(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンと、元のマテリアルアイテムの低品質バージョンとを結合して元のマテリアルアイテムを再生するために用いられる、該元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンと該元のマテリアルアイテムの低品質バージョンとを生成するデータ処理装置において、
時間領域又は周波数領域の少なくとも一方において、上記元のマテリアルアイテムをサブサンプリングすることにより、該元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する第１の帯域幅プロセッサと、
上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンに、所定のコードワードの組から選択される１つのコードワードを結合することにより、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンを生成する符号化プロセッサと、
上記元のマテリアルアイテムから、上記元のマテリアルアイテムの、帯域幅が縮小され、かつ、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅に一致するようにアップコンバートされたバージョンを減算することにより、上記元のマテリアルアイテムの低品質バージョンを生成するマテリアル適応プロセッサとを備え、
上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンと、上記元のマテリアルアイテムの低品質バージョンとから、元のマテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれたバージョンが再生できるようにするデータ処理装置。
【請求項２】
上記第１の帯域幅プロセッサによって実行された帯域幅の縮小に応じて、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンをアップコンバートする第２の帯域幅プロセッサを備え、
上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、アップコンバートされたバージョンの帯域幅は、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅に対応しており、上記マテリアル適応プロセッサは、上記元のマテリアルアイテムから、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、アップコンバートされたバージョンを減算することを特徴とする請求項１記載のデータ処理装置。
【請求項３】
上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンと、上記元のマテリアルアイテムの低品質バージョンとを個別に格納するデータ格納手段を備える請求項１又は２記載のデータ処理装置。
【請求項４】
上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれ、暗号化された複数のバージョンを、上記元のマテリアルアイテムの低品質バージョンとともに記録媒体に記録することを特徴とする請求項３記載のデータ処理装置。
【請求項５】
上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンと、上記元のマテリアルアイテムの低品質バージョンとは、個別の記録媒体に記録されることを特徴とする請求項２乃至４いずれか１項記載のデータ処理装置。
【請求項６】
上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンと、上記元のマテリアルアイテムの低品質バージョンとを個別に通信するデータ通信装置を備える請求項１乃至５いずれか１項記載のデータ処理装置。
【請求項７】
上記元のマテリアルアイテムの低品質バージョンは、上記データ通信ネットワークを介して配信され、上記帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンは、データ記録媒体を介して配布されることを特徴とする請求項６記載のデータ処理装置。
【請求項８】
上記元のマテリアルアイテムの低品質バージョンは、データ記録媒体を介して配布され、上記帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンは、上記データ通信ネットワークを介して配信されることを特徴とする請求項６記載のデータ処理装置。
【請求項９】
上記符号化プロセッサは、上記コードワードの係数を結合する上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンのサンプルに対して、該コードワードの係数を適応化し、
上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンに対するコードワードの係数の適応化は、上記元のマテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれたバージョンにおいて該コードワードが検出される可能性を低めるように行われることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載のデータ処理装置。
【請求項１０】
上記第１の帯域幅プロセッサは、時間領域において、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する時間的サブサンプラを備えることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載のデータ処理装置。
【請求項１１】
上記時間的サブサンプラは、
低域通過フィルタと、
上記低域通過フィルタによってフィルタリングされたマテリアルアイテムのサンプルを選択するサンプル選択器とを備えることを特徴とする請求項１０記載のデータ処理装置。
【請求項１２】
上記第１の帯域幅プロセッサは、空間領域において、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する空間的サブサンプラを備えることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載のデータ処理装置。
【請求項１３】
上記空間的サブサンプラは、
低域通過フィルタと、
上記低域通過フィルタによるフィルタリングの後に、空間的基準に基づいて、所定のサンプルを選択するサンプル選択器とを備えることを特徴とする請求項１２記載のデータ処理装置。
【請求項１４】
上記サンプル選択器は、上記低域通過フィルタによるフィルタリングの後に、上記マテリアルアイテムをウェーブレット変換し、該ウェーブレット変換の複数のサブバンドの１つを選択して、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成するウェーブレット変換プロセッサを備え、
上記ウェーブレット変換の複数のサブバンドは、上記空間的準を与えることを特徴とする請求項１３記載のデータ処理装置。
【請求項１５】
上記符号化プロセッサは、上記コードワードに固有に関連付けられたシード値によって初期化される擬似乱数発生器を用いて、該コードワードを生成するコードワード生成器を備え、
上記コードワードの係数は、上記擬似乱数発生器によって生成された値から生成されることを特徴とする請求項１乃至１４いずれか１項記載のデータ処理装置。
【請求項１６】
上記符号化プロセッサは、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを離散コサイン変換領域に変換して、複数の離散コサイン変換係数を生成する離散コサイン変換プロセッサを備え、
上記符号化プロセッサは、上記コードワードの各係数を、対応する離散コサイン変換係数に加算することにより、該コードワードをマテリアルアイテムに結合し、
上記符号化プロセッサは、更に、当該符号化プロセッサによって、上記帯域幅が縮小され、離散コサイン変換され、コードワードが加算されたバージョンに対して逆離散コサイン変換を行うことにより、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンを生成する逆離散コサイン変換プロセッサを備えることを特徴とする請求項１５記載のデータ処理装置。
【請求項１７】
請求項１に記載のデータ処理装置により生成された、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、所定のコードワードの組から選択された１つのコードワードが埋め込まれたバージョンと、マテリアルアイテムの低品質バージョンとから、元のマテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれたバージョンを再生する再生装置において、
上記マテリアルアイテムの低品質バージョンと、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンとを受け取る受取手段と、
上記マテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンと上記マテリアルアイテムの低品質バージョンとを結合して、上記元のマテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれたバージョンを再生する結合手段とを備える再生装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の再生装置を備える映写機において、
上記マテリアルアイテムは、オーディオ信号及び画像信号の少なくとも一方であり、当該シネマプロジェクタは、上記再生装置によって再生された元のマテリアルアイテムのコードワードが付されたバージョンを映写する映写プロセッサを備える映写機。
【請求項１９】
請求項１７記載の再生装置を備え、インターネットを介してダウンロードされるマテリアルアイテムを提供するウェブサーバにおいて、
上記再生装置は、マテリアルアイテムがダウンロードされる前に、該マテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンと、該マテリアルアイテムの低品質バージョンとを結合することを特徴とするウェブサーバ。
【請求項２０】
請求項１乃至１６いずれか１項記載のデータ処理装置を備え、マテリアルアイテムから、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを減算することによって、マテリアルアイテムの低品質バージョンを生成するウェブサーバにおいて、
インターネット、イントラネット、エクストラネット、又はプライベートＩＰネットワークを介して上記マテリアルアイテムの低品質バージョンへのアクセスを提供し、
上記マテリアルアイテムの低品質バージョンと、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンとを結合することによって生成されるマテリアルアイテムのバージョンを特定する該コードワードが埋め込まれた上記マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを提供することを特徴とするウェブサーバ。
【請求項２１】
請求項１７記載の再生装置を備える表示装置において、
上記マテリアルアイテムは、オーディオ信号及び画像信号の少なくとも一方であり、当該表示装置は、上記再生装置によって再生された元のマテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれたバージョンを表示することを特徴とする表示装置。
【請求項２２】
請求項１乃至１６いずれか１項記載のデータ処理装置を備え、上記元のマテリアルアイテムから元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを減算することによって、元のマテリアルアイテムの低品質バージョンを生成する配信システムにおいて、
上記マテリアルアイテムの低品質バージョンへのアクセスを提供し、
ユーザの要求に応じて、各ユーザに配信するマテリアルアイテムのバージョンを特定するコードワードが埋め込まれたマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを配信することを特徴とする配信システム。
【請求項２３】
請求項１乃至１６いずれか１項記載のデータ処理装置により、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンの複数の各サンプルに、所定のコードワードの組の１つのコードワードの複数の係数を結合することによって、生成されたマテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれたバージョンを検査する際に、該検査するバージョン内に、該所定のコードワードの組のうちの１つ以上のコードワードが存在しているか否かを判定するデータ検出装置において、
上記コードワードが埋め込まれているマテリアルアイテムの帯域幅の一部を分離し、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョン及び検査するマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成し、又は該元のマテリアルアイテムと該検査するべきマテリアルアイテムとの差分の帯域幅が縮小されたバージョンを生成する帯域幅プロセッサと、
上記帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたマテリアルアイテムのサンプルと、対応する元のマテリアルアイテムのサンプルとを比較することによって、再生コードワードを生成する再生プロセッサと、
上記コードワードの組を生成するとともに、該所定のコードワードの組の各コードワードについて、上記再生コードワードと該生成したコードワードとを相関させることにより、相関値を生成する相関プロセッサと、
所定の閾値を超えるコードワードの相関値に基づいて、１つ以上のコードワードを検出する検出プロセッサとを備えるデータ検出装置。
【請求項２４】
上記相関プロセッサは、上記コードワードに固有に関連付けられたシード値に基づいて、擬似乱数を発生し、該擬似乱数から上記再生コードワードの係数を生成するコードワード生成器を備えることを特徴とする請求項２３記載のデータ検出装置。
【請求項２５】
上記シード値は、上記コードワードが埋め込まれたマテリアルアイテムのサンプルから生成されることを特徴とする請求項２４記載のデータ検出装置。
【請求項２６】
上記コードワードは、離散コサイン変換領域において、上記マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンに導入されており、
上記検査するマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンと、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンとを離散コサイン変換領域に変換する離散コサイン変換プロセッサを備え、
上記再生プロセッサは、上記マテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれたバージョンの離散コサイン変換係数から、上記元のマテリアルアイテムの対応する離散コサイン変換係数を減算することにより、上記再生コードワードを生成することを特徴とする請求項２３乃至２５いずれか１項記載のデータ検出装置。
【請求項２７】
マテリアルアイテムの受信者を特定する受信者特定システムにおいて、
請求項１乃至１６いずれか１項記載のデータ処理装置と、
請求項１７記載の再生装置と、
マテリアルアイテム内にコードワードが存在するか否かを検出することにより、所定の誤検出確率で受信者を特定する請求項２３乃至２６いずれか１項記載のデータ検出装置とを備える受信者特定システム。
【請求項２８】
元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンと、元のマテリアルアイテムの低品質バージョンとを結合して元のマテリアルアイテムを再生するために用いられる、該元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンと該元のマテリアルアイテムの低品質バージョンとを生成する元のマテリアルアイテムを処理するデータ処理装置において、
時間領域又は周波数領域の少なくとも一方において、上記元のマテリアルアイテムをサブサンプリングすることにより、該元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成するステップと、
上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンに、所定のコードワードの組から選択される１つのコードワードを結合することにより、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンを生成するステップと、
上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅に一致するようにアップコンバートするステップと、
上記元のマテリアルアイテムから、上記元のマテリアルアイテムの、帯域幅が縮小され、かつ、アップコンバートされたバージョンを減算することにより、上記元のマテリアルアイテムの低品質バージョンを生成するステップとを有し、
上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンと、上記元のマテリアルアイテムの低品質バージョンとから、元のマテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれたバージョンが再生できるようにするデータ処理方法。
【請求項２９】
請求項２８記載のデータ処理方法に基づいて、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンの複数の各サンプルに、所定のコードワードの組の１つのコードワードの複数の係数を結合することによって、生成されたマテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれたバージョンを検査する際に、該検査するバージョン内に、該所定のコードワードの組のうちの１つ以上のコードワードが存在しているか否かを判定する検出方法において、
上記コードワードが埋め込まれている可能性があるマテリアルアイテムの帯域幅の一部を分離する帯域幅の縮小を行うことにより、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョン及び検査するマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成し、又は該元のマテリアルアイテムと該検査するマテリアルアイテムとの差分の帯域幅が縮小されたバージョンを生成するステップと、
上記帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたマテリアルアイテムのサンプルと、対応する元のマテリアルアイテムのサンプルとを比較することによって、再生コードワードを生成するステップと、
上記所定のコードワードを生成するとともに、該所定のコードワードの組の各コードワードについて、上記再生コードワードと該生成したコードワードとを相関させることにより、相関値を生成するステップと、
所定の閾値を超えるコードワードの相関値に基づいて、１つ以上のコードワードを検出するステップとを有する検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コードワード（code words）が埋め込まれたマテリアルアイテムのバージョンを生成するデータ処理装置及びデータ処理方法に関する。幾つかの用途においては、コードワードは、マテリアルアイテムを識別するために使用される。
【０００２】
これに対応して、本発明は、マテリアルアイテムに埋め込まれた１つ以上のコードワードを検出するデータ処理装置及びデータ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
マテリアルアイテムを識別するために、マテリアルアイテムに情報を埋め込む処理は、ウォータマーキング処理と呼ばれる。ウォータマーキング処理により、マテリアルアイテムの特定のバージョンの受信者を特定することができる。ここで、マテリアルアイテムの配信者の意向にそぐわない形でマテリアルアイテムがコピー又は使用された場合、配信者は、識別コードワードからマテリアルアイテムのバージョンを特定し、適切な対策を講ずることができる。
【０００４】
この明細書においては、マテリアルアイテムの供給者、所有者、作成者又は配信者の意向にそぐわない形でコピー又は使用されたマテリアルアイテムを、便宜的にマテリアルのオフェンディングアイテム（offending item）又はオフェンディングマテリアル（offending material）と呼ぶ。マテリアルは、ビデオマテリアル、オーディオマテリアル、オーディオ／ビデオマテリアル、ソフトウェアプログラム、デジタル文書及びいかなる種類の情報を含むマテリアル（information bearing material）のいずれであってもよい。
【０００５】
全てのウォータマークの仕組みにおいて、同じマテリアルのコピーを受け取ったユーザがウォータマークコードワードをマスクし、又はウォータマークコードワードを改竄することが困難となるようにする必要がある。したがって、ウォータマークの仕組みは、結託攻撃の対象となった、ウォータマークが埋め込まれたマテリアルアイテムを高い確率で特定できるものである必要がある。この特定は、オフェンディングマテリアルから再生されたコードワードを識別することにより実現される。一方、コードワードが存在するのにコードワードが存在しないと判定してしまう確率（見逃し確率：false negative probability）は、低くなくてはならない。更に、実際には結託攻撃に加担していないユーザを誤って不正行為を行ったユーザであると判定してしまう確率（誤検出確率：false positive probability）は、可能な限り低くしなくてはならない。
【０００６】
米国特許第５６６４０１８号は、マテリアルの複数のコピーに、所定数の係数を有するコードワードから形成されたデジタルウォータマークを埋め込むウォータマーキング処理を開示している。ウォータマークを埋め込むマテリアルアイテムは、例えば画像である。ここで開示されているウォータマークの埋込みを行う装置は、画像を離散コサイン変換（Discrete Cosine Transform：以下、ＤＣＴという。）領域に変換する。デジタルウォータマークは、正規分布を有し、ランダムに分布した係数の組から構成されている。ＤＣＴ領域において、各コードワード係数は、それぞれＤＣＴ係数の対応した１つに加算される。これに関連する文献である１９９８年７月２７日、ＭＩＴから発行された、ジェイ・キリアン（J.Kilian）、エフ・ティー・レイトン（F.T.Leighton）著、「結託攻撃に対するデジタルウォータマークの耐性（Resistance of Digital Watermarks to Collusion Attacks）」には、結託攻撃を防ぐためのこのウォータマーキング処理の詳細な数学的解析が開示されている。同時に係属中の英国特許出願第０１２９８６５．２号、第０１２９８４１．３号、第０１２９８４０．５号、第０１２９９０７．５号、第０１２９８３６．３号明細書には、米国特許第５，６６４，０１８号明細書に開示されているような、ランダムに分布された係数を有するコードワードを利用して、実際のウォータマークの埋込システムを提供するための符号化及び検出装置並びに符号化及び検出方法が開示されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、所定のコードワードの組から選択されたコードワードが埋め込まれたバージョンを生成するデータ処理装置を提供する。このデータ処理装置は、マテリアルアイテムの低品質バージョンも生成する。この低品質バージョンから、元のマテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれたバージョンを再生することができる。低品質バージョンは、元のマテリアルアイテムから帯域幅が縮小されたバージョンを減算することによって生成される。
【０００８】
本発明の実施の形態では、配布のためのマテリアルアイテムの低品質バージョンを生成するデータ処理装置を提供することができる。低品質バージョンは、元のマテリアルアイテムから帯域幅が縮小されたバージョンを減算することによって生成される。更に、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンの各コピーに対して、所定のコードワードの組のうちの１つが導入され、これにより、帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれた複数のバージョンが生成される。したがって、元のマテリアルアイテムを再生するためには、受信者は、マテリアルアイテムの低品質バージョンに、帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンを結合する必要がある。
【０００９】
本発明の実施の形態では、マテリアルアイテムの配布及びウォータマークの埋込において利点を有する。通常、マテリアルアイテムの低品質バージョンは、マテリアルアイテムの主要な部分を表している。マテリアルアイテムは、比較的広い通信帯域幅及び／又はこれに対応して大きな記録容量を必要とする。したがって、低品質バージョンは、この広い帯域幅又は大きな記録容量の要求の大部分に応えるものである。
【００１０】
低品質バージョンを生成する１つの利点は、受信者が、低品質バージョンをサンプルとして、そのマテリアルアイテムを評価できる点にある。例えば、映像マテリアルの場合、受信者は、マテリアルを見ることができる。ここで、元のマテリアルアイテムを忠実に再生するためには、低品質バージョンに帯域幅が縮小されたバージョンを結合する必要がある。ウォータマークコードワードは、この帯域幅が縮小されたバージョンに導入されているので、再生された元のマテリアルアイテムは、固有に識別することができる。
【００１１】
比較的帯域幅が広い低品質バージョンと、帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンとを生成することにより、低品質バージョンを従来の手法によって大量生産できるという利点がある。また、低品質バージョンは、従来の媒体を用いて配布することもできる。一方、コードワードの組から選択されたウォータマークコードワードを元のマテリアルの各コピーに埋め込むとしたら、各コピーを固有に識別できるようにするためには、大量生産を行うことが困難である。低品質バージョンの大量生産（mass reproduction）は、例えば、ウェブサーバから低品質バージョンをマルチキャストし、又は例えばコンパクトディスク、デジタルバーサタイルディスク、ビデオテープ等から低品質バージョンを再生することにより実現できる。
【００１２】
ウォータマークコードワードは、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンに導入されるので、マテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれたバージョンを生成するために必要な時間は、元のマテリアルアイテムにコードワードを導入する場合に比べて、実質的に短縮される。このような時間の短縮は、例えば大量に配布される映像、デジタルバーサタイルディスク、映画等のマテリアルアイテムに対して、比較的多数のバージョンを生成する必要がある場合に、特に重要である。更に、幾つかの適用例においては、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンは、例えば金銭又は金銭に相当する対価の交換などの契約が交わされた場合にのみ提供される。
【００１３】
元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する手法としては、様々な手法が知られている。多くの場合、マテリアルアイテムの低品質バージョンを生成するためには、帯域幅が縮小されたバージョンがアップコンバートされ、元のマテリアルアイテムから減算される。そこで、幾つかの実施の形態においては、データ処理装置は、第１の帯域幅プロセッサによって実行された帯域幅の縮小に応じて、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンをアップコンバートする第２の帯域幅プロセッサを備える。これにより、帯域幅が縮小され、アップコンバートされたバージョンの帯域幅は、元のマテリアルアイテムの帯域幅に対応する。そして、マテリアル適応プロセッサは、元のマテリアルアイテムから、帯域幅が縮小され、アップコンバートされたバージョンを減算する。他の実施の形態においては、第１の帯域幅プロセッサは、ウェーブレット変換プロセッサを備える。ウェーブレット変換プロセッサは、マテリアルアイテムをウェーブレット変換する。帯域幅が縮小されたバージョンは、ウェーブレットサブバンドの１つを選択することによって生成され、低品質バージョンは、残りのサブバンドから生成される。
【００１４】
上述の説明から明らかなように、本発明は、一側面として、元のマテリアルアイテムを再生する再生装置を提供する。元のマテリアルアイテムは、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、所定のコードワードの組から選択されるコードワードが埋め込まれたバージョンと、マテリアルアイテムの低品質バージョンとから再生される。この再生装置は、マテリアルアイテムの低品質バージョンと、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンとを受け取る受取手段と、結合手段とを備える。結合手段は、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、コードワードが埋め込まれたバージョンと低品質バージョンとを結合して、元のマテリアルアイテムを再生する。
【００１５】
また、上述の説明から明らかなように、本発明は、例えば映写機、ウェブサーバ、又はビデオ再生システム等の再生装置を提供する。再生装置は、マテリアルアイテムの低品質バージョンと、帯域幅が縮小されたバージョンと結合することにより、元のマテリアルアイテムを再生する。上述のように、帯域幅が縮小されたバージョンには、コードワードが埋め込まれているので、再生されたマテリアルアイテムにはコードワードが含まれており、再生されたマテリアルアイテムは、このコードワードを検出することによって固有に識別することができる。
【００１６】
本発明の更なる側面として、本発明は、検査するバージョン内に、所定のコードワードの組のうちの１つ以上のコードワードが存在しているか否かを判定するデータ検出装置を提供する。データ検出装置は、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する帯域幅プロセッサを備える。帯域幅の縮小は、時間的又は空間的の少なくとも一方において行われる。帯域幅プロセッサは、更に、検査するマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成し、この帯域幅の縮小は、元のマテリアルアイテムの帯域幅の縮小に対応して行われる。データ検出装置は、相関プロセッサと、検出プロセッサとを備える。相関プロセッサは、所定のコードワードの組を生成するとともに、所定のコードワードの組の各コードワードについて、再生コードワードと生成したコードワードとを相関させることにより、相関値を生成する。検出プロセッサは、所定の閾値を超えるコードワードの相関値に基づいて、１つ以上のコードワードを検出する。
【００１７】
本発明の更なる側面及び特徴は、特許請求の範囲において定義されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
ウォータマークの埋込システムの概観
以下、本発明の実施の形態を例示的にビデオ画像の保護に関連させて説明する。ビデオ画像を配信するユーザの数によりコピーの数が決定する。各コピーには、これらのユーザのうちの１人に割り当てられたコピーを識別するための識別コードワード（identification code word）が加算される。
【００１９】
ビデオ画像は、デジタルのコードワードを埋め込むことにより保護されるマテリアルの一具体例である。コードワードを埋め込むことにより保護されるマテリアルは、ビデオ画像の他に、ソフトウェアプログラム、デジタル文書、音楽、オーディオ信号、オーディオ／ビジュアルマテリアル、マルチメディアコンテンツ、及び他のいかなる種類の情報を含むマテリアルであってもよい。
【００２０】
図１は、元の画像のコピーに識別コードワードを導入する符号化画像処理装置（encoding image processing apparatus）の具体的な構成を示すブロック図である。元の画像Ｉは、ソースから供給され、フレームメモリ１に記憶される。この元の画像Ｉは、ウォータマークを埋め込む複数のコピーとして複写される（reproduce）ものであり、各コピーには、固有の識別コードワードが埋め込まれる。元の画像Ｉは、ＤＣＴプロセッサ２に供給され、ＤＣＴプロセッサ２は、元の画像Ｉを８×８の画素ブロックに分割し、８×８の各画素ブロックにＤＣＴ処理を施す。これにより、ＤＣＴプロセッサ２は、ＤＣＴ変換画像（以下、単にＤＣＴ画像という。）Ｖを生成する。
【００２１】
以下の説明において、「サンプル」という用語は、画像（又は、実際には他の種類のマテリアルであってもよい。）を構成する離散サンプルを指すものとする。サンプルは、画素から構成される画像の輝度サンプルであってもよい。したがって、サンプルという用語と画素という用語は、状況によっては交換可能である場合もある。
【００２２】
ＤＣＴ画像Ｖは、符号化プロセッサ（以下、エンコーダともいう。）４に供給される。符号化プロセッサ４には、識別コードワード生成器８から識別コードワードも供給されている。
【００２３】
識別コードワード生成器８には、複数のシード値（seed）が供給される。各シード値は、それぞれ対応する識別コードワードの１つを生成するために使用される。生成された各識別コードワードは、元の画像Ｉのコピーに埋め込まれ、これにより、ウォータマークが埋め込まれたＤＣＴ画像が生成される。識別コードワード生成器８は、擬似乱数発生器を備える。擬似乱数発生器は、特定の識別コードワードを構成するコードワード係数を生成する。好ましい実施の形態においては、コードワード係数は、正規分布に基づいて生成される。なお、これに代えて、コードワード係数は、擬似乱数発生器を初期化するために用いるシード値に基づいて、予め定めてもよい。したがって、各識別コードワードには、対応するシード値が存在し、各シード値は、メモリ１２に記憶されている。すなわち、識別コードワードＸｉを生成するために、シード値ｓｅｅｄｉをメモリ１２から読み出し、このシード値ｓｅｅｄｉを用いて、識別コードワード生成器８内の擬似乱数発生器を初期化する。
【００２４】
以下の説明では、元の画像ＩのＤＣＴバージョンをＶと表す。ここで、
Ｖ＝｛ｖｉ｝＝｛ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４，・・・，ｖＮ｝
であり、ｖｉは、元の画像ＩのＤＣＴ係数である。他の実施の形態においては、ｖｉは、画像のサンプル値であり、空間領域における画像のサンプル値又は他の領域における画像のサンプル値を表すものであってもよい。
【００２５】
各識別コードワードＸｉは、以下のように、ｎ個のコードワード係数から構成されている。
【００２６】
Ｘｉ＝｛ｘｉｊ｝＝｛ｘｉ１，ｘｉ２，ｘｉ３，ｘｉ４，・・・，ｘｉｎ｝
コードワード係数の数ｎは、元の画像Ｉのサンプル数に対応する。なお、コードワード係数の数は異なるものであってもよく、この数は、特定の用途に応じて決定してもよい。
【００２７】
そして、ｉ番目の識別コードワードＸｉを構成するコードワード係数のベクトルは、チャンネル１４を介してエンコーダ４に供給される。エンコーダ４は、ＤＣＴ画像Ｖに識別コードワードＸｉを加算することにより、ウォータマークが埋め込まれた画像Ｗｉを生成する。実際には、以下の式に示すように、ＤＣＴ画像Ｖの各ＤＣＴ係数ｖ１〜ｖＮに各コードワード係数ｘｉ１〜ｘｉｎを加算することにより、ウォータマークが埋め込まれた画像Ｗｉが生成される。
【００２８】
Ｗｉ＝Ｖ＋Ｘｉ
Ｗｉ＝ｖ１＋ｘｉ１，ｖ２＋ｘｉ２，ｖ３＋ｘｉ３，ｖ４＋ｘｉ４，・・・，ｖｎ＋ｘｉｎ
図１に示すように、ウォータマークが埋め込まれた画像Ｗｉは、エンコーダ４により生成されたＤＣＴ画像を逆ＤＣＴ変換する逆ＤＣＴプロセッサ１８によって、逆ＤＣＴ変換された後、この符号化画像処理装置から出力される。
【００２９】
したがって、図１に示すように、エンコーダ４からは、ウォータマークが埋め込まれたＤＣＴ画像の組が出力される。識別コードワードＸｉを最大２０ビットとすると、一千万個の識別コードワードの１つを選択することができ、元の画像Ｉに対して、一千万個のウォータマークが埋め込まれたバージョンの画像Ｗｉを生成することができる。
【００３０】
図１に示すように、ウォータマークエンコーダ１２０は、ＤＣＴプロセッサ２と、エンコーダ４と、逆ＤＣＴプロセッサ１８とを備えている。更に、ウォータマークエンコーダ１２０は、後述する、図５に示すデータ処理装置１０１の一部を構成している。更に、メモリ（以下、データ格納器ともいう。）１２及び識別コードワード生成器８は、図５に示すウォータマーク生成器１１６を構成している。
【００３１】
この識別コードワードＸｉにより、元の画像Ｉのウォータマークが埋め込まれたコピー、すなわち画像Ｗｉを個別に識別することができるが、他の実施の形態においては、上述の２０ビットにより、画像内でデータを送ることができる。したがって、以下に説明するように、識別コードワードを選択するために使用する２０ビットは、ＤＣＴ画像Ｖ内でデータを送るための２０ビットのペイロードを提供する。
【００３２】
図１に示す、ウォータマークが埋め込まれた画像を生成する符号化画像処理装置は、本発明が適用される様々な異なるシナリオにおいて、様々な製品に組み込まれる。これらについては、本発明の実施の形態として示す配信システム（distribution system）に関連して、後に説明する。なお、図１では、概略的に、符号化画像処理装置によって生成されるウォータマークが埋め込まれた画像の配信先は、雲形の枠で表された配信１９で示されている。例えば映像、映画、又はこれらの他の比較的広い帯域幅を必要とするマテリアルの配信の詳細については、後に説明する。以下では、まず、識別コードワードの検出について説明する。
【００３３】
検出プロセッサ
図２は、ウォータマークが埋め込まれたオフェンディング画像（offending marked image）内に埋め込まれている１つ以上の識別コードワードを検出する検出画像処理装置（detecting image processing apparatus）の具体的な構成を示すブロック図である。包括的にいえば、図２に示す検出画像処理装置は、画像のオフェンディングバージョン、すなわちコピー内に存在する１つ以上の識別コードワードを識別する機能を有している。
【００３４】
ウォータマークが埋め込まれたオフェンディング画像（以下、画像のオフェンディングバージョンともいう。）Ｗ’は、データソースから供給され、フレームメモリ２０に記憶される。この検出画像処理装置における検出処理は、元の画像（以下、画像の元のバージョンともいう。）も必要とするので、フレームメモリ２４に、画像の元のバージョンが記憶されている。ウォータマークが埋め込まれた画像のオフェンディングバージョンＷ’及び画像の元のバージョンは、それぞれ個別の接続チャンネル２６、２８を介して、登録プロセッサ（registration processor）３０に供給される。
【００３５】
上述のように、画像のオフェンディングバージョンＷ’は、ウォータマークが埋め込まれた画像Ｗｉの一部を撮影又は複写することにより生成された可能性がある。そこで、識別コードワードの検出率を高めるために、登録プロセッサ３０は、それぞれフレームメモリ２０、２４に記憶されているオフェンディング画像と画像の元のバージョンとを実質的に揃える（align）。この目的は、元の画像Ｉのサンプルと、コードワード係数が加算されることによりウォータマークが埋め込まれた画像Ｗｉの対応するサンプルとを一致させることである。
【００３６】
この位置合せ処理を図３を用いて説明する。図３は、元の画像Ｉと、ウォータマークが埋め込まれた画像のオフェンディングバージョンＷ’とを比較して示している。図３に示すように、ウォータマークが埋め込まれた画像のオフェンディングバージョンＷ’は、元の画像Ｉに対してオフセットを有しており、このオフセットは、ウォータマークが埋め込まれた画像のオフェンディングバージョンＷ’を生成したカメラの相対的な視野に起因している可能性がある。
【００３７】
コードワード係数を再生するためには、ウォータマークが埋め込まれた画像のオフェンディングバージョンＷ’のサンプルから元の画像Ｉの正しいサンプルを減算する必要がある。この処理のために、２つの画像が揃えられる。図３に示すように、位置合せされた画像Ｗ”は、元の画像Ｉには存在しない部分を含む周辺領域（peripheral area）ＰＡを有している。
【００３８】
他の実施の形態では、例えばインターネットからオフェンディングバージョンＷ’がダウンロードされた場合、オフェンディング画像Ｗ’は、本質的には、既に元の画像Ｉのバージョンに揃っているので、登録プロセッサ３０を使用する必要はない。そこで、この検出画像処理装置は、ウォータマークが埋め込まれた画像を再生プロセッサ４０に直接供給するための代替的なチャンネル３２を備えている。
【００３９】
位置合せされた画像Ｗ”は、再生プロセッサ４０に供給される。再生プロセッサ４０には、第２のチャンネル４４を介して、元の画像Ｉのコピーも供給される。位置合せされた画像Ｗ”及び元の画像Ｉは、ＤＣＴプロセッサ４６によって、ＤＣＴ領域に変換される。次に、以下の式に示すように、ウォータマークが埋め込まれたＤＣＴ領域の画像Ｖ’のサンプルからＤＣＴ領域の元の画像Ｖのサンプルを減算することにより、再生コードワードＸ’が算出される。
【００４０】
Ｘ’＝Ｖ’−Ｖ
＝ｖ’１−ｖ１，ｖ’２−ｖ２，ｖ’３−ｖ３，ｖ’４−ｖ４，・・・，ｖ’ｎ−ｖｎ
＝ｘ’１，ｘ’２，ｘ’３，ｘ’４，・・・，ｘ’ｎ
したがって、再生プロセッサ４０は、接続チャンネル５０を介して、識別するコードワードの係数の推定値を出力する。再生コードワードＸ’は、相関器５２の第１の入力端子に供給される。相関器５２の第２の入力端子には、コードワード生成器５４によって生成されたコードワードＸｉが供給されている。コードワード生成器５４は、上述の識別コードワード生成器８と同様に、メモリ５８から読み出した、コードワードを固有に識別する所定のシード値を用いて、全ての可能なコードワードの組を生成する。
【００４１】
相関器５２は、ｎ個の類似値ｓｉｍ（ｉ）を生成する。一実施の形態においては、類似値ｓｉｍ（ｉ）は、以下の式に基づく相関を求めることにより算出される。
【００４２】
【数１】
0004534116.tif 000002
【００４３】
ｎ個の類似値ｓｉｍ（ｉ）のそれぞれは、検出器６０に供給される。そして、検出器６０は、ｎ個の可能なコードワードのそれぞれに対する類似値ｓｉｍ（ｉ）を解析する。相関器５２によって生成される類似値ｓｉｍ（ｉ）の具体例と、可能な各コードワードの閾値ＴＨとの関係を図４に示す。図４に示すように、２つのコードワード２００１、１２３４５が閾値ＴＨを超えている。このため、検出器６０は、コードワード２００１及びコードワード１２３４５に対応するウォータマークが埋め込まれた画像のバージョンからオフェンディング画像が生成されたと判定する。したがって、この実施の形態においては、一千万である母集団の大きさにより決定される誤検出確率（false positive probability）と、ウォータマーク強度（watermarking strength）αとに基づいて、誤検出確率を保証するための閾値ＴＨの高さを設定することができる。図４に示す実施の形態では、相関器５２によって生成された類似値ｓｉｍ（ｉ）が閾値ＴＨを超えている場合、この誤検出確率をもって、このウォータマークが埋め込まれた画像の受信者が不正行為を行い、ウォータマークが埋め込まれた画像Ｗｉのオフェンディングバージョンの作成に関与したと判断される。
【００４４】
配信システム
以下、ウォータマークエンコーダを組み込んだ図５に示すデータ処理装置１０１を参照して、マテリアルアイテムにウォータマークを埋め込んで配信するシステムについて説明する。図５に示すウォータマークエンコーダは、図６に示すデータ検出プロセッサと組み合わされて、マテリアルの所有者の権利を保護するために用いることができるマテリアル配信及びウォータマーク保護システムを構成する。以下、ウォータマークエンコーダについて説明する。
【００４５】
図５に示すように、マテリアルソース１００からの元のマテリアルアイテムは、帯域幅プロセッサ１０２に供給される。帯域幅プロセッサ１０２は、デジタル形式で、マテリアルアイテムの帯域幅を狭くしたバージョンを生成する。マテリアルアイテムは、デジタル形式であるので、元のマテリアルアイテムの帯域幅を狭くしたバージョンは、時間的又は空間的にマテリアルをサブサンプリングすることにより、若しくは時間的及び空間的にマテリアルをサブサンプリングすることにより生成される。この実施の形態においては、帯域幅プロセッサ１０２は、空間的サブサンプラ１０４と、時間的サブサンプラ１０６とを備え、これにより、空間的及び時間的な帯域幅の縮小を行う。他の実施の形態においては、帯域幅の縮小は、空間的にのみ又は時間的にのみ行ってもよい。
【００４６】
周知のように、データ信号の帯域幅を狭くする手法としては様々な手法がある。ここでは、空間的サブサンプラ１０４及び時間的サブサンプラ１０６の構成を例示的に図７及び図８に示す。
【００４７】
図７に示すように、空間的サブサンプラ１０４は、ウェーブレット変換器２０４と、ウェーブレット選択器２０６とを備える。空間的サブサンプリングは、ウェーブレット変換を用いて実現される。この目的で、ウェーブレット変換器２０４は、マテリアルの二次ウェーブレット変換（second order wavelet transform）を生成する。ウェーブレット選択器２０６は、周波数が最も低いウェーブレットサブバンドを選択し、他のサブバンド内のウェーブレット係数を０に設定する。この処理は、図７において、ウェーブレット変換器２０４によって生成された、ビデオフレームのウェーブレット変換データ２１０と、ウェーブレット選択器２０６によって処理された後に生成されたウェーブレット変換フレーム２１２とによって表されている。二次ウェーブレット変換画像において、最も周波数が低いウェーブレットサブバンドを選択することにより、１／８にダウンサンプリングされた（down-sampled by a factor of eight）、ビデオフレームの空間的サブサンプリングされたバージョンが生成される。
【００４８】
一方、図８に示す時間的サブサンプラ１０６は、時間的にサブサンプルされたマテリアルに対してアンチエイリアシングフィルタとして機能する低域通過フィルタ２２０を備える。したがって、低域通過フィルタ２２０の通過帯域は、マテリアルに対するサブサンプリングのレートに応じて設定される。この実施の形態においては、時間的サブサンプリングのレートは４である。この低域通過フィルタ２２０の後段に設けられているフレーム選択器２２２は、４個おきにマテリアルのフレームを選択し、他のフレームを廃棄して、時間的にサブサンプリングされたマテリアルを生成する。
【００４９】
図５に示すように、帯域幅プロセッサ１０２の出力信号１０８は、マテリアルの帯域幅が縮小されたバージョンを表しており、登録プロセッサ１１０に供給される。登録プロセッサ１１０は、マテリアルの帯域幅が縮小されたバージョンのサンプルに導入するウォータマークのコードワード係数を、この帯域幅が縮小されたバージョンのサンプルに関連付ける。これに対応して、ウォータマークプロセッサ１１４は、接続チャンネル１１２を介して、帯域幅が縮小されたバージョンのサンプルにアクセスすることができる。
【００５０】
ウォータマークプロセッサ１１４は、ウォータマーク生成器１１６から、複数の可能なウォータマークコードワードのうちの１つを受け取る。上述のように、ウォータマークコードワードは、コードワードに固有に関連付けられたシード値によって初期化される擬似乱数発生器によって発生される。
【００５１】
マテリアルアイテムにおいて、ウォータマークコードワードが知覚されてしまう可能性を低減するために、ウォータマークコードワードは、コードワード係数を埋め込むマテリアルアイテムの感度（sensitivity）に応じて適応化される。この目的で、ウォータマークプロセッサ１１４によってコードワード係数を加算するサンプルが、登録プロセッサ１１０から接続チャンネル１１２を介して、ウォータマークプロセッサ１１４に供給される。所定の見逃し確率及び誤検出確率を維持しながら、コードワード係数が埋め込まれるマテリアルの感度に応じてコードワード係数を適応化する技術については、英国特許出願番号第０１２９８６５．２号明細書に開示されている。
【００５２】
コードワード係数を適応化した後、コードワード係数は、結合プロセッサ１２５によって、マテリアルの帯域幅が縮小されたバージョンに結合される。結合プロセッサ１２５には、接続チャンネル１２２を介して、マテリアルの帯域幅が縮小されたバージョンが供給されるとともに、ウォータマークプロセッサ１１４から接続チャンネル１２４を介して、コードワード係数が供給される。結合プロセッサ１２５の出力信号１２６は、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、ウォータマークが埋め込まれたバージョンを表し、これはデータ格納器１２８に格納される。
【００５３】
また、マテリアルの帯域幅が縮小されたバージョンは、接続チャンネル１２２から、第２の帯域幅プロセッサ１２３を介して、減算プロセッサ１３０の第１の入力端子にも供給される。第２の帯域幅プロセッサ１２３は、帯域幅が縮小されたバージョンの帯域幅を、元のマテリアルアイテムの帯域幅に対応する帯域幅にアップコンバートする。このアップコンバートは、第１の帯域幅プロセッサ１０２において実行された帯域幅の縮小に対応する手法で実行される。帯域幅が縮小されたバージョンのアップコンバートは、マテリアルアイテムの品質を損ねた（impaired）バージョン（以下、低品質バージョンという。）を生成するために行われる。低品質バージョンは、元のマテリアルアイテムのコピーから、帯域幅が縮小され、アップコンバートされたバージョンを減算することにより生成される。
【００５４】
減算プロセッサ１３０の第２の入力端子には、マテリアルソース１００から元のマテリアルアイテムのコピーが供給される。元のマテリアルアイテムのコピーのサンプルから、帯域幅が縮小され、アップコンバートされたバージョンの対応するサンプルを減算することにより、マテリアルアイテムの低品質バージョンが生成される。マテリアルアイテムの低品質バージョンは、データ格納器１３４に格納される。
【００５５】
上述のように、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョン及び低品質バージョンは、複数の様々な手法で生成することができる。このように、他の実施の形態においては、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョン及び低品質バージョンは、ウェーブレット変換を用いて生成してもよい。この場合、元のマテリアルアイテムをウェーブレット変換領域に変換する。そして、周波数が最も低いサブバンドを選択し、帯域幅が縮小されたバージョンを生成する。実際には、サブバンドの１つを選択することにより、空間的に帯域幅が縮小されたバージョンが生成される。帯域幅が縮小されたバージョンは、空間的及び時間的な帯域幅の縮小により生成され、空間的な帯域幅の縮小は、ウェーブレットサブバンドの選択に対応する。時間的な帯域幅の縮小は、一次ウェーブレット変換を行い、一次ウェーブレット変換の低い方から２つのサブバンドを選択することにより行うことができる。帯域幅が縮小されたバージョンを生成するためにサブバンドを選択した後に元のマテリアルアイテムに残っているデータは、マテリアルアイテムの低品質バージョンである。
【００５６】
上述のように、本発明の実施の形態により、比較的帯域幅が広いマテリアルアイテムから、マテリアルアイテムの低い周波数帯域の成分を減算することによってマテリアルアイテムの低品質バージョンを生成することできる。例えば、マテリアルが映像、映画、マルチメディアコンテンツ等の場合、マテリアルを配信するために、通信設備又は記録設備は、比較的広い帯域幅に対応する必要がある。大規模配信用途（mass distribution applications）では、通常、マテリアルを多数の受信者に配信する必要がある。ここで、Ｎ人の受信者にマテリアルを配信する場合、各受信者をそれぞれ固有に識別するためには、それぞれ異なるコードワードが埋め込まれたマテリアルアイテムのＮ個のバージョンを生成する必要がある。したがって、マテリアルアイテムを配信するために必要となる帯域幅又は記録容量は、マテリアルアイテムが要求する帯域幅及び記録容量のＮ倍となる。ここで、マテリアルアイテムの低品質バージョンを生成することにより、必要となる帯域幅及び記録容量を元のマテリアルアイテムに必要な帯域幅及び記録容量と等しくすることができる。これは、マテリアルアイテムの低品質バージョン（以下、低品質マテリアルアイテムともいう。）をマスプロダクション設備（mass production facility）によって配布し、あるいは、例えばウェブサーバ又は電気通信システム（telecommunications system）によってマルチキャスト又はブロードキャストすることができるからである。この場合、各ユーザに対して個別にウォータマークを埋め込む必要があるデータは、比較的帯域幅が狭いバージョンのみである。したがって、実質的に帯域幅を節約することができる。更に、ウォータマークコードワードは、マテリアルの帯域幅が縮小されたバージョンのみに加算されるので、マテリアルアイテムにウォータマークを埋め込むための処理時間は短縮される。更に、元のマテリアルアイテムをコピーし、各コピーに個別にウォータマークを埋め込むとすると、ウォータマークを埋め込んだコピーを受信者にマルチキャスト又はブロードキャストすることはできない。
【００５７】
映画配給元にとっては、映画のサンプルのコピーを管理（control）することは特に重要であり、このサンプルのコピーは、映画を宣伝し、例えば報道関係者及び映画評論家の興味を喚起するために、映画の放映前に配布される。このような映画のサンプルは、「スクリーナ（screener）」とも呼ばれ、例えばビデオテープ等に記録される。ここで、このスクリーナは、映画の海賊版コピーを作成するソースともなり得ることが知られている。ここで、例えばこのスクリーナが記録されたテープ等の記録媒体を保護するために、本発明を適用した特定の実施の形態について説明する。この用途では、低品質マテリアルアイテムをスクリーナ用のテープに記録する。配布する映画の低品質バージョンをスクリーナ用のテープに記録することにより、スクリーナ用のテープを大量生産することができる。なお、スクリーナ用のテープを観るためには、映画の低い帯域成分を再び導入する（re-introduced）必要がある。低い帯域成分は、再生されたときに、映画のバージョンを固有に識別するウォータマークコードワードを含んでいるので、いかなる海賊版についても、そのソースを特定することができる。映画の低い帯域成分は、スクリーナ用のテープに記録されているスクリーナを観ることを望む者に対し、特定の条件が満足された場合に、提供（release）される。これらの条件は、個人に対して、身分証明（proof of identification）を提出させる等の要求を含む。これにより、海賊版コピーにおける対応するコードワードを検出することにより、海賊版コピーを作成するために使用された元のスクリーナを受け取った個人を特定することができる。
【００５８】
再生装置
上述の説明から明らかなように、低品質マテリアルアイテム及びマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを配布する手法としては、様々な手法がある。これらは、異なる記録媒体にそれぞれ個別に記録して配布してもよく、同じ記録媒体に記録して配布してもよい。例えば、コンパクトディスク（以下、ＣＤという。）又はデジタルバーサタイルディスク（以下、ＤＶＤという。）に低品質マテリアルアイテムを記録し、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを暗号化して、同じＣＤ又はＤＶＤに記録してもよい。異なるユーザ用に、帯域幅が縮小され、ウォータマークが埋め込まれた複数のバージョン（以下、単に帯域幅が縮小されたバージョンともいう。）を暗号化し、記録してもよい。復号は、各ユーザ毎に個別に提供された復号キーを用いて、個別に実行してもよい。これは、本発明に基づく帯域幅の節約の他の実施の形態でもある。すなわち、元のマテリアルアイテムのウォータマークが埋め込まれたコピーを各受信者に配布しようとすると、各受信者に１つの低品質バージョンと、帯域幅が縮小され、ウォータマークが埋め込まれたバージョンとを配布する場合に比べて、要求される記録容量又は帯域幅が実質的に増加するためである。
【００５９】
また、インターネット、イントラネット、エクストラネット又はプライベートＩＰネットワーク等のデータ通信ネットワーク、若しくはテレビジョンネットワーク等の放送システムを介して、低品質バージョン及び帯域幅が縮小されたバージョンを個別に配信してもよい。放送システムは、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョン及び低品質バージョンについて、プッシュ型であってもプル型であってもよい。この場合、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョン又は低品質バージョンは、時間又は周波数によって分離された個別のチャンネルを介して通信してもよい。
【００６０】
本発明に基づく再生装置の実施の形態を図９に示す。図９に示す実施の形態においては、低品質マテリアルアイテムは、例えばインターネットを介して電気通信受信機（telecommunications receiver：以下、単に受信機ともいう。）３００にダウンロードされ、保存される。マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンは、インターネットを介して受信機３００にダウンロードしてもよく、又は、図９に示すように、第２の低帯域受信機（second lower bandwidth receiver：以下、単に受信機ともいう。）３０２を設けてもよい。第２の低帯域受信機３０２は、例えば、ＣＤ又はＤＶＤプレイヤであってもよく、この場合、帯域幅が縮小されたバージョンは、ＣＤ又はＤＶＤに記録して配布される。図９に示すように、受信機３００、３０２は、再生部３０８において、チャンネル３０４、３０６を介して受け取った低品質バージョン及び帯域幅が縮小されたバージョンを再生する。再生部３０８は、時間調整（temporal alignment）プロセッサ３１０と、帯域幅プロセッサ３１１と、結合器３１２とを備える。帯域幅プロセッサ３１１は、接続チャンネル３０６を介して供給される帯域幅が縮小されたバージョンを、この帯域幅が縮小されたバージョンの帯域幅の縮小時の処理に応じて、時間的及び空間的にアップコンバートし、低品質バージョンと結合できるようにする。時間調整プロセッサ３１０は、それぞれのサンプルが元のマテリアルアイテムのサンプルに対応するように、低品質マテリアルアイテムと、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、アップコンバートされたバージョンとの再生及び位置合せを可能な限り同期させる。結合器３１２は、帯域幅が縮小され、アップコンバートされたバージョンのサンプルを低品質バージョンに加え、元のマテリアルアイテムを表すサンプルを再生する。元のマテリアルアイテムを表す再生されたデータは、チャンネル３１４を介して、出力機器３１６に供給される。出力機器３１６は、元のマテリアルアイテムのデータを再生する。
【００６１】
再生装置の実施の形態を図１０に示す。図１０は、映画の映像を映写するデジタル映写機の構成を示している。映画を表すデータは、図５に示すウォータマークエンコーダによって処理されており、すなわち、映像の低い帯域成分が取り除かれた低品質バージョンを表している。低い帯域成分は、映画の帯域幅が縮小されたバージョンに対応し、このバージョンも、上述の通り、ウォータマークエンコーダによって生成される。デジタル映写機は、大容量データ格納器３００’と、小容量データ格納器３０２’とを備える。図９に示す再生装置の概略的な構成に対応して、大容量データ格納器３００’は、低品質映画データを受け取って格納し、一方、小容量データ格納器３０２’は、映画の帯域幅が縮小され、ウォータマークが埋め込まれたバージョンを格納する。再生部３０８’には、映画の低品質バージョンと、映画の帯域幅が縮小されたバージョンとが供給され、これらは結合されて、映画を表すデータが生成され、デジタルプロジェクタ３１６’に供給される。デジタルプロジェクタ３１６’は、出力機器を構成し、再生された映画をスクリーンＳに映写する。
【００６２】
変形例を図１１に示す。図１１に示す実施の形態では、例えば映像プログラムである低品質マテリアルアイテムが、ウェブサーバ３００”からワールドワイドウェブＷＷＷを介して、再生部３０８”にダウンロードされる。映像の帯域幅が縮小され、ウォータマークコードワードが埋め込まれたバージョンが、データ格納器３０２”から接続チャンネル３０６”を介して、供給される。データ格納器３０２”は、データ記憶媒体（data carrier）からデータを読み出すことができるデータ読出装置であってもよい。データ記憶媒体は、例えばディスケット又はスマートカードであってもよい。これに代えて、データ格納器３０２”は、半導体メモリ又はハードディスクであってもよい。
【００６３】
他の変形例においては、映像の帯域幅が縮小されたバージョンは、チャンネル３０６”’、ワールドワイドウェブＷＷＷ、チャンネル３１４”を介して供給される。上述の実施の形態と同様、再生部３０８”は、低品質映像と、映像の帯域幅が縮小されたバージョンとを結合し、元の映像を表すデータを生成し、このデータに基づく映像がディスプレイモニタ３１６”に表示される。
【００６４】
データ検出プロセッサ
上述のように、マテリアルアイテムのウォータマークが埋め込まれたバージョン内に存在するコードワードは、所定の見逃し確率及び誤検出確率で検出される。これに対応して、図２に示すデータ検出プロセッサは、検査する（suspect）マテリアルアイテム内にコードワードが存在するか否かを検出する。ここで、コードワードは、帯域幅が縮小されたバージョンを介して、マテリアルアイテム内に埋め込まれているので、図２に示すデータ検出プロセッサは、図６に示すように、適応化する必要がある。
【００６５】
図６に示す実施の形態では、検査するマテリアルアイテムは、データ格納器４００から、空間的帯域幅プロセッサ（spatial bandwidth processor）４０４に供給される。更に、空間的帯域幅プロセッサ４０４には、第２のデータ格納器４０２から、元のソースマテリアルのコピーも供給される。空間的帯域幅プロセッサ４０４は、第１の空間的サブサンプラ４０６と、第２の空間的サブサンプラ４０８とを備える。第１及び第２の空間的サブサンプラ４０６、４０８は、図５に示すウォータマークエンコーダの帯域幅プロセッサ１０２内の空間的サブサンプラ１０４によって実行されるサブサンプリングに対応するレートで空間的サブサンプリングを実行する。この実施の形態では、サブサンプリングレートは、１／８である。空間的サブサンプラ４０６、４０８は、上述した図７に示すような構成を有していてもよい。なお、検査するマテリアルのバージョンと、元のマテリアルのバージョンの両方に対して、同じ空間的サブサンプラを用いることができることは言うまでもない。
【００６６】
検査するマテリアルアイテム及び元のマテリアルアイテムの空間的にサブサンプリングされたバージョンは、接続チャンネル４１２、４１４を介して、時間的登録プロセッサ（temporal registration processor）４１０に供給される。時間的登録プロセッサ４１０は、検査するマテリアルアイテムと、元のマテリアルアイテムとを時間的に揃え、元のマテリアルアイテムのサンプルと、検査するマテリアルアイテムの対応するサンプルとを同期させる。時間的に揃えられた検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムは、時間的帯域幅プロセッサ４１６に供給される。時間的帯域幅プロセッサ４１６は、第１の時間的サブサンプラ４１８と、第２の時間的サブサンプラ４２０とを備え、第１の時間的サブサンプラ４１８と、第２の時間的サブサンプラ４２０には、時間的に揃えられた検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムとがそれぞれ供給される。第１の時間的サブサンプラ４１８と、第２の時間的サブサンプラ４２０は、図５に示すデータ処理装置１０１の時間的サブサンプラ１０６によって実行された時間的サブサンプリングに対応する時間的サブサンプリングを検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムに対して実行する。検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの時間的及び空間的にサブサンプリングされたバージョンは、空間的登録プロセッサ４２２に供給される。空間的登録プロセッサ４２２は、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムのサンプルを空間的に揃えるように構成されている。
【００６７】
空間的帯域幅プロセッサ４０４及び時間的帯域幅プロセッサ４１６は、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムのコピーの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する。時間的登録プロセッサ４１０及び空間的登録プロセッサ４２２は、基本的に、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンのサンプルを関連付けるように構成されている。そして、減算プロセッサ４２４には、検査するマテリアルアイテムと、コードワード係数が加算されている可能性がある元のマテリアルアイテムのサンプルとが供給される。この減算プロセッサ４２４における減算により、再生コードワードＸ’を表すサンプルのベクトルが算出される。再生コードワードＸ’は、相関器５２’に供給され、相関器５２’は、検出器６０’と協働して、再生コードワードＸ’がコードワードの組のうちの１つに対応するか否かを判定する。この処理については、図２に示すデータ検出プロセッサに関連して上述した通りであるので、詳細な説明は省略する。この検出されたコードワードに基づいて、オフェンディングマテリアルアイテムの受信者を固有に識別することができる。
【００６８】
上述の説明から明らかなように、マテリアルアイテムの低品質バージョン及び帯域幅が縮小されたバージョンは、それぞれ互いに独立して生成してもよい。ここで、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する帯域幅の一部は、マテリアルアイテムの低品質バージョンを生成するために元のマテリアルアイテムから減算された帯域幅と同じにすることができる。したがって、独立したデータ処理装置を用いて、帯域幅が縮小され、コードワードが加算されたバージョンを生成するために用いられたマテリアルアイテムから、低品質マテリアルアイテムを生成することもできる。したがって、本発明の一側面として、本発明は、所定のコードワードの組から選択されたコードワードによって、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、ウオータマークが埋め込まれたバージョンを生成するデータ処理装置を提供することができる。
【００６９】
これに対応して、本発明の更なる側面として、本発明は、マテリアルアイテムの低品質バージョンを生成するデータ処理装置を提供でき、このマテリアルアイテムの低品質バージョンから元のマテリアルアイテムのウォータマークが埋め込まれたバージョンを生成できる。元のマテリアルアイテムのコピーからマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを減算することにより、低品質バージョンを生成できる。なお、低品質マテリアルアイテムを生成するデータ処理装置は、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小され、ウォータマークが埋め込まれたバージョンを生成するデータ処理装置とは、異なる権限の元に設置することができる。
【００７０】
本発明の更なる様々な側面及び特徴は、特許請求の範囲において定義されている。この請求の範囲から逸脱することなく、上述した実施の形態を様々に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】ウォータマークエンコーダとして動作するデータ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】データ検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ＦＩＧ．３Ａは、元の画像を示し、ＦＩＧ．３Ｂは、ウォータマークが埋め込まれた画像を示し、ＦＩＧ．３Ｃは、位置合せされた後のウォータマークが埋め込まれた画像を示す図である。
【図４】Ｎ個のコードワードのそれぞれに関する相関結果の例を示すグラフ図である。
【図５】本発明に基づくウォータマークエンコーダとして動作するデータ処理装置の構成を示すブロック図である。
【図６】ウォータマークが埋め込まれたマテリアルアイテム内のウォータマークコードワードを検出するデータ検出装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図５に示すデータ処理装置の一部を構成する空間的サブサンプラの構成を示すブロック図である。
【図８】図５に示すデータ処理装置の一部を構成する時間的サブサンプラの構成を示すブロック図である。
【図９】ウォータマークエンコーダによって生成された、マテリアルアイテムの低品質バージョンと、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンとを結合して、マテリアルアイテムを再生する再生装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】デジタル映写機の構成を示す図である。
【図１１】インターネットを利用した、マテリアルアイテムの配信を説明する図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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