(57)【要約】      （修正有）【課題】透かし情報を正確に検出可能とする。【解決手段】入力画像信号中の特定周波数成分信号を抽出する抽出器２１、第１直交変換像信号を生成するために入力画像信号に直交変換を施す第１直交変換器２２Ａ、第２直交変換像信号を生成するために特定周波数成分信号に直交変換を施す第２直交変換器２２Ｂ、合成像信号を生成するために第１直交変換像信号と第２直交変換像信号を合成する合成器２４、第３直交変換像信号を生成するために合成像信号に直交変換を施す第３直交変換器２６、第３直交変換像信号に出現するピークを探索することにより入力画像信号中に埋め込まれている透かし情報を推定する推定器２７、及び第１、第２直交変換像信号、及び合成像信号の少なくとも一つを圧縮の対象信号として圧縮信号を得るために、該対象信号の振幅の大きさ及び周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で振幅圧縮する振幅圧縮器２３Ａ，２３Ｂ，２５を有する。【選択図】  図３
2007221549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像信号中の特定周波数成分信号を抽出するステップと；
第１直交変換像信号を生成するために前記入力画像信号に直交変換を施すステップと；
第２直交変換像信号を生成するために前記特定周波数成分信号に直交変換を施すステップと；
合成像信号を生成するために前記第１直交変換像信号及び第２直交変換像信号を合成するステップと；
第３直交変換像信号を生成するために前記合成像信号に直交変換を施すステップと；
前記第３直交変換像信号に出現するピークを探索することにより前記入力画像信号中に埋め込まれている透かし情報を推定するステップと；
前記第１直交変換像信号、前記第２直交変換像信号及び前記合成像信号の少なくとも一つを圧縮の対象信号として圧縮信号を得るために、該対象信号の振幅の大きさ及び該対象信号の周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で該対象信号に振幅圧縮を施すステップと；を具備する電子透かし検出方法。
【請求項２】
前記入力画像信号をスケーリングするステップをさらに具備し、前記抽出ステップはスケーリングされた画像信号から前記入力画像信号中の前記特定周波数成分信号を抽出する請求項１記載の電子透かし検出方法。
【請求項３】
入力画像信号中の特定周波数成分信号を抽出する抽出器と；
第１直交変換像信号を生成するために前記入力画像信号に直交変換を施す第１直交変換器と；
第２直交変換像信号を生成するために前記特定周波数成分信号に直交変換を施す第２直交変換器と；
合成像信号を生成するために前記第１直交変換像信号と第２直交変換像信号を合成する合成器と；
第３直交変換像信号を生成するために前記合成像信号に直交変換を施す第３直交変換器と；
前記第３直交変換像信号に出現するピークを探索することにより前記入力画像信号中に埋め込まれている透かし情報を推定する推定器と；
前記第１直交変換像信号、前記第２直交変換像信号及び前記合成像信号の少なくとも一つを圧縮の対象信号として圧縮信号を得るために、該対象信号の振幅の大きさ及び該対象信号の周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で該対象信号に振幅圧縮を施す振幅圧縮器と；を具備する電子透かし検出装置。
【請求項４】
前記入力画像信号をスケーリングするスケーリングユニットをさらに具備し、前記抽出器は、スケーリングされた画像信号から前記入力画像信号中の前記特定周波数成分信号を抽出する請求項１記載の電子透かし検出装置。
【請求項５】
前記第１直交変換器及び第２直交変換器はフーリエ変換を行い、前記第３直交変換器はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う請求項３に記載の電子透かし検出装置。
【請求項６】
前記振幅圧縮器は、前記対象信号の振幅の大きさが閾値より大きい振幅範囲において前記圧縮信号の振幅が固定値となるように前記振幅圧縮を行う請求項３に記載の電子透かし検出装置。
【請求項７】
前記振幅圧縮器は、前記対象信号の周波数が特定周波数より高い周波数帯域において前記圧縮信号の振幅が固定値となるように前記振幅圧縮を行う請求項３に記載の電子透かし検出装置。
【請求項８】
前記振幅圧縮器は、前記入力画像信号が受けていると想定される攻撃による振幅の変化量が前記圧縮信号において最小化されるように前記振幅圧縮を行う請求項３に記載の電子透かし検出装置。
【請求項９】
前記振幅圧縮器は、前記対象信号の特定周波数帯域において前記圧縮信号の振幅が固定値となるように前記振幅変換を行う請求項３に項記載の電子透かし検出装置。
【請求項１０】
前記振幅圧縮器は、前記対象信号の特定振幅範囲において前記圧縮信号の振幅が固定値となるように前記振幅変換を行う請求項３に記載の電子透かし検出装置。
【請求項１１】
前記振幅圧縮器は、前記対象信号と前記第２直交変換像信号との振幅差に比較して、前記圧縮信号と前記第２直交変換像信号との前記特定周波数帯域における振幅差が小さくなるように前記振幅変換を行う請求項３に記載の電子透かし検出装置。
【請求項１２】
前記振幅圧縮器は、前記対象信号と前記第２直交変換像信号との特定振幅範囲における振幅差に比較して、前記圧縮信号と前記第２直交変換像信号との前記特定振幅範囲における振幅差が小さくなるように前記振幅変換を行う請求項３に記載の電子透かし検出装置。
【請求項１３】
前記振幅圧縮器は、前記対象信号の特定周波数帯域において前記圧縮信号に発生する振幅のピークを抑制するように前記振幅変換を行う請求項３に記載の電子透かし検出装置。
【請求項１４】
前記振幅圧縮器は、前記対象信号の特定振幅範囲において前記圧縮信号に発生する振幅のピークを抑制するように前記振幅変換を行う請求項３に記載の電子透かし検出装置。
【請求項１５】
入力画像信号中の特定周波数成分信号を抽出する処理と；
第１直交変換像信号を生成するために前記入力画像信号に直交変換を施す処理と；
第２直交変換像信号を生成するために前記特定周波数成分信号に直交変換を施す処理と；
合成像信号を生成するために前記第１直交変換像信号及び第２直交変換像信号を合成する処理と；
第３直交変換像信号を生成するために前記合成像信号に直交変換を施す処理と；
前記第３直交変換像信号に出現するピークを探索することにより前記入力画像信号中に埋め込まれている透かし情報を推定する処理と；
前記第１直交変換像信号、前記第２直交変換像信号及び前記合成像信号の少なくとも一つを圧縮の対象信号として圧縮信号を得るために、該対象信号の振幅の大きさ及び該対象信号の周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で該対象信号に振幅圧縮を施す処理と；を含む電子透かし検出処理をコンピュータに行わせるための電子透かし検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば記録媒体を介して提供されるディジタル動画像信号の不正な複製を防止するのに有効な電子透かし検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタルＶＴＲ、あるいはＤＶＤ（ディジタルバーサタイルディスク）のようなディジタル画像データを記録及び再生する装置の普及により、これらの装置で再生が可能な数多くのディジタル動画像が提供されるようになってきている。またインターネット、放送衛星、通信衛星等を介したディジタルテレビ放送を通じて様々なディジタル動画像が流通し、ユーザは高品質のディジタル動画像を利用することが可能となりつつある。
【０００３】
ディジタル動画像は、ディジタル信号レベルで簡易に高品質の複製を作成することが可能であり、何らかの複製禁止あるいは複製制御を施さない場合には、無制限に複製されるおそれがある。従って、ディジタル動画像の不正な複製（コピー）を防止し、あるいは正規ユーザによる複製の世代数を制御するために、ディジタル動画像に複製制御のための情報を付加し、この付加情報を用いて不正な複製を防止し、複製を制限する方法が考えられている。
【０００４】
このようにディジタル動画像に別の付加情報を重畳する技術として、電子透かし（digital watermarking）が知られている。電子透かしは、ディジタルデータ化された音声、音楽、動画、静止画等のコンテンツに対して、コンテンツの著作権者や利用者の識別情報、著作権者の権利情報、コンテンツの利用条件、その利用時に必要な秘密情報、あるいは上述した複製制御情報などの情報（これらを透かし情報と呼ぶ）を知覚が容易ではない状態となるように埋め込み、後に必要に応じて透かし情報をコンテンツから検出することによって利用制御、複製制御を含む著作権保護を行ったり、二次利用の促進を行ったりするための技術である。
【０００５】
電子透かしの方式としては様々な手法が提案されており、電子透かしの一つの方式として、スペクトラム拡散技術を応用した方式が知られている。この方式では、以下の手順により透かし情報をディジタル動画像に埋め込む。
【０００６】
［ステップＥ１］  
画像信号にＰＮ（Pseudorandom Noise）系列を乗積してスペクトラム拡散を行う。
【０００７】
［ステップＥ２］  
スペクトル拡散後の画像信号を周波数変換（例えば、ＤＣＴ変換）する。
【０００８】
［ステップＥ３］  
特定の周波数成分の値を変更することで透かし情報を埋め込む。
【０００９】
［ステップＥ４］  
逆周波数変換（例えば、ＩＤＣＴ変換）を施す。
【００１０】
［ステップＥ５］  
スペクトル逆拡散を施す（ステップＥ１と同じＰＮ系列を乗積する）。
【００１１】
一方、こうして透かし情報が埋め込まれたディジタル動画像からの透かし情報の検出は、以下の手順により行う。  
［ステップＤ１］  
画像信号にＰＮ（Pseudorandom Noise）系列（ステップＥ１と同じＰＮ系列）を乗積してスペクトル拡散を行う。  
［ステップＤ２］  
スペクトル拡散後の画像信号を周波数変換（例えばＤＣＴ変換）する。  
［ステップＤ３］  
特定の周波数成分の値に着目し、埋め込まれた透かし情報を抽出する。
【００１２】
一方、特許文献１−３には埋め込み対象画像の特定周波数成分を位相や振幅を透かし情報に応じて制御してから埋め込み対象画像に埋め込む技術と、こうして埋め込まれた透かし情報を検出する技術が開示されている。特に、透かし情報の検出に際しては、入力画像（透かし埋め込み済み画像）と、入力画像から抽出された特定周波数成分との間の相関（相互相関または位相限定相関）を利用し、相関値のピークから埋め込まれている透かし情報を推定する。
【特許文献１】特開２００２−３２５２３３号公報（請求項２、図７）
【特許文献２】特開２００２−２１８４０４号公報（請求項１、図１）
【特許文献３】特開２００５−２５２４９１号公報（請求項１、図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
不正利用の防止を目的として電子透かしを適用する場合、ディジタル著作物に対して通常に施されると想定される各種の操作や意図的な攻撃によって、透かし情報が消失したり改竄されたりしないような性質（ロバスト性）を持つ必要がある。透かし情報を埋め込んだディジタル画像に対して透かし情報を検出できなくする攻撃としては、画像の切り出しやスケーリング（拡大／縮小）が考えられる。
【００１４】
このような攻撃を受けたディジタル画像が入力された場合、スペクトラム拡散技術を応用した従来の技術では、まず透かし情報の検出時に埋め込み時のステップＥ１で用いたＰＮ系列を推定する処理を行って、ＰＮ系列の同期を回復する。この後、ステップＤ１〜Ｄ３の処理を行って、埋め込まれた透かし情報を抽出する。
【００１５】
しかしながら、ＰＮ系列の同期を回復するには、複数のＰＮ系列候補について同期回復の処理を試み、正しく同期回復ができた候補を採用するという探索を行う必要がある。このため、演算量や回路規模が増加する。また、攻撃を受けたディジタル画像では透かし情報が弱まっているため、仮に画像の切り出しやスケーリングが分かり、それに対応した検出を行っても、透かし情報を正しく検出することが難しい。
【００１６】
入力画像と抽出された特定周波数成分との相互相関を利用して電子透かしの検出を行うと、画像の切り出しやスケーリングといった攻撃に対して演算量や回路規模の増加を抑えつつ比較的強い耐性を得ることができる。しかし、相互相関によって発生する相関値のピークはあまり急峻でない。
【００１７】
一方、特許文献３に記載されているような、位相限定相関を利用した電子透かし検出技術によれば、入力画像と抽出された特定周波数成分の各々の信号の振幅を固定して相関をとるため、相関値に急峻なピークが現れる。相関値のピークが急峻であれば、透かし情報の推定が容易となる。しかしながら振幅を固定すると、攻撃される前と攻撃された後との間の信号の振幅誤差が大きくなる。攻撃に対する耐性を高める上では、この振幅誤差をより小さくすることが望ましい。
【００１８】
本発明は、画像の切り出しやスケーリング等の攻撃によって弱まった透かし情報を演算量や回路規模の増大を伴うことなく、より正確に検出可能な電子透かし検出方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の第１の観点によると、入力画像信号中の特定周波数成分信号を抽出するステップと；第１直交変換像信号を生成するために前記入力画像信号に直交変換を施すステップと；第２直交変換像信号を生成するために前記特定周波数成分信号に直交変換を施すステップと；合成像信号を生成するために前記第１直交変換像信号及び第２直交変換像信号を合成するステップと；第３直交変換像信号を生成するために前記合成像信号に直交変換を施すステップと；前記第３直交変換像信号に出現するピークを探索することにより前記入力画像信号中に埋め込まれている透かし情報を推定するステップと；前記第１直交変換像信号、前記第２直交変換像信号及び前記合成像信号の少なくとも一つを圧縮の対象信号として圧縮信号を得るために、該対象信号の振幅の大きさ及び該対象信号の周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で該対象信号に振幅圧縮を施すステップと；を具備する電子透かし検出方法を提供する。
【００２０】
本発明の第２の観点によると、入力画像信号中の特定周波数成分信号を抽出する抽出器と、前記入力画像信号に直交変換を施して第１直交変換像信号を生成する第１直交変換器と、前記特定周波数成分信号に直交変換を施して第２直交変換像信号を生成する第２直交変換器と、前記第１直交変換像信号と第２直交変換像信号を合成して合成像信号を生成する合成器と、前記合成像信号に直交変換を施して第３直交変換像信号を生成する第３直交変換器と、前記第３直交変換像信号に出現するピークを探索することにより前記入力画像信号中に埋め込まれている透かし情報を推定する推定器と、前記第１直交変換像信号、前記第２直交変換像信号及び前記合成像信号の少なくとも一つを圧縮の対象信号とし、該対象信号の振幅の大きさ及び該対象信号の周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で該対象信号に振幅圧縮を施して圧縮信号を得る振幅圧縮器とを具備する電子透かし検出装置を提供する。
【００２１】
本発明の第３の態様によると、入力画像信号中の特定周波数成分信号を抽出する処理と、前記入力画像信号に直交変換を施して第１直交変換像信号を生成する処理と、前記特定周波数成分信号に直交変換を施して第２直交変換像信号を生成する処理と、前記第１直交変換像信号及び第２直交変換像信号を合成して合成像信号を生成する処理と、前記合成像信号に直交変換を施して第３直交変換像信号を生成する処理と、前記第３直交変換像信号に出現するピークを探索することにより前記入力画像信号中に埋め込まれている透かし情報を推定する処理と、前記第１直交変換像信号、前記第２直交変換像信号及び前記合成像信号の少なくとも一つを圧縮の対象信号とし、該対象信号の振幅の大きさ及び該対象信号の周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で該対象信号に振幅圧縮を施す処理とを含む電子透かし検出処理をコンピュータに行わせるための電子透かし検出プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、位相限定相関を利用した電子透かし検出経路中で、対象信号の振幅の大きさや周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で対象信号に振幅圧縮を行うことで、攻撃に対する耐性をより高め、検出率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）  
（電子透かし埋め込み装置について）  
まず、図１を用いて第１の実施形態に係る電子透かし埋め込み装置について説明する。図１の電子透かし埋め込み装置には、透かし情報が埋め込まされるべき画像（以下、埋め込み対象画像という）の信号１０１、例えば動画像または静止画のディジタル化された画像信号が入力される。埋め込み対象画像信号１０１は、輝度信号及び色差信号の両方を含んでいてもよいが、輝度信号のみであってもよい。埋め込み対象画像信号１０１は、特定周波数成分抽出器１１、特徴量抽出器１２及び透かし情報重畳部１４に入力される。
【００２４】
特定周波数成分抽出器１１は、周波数領域のディジタルフィルタ、例えば所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタやハイパスフィルタ、あるいは所定の通過域中心周波数を有するバンドパスフィルタを含み、埋め込み対象画像信号１０１から特定の周波数成分、例えば比較的高い周波数成分を抽出する。以下では、特定周波数成分抽出器１１からの出力信号を特定周波数成分信号という。
【００２５】
特定周波数成分抽出器１１から出力される特定周波数成分信号は位相／振幅制御器１３に入力され、ここで位相及び振幅の少なくとも一方の制御が施される。埋め込み対象画像信号１０１に埋め込むべきディジタル情報、すなわち透かし情報１０２は、位相／振幅制御器１３に与えられる。位相／振幅制御器１３は、特定周波数成分信号に対して、予め定められた固有の制御量の位相制御や振幅制御を施すように構成される。
【００２６】
位相／振幅制御器１３による位相制御は、例えば単一または複数のディジタル位相シフタによって実現される。位相制御量は、位相シフタの位相シフト量によって与えられる。図２は位相／振幅制御器１３による位相シフトの様子を示す図であり、この例では特定周波数成分信号が波形を保って単純に位相シフトされる。位相／振幅制御器１３による振幅制御は、例えば単一または複数の排他的論理和回路やディジタル乗算器によって実現され、振幅制御量は特定周波数成分信号に乗じる係数によって与えられる。位相／振幅制御器１３の位相制御量（位相シフト量）や振幅制御量（係数）は、透かし情報１０２に従って制御する。
【００２７】
一方、特徴量抽出器１２により埋め込み対象画像信号１０１の特徴量、例えば画像の複雑度を表すアクティビィティが抽出される。特徴量の情報は位相／振幅制御器１３に入力される。位相／振幅制御器１３では、入力された特徴量に応じて位相制御量（位相シフト量）や振幅制御量（係数）が制御される。なお、特徴量抽出器１２は必須ではなく、省略してもよい。
【００２８】
位相／振幅制御器１３によって位相制御や振幅制御を受けた特定周波数成分信号は、ディジタル加算器からなる透かし情報重畳部１４に埋め込み信号として供給され、埋め込み対象画像信号１０１に重畳される。すなわち、特定周波数成分抽出器１１によって抽出された特定周波数成分信号は、位相／振幅制御器１３によって電子透かし埋め込み装置に固有の位相制御及び振幅制御を受けると共に、位相制御量及び振幅制御量の一方または両方が透かし情報１０２によって制御される。この結果、透かし情報重畳部１４においては透かし情報１０２が埋め込み対象画像信号１０１に埋め込まれた透かし埋め込み済画像１０３が生成される。
【００２９】
特定周波数成分抽出器１１によって抽出され、かつ位相／振幅制御器１３によって位相制御や位相制御が施された特定周波数成分信号は、複数チャネル存在してもよい。その場合、複数チャネルの特定周波数成分信号が透かし情報重畳部１４において埋め込み対象画像信号１０１に重畳される。
【００３０】
こうして得られた透かし埋め込み済画像信号１０３は、例えばＤＶＤシステムのようなディジタル画像記録再生装置によって記録媒体に記録され、あるいはインターネット、放送衛星、通信衛星等の伝送媒体を介して伝送される。
【００３１】
（電子透かし検出装置について）  
次に、図３を用いて透かし埋め込み済画像信号から透かし情報を検出する電子透かし検出装置について説明する。
【００３２】
図３の電子透かし検出装置には入力画像信号として、図１に示した電子透かし埋め込み装置によって生成され、かつ記録媒体あるいは伝送媒体を介して受信される透かし埋め込み済画像信号２０１が入力される。ここで、透かし情報としてディジタル信号の”１”または”０”が埋め込まれているとする。
【００３３】
透かし埋め込み済画像信号２０１は、特定周波数成分抽出器２１と直交変換器２２Ａに入力される。特定周波数成分抽出器２１は、図１に示した電子透かし埋め込み装置内の特定周波数成分抽出器１１と同じ周波数領域のディジタルフィルタ、例えば所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタやハイパスフィルタ、あるいは所定の通過域中心周波数を有するバンドパスフィルタを含み、透かし埋込済み画像信号２０１から特定の周波数成分、例えば比較的高い周波数成分を抽出し、特定周波数成分信号を出力する。特定周波数成分抽出器２１は、透かし埋め込み済み画像信号２０１から全ての周波数成分を抽出してもよい。
【００３４】
透かし埋め込み済画像信号２０１及び特定周波数成分抽出器２１からの特定周波数成分信号は、それぞれ直交変換器２２Ａ及び２２Ｂにより直交変換が施される。直交変換器２２Ａ及び２２Ｂからは、振幅成分と位相成分が分離して出力される。直交変換器２２Ａ及び２２Ｂから出力される振幅成分は、それぞれ可変振幅圧縮器２３Ａ及び２３Ｂを経て合成器２４に入力される。直交変換器２２Ａ及び２２Ｂから出力される位相成分は、合成器２４に直接入力される。従って、透かし埋め込み済画像信号２０１及び特定周波数成分抽出器２１からの特定周波数成分信号の各々の直交変換後の信号は、合成器２４によって複素合成される。可変振幅圧縮器２３Ａ及び２３Ｂについては、後述する。
【００３５】
合成器２４からは、合成された信号の振幅成分と位相成分が分離して出力される。合成器２４から出力される振幅成分は、可変振幅圧縮器２５を経て直交変換器２６に入力される。合成器２４から出力される位相成分は、直交変換器２６に直接入力される。直交変換器２６は、入力された振幅成分及び位相成分からなる信号に対して第２直交変換を行う。第２直交変換は直交変換器２２Ａ及び２２Ｂでの第１変換と同じ変換か、または第１直交変換の逆変換であり、例えば第１変換として高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いた場合には、直交変換器２６は第２直交変換としてＦＦＴまたは逆ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）を行う。
【００３６】
直交変換器２６からの出力信号は、推定器２７に入力される。推定器２７では、透かし埋め込み済画像信号２０１に埋め込まれている透かし情報が推定され、推定された透かし情報２０２が出力される。
【００３７】
可変振幅圧縮器２３Ａ、２３Ｂ及び２５は、圧縮特性が可変の振幅圧縮器である。具体的には、可変振幅圧縮器２３Ａ、２３Ｂ及び２５は入力される信号の振幅の大きさ及び周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で振幅圧縮を行う。
【００３８】
（電子透かし検出の手順）  
次に、図４に示すフローチャートを用いて本実施形態に電子透かし検出方法の手順について説明する。
【００３９】
まず、透かし埋め込み済画像信号２０１から特定周波数成分のみ抽出し、特定周波数成分信号を出力する（ステップＳ２１）。透かし埋め込み済画像信号２０１及び特定周波数成分信号に対して、直交変換器２２Ａ及び２２Ｂにより第１直交変換、例えばＦＦＴを施す（ステップＳ２２Ａ及びＳ２２Ｂ）。
【００４０】
ステップＳ２２Ａ及びＳ２２Ｂによって得られる振幅成分に対して、振幅の大きさや周波数に応じて変化する圧縮特性で振幅圧縮を行う（ステップＳ２３Ａ及び２３Ｂ）。振幅圧縮後の２つの振幅成分をステップＳ２２Ａ及びＳ２２Ｂによって得られる位相成分と共に複素合成する（ステップＳ２４）。
【００４１】
ステップＳ２４による合成後の信号の振幅成分に対するに対して、振幅の大きさや周波数に応じて変化する圧縮特性で振幅圧縮を行う（ステップＳ２５）。次に、ステップＳ２５による振幅圧縮後の信号に対して第２直交変換、例えば第１直交変換がＦＦＴの場合はＦＦＴまたは逆ＦＦＴを行う（ステップＳ２６）。第２直交変換後の信号（位相限定相関値）から透かし情報を推定し、透かし情報２０２を出力する（ステップＳ２７）。
【００４２】
次に、推定器２７における透かし情報の推定方法について図２及び図５を用いて説明する。前述したように、透かし情報１０２としてディジタル信号の”１”または”０”が埋め込まれているとする。推定器２７には、直交変換器２６からの位相限定相関値の信号が入力される。推定器２７では、図２に示すように入力信号を位相シフトしながら、位相シフトした信号と位相シフトしていない入力信号との間の相互相関値を計算する。図５は、この計算により得られる相互相関値と位相シフト量との関係を示している。相互相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れており、このピークの極性は透かし情報２０２を表す。例えば、透かし埋め込み済画像信号２０１がスケーリング攻撃を受けていると、特定周波数成分信号の持つ位相シフト量は、電子透かし埋め込み装置において特定周波数成分信号に与えられた位相シフト量と異なった値になる。
【００４３】
そこで、本実施形態においては推定器２７によって位相シフト量を連続的あるいは段階的に変化させ、それに伴って出力される相互相関値のピークを探索し、探索されたピークの極性から透かし情報を推定して検出する。相互相関値のピークは、透かし情報の値に応じて正・負のいずれかの値をとる。例えば、図５の例では相互相関値のピークが正の場合、透かし情報は”１”、ピークが負の場合は透かし情報は”０”ということになる。このようにして、スケーリング攻撃を受けた画像に対しても推定器２７により透かし情報が正しく推定され、検出された透かし情報２０２が出力される。
【００４４】
このように第１の実施形態では、透かし埋め込み済画像信号から特定周波数成分信号を抽出し、この特定周波数成分信号と透かし埋め込み済画像信号との位相限定相関値に対して、相互相関により透かし情報を検出する。この場合、特定周波数成分信号の位相シフト量を変化させながら相関演算を行うことで、相互相関値のピークが探索できるので、スケーリング攻撃を受けた埋め込み済み画像信号からも容易に透かし情報の検出を行うことが可能となる。
【００４５】
＜位相限定相関について＞  
第１直交変換器２２Ａ及び２２Ｂ、合成器２４及び第２直交変換器２６（ステップＳ２２Ａ及び２２Ｂ、Ｓ２４及びＳ２６）による相関演算の手法は、位相限定相関（ＰＯＣ）と呼ばれる。図６を用いて説明すると、位相限定相関とは元になる画像（登録画像）信号２０３と照合すべき入力画像信号２０１との相関（類似性）を算出する手法である。まず、ディジタル信号化された登録画像信号２０３をフーリエ変換により数学的に処理することで、振幅情報２０３Ａ（濃淡データ）と位相情報２０３Ｂ（像の輪郭データ）に分解する。ディジタル信号化された入力画像信号２０１についても同様に、フーリエ変換により数学的に処理することで、振幅情報２０１Ａ（濃淡データ）と位相情報２０１Ｂ（像の輪郭データ）に分解する。
【００４６】
次に、登録画像信号２０３の位相情報２０３Ｂに対して振幅圧縮を行う。これは登録画像信号２０３の位相情報２０３Ｂを入力画像信号２０１の位相情報２０１Ｂと照合するためである。言い換えれば、登録画像信号２０３及び入力画像信号２０１のうち形状情報が含まれない振幅情報は使わずに、位相情報のみを用いて相関を処理するためである。振幅圧縮においては、一般的に振幅を１に固定する。同様に、入力画像信号２０１の位相情報２０１Ｂについても振幅圧縮を行う。
【００４７】
最後に、登録画像信号２０３と入力画像信号２０１の各々の位相情報２０３Ｂ及び２０１Ｂから合成画像信号２０４を作成し、この合成画像信号２０４に対して逆フーリエ変換を行うことで相関画像信号２０５を得る。このような位相限定相関は、振幅情報を用いた一般的な２次元相関法や特徴抽出法とは全く異なり、外乱に強く、大きな誤りが生じないという特徴を持っている。
【００４８】
上記のように通常の位相限定相関では、信号の振幅を全ての周波数帯域で１に固定している。信号の振幅を固定すると、画像の切り出しやスケーリング等の攻撃を想定した場合、攻撃される前と攻撃された後の振幅誤差が大きくなってしまうため、攻撃に対する耐性は弱くなる。そこで、本実施形態では振幅圧縮に際して攻撃の影響が低減するように、入力信号の振幅範囲や周波数帯域に応じて圧縮特性を切替えることで、攻撃による影響を低減する。
【００４９】
次に、可変振幅圧縮器２３Ａ，２３Ｂ及び２５の具体例について詳しく説明する。  
（可変振幅圧縮器の第１の具体例）  
図７に示される可変振幅圧縮器は、入力信号の振幅に応じて圧縮特性が変化するように構成され、振幅判定器３１、スイッチ３２、固定の圧縮比を持つ振幅圧縮器３３及び３４、及び加算器３５を有する。振幅判定器３１は、可変振幅圧縮器の入力信号の振幅を閾値判定する。スイッチ３２は判定器３１の判定結果に従って切り替えられることにより、入力信号を振幅圧縮器３３及び３４のいずかに入力する。振幅圧縮器３３及び３４の出力信号は加算器３５により加算され、加算器３５から可変振幅圧縮器の出力信号が取り出される。
【００５０】
次に、図８（ａ）（ｂ）を用いて振幅圧縮により攻撃による影響を低減できることを示す。図８（ａ）に示すような振幅特性の信号が振幅圧縮器に入力された場合について考える。攻撃により全周波数帯域で入力信号の振幅がＡからαだけ増加した場合、振幅圧縮器は全周波数帯域で出力信号の振幅を固定値１にすることで圧縮を行うとする。この場合、攻撃による振幅への影響は
【数１】
2007221549.tif 000003
【００５１】
となる。式（１）より、入力信号の振幅Ａが小さいほど攻撃の影響が大きくなることが分かる。
【００５２】
通常の位相限定相関は、可変振幅圧縮器２３Ａ及び２３Ｂにおいて入力信号の振幅変化に対して出力信号の振幅を１に固定する圧縮を行い、可変振幅圧縮器２５では圧縮をしない（何もしない）手法に該当する。従って、式（１）に示すように入力信号の振幅Ａが小さいほど攻撃の影響を大きく受ける。
【００５３】
一方、図８（ｂ）に示すように入力信号の振幅がある値Ａ０より小さい時には、振幅圧縮器は入力信号の振幅を圧縮しないようにすると、攻撃による影響は最大でも
【数２】
2007221549.tif 000004
【００５４】
に抑えられる。本実施形態では、可変振幅圧縮器２３Ａ、２３Ｂ及び２５の少なくとも一つを用いて、例えば図８（ｂ）に示すような振幅圧縮を行うことにより、攻撃による影響を低減することができる。
【００５５】
すなわち、図８（ａ）に示すような振幅特性（振幅周波数特性）の信号が入力された場合に、振幅判定器３１により入力信号の振幅がある閾値（ここではＡ０）よりも大きいかどうかを調べ、振幅がＡ０より小さい場合とＡ０より大きい場合とでスイッチ３２により圧縮特性を切り替える。例えば、図８（ｂ）に示すように入力信号の振幅が閾値Ａ０よりも小さい場合には振幅圧縮器３３により振幅圧縮をせず、入力信号の振幅がＡ０よりも大きい場合には振幅圧縮器３４により出力信号の振幅を固定値（Ａ０）にすることで振幅圧縮を行う。言い換えれば、入力信号の振幅がＡ０よりも小さい振幅範囲では振幅圧縮を行わず、Ａ０より大きい振幅範囲では振幅圧縮を行う。図８（ｂ）の圧縮特性では、図７中の振幅圧縮器３２は振幅圧縮を行わないので、この圧縮特性は図９に示すように振幅圧縮器３３を直通パス３６に置き換えることによって達成される。
【００５６】
このように入力信号の振幅がＡ０より大きい振幅範囲では、出力信号の振幅を固定値に圧縮することで、振幅には依存せず位相のみに依存した相関を得ることができる。このため、逆直交変換により急峻なピークが発生されるので、透かし情報を容易に検出できる。一方、入力信号の振幅がＡ０より小さい振幅範囲、すなわち攻撃の影響がより大きい振幅範囲では、入力信号の振幅を圧縮しないようにすることにより、攻撃による影響を抑えつつ透かし情報の検出を行うことができる。ここでは、図７中の振幅圧縮器３３が振幅圧縮を行わない例について説明したが、振幅圧縮器３３は振幅圧縮器３４より小さな圧縮比で振幅圧縮を行ってもよい。
【００５７】
（可変振幅圧縮器の第２の具体例）  
図１０に示される可変振幅圧縮器は、入力信号の周波数に応じて圧縮特性が変化するように構成され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４１、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４２、固定の圧縮比を持つ振幅圧縮器４３及び４４、及び加算器４５を有する。入力信号はＬＰＦ４１及びＨＰＦ４２に入力され、ＬＰＦ４１及びＨＰＦ４２の出力信号はそれぞれ振幅圧縮器４３及び４４に入力される。振幅圧縮器４３及び４４の出力信号は加算器４５により加算され、加算器４５から可変振幅圧縮器の出力信号が取り出される。ＬＰＦ４１及びＨＰＦ４２のカットオフ周波数は、ある周波数ω０に設定される。
【００５８】
図１０の可変振幅圧縮器では、ある振幅特性の信号が入力された場合に、ある特定の周波数（ここではω０）よりも入力信号の周波数が高いかどうかにより圧縮特性を切り替える。例えば、図１１（ａ）に示すような振幅特性の信号が入力された場合、図１１（ｂ）に示すように、入力信号の周波数がω０よりも低い周波数帯域の信号、すなわちＬＰＦ４１の出力信号に対しては振幅圧縮器４３により振幅圧縮をせず、入力信号の周波数がω０よりも高い周波数帯域の信号、すなわちＨＰＦ４２の出力信号に対しては振幅圧縮器４４により入力信号の振幅変化に対して出力信号の振幅を固定することで振幅圧縮を行う。
【００５９】
このように図１０の可変振幅圧縮器は、入力信号の周波数がω０よりも低い周波数帯域（０〜ω０）では振幅圧縮を行わず、ω０より高い周波数帯域でのみ振幅圧縮を行う。図１１（ｂ）の圧縮特性によると、図１０中の振幅圧縮器４３は振幅圧縮を行わないので、この圧縮特性は図１２に示すように振幅圧縮器４３を直通パス４６に置き換えることによって達成される。
【００６０】
以上のように入力信号の周波数がω０より高い周波数帯域では、出力信号の振幅を固定値に圧縮することで、振幅には依存せず位相のみに依存した相関を得ることができる。このため、逆直交変換により急峻なピークが発生されるので、透かし情報を容易に検出できる。一方、入力信号の周波数がω０より低い周波数帯域、すなわち攻撃の影響が大きい振幅範囲に対応する周波数帯域では、入力信号の振幅を圧縮しないようにすることにより、攻撃による影響を抑えつつ透かし情報の検出を行うことができる。ここでは、図１０中の振幅圧縮器４３が振幅圧縮を行わない例について説明したが、振幅圧縮器４３は例えば振幅圧縮器４４より小さな圧縮比で振幅圧縮を行ってもよい。
【００６１】
さらに、図１０の可変振幅圧縮器では図１３（ａ）に示すような振幅特性の入力信号に対して、図１３（ｂ）に示すように入力信号の周波数がω０よりも低い場合には入力信号の振幅変化に対して出力信号の振幅を固定することで振幅圧縮を行い、入力信号の周波数がω０よりも高い場合には振幅圧縮を行わなくともよい。言い換えれば、図１１（ｂ）の圧縮特性とは逆に、入力信号の周波数がω０よりも低い周波数帯域（０〜ω０）でのみ振幅圧縮を行い、ω０より高い周波数帯域では振幅圧縮を行わない。図１３（ｂ）の圧縮特性は、比較的高い周波数帯域で攻撃の影響が大きく現れる場合に有効である。図１３（ｂ）の圧縮特性では、図１０中の振幅圧縮器４４は振幅圧縮を行わないので、この圧縮特性は図１４に示すように振幅圧縮器４４を直通パス４７に置き換えることによって達成される。
【００６２】
以上のように入力信号の周波数がω０より低い周波数帯域では、出力信号の振幅を固定値に圧縮することで、振幅には依存せず位相のみに依存した相関を得ることができる。このため、逆直交変換により急峻なピークが発生されるので、透かし情報を容易に検出できる。一方、入力信号の周波数がω０より高い周波数帯域、すなわち攻撃の影響が大きい振幅範囲に対応する周波数帯域では、入力信号の振幅を圧縮しないようにすることにより、攻撃による影響を抑えつつ透かし情報の検出を行うことができる。ここでは、図１０中の振幅圧縮器４４が振幅圧縮を行わない例について説明したが、振幅圧縮器４４は例えば振幅圧縮器４３より小さな圧縮比で振幅圧縮を行ってもよい。また、出力信号の特定の周波数帯域の振幅を固定値に圧縮する代わりに、特定の振幅範囲の振幅を固定値に圧縮する方法を用いてもよい。
【００６３】
次に、図１５を用いて図１０の可変振幅圧縮器の別の圧縮特性例について説明する。図１５（ａ）に示すような振幅特性の信号に対して、抽出画像の直交変換像（図３の直交変換器２２Ｂの出力に相当）の振幅を図１５（ｃ）のように表現できるとする。この場合、図１５（ｂ）に示すように図１５（ａ）の振幅特性が特定の周波数帯域（この例では、０〜ω０）において図１５（ｃ）の振幅特性に近づくように圧縮を行う。図１５（ａ）の振幅特性を特定の周波数帯域において図１５（ｃ）の振幅特性に近づくように圧縮する方法に代えて、特定の振幅範囲において図１５（ｃ）の振幅特性に近づくように圧縮する方法を用いてもよい。
【００６４】
次に、図１６を用いて図１０の可変振幅圧縮器のさらに別の圧縮特性例について説明する。図１６（ａ）に示すような振幅特性の信号に対して、振幅圧縮に用いる振幅（除算用振幅）を図１６（ｃ）のように表現できるとする。図１６（ｃ）の除算用振幅は、特定の周波数帯域（この例では、帯域ω０を超える周波数）において値が小さく、図１６（ｃ）の振幅を除算した際に振幅に急峻なピークが発生する。このように振幅を除算した際に振幅に急峻なピークが発生すると、逆直交変換により相関が振動してしまう。そこで、当該特定の周波数帯域で振幅に急峻なピークが発生しないように、図１６（ｂ）のように当該特定の周波数帯域（この例では、０〜ω０の周波数帯域）の振幅特性が急峻となるように圧縮を行う。
【００６５】
（可変振幅圧縮器の第３の具体例）  
図１７に示される可変振幅圧縮器５０は、攻撃推定器５１により推定される攻撃による振幅の変化量が最小になるように圧縮特性が切替えられるように構成される。例えば、図８（ａ）に示したような振幅特性の信号が入力され、閾値Ａ０よりも振幅が小さい周波数帯域で大きな攻撃の影響がある場合に、図８（ｂ）に示すようにＡ０よりも振幅が小さい周波数では振幅圧縮を行わないことで、攻撃による影響を低減する。
【００６６】
（可変振幅圧縮器の第４の具体例）  
図１８は、図７、図９、図１０、図１２及び図１４に示した振幅圧縮器３３，３４，４３及び４４のより好ましい第４の具体例を示している。（ａ）透かし埋め込み画像６１の直交変換像６５の振幅、（ｂ）抽出画像６２の直交変換像６７の振幅、（ｃ）スケーリング（拡大／縮小）処理６３を施した後の透かし埋め込み画像の直交変換像６６の振幅、及び（ｅ）スケーリング処理６４を施した後の抽出画像の直交変換像６８の振幅、に対する乗除算６９を組み合わせることで振幅圧縮を行う。このようにすることで、多様な振幅圧縮を行うことができる。
【００６７】
以上、可変振幅圧縮器の実現法を幾つか示したが、これらの実現法を組み合わせた振幅圧縮を行うことも可能である。
【００６８】
＜直交変換における演算量について＞  
次に、第１直交変換の演算量について、第１直交変換にＦＦＴを用いた場合を例にとり説明する。透かし埋め込み済み画像信号２０１の画像がＮ行×Ｍ列の場合を想定すると、ＦＦＴ（この場合、２次元ＦＦＴ）の演算量は以下の数式で表される。
【数３】
2007221549.tif 000005
【００６９】
ここで、本実施形態では３つの直交変換（２つの画像の第１直交変換と、合成画像の第２直交変換）を用いるために、以下の演算量が必要となる。
【数４】
2007221549.tif 000006
【００７０】
（第２の実施形態）  
（電子透かし埋め込み装置について）  
図１９は、本発明の第２の実施形態に係る電子透かし埋め込み装置を示し、図１に示した第１の実施形態に係る電子透かし埋め込み装置にスケーリング（拡大／縮小）ユニット１０が追加されている。埋め込み対象画像信号１０１は、スケーリングユニット１０、特徴量抽出器１２及び透かし情報重畳部１４に入力される。スケーリングユニット１０は、周波数領域のディジタルフィルタによって構成され、埋め込み対象画像信号１０１を特定のスケーリング率によりスケーリングすることによって、スケーリング画像信号を生成する。例えば、スケーリング率を０．５とすれば、スケーリング画像信号として縮小信号が生成される。スケーリングユニット１０から出力されるスケーリング画像信号は、特定周波数成分抽出器１１に入力される。
【００７１】
特定周波数成分抽出器１１は、周波数領域のディジタルフィルタ、例えば所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタやハイパスフィルタ、あるいは所定の通過域中心周波数を有するバンドパスフィルタを含み、スケーリング画像信号から埋め込み対象画像信号１０１中の特定の周波数成分、例えば比較的高い周波数成分を抽出する。以下では、特定周波数成分抽出器１１からの出力信号を特定周波数成分信号という。
【００７２】
特定周波数成分抽出器１１から出力される特定周波数成分信号は位相／振幅制御器１３に入力され、ここで位相及び振幅の少なくとも一方の制御が施される。埋め込み対象画像信号１０１に埋め込むべきディジタル情報、すなわち透かし情報１０２は、位相／振幅制御器１３に与えられる。位相／振幅制御器１３は、特定周波数成分信号に対して、予め定められた固有の制御量の位相制御や振幅制御を施すように構成される。
【００７３】
位相／振幅制御器１３による位相制御は、例えば単一または複数のディジタル位相シフタによって実現される。位相制御量は、位相シフタの位相シフト量によって与えられる。例えば、位相／振幅制御器１３では図２の例のように特定周波数成分信号が波形を保って単純に位相シフトされる。位相／振幅制御器１３による振幅制御は、例えば単一または複数の排他的論理和回路やディジタル乗算器によって実現され、振幅制御量は特定周波数成分信号に乗じる係数によって与えられる。位相／振幅制御器１３の位相制御量（位相シフト量）や振幅制御量（係数）は、透かし情報１０２に従って制御する。
【００７４】
一方、特徴量抽出器１２により埋め込み対象画像信号１０１の特徴量、例えば画像の複雑度を表すアクティビィティが抽出される。特徴量の情報は位相／振幅制御器１３に入力される。位相／振幅制御器１３では、入力された特徴量に応じて位相制御量（位相シフト量）や振幅制御量（係数）が制御される。なお、特徴量抽出器１２は必須ではなく、省略してもよい。
【００７５】
位相／振幅制御器１３によって位相制御や振幅制御を受けた特定周波数成分信号は、ディジタル加算器からなる透かし情報重畳部１４に埋め込み信号として供給され、埋め込み対象画像信号１０１に重畳される。すなわち、特定周波数成分抽出器１１によって抽出された特定周波数成分信号は、位相／振幅制御器１３によって電子透かし埋め込み装置に固有の位相制御及び振幅制御を受けると共に、位相制御量及び振幅制御量の一方または両方が透かし情報１０２によって制御される。この結果、透かし情報重畳部１４においては透かし情報１０２が埋め込み対象画像信号１０１に埋め込まれた透かし埋め込み済画像１０３が生成される。
【００７６】
特定周波数成分抽出器１１によって抽出され、かつ位相／振幅制御器１３によって位相制御や位相制御が施された特定周波数成分信号は、複数チャネル存在してもよい。その場合、複数チャネルの特定周波数成分信号が透かし情報重畳部１４において埋め込み対象画像信号１０１に重畳される。
【００７７】
こうして得られた透かし埋め込み済画像信号１０３は、例えばＤＶＤシステムのようなディジタル画像記録再生装置によって記録媒体に記録され、あるいはインターネット、放送衛星、通信衛星等の伝送媒体を介して伝送される。
【００７８】
（電子透かし検出装置について）  
次に、図２０を用いて透かし埋め込み済画像信号から透かし情報を検出する電子透かし検出装置について説明する。図２０の電子透かし検出装置には、図１９に示した電子透かし埋め込み装置によって生成され、かつ記録媒体あるいは伝送媒体を介して受信される透かし埋め込み済画像信号２０１が入力される。ここで、透かし情報としてディジタル信号の”１”または”０”が埋め込まれているとする。
【００７９】
透かし埋め込み済画像信号２０１は、スケーリングユニット２０と直交変換器２２Ａに入力される。スケーリングユニット２０は、周波数領域のディジタルフィルタによって構成され、透かし埋め込み済画像信号２０１を図１９の電子透かし埋め込み装置内のスケーリングユニット１０と同様に特定のスケーリング率によりスケーリングすることによって、スケーリング画像信号を生成する。スケーリングユニット２０から出力されるスケーリング画像信号は、特定周波数成分抽出器２１に入力される。
【００８０】
特定周波数成分抽出器２１は、図１９に示した電子透かし埋め込み装置内の特定周波数成分抽出器１１と同じ周波数領域のディジタルフィルタ、例えば所定のカットオフ周波数を有するローパスフィルタやハイパスフィルタ、あるいは所定の通過域中心周波数を有するバンドパスフィルタを含み、透かし埋込済み画像信号２０１から特定の周波数成分、例えば比較的高い周波数成分を抽出し、特定周波数成分信号を出力する。特定周波数成分抽出器２１は、透かし埋め込み済み画像信号２０１から全ての周波数成分を抽出してもよい。
【００８１】
透かし埋め込み済画像信号２０１及び特定周波数成分抽出器２１からの特定周波数成分信号は、それぞれ直交変換器２２Ａ及び２２Ｂにより直交変換が施される。直交変換器２２Ａ及び２２Ｂからは、振幅成分と位相成分が分離して出力される。直交変換器２２Ａ及び２２Ｂから出力される振幅成分は、それぞれ可変振幅圧縮器２３Ａ及び２３Ｂを経て合成器２４に入力される。直交変換器２２Ａ及び２２Ｂから出力される位相成分は、合成器２４に直接入力される。従って、透かし埋め込み済画像信号２０１及び特定周波数成分抽出器２１からの特定周波数成分信号の各々の直交変換後の信号は、合成器２４によって複素合成される。可変振幅圧縮器２３Ａ及び２３Ｂについては、第１の実施形態で説明した通りである。
【００８２】
合成器２４からは、合成された信号の振幅成分と位相成分が分離して出力される。合成器２４から出力される振幅成分は、可変振幅圧縮器２５を経て直交変換器２６に入力される。合成器２４から出力される位相成分は、直交変換器２６に直接入力される。直交変換器２６は、入力された振幅成分及び位相成分からなる信号に対して第２直交変換を行う。第２直交変換は直交変換器２２Ａ及び２２Ｂでの第１変換と同じ変換か、または第１直交変換の逆変換であり、例えば第１変換として高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いた場合には、直交変換器２６は第２直交変換としてＦＦＴまたは逆ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）を行う。
【００８３】
直交変換器２６からの出力信号は、推定器２７に入力される。推定器２７では、透かし埋め込み済画像信号２０１に埋め込まれている透かし情報が推定され、推定された透かし情報２０２が出力される。
【００８４】
（電子透かし検出の手順）  
次に、図２１に示すフローチャートを用いて本実施形態に電子透かし検出方法の手順について説明する。
【００８５】
まず、透かし埋め込み済画像信号２０１にスケーリング（拡大／縮小）処理を施し（ステップＳ２０）、次いでスケーリング画像信号から特定周波数成分のみ抽出し、特定周波数成分信号を出力する（ステップＳ２１）。透かし埋め込み済画像信号２０１及び特定周波数成分信号に対して、直交変換器２２Ａ及び２２Ｂにより第１直交変換、例えばＦＦＴを施す（ステップＳ２２Ａ及びＳ２２Ｂ）。
【００８６】
ステップＳ２２Ａ及びＳ２２Ｂによって得られる振幅成分に対して、振幅の大きさや周波数に応じて変化する圧縮特性で振幅圧縮を行う（ステップＳ２３Ａ及び２３Ｂ）。振幅圧縮後の２つの振幅成分をステップＳ２２Ａ及びＳ２２Ｂによって得られる位相成分と共に複素合成する（ステップＳ２４）。
【００８７】
ステップＳ２４による合成後の信号の振幅成分に対するに対して、振幅の大きさや周波数に応じて変化する圧縮特性で振幅圧縮を行う（ステップＳ２５）。次に、ステップＳ２５による振幅圧縮後の信号に対して第２直交変換、例えば第１直交変換がＦＦＴの場合はＦＦＴまたは逆ＦＦＴを行う（ステップＳ２６）。第２直交変換後の信号（位相限定相関値）から透かし情報を推定し、透かし情報２０２を出力する（ステップＳ２７）。推定器２７における透かし情報の推定方法は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００８８】
このように第２の実施形態によると、透かし埋め込み済画像信号からスケーリングを経て特定周波数成分信号を抽出し、この特定周波数成分信号と透かし埋め込み済画像信号との位相限定相関値に対して、相互相関により透かし情報を検出する。この場合、特定周波数成分信号の位相シフト量を変化させながら相関演算を行うことで、相互相関値のピークが探索できるので、スケーリング攻撃を受けた埋め込み済み画像信号からも容易に透かし情報の検出を行うことが可能となる。さらに、電子透かし埋め込み装置側でスケーリングを行っている場合、それに対応して透かし情報の検出を良好に行うことができる。
【００８９】
第２の実施形態におけるスケーリング（拡大／縮小）処理は、原画像との相関を低減するような他の画像処理に置き換えることもできる。
【００９０】
ここまで記載してきた電子透かし検出装置は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、図４あるいは図２１で説明した電子透かし検出の処理は、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサに電子透かし検出プログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、電子透かし検出装置は上記のプログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。また、透かし埋め込み済画像信号の獲得は、上記のコンピュータ装置に内蔵あるいは外付けされたメモリ、ハードディスクもしくはＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒなどの記憶媒体などを適宜利用して実現することができる。
【００９１】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、ディジタルＶＴＲまたはＤＶＤシステムのような、ディジタル画像データを記録及び再生する装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子透かし埋め込み装置のブロック図
【図２】第１の実施形態における位相／振幅制御器での位相シフトについて説明する図
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電子透かし検出装置を示すブロック図
【図４】第１の実施形態における電子透かし検出手順を示すフローチャート
【図５】第１の実施形態における相関値のピーク探索と透かし情報検出例を示す図
【図６】位相限定相関について説明するための図
【図７】振幅圧縮器の第１の具体例を示すブロック図
【図８】図７の振幅圧縮器の圧縮特性の一例を示す図
【図９】図８の圧縮特性に対応して図７を簡略化した振幅圧縮器を示すブロック図
【図１０】振幅圧縮器の第２の具体例を示すブロック図
【図１１】図１０の振幅圧縮器の圧縮特性の一例を示す図
【図１２】図１１の圧縮特性に対応して図１０を簡略化した振幅圧縮器を示すブロック図
【図１３】図１０の振幅圧縮器の圧縮特性の他の例を示す図
【図１４】図１３の圧縮特性に対応して図１０を簡略化した振幅圧縮器を示すブロック図
【図１５】図１０の振幅圧縮器の圧縮特性の別の例を示す図
【図１６】図１０の振幅圧縮器の圧縮特性のさらに別の例を示す図
【図１７】振幅圧縮器の第３の具体例を示すブロック図
【図１８】振幅圧縮器の第４の具体例を示すブロック図
【図１９】本発明の第２の実施形態に係る電子透かし埋め込み装置のブロック図
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る電子透かし検出装置を示すブロック図
【図２１】第１の実施形態における電子透かし検出手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００９４】
１０・・・スケーリングユニット；
１１・・・特定周波数成分抽出器；
１２・・・特徴量抽出器；
１３・・・位相／振幅制御器；
１４・・・透かし情報重畳器；
１５・・・スケーリングユニット；
２０・・・スケーリングユニット；
２１・・・特定周波数成分抽出器；
２２Ａ，２２Ｂ・・・直交変換器；
２３Ａ，２３Ｂ・・・振幅圧縮器；
２４・・・合成器；
２５・・・振幅圧縮器；
２６・・・直交変換器；
２７・・・推定器
【図１】
2007221549.tif 000007
【図２】
2007221549.tif 000008
【図３】
2007221549.tif 000009
【図４】
2007221549.tif 000010
【図５】
2007221549.tif 000011
【図６】
2007221549.tif 000012
【図７】
2007221549.tif 000013
【図８】
2007221549.tif 000014
【図９】
2007221549.tif 000015
【図１０】
2007221549.tif 000016
【図１１】
2007221549.tif 000017
【図１２】
2007221549.tif 000018
【図１３】
2007221549.tif 000019
【図１４】
2007221549.tif 000020
【図１５】
2007221549.tif 000021
【図１６】
2007221549.tif 000022
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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