(57)【要約】電子透かしを幾何学的変形（回転、切り出し、拡大／縮小等）、圧縮、ブラリングのような映像変形に強くなるように設計するために、電子透かしを２次元の形状、例えば、放射状または同心円状に構成した後、これを周波数領域において埋め込む。電子透かしの検出時に電子透かしが埋め込まれたピークを検出し、電子透かしとの相関関係を利用することにより、電子透かしの検出を効果的に処理する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に電子透かしを埋め込む方法において、
ユーザーキーと固有キーを用いて、それぞれ疑似雑音符号を生成するステップと、
前記ユーザーキーにより生成された疑似雑音符号と前記固有キーにより生成された疑似雑音符号を加算するステップと、
前記加算されて形成される透かしを２次元の形態に配列するステップとを含む電子透かしの生成ステップと、
前記映像信号を空間領域から周波数領域に変換するステップと、
前記周波数領域に変換された映像信号のサイズ成分と前記透かしの生成ステップにより生成された透かしを加算するステップとを含むことを特徴とする電子透かしの埋込み方法。
【請求項２】
前記透かしを配列するステップは、ストリーム状の前記透かしを、所定長さの透かしの一番目の値を中心に、３６０度回転させながら、放射状に配列することを特徴とする請求項１に記載の電子透かしの埋込み方法。
【請求項３】
前記透かしを配列するステップは、ストリーム状の前記透かしを、映像信号を構成するブロックの中央部を中心に複数個の同心円状に配列することを特徴とする請求項１に記載の電子透かしの埋込み方法。
【請求項４】
前記同心円状に配列された透かしは、所定の半径を基準に該当ストリームをサンプリングにより拡大／縮小して配列されることを特徴とする請求項３に記載の電子透かしの埋込み方法。
【請求項５】
前記周波数領域への変換ステップは、
前記映像信号を２次元フーリエ変換で空間領域から周波数領域に変換するステップと、
前記周波数領域に変換された信号をサイズ成分と位相成分とに分離するステップと、
前記分離されたサイズ成分に対してフーリエ変換シフトを行うステップとを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子透かしの埋込み方法。
【請求項６】
前記透かしと前記映像信号とが加算された信号を周波数領域から空間領域に変換するステップを更に含み、前記変換ステップは、
前記透かしと前記映像信号にフーリエ変換シフトを行うステップと、
前記シフトされた信号を逆２次元フーリエ変換で、周波数領域から空間領域に変換するステップと、
前記変換された映像信号のオーバーフローを防止するために、前記映像信号の値を調節するステップとを含むことを特徴とする請求項５に記載の電子透かしの埋込み方法。
【請求項７】
前記映像信号は２４ビットカラーであり、前記電子透かしと前記映像信号を加算する前に、
ＲＧＢフォーマットで入力される前記映像信号をＹＩＱ（Ｙ：Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ、Ｉ：Ｉｎ−Ｐｈａｓｅ、Ｑ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）フォーマットに変換するステップと、
前記変換されたＹＩＱフォーマットの成分のうちＹ成分のみを抽出するステップとを更に含み、前記Ｙ成分が、前記電子透かしに加算されることを特徴とする請求項６に記載の電子透かしの埋込み方法。
【請求項８】
前記映像信号は２４ビットカラーであり、ＲＧＢフォーマットで入力される前記映像信号が、Ｒ、Ｇ、Ｂのチャネル別に前記電子透かしに加算されることを特徴とする請求項６に記載の電子透かしの埋込み方法。
【請求項９】
前記映像信号と前記電子透かしが加算された映像信号を保存するステップを更に含み、前記保存ステップは、
前記ＩＱ成分と前記加算された映像信号を合成するステップと、
前記合成された信号をＲＧＢフォーマットに変換するステップと、
前記変換された信号を保存媒体に記録信号として保存するステップとを含むことを特徴とする請求項７に記載の電子透かしの埋込み方法。
【請求項１０】
前記映像信号の調節ステップは、前記映像信号が該当範囲から外れた値を有する場合は、前記範囲の境界値に設定することを特徴とする請求項６に記載の電子透かしの埋込み方法。
【請求項１１】
映像信号に埋め込まれた電子透かしを検出する方法において、
前記映像信号に埋め込まれた電子透かし成分を強化するステップと、
前記電子透かしが強化された映像信号を空間領域から周波数領域に変換し、前記映像信号中に含まれる電子透かしを抽出するステップと、
前記抽出された電子透かしとの比較のための電子透かしを生成するステップと、
前記生成された電子透かしと前記映像信号から抽出された電子透かしとの間の相関度を計算するステップと、
前記相関度に応じて、前記映像信号に埋め込まれた透かしを検出するステップとを含むことを特徴とする電子透かしの検出方法。
【請求項１２】
前記透かしの生成ステップは、ユーザーキーと固有キーを用い、それぞれの疑似雑音符号を生成して電子透かしを形成することを特徴とする請求項１１に記載の電子透かしの検出方法。
【請求項１３】
前記映像信号は２４ビットカラーであり、前記映像信号に埋め込まれた電子透かし成分を強化するステップを行う前に、
ＲＧＢフォーマットに入力された前記映像信号をＹＩＱフォーマットに変換するステップと、
前記変換されたＹＩＱフォーマットの成分のうちＹ成分のみを抽出するステップとを更に含み、
前記電子透かし成分を強化するステップは、前記Ｙ成分中に埋め込まれている前記透かし成分を強化することを特徴とする請求項１２に記載の電子透かしの検出方法。
【請求項１４】
前記映像信号は２４ビットカラーであり、ＲＧＢフォーマットで入力された前記映像信号が、Ｒ、Ｇ、Ｂのチャネル別に分離するステップを更に含み、
前記電子透かし成分を強化するステップは、前記チャネル別に分離された信号に埋め込まれている前記電子透かし成分を強化することを特徴とする請求項１２に記載の電子透かしの検出方法。
【請求項１５】
前記電子透かし成分を強化するステップは、前記映像信号の高周波成分をフィルタリングするステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の電子透かしの検出方法。
【請求項１６】
前記電子透かし成分を強化するステップは、前記映像信号における映像成分のエネルギーを減らし、透かし成分のエネルギーを増大させるためにマスキングを行うステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の電子透かしの検出方法。
【請求項１７】
前記高周波成分をフィルタリングするステップは、ハイブーストフィルタ、ラプラシアンフィルタ又はＤｏＧ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ｇａｕｓｓｉａｎ）フィルタにより行われることを特徴とする請求項１５に記載の電子透かしの検出方法。
【請求項１８】
前記電子透かしを抽出するステップは、
前記電子透かしが強化された前記映像信号を空間領域から周波数領域に変換するステップと、
前記変換された映像信号から、前記電子透かしが埋め込まれた領域を１次元で抽出するステップと、
前記抽出された１次元の電子透かしの長さを所定の長さに調節するステップとを含むことを特徴とする請求項１３に記載の電子透かしの検出方法。
【請求項１９】
前記電子透かしを抽出するステップは、
前記電子透かしが強化された前記映像信号を空間領域から周波数領域に変換するステップと、
前記変換された映像信号から、前記電子透かしが埋め込まれた領域を１次元で抽出するステップと、
前記抽出された１次元の電子透かしの長さを所定の長さに調節するステップとを含むことを特徴とする請求項１４に記載の電子透かしの検出方法。
【請求項２０】
前記相関度の計算は下記の式により行われ、
Ｃｏｒｒ＝ＩＦＦＴ（ＦＦＴ（ＷＥＸＴ）×ｃｏｎｊ（ＦＦＴ（Ｗｍ）））
ここで、 ＷＥＸＴは映像信号から抽出された電子透かしを示し、 Ｗｍ はユーザーキーと固有キーを用いてそれぞれ生成された透かしを、ＩＦＦＴは逆高速フーリエ変換を、ＦＦＴは高速フーリエ変換を、そしてｃｏｎｊは共役複素数を示すことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の電子透かしの検出方法。
【請求項２１】
前記透かしの検出ステップは、
前記計算された相関度からピーク位置を計算するステップと、
前記ピークの先鋭度を計算するステップと、
前記ピーク位置と前記先鋭度により、前記映像信号のうち前記電子透かしを含んでいるか否かを決定するステップとを含むことを特徴とする請求項２０に記載の電子透かしの検出方法。
【請求項２２】
透かしを映像信号に埋め込む電子透かし埋込み装置において、
前記映像信号を空間領域から周波数領域に変換するための第１の変換手段と、
透かしを生成するための透かし生成手段と、
前記透かしを前記周波数変換された映像信号に加算するための第１の加算手段と、
前記第１の加算手段により透かしが加算された映像信号を周波数領域から空間領域に変換するための第２の変換手段と、
前記空間領域に変換された透かしの埋め込まれた前記映像信号を記録するための映像記録手段とを含み、
前記透かし生成手段は、
ａ）ユーザーキーを用いて疑似雑音符号を生成する第１の疑似雑音符号発生手段と、
ｂ）固有キーを用いて疑似雑音符号を生成する第２の疑似雑音符号発生手段と、
ｃ）前記第１の疑似雑音符号発生手段と第２の疑似雑音符号発生手段とで生成された疑似雑音符号を加算するための第２の加算手段と、
ｄ）前記第２の加算手段により加算されて形成される透かしを２次元の形態に配列して構成する構成手段とを含むことを特徴とする電子透かし埋込み装置。
【請求項２３】
前記透かし構成手段は、ストリーム状の前記透かしを、所定長さの透かしの一番目の値を中心に、３６０度回転させながら、放射状に配列することを特徴とする請求項２２に記載の電子透かしの埋込み装置。
【請求項２４】
前記透かし構成手段は、ストリーム状の前記透かしを、映像信号を構成するブロックの中央部を中心に複数個の同心円状に配列することを特徴とする請求項２２に記載の電子透かし埋込み装置。
【請求項２５】
前記透かし構成手段は、前記同心円状に配列された透かしを所定の半径を基準に、該当ストリームをサンプリングにより拡大／縮小し、複数の同心円状に配列することを特徴とする請求項２４に記載の電子透かし埋込み装置。
【請求項２６】
前記第１の加算手段は、前記映像信号を前記透かしサイズに分割し、分割された映像信号と前記透かしを各チャネル毎に加算することを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の電子透かし埋込み装置。
【請求項２７】
前記映像信号と前記透かしを加算する前に、前記映像信号のフォーマットを変換するための映像変換手段を更に含み、前記映像変換手段は、
前記映像信号のヘッダ情報を読み出し、２４ビットカラーの映像であるか否かを判断する第１の判断手段と、
前記映像信号が２４ビットカラーの映像信号である場合、ＲＧＢフォーマットの前記映像信号をＹＩＱフォーマットに変換する第１の変換手段と、
前記ＹＩＱフォーマットに変換された映像信号のうちＹ成分のみを抽出する抽出手段とを含み、
前記映像変換手段は、前記映像信号が２４ビットカラーでない場合は、変換なしに第１の加算手段に出力することを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の電子透かし埋込み装置。
【請求項２８】
前記映像記録手段は、
前記映像信号のヘッダ情報を読み取り、２４ビットカラーの映像であるか否かを判断する第１の判断手段と、
前記映像信号が２４ビットカラーの映像信号である場合、Ｙ成分である前記透かしが埋め込まれた映像信号と前記抽出手段により分離されたＩＱ成分を合成する合成手段と、
前記合成されたＹＩＱフォーマットの信号をＲＧＢフォーマットに変換する第２の変換手段とを含んで処理された前記映像信号を記録媒体上に保存することを特徴とする請求項２７に記載の電子透かし埋込み装置。
【請求項２９】
映像信号に含まれた透かしを検出する装置において、
再生された前記映像信号に含まれた透かし成分を強化するための前処理手段と、
前記電子透かしが強化された映像信号を空間領域から周波数領域に変換し、前記映像信号中に含まれる電子透かしを抽出するための抽出手段と、
前記抽出された電子透かしとの比較のためのユーザーキーと固有キーによるそれぞれの電子透かしを生成する電子透かし生成手段と、
前記生成された電子透かしと前記映像信号から抽出された電子透かしとの間の相関度を計算する相関度計算手段と、
前記相関度に応じて、前記映像信号に埋め込まれた透かしを検出する透かし検出手段とを含むことを特徴とする電子透かしの検出装置。
【請求項３０】
前記透かし生成手段は、
ａ）ユーザーキーを用いて疑似雑音符号を生成する第１の疑似雑音符号発生手段と、
ｂ）固有キーを用いて疑似雑音符号を生成する第２の疑似雑音符号発生手段と、
ｃ）前記第１の疑似雑音符号発生手段と第２の疑似雑音符号発生手段とで生成された疑似雑音符号からなる透かしを、２次元の形態に配列して構成する構成手段とを含むことを特徴とする請求項２９に記載の電子透かしの検出装置。
【請求項３１】
前記映像信号は２４ビットカラーであり、前記映像信号に埋め込まれた電子透かし成分を強化する前記前処理手段を行う前に、前記映像信号のフォーマットを変換するための映像信号変換手段を更に含み、前記映像信号変換手段は、
ＲＧＢフォーマットに入力された前記映像信号をＹＩＱフォーマットに変換する変換手段と、
前記変換されたＹＩＱフォーマットの成分のうちＹ成分のみを抽出する抽出手段とを含むことを特徴とする請求項３０に記載の電子透かしの検出装置。
【請求項３２】
前記映像信号は２４ビットカラーであり、ＲＧＢフォーマットで入力された前記映像信号は、Ｒ、Ｇ、Ｂのチャネル別に前記前処理手段に入力されることを特徴とする請求項３０に記載の電子透かしの検出装置。
【請求項３３】
前記前処理手段は、前記映像信号の高周波成分をフィルタリングすることを特徴とする請求項２９乃至３２のいずれか１項に記載の電子透かしの検出装置。
【請求項３４】
前記前処理手段は、前記映像信号における映像成分のエネルギーを減らし、透かし成分のエネルギーを増大させるためにマスキングを行うことを特徴とする請求項２９乃至３２のいずれか１項に記載の電子透かしの検出装置。
【請求項３５】
前記高周波成分のフィルタリングは、ハイブーストフィルタ、ラプラシアンフィルタ又はＤｏＧ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ｇａｕｓｓｉａｎ）フィルタにより行われることを特徴とする請求項３３に記載の電子透かしの検出装置。
【請求項３６】
前記抽出手段は、
前記電子透かし成分が強化された前記映像信号を空間領域から周波数領域に変換する手段と、
前記変換された映像信号から、前記電子透かしの埋め込まれた領域を１次元で抽出する手段と、
前記抽出された１次元の電子透かしの長さを所定の長さに調節する手段とを含むことを特徴とする請求項３１に記載の電子透かしの検出装置。
【請求項３７】
前記抽出手段は、
前記電子透かし成分が強化された前記映像信号を空間領域から周波数領域に変換する手段と、
前記変換された映像信号から、前記電子透かしが埋め込まれた領域を１次元で抽出する手段と、
前記抽出された１次元の電子透かしの長さを所定の長さに調節する手段とを含むことを特徴とする請求項３２に記載の電子透かしの検出装置。
【請求項３８】
前記相関度の計算は下記の式により行われ、
Ｃｏｒｒ＝ＩＦＦＴ（ＦＦＴ（ＷＥＸＴ）×ｃｏｎｊ（ＦＦＴ（Ｗｍ）））
ここで、 ＷＥＸＴは映像信号から抽出された電子透かしを示し、 Ｗｍ はユーザーキーと固有キーを用いてそれぞれ生成された透かしを、ＩＦＦＴは逆高速フーリエ変換を、ＦＦＴは高速フーリエ変換を、そしてｃｏｎｊは共役複素数を示すことを特徴とする請求項３６又は３７に記載の電子透かしの検出装置。
【請求項３９】
前記透かしの検出手段は、
前記相関度からピーク位置と前記ピークの先鋭度を計算する手段と、
前記ピーク位置と前記先鋭度により、前記映像信号のうち前記電子透かしを含んでいるか否かを決定する手段とを含むことを特徴とする請求項３８に記載の電子透かしの検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、デジタルマルチメディアコンテンツに電子透かしを埋込み及び検出するための方法、並びにこれを用いた装置に関する。より詳しくは、空間的に構成された透かしを生成し、周波数領域において映像に埋め込んで記録し、透かしが埋め込まれた映像から透かしを効果的に検出する電子透かしの埋込み／検出方法とこれを用いた埋込み／検出装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
最近、コンピュータ及びインターネットの普及によるマルチメディアデータの急速な流通と共に、不法複製及び流通が盛んに行われるに従って、マルチメディアデータの著作権に対する効率的な保護装置が必要となった。透かし技術は、マルチメディアデータにユーザー情報（透かし）をユーザーが認知できないように埋め込むことにより、不法複製を防ぎ、著作権者の著作権を保護する技術である。
【０００３】
透かし（ｗａｔｅｒｍａｒｋ）とは、古代にパピルス（紙）を作る過程において、繊維質を水に溶かしてから、水気を切って圧着するために枠を用いる過程において表れたマークを意味する。中世に、製紙業者が自らの固有商品であることを証明するために、紙にマークを埋め込んだのが中世の透かしであり、現在は、紙幣を製造する過程において、紙が濡れている時に印刷し、乾燥した後、両面に印刷すると、光を通じてのみ確認できる絵が入るが、これを透かしと呼ぶこともある。
【０００４】
今日、デジタル媒体の増加に伴い、電子透かしという概念が登場したが、即ち、アナログ上の紙がデジタルペーパーの概念に代替されるように、過去、透かしを埋め込んだアナログ媒体が全てデジタル化し、デジタルイメージ、オーディオ、動画等に隠されるようになったマークとして、電子透かしという概念が登場するようになったのである。要するに、透かしとは、一連のマルチメディア著作物（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）を保護するために、ここに特別な形態の透かしを隠して抽出する全ての技術的方法を意味する。初期には、元来のマルチメディア著作物自体に対して隠す方法を研究していたが、今は多くの技術的変換方法を用いた強力な透かし技術が開発されている趨勢である。
【０００５】
透かしは、透かしの可視性の有無によって、可視的透かし（Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ）と非可視的透かし（Ｉｎｖｉｓｉｂｌｅ Ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ）に分類され、非可視的透かしは、透かしを埋め込む方法によって空間領域（Ｓｐａｔｉａｌ Ｄｏｍａｉｎ）透かしと周波数領域（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｏｍａｉｎ）透かしに分類される。
【０００６】
可視的透かしは、原本イメージに目視で確認可能な著作者の情報を埋め込むことにより著作権を明示するものであって、容易に使用することができるものの、原本が損傷せざるを得ないという短所がある。
【０００７】
従って、今日のイメージ透かし技術においては、非可視的透かしが主に用いられている。このような非可視的透かしは、人間の視覚システム（Ｈｕｍａｎ Ｖｉｓｕａｌ Ｓｙｓｔｅｍ；ＨＶＳ）の感覚限界を利用して、視覚的には感知できないように透かしを埋め込む技術である。空間領域透かしは、透かしの埋込みや抽出が極めて簡単であるのに対し、一般の信号処理や映像処理（非線形フィルタリング、回転、切断、移動、拡大、縮小変換等）、圧縮により透かしが消失する可能性が高い。
【０００８】
これに対し、周波数空間における透かし技法は、埋込みと抽出のために、フーリエ変換（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）や離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）のような変換技法が用いられるため、アルゴリズムが複雑で、多くの演算量を要求する短所はあるものの、フィルタリングや圧縮のような一般の攻撃に強靭であるという長所を有する。
【０００９】
透かしが見えないように埋め込むためには、広い領域に低い値で埋め込まれなければならないが、このような技術として活用されているのがＩｎｇｅｍａｒ Ｊ． Ｃｏｘの拡散スペクトル方式である。拡散スペクトル方式においては、疑似ランダムシーケンスを透かしとして活用するが、該シーケンスは均一分布関数を有し、周波数の全帯域に渡って均一に分布されているため、効果的に使用できる方法である。
【００１０】
原本映像を周波数空間に変換する方法としては、一般に高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＦＦＴ）、離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ＤＣＴ）、ウェーブレット変換（Ｗａｖｅｌｅｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を多く使用しており、変換平面において透かしを埋め込み、原状態に復元する方法を取っている。しかし、該方法もイメージの回転や切断、移動、拡大・縮小等の攻撃には、透かしが消失する可能性が高い。
【００１１】
空間領域や周波数領域における透かし方法がある程度の長短所を保有しており、周波数領域の透かし方法の弱点であるイメージの回転、拡大・縮小における透かしの損傷の問題を補うために、ログ−極座標マッピング（ｌｏｇ−ｐｏｌａｒ ｍａｐｐｉｎｇ）とフーリエ変換を用いた透かし方法が開発されたが、該方法は、回転、拡大、縮小をログ−極座標マッピング経由で単純な移動の形態に変え、フーリエ変換の振幅が移動に不変であるという特徴を利用して、透かしを検出する。しかし、該方法も、圧縮のような映像処理に脆弱であるという短所を有するだけでなく、ログ−極座標マッピング自体による損失が極めて大きく、具現において複雑性が極めて高いという大きな短所を有する。
【００１２】
以上で検討したとおり、一般に開発された映像の透かし技術は、ある程度の長短所を保有している。また、現在幅広く使用されている疑似ランダムシーケンス透かしは、イメージにどのようなキー（ｋｅｙ）値を有する透かしが埋め込まれているかは確認できるが、多様な著作権の情報を埋め込み、これを抽出し出すことは困難である。
【００１３】
また、透かしを一次的に形成して入力映像に埋め込んだ場合は、映像に回転や部分的な切り出し等が加えられる場合、埋め込まれた透かしが変形し、著作権の情報が損傷する問題点を抱えている。
【００１４】
（発明の開示）
本発明の目的は、映像の変形、即ち回転、拡大／縮小、切り出し、フィルタリングに強靭な電子透かしの埋込み及び検出方法と、これを用いた装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、電子透かしを空間的に構成し、映像信号を周波数領域に変換した後、空間的に構成された透かしを埋め込むことにより、映像変形に強靭な電子透かしの埋込み及び検出方法と、これを用いた装置を提供することである。
【００１６】
本発明のまた他の目的は、空間的に構成し、周波数領域において映像信号に埋め込まれた電子透かしを検出するに効果的な透かしを検出し得る方法、及びこれを用いた装置を提供することである。
【００１７】
上記のような目的を達成するために、本発明による映像信号に電子透かしを埋め込む方法は、
ユーザーキーと固有キーを用いて、それぞれ疑似雑音符号を生成するステップと、
ユーザーキーにより生成された疑似雑音符号と固有キーにより生成された疑似雑音符号を加算するステップと、
加算されて形成される透かしを２次元の形態に配列するステップとを含む電子透かしの生成ステップと、
映像信号を空間領域から周波数領域に変換するステップと、
周波数領域に変換された映像信号のサイズ成分と透かしの生成ステップにより生成された透かしを加算するステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明による電子透かしの検出方法は、
映像信号に埋め込まれた電子透かし成分を強化するステップと、
電子透かしが強化された映像信号を空間領域から周波数領域に変換し、映像信号中に含まれる電子透かしを抽出するステップと、
抽出された電子透かしとの比較のための電子透かしを生成するステップと、
生成された電子透かしと映像信号から抽出された電子透かしとの間の相関度を計算するステップと、
相関度に応じて、映像信号に埋め込まれた透かしを検出するステップとを含むことを特徴とする。
【００１９】
上記のように、本発明は、既存の空間領域又は周波数領域において、単に一定の形態の透かしを埋め込む方法とは異なり、透かしを線形でなく空間的に構成して周波数領域において埋め込むことにより、映像の回転や切り出し等のような外部変形にも変化のない透かしを埋め込むことができる。特に、本発明により埋め込まれる透かしは、ストリーム状の前記透かしで映像信号を構成するブロックの中央部を中心に複数個の同心円状又は放射状に配列する。
【００２０】
また、本発明によるデジタル映像透かし装置及び方法によると、ユーザーキー値と透かしとの相関関係において、４次モーメント（Ｋｕｒｔｏｓｉｓ）を利用した先鋭度と最大値及びその位置を利用することにより、透かし検出及び認証の正確性を極大化させた特徴を有する。
【００２１】
（発明を実施するための最良の形態）
以下、添付の図面を参照し、本発明による透かし埋込み及び検出方法と、これを用いた埋込み／検出装置について詳しく説明する。
【００２２】
図１は、本発明による電子透かしを埋込み及び検出するための装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【００２３】
図１における電子透かしの埋込み及び検出装置は、入力映像に透かしを埋め込むための透かし埋込み装置１００と、透かしが埋め込まれた映像から透かしを検出するための透かし検出装置２００とからなる。透かし埋込み装置１００は、入力映像１０をその特性に応じて所定の形態に変換する映像変換部１１０と、映像の形態を考慮した映像変換部１１０の出力信号を空間領域から周波数領域に変換するための第１のＳＦ（Ｓｐａｔｉａｌ ｔｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）変換部１２０と、空間的に配列される透かしを生成するための透かし生成部１３０と、第１のＳＦ変換部１２０から出力された映像信号と透かし生成部１３０から生成された透かしを加算する加算部１４０と、透かしが加算された信号を更に周波数領域から空間領域に変換するためのＦＳ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｔｏ Ｓｐａｔｉａｌ）変換部１５０と、透かしが埋め込まれた映像信号を記録する映像記録部１６０とを含む。
【００２４】
また、透かし検出装置２００は、再生される映像信号を受けて、これを所定の形態のフォーマットに変換する映像変換部２１０と、映像変換部２１０の出力信号中に含まれた透かしの特性を強化するための前処理部２２０と、透かしの特性が強化された映像信号を空間領域から周波数領域に変換し、該当映像信号のうち透かしの領域を抽出する第２のＳＦ変換部２３０と、空間的に配列される透かしを生成するための透かし生成部２４０と、第２のＳＦ変換部２３０から抽出された透かしと透かし生成部２４０から出力された透かしとの相関関係を計算する相関度計算部２５０と、相関度計算部２５０からの出力値により、映像信号中に含まれた透かしを検出するための透かし検出部２６０とを含む。
【００２５】
以下、上記のような構成を有する透かしの埋込み及び検出装置における動作について説明する。先ず、透かし埋込み装置１００における動作は図２乃至図８を参照して説明する。
【００２６】
透かしをデジタル映像信号中に埋め込むために、入力映像１０が映像変換部１１０に入力される。映像変換部１１０の動作フローについて、図２を参照して検討すると、映像変換部１１０は、入力映像１０が２４ビットカラー映像であるか否かをチェックする（Ｓ１００）。この際、入力信号が２４ビットであるか否かは、入力映像信号のヘッダ情報をチェックして決定できる。若し、入力映像１０が２４ビットカラーである場合は、下記数学式１を利用して、入力映像のＲＧＢ成分をＹＩＱ（Ｙ：Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ、Ｉ：Ｉｎ−Ｐｈａｓｅ、Ｑ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）フォーマットに変える（Ｓ１１０）。
【００２７】
【数１】
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変換されたフォーマットにおいて、Ｉ成分、Ｑ成分はそれぞれ保存し、Ｙ成分のみを抽出する（Ｓ１２０）。抽出されたＹ成分は、第１のＳＦ変換部１２０に伝達される。
【００２８】
ステップＳ１００において、入力映像が２４ビットのカラー映像でない場合は、直ちに第１のＳＦ変換部１２０に進む。即ち、入力映像が２４ビットのカラー映像でない場合は、実際に入力される映像１０が２４ビットカラーの場合のＹ成分と同一の信号に該当するため、ＹＩＱフォーマットへの変換プロセスを行わずに第１のＳＦ変換部１２０に伝達される。従って、入力信号が２４ビットでない場合は、映像変換部１１０を別途に備えていなくても可能である。
【００２９】
また、上記の場合は、入力映像をＹＩＱフォーマットで処理するＮＴＳＣ方式で処理する場合であり、その他の方式であれば、入力映像のフォーマットを変換することなく、直ちにＲＧＢの信号をＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれのチャネル別に分離して出力し、透かしを埋め込むこともできる。
【００３０】
映像変換部１１０において処理された結果は、第１のＳＦ変換部１２０に入力される。第１のＳＦ変換部１２０は、図３に示された順序で変換を行う。映像変換部１１０からの出力信号は、２次元の高速フーリエ変換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）（数学式２）を経る（Ｓ２００）。２次元の高速フーリエ変換の結果は、複素数の形態で示されるため、これらは実数成分（Ｒ）と虚数成分（Ｉ）とに分けられる。上記高速フーリエ変換の代わりに、一般のフーリエ変換を使用してもよい。
【００３１】
【数２】
2004520769.tif 000004
ここで、ｆは映像信号を、Ｆはフーリエ変換後に得られる周波数係数を、Ｍは周波数変換後に得られる値のサイズを、θは位相をそれぞれ示す。
【００３２】
フーリエ変換により複素数の形態で示され、周波数係数と実数と虚数成分とに分けられ、該成分から数学式２を利用してサイズと位相をそれぞれ計算し、これを分離する（Ｓ２１０）。Ｓ２１０のステップにおいて、映像信号がそれぞれサイズと位相に分離され、サイズ成分は、透かしを埋め込むための形態に変えるために、ＦＦＴシフト（ＳＨＩＦＴ）される（Ｓ２２０）。ＦＦＴシフトは、次に埋め込まれる透かしが、中央を中心に埋め込まれることができるように、サイズ成分を中央部分にシフトする。また、位相成分は、透かしの埋込み後、映像信号を更に空間領域に変換するためにＦＳ変換部１５０に伝達される。
【００３３】
透かしを埋め込むためにサイズ成分を用いるのは、フーリエ変換を経た時、サイズ成分が次の数学式３のような特徴を有しているからである。
【００３４】
【数３】
2004520769.tif 000005
ここで、ｆは映像信号を、Ｍは周波数変換後に得られる値のサイズを、ρはサイズ調節時にかけられる定数（サイズ調節倍数）を、θは位相をそれぞれ示す。
【００３５】
数学式３の結果から分かるように、映像がシフトされてもサイズ成分は同一であることと、映像のスケールが変わっても絶対的な位置は変わらないという特徴を利用するものである。このような特徴に加え、透かしを円形に構成することにより、回転に対する映像の変形にも透かしが損傷しないようにすることができる。
【００３６】
第１のＳＦ変換部１２０により処理された映像信号が透かし生成部１３０で生成された透かしに加算され、入力映像に埋め込まれる。
【００３７】
透かし生成部１３０は、図４に示されている構成により透かしを生成する。先ず、ユーザーキーを疑似雑音符号発生部１２２に入力すると、これをシード（ｓｅｅｄ）値として用い、疑似雑音符号を生成する。また、ユーザーキーとは別途に、透かしの検出を容易にするために発生させておいた固有キーを疑似雑音符号発生部１２４に入力し、ユーザーキーの場合と同一の方法で疑似雑音符号を生成する。
【００３８】
このように生成された二つの疑似雑音符号は、加算器１２６で加算される。加算された疑似雑音符号は、透かし構成部１２８に入力される。透かし構成部１２８は、１次元のストリーム状に形成される透かしを２次元の形態に新たに構成する。図５に示された形態を一例として検討すると、所定長さの透かしの一番目の値を中心に、３６０度回転させながら、２次元の放射状に配列される透かしを構成する。このように透かしを２次元の放射状に構成する場合、透かしの埋め込まれた映像が回転等のような外部の攻撃で変形しても透かしの形態が変わらないため、外部攻撃の影響を受けないようになる。
【００３９】
また、２次元的に透かしを構成する他の例を、図６を参照して説明する。図６ａは、一つの透かしシーケンスを複数の同心円に構成するための過程を示すものであり、図６ｂは、最終的に生成された複数の同心円をなす透かしを示すものである。
【００４０】
図６ａにおける（ａ）のように、１と−１のシーケンスで形成される透かし（Ｗｓｅｑ）を作った後、これを（ｂ）のように様々な長さでサイズを調節し、（ｃ）のように透かしを構成する。図６ｂには、図６ａにおける過程を通じて透かし構成部により具現された透かしを示すものである。
【００４１】
上記のとおり、透かしの形状を円形に構成する時、ブロックの中央を中心に、同心円状に透かしを配置する。同心円状に配列する場合、内側に形成される透かしと外側に形成される透かしとはそれぞれ半径の差があるため、透かしを構成するビットの長さに差が生じる。従って、半径のサイズに応じて、透かしのサンプリングを所定の比率で行い、拡大／縮小して配置する。円形に配置する時には、上部を透かしストリームで構成した後、下部には上記ストリームをコピーして同一に回転する方向に配列して用いる。最初に形成される形状が同心円でなく半円であるのは、フーリエ変換の初期成分が原点対称であるため、半円だけ透かしを埋め込み、これを原点対称にコピーすると、図６ｂのように同心円状に入れた効果があるためである。
【００４２】
このように形成された透かしが、第１のＳＦ変換部１２０から出力された映像信号に加算されるために加算部１４０に入力される。
【００４３】
加算部１４０においては、透かし生成部１３０から作られた透かしと、第１のＳＦ変換部１２０から出力された映像信号を加えるために、先ず、映像を所定のサイズのブロック、即ち、透かしサイズに分割する。分割された映像信号に透かし生成部１３０から出力された透かし信号が加算される。この際には、映像信号の特性に応じて埋め込まれた透かしの強度を予め決定して加算する。
【００４４】
透かしの強度に関する決定は、様々な形態で行うことができる。例えば、ブロック内の各チャネル別に用いられた色相の数、ヒストグラムの模様、高周波と低周波のエネルギー比率等によって決定される。
【００４５】
例えば、映像をブロック別に分けた時、各ブロックに対して用いられた色相の数とカラー値を求める。この結果、用いられた色相の数が多くカラー値が高い場合は、実際の映像において、色の変化が激しく、派手な形態の色を有する映像に該当する。従って、該当ブロックに埋め込まれる透かしの強度を強くしても、視覚的に大きな影響を受けない。しかし、色の変化が少ない場合は、透かしの強度を小さくして埋め込んでも、元来の映像にあたかも雑音が多く含まれたかのような感じを与えることがある。従って、ブロック内に用いられた色相の数とカラー値を考慮し、その数値が高い時には埋め込まれる透かしの強度を強くし、数値が低い時には透かしの強度を弱くするように決定することができる。
【００４６】
また、映像に対してＤＣＴ変換を行い、これをブロックで表示すると、低周波領域に該当する部分はブロックの上端左側に、中間周波数領域に該当する部分は中間位置に、高周波領域に該当する部分は右側下端の領域に偏る特性がある。即ち、ＤＣＴの結果、低周波のエネルギーと高周波のエネルギーの比率により、入力映像の特性を把握することができる。
【００４７】
なお、入力映像をチャネル別に分析すると、例えば、２４ビットの映像の場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ各々のチャネルは８ビット（２８＝２５６）であって、色相別に０〜２５５の値を有するようになり、映像の領域を上記値に応じてヒストグラムを作成し、該ヒストグラムの形状及び変化により、映像における変化又は用いられる色相を把握することが可能である。即ち、用いられた色相の数が少ないとヒストグラムの分布が狭く、逆に用いられた色相の数が多いとヒストグラムの分布が広くなる。用いられた色相の数が多いというのは、映像の変化が激しいことを意味し、逆に色相の数が少ないというのは、映像が、特別な変化なく単調であることを意味する。従って、これを通じて、映像のエネルギーが高周波領域に偏重しているか、低周波領域に偏重しているかを決定できる。
【００４８】
透かしを加える方法は、映像変換部１１０を経ず、直ちにチャネル毎、即ち、Ｇｒａｙ映像はＧｒａｙチャネルに、ＲＧＢ映像（２４ｂｉｔ）はＲ、Ｇ、Ｂ各々のチャネルに独立して透かしを埋め込むことができるのは勿論である。透かしが埋め込まれた信号が出力されると、該信号はＦＳ変換部１５０に入力され、周波数領域から空間領域に変換される。
【００４９】
ＦＳ変換部１５０で行われる動作を、図７を参照して説明する。ＦＳ変換部１５０は、基本的に第１のＳＦ変換部１２０で処理された順序と逆の順序で行われる。即ち、透かしが埋め込まれた信号に対して、ＦＦＴシフトを行う（Ｓ３００）。これは、透かしの埋込み前の信号に対して行われたＦＦＴシフトを再度行うことにより、元来の形態に信号を移動させる役割をする。移動後は、該信号成分（サイズ成分）と以前の第１のＳＦ変換部１２０から分離され抽出された位相成分を合わせ、逆２Ｄ ＦＦＴを行い、周波数領域の信号を空間領域の信号に変換する（Ｓ３１０）。
【００５０】
変換後は、上記ステップで行われた透かしとの加算により発生し得るオーバーフローを防止するために、映像信号のサイズを調節する（Ｓ３２０）。例えば、８ビットのＲチャネルの信号は、０乃至２５５の値を有するが、加算部１４０における透かしとの加算により、０より小さいか又は２５５より大きい値を有し得る。透かしのサイズは、基本的に−１又は１の値、或いはサイズが調節される場合は、上記値の整数倍の値を有し、そのサイズは大きくないが、映像信号との加算により０乃至２５５の範囲から外れる値を有する場合が有り得る。この際は、急激な色相の変化が生じるようになる。従って、加算結果が０より小さいか、又は２５５より大きくなる場合は、オーバーフローが発生し、該当値を上記信号が有し得る境界値である０と２５５にそれぞれ調整する。
【００５１】
このように、ＦＳ変換部１５０により透かしが埋め込まれた信号が空間領域に変換された後は、映像記録部１５０により保存媒体等に記録されるが、このような記録動作は図８を参照して説明する。
【００５２】
映像記録部１６０においては、透かしが埋め込まれた信号が２４ビット映像であるか否かを判断する（Ｓ４００）。透かしが埋め込まれた信号が２４ビット映像である場合は、以前のＹＩＱ成分のうちＹ成分が抽出され、残りのＩＱ成分とＹ成分を合成する（Ｓ４１０）。合成後は、ＹＩＱフォーマットの信号を次の数学式４を用いて、ＲＧＢ信号に再度変換する（Ｓ４２０）。
【００５３】
【数４】
2004520769.tif 000006
上記のように変換された信号は、透かしの埋め込まれた映像として保存媒体に保存される（Ｓ４３０）。
【００５４】
しかし、ステップＳ４００において、透かしが埋め込まれた信号が２４ビットの映像でない場合は、以前の映像変換部１１０で別途の変換過程を経ずに入力された映像信号であるため上記のような変換が不要であり、ステップＳ４３０に進んで保存される。また、上術のとおり、入力映像をＹＩＱフォーマットに変換せず、ＲＧＢフォーマットで処理してチャネル別に透かしを埋め込んだ場合にも、直ちにステップＳ４３０に進んで保存される。
【００５５】
上記のように、透かし埋込み装置１００は、透かしを２次元空間的に配列して埋め込むことにより、周波数領域において透かしを埋め込み、透かしが埋め込まれた映像に対する回転や切り出し等のような映像に対する変形を施しても透かしが変わらない効果がある。
【００５６】
次いで、図１と図９乃至図１４を参照して、上記のように透かしが埋め込まれた映像信号から透かしを検出する透かし検出装置２００について説明する。
【００５７】
透かしが埋め込まれた映像は、いろいろな経路を通じて不法的なユーザーに流入されることができ、また無断複製、変形等が加えられるおそれがある。しかし、先の本発明による透かし埋込み装置１００により、透かしを空間的に配置して周波数領域で埋め込んだ場合は、映像の回転や切り出し等のような映像の変形がある場合にも、映像に埋め込まれた透かしがその形態を維持し得る強靭な特性を有する。このような方法により埋め込まれた透かしを検出する装置及び方法について説明する。
【００５８】
透かし検出装置２００に透かしの埋め込まれた映像が入力されると、映像変換部２１０を通じて所定の形態の信号に変換される。透かし検出装置２００における映像変換部２１０の構成と動作は透かし埋込み装置１００における映像変換部１１０と同一である。即ち、入力映像が２４ビットの場合には、該当入力映像をＲＧＢフォーマットからＹＩＱフォーマットに変換した後、Ｙ成分のみを抽出して透かしを検出するために出力し、２４ビット映像でない場合は、該当入力映像を変換せず出力する。また、入力映像が２４ビットの場合にも、ＮＴＳＣ方式でない場合は、ＲＧＢの信号形態のままチャネル別に出力する。
【００５９】
映像変換部２１０から出力される映像信号は、前処理部２２０に入力される。前処理部２２０は、映像信号中に含まれている透かしの特徴を強調するためのものであって、ハイパスフィルタリング（ｈｉｇｈ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）、先鋭化フィルタリング（ｓｈａｒｐｅｎ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）、ハイブーストフィルタリング（ｈｉｇｈ ｂｏｏｓｔ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）処理をする。このような前処理部２２０において用いられるフィルタの一例を図９及び図１０に示した。
【００６０】
図９は、映像信号の高周波成分を検討する役割を行う様々な空間フィルタの 例を示すものであって、図９ａは、ハイブーストフィルタ、図９ｂは、ラプラシアンフィルタ、また、図９ｃは、ＤｏＧフィルタ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ｇａｕｓｓｉａｎ ｆｉｌｔｅｒ）におけるマスクの形態をそれぞれ示すものである。図９ａにおけるハイブーストフィルタは、透かしの検出を助け、透かし信号を強調する役割をする。即ち、映像成分のエネルギーを減らし、透かし成分のエネルギーを増大させる役割をする。また、図９ｃのＤｏＧフィルタは、次の数学式５による。
【００６１】
【数５】
2004520769.tif 000007
上記図９におけるフィルタの他、映像成分のエネルギーを減らし、透かし成分のエネルギーを強化するために、図１０のようなフィルタを用いることができる。上記のように、前処理部２２０は、映像信号のうち透かし成分を強化しようとするものであって、図９又は図１０に示されたフィルタのいずれか一つを用いて処理してもよい。
【００６２】
図１１は、図９におけるフィルタによる処理結果の一例を示すものである。図１１ａは、フィルタリング処理される前の透かしの埋め込まれた映像の一例を示すものであり、図１１ｂ乃至１１ｄは、それぞれハイブーストフィルタ、ラプラシアンフィルタ及びＤｏＧフィルタにより処理された結果を示すものである。
【００６３】
前処理部２２０を通過した信号は、第２のＳＦ変換部２３０に入力される。第２のＳＦ変換部２３０における動作フローは、図１２を参照して検討する。第２のＳＦ変換部２３０は、埋め込まれた透かしを抽出するためのものであって、基本的には、透かし埋込み装置１００における第１のＳＦ変換部１２０と同一の変換過程を経る（Ｓ２２０）。即ち、２Ｄ ＦＦＴ変換を経た後、サイズ成分と位相成分に分離し、サイズ成分を抽出した後に該サイズ成分をＦＦＴシフトする。
【００６４】
ＦＦＴシフトが行われた後は、透かしが埋め込まれた領域を１次元で抽出する（Ｓ２３４）。映像に回転、拡大／縮小、切り出し等の変換が加われても透かしを埋め込んだ位置は変わらないため、上記のような処理を行うことができる。透かしが埋め込まれた領域は、そのサイズが一定でないことがある。例えば、透かしを同心円状に配列した場合は、一つは実際の透かしのサイズと同一であり得るが、該透かしを基準として内側と外側に配列される透かしは、サンプリング等の操作を通じて、その長さが伸ばされて形成される。従って、このようにサイズが変化した透かしのサイズを元のサイズに調節する（Ｓ２３８）。
【００６５】
なお、透かし検出装置２００の透かし生成部２４０は、透かし埋込み装置１００の透かし生成部１３０とは、基本構成においては同一であるが、透かし構成部を含まない。即ち、透かし生成部２４０は、ユーザーキーと固有キーとにより発生した疑似雑音符号のそれぞれに対して１次元で作られる透かしを生成する。
【００６６】
相関度計算部２５０においては、上記で言及したとおり、第２のＳＦ変換部２３０により処理された映像信号中の透かし成分と透かし生成部２４０から生成された透かし信号間の相関度（Ｃｏｒｒ）を下記数学式６を用いて求める。相関度は、固有キーにより生成される透かしとユーザーキーにより生成される透かしのそれぞれについて行われる。
【００６７】
【数６】
2004520769.tif 000008
ここで、ＷＥＸＴは第２のＳＦ変換部２３０により抽出された映像信号に含まれた透かしを、Ｗｍは透かし生成部２４０により固有キーとユーザーキーを用いてそれぞれ生成された透かしを示す。ＩＦＦＴは１次元逆高速フーリエ変換を、ＦＦＴは１次元高速フーリエ変換を、そしてｃｏｎｊは共役複素数を示す。
【００６８】
上記数学式６を用いた相関度の計算は、透かしが埋め込まれた映像（ＷＥＸＴ）を２次元高速フーリエ変換して得られたデータと、透かし生成部２３０において、ユーザーキー又は固有キーにより生成された透かし（ Ｗｍ）を２次元高速フーリエ変換して得られたデータとを乗算した後、これを更に空間領域に変換させるために、逆高速フーリエ変換を行う。このように、周波数領域への変換と乗算による計算を行うことにより、空間領域における透かしの埋め込まれた映像と透かしをコンボルションする場合を比較して計算の数を減らすことにより、データの処理をより高速に行うことができる。
【００６９】
図１３は、透かしが埋め込まれている場合を仮定して、数学式６により計算された相関度をフローティングしたものである。該数学式６により求められる相関関係は、いずれか一つの値でなく、１次元シーケンスの形態であるため、このような複数個の値を比較し、最大ピーク値とその位置を次の過程を通じて求めることができる。
【００７０】
透かし検出部２６０は、図１４に示されているとおり、ピークが発生すると、透かし生成部２３０において固有キーとユーザーキーを通じて透かしを発生させたように、該二つのキー値が全て存在するか、また同じ位置でピークが生じるかを検査する（Ｓ５００）。二つのピークの位置が同一の位置で生じる場合、下記の数学式７により先鋭度を計算する（Ｓ５１０）。先鋭度の計算は、４次モーメント（Ｋｕｒｔｏｓｉｓ；Ｋ）を通じて、Ｋ値が所定のしきい値以上の値を有するか否かを判断し（Ｓ５２０）、二つの条件を全て満した時、透かしを検出したものと判断する。
【００７１】
【数７】
2004520769.tif 000009
ここで、Ｘ１，．．．，ＸＮは二つの透かし（Ｗｍ，ＷＥＸＴ）間の相関関係の結果値であり、Ｘ（上バー付）はＸ１，．．．，ＸＮの平均を、σは標準偏差を示す。
【００７２】
上記ステップにおいて、Ｋ値が所定のしきい値以上の値を有するか否かに関する判断は、透かしが埋め込まれた場合は、求められた値においてピークが大きく現れるが、該ピーク値を定められたしきい値と比較して、透かしの埋込みの有無を判断する。ここで、しきい値は実験により一定に割り当てられる値で示される。
【００７３】
しかし、ステップＳ５２０における条件を満たさない時には、透かしが検出されないものと判断する。
【００７４】
（産業上の利用可能性）
上述のとおり、本発明は、透かしを埋め込み、検出する方法と装置に関するものであって、埋込み時に２次元の形態の放射状又は円状に形成された透かしを用い、その構成を変えて周波数領域において映像信号に埋め込むことにより、透かしの信号変形に対する強靭性を向上させた。また、透かしの検出時、上記のように２次元の形態の放射状又は円状に埋め込まれた透かしの検出を効果的に行うことができ、透かしの検出に対する正確性と迅速性を増加させた。
【００７５】
特に、既存のログ−極座標マッピングを用いた方法より、全体的なシステムの複雑性を遥かに簡素化し、また、ログ−極座標マッピングと逆ログ−極座標マッピングの過程において生じ得るデータ損失をなくすことにより、透かしの検出を容易にするだけでなく、透かしを埋め込んだ時の映像の損失を顕著に減らした。
【００７６】
本発明は、上記実施例を参照して特別に図示され記述されたが、これは例示のためのものであり、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、添付の請求の範囲に定義されているとおり、発明の精神及び範囲を外れない限り、様々な修正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子透かしを埋込み及び検出するための装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の透かし埋込み装置における映像変換部の動作フローを概略的に示す図である。
【図３】図１の透かし埋込み装置における第１のＳＦ変換部の動作フローを概略的に示す図である。
【図４】図１の透かし埋込み装置における透かし生成部の構成を概略的に示す図である。
【図５】図４の透かし構成部により具現された２次元透かしの一例を示す図である。
【図６ａ】図４の透かし構成部により具現された２次元透かしの他の例を形成する過程を示す図である。
【図６ｂ】図６ａにより形成された透かしを示す図である。
【図７】図１の透かし埋込み装置におけるＦＳ変換部の動作フローを概略的に示す図である。
【図８】図１の透かし埋込み装置における映像記録部の動作フローを示す図である。
【図９ａ】透かしの検出を助けるフィルタの例であって、ハイブーストフィルタを示す図である。
【図９ｂ】透かしの検出を助けるフィルタの例であって、ラプラシアンフィルタを示す図である。
【図９ｃ】透かしの検出を助けるフィルタの例であって、７ラ７、９ラ９マスクを有するＤｏＧ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ｇａｕｓｓｉａｎ）フィルタを示す図である。
【図１０】透かしの効果的な検出のために用いられるマスク模様の一例を示す図である。
【図１１ａ】図９ａ〜ｃのフィルタによる処理結果の一例を示すものであって、フィルタリング処理される前の透かしが埋め込まれた映像の一例を示す図である。
【図１１ｂ】図９ａ〜ｃのフィルタによる処理結果の一例を示すものであって、ハイブーストフィルタ、ラプラシアンフィルタ及びＤｏＧフィルタにより処理された結果を示す図である。
【図１１ｃ】図９ａ〜ｃのフィルタによる処理結果の一例を示すものであって、ハイブーストフィルタ、ラプラシアンフィルタ及びＤｏＧフィルタにより処理された結果を示す図である。
【図１１ｄ】図９ａ〜ｃのフィルタによる処理結果の一例を示すものであって、ハイブーストフィルタ、ラプラシアンフィルタ及びＤｏＧフィルタにより処理された結果を示す図である。
【図１２】図１の透かし検出装置第２のＦＳ変換部の動作フローを示す図である。
【図１３】透かしの検出に用いられるピーク検出の一例を示す図である。
【図１４】図１の透かし検出部の動作フローを示す図である。
【符号の説明】
１０  入力映像、１００  透かし埋込み装置、１１０  映像変換部、１２０  第１のＳＦ変換部、１３０  透かし生成部、１４０  加算部、１５０  ＦＳ変換部、１６０  映像記録部、２００  透かし検出装置、２１０  映像変換部、２２０  前処理部、２３０  第２のＳＦ変換部、２４０  透かし生成部、２５０  相関度計算部、  ２６０  透かし検出部。
【図１】
2004520769.tif 000010
【図２】
2004520769.tif 000011
【図３】
2004520769.tif 000012
【図４】
2004520769.tif 000013
【図６ａ】
2004520769.tif 000014
【図７】
2004520769.tif 000015
【図８】
2004520769.tif 000016
【図９ａ】
2004520769.tif 000017
【図９ｂ】
2004520769.tif 000018
【図９ｃ】
2004520769.tif 000019
【図１２】
2004520769.tif 000020
【図１４】
2004520769.tif 000021
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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