(57)【要約】本発明は、透かしＷを情報信号Ｐに埋め込む方法、透かしＷを情報信号Ｐに埋め込むための対応する装置、埋込み透かしＷを備える情報信号Ｐ、及び埋込み透かしＷを備える情報信号Ｐを記憶している記憶媒体５０に関する。この方法は、前記情報信号Ｐのデータに基づいて前記透かしに対する局所重み係数λ（Ｐ）を決定することにより成し遂げられ、前記方法において、前記局所重み係数λ（Ｐ）は、前記埋込み透かしＷが前記情報信号に埋め込まれる場合に実質的に知覚不能にされるように決定される。前記透かしＷは決定された前記局所重み係数λ（Ｐ）を用いて局所的に重み付けされる。次いで、局所的に重み付けされた前記透かしが前記情報信号Ｐに埋め込まれる。前記透かしＷの前記局所重み係数λ（Ｐ）を決定する場合には、前記情報信号の時間データが考慮に入れられる。
2004513586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透かしを情報信号に埋め込む方法であり、
前記情報信号のデータに基づいて前記透かしに対する局所重み係数を決定するステップ、
決定された前記局所重み係数に基づいて前記透かしに局所的に重み付けをするステップ、及び
局所的に重み付けされた前記透かしを前記情報信号に埋め込むステップを有し、前記局所重み係数を決定するステップにおいては、前記局所重み係数が、埋め込まれる前記透かしが、前記情報信号に埋め込まれる場合に実質的に知覚不能にされるように決定される方法であって、前記情報信号の時間データに基づいて前記透かしの前記局所重み係数を決定することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記情報信号の空間データに基づいて前記透かしに対する局所重み係数を決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記局所重み係数を決定する場合に静止画及び／又は動画に適用される人間の視覚系の特性が考慮に入れられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記透かしの前記局所重み係数が前記情報信号の動きデータに基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記情報信号におけるシーン変化を検出し、
検出された前記シーン変化に基づいて前記局所重み係数を決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記情報信号において動き評価を行い、前記動き評価に基づいて前記局所重み係数を決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
外部のビデオ圧縮プロセスによって既に計算されている動きベクトルが、再度前記動き評価を行う代わりに用いられることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
透かしを情報信号に埋め込む装置であり、
前記情報信号のデータに基づいて前記透かしに対する局所重み係数を決定する決定手段、
決定された前記局所重み係数に基づいて前記透かしに局所的に重み付けをする重み付け手段、及び
局所的に重み付けされた前記透かしを前記情報信号に埋め込む埋込み手段を有し、前記決定手段においては、前記透かしの前記局所重み係数が、埋め込まれる前記透かしが、前記情報信号に埋め込まれる場合に実質的に知覚不能にされるように決定される装置であって、前記透かしに対する前記局所重み係数を決定する前記決定手段が前記情報信号の時間データに基づいて前記局所重み係数を決定するよう設けられることを特徴とする装置。
【請求項９】
当該透かしが当該情報信号に埋め込まれる埋込み透かしを備える情報信号であり、
前記透かしに対する局所重み係数が当該情報信号のデータに基づいて決定され、前記局所重み係数は、埋め込まれる前記透かしが、当該情報信号に埋め込まれる場合に実質的に知覚不能にされるように決定され、
前記透かしが決定された前記局所重み係数に基づいて局所的に重み付けされ、
局所的に重み付けされた前記透かしが当該情報信号に埋め込まれる情報信号であって、前記透かしの前記局所重み係数が当該情報信号の時間データに基づいて決定されることを特徴とする情報信号。
【請求項１０】
当該透かしが当該情報信号に埋め込まれる埋込み透かしを備える情報信号を記憶している記憶媒体であり、
前記透かしに対する局所重み係数が前記情報信号のデータに基づいて決定され、前記局所重み係数は、埋め込まれる前記透かしが、前記情報信号に埋め込まれる場合に実質的に知覚不能にされるように決定され、
前記透かしが決定された前記局所重み係数に基づいて局所的に重み付けされ、
局所的に重み付けされた前記透かしが前記情報信号に埋め込まれる記憶媒体であって、前記透かしの前記局所重み係数が前記情報信号の時間データに基づいて決定されることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透かしを情報信号に埋め込む方法及び装置、埋込み透かしを備える情報信号、並びに埋込み透かしを備える情報信号を記憶している記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
進行中のマルチメディアデータのデジタル化は二重の効果を持っている。一方で、このデジタル化は、信号のより速く、より効率的な記憶、伝達及び処理を可能にしていると同時に、他方で、このような信号の複製及び操作（ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ）もまた非常に容易且つ検出不可能になっている。マルチメディアデータの著作権侵害にかかわるセキュリティもまた、マルチメディア情報のあらゆる不正な複製のコピー及びもしかすると操作されたコピー（ｍａｎｉｐｕｌａｔｅｄ　ｃｏｐｙ）の速い、エラーのない移動を可能にするインターネットのようなコンピュータネットワークの成長とともに強まっている。斯くして、このようなオープンな環境においてはなんらかの種類の著作権情報を維持する必要性がある。これらの著作権情報は、検出するのが容易であり、且つ取り除くのが困難であることが必要であろう。唯一の解決策は、知覚可能なものではなく、元のデータとよく結合されて分離不可能であり、あらゆる種類のマルチメディア信号処理に耐える２次信号を画像、ビデオ又はオーディオのデータに結合するものであると思われる。このような２次情報は、通常、透かしと呼ばれる。
【０００３】
画像への透かし入れは、基本的には、確実に画像のビューワが元の画像と透かし画像との間のいかなる知覚的変化（ｐｅｒｃｅｐｔｕａｌ　ｃｈａｎｇｅ）にも気づかないようにするように画像のピクセル値を変えるプロセスである。任意の方式において多数のピクセル値を変えることは顕著なアーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）をもたらすであろう。画像の全てのピクセル値が、画質に知覚可能な差異を生じない或る限度までしか変えられ得ない。
【０００４】
国際特許出願公開第ＷＯ９９／４５７０５号から信号に補助データを埋め込む方法は既知である。データは、１つ以上の基本透かしパターンの相対位置又は相対位相に符号化される。透かし検出プロセスが大きなスペースにわたって透かしを探索することを必要とするのを避けるため、透かしは、画像の範囲にわたって「タイル」と呼ばれるより小さなユニットを繰り返すことにより生成される。更に、局所重みとも呼ばれる可視性マスク（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｍａｓｋ）λ（Ｐ）、又は局所深さマップ（ｌｏｃａｌ ｄｅｐｔｈ ｍａｐ）が計算される。各ピクセル位置において、λ（Ｐ）は付加的な雑音の可視性の尺度を供給する。
【０００５】
即ち、λ（Ｐ）は、付加的な雑音による劣化に対する画像の局所感度を測定し、実際の状況においてはラグランジュのハイパスフィルタＬ
＝ ［ −１ −１ −１； −１ ８ −１； −１ −１ −１ ］の応答の尺度によって決定される。各位置におけるタイル化透かし（ｔｉｌｅｄ
ｗａｔｅｒｍａｒｋ）の値は、その位置におけるλ（Ｐ）の可視値を乗じられる。従って、埋込み透かしを備える情報信号の式は、
Ｑ ＝ Ｐ ＋λ（Ｐ）Ｗ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
となり、ここで、Ｐは、埋込み透かしＷを備える情報信号Ｑをもたらす透かしＷが埋め込まれんとする情報信号である。
【０００６】
次のステップは、特定の透かしパターンＷが当該信号中に含まれるか否かを検出せんとするものであろう。当該信号Ｑと透かしパターンＷとは相関を受け、ここで、当該信号Ｑは、もしかすると、検出耐性（ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）を増大させるべく前置フィルタをかけられる。相関値が所与のしきい値より大きい場合に透かしパターンＷがあることを検出される。
【０００７】
（ウェブページｈｔｔｐ：／／ｈｏｆｆｙ．ｈｏｆｆｙｌａｎｄ．ｃｏｍ／ｗａｔｅｒｍａｒｋ／ｆｉｎａｌ．ｈｔｍｌ上でも公開されている）Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ６３１： Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｃｏｒｎｅｌｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｉｔｈａｃａ，
ＮＹ， １９９８の中のＳｔｅｖｅｎ Ｗｅｉｓｓ及びＧｅｏｆｆｒｅｙ
Ｈｏｆｆｍａｎによる”Ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ ＭＰＥＧ Ｖｉｄｅｏ”においてＭＰＥＧビデオに透かしを入れる方法が提案されている。透かしは、主にＭＰＥＧビデオシーケンス中のＩフレームに施される。フレームを符号化するため、フレームは、まず、ＲＧＢ成分からＹＵＶ成分へ変換される。なぜなら透かしをいかなる種類の色変化に対してもより一層ロバストにするためにＹ（輝度）チャネルにしか透かしを入れないからである。フレームを周波数係数に変換するため、ＤＣＴ係数の全てを包含する同じ尺度のアレイを得るべくフレーム全体において二次元ＤＣＴが行われる。透かしは、ＤＣＴ係数の値によって透かしの値をスケーリングすることによりフレームに付加される。このように、小さな値の係数がそこなわれない一方で、より大きな値の係数に影響を与えることが依然として可能である。再び画像に戻すため、データにおいて逆離散コサイン変換Ｉ−ＤＣＴが行われる。
【０００８】
ＭＰＥＧシーケンス中の十分な情報が一定又は略々一定のままである場合、Ｉフレームのみの符号化は、非常に良好な結果を与えることができ、その上かなり速いであろう。より多くの情報が変わっている場合には、同様にＰフレームを符号化する方がより良い。スピードが最も高い優先事項である一方で、信号が依然として透かしを入れられることを必要とする場合には、Ｉフレームだけに透かしを入れることは、わずかにしか遅くならない良好な結果を与えるであろう。
【０００９】
（ウェブページｈｔｔｐ：／／ｉｎｆｏ．ａｃｍ．ｏｒｇ／ｓｉｇｍｍ／ＭＭ９８／ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ＿ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ／ｋａｎｋａｎｈａｌｌｉ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ上でも公開されている）”Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｂａｓｅｄ Ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ ｏｆ Ｉｍａｇｅｓ”，
Ｋａｎｋａｎｈａｌｌｉ ｅｔ ａｌ． ６ｔｈ ＡＣＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， １９９８， Ｂｒｉｓｔｏｌ，
ＵＫにおいては、テクスチャ、エッジ及び輝度の情報などの局所領域画像コンテンツに基づいて全ピクセルの雑音感度を分析する新たな方法が提案されている。これは、透かしを入れられるべき画像に対するちょうど目につくような歪みのマスク（ｊｕｓｔ
ｎｏｔｉｃｅａｂｌｅ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｍａｓｋ）をもたらす。その場合、透かしの各ビットは、振幅が、前記各ビットが埋め込まれるピクセルの雑音感度より低く保たれるように、空間的に拡散され、擬似雑音順序（ｐｓｅｕｄｏ−ｎｏｉｓｅ
ｓｅｑｕｅｎｃｅ）によって形成される。
【００１０】
人間の画像の知覚の研究は結果として所謂人間の視覚系（Ｈｕｍａｎ Ｖｉｓｕａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）（ＨＶＳ）に至った。ＨＶＳの詳細は、ｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ， ８１ （１０）， ｐａｇｅ １３８５ ｔｏ １４２２，
Ｏｃｔｏｂｅｒ １９９３の中のＪｏｈｎｓｔｏｎ 他による”Ｓｉｇｎａｌ
ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ”において公開されている。
【００１１】
ＨＶＳによれば、画像の領域における歪みの可視性は、
−画像の知覚のための非常に重要な要素である画像のエッジ情報であり、該エッジ情報は最も小さい雑音感度を持ち、それ故、画質を維持するためにはエッジの完全性を維持することが必要である、
−滑らかな領域（ｓｍｏｏｔｈ ａｒｅａ）がエッジ情報とともに我々の知覚に影響を及ぼす、
−テクスチャにおいては歪みの可視性が低く、即ち、強いテクスチャの領域が非常に高い雑音感度レベルを持つ、
−明るさの感度：雑音の二乗の平均値が背景の二乗の平均値と同じである場合、雑音は、中間グレイ（ｍｉｄ−ｇｒａｙ）の背景に対して最もよく見える傾向にあり、即ち、中間グレイ領域は他の領域と比べて雑音に対してより敏感である、ことに依存する。
【００１２】
透かしは、特定の画像領域の雑音感度に基づいて透かしをスケーリングする又は透かしに重み付けをすることによって画像に埋め込まれる。これは、確実に、透かしが変化に対して敏感である領域を最も少なく歪ませるようにし、高精細及び構造の領域において知覚の空間的な冗長性（ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎａｌ ｓｐａｔｉａｌ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）を活用する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術から既知である透かしを埋め込む方法は、それらの方法が、情報信号に透かしエネルギ（ｗａｔｅｒｍａｒｋ ｅｎｅｒｇｙ）を組み込むために単に空間的な知覚の冗長性しか活用していないということで共通している。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、当該透かしが既知の透かしと比べてよりロバストである一方、透かし検出が不変に保たれる、透かしを情報信号に埋め込む方法を提供することにある。更に、透かしを情報信号に埋め込むための対応する装置、埋込み透かしを備える情報信号、及び埋込み透かしを備える情報信号を記憶している記憶媒体を提供するものとする。
【００１５】
この目的は、本発明により、請求項１に記載の方法、請求項８に記載の装置、請求項９に記載の情報信号及び請求項１０に記載の記憶媒体によって達成される。
【００１６】
本発明は、主に、透かしが、当該情報信号の時間データ（ｔｅｍｐｏｒａｌ
ｄａｔａ）を用いて該透かしに対する局所スケーリング係数の値を求めることにより、情報信号に埋め込まれるという考えに基づく。前記局所スケーリング係数は、前記透かしが該スケーリング係数に基づいて前記情報信号に埋め込まれる場合に埋め込まれた該透かしが実質的に知覚不能にされるよう値を求められる。前記透かしは、決定された前記局所スケーリング係数を用いて局所的にスケーリングされる。最後に、局所的にスケーリングされた前記透かしが前記情報信号に埋め込まれる。このようにして、前記スケーリング係数の値を求めるため、前記情報信号における時間的冗長性（ｔｅｍｐｏｒａｌ
ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ）が、より多くの透かしエネルギが知覚可能な歪みとなることなく該情報信号に組み込まれ得るように活用され得る。
【００１７】
本発明の他の特徴によれば、透かしに対する局所スケーリング係数は前記情報信号の空間データ及び時間データを用いて値を求められる。このようにして、前記スケーリング係数の値を求めるため、前記情報信号における時間的冗長性及び空間的冗長性が、より多くの透かしエネルギが知覚可能な歪みとなることなく該情報信号に組み込まれ得るように活用され得る。
【００１８】
本発明の特徴によれば、スケーリング係数の値を求める場合に、静止画及び／又は動画に対する人間の視覚系の特性が考慮に入れられる。
【００１９】
本発明の他の特徴においては、透かしの局所スケーリング係数が情報信号の動きデータに基づいて値を求められる。
【００２０】
本発明の更に他の特徴においては、情報信号中のシーン変化（ｓｃｅｎｅ
ｃｈａｎｇｅ）が検出され、前記局所スケーリング係数は検出された前記シーン変化に基づいて値を求められる。それに応じて、より多くの透かしエネルギが前記情報信号の特定の領域に組み込まれ、組み込まれる前記透かしエネルギの総計を増大させることが出来る。
【００２１】
本発明の更に他の実施例においては、前記情報信号において動き評価が行われ、前記局所スケーリング係数が前記動き評価に基づいて値を求められる。それ故、前記動き評価の結果は、より多くの透かしエネルギをより選択的に前記情報信号に組み込むのに用いられ得る。
【００２２】
本発明の他の特徴においては、ビデオ圧縮のために既に計算されている動きベクトルが前記局所スケーリング係数の値を求めるために用いられる。
【００２３】
本発明の他の実施例においては、透かしを情報信号に埋め込む装置が提供される。前記装置は、前記情報信号の時間データに基づいて前記透かしに対する局所スケーリング係数を決定する決定手段を有し、前記決定手段においては、前記透かしの前記局所スケーリング係数が、埋め込まれる前記透かしが前記情報信号に埋め込まれる場合に実質的に知覚することが出来ないようにされるよう決定される。前記装置は、決定された前記局所スケーリング係数を用いて前記透かしを局所的にスケーリングする手段、及び局所的にスケーリングされた前記透かしを前記情報信号に埋め込む埋込み手段を更に有する。
【００２４】
本発明はまた、請求項９に記載の埋込み透かしを備える情報信号、及び請求項１０に記載の埋込み透かしを備える情報信号を記憶している記憶手段において実施される。前記情報信号及び前記記憶手段は更に発展され得ること、並びに前記情報信号及び前記記憶手段の他の実施例があることを理解されたい。前記更なる発展及び前記他の実施例は、透かしを情報信号に埋め込む方法に関しては上記のものと同一又は同様であり、請求項１のサブクレームにおいて規定されている。
【００２５】
本発明の他の好ましい実施例は従属項において開示されている。
【００２６】
下記の添付図を参照して本発明及び本発明の好ましい実施例を以下により詳細に記載する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１には透かしを情報信号に埋め込むための埋込み器（ｅｍｂｅｄｄｅｒ）が示されている。埋込み器は、情報信号Ｐを生成する画像供給源１１、重み係数λ（Ｐ）及び全域深さパラメータ（ｇｌｏｂａｌ ｄｅｐｔｈ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）ｄを決定するパラメータ決定手段１６、透かしＷを重み係数λ（Ｐ）で変調する変調器１７、変調された透かしＷ（Ｐ）に全域深さパラメータｄを乗ずる乗算器１８、並びに透かしＷを情報信号Ｐに付加し、透かし入り情報信号Ｑをもたらす加算器１２を含む。結果として生じる透かし入り情報信号Ｑは記憶媒体５０に記憶され得る。
【００２８】
図２にはパラメータ決定手段１６がより詳細に示されている。パラメータ決定手段１６は、入力として情報信号Ｐを持ち、出力側において重み係数決定手段１６６及び全域深さパラメータ決定手段１６５に接続されるシーン変化検出手段１６１と、入力として情報信号Ｐを持ち、出力側において重み係数決定手段１６６及び全域深さパラメータ決定手段１６５に接続される動き評価手段１６２と、入力として情報信号Ｐを受け取り、出力側において重み係数決定手段１６６及び全域深さパラメータ決定手段１６５に接続される空間データ分析手段１６３と、入力として情報信号Ｐを受け取り、出力側において重み係数決定手段１６６及び全域深さパラメータ決定手段１６５に接続される動きデータ分析手段１６４とを含む。重み係数決定手段１６６はまた、入力信号として外部のビデオ圧縮（図示せず）から動きベクトルデータを受け取り、出力信号として重み係数λ（Ｐ）を生成する。全域深さパラメータ決定手段１６５は、出力信号として全域深さパラメータｄを生成する。
【００２９】
情報信号Ｐの中の各ピクセルを各々変調せんとする、即ち該各ピクセルに各々乗じんとする重み係数を決定する場合、情報信号Ｐの空間データは、空間データ分析手段１６３により静止画に対する人間の視覚系ＨＶＳの特性に基づいて分析される。これは、例えば、よく知られているＪＰＥＧ量子化テーブルを評価することによりなされ得る。この分析結果は、どのくらいの透かしエネルギが知覚されることなく情報信号Ｐの各々のピクセルに埋め込まれ得るのかという情報を供給する。この分析結果に基づいて情報信号Ｐの中の各ピクセルに対する重み係数λ（Ｐ）が決定され、透かしは、透かしピクセルに各々の局所重み係数を乗じることにより重み付けされ、前記加算器１２により情報信号の各々のピクセルに付加される。しかしながら、これは情報信号Ｐの純然たる空間分析である。
【００３０】
動画に対する人間の視覚系の特性によれば、人間の視覚系は画像における或る時間的変化に対して鈍感である。それ故、動画を備える情報信号Ｐに透かしエネルギを組み込むことは可能である。動きデータ分析手段１６４においては、情報信号Ｐの幾つかのフレームが、時間領域に関して該フレームにおいてなんらかの動きが起こっているかどうかを評価するために分析される。それに応じて、付加的な透かしエネルギが、動画に対する人間の視覚系の特性に基づいて、幾つかのフレームにわたって時間的変化を受ける画像フレームの領域に組み込まれ得る。それ故、フレーム間の動きが検出され、局所重み係数λ（Ｐ）を決定する場合に考慮に入れられる。
【００３１】
動きデータという用語は、フレームＡからフレームＢを予測するのに用いられるデータとして理解され得る。固定の幾何学的構造（ｆｉｘｅｄ
ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）ｆ（）、フレームＡ及びＢ、並びに計算された予測データＭ、即ち動きデータを用いると、Ｂは略々Ａ及びＭ（ｆ（ａ，Ｍ））の関数となろう。局所重み係数λ（Ｐ）は、その場合に予測データＭ、即ち動きデータの関数となろう。この動きデータは、並進運動ベクトルに基づいて計算され得るが、回転方法（ｒｏｔａｔｉｏｎ
ｓｃｈｅｍｅ）、せん断方法（ｓｈｅａｒｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）などに基づいても計算され得る。
【００３２】
シーン変化がシーン変化検出手段１６１により情報信号Ｐにおいて検出される場合、情報信号Ｐに埋め込まれる透かしエネルギを増大させる１つの方策は、全域深さパラメータ決定手段１６５がシーン変化直後の幾つかのフレームに対する全域深さパラメータｄを増大させるというものである。しかしながら、シーン変化を検出する特定の方法は本発明の主題ではなく、従来技術においてよく知られている。
【００３３】
例えばエッジに沿った、強い方向の優先性（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ
ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）を持つ画像領域に対して、透かしの強さを適合させるための従来技術において既知の方法は、カバー画像（ｃｏｖｅｒ
ｉｍａｇｅ）の主要な方向と直交する方向にアーチファクトを作成する。これらのアーチファクトの要因は、主に透かしパターンＷと局所重み付けλ（Ｐ）との両方の無方向性にある。前記局所重み付けλ（Ｐ）は方向に鈍感であるので、透かしを埋め込む方法は、主要な局所方向の場合には直交する透かし周波数成分の導入をもたらす。
【００３４】
従って、他の実施例においては、透かしパターンＷが図１に示されているようなサブパターン導出手段３０により幾つかのサブパターンＷｉに分割され、ここで各サブパターンは主要な向きを持つ。透かしを埋め込むため、ホスト信号、即ち情報信号のエネルギが、空間データ分析手段１６３において主要な方向の各々において決定される。この情報は重み係数決定手段１６６に転送され、それに応じて、重み係数決定手段１６６において各々のサブパターンに対する重み係数が決定される。各サブパターンＷｉは決定された重み係数に基づいて変調器１７により重み付けされ、加算器１２により情報信号に付加される。この透かしパターンＷの幾つかのサブパターンＷｉへの分割により、透かしパターンは方向に敏感にされる。確実にパターンＷｉの合計が元のパターンＷと等しくなるようにすることにより、透かし検出は、当該信号を元のマザーパターン（ｍｏｔｈｅｒ
ｐａｔｔｅｒｎ）Ｗと相関させることによって依然として達成される。
【００３５】
単一の透かしパターンＷから導き出されるサブパターンＷｉの各々は、エネルギのほとんどが方向ｉ（ｉ ＝ 水平、垂直又は対角線）に収束されているスペクトル密度を持つ。
【００３６】
上記は、例を示すことにより最も良く説明される。元のラプラスの感度の尺度（ｏｒｉｇｉｎａｌ
Ｌａｐｌａｃｉａｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅ）をＬ
＝ ［ −１ −１ −１； −１ ８ −１； −１ −１ −１ ］であるとみなす。この感度の尺度は、上記のように向きに対して鈍感であるが、
−Ｌｖ ＝ ［ −１ −１ −１； ２ ２ ２； −１ −１ −１ ］
−Ｌｈ ＝ ［ −１ ２ −１； −１ ２ −１； −１ ２ −１ ］　　　　　　　　　　　　　　　　　（２）
−Ｌｕ ＝ ［ ２ −１ −１； −１ ２ −１； −１ −１ ２ ］
−Ｌｄ ＝ ［ −１ −１ ２； −１ ２ −１； ２ −１ −１ ］
のように４つの向きに敏感な尺度に容易に分割され得る。
【００３７】
４つの方向性フィルタ｛Ｌｉ｝は、それらのフィルタの総計が元の感度フィルタＬと等しいという特性を持つ。方向性透かしパターンＷｉは、この場合に、
【数１】
2004513586.tif 000003
のように構成され、ここで、ｅはＬの零における特異点を防止する小さな正の定数である。この定義（ｉ）で、パターンＷｉはフィルタＬｉに対応する主要な方向を持ち、４つのパターンの合計は元の（「マザー」）パターンＷと略々等しい。
Ｗ ＝ Ｗｖ ＋ Ｗｈ ＋ Ｗｕ ＋ Ｗｄ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４）
【００３８】
それに応じて、局所重み係数λ（Ｐ）は、４つの局所重み係数マトリックス又は４つの局所深さマトリックスΛ ＝ Λｈ ＋ Λｖ ＋ Λｄ ＋ Λｄに変えられ得る。透かしを埋め込む式は、この場合に、
Ｗ ＝ Ｐ ＋ ｄΣ｜ Ｌｉ ｜
Ｗｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（５）
となり、ここでｄは全域の透かしの強さを表す。優先方向（ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を持たないテクスチャされた領域においてこの埋め込む式は元の無方向性の埋め込む方法
Ｑ ＝ Ｐ ＋ ｄ ｜ Ｌ ｜ Ｗ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（６）
と実質上同等であることに注意されたい。
【００３９】
４つのパターンの各々が依然としてマザーパターンＷとの強い相関（Ｗの自己相関（ｓｅｌｆ−ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）の略々１／４）を持つので、信号パターンＷとの相関を用いることにより透かし検出が依然として可能である。
【００４０】
本発明の実施例においては、情報信号に透かしを入れるための動き評価の使用が考慮に入れられる。画像が大きな垂直周波数（例えば水平ラインパターン）を備えるブロックを包含する場合には、λ（Ｐ）は垂直方向に大きくなり、故に相対的に大きな垂直周波数Ｗｖを備えるほとんどの透かしエネルギが付加されるであろう。静止画の場合には、これは目に見えないが、強い水平動き成分を備えるビデオシーケンスの場合には、もはやそうならず、故にアーチファクトが現れるかもしれない。この事実は、動画に対する人間の視覚系（ＨＶＳ）の特性から理解され得る、なぜなら、ＨＶＳは平行な雑音より直交する雑音により敏感であるからである。
【００４１】
各ピクセルにおける動きベクトルがマトリックスＭとして示される場合、マトリックスＭは、水平方向と垂直方向とに分解され、Ｍ ＝ Ｍｈ ＋ Ｍｖ、及び対角線方向におけるＭ ＝ Ｍｄ ＋ Ｍｕをもたらし得る。動きベクトルの計算は、従来技術、例えばＭＰＥＧ２圧縮から良く知られており、それ故、本発明の主題ではない。時として、ビデオフレームをブロックに細分し、次いで前記ブロックの動きベクトルを計算することは有用である。ブロックの尺度は、国際特許出願公開第ＷＯ９９／４５７０５号に関して上記のタイルと等しくなり得るが、より大きなブロック（究極的にはフレーム全体）又はより小さなブロック（究極的には１ピクセル）もあり得る。それに応じて、埋込み関数は、
Ｗ ＝ Ｐ ＋ ｄΣ［ΛｉＷｉ（α＋ Ｍｉ） ／ （１ ＋ βＭｉ）］　　　　　　　　　　　　　（７）
に変えられ得る。ここで、α＞１及びβ＞１は固定された一定値である。ｉ方向において大きな動き（Ｍｉ ≫ １）の場合には透かしエネルギが１／βに低減され、ｉ方向において小さな動き（Ｍｉ ≪１）の場合にはエネルギがα倍に増幅されることが分かる。
【００４２】
透かし検出は、国際特許出願公開第ＷＯ９９／４５７０５号に記載のとおりに達成され得る。従って、既知の透かし検出方法が適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により透かしを情報信号に埋め込む装置の概略的なブロック図を示す。
【図２】図１による透かしを情報信号に埋め込む装置において用いられるパラメータ決定手段のブロック図を示す。
【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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