程をコンピュータで実行可能に構成したことを特徴とするプログラム。
【請求項４】
請求項２に記載の副情報埋込み方法における処理過程をコンピュータに実行させるためのプログラムを、該コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像コンテンツへの副情報埋込機能を有する映像コンテンツの配信システムに係り、特に副情報埋込み装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブロードバンドが脚光を浴びるのに伴い、映像、静止画などのディジタルコンテンツの著作権保護システムの開発が進んでいる。著作権保護システムとしては、コンテンツを暗号化し、視聴時にライセンスとして暗号を解読する鍵を配信するカプセル化システムや、電子透かしのように、ユーザに知覚できない方法で、コンテンツを識別する情報を埋め込む副情報埋込みシステムや、それらを組み合わせたサービスを提供するシステム提供等がある。
【０００３】
一方、電子透かしの埋込み方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、副情報をディジタルコンテンツに重畳させるとき、ユーザに知覚しにくくするため、動画、音楽、静止画などコンテンツが持つ冗長性を利用し、副情報を埋め込むが、コンテンツ特性やエンコーダ種別により残存率が大きく左右される。
【特許文献１】特開２０００−２８７０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の副情報埋込み方式は、電子透かしの残存率を一定値以上に保つために、コンテンツ種別や配信コンテンツのフォーマットにあわせて、経験的に、電子透かしパラメータのチューニングを行わなければならないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するため、動画像のデコードの際に得られる符号化情報およびデコードしたＲＡＷデータを解析することにより得られる画像特徴量を取得し、コンテンツ種別や配信コンテンツのフォーマットにあわせて自動的に電子透かしパラメータを調整できる副情報埋込み装置、埋込み方法、この方法のプログラム、およびこの方法を記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための本発明は、以下の構成、方法、プログラムおよび記録媒体を特徴とする。
【０００７】
（１）ディジタルコンテンツに対して、コンテンツを識別するための電子透かしパターンを副情報として埋め込む副情報埋込み装置であって、
前記ディジタルコンテンツと前記副情報を受け付ける受付手段と、
前記ディジタルコンテンツから符号化情報の取得およびデコードを行うデコード手段と、
前記デコード手段により作成されたＲＡＷデータから複雑度あるいはスペクトル情報などのフレーム内特徴量を算出するコンテンツ情報算出手段と、
前記受付手段から取得した埋め込み情報および透かし鍵などの電子透かし情報を元に、電子透かしパターンを生成し、生成した電子透かしパターンを前記コンテンツ情報算出手段から得られる情報を元に調整を行う透かしパターン生成手段と、
前記デコード手段により取得した、ＤＣＴ係数バイト数などのフレーム毎の符号化データを取得し、電子透かしを重畳する際の強度などの重畳パラメータを算出する透かしパターン重畳パラメータ算出手段と、
前記透かしパターン生成手段で生成した電子透かしパターンを前記透かしパターン重畳パラメータ算出手段により算出されたパラメータに従い、前記デコード手段により作成されたＲＡＷデータに重畳する透かしパターン重畳手段と、
前記透かしパターン重畳手段により電子透かしを埋め込んだＲＡＷデータをエンコードするためのエンコード手段と、
を有することを特徴とする副情報埋め込み装置。
【０００８】
（２）ディジタルコンテンツに対して、コンテンツを識別するための電子透かしパターンを副情報として埋め込む副情報埋込み方法であって、
前記ディジタルコンテンツと前記副情報を受け付ける受付過程と、
前記ディジタルコンテンツから符号化情報の取得およびデコードを行うデコード過程と、
前記デコード過程により作成されたＲＡＷデータから複雑度あるいはスペクトル情報などのフレーム内特徴量を算出するコンテンツ情報算出過程と、
前記受付過程から取得した埋め込み情報および透かし鍵などの電子透かし情報を元に、電子透かしパターンを生成し、生成した電子透かしパターンを前記コンテンツ情報算出過程から得られる情報を元に調整を行う透かしパターン生成過程と、
前記デコード過程により取得した、ＤＣＴ係数バイト数などのフレーム毎の符号化データを取得し、電子透かしを重畳する際の強度などの重畳パラメータを算出する透かしパターン重畳パラメータ算出過程と、
前記透かしパターン生成過程で生成した電子透かしパターンを前記透かしパターン重畳パラメータ算出過程により算出されたパラメータに従い、前記デコード過程により作成されたＲＡＷデータに重畳する透かしパターン重畳過程と、
前記透かしパターン重畳過程により電子透かしを埋め込んだＲＡＷデータをエンコードするためのエンコード過程と、
を有することを特徴とする副情報埋め込み方法。
【０００９】
（３）上記の（２）に記載の副情報埋込み方法における処理過程をコンピュータで実行可能に構成したことを特徴とするプログラム。
【００１０】
（４）上記の（２）に記載の副情報埋込み方法における処理過程をコンピュータに実行させるためのプログラムを、該コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録したことを特徴とする記録媒体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、符号化情報などのコンテンツの特徴量と、強度などの電子透かしパラメータの関係式を、ターゲット検出確率ごとに算出しておくことで、ターゲット検出確率を指定することにより、電子透かしパラメータの自動チューニングが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は映像コンテンツの配信システムにおける副情報埋込み装置例を示すブロック図である。
【００１３】
同図において、１００は、副情報埋込み装置の全体である。副情報埋込み装置１００は、配信コンテンツとその埋込み情報を外部からの要求として受け付ける要求受付手段１０１と、入力画像の符号化情報の取得およびデコードを行うデコード手段１０２と、前記デコード手段により作成されたＲＡＷデータから複雑度あるいはスペクトル情報などのフレーム内特徴量を取得するためのコンテンツ情報算出手段１０３と、前記受付手段から取得した埋込み情報および透かし鍵などの電子透かし情報を元に、電子透かしパターンを生成し、生成したパターンを前記コンテンツ情報算出手段から得られる情報を元に調整を行う透かしパターン生成手段１０４と、前記デコード手段により取得した、ＤＣＴ係数バイト数などのフレーム毎の符号化データを取得し、電子透かしを重畳する際の強度などのパラメータを算出する透かしパターン重畳パラメータ算出手段１０５と、前記透かしパターン生成手段で生成した電子透かしパターンを、前記透かしパターン重畳パラメータ算出手段により算出されたパラメータに従い、前記デコード手段により作成されたＲＡＷデータに重畳するための透かしパターン重畳手段１０６と、前記透かしパターン重畳手段により電子透かしを埋め込んだＲＡＷデータをエンコードするためのエンコード手段１０７を含む。
【００１４】
図２は、本発明の埋込み方法のシーケンス例である。以下、図１と図２に基づいて、本発明の動作を以下のＳ１〜Ｓ２５で詳細に説明する。
【００１５】
（Ｓ１）受付手段１０１は、電子透かしを埋め込むために必要な、ＩＤおよび鍵などの埋込み情報を取得し、透かしパターン生成手段１０４に受け渡す。
【００１６】
（Ｓ２，Ｓ３）透かしパターン生成手段１０４は、受け取った情報を元に透かしパターンを生成する。
【００１７】
（Ｓ４）受付手段１０１は、電子透かしを埋め込む動画像を受け取り、デコード手段にファイルを受け渡す。
【００１８】
（Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７）デコ一ド手段１０２は、前記受付手段から受け取った動画像をデコードし、ＲＡＷデータに変換する。その際に、ＭＰＥＧ２などのフォーマット情報、ビットレートなどの符号化種別（パラメータ）情報を抽出し、エンコード手段１０７に受け渡す。
【００１９】
（Ｓ８）デコード手段１０２は、デコードを行った各フレームごとに、ピクチャフレームデータ量などの符号化データを取得し、透かしパターン重畳パラメータ算出手段１０５に受け渡す。
【００２０】
（Ｓ９，Ｓ１０）透かしパターン重畳パラメータ算出手段１０５では、デコード手段から取得した情報を元に、透かしパターンを重畳する際の強度などの重畳パラメータを算出する。このパラメータ算出の詳細は、後に図５で説明する。
【００２１】
（Ｓ１１）デコード手段１０２は、デコード処理により得られたＲＡＷデータをフレーム単位で、コンテンツ情報算出手段１０３に受け渡す。
【００２２】
（Ｓ１２，Ｓ１３）コンテンツ情報算出手段１０３は、受け取ったＲＡＷデータを透かしパターン重畳手段１０６に受け渡す。
【００２３】
（Ｓ１４）コンテンツ情報算出手段１０３は、ＲＡＷデータから複雑度などのフレーム内画像特徴量を算出し、透かしパターン生成手段１０４に渡す。
【００２４】
（Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７）透かしパターン生成手段１０４は、受け取った画像特徴量をもとに、電子透かしパターンの周波数特性の調整などを実施し、調整した透かしパターンを透かしパターン重畳手段１０６に受け渡す。
【００２５】
（Ｓ１８）透かしパターン重畳パラメータ算出手段１０５は算出した重畳パラメータを透かしパターン重畳手段に渡す。
【００２６】
（Ｓ１９，Ｓ２０，Ｓ２１）透かしパターン重畳手段１０６は、透かしパターン生成手段１０４から取得する透かしパターンおよび透かしパターン重畳パラメータ算出手段１０５から取得した、強度などの重畳パラメータを使用し、透かしパターンをＲＡＷデータに重畳する。
【００２７】
この重畳処理は、後に図５で詳細を説明するように、透かしパターン画像と透かしパターンを埋込み後のＲＡＷデータフレーム画像のＳ／Ｎ比を測定し、透かしパターン重畳パラメータ算出手段１０５に返却し、透かしパラメータの再調整を行っても良い。
【００２８】
（Ｓ２２〜Ｓ２４）エンコード手段１０７は、透かしパターン重畳手段１０６からＲＡＷデータを受け取り、予め、デコード手段１０２から受け取った符号化パラメータ情報を元に、エンコード処理を行い、受付手段１０１にエンコード済みのコンテンツを返却する。
【００２９】
（Ｓ２５）受付手段１０１はエンコード手段１０７からコンテンツ（透かしパターンを重畳させたコンテンツ）を取得する。
【００３０】
図３は、電子透かしパターンの重畳係数を算出するための元となる、ＭＰＥＧ２におけるピクチャフレームデータ量と電子透かし強度の関係を示したグラフである。８０％、９０％、９５％などターゲットとする電子透かし強度を指定すると、ピクチャフレームデータ量から、適切な強度を算出することができる。また、電子透かしが画質におよぼす影響を考慮し、電子透かし強度の上限を設定しておくことで、電子透かしの上限以下で、フレームピクチャデータ量に合わせて、電子透かし強度の算出を行うことができる。
【００３１】
なお、図３に示す同一検出確率を得るためのピクチャフレームデータ量と電子透かし強度の関係は、例えば、以下の線形最小二乗法で求めることができる。
【００３２】
最小二乗法は、
【００３３】
【数１】
2005073099.tif 000003
【００３４】
で定義され、上記の係数ａ，ｂを求めるための連立方程式は、次式になり、
【００３５】
【数２】
2005073099.tif 000004
【００３６】
上記式において、残差の二乗和（誤差）Ｓを最小にする係数ａ，ｂは、各係数ａ，ｂで二乗和Ｓを微分し、これがゼロとなる最小値を算出する以下の演算で求めることができる。
【００３７】
【数３】
2005073099.tif 000005
【００３８】
上記式において、和の計算がｎ＝１からｎまで同様に実施されるという特性を使用し、方程式を展開することで、以下の式から係数ａ，ｂを求めることができる。
【００３９】
【数４】
2005073099.tif 000006
【００４０】
図４は、図３のピクチャフレームデータ量と電子透かし強度の関係を示したグラフを作成するための手段を示す。各電子透かし方式ごとに、電子透かし強度などの電子透かしパラメータを変更しながら、電子透かしの埋込みを実施し、ピクチャフレームデータ量などと、電子透かし検出確率の関係を分布図としてプロツトする（図４の左の図）。
【００４１】
この分布図から、電子透かし検出確率がほぼ同じとなる（例えば８０％前後）の領域を選択し、その領域の各データを最もよく示すように、近似曲線を計算する（図４の右の図）。この近似曲線は、電子透かしパラメータ調整区間内で単調減少となるように、一次関数あるいは二次関数などで近似する。また、コンテンツ毎の透かし強度の微調整を実施するため、近似曲線とほぼ一致するフレームについて、電子透かしパターン画像と電子透かしを重畳後のフレーム画像のＳ／Ｎ比を測定し、平均値を基準Ｓ／Ｎ比とする。
【００４２】
図５は、重畳パラメータの算出シーケンス例である。図４等で例示したターゲット検出確率ごとに、検出確率に合わせた強度調整関数を選択し（Ｓ３１）、ピクチャブレームデータ量などの符号化情報を元に、適切な透かし強度パラメータを算出する（Ｓ３２）。この透かし強度の調整に当たり、動画種別による検出確率ばらつきを調整するため、動画像の最初のフレーム等を利用し、電子透かしパターン画像と電子透かしを重畳後のフレーム画像のＳ／Ｎ比を測定し（Ｓ３３）、基準Ｓ／Ｎ比と比較し（Ｓ３４）、基準Ｓ／Ｎ比に近くなるように、補正比を算出し（Ｓ３５）、透かしパターンを重畳させる（Ｓ３６）。それ以降のフレームについては強度パラメータに補正比を積算する（Ｓ３７）。長尺コンテンツの場合は、たとえば、数百フレームごとに補正比の再計算を実施する。処理速度を速くしたい場合は補正比の修正頻度を下げる。
【００４３】
図６は、図５における基準Ｓ／Ｎ比の算出シーケンス例である。図６が図５と異なる点は、十分な映像サンプルを用いて、透かしパターンを重畳した画像から電子透かしを検出し（Ｓ３８）、この電子透かし検出率を算出し（Ｓ３９）、この検出率を基にＳ／Ｎ比を計測し（Ｓ３３）、このＳ／Ｎ比の平均値を算出して基準Ｓ／Ｎ比とする（Ｓ４０）。
【００４４】
なお、本発明は、図２に示した方法の一部又は全部の処理機能をプログラムとして構成してコンピュータに実行させることができる。また、コンピュータでその各部の処理機能を実現するためのプログラム、あるいはコンピュータにその処理手順を実行させるためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、提供したりすることが可能であり、また、インターネットのような通信ネットワークを介して配布したりすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の副情報埋込み装置の構成例を示すブロック図。
【図２】本発明の副情報埋込み方法を示すシーケンス図。
【図３】本発明で使用する重畳パラメータ算出に利用する関数例を示すグラフ。
【図４】本発明の図３の関数の算出例を示すグラフ。
【図５】本発明の重畳パラメータの算出例を示すシーケンス図。
【図６】本発明の図５のシーケンスにおける基準Ｓ／Ｎ比の算出例を示すシーケンス図。
【符号の説明】
【００４６】
１０１  受付手段
１０２  デコード手段
１０３  コンテンツ情報算出手段
１０４  透かしパターン生成手段
１０５  透かしパターン重畳パラメータ算出手段
１０６  透かしパターン重畳手段
１０７  エンコード手段
【図１】
2005073099.tif 000007
【図２】
2005073099.tif 000008
【図３】
2005073099.tif 000009
【図４】
2005073099.tif 000010
【図５】
2005073099.tif 000011
【図６】
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