(57)【要約】隠れデータからなる複数の層をマルチメディアデータに埋め込むデータ隠蔽システム及び方法。最初に、マルチメディアデータのメディア単位を評価して（４８）適正な埋込み手順を決定する。別の埋込みパス（５４、５６）では、二次隠れデータからなる制御層を規定層の上に埋め込む。二次隠れデータ（５４）は、一次隠れデータとホストデータを制御する制御情報を提供する。基底領域埋込み、スペクトル領域埋込み等の埋込み方式が使用される。
2004500677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メディア単位を有するホストデータに隠れデータを埋め込む方法であって、
上記ホストデータのメディア単位を評価する工程と、
上記メディア単位に一次隠れデータからなる規定層を埋め込む工程と、
上記一次隠れデータの規定層の上に、上記一次隠れデータと上記ホストデータを制御する制御情報を提供する二次隠れデータからなる少なくとも１つの制御層を埋め込み、上記一次隠れデータと二次隠れデータの上記ホストデータへの埋込みによって埋込み済データを生成する工程とを備えた方法。
【請求項２】
上記一次隠れデータを、上記メディア単位に埋め込む前にビットストリームにマッピングする工程をさらに備えている請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記二次隠れデータは、誤り訂正データ、識別データ、アクセス制御データ、鍵、管理ルール、同期データ、復号データ及び認証データからなる群から選択される請求項１記載の方法。
【請求項４】
上記埋込み工程は、基底領域埋込み及びスペクトル領域埋込みからなる群から選択された埋込み方式を使用することをさらに備えている請求項１記載の方法。
【請求項５】
上記二次隠れデータが上記一次隠れデータと直交して埋め込まれる埋込み技術を選択する工程をさらに備えている請求項１記載の方法。
【請求項６】
上記埋込み技術は、同一領域から抽出された直交する特徴量、直交する部分帯域、直行するフレーム及び直交する埋込み領域からなる群から選択される請求項５記載の方法。
【請求項７】
上記埋込み工程は、上記メディア単位に埋め込まれるビットの量を制御可能に変更する工程をさらに備えている請求項１記載の方法。
【請求項８】
上記埋込み工程は、上記隠れデータを複数のメディア単位に埋め込む工程をさらに備えている請求項１記載の方法。
【請求項９】
上記メディア単位は、ビデオフレーム、音声フレーム及び画像からなる群から選択される請求項１記載の方法。
【請求項１０】
上記少なくとも１つの制御層はある分量の歪を受けるようになっており、上記少なくとも１つの制御層を埋め込む工程は、
上記少なくとも１つの制御層が受ける歪の量を評価する工程と、
上記歪の量に基づいて埋込み方式を選択する工程と、
上記選択した埋込み方式を使用して上記少なくとも１つの制御層を埋め込む工程とを備えている請求項１記載の方法。
【請求項１１】
上記少なくとも１つの制御層を埋め込む工程は、スペクトル領域埋込みを利用して第１の制御層を埋め込む工程と、部分帯域埋込みを利用して第２の制御層を埋め込む工程とを備えている請求項１記載の方法。
【請求項１２】
上記一次隠れデータは、受動型データと能動型データからなる群から選択される請求項１記載の方法。
【請求項１３】
上記埋込み済データを復号する工程をさらに備えている請求項１記載の方法。
【請求項１４】
上記復号工程は、
上記制御層を復号して上記埋込み済データから上記二次隠れデータを抽出する工程と、
上記規定層を復号して上記埋込み済データから上記一次隠れデータを抽出する工程をさらに備えている請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
メディア単位を有するホストデータに隠れデータを埋め込む方法であって、
上記ホストデータのメディア単位を評価する工程と、
一次隠れデータをビットストリームにマッピングする工程と、
上記一次隠れデータからなる規定層を上記メディア単位に埋め込むよう第１の埋込み方式を選択する工程と、
基底領域埋込みを利用して上記規定層を埋め込む工程と、
二次隠れデータからなる少なくとも１つの制御層を上記メディア単位に埋め込むよう第２の埋込み方式を選択する工程と、
埋め込まれた上記二次隠れデータが上記一次隠れデータと直交するように埋め込み技術を選択する工程と、
上記第２の埋込み方式を利用して、埋め込まれたデータからなる第１の層の上に、上記一次隠れデータの動作を制御する誤り訂正データを含む二次隠れデータからなる少なくとも１つの制御層を埋め込む工程とを備えた方法。
【請求項１６】
隠れデータをホストデータに埋め込むデータ隠蔽システムであって、
一次隠れデータをビットストリームに変換するビットストリーム生成器と、
上記一次隠れデータのビットストリームからなる少なくとも１つの規定層を上記ホストデータのメディア単位に埋め込んで、規定層の符号化済データを生成する規定層符号器と、
上記一次隠れデータと上記規定層の符号化済データから二次隠れデータを生成する制御データ生成器と、
上記二次隠れデータからなる少なくとも１つの制御層を上記規定層の符号化済データに埋め込んで、埋込み済データを生成する制御層符号器とを備えたデータ隠蔽システム。
【請求項１７】
上記一次隠れデータは、受動型データと能動型データからなる群から選択される請求項１６記載のデータ隠蔽システム。
【請求項１８】
上記メディア単位は、ビデオフレーム、音声フレーム及び画像からなる群から選択される請求項１６記載のデータ隠蔽システム。
【請求項１９】
上記二次隠れデータは、誤り訂正データ、同期データ、識別データ、鍵、アクセス制御データ、管理ルール及び認証データからなる群から選択される請求項１６記載のデータ隠蔽システム。
【請求項２０】
上記二次隠れデータは、上記一次隠れデータと直交して埋め込まれる請求項１６記載のデータ隠蔽システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景と概略）
本発明は、データをメディア内に隠蔽するシステムに関し、特に、マルチメディア信号に多層データを隠蔽するシステムに関する。
【０００２】
電子商取引が次第に普及するにつれて、電子コピー技術もそれに比例して増加している。今や、ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のディジタルコピー技術が広く利用可能になっている。電子商取引が国内経済のあらゆる分野に広がり続けるにつれて、電子メディアを無許可のコピーや変更から確実に保護することがますます重要になり続けている。インターネット等の電子ネットワークは、今や、様々な形のマルチメディア製品の販売等の活動を含む国内ビジネスを営むための当たり前の媒体になっている。インターネットを通じて購入可能なマルチメディア製品の例としては、画像のみならずビデオ合成物や音声合成物がある。また、ＣＤ−ＲＯＭディスク、ＤＶＤディスク等のディジタル形式のマルチメディア製品を単に配布するだけでは、その製品をコピーの危険性にさらすことになる。マルチメディア製品の安全な配布を確保するために、コンテンツ保護機構がますます採用されつつある。
【０００３】
データ隠蔽は、コピー制御及び著作権保護の目的で時折採用されている１つのコンテンツ保護形態である。データ隠蔽の一例は、電子透かし等の受動型データを１パスでホストメディアに埋め込むことである。埋め込まれた電子透かしは、通常、マルチメディア製品の版権制御とアクセス制御を実現することを意図している。残念ながら、データ隠蔽の現在の形は、意図した保護の有効性を損ね、時には、保護技術を実在のアプリケーションでは受け入れられなくする多数の障害をこうむっている。
【０００４】
ホスト信号内にホスト信号の使用を制御する１層の隠れデータを埋め込む従来の単一パス技術は、概して、保護の矛盾を生じることになっている。時には、ホストデータを無許可でコピーした後に、海賊版が許可済の製品であることを示すファルスポジティブ信号が受け取られることがある。また、単一パス／単一層技術は、所有権保護、アクセス制御、注釈等の単一の目的を満足させることしかできない（そして、たぶん部分的にしか満足させることができない）。さらに、埋込み済隠れデータを制御可能にすることは一般的に実現不可能である。容量に関しては、従来の単一パス／単一層技術は、通常、画像が同じサイズである場合や、ビデオデータの各フレームに同じ量のデータが埋め込まれる場合等、理想的な場合にしか優れていない。
【０００５】
本データ隠蔽システム及び方法は、複数層の隠れデータをマルチメディアデータに埋め込む方法を提供する。最初に、マルチメディアデータのメディア単位を評価して、適正な埋込み手順を決定する。次に、第１の埋込みパスの間に、上記メディア単位に一次隠れデータからなる規定層を埋め込む。別の埋込みパス時には、上記規定層の上に二次隠れデータからなる制御層を埋め込む。上記二次隠れデータは、上記一次隠れデータとホストデータを制御する制御情報を提供する。
【０００６】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１に、典型的な多層データ隠蔽システム１０を示す。データ隠蔽は、有意かつ抽出可能であるが知覚的に不可視または不可聴の信号をホスト信号に付加するものと定義される。例えば、電子透かしをビデオデータのフレームに埋め込むことである。第１のパス時には、ホストデータからなるホスト信号１４内に、一次隠れデータ１２が埋め込まれる。一次隠れデータは、電子透かし等の受動型データ、あるいは、実行可能データやＪａｖａアプレット等の能動型データから構成される。ホストデータは、ディジタルビデオ、ディジタル音声、画像等のマルチメディアデータである。続くパス時には、一次隠れデータを含んだ層の上に二次隠れデータ１６が埋め込まれ、埋込み済データ信号１８となる。二次隠れデータは、誤り訂正データ、認証データ、識別データ、アクセス制御データ、鍵、管理ルール、同期データ等、ホストデータのみならず一次隠れデータも制御する制御情報であることが好ましい。しかしながら、例えば、第２層のデータが第１層よりもロバストな埋込み方式を必要とする場合には、この第２のパス時に非制御データを埋め込むことも考えられる。基底領域埋込みやスペクトル領域埋込み等の埋込み方式を採用して一次及び二次隠れデータを埋め込むことは、本発明の範囲内に包含される。二次隠れデータの層は、そのデータ層が先の層と直交するように埋込み技術を用いて埋め込まれることが好ましい。データ層が確実に重なり合わないようにすることにより、埋込みビット間の干渉が回避される。なお、大部分の場合において直交であることが最適の選択であるが、フォルス抽出率が許容閾値内にある限りは、一部のアプリケーションにおいて層が非直交であっても構わない。最後に、埋込み済データの復号時には、秘匿情報が抽出され、情報検索、著作権保護、不正行為追跡等の目的で使用される。
【０００７】
上記の実施形態は逐次マルチパス埋込みシステムを採用しているが、非逐次マルチパスシステムを採用して多層データ隠蔽システムを実現することも本発明の範囲内に含まれる。例えば、誤り訂正ビットを認証ビットと同時に隠蔽してもよいし、別の場合では、同一パス内で、アクセス制御ビットを識別ビットとともに隠蔽してもよい。
【０００８】
１フレーム等の同一領域から抽出された直交する特徴量、直交する部分帯域、直交するフレーム、直交する埋込み領域を使用するなどして、確実に多重直交データ埋込みを行う埋込み技術が多数存在する。データ層に直交特徴量を埋め込むことにより、埋込み済ビットからなる層間の干渉が回避される。
【０００９】
本発明の範囲は、個別のデータ層に対して多重レベルのデータ隠蔽技術を使用することを含んでいる。多重レベルデータ隠蔽技術は、受ける歪の質に基づいてデータ層に対する埋込み方式を選択することを意味する。多重レベルデータ隠蔽は、オリジナルのホストメディアに関する知識が検出性能を向上させるか否かに基づき、利用可能な埋込み方式を分類することから始まる。この判断基準に基づいて、多数の既存の埋込み手法が、挿入方式または関係性強化方式のどちらかに分類可能である。挿入方式では、変調及び／または符号化されることもある二次データの情報が、加法過程あるいは乗法過程によってホスト信号に挿入される。挿入方式の一例は、スペクトル拡散埋込みである。関係性強化方式では、信号空間が部分集合に区分され、各集合が二次データの１つの値にマッピングされる。このマッピングは、１ホスト成分あるいはホスト成分の組合せのどちらかから１個の二次データ値へのマッピングとなりうる。関係性強化方式の一例は、奇数−偶数埋込みである。次に、予想データ歪量が求められる。そして、この予想歪量に基づいて埋込み方式が選択される。その後、予想歪量にとって適正な埋込み方式を使用して、データが信号中に隠蔽される。一例として、スペクトル拡散埋込みは、中間帯域の係数を適用して低容量でありながら高いロバスト性を実現し、関係性強化は、低帯域の係数を適用して中程度のロバスト性しかないが大容量を実現する。
【００１０】
データ隠蔽方法の動作をさらに説明するため、その方法が使用される一連のシナリオを示す。シナリオ１の大容量シナリオでは、２分間の歌曲に能動型エージェントが知覚不可能にに埋め込まれる。アプレットや実行可能ファイルは、一般に、少なくとも５００バイトであり、３４ｂｐｓのデータ隠蔽ビットレートに相当するので、高いデータ隠蔽ビットレートが要求される。この要求されたビットレートを達成する１つの方法は、基底領域埋込み方式を利用して能動型データを一次隠れデータ層に隠蔽することである。さらに、スペクトル領域埋込みを利用して、認証ビット、誤り訂正ビット、同期ビット、利用者復号鍵等の制御データが、二次データ層に埋め込まれる。基底領域埋込みは、スペクトル領域埋込みよりも速度の面で優れた復号性能を有しているので、一次隠れデータ層に対して使用される。スペクトル領域埋込みは、基底領域埋込みよりも高い圧縮耐性を有しているので、二次隠れデータ層に対して使用され、制御ビット数が比較的小さい場合には、符号化速度または復号速度の相違は重大ではない。誤り訂正ビット等の制御ビットは、能動型データの正確な抽出を支援する。付加的な隠れ制御情報の協力により、検出器は、転送された能動型隠れデータ内に誤りがあるか否かを判断してさらにその誤りを訂正する能力を向上させることができる。さらに、同期データは、より精確な抽出のためにデータの位置合せを支援する。これにより、より高いレベルのロバスト性が達成される。
【００１１】
シナリオ２では、再生制御情報のみならず歌曲の詩を含む層が、ホストメディア、すなわち、歌曲に埋め込まれる。さらに、誤り訂正鍵と識別データ層とが埋め込まれて、秘匿された詩と再生制御ビットの両方の抽出を支援する。詩は、基底領域埋込みを利用して規定層として埋め込まれる。３つの制御の層は、基底領域埋込みを利用して制御層として埋め込まれる。
【００１２】
第３のシナリオでは、著作権情報のみが、ホストメディアである歌曲に埋め込まれる。このシナリオでは、最も重要な要件は、できる限りロバストな隠れデータを有すること、すなわち、隠れデータを通常の信号処理技術で抽出可能にしながらも意図的な攻撃から防御することである。したがって、著作権データは、スペクトル領域埋込みを利用して規定層内に一次隠れデータとして隠蔽され、認証データは、歌曲に埋め込まれた制御層内に二次隠れデータとして基底領域に隠蔽される。二次隠れデータにより、秘匿された著作権情報の真正性を検査して不正な透かしがメディア内に挿入されていないことを確認することができる。
【００１３】
別のシナリオでは、（能動型データストリーム等の）一次隠れデータが暗号化された後、ホスト信号に埋め込まれる。一次隠れデータと同時に復号鍵を転送する必要がある場合には、その鍵は、二次隠れデータ層に秘匿される。この場合、安全なアクセスを確保するため、鍵も暗号化され、したがって、よりロバストな領域に秘匿される。
【００１４】
もう１つのシナリオは、アクセス制御ビットしか要求されない場合である。この場合、アクセス制御ビットをできる限りロバストに隠蔽させることが望ましい。アクセス制御ビット埋込み用に、ロバストなデータ隠蔽アルゴリズムが選択される。スペクトル拡散方式を利用して、スペクトル領域に、アクセス制御データ（一次隠れデータ）と一緒に誤り訂正ビットと他の制御ビットを隠蔽する。このようにして、アクセス制御ビットの最大限のロバスト性が保証される。
【００１５】
図２に、典型的な多層データ隠蔽システム２０を示す。データ隠蔽システム２０は、ホスト信号２４を備えたホストデータのメディア単位の範囲内で特徴を評価する特徴抽出器２２を備えている。ディジタルビデオ信号の場合、メディア単位には、複数フレームのデータのみならず単一フレームのデータも含まれる。メディア単位の範囲内には、対象物、テクスチャ領域、背景等の特徴が存在する。ビットストリーム生成器１６は、一次隠れデータを、規定層符号器２８に接続されたビットストリームに変換する。規定層符号器２８は、一次隠れデータのビットストリームからなる規定層をホストデータ２４に埋め込む。さらに、一次隠れデータは、制御情報を含む二次制御隠れデータを生成する制御データ生成器３０に接続されている。制御データ生成器３０は、一次隠れデータに加えて、規定層符号器からもデータを受け取る。二次隠れデータは、制御データ生成器３０から制御層符号器３２に送られて、ホストデータ２４に埋め込まれる。制御層符号器３２は、規定層の上に二次隠れデータからなる制御層を埋め込み、埋込み済データを生成する。
【００１６】
図３に、データ隠蔽方法の現在好ましい実施形態を示す。この方法は、３パス構造を利用してデータをディジタル音声データに隠蔽する。最初に、ステップ４８で、ホストデータのメディア単位を評価する。本実施形態では、一次データとして能動型データが埋め込まれる。第１のパスでは、ステップ５０で、能動型エージェントデータストリームＳを長さＭの二値データ列Ｓｂ ＝ Ｓｂ１， Ｓｂ２， ．．． ＳｂＭにマッピングし、ステップ５２で、このデータ列を基底領域埋込みを用いてホスト信号に知覚不可能に挿入する。その後、ステップ５４で誤り訂正ビットＥ ＝ Ｅ１， Ｅ２， ．．． ＥＱを生成し、ステップ５６で、第２のパス時にホスト信号に埋め込む。第３のパス時には、ステップ５８で、暗号化技術を利用して埋込み済隠れエージェントのみならずホスト信号の認証を行う。復号時には、ステップ５９でまず制御ビットを抽出し、ステップ６０で埋込み済データの認証を検査する。その後、ステップ６２で、一次隠れデータを抽出する。最後に、ステップ６４で、誤り訂正ビットを使用して、抽出された一次隠れデータの有効性を検査する。
【００１７】
音声メディアに対して上記の例の多層データ隠蔽方法を使用する利点としては、認証ビット及び誤り訂正ビットを使用して能動型エージェントの損失のない抽出を向上させること、公開鍵暗号化方式を使用してホストデータのセキュリティを高めること、（認証層を利用して）変更を突き止める能力及び（認証層と誤り訂正層を利用して）隠れデータに対するわずかな変更を訂正する能力を高めること、一次隠れデータの基底領域埋込みによって高速抽出性能が保証されることがある。データ隠蔽方法とともに知覚モデルを使用することにより、埋込み済データの不可聴性をさらに向上させることができる。
【００１８】
埋込み済能動型エージェントは、ストリーミングあるいはオンラインプレビューの実行時にサーバへの情報のフィードバックの送信を可能にしたり、鍵や管理ルールの更新を可能にしたり、音声信号にスクランブルをかけてコンテンツがそれ以上許可なく使用されるのを防止したり、適正な鍵が購入された際には１回のダウンロードで一度きり再生プレビューを可能にしたり限定回数だけ再生を可能にするよう構成することができる。
【００１９】
知覚モデルを適正に使用することにより、埋込み済隠れデータの非知覚性が確保される。知覚モデルは、人間の聴覚系が聴覚マスキングの状態ではノイズを識別できないことを活用する。すなわち、強い音声信号が存在すると、それより弱く知覚できない音声信号からなる時間的またはスペクトル的近傍部分が作られる。実証的研究から、人間の耳は、特異点あるいはマスキー点に対してわずかな変更が（変更の前後でずっとマスキー点となる状態で）なされた場合の相違を聞き分けることができないことが分かっている。特異点、マスカー点及びマスキー点の定義は以下のとおりである。
【００２０】
Ｉ（ｊ）を、ｓｉｇｎ（Ｉ（ｊ）） ＝ −ｓｉｇｎ（Ｉ（ｊ−１））かつｓｉｇｎ（Ｉ（ｊ）） ＝ −ｓｉｇｎ（Ｉ（ｊ＋１））の場合に限り特異点であると定義する。図４は、２個の特異点ａ及びａ’を示す。
【００２１】
マスカー点Ｉ（ｊ）を閾値δより大きい強度値を有する点、すなわち、ａｍｐ（Ｉ（ｊ））≧δであると定義する一方、マスキー点（Ｉ（ｊｋ）をマスカー点Ｉ（ｊ）のマスクの下にある点、すなわち、ａｍｐ（Ｉ（ｊｋ））≦ｍａｓｋ（ａｍｐ（Ｉ（ｊ）））であると定義する（サンプルａがマスカー点であり、サンプルｂ、ｃおよびｄがマスキー点である図５を参照）。
【００２２】
基底領域では、所与のサンプルのマスキング能力はその音の大きさに依存するが、スペクトル領域では、所与の信号成分のマスキング能力はその周波数位置と音の大きさとに依存する。また、実験結果によれば、ノイズマスキング閾値は、どの周波数においてもその周波数の近傍のわずかな帯域幅内の信号エネルギーにのみ依存し、どの時間においてもその近傍のわずかな時間内の信号エネルギーにのみ依存することが分かっている。基底領域埋込みは、スペクトル領域埋込みよりも速度の面で復号性能が優れている。しかしながら、基底領域埋込みは、スペクトル領域埋込みよりも圧縮耐性が低い。
【００２３】
当業者にとって公知のいくつかの技術を利用して、特異点及びマスキー点にビットを埋め込むことができる。ここでは、一例として、ホスト信号Ｉ１， Ｉ２， ．．． Ｉｎ ．．． ＩＮの特異ビットＩｓｎｇ１， Ｉｓｎｇ２ ．．． ＩｓｎｇＭにビット列Ｓｂ１， Ｓｂ２， ．．． ２ｂＭを埋め込む単純な方法を挙げる。
【００２４】
符号化：
Ｉ（ｊ） ＝ ０の場合、Ｉ（ｊ） ＝ Ｉ（ｊ）＋１とする。
埋込みビットＳｂｍが０でありかつｍ番目の特異点がＩｓｎｇｍの場合、Ｉｓｎｇ１に０を置く。
埋込みビットＳｂｍが１の場合、Ｉｓｎｇｍを変更せず、ε１≦Ｉｓｎｇｍ≦ε２とする。但し、ε１とε２は下限と上限であり、ε２は知覚マークに制御されている。
復号化：
ｍ ＝ １とする。
Ｉｎ ＝ ０（すなわち、Ｉｎは特異点であり、Ｉｎ＜ε１）の場合、Ｓｂｍに０およびｍ＋＋を置く。
Ｉｎが特異点であり（かつＩｎ≧ε１）の場合、Ｓｂｍに１およびｍ＋＋を置く。
【００２５】
最高の検出性を確保するためには、それぞれ異なる隠れデータ層からなる基底が互いに直交していることが好ましい。すなわち、一次隠れデータ層（能動型データ層）と二次隠れデータ層（誤り訂正データ層及び認証層）とはそれぞれ他の層と直交している。本好ましい方法では、複数の直交する特徴量、特異点及びマスキー点を使用して異なるデータ層を隠蔽する。これにより、異なるデータ層同士の直交性が確保される他、データ隠蔽容量も増加する。
【００２６】
誤り訂正層は、一次隠れデータを隠蔽するのに必要な容量に加えてさらにデータ隠蔽容量を必要とする。したがって、２次元あるいは多次元チェックサム誤り訂正等の小さな誤り訂正シーケンスが望ましい。誤り訂正ビット数をＱとし、能動型データストリームビット数をＭとする。これにより、２次元チェックサム技術の場合、誤り訂正ストリーム長（ビット数）は、Ｍ ＝ （Ｑ／２）２を満たす。例えば、好ましい実施形態では、Ｊａｖａ能動型エージェントは４０００ビットのデータストリーム長を有している。したがって、能動型エージェントに必要とされる誤り訂正ビットは、２次元チェックサムの場合にわずか６４×２≒１２８個である。
【００２７】
以下、２次元チェックサムアルゴリズムを示す。
【００２８】
符号化：
Ｑ ＝ ｃｅｉｌｉｎｇ［２Ｍ１／２］、すなわち、Ｑを少なくとも２Ｍ１／２の最小整数とする。
Ｓｂ ＝ ＳＢ１， ＳＢ２， ．．． ＳｂＭをＱ／２個の塊に配列する。
ＳＢ（１） ＝ ＳＢ（１）１， ＳＢ（１）２， ．．． ＳｂＱ／２， ＝ Ｓｂ１， Ｓｂ２， ．．． ＳｂＱ／２、
ＳＢ（２） ＝ ＳＢ（２）１， ＳＢ（２）２， ．．． ＳＢ（２）Ｑ／２ ＝ ＳｂＱ／２＋１， ．．． ＳｂＱ ．．．　及び
ＳＢ（Ｑ／２） ＝ ＳＢ（Ｑ／２）１， ＳＢ（Ｑ／２）２， ．．． ＳＢ（Ｑ／２）Ｑ／２ ＝ Ｓｂ（ＱＱ−２Ｑ１／４＋１）， ．．． ＳｂＭ
ｑ∈（１， Ｑ／２）の場合、Ｅｑ ＝ ＬＳＢ（ＳＢ（ｑ）１＋ＳＢ（ｑ）２＋ ．．． ＋ＳＢ（ｑ）Ｑ／２）及び
ｑ∈（Ｑ／２， Ｑ）の場合、Ｅｑ ＝ ＬＳＢ（ＳＢ（１）ｑ＋ＳＢ（２）ｑ＋ ．．． ＋ＳＢ（Ｑ／２）ｑ）とする。
但し、ＬＳＢ（ｓ）はＳの最下位ビットを示す。
復号は、符号化処理と同様である。
【００２９】
本好ましい実施形態は、Ｃ．Ｗ．ウー（Ｗｕ）他「プライバシー制御に対して脆弱な非知覚性ディジタル透かし（Ｆｒａｇｉｌｅ Ｉｍｐｅｒｃｅｐｔｉｂｌｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｗａｔｅｒｍａｒｋ ｗｉｔｈ Ｐｒｉｖａｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）」１９９９年写真光学計測技術者協会（ＳＰＩＥ）会報第３６５７刊に記述されている認証方式と同様の方式を採用しており、その文書において著者らは、認証値を各サンプルの最下位ビットに配置することを提案している。本好ましい実施形態では、直交性を確保するためには、特異点埋込みとマスキー点埋込みの両方の場合、ε１を２以上に設定する。
【００３０】
アルゴリズムの概観を以下に説明する。
【００３１】
検証ブロックサイズＢ及び従属ブロックサイズＤ（例えば、Ｂ＝１２８ビット及びＤ＝５１２ビット）を選択する。ホスト信号を１６ビットの音声信号とし、５１２サンプルの全高位ビット（最下位ビットを除く全てのビット）を連結させることにより、１５×５１２＝７６８０ビットのメッセージＭｂを発生させる。５１２ビットの鍵（あるいは、５１２ビットにパディングされたより短い長さの鍵（あるいは、５１２ビットにパディングされたより短い長さの鍵）をさらに連結して、８１９２ビットのメッセージＭＢを生成する。
【００３２】
ＭＤ５アルゴリズムＭＢ’ ＝ ｈ ＝ Ｈ（ＭＢ）を用いて一方向ハッシュを計算し、１２８ビットのメッセージを生成する。（Ｂ＞１２８ビットの場合は、時間や他のデータを追加する。）
【００３３】
公開鍵（または、アプリケーション次第では秘密鍵）暗号化方法を用いてＭＢ’に秘密鍵Ｋで署名し、ＭＢ” ＝ Ｓｇｎ（Ｋ， ＭＢ’）とする。
【００３４】
ＢビットのメッセージＭＢ”を各サンプルの最下位ビットに挿入する。検証ブロック内に０を埋め込む場合には１を０に、１を埋め込む場合には０を１にする。
【００３５】
復号は、公開鍵と排他的論理和演算を用いて同様に行い、信号の真正性を検査する。
【００３６】
上記から、本発明が複数のデータを隠蔽する目標を同時に達成可能なシステムを実現することが分かる。例えば、アクセス制御ビット（受動型データストリーム）と能動型データストリームの両方をホスト信号に埋め込む場合、再生または記録制御とフィードバックの両方が達成可能である。また、能動型データストリームを暗号化する場合は、暗号化鍵も多層データ隠蔽を用いて埋め込んでもよい。同様に、多目的の場合、メディア内に埋め込まれたビット量等の制御情報をさらに埋め込むことにより、データを復号して一次隠れデータの適正な抽出を確保したり、最大限の容量を可能にすることができる。さらにもう１つの制御データ層があれば、各画像の解析に基づいて画像毎に異なる容量を実現することができる。粗い領域を多数含む画像にはより多量のデータを埋め込むことができる一方、粗い領域をより少数だけ含む画像にはより少量のデータを埋め込むことになる。同様に、フレームに基づくビデオやその他のメディアのデータ隠蔽容量は、本発明の原理を採用することによって制御することができる。さらに、体系的伝達用の秘匿情報に対する実用的なシステムは、多層データ隠蔽を使用することによってよりすぐれた構成になる。例えば、このデータ隠蔽システムは、個々のアプリケーション毎のデータ隠蔽システムを最適化させることが可能なデータ隠蔽時の様々な要素を明確にして分離する。したがって、多層データ隠蔽システムは、制御性の向上、ロバスト性と容量との柔軟なトレードオフを実現し、複数の目的を同時に達成するとともに、一貫性のあるシステムレベルの構造を実現するデータ隠蔽システムとなる。
【００３７】
要約すれば、各データ層を隠蔽する場所と方法及び必要なデータ層の数は、アプリケーションとメディアの種類による。あるアプリケーションでは、同一領域に複数のデータ層を隠蔽してもよいし、別のアプリケーションでは、複数の別々の領域に複数のデータ層を隠蔽してもよい。
【００３８】
本発明の正しい理解を提供しかつその原理を説明するため、本発明をその現在好ましい実施形態において説明したが、本発明が特許請求の範囲で述べた発明の精神から逸脱することなく様々な方法で実現可能であることは理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明の原理を盛り込んだ多層データ隠蔽システムのフロー図である。
【図２】
図２は、データ隠蔽システムの実施形態の構成図である。
【図３】
図３は、データ隠蔽方法の好ましい実施形態のフロー図である。
【図４】
図４は、特異点の図である。
【図５】
図５は、知覚マスクの図である。
【図１】
2004500677.tif 000003
【図２】
2004500677.tif 000004
【図３】
2004500677.tif 000005
【図４】
2004500677.tif 000006
【図５】
2004500677.tif 000007
【国際公開パンフレット】
2004500677.tif 000008
2004500677.tif 000009
2004500677.tif 000010
2004500677.tif 000011
2004500677.tif 000012
2004500677.tif 000013
2004500677.tif 000014
2004500677.tif 000015
2004500677.tif 000016
2004500677.tif 000017
2004500677.tif 000018
2004500677.tif 000019
2004500677.tif 000020
2004500677.tif 000021
2004500677.tif 000022
2004500677.tif 000023
2004500677.tif 000024
2004500677.tif 000025
2004500677.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成14年2月4日(2002.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
メディア単位を有するホストデータに隠れデータを埋め込む方法であって、
上記ホストデータのメディア単位を評価する工程と、
上記メディア単位のデータ隠蔽容量を評価し、２つの異なる隠れデータ層に対応して多重にデータを隠蔽する目標に適合するよう少なくとも１つの埋込み空間と少なくとも１つの埋込みアルゴリズムを選択する工程と、
上記メディア単位に一次隠れデータからなる規定層を埋め込む工程と、
上記一次隠れデータの規定層の上に、上記一次隠れデータと上記ホストデータを制御する制御情報を提供する二次隠れデータからなる少なくとも１つの制御層を埋め込み、上記一次隠れデータと二次隠れデータの上記ホストデータへの埋込みによって埋込み済データを生成する工程とを備えた方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１５】
メディア単位を有するホストデータに隠れデータを埋め込む方法であって、
上記ホストデータのメディア単位を評価する工程と、
上記メディア単位のデータ隠蔽容量を評価し、２つの異なる隠れデータ層に対応して多重にデータを隠蔽する目標に適合するよう少なくとも１つの埋込み空間と少なくとも１つの埋込みアルゴリズムを選択する工程と、
一次隠れデータをビットストリームにマッピングする工程と、
上記一次隠れデータからなる規定層を上記メディア単位に埋め込むよう第１の埋込み方式を選択する工程と、
基底領域埋込みを利用して上記規定層を埋め込む工程と、
二次隠れデータからなる少なくとも１つの制御層を上記メディア単位に埋め込むよう第２の埋込み方式を選択する工程と、
埋め込まれた上記二次隠れデータが上記一次隠れデータと直交するように埋め込み技術を選択する工程と、
上記第２の埋込み方式を利用して、埋め込まれたデータからなる第１の層の上に、上記一次隠れデータの動作を制御する誤り訂正データを含む二次隠れデータからなる少なくとも１つの制御層を埋め込む工程とを備えた方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１６】
隠れデータをホストデータに埋め込むデータ隠蔽システムであって、
メディア単位のデータ隠蔽容量を評価し、２つの異なる隠れデータ層に対応して多重にデータを隠蔽する目標に適合するよう少なくとも１つの埋込み空間と少なくとも１つの埋込みアルゴリズムを選択するメディア評価器と、
一次隠れデータをビットストリームに変換するビットストリーム生成器と、
上記一次隠れデータのビットストリームからなる少なくとも１つの規定層を上記ホストデータのメディア単位に埋め込んで、規定層の符号化済データを生成する規定層符号器と、
上記一次隠れデータと上記規定層の符号化済データから二次隠れデータを生成する制御データ生成器と、
上記二次隠れデータからなる少なくとも１つの制御層を上記規定層の符号化済データに埋め込んで、埋込み済データを生成する制御層符号器とを備えたデータ隠蔽システム。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
ＢビットのメッセージＭＢ”を各サンプルの最下位ビットに挿入する。検証ブロック内に０を埋め込む場合には１σ０、１を埋め込む場合には０σ１の置換を行う。
【国際調査報告】
2004500677.tif 000027