(57)【要約】【課題】  コンテンツに秘匿された情報の従来の検出では、幾何変形を検知するために余分な透かし情報を埋め込む必要があり、さらに、コンテンツが小さく情報の統計的な推定ができない、コンテンツの劣化が大きく抽出した情報が誤り訂正の限界を超過したとき、秘匿された情報が一切復元できなくなるという問題があった。【解決手段】  探索装置と誤り訂正装置とを備え、前記探索装置は入力されたコンテンツに幾何変形を施し、前記誤り訂正装置に変形されたコンテンツを送り、誤り訂正装置は、受け取ったデータに誤り訂正を行ない情報の復号を試みて、誤り訂正に失敗して情報を復号できなかった場合には、探索装置は、前記コンテンツをさらに変形して、誤り訂正装置に送り、誤り訂正装置は受け取ったデータに誤り訂正を行ない情報の復号を試みて、前記探索装置と前記誤り訂正装置はコンテンツから情報が検出できるまでこれを繰り返す。【選択図】        図１
2005142611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
探索装置と誤り訂正装置とを備え、前記探索装置は入力されたコンテンツに幾何変形を施し、前記誤り訂正装置に変形されたコンテンツを送り、誤り訂正装置は、受け取ったデータに誤り訂正を行ない情報の復号を試みて、誤り訂正に失敗して情報を復号できなかった場合には、探索装置は、前記コンテンツをさらに変形して、誤り訂正装置に送り、誤り訂正装置は受け取ったデータに誤り訂正を行ない情報の復号を試みて、前記探索装置と前記誤り訂正装置はコンテンツから情報が検出できるまでこれを繰り返すことを特徴とする情報検出装置。
【請求項２】
前記探索装置は入力されたコンテンツに回転角度或いは拡大率を変えて変形を施し、前記誤り訂正装置は、回転角度或いは拡大率を変えたコンテンツに対して誤り訂正を行ない、前記探索装置と前記誤り訂正装置とはコンテンツから情報が検出できるまでこれを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の情報検出装置。
【請求項３】
前記探索装置は、探索する回転角度および拡大率の探索範囲を設定する対話装置を備え、前記探索装置は設定された探索範囲内でコンテンツを変形し、誤り訂正装置が、変形されたコンテンツに対して誤り訂正を繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の情報検出装置。
【請求項４】
前記探索装置は、探索する回転角度および拡大率の刻み幅を設定する対話装置を備え、前記探索装置は設定された刻み幅でコンテンツを変形し、誤り訂正装置が、変形されたコンテンツに対して誤り訂正を繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の情報検出装置。
【請求項５】
前記探索装置は、検出を続行するか終了するかについて判断を求める対話装置を備え、前記探索範囲を超過しても情報が検出できなかったとき、前記対話装置にて続行と入力された場合には設定された探索範囲を広げて検出を続行し、終了と入力された場合には検出を終了して透かし情報が埋め込まれていないと出力することを特徴とする請求項２に記載の情報検出装置。
【請求項６】
前記探索装置は、検出を続行するか終了するかについて判断を求める対話装置を備え、前記探索範囲を超過しても情報が検出できなかったとき、前記対話装置にて続行と入力された場合には設定された刻み幅を細かくして検出を続行し、終了と入力された場合には検出を終了して透かし情報が埋め込まれていないと出力することを特徴とする請求項２に記載の情報検出装置。
【請求項７】
前記情報検出装置は、検出対象コンテンツに埋め込まれているビットの値を抽出するビット値抽出装置と、抽出されたビット値の信頼度を決定する信頼度決定装置と、信頼度が低いビットを取り出して検出が成功するまでこれらに０，１を割り当てながらあらゆる組み合わせで誤り訂正を繰り返す装置を備えることを特徴とする請求項１に記載の情報検出装置。
【請求項８】
前記ビット値抽出装置は、ビットに対応する特徴量を検出対象コンテンツから計算して得られた特徴量とあらかじめ設定されたしきい値とを比較することで対応するビットの値を決定し、前記信頼度決定装置は、前記特徴量が設定されたしきい値の近傍にある場合、対応するビットを信頼性の低いビットと定めることを特徴とする請求項７に記載の情報検出装置。
【請求項９】
前記信頼度決定装置は、先ず、前記信頼度の低いビットの数を１個として誤り訂正装置にビット列を送信し、誤り訂正装置は受信したビット列に誤り訂正を施し、該信頼度決定装置は、信頼度の低いビットの個数回以上誤り訂正が成功するまで信頼度の低いビットの個数を１個ずつ増やしながら誤り訂正を繰り返すことを特徴とする請求項７に記載の情報検出装置。
【請求項１０】
前記信頼度決定装置は、信頼度の低いビットの個数があらかじめ定められた上限に到達したとき、検出を続行するか終了するかについて判断を求める対話装置を備え、該対話装置にて続行と入力された場合には検出を続行し、終了と入力された場合には検出を終了し、透かし情報が埋め込まれていないと出力することを特徴とする請求項７に記載の情報検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音楽や画像等のコンテンツのデジタルデータに秘匿された情報を検出する方法および装置に関し、特に変形・劣化したコンテンツから秘匿された情報を検出するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音楽や画像等のコンテンツ例えば静止画像に対する情報秘匿技術として、画像をブロックに分解し、各ブロックの同一箇所の輝度を微妙に改変して情報を埋め込む、電子透かし技術が知られている。
【０００３】
この技術の一例としては、透かしを埋め込む画像をブロックに分解し、各ブロックにおいて、輝度を上げる箇所と下げる箇所とを設ける。埋め込む透かし情報のビット列の長さがＮである場合、このような箇所をＮ個用意する。そして、対応するビットが１のとき、人間に知覚されない程度にわずかに輝度を上げ、０のとき同様にわずかに輝度を下げる。このように埋め込まれた情報は、各ブロックにおいて同じビットに対応する箇所を取り出し、それぞれにおいて周囲との輝度の差分値を計算し、これら差分値を足し合わせることで抽出できる。すなわち、画素における輝度の変化はわずかであるが、これらを足し合わせることによって、画像の影響が消失し、恣意的に上げ下げした輝度の影響が現れるため、この原理で透かし情報が抽出できる。
【０００４】
電子透かし技術が適用されたコンテンツでは、幾何学的に変形している場合には、秘匿されている情報を検出することができなくなることがある。このような場合に、電子透かしや秘密通信などによってコンテンツに秘匿された情報を検出するためには、情報を秘匿した後にコンテンツに施された回転や拡大などといった幾何変形量を評価し、検出対象のコンテンツを元の状態に戻す必要がある。そのための従来の方法として、幾何変形を見出すために、オリジナルコンテンツの大きさといった幾何情報や目盛りの役目を果たすような識別子を、幾何変形処理に強い電子透かし技術を用いてコンテンツに埋め込んでおき、それを検出時に用いる技術が知られている。
【０００５】
また、ノイズやぼけなどが生じて画質が劣化したコンテンツから、秘匿された情報を正しく検出するための従来の方法として、埋め込まれた情報の統計的分布を推定して最も確からしい情報を検出する方法と、誤り訂正符号を用いて情報を復号する方法の２つが知られている。
【０００６】
電子透かし技術については、下記特許文献１或いは下記非特許文献１の１６４−１７３頁に詳細が述べられている。識別子によって変形したコンテンツから情報を検出する技術については例えば下記非特許文献１に記載されている。劣化したコンテンツから情報を検出する技術については、前者については非特許文献２の１５７−１９９頁に、後者については非特許文献２の９７−１０４頁に詳細が記されている。また、誤り訂正符号においては、誤りが「訂正限界」と呼ばれる限界を超過した場合、一切の情報が復元できなくなることが知られており、下記非特許文献３の６８−９６頁に記載されている。このような訂正限界を超過した誤り訂正を可能にする技術に関して、下記非特許文献４の１２５−１３１頁に記載されている。
【０００７】
【特許文献１】ＵＳＰ ５６３６２９２ (1997) Digimarc Corporation
【０００８】
【非特許文献１】W. Bender, D. Gruhl and N. Morimoto: "Techniques for Data Hiding", Proceedings of SPIE, Vol. 2420, (1995).
【非特許文献２】I. J. Cox, M. L. Miller and J. A. Bloom: ``Digital Watermarking: Principles & Practice'', Morgan Kaufmann (2001).
【非特許文献３】S. B. Wicker: "Error Control Systems for Digital Communication and Storage", Prentice Hall (1995).
【非特許文献４】G. D. Forney: ``Generalized Minimum Distance  Decoding'', IEEE Trans. Information Theory, Vol. IT-12, (1966).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これら従来技術は以下のような問題を含んでいる。まず、非特許文献１に記載されているコンテンツに施された幾何変形を見つけ出す従来の技術では、幾何変形を見出すために、オリジナルコンテンツの大きさなどに関する情報を、幾何変形に強い電子透かし技術を用いて埋め込む必要がある。しかし、このような技術では、このような余分な情報を埋め込んだ分、画質が劣化する。秘匿通信においては、画質劣化ができるだけ小さいことが望まれるので、このような余分な情報を埋め込まない技術が望ましい。
【００１０】
さらに、コンテンツの劣化が大きく、幾何変形探知用の透かしが検出できなかった場合には、幾何変形量を見積もることに失敗して、一切の情報が復元できなくなってしまう。このとき、もともとコンテンツに透かし情報が埋め込まれていなかったのか、それともコンテンツの劣化が大きいために検出に失敗しただけなのかが判別不能となってしまう。
【００１１】
また、非特許文献２に記載されている劣化したコンテンツから情報を復号するための従来技術の問題点は以下の通りである。まず、画像の確率分布を推定して情報を復号する方法では、中心極限定理などといった統計学的性質に基づいて埋め込まれた情報の分布が推定される。この定理は標本数が十分多いとき、平均値からなる集合は正規分布に従うというものである。それゆえ、標本数が少ない、すなわち小さなコンテンツを検出対象とする場合には、中心極限定理が成立せず、情報が正しく検出できなくなってしまう。
【００１２】
一方の誤り訂正を用いた検出方法では、このような統計的推定を行わないために、コンテンツの大きさに検出結果が左右されないという利点がある。しかしその反面、この技術では、訂正用の冗長なビットを本来秘匿したい情報に付加しなければならず、その分画質が劣化するといった欠点がある。
【００１３】
さらに、誤り訂正符号においては、誤りが「訂正限界」と呼ばれる限界を超過した場合、一切の情報が復元できなくなることが知られており、誤り訂正符号のこのような性質より、もし透かし入りコンテンツの劣化が著しく、コンテンツから抽出した情報が訂正限界を超えて誤っていた場合には、誤り訂正に失敗して一切の情報が復元できなくなってしまう。このとき、もともとコンテンツに透かし情報が埋め込まれていなかったのか、それともコンテンツの劣化が大きいために検出に失敗しただけなのかが判別不能となってしまう。
【００１４】
秘匿通信の応用例として、購買者を特定する情報をコンテンツに埋め込んでおくことで、不正流通しているコンテンツから不正に転売した転売者の候補をたてるといった方法が考えられる。これを実際に行うためには、たとえ誤って別の情報を検出してしまう誤検出率がたとえ多少高まったとしても、コンテンツに透かしが埋め込まれているのであれば、最低限その存在が検知でき、埋め込まれている情報の候補が出力されることが望ましい。なぜならば、誤検出率の高さゆえ、検出結果をもとに不正者を罰する根拠とすることはできなくとも、この結果に応じてコンテンツ所有者は、例えば、検出された不正転売者に対して警告を発するなど、何らかの自衛策を講じることができるためである。
【００１５】
非特許文献２の１５７〜１９９頁に記載されている前者の分布を推定する方法では、コンテンツの劣化が著しくても、コンテンツのサイズが十分大きければ、中心極限定理をもとに常に何らかの情報を、その誤検出率とともに抽出できる。従って、この訂正限界の問題は、誤り訂正を用いる検出方法の大きな欠点といえる。
【００１６】
このため、両者の欠点をカバーし、コンテンツの大きさや劣化の度合いに依存せず、常に何らかの情報が検出できる技術が求められる。また、画質維持の観点からも、誤り訂正用に付加する冗長なビット数ができるだけ少なくとれることが好ましい。
【００１７】
即ち、上記の課題を解決するために、
（１）幾何変形を特定するために付加する余分な情報が必要ないこと
（２）コンテンツの大きさに依存せず透かし情報を検出できること
（３）コンテンツの劣化度合いに依存せず幾何変形を特定できて、透かし情報が検出できること
（４）誤り訂正のために付加する余分な情報を少なく取れること
の４点の条件を満たす技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の基本的なアイデアは、検出情報にある程度の目星をつけた後、残りの不明な部分にあらゆる組み合わせを割り当て、総当りで誤り訂正を施すところにある。即ち、本発明の情報検出装置は、探索装置と誤り訂正装置とを備え、前記探索装置は入力されたコンテンツに幾何変形を施し、前記誤り訂正装置に変形されたコンテンツを送り、誤り訂正装置は、受け取ったデータに誤り訂正を行ない情報の復号を試みて、誤り訂正に失敗して情報を復号できなかった場合には、探索装置は、前記コンテンツをさらに変形して、誤り訂正装置に送り、誤り訂正装置は受け取ったデータに誤り訂正を行ない情報の復号を試みて、前記探索装置と前記誤り訂正装置はコンテンツから情報が検出できるまでこれを繰り返す。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、前述した（１）−（４）の条件をすべて満たし、従来技術の課題を解決するものである。本発明によれば、誤り訂正符号に基づく情報の検出技術に関係して、幾何変形検知用の余分な情報を付加する必要がなく、また、コンテンツの大きさや劣化の度合いに依存せず情報を検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態を実施して、変形・劣化したコンテンツから情報を検出するために必要な装置は、すべて計算機上でその機能を持つプログラムを作成し実行すること、あるいは、これと同等な機能を持つハードウエアを作成することによって実装できる。以下、まず（Ａ）で情報検出装置及び検出処理手順の概要について説明し、（Ｂ）で幾何変形を探索する方法を、（Ｃ）で誤り訂正の訂正限界を超えて電子透かしを検出する方法を説明し、（Ｄ）でコンテンツとして静止画像を取り上げて、具体的な実施の形態を例示する。
【００２１】
（Ａ）情報検出装置及び検出処理手順の概要
図１は情報検出装置１１１の概要図である。この装置は計算機上でその機能を持つプログラム、あるいは、これと同等な機能を持つハードウエアによって実装される。情報検出装置１１１は、図２に示す幾何変形量を見積もるための装置と、図３に示す劣化したコンテンツから情報を抽出するための情報検出装置とを組み合わせたものであり、先ず図２をもとにコンテンツに施された幾何変形量を見積もるための装置について説明する。
【００２２】
コンテンツ入力装置１１２は、コンテンツ１０１を受信して、探索装置１１３に送る。探索装置１１３は、ユーザによって対話装置１１４を通じて指定された、幾何変形の探索範囲を設定し、この探索範囲内で探索装置１１３は実際にコンテンツ１０１に幾何変形を施し、誤り訂正装置１１８に変形されたコンテンツを送る。
【００２３】
誤り訂正装置１１８は、受け取ったデータを誤り訂正して情報の復号を試みる。誤り訂正に失敗して情報を復号できなかった場合、探索装置１１３は、対話装置１１４を通じて指定された探索範囲内でコンテンツ１０１をさらに変形して、誤り訂正装置１１８に送る。
【００２４】
探索装置１１３と誤り訂正装置１１８の間でこの送信を繰り返し、誤り訂正に成功して情報が復号できた段階で、誤り訂正装置１１８はそれを検出情報１０２として出力する。指定された探索範囲内すべての組み合わせで情報を復元できなかった場合、誤り訂正装置１１８は情報が検出できなかったことを出力する。
【００２５】
続いて、図３に示す劣化したコンテンツから情報を抽出するための情報検出装置について説明する。
まずコンテンツ入力装置１１２はコンテンツ１０１を受信して、ビット値抽出装置１１５に送る。ビット値抽出装置１１５は、コンテンツからビット値に対応する特徴量を計算し、信頼度決定装置１１６に送る。信頼度決定装置１１６は、送られた特徴量から０，１を判別しがたいビットを特定し、ユーザによって対話装置１１７を通じて指定されたビット数の分だけ、信頼度の低いビットを確保する。
【００２６】
その後、信頼度決定装置１１６は、あらゆる組み合わせで信頼度の低いビットにビット０，１を割り当てた複数のビット列を作成して、誤り訂正装置１１８に送る。誤り訂正装置１１８は、受け取った複数のビット列すべてに誤り訂正を施して、情報の復号を試みる。誤り訂正に成功して情報が復号できた段階で、誤り訂正装置１１８は、それを検出情報１０２として出力する。受け取ったすべてのビット列で誤り訂正に失敗した場合、誤り訂正装置１１８は情報が検出できなかったことを出力する。
【００２７】
誤り訂正装置１１８において送られたすべてのビット列で情報復号に失敗した場合、探索装置１１３に戻ってコンテンツ１０１を変形し直す。対話装置１１４を通じて設定された探索範囲内で情報が復号できなかった場合、コンテンツ１０１に情報は秘匿されていないと判断してその結果を出力する。この装置によって、変形・劣化したコンテンツから、余分な情報を付加することなく、情報を検出することができる。
【００２８】
（Ｂ）幾何変形探索方法
図４、図１をもとに幾何変形を探索する方法の詳細について説明する。まず、ステップ４１１にて、経験則に基づいてユーザはコンテンツ１０１に施された回転の角度および拡大率を見積もる。例えば、回転角度１度、拡大率９０％と見積もることができる。
【００２９】
次に、ステップ４１２にて、ユーザは、対話装置１１４を通じて、探索する回転角度の刻み幅及びその探索範囲、かつ、探索する拡大率の刻み幅及びその探索範囲を、見積もった値が含まれるように設定する。例えば、回転角度探索刻み幅を０．１度、その探索範囲を−１度から＋１度、拡大率刻み幅を１％、その探索範囲を８０％〜１２０％と設定する。
【００３０】
このように設定した探索条件をもとに、実際にコンテンツ１０１を回転・拡大しながら、誤り訂正復号を繰り返すのが、ステップ４１３である。これは探索装置１１３および誤り訂正装置１１８によって行われる。このステップで復号が成功したかどうかを次の４２１にて誤り訂正装置１１８が判断する。もし復号が成功した場合、誤り訂正装置１１８は、この復号された情報を検出情報１０２として出力する。
【００３１】
失敗した場合、次の判断４２２にて、対話装置１１４を通じてユーザに検出を続行するかどうかについて確認を求める。続行と入力された場合には、ステップ４１４にて回転角度・拡大率の刻み幅をより細かくとり、かつ探索範囲を広げて、ステップ４１３をやり直す。探索範囲の再設定は、対話装置１１４を通じてユーザによって行われる。続行しない場合には、コンテンツ１０１に透かしが埋め込まれていなかったと判断して、透かし情報なし４０１を出力する。
【００３２】
以上の処理手順によって、幾何変形検知用の余分な透かし情報を付加することなく、コンテンツに施された回転・拡大を計算することが可能になる。
誤り訂正符号の誤検出率は非常に低いため、探索範囲・精度が高く誤り訂正を繰り返す回数が莫大にならない限り、本技術によって本来埋め込んだ透かし情報と異なる情報を誤って復号してしまう誤検出率は十分低く抑えられる。
【００３３】
例えば、７個までの誤りを訂正できるビット長１２７のＢＣＨ（１２７，７８）符号を用いて透かし情報を埋め込んだ場合、文献「S. B. Wicker: "Error Control Systems for Digital Communication and Storage", Prentice Hall (1995)」の２３８−２６３ページに記載された解析法に、文献「Y. Desaki, T. Fujiwara and T. Kasami: ``The Weight Distribution of Extended Binary Primitive BCH Code of Lenght 128'', IEEE Trans. Information Theory, Vol. 43, No. 4, (1997)」の１３６４−１３７１頁に記載された重み分布を代入することで、この符号の誤検出率は１０の−１１乗程度と計算できる。
【００３４】
よって、ＢＣＨ（１２７，７８）符号を用いて透かし情報を埋め込み、回転角度探索刻み幅を０．１度、探索範囲を−１度〜＋１度、拡大率刻み幅を１％、探索範囲を８０％〜１２０％と設定した場合、探索回数は高々８００回であることから、本技術を適用したことによる誤検出率は１０の−８乗程度と計算される。この程度の誤検出率であれば、検出率が悪化するデメリットよりも、幾何変形探索のための余分な情報を付加せずにすむメリットのほうが大きい。
【００３５】
（Ｃ）訂正限界を超えて誤りを訂正する検出方法
図５、図１をもとに、誤り訂正の訂正限界を超えて電子透かしを検出する方法の詳細について説明する。以下、コンテンツ１０１に埋め込まれている秘匿情報として、０，１からなるビット列ｂ（０），…，ｂ（Ｎ）を仮定する。例えば英数字８文字は、Ｎ＝６４個のビットからなるビット列に対応する。
【００３６】
まず、ステップ５１１において、ビット値抽出装置１１５は、コンテンツ１０１からビット値ｂ（１），…，ｂ（Ｎ）に対応する特徴量ｘ（１），…，ｘ（Ｎ）を計算する。ビット値は０，１の２通りしか取らないが、コンテンツ１０１の影響を受けて、特徴量ｘ（１），…，ｘ（Ｎ）は、一般にアナログ値となることに注意する。これについては（Ｄ）で具体例を挙げる。
【００３７】
次に、ステップ５１２において、信頼度決定装置１１６は、あらかじめ設定されたしきい値Ｔを参照して、各特徴量ｘ（ｉ） （ｉ＝１，…，Ｎ）に対して、このＴより大きかった場合、対応するビット値ｂ（ｉ）を１、Ｔより小さかった場合、ｂ（ｉ）を０とおく。もしｘ（ｉ）がＴよりも十分に大きければ、対応するビットｂ（ｉ）がもともと１である確率は非常に高いといえる。逆にＴ近傍にあった場合は、もともと１だったのか０だったのか、判別しにくいことに注意する。なおこのようなビット列の決定方法については非特許文献２の４１−８３頁に記載されている。
【００３８】
以上の準備のもと、（Ａ）で述べたように信頼度の低いビットに０，１を割り当てて総当りで復号する操作を行う。そのために、まず導入５２１にて試行回数ｒおよびその上限Ｒを導入し、ｒ＝１と設定し、ＲをＮ以下の整数とする。このＲは対話装置１１７を通じて、ユーザによって指定される。
【００３９】
もし特徴量ｘ（ｉ） （ｉ＝１，…，Ｎ）がしきい値Ｔの近傍にある場合、ビットｂ（ｉ）が１なのか０なのか判別しにくい。すなわち、判別したビット値ｂ（ｉ）の信頼度が低いといえる。この事実に基づいて、ステップ５１３において、信頼度決定装置１１６は、｜ｘ（ｉ）−Ｔ｜が小さい順にｒ個の検出値ｘ（ｉ０），…，ｘ（ｉｒ）を取り出し、対応するビット値ｂ（ｉ０），…，ｂ（ｉｒ）のそれぞれに０，１を割り当てる。誤り訂正装置１１８はこのビット列を受信し誤り訂正にかける。ｒ個のビットについて総当りで復号するため、誤り訂正装置１１８は、合計では２のｒ乗回の誤り訂正復号を行うことになる。
【００４０】
最後に、判断５２２にて、誤り訂正装置１１８は、２のｒ乗回の誤り訂正復号によってｒ回以上復号が成功したか判断する。すなわち、ステップ５１３において信頼度の低いｒ個のビットそれぞれに０，１を割り当てている間、誤っているビットの数が訂正限界未満になった場合に、ｒ回以上の復号が成功する。ｒ回以上復号が成功した場合、得られたビット列１０２を検出された透かし情報とする。復号できなかった場合、次の判断５２３に進む。
【００４１】
なお、ｒ回以上復号ができた情報を透かし情報とするのは、誤って偽の情報を復号してしまう復号誤りを回避するためである。偽の情報をｒ回以上復号できる確率は非常に小さいため、この制限により復号誤りを回避できる。
【００４２】
判断５２３では、試行回数ｒがあらかじめ決めておいたＲ（＜Ｎ）よりも小さかった場合、次のステップ５１４に進む。そうでなかった場合、コンテンツには透かし情報が埋め込まれていなかったと判断して、透かし情報なし５０１を出力する。なお、この判断５２３はコンテンツに透かしが埋め込まれていなかった場合、無限ループに陥るのを回避するためにある。
【００４３】
ステップ５１４では、信頼度決定装置１１６が試行回数ｒを１増やして信頼度の低いビット数を増やし、ビット列を再構成する。誤り訂正装置１１８はこれを受信し、ステップ５１３の総当り復号をやりなおす。
【００４４】
一方、実施の形態のような、訂正限界を超過した誤り訂正を可能にする技術に関して、非特許文献４に記載されている技術は実施の形態と異なり、誤検出率が悪化しないことを保証する代わりに、消失ビットを復元できるような、特殊な訂正符号にしか適用できない。実施の形態は、復号回数に着目したことで誤検出率の悪化を抑え、任意の訂正符号に対して適用可能であることが利点であり、上記文献の技術と異なるものである。
（Ｄ）実施の具体例
コンテンツとして静止画を取り上げ、図６をもとに、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に記載された処理手順の具体例をあげる。静止画に対する情報秘匿技術として、画像をブロックに分解し、各ブロックの同一箇所の輝度を微妙に改変して情報を埋め込む、電子透かし技術が知られている。これについては、非特許文献１に詳細が述べられている。
【００４５】
この技術では、透かしを埋め込む画像６０１をブロックに分解し、各ブロックにおいて、輝度を上げる箇所６１１，６１２，６１３，６１４と下げる箇所６２１，６２２，６２３，６２４とを設ける。埋め込む透かし情報のビット列の長さがＮである場合、このような箇所をＮ個用意する。そして、対応するビットが１のとき、人間に知覚されない程度にわずかに輝度を上げ、０のとき同様にわずかに輝度を下げる。
【００４６】
このように埋め込まれた情報は、各ブロックにおいて同じビットに対応する箇所を取り出し、それぞれにおいて周囲との輝度の差分値を計算し、これら差分値を足し合わせることで抽出できる。すなわち、画素６１１，６１２，６１３，６１４における輝度の変化はわずかであるが、これらを足し合わせることによって、画像６０１の影響が消失し、恣意的に上げ下げした輝度の影響が現れるため、この原理で透かし情報が抽出できる。
【００４７】
グラフ６０２はその結果をまとめたグラフである。画像６０１の各ブロックにおいて、画素６１１，６１２，６１３，６１４の各画素において周囲との差分値を計算し、それらを足しあげて得られた輝度値６３１は、透かし埋め込みによって画素６１１，６１２，６１３，６１４に対応する箇所の輝度がすべて上げてあることから、正となる。同様に、画素６２１，６２２，６２３，６２４に関しては、輝度を微妙にすべて下げてあることから、足し上げた値６３２は負となる。
【００４８】
最後に、得られた輝度値が正のとき対応するビット値を１、負のとき０と置くことで、埋め込んだ情報のビット列が得られる。なお、この例は、（Ｃ）の処理手順におけるしきい値Ｔを０においた場合に相当する。
【００４９】
ところが、透かし埋め込みによって規則的に輝度値を上下させたとしても、画像コンテンツによっては、画像圧縮や幾何変形などによってこれらの規則が崩れる場合がある。このとき、足し上げた輝度値が、輝度値６３３，６３４のようにしきい値０近傍に集中する。このような状態では、対応するビットがもともと０だったのか１だったのか判断しがたい。そして実際、透かし情報が埋め込まれているにもかかわらず、誤り訂正に失敗して情報が検出できないのは、このようなしきい値近傍にあるビット値が誤って判別されて、抽出したビット列の誤りビット数が訂正限界を超過してしまうことが原因の一つである。
【００５０】
このように、信頼性の低いビットが実際誤っていることが多いという事実に着目して、しきい値近傍にあるビットを不定として総当りで誤り訂正復号を試みることで、誤り訂正の限界を超えて情報を復元できるようにしたのが実施の形態である。幾何変形についても同様で、コンテンツを実際に変形させながらこの検出処理を繰り返すことで、幾何変形探知のための余分な情報を付加することなく、情報の検出が可能になる。
【００５１】
回転角度・拡大率刻み幅、探索範囲、および誤り訂正を繰り返すビット数の上限Ｒ（図５の５２１参照）は、検出を試みるユーザが設定する必要がある。これらを組み合わせた入力ダイアログとして、図７の７０１を例としてあげる。このようなダイアログ７０１にて入力された値をもとに誤り訂正復号を繰り返すことで、実施の形態は実施される。
【００５２】
実施の形態のようにあらゆる組み合わせで検出を繰り返す方法では、このようなダイアログが必須となるため、検出前にこのような入力を促す装置を備えた電子透かし検出技術は、実施の形態と関係があると考えられる。
【００５３】
続いて、実施の形態が、前述した（１）−（４）の条件をすべて満たして、従来技術の課題を解決するものであることを具体的に説明する。
【００５４】
まず（１）の幾何変形の特定について説明する。実際、コンテンツに施された回転などの幾何変形は、見た目でおおよその見当がつく。従って、調査する回転角度や拡大率の範囲および探索刻み幅を設定して、実際に検出対象コンテンツを回転・拡大しながら誤り訂正をかけて復号していけば、いつかは正しい情報が復元できるはずである。このような総当りの復号によって、幾何変形に対する余分な情報を埋め込むことなく情報が抽出できるようになり、（１）が満足される。
【００５５】
ただし、この技術によって、検出時間、および復号された透かし情報の誤検出率が増大するのは明らかである。例えば、回転の探索範囲を１〜−１度、その刻み幅を０．５度、拡大率を９０〜１１０％、その刻み幅を１％として、この方法で情報検出を試みた場合、誤り訂正には８０倍の時間を要する。しかし、もともと誤り訂正の処理時間は、透かし検出のための画像処理時間と比べて十分小さく、実際の処理時間はほとんど問題とならないといえる。
【００５６】
さらに、もともと埋め込んだ情報と異なる情報を誤って復号してしまう誤り訂正の誤検出率は、符号長が長ければ、１０の−１１乗程度と十分低いことが知られている。従って、今の例で誤検出率がたとえ８０倍増加としたとしても、その誤検出率は１０の−９乗と引き続き低く保たれ、実用上問題ないといえる。
【００５７】
（２）−（４）についても同様である。秘匿された情報を検出するためには、例えば前記非特許文献２の４１−８３頁に記載されているように、コンテンツから決められた手順でビットに対応する特徴量を計算し、その大小で０，１を割り当てる必要がある。その特徴量は、コンテンツの平均値をとるなどといった統計的な操作を経て計算されるため、一般にアナログ値をとる。従って、ある特徴量がビット値０，１を切り分けるしきい値に近かった場合、得られたビット値の信頼性は低いといえる。
【００５８】
実施の形態は、このような信頼性の低いビットを取り出し、これらにそれぞれ０，１を割り当てて、あらゆる組み合わせに対して誤り訂正を繰り返すことで情報を復元する技術である。たとえ訂正限界以上の誤りを含む符号を通常の復号手順で復号できなくとも、例えば誤りのうち１０ビット分を信頼性低いとして１０２４回総当りで誤り訂正を繰り返せば、いずれ訂正限界以下の誤りしかもたないビット列の組み合わせが得られるだろう。このとき、この訂正符号で情報を復号できるようになる。
【００５９】
この技術は分布の推定といったコンテンツの統計的性質に基づかないために、従来の誤り訂正を用いた技術と同様に（２）が満たされる。また、この技術によって、幾何変形用の余分な情報を付加することなく、訂正限界を超えた誤りを訂正できるために、（３）が満たされる。さらに、訂正用に付加する冗長ビットを増やす必要なく、より多くの誤りを訂正でき、その結果（４）も満たされる。
【００６０】
ただし、このような技術で、幾何変形が施され画質が劣化したコンテンツから情報検出を試みた場合、もともと何の情報も埋め込まれていないコンテンツに対しては、過剰に検出時間を要するだけになる。これを回避するためには、探索範囲が大きい、刻み幅が小さい、０，１を割り当てるビット数が多いなどといった理由で検出処理に時間がかかりそうなときには、前と同様、透かしが入っていないとして検出を終了するか、もしくは、ユーザに検出を続行するかの判断を委ねる方法が考えられる。例えば、夜間等の時間に余裕がある時間に、処理を実行させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施の形態の情報検出装置を示す概要図である。
【図２】本実施の形態の幾何変形探索装置を示す概要図である。
【図３】本実施の形態の訂正限界を超えた誤りを訂正する情報検出装置を示す概要図である。
【図４】本実施の形態の幾何変形探索処理手順である。
【図５】本実施の形態の訂正限界を超えた誤りを訂正する処理手順である。
【図６】本実施の形態の情報検出の具体例である。
【図７】本実施の形態の探索範囲・低信頼度ビット数入力ダイアログである。
【符号の説明】
【００６２】
１０１…コンテンツ、１０２…検出情報、１１１…情報検出装置、１１２…コンテンツ入力装置、１１３…探索装置、１１４…探索範囲設定のための対話装置、１１５…ビット値抽出装置、１１６…信頼度決定装置、１１７…信頼度設定のための対話装置、１１８…誤り訂正装置、４０１…情報なし出力、４１１…回転角度・拡大率見積もりステップ、４１２…回転角度・拡大率刻み幅および探索範囲設定ステップ、４１３…コンテンツを幾何変形させながら誤り訂正を繰り返すステップ、４１４…回転角度・拡大率刻み幅細分化および探索範囲増大ステップ、４２１…復号成功判断ステップ、４２２…続行判断ステップ、５０１…情報なし出力、５１１…特徴量抽出ステップ、５１２…ビット値決定ステップ、５１３…信頼度が低いビットを決定するステップ、５１４…信頼度が低いビット数を増やすステップ、５２１…信頼度が低いビット数およびその上限の設定、５２２…復号成功判断ステップ、５２３…信頼度が低いビット数の判断、６０１…透かし入り画像、６０２…検出輝度値グラフ、６１１，６１２，６１３，６１４…輝度を上げた箇所、６２１，６２２，６２３，６２４…輝度を下げた箇所、６３１…６１１，６１２，６１３，６１４をまとめ上げて得られた輝度値、６３２…６２１，６２２，６２３，６２４をまとめ上げて得られた輝度値、６３３，６３４…ビット値を判別しがたい例、７０１…入力ダイアログ。
【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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【図６】
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【図７】
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