(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルオーディオコンテンツに電子透かしを埋め込む方法において、
所定の長さの擬似乱数列を、前記デジタルオーディオコンテンツの聴覚的特性に影響を及ぼさないように最小可聴限界フィルタリングして電子透かしを生成するステップと、
前記電子透かしを前記デジタルオーディオコンテンツに埋め込むステップとを含むことを特徴とする電子透かし埋込み方法。
【請求項２】
前記最小可聴限界は、前記デジタルオーディオコンテンツが再生される時の聴覚が感知することのできる音の最小レベルであり、聴覚が感知することのできる雑音の限界を意味することを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋込み方法。
【請求項３】
前記電子透かしを生成するステップは、
前記デジタルオーディオコンテンツから発生される周波数特性による最小可聴限界を有する聴覚心理モデルを形成するステップと、
前記聴覚心理モデルにより前記擬似乱数列をフィルタリングするステップと、
前記フィルタリングされた擬似乱数列を前記デジタルオーディオコンテンツの一般的な特性を示す合成フィルタ係数を用いてフィルタリングするステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋込み方法。
【請求項４】
前記聴覚心理モデルによる前記擬似乱数列のフィルタリングは、前記デジタルオーディオコンテンツの一般的な周波数特性によって大きさが調節されることを特徴とする請求項３に記載の電子透かし埋込み方法。
【請求項５】
前記デジタルオーディオコンテンツに前記電子透かしを埋め込むステップは、
前記デジタルオーディオコンテンツのエネルギー量を測定するステップと、
前記測定されたエネルギー量によって前記電子透かしの強度を調節するステップと、
前記強度が調節された電子透かしと前記デジタルオーディオコンテンツを互いに合算するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋込み方法。
【請求項６】
前記エネルギー量の測定は、前記デジタルオーディオコンテンツの音量の大きさを用いてなることを特徴とする請求項５に記載の電子透かし埋込み方法。
【請求項７】
前記エネルギー量の測定は、前記デジタルオーディオコンテンツの周波数分布特性を用いてなることを特徴とする請求項５に記載の電子透かし埋込み方法。
【請求項８】
デジタルオーディオコンテンツから電子透かしを抽出する方法において、
前記デジタルオーディオコンテンツから発生される周波数特性による最小可聴限界を有する聴覚心理モデルを形成して所定の長さの擬似乱数列から電子透かしを生成するステップと、
前記電子透かしと前記デジタルオーディオコンテンツとの間の相関関係を測定して電子透かしの埋込みを抽出するステップとを含むことを特徴とする電子透かし抽出方法。
【請求項９】
前記電子透かしの生成ステップの後に、互いに隣接するデジタルオーディオコンテンツから該当デジタルオーディオコンテンツに対する信号処理の有無を感知して前記電子透かしの長さを調節するステップをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の電子透かし抽出方法。
【請求項１０】
前記電子透かしの生成ステップは、
前記デジタルオーディオコンテンツから発生される周波数特性による最小可聴限界を有する聴覚心理モデルを形成するステップと、
前記聴覚心理モデルにより前記擬似乱数列をフィルタリングして前記電子透かしを生成するステップとを含むことを特徴とする請求項９に記載の電子透かし抽出方法。
【請求項１１】
前記電子透かしの長さを調節するステップは、
前記隣接するデジタルオーディオコンテンツに対して電子透かしの埋込み時になされた信号処理に対して再び元来の形態に復元するステップと、
前記復元された隣接するデジタルオーディオコンテンツ間の相関情報を抽出するステップと、
前記相関情報によって前記電子透かしをリサンプリングするステップとを含むことを特徴とする請求項１０に記載の電子透かし抽出方法。
【請求項１２】
前記抽出ステップの後に、前記相関情報を強化するためのステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子透かし抽出方法。
【請求項１３】
前記復元ステップは、逆自己回帰フィルタによりなることを特徴とする請求項１１に記載の電子透かし抽出方法。
【請求項１４】
前記相関情報を強化するステップは、調和平均の計算を行うことを特徴とする請求項１２に記載の電子透かし抽出方法。
【請求項１５】
前記電子透かしの埋込みを検出するステップは、
前記隣接するデジタルオーディオコンテンツに対して電子透かしの埋込み時になされた信号処理に対して再び元来の形態に復元するステップと、
前記復元されたデジタルオーディオコンテンツ中における前記電子透かしの成分を強化するためのステップと、
前記長さが調節された電子透かしと前記デジタルオーディオコンテンツにおける電子透かしが強化された二つの信号間の相関情報を計算するためのステップと、
前記計算された抽出された相関情報をフィルタリングして前記デジタルオーディオコンテンツの周期的な性質を除去し、電子透かし相関情報を抽出するステップとを含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子透かし抽出方法。
【請求項１６】
前記電子透かし検出ステップの後に、前記抽出された電子透かし相関情報から電子透かしの埋込みの有無を判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の電子透かし抽出方法。
【請求項１７】
デジタルオーディオコンテンツに電子透かしを埋め込む装置において、
所定長さの擬似乱数列を、前記デジタルオーディオコンテンツの聴覚的特性に影響を及ぼさないように最小可聴限界フィルタリングして電子透かしを生成する手段と、
前記電子透かしを前記デジタルオーディオコンテンツに埋め込む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１８】
前記電子透かしの生成手段は、
前記デジタルオーディオコンテンツから発生される周波数特性を分析して最小可聴限界係数を有する聴覚心理モデル、
前記聴覚心理モデルにより前記擬似乱数列をフィルタリングするための手段と、
前記フィルタリングされた擬似乱数列を前記デジタルオーディオコンテンツの一般的な特性を示す合成フィルタ係数を用いてフィルタリングするための手段とを含むことを特徴とする請求項１７に記載の電子透かし埋込み装置。
【請求項１９】
前記聴覚心理モデルによる前記擬似乱数列のフィルタリングは、前記デジタルオーディオコンテンツの一般的な周波数特性によって大きさが調節されることを特徴とする請求項１８に記載の電子透かし埋込み装置。
【請求項２０】
前記電子透かしの埋込み手段は、
前記デジタルオーディオコンテンツのエネルギー量を測定する手段と、
前記測定されたエネルギー量によって前記電子透かしの強度を調節する手段と、
前記強度が調節された電子透かしと前記デジタルオーディオコンテンツを互いに合算する手段とを含むことを特徴とする請求項１７に記載の電子透かし埋込み装置。
【請求項２１】
前記エネルギー量の測定手段は、前記デジタルオーディオコンテンツの音量の大きさを測定することを特徴とする請求項２０に記載の電子透かし埋込み装置。
【請求項２２】
前記エネルギー量の測定手段は、前記デジタルオーディオコンテンツの周波数分布特性を測定することを特徴とする請求項２０に記載の電子透かし埋込み装置。
【請求項２３】
デジタルオーディオコンテンツから電子透かしを抽出する装置において、
前記デジタルオーディオコンテンツから発生される周波数特性を分析し最小可聴限界を有する聴覚心理モデルを形成して所定の長さの疑似乱数列から電子透かしを生成する手段と、
前記電子透かしと前記デジタルオーディオコンテンツとの間の相関関係を測定して電子透かしの埋込みを検出する手段とを含むことを特徴とする電子透かし抽出装置。
【請求項２４】
互いに隣接するデジタルオーディオコンテンツから該当デジタルオーディオコンテンツに対する信号処理の有無を感知して前記電子透かしの長さを調節する手段をさらに含み、前記長さが調節された電子透かしが前記検出手段に入力されることを特徴とする請求項２３に記載の電子透かし抽出装置。
【請求項２５】
前記電子透かしの長さ調節手段は、
前記隣接するデジタルオーディオコンテンツに対して電子透かしの埋込み時になされた信号処理に対して再び元来の形態に復元する手段と、
前記復元された隣接するデジタルオーディオコンテンツ間の相関情報を抽出する手段と、
前記相関情報によって前記電子透かしをリサンプリングする手段とを含むことを特徴とする請求項２４に記載の電子透かし抽出装置。
【請求項２６】
前記抽出手段により得られた前記相関情報を強化するための手段をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の電子透かし抽出装置。
【請求項２７】
前記復元手段は、逆自己回帰フィルタであることを特徴とする請求項２４に記載の電子透かし抽出装置。
【請求項２８】
前記相関情報の強化手段は、調和平均の計算を行うことを特徴とする請求項２６に記載の電子透かし抽出装置。
【請求項２９】
前記電子透かしの埋込み検出手段は、
前記隣接するデジタルオーディオコンテンツに対して、電子透かしの埋込み時になされた信号処理に対して再び元来の形態に復元する手段と、
前記復元されたデジタルオーディオコンテンツ中における前記電子透かしの成分を強化するための手段と、
前記長さが調節された電子透かしと前記デジタルオーディオコンテンツにおける電子透かしが強化された二つの信号間の相関情報を計算するための手段と、
前記計算された抽出された相関情報をフィルタリングして前記デジタルオーディオコンテンツの周期的な性質を除去し、電子透かし相関情報を抽出する手段とを含むことを特徴とする請求項２５に記載の電子透かし抽出装置。
【請求項３０】
前記抽出された電子透かし相関情報から電子透かしの埋込みの有無を判断する手段をさらに含むことを特徴とする請求項２９に記載の電子透かし抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、デジタルコンテンツに対する電子透かしの埋込みと抽出方法に関し、特に周期的特性が強く、小さい変化にもコンテンツの品質により影響を受けやすいデジタルオーディオコンテンツに対する電子透かしの埋込みと、電子透かしが埋め込まれたデジタルオーディオコンテンツに対する信号処理攻撃が加えられて、元来のコンテンツが歪曲された状態である場合においても、電子透かしを抽出することができるようにしたデジタルオーディオコンテンツに対する電子透かしの埋込み／抽出方法及びこれを用いた埋込み／抽出装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
デジタルオーディオコンテンツに対する電子透かしの埋込み／抽出に対しては、Ｌａｕｒｅｎｃｅ ｅｔ ａｌ．の“Ｄｉｇｉｔａｌ Ｗａｔｅｒｍａｒｋｓ ｆｏｒ Ａｕｄｉｏ Ｓｉｇｎａｌｓ”（Ｌａｕｒｅｎｃｅ Ｂｏｎｅｙ，Ａ．Ｈ．Ｔｅｗｆｉｋ，ａｎｄ Ｋ．Ｎ．Ｈａｍｄｙ，ｉｎ Ｐｒｏｃ．１９９６ ＩＥＥＥ Ｉｎｔ．Ｃｏｎｆ．Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｈｉｒｏｓｈｉｍａ，Ｊａｐａｎ，Ｊｕｎｅ １７−２３，１９９６，ｐｐ．４７３−４８０）において、心理音響モデルを用いた電子透かしの埋込みに対しては、Ｓｗａｎｓｏｎ ｅｔ ａｌ．の“Ｒｏｂｕｓｔ ｄａｔａ ｈｉｄｉｎｇ ｆｏｒ ｉｍａｇｅｓ”（Ｍ．Ｄ．Ｓｗａｎｓｏｎ，Ｂ．Ｚｕ，ａｎｄ Ａ．Ｈ．Ｔｅｗｆｉｋ，ｉｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｈｉｄｉｎｇ：Ｓｅｃｏｎｄ Ｉｎｔ．Ｗｏｒｋｓｈｏｐ（Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ），ｖｏｌ．１５２５，Ｄ．Ａｕｃｓｍｉｔｈ，Ｅｄ．Ｂｅｒｌｉｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，１９９８，ｐｐ．１６９−１９０）において提案された。
【０００３】
Ｌａｕｒｅｎｃｅ ｅｔ ａｌ．及びＳｗａｎｓｏｎ ｅｔ ａｌ．により開示されている電子透かしの埋込み方法は既に一般化した技術であり、Ｌａｕｒｅｎｃｅｅｔ ａｌ．により開示される技術は、オーディオコンテンツをフレーム毎に分析しなければならないため、ＭＰ３エンコーダ並みの多くの計算量とメモリを必要とし、現実的に商品化し難い。
【０００４】
また、電子透かし関連研究において最も広く用いられる相関度を用いた電子透かし検出方法としては、Ｃｏｘ ｅｔ ａｌ．の“Ａ Ｓｅｃｕｒｅ Ｒｏｂｕｓｔ Ｗａｔｅｒｍａｒｋ ｆｏｒ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ”（Ｉ．Ｊ．Ｃｏｘ，Ｊ．Ｋｉｌｉａｎ，Ｔ．Ｌｅｉｇｈｔｏｎ，ａｎｄ Ｔ．Ｓｈａｍｏｏｎ ｉｎ Ｒ．Ｊ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ，Ｅｄ．，“Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｈｉｄｉｎｇ：Ｆｉｒｓｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ”ｉｎ Ｌｅｃｔｕｒｅ Ｎｏｔｅｓ ｉｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，ｖｏｌ．１１７４，Ｂｅｒｌｉｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，１９９６，ｐｐ．１８３−２０６）と、“Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ ｆｏｒ Ｉｍａｇｅｓ，Ａｕｄｉｏ，ａｎｄ Ｖｉｄｅｏ”（Ｉ．Ｊ．Ｃｏｘ，Ｊ．Ｋｉｌｉａｎ，Ｔ．Ｌｅｉｇｈｔｏｎ，ａｎｄ Ｔ．Ｓｈａｍｏｏｎ ｉｎ Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ Ｉｎｔ，Ｃｏｎｆ，Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＩＣＩＰ’９６），Ｌａｕｓａｎｎｅ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ，Ｓｅｐｔ．１６−１９，１９９６，ｐｐ．２４３−２４６）の研究において用いた方法と同様であるが、オーディオコンテンツが有している周期的特性により、単純な相関度のみでは、コンテンツが攻撃を受けた後に電子透かしの検出率が顕著に低下される問題点が現れる。
【０００５】
さらに、デジタルオーディオは、特性上周辺信号の大きさと極めて密接な関係を有している。従って、オーディオそのものの信号波形を見ると、互いに異なる周波数を有する正弦波（サイン曲線やコサイン曲線）の和で構成されている。即ち、正弦波は周期関数であって周期的特性を有しているため、デジタルオーディオの品質に損傷を与えない強度で電子透かしを埋め込まなければならないので、オーディオの周期的特性に相関情報が隠れてしまい、感知されない場合がしばしば発生する。
【０００６】
国際公開特許ＷＯ９８０３０１４は、先に指摘した問題点を解決するための方案として、デジタルコンテンツ信号と電子透かしとの相関関数を求める前に、電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツ信号と電子透かし信号を予測フィルタでフィルタリングして電子透かし情報を強化する改善案を提案した。前記国際公開特許においては、デジタルコンテンツと電子透かしを相関させ、その相関結果を評価する評価ステップを含む情報信号に埋め込まれた電子透かしを感知する方法を開示する。この時、デジタルコンテンツの特性を考慮して、電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツと電子透かしを予測フィルタリングし、相関ステップをフィルタリングされた信号及びフィルタリングされた電子透かしに適用するようにする電子透かし検出方法を開示している。
【０００７】
しかし、前記公開特許においては、イメージを対象として実行例を説明しているが、イメージの場合は、オーディオに比して周期性が少なく、電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツの予測フィルタでフィルタリングする方法は、多くの計算時間を要求するため、実時間の適用が要求されるシステムには適用することができない。
【０００８】
（発明の開示）
従って、本発明の目的は、前記のような問題点を解決しようとするものであり、オーディオ音質に影響を与えず、且つ実時間で電子透かしの埋込みと抽出が可能な方法及びこれを用いた装置を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、全ての電子透かしの埋込み／抽出動作が実時間で処理可能であり、ＭＰ３プレーヤーのような携帯用装置（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）にも適用することができるデジタル電子透かしの埋込み／抽出方法及びこれを用いた装置を提供することである。
【００１０】
本発明のまた他の目的は、人の聴覚的認知能力で区分できない領域を用いて電子透かしを設計し、これを埋め込む電子透かしの埋込み方法とこれを用いた装置を提供することである。
【００１１】
前記における電子透かしの埋込みは、時空間（ｔｉｍｅ−ｓｐａｔｉａｌ ｓｐａｃｅ）領域においてなされ、電子透かしを埋め込む前に、本発明で提案するデジタルオーディオ心理音響モデルであるオーディオコンテンツの最小可聴限界曲線（Ａｕｄｉｏ Ａｂｓｏｌｕｔｅ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｈｅａｒｉｎｇ）を用いてマスキングする方法を提供する。
【００１２】
本発明のまた他の目的は、デジタルオーディオの本質的な特性である周期的特性を排除し、埋め込まれた電子透かしを検出することができる方法及びこれを用いた装置を提供することである。
【００１３】
前記のような目的を達成するために、本発明によるデジタルオーディオコンテンツに電子透かしを埋め込む方法は、
【００１４】
所定長さの擬似乱数列を、前記デジタルオーディオコンテンツの聴覚的特性に影響を及ぼさないように最小可聴限界フィルタリングして電子透かしを生成するステップと、電子透かしをデジタルオーディオコンテンツに埋め込むステップとを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明によるデジタルオーディオコンテンツから電子透かしを抽出する方法は、デジタルオーディオコンテンツから発生される周波数特性による最小可聴限界を有する聴覚心理モデルを形成して所定の長さの擬似乱数列から電子透かしを生成するステップと、互いに隣接するデジタルオーディオコンテンツから該当デジタルオーディオコンテンツに対する信号処理の有無を感知して電子透かしの長さを調節するステップと、長さが調節された電子透かしとデジタルオーディオコンテンツとの間の相関関係を測定して電子透かしの埋込みを検出するステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
前記の本発明による電子透かしの検出方法における電子透かしの検出ステップは、第一に、デジタルコンテンツに加えられた信号処理が電子透かしの強度及び遅延にどのぐらい影響するかを判断する。特に、電子透かしの一部が消えた場合は、これに対する対処がなされなければ、成功的に電子透かしを抽出することができないため極めて重要である。
【００１７】
第二に、デジタルオーディオデータに埋め込まれている電子透かしの信号を強化しなければならない。電子透かしがデジタルコンテンツの音質や音色に影響を及ぼすと、いくら成功的に電子透かしを識別することができるとしても、無意味なものになる。結局、電子透かし信号は、微細に信号に埋め込まれるしかないため、微細な電子透かし信号を強化しなければならない。
【００１８】
第三に、電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツと電子透かしとの相互相関関数から電子透かしの識別信号のみを選別的に抽出しなければならない。電子透かし信号を抽出する過程において、必然的にコンテンツ信号と電子透かし信号との相関性により正確な抽出が難しくなる。従って、埋め込まれた電子透かしと電子透かし信号との相互相関関数で発生される信号からオーディオの周期的特性を除去する信号処理技法を用いた電子透かし検出方法を用いる。
【００１９】
本発明においては、デジタルオーディオのように周期性が強い信号に埋め込まれた電子透かしを効果的に感知することができる方案として、単純且つ簡単な処理方法を用いて高速に抽出することができる方式を提供する。この抽出方式は、オーディオ信号処理（アナログ−デジタル変換、サンプリング率の変換、リニアスピード変換、損失圧縮、反響の埋込み等）等の攻撃を受けた後にも、オーディオコンテンツの質的低下がオーディオの商品的価値を維持する限り、埋め込まれた情報の抽出が可能である。
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明によるデジタルオーディオコンテンツ著作権の保護及びコピー防止のための電子透かしの埋込み／抽出方法、及びこれを用いた装置をより具体的に説明する。
【００２１】
（発明を実施するための最良の形態）
先ず、本発明によるデジタルオーディオコンテンツに対する電子透かしの埋込み／抽出方法及びこれを用いた装置において、デジタルオーディオコンテンツに対する電子透かしの埋込み方法及びこれを用いた装置について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明による電子透かしの埋込み装置の構成を概念的に示すブロック図である。図１における１００は、デジタルコンテンツの特性を考慮して聴覚的な品質に最小限の影響のみを及ぼすようにするための電子透かしを設計するための電子透かし設計部であり、２００は、電子透かし設計部で生成された電子透かしを入力されるデジタルコンテンツに埋め込むための電子透かし埋込み部である。
【００２３】
電子透かし設計部２００は、擬似乱数列（ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）ｐｎ（ｎ）２が入力されて対象デジタルコンテンツｓｊ（ｎ）３の聴覚的な品質に最小限の影響を及ぼすことのないように電子透かしｗ（ｎ）５を設計する。設計された電子透かしは、電子透かし埋込み部２００により入力されるデジタルコンテンツｓｊ（ｎ）のエネルギーの量に合わせて調節され、デジタルコンテンツに加算されて電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツｓｍｊ（ｎ）を提供する。
【００２４】
図２は、図１における電子透かし設計部１００の概略的な構成を示すブロック図であり、入力された擬似乱数列ｐｎ（ｎ）２からデジタルコンテンツｓｊ（ｎ）と融和され得る電子透かしを設計する構成を図式化したものである。電子透かし設計部１００は、聴覚（視覚）心理モデル１１０と、認知限界帯域フィルタ（最小可聴限界フィルタ）１２０と、埋込み対象であるデジタルコンテンツの特性を模写するための主信号模写フィルタ１３０とを含む。
【００２５】
電子透かし設計部１００に入力される擬似乱数列ｐｎ（ｋ）は、認知限界帯域フィルタ１２０により、聴覚心理モデル１１０から提供されるモデルを用いてフィルタリングされた信号ｘ（ｎ）に変換される。その信号ｘ（ｎ）がデジタルコンテンツの特性と類似する性質の電子透かしを作るように、デジタルコンテンツの一般的な特性を示す合成フィルタ係数ａｉを用い、主信号模写フィルタ１３０を経て信号ｗ（ｎ）が提供される。この時、認知限界帯域フィルタ１２０は、オーディオ信号に対する統計的分析で算出した曲線で、音楽を聞く時の人の最小可聴限界曲線をいう。
【００２６】
通常、最小可聴限界とは、静かな時聴覚が感知することができる音の最小レベルであり、静かな時に聴覚が感知することのできる雑音の限界を意味する。図９に示すグラフ中のＡは、この静かな時の最小可聴限界を示すものであり、音の周波数（音の高低）によって異なる。即ち、同じ音量であっても、周波数の位置によって聞こえることも、また聞こえないこともある。
【００２７】
しかし、本発明において意図しようとすることは、前記のような一般的な概念としての最小可聴限界に対するものでなく、通常音楽が演奏される時に示される最小可聴限界を意味するものである。即ち、図９のグラフＢのように、互いに異なるジャンルの音楽に対する周波数の分布を分析した結果として、最小限音楽が演奏される時に聴覚が感知することのできる雑音の限界を意味するものである。
【００２８】
このような基本的な用語に対する仮定下に、前記の過程を数学式で展開すると次のとおりである。
【数１】
0003905473.tif 000002
（１） を（２）に代入すれば、
【数２】
0003905473.tif 000003
となる。ここで、ａｉは、自己回帰モデル（ａｕｔｏ−ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ（ＡＲ）ｍｏｄｅｌ）、移動平均モデル（ｍｏｖｉｎｇ−ａｖｅｒａｇｅ（ＭＲ）ｍｏｄｅｌ）、自己回帰移動平均モデル（ａｕｔｏ−ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ ｍｏｖｉｎｇ−ａｖｅｒａｇｅ（ＡＲＭＡ）ｍｏｄｅｌ）等の模型を用いデジタルコンテンツの特性を抽出して得られる。
【００２９】
また、ａｐｍ（ｋ）は、心理音響モデル１１０として用いられるデジタルオーディオの最小可聴限界フィルタ係数であり、心理音響モデルの最小可聴限界をデジタルオーディオに汎用的に用いるために、オーディオ信号から発生される周波数特性を分析して修正したものである。図９に示すグラフＢは、総２０曲余りの多様なオーディオの周波数形態を分析して作ったものであって、オーディオの最小限界曲線を示しており、該当グラフは次の式Ｙ＝Ｐ（１）ｘ７＋Ｐ（２）ｘ６＋…＋Ｐ（７）ｘ＋Ｐ（８）（Ｐ：係数）で表され、Ｐは周波数帯による限界音量を示す係数値を意味するものであり、次の［１．０５６８０１７４２６０６８３８ｅ−０２６，−７．２１４３３２６０２３６１３５８ｅ−０２２，１．８０９１２６５７２７６１６３１ｅ−０１７，−１．９４１５０２５９８２６７３０７ｅ−０１３，５．９８２８１３６２３９５１１６９ｅ−０１０，４．２１１５６０３７２４３３６２７ｅ−００６，−３．４２０５９４７３７５８７４１９ｅ−００２，８．５３３０６５０８３３４８８４１ｅ＋００１］値を有する。前記係数値は例示のためのものであり、オーディオの特性によって可変され得る。
【００３０】
聴覚心理モデル１１０は、擬似乱数列ｐｎ（ｋ）がデジタルコンテンツに埋め込まれる時に聴覚的にコンテンツの品質を変形させて、電子透かしが埋め込まれない信号に識別されることを防ぐ役割をする。一般に、人間の耳は、スペクトル分析器（周波数を分解する機器）と同じ役割をするが、３ｋＨｚ〜５ｋＨｚ帯域の周波数で発生する音には極めて敏感に反応し、１０ｋＨｚ以上の帯域の周波数の音はほとんど区分できない特性を有する。
【００３１】
聴覚心理モデル１１０は、まさしくこのような耳の周波数分解特性を用いて作られたモデルであり、擬似乱数列をオーディオに埋め込む時、埋め込まれた情報によりオーディオ音質の低下を最小化するためには、擬似乱数列の周波数を心理音響モデルで分析されたオーディオの最小可聴限界曲線でマスキングする。マスキングは、人間の耳に敏感な符号の信号は弱く調節し、鈍感な周波数帯域は元来の大きさ又はそれ以上の成分を埋め込ませる。
【００３２】
また、聴覚心理モデル１１０は、デジタルコンテンツと埋め込まれる電子透かし信号ｗ（ｎ）が、デジタルコンテンツとコンテンツの品質の保存を維持しながら、デジタル信号処理に強靭な特性を有するようにする。このような特性は、聴覚心理モデル１１０を用いて擬似乱数列をマスキングする時、オーディオの周波数特性によって信号の大きさが調節されるため、たとえ一部分の周波数成分が除去されても、残りの部分の成分で電子透かしを十分に検出することができるように補う。
【００３３】
しかも、聴覚心理モデル１１０は、ほとんどの損失圧縮（ＭＰ３、ＡＡＣ、ＷＭＡ）を通じたファイルの変換時に用いられている装置であるため、電子透かし情報の損失を最小化するようにする。より簡略な電子透かし過程を必要とする時は、聴覚心理モデル１１０は省略してもよい。この過程は、電子透かしとオーディオ信号の特徴をできるだけ同一の形態に変調するためのものであり、計算可能容量の限界がある場合は、省略してもよい。
【００３４】
電子透かし設計部１００から生成された電子透かし信号ｗ（ｎ）５は、電子透かし埋込み部２００に入力され、デジタルコンテンツに電子透かしが埋め込まれた信号が最終的に出力される。これを、図３に示す電子透かし埋込み部２００の構成を参照して検討する。電子透かし埋込み部２００は、デジタルコンテンツ信号ｓｊ（ｎ）３のエネルギー量を測定して埋め込まれる電子透かしの強度ｇ；９を計算するための利得計算器２１０と、利得計算器２１０により得られた強度によって埋め込まれる電子透かしｗ（ｎ）５の大きさを調節する電子透かし強度調節器２２０と、強度が調節された電子透かしｇ・ｗ（ｎ）１０とデジタルコンテンツ信号を互いに合算して、電子透かしが埋め込まれたデジタルオーディオコンテンツｓｍｊ（ｎ）６を出力する電子透かし信号合算器２３０とを含む。
【００３５】
利得計算器２１０は、デジタルコンテンツのエネルギー量を音量の大きさ又は周波数分布特性を用いて測定する。音量の大きさは音楽の音の大きさであって、フレーム毎の最大値が基準になり、周波数分布はオーディオが表している周波数の範囲で、オーディオを構成する周波数が全帯域に均一に分布されているか、特定部分に局限されているかによるエネルギー量を測定する。
【００３６】
これをより具体的に記述すると、電子透かしの埋込み強度の決定時に考慮される事項はオーディオ音量の大きさであって、オーディオ音量の大きさに比例して電子透かしの強度が変わらなければ音質の損傷を減らすことができない。このために、フレームサイズほどのオーディオデータを持ってきてフレームサイズをＮで分ける。Ｎで分ける理由は、フレームサイズが大き過ぎてオーディオ音量の差異が大き過ぎ、電子透かしの強度が大きくなることを防止するためである。例えば、１４７０個のフレームサイズは、１４７個のサブフレームサイズで分けてそれぞれのサブフレームサイズの最大値を基準にして電子透かしの強度を決定する。
【００３７】
また、オーディオはジャンル別に周波数の分布範囲が異なるため、電子透かしの強度を単純に音量の大きさのみを用いて決定すると、ある音楽には極めて微細に、ある音楽には極めて強く埋め込まれる。従って、音楽のジャンルを考慮して周波数の分布範囲を用いて電子透かしの強度を決定する。
前記のような構成を有する電子透かし埋込み部２００における処理過程を数式で展開すると、次のとおりである。
ｓｍｊ（ｎ）＝ｓｊ（ｎ）＋ｇ・ｗ（ｎ）     （４）
数式１乃至３を展開すると、次のような数式が得られる。
ｓｊ＝
｛ｓ（ｊＮ＋ｎ），ｎ＝０，１，…，Ｎ−１，ｊ＝０，１，…，Ｊ−１｝（５）
【数３】
0003905473.tif 000004
ｓｍｊ＝｛ｓｍ１，ｓｍ２，…，ｓｍＪ｝    （７）
【００３８】
デジタルコンテンツの全領域に電子透かしが埋め込まれると、最終的に電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツｓｍｊが得られる。ここで、デジタルコンテンツをＮ個の大きさで分けてＪ個で構成する時、Ｎは擬似乱数列の長さになり、Ｊはデジタルコンテンツの長さをＮで分けた整数値になる。本出願においては、オーディオ信号を大きさがＮのフレームで分けて各フレームに電子透かしを埋め込むようになる。電子透かしは擬似乱数列を用いるため、電子透かしの大きさはオーディオのフレームの大きさであるＮになり、従って、Ｊはフレームの個数になる。
【００３９】
以下、前記の図１乃至図３に示す電子透かし埋込み装置により電子透かしが埋め込まれたデジタルオーディオコンテンツに対する電子透かしの抽出方法及びこれを用いた装置について図面を参照して説明する。
【００４０】
図４は、本発明によるデジタルコンテンツに埋め込まれた電子透かし情報を検出するための電子透かし検出装置の構成を概略的に示すブロック図である。図４における電子透かし検出装置は、以前の電子透かし埋込み装置において用いられたものと類似する構成を有する電子透かし設計部３００と、デジタルコンテンツの変調の有無を判断するための信号変化感知部４００と、電子透かし設計部３００における電子透かしとデジタルコンテンツに埋め込まれた電子透かしとを比較して電子透かしを検出する検出部５００と、検出結果によって該当情報の認証作業を行う電子透かし情報認証部６００とを含む。
【００４１】
先ず、入力されるデジタルコンテンツに埋め込まれた電子透かしを検出するために、電子透かし設計部３００においては、発生された擬似乱数列を用いて電子透かしｗ（ｎ）５を生成し、これを信号変化感知部４００に伝達する。デジタルコンテンツの場合、電子透かしが埋め込まれる当時と比較して同一の形態で伝達されるか、又は伝達過程等で種々の変形が加えられる場合もある。即ち、デジタルコンテンツに加えられた信号処理が電子透かし情報の一部を除去する場合は、これを識別して電子透かしの検出（感知）に支障が発生しないようにしなければならない。このためには、電子透かしに対するリサンプリング過程を行う。
【００４２】
このため、信号変化感知部４００は、互いに隣接するコンテンツ信号ｓｍｊ（ｎ）とｓｍｊ＋１（ｎ）を用いて、デジタルコンテンツに加えられた信号処理が電子透かし検出部５００に影響を及ぼすか否かを判別する。信号処理が影響を及ぼす場合は、例えばデジタルコンテンツの進行速度を任意に変更した場合や一部の信号を除去した場合は、電子透かしｗ（ｎ）５をリサンプリングしてサンプリングされた電子透かしｗｒ（ｎ）６を電子透かし検出部５００に伝達する。若し、デジタルコンテンツの変調がない場合は、電子透かしの長さには変化がないが、変化が発生すると、電子透かしの長さであるｎが
【外字１】
0003905473.tif 000005
にリサンプリングされる。ここでは、デジタルコンテンツに変調が発生しなかったとの仮定下に、数式と説明を展開する。
【００４３】
電子透かし検出部５００は、電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツ信号ｓｍｊ（ｎ）から電子透かしの感知ｗｒ（ｎ）のために、電子透かし設計部３００で設計された電子透かしｗｒ（ｎ）が入力されてこの二つの信号間の相関情報量ｃ（ｎ）を算出し、算出された相関情報は電子透かし情報認証部６００を通じて電子透かしの埋込みの有無及び埋め込まれた情報を抽出する。前記の構成においては、電子透かし検出部５００と電子透かし情報認証部６００をそれぞれ区分して記述したが、電子透かし検出部５００一つで構成されてもよい。
このような電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツからの検出過程を、図５乃至７を参照してより具体的に説明する。
【００４４】
図５は、電子透かしの検出のための電子透かし設計部を示すものであり、その構成は、図２に示す構成と類似する。ただし、検出装置に含まれる電子透かし設計部３００においては、デジタルコンテンツに埋め込まれる電子透かしの強度を調節する必要がないため、聴覚心理モデル３１０と認知帯域限界フィルタ３２０とで構成される。前記の電子透かし設計部３００の動作は、図２に示す構成と類似するため、詳細な説明は省略する。
【００４５】
図６は、図４における信号変化感知部４００の構成を示す詳細ブロック図である。図６における信号変化感知部４００は、電子透かしがデジタルコンテンツに埋め込まれる時、デジタルコンテンツの特性により変調したため、これを再び逆に変換させるための電子透かし復元フィルタ４１０と、電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツの自己相関情報を測定するための相関情報計算部４２０と、デジタルコンテンツには電子透かしが同一に含まれる点を考慮し、調和平均を用いて相関情報を強化させるための調和平均計算部４３０と、リサンプリング部４４０とで構成される。
【００４６】
信号変化感知部４００においては、デジタルコンテンツの変化の有無を感知するために、隣接する二つのデジタルコンテンツ信号であるｓｍｊ（ｎ）３とｓｍｊ＋１（ｎ）４を入力信号として受信する。前記の二つの信号が入力されると、電子透かし復元フィルタ４１０は、電子透かしがデジタルコンテンツに埋め込まれる時デジタルコンテンツの特性により変調したため、これを再び逆に変換させる過程、即ち、デジタルコンテンツに埋め込まれた電子透かしの信号を元来の埋込み前の状態に還元する過程を行う。しかし、検出過程においては、精巧な電子透かしを設計するか、又は復元しなくても、抽出結果に大きな影響を及ぼさないため、この過程は省略してもよい。
【００４７】
復元過程が完了されると、デジタルコンテンツの信号がどのように変化したかを判断するために、電子透かしを用いず、電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツの自己相関情報を測定して判別する。相関情報計算部４２０は、デジタルコンテンツ信号ｓｍｊ（ｎ）とｓｍｊ＋１（ｎ）との間の相関情報を抽出する。計算後には、調和平均計算部４３０においては、デジタルコンテンツに電子透かしが同一に含まれているため、調和平均（ｅｎｓｅｍｂｌｅ ａｖｅｒａｇｅ）を用いて相関情報を強化させる。
【００４８】
最後に、リサンプリング部４４０においては、電子透かし設計部３００において入力される電子透かしｗ（ｎ）とデジタルコンテンツに含まれた電子透かしとの間の相関関係を考慮し、デジタルコンテンツの変調がない場合は、電子透かしの長さには変化がないが、変化が発生すると、電子透かしの長さであるｎが
【外２】
0003905473.tif 000006
にリサンプリングされた電子透かしｗｒ（ｎ）を出力する。
【００４９】
前記におけるような過程からなる電子透かし間の相関性により発生された不要な情報を除去するための過程を数式で表すと、次のとおりである。
【００５０】
電子透かしが埋め込まれた隣接するデジタルコンテンツ信号ｓｍｊ（ｎ）３とｓｍｊ＋１（ｎ）４を、電子透かし復元フィルタ４１０の一種である逆自己回帰フィルタを通過させれば、次のように復元されたデジタルコンテンツ信号ｘ（ｎ）９とｙ（ｎ）１０が得られる。
【数４】
0003905473.tif 000007
ここで、ｓｍｊ（ｎ）＝ｗ（ｎ）＋ｓｊ（ｎ）であるため、これを式（８）に代入すれば、次の式が得られる。
【数５】
0003905473.tif 000008
ここで、ｓｊ（ｎ）がランダムであり、
【外３】
0003905473.tif 000009
であれば、次のように電子透かし情報と誤差項で表される。
ｘ（ｎ）＝ｗ（ｎ）＋ｅｊ（ｎ）              （１１）
ｙ（ｎ）＝ｗ（ｎ）＋ｅｊ＋１（ｎ）            （１２）
【００５１】
このように得られる二つの信号ｘ（ｎ）とｙ（ｎ）は、相関情報計算部４２０に入力されて相関情報量ｃ３（ｎ）１１が計算される。相関情報の計算後には、これを用いて調和平均計算部４３０で調和平均を求める。調和平均は、オーディオ信号をＮ個の大きさで分け、これらのそれぞれをフレームというが、このようなそれぞれのフレームを足して平均した平均フレームを調和平均といい、次のような式で表される。
【数６】
0003905473.tif 000010
【００５２】
若し、デジタルコンテンツに加えられた信号処理が強度にのみ影響すると、ここで算出された信号ｃ（ｎ）は、初期の埋込み時に用いられた電子透かしの長さ毎に最大値（又は最小値）のピークを求めることができる。例えば、ノイズの追加又はフィルタリングを通じた電子透かし情報を弱くする攻撃のように、デジタルコンテンツの長さには変化がなく、単純なノイズや信号処理攻撃時には、電子透かし信号が埋め込まれる時に用いた電子透かし長さ（Ｎ）の周期でピークが示される。
【００５３】
しかし、ある信号処理がオーディオの長さを増減させたなら、
【外４】
0003905473.tif 000011
の長さ毎にピークが示される。従って、この情報を用いて、電子透かしｗ（ｎ）をリサンプリングして得た電子透かし信号ｗｒ（ｎ）を求める。リサンプリングは、既存に知られた方式を用いればよく、高速処理を所望の場合は、単純にスプライン補間法（ｓｐｌｉｎｅ ｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎ）を用いればよい。
【００５４】
例えば、デジタルコンテンツの間に他のサンプル信号を埋め込んで、電子透かしを見つけられないようにするデジタルコンテンツの長さに変化を与える攻撃（代表的なものとして“ｐｉｔｃｈ ｓｈｉｆｔ”）があり得る。このような場合は、フレームの長さが変わるようになる。例えば、デジタルコンテンツの長さを１０％増加させると、電子透かしを埋め込む時に用いたフレームの大きさをｎとすれば、攻撃を受けた後のフレームの大きさはＮ＊１．１になるため、電子透かしを検出する過程で電子透かしの有無を確認する相関度のピーク値の発生もｎ＊１．１毎に示される。
【００５５】
図７は、図４における電子透かし検出部５００の細部構成を示すブロック図であり、電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツと電子透かしとの相関情報から電子透かしとの一致相関情報量のみを識別して抽出する構成を示すものである。図７における電子透かし検出部５００は、図６における信号変化感知部４００で用いられた電子透かし復元フィルタ４１０と同一の機能を行う電子透かし復元フィルタ４１０と、復元されたデジタルコンテンツ中における電子透かし信号の強度を強化するための調和平均計算部５２０と、信号変化感知部４００からの電子透かしと電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツとの間の相関情報を計算するための相関情報計算器５４０と、計算された相関情報から電子透かし間に発生された信号情報のみを検出するための高周波帯域通過フィルタ５４０とを含む。
【００５６】
前記の構成において、電子透かし復元フィルタ４１０と調和平均計算部４１０は、前述した信号変化感知部４００で用いられたものと同一の機能を行うものであるため、これらのそれぞれに対する説明は省略される。
【００５７】
先ず、電子透かしをオーディオ信号の特性に合わせて変調して埋め込んだ場合は、デジタルコンテンツに対しては電子透かし復元フィルタ過程を経る。数式で表すと、次のとおりである。
【数７】
0003905473.tif 000012
ここで、ｓｍｊ（ｎ）は電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツ信号、ｂｉは復元フィルタ係数である。電子透かしが埋め込まれた信号を強くするために、調和平均計算部５２０においては、デジタルコンテンツの周期性を除去すると同時に、繰り返し埋め込まれた電子透かしを加える。このような計算を通じて電子透かし信号を主信号、デジタルコンテンツ信号をノイズとみなす。この時、デジタルコンテンツ信号ｓｊ（ｎ）がランダムであり、
【外５】
0003905473.tif 000013
であれば、調和平均を通じて電子透かしｘＤ（ｎ）を抽出することができる。
ｘ（ｎ）＝ｗ（ｎ）＋ｓｊ（ｎ）    （１５）
【数８】
0003905473.tif 000014
従って、
【外６】
0003905473.tif 000015
のようになる。
【００５８】
相関情報計算部５３０は、先に図６における相関情報計算部４２０と同一である。この時、電子透かしとの相関情報がデジタルオーディオの周期的特性に隠れてほとんど識別されない。本発明においては、デジタルオーディオの周期的な特性に隠れている電子透かしの相関情報を抽出する方法を提供する。オーディオ信号の周期的な特性は低周波であるのに対し、相関情報は相当な高周波特性を帯びているとの事実を用いて、相関情報をハニングウィンドウ（ｈａｎｎｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ）として高周波帯域フィルタリングにより電子透かし情報のみを抽出する。これを数式で表すと、
【数９】
0003905473.tif 000016
であり、算出された相関情報ｃ（ｎ）を高周波帯域フィルタｈｗ（ｎ）でフィルタリングしてデジタルオーディオの周期的性質を除去し、電子透かし相関情報を抽出する。このように抽出された相関情報ＣＤ（ｎ）は、電子透かし情報と一致する時点で相関量がそうでない場合より遥かに大きい値を示す。
【００５９】
図８は、図４における電子透かし検出部５００から得たＣＤ（ｎ）から電子透かしの埋込みの有無及び情報を抽出する電子透かし情報認証部６００の構成を示す。図８における電子透かし情報認証部６００は、検出された電子透かしにおけるピークを検索するピーク検索部６１０と、検索されたピークによって電子透かしの埋込みの有無を判別する電子透かし判別部６２０とで構成される。
【００６０】
このような構成を有する電子透かし情報認証部６００におけるピーク検索部６１０は、電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツである場合、電子透かしと一致される時点で示される特異解を検出する。即ち、所定の大きさ以上の値、しきい値以上の値を有するピーク値があるか否かを検出する。この時、特異解が示される時点は、埋込み過程で定義された一定の間隔で発生するため、予測が可能である。
【００６１】
電子透かし判別部６２０は、検出された特異解が相関情報の他の値より遥かに大きい値を示す時、電子透かしが埋め込まれたデジタルコンテンツと、そうでない場合は、電子透かしがないデジタルコンテンツと判別する。また、埋込み過程で電子透かし情報として‘１００１００１１’を埋め込んだなら、ビット情報が‘１’の場合は正のピークを、‘０’の場合は負のピークを示すため、容易に電子透かし情報‘１００１００１１’を抽出することができる。以下、次の実施例を参照して、デジタルオーディオコンテンツに対する検出能力について検討する。
【００６２】
周期性が強いデジタルオーディオデータの電子透かし感知能力の比較
デジタルオーディオの場合は、イメージ、ビデオのような画像信号より高い周期性を有しているため、既存に提案された電子透かし感知装置では電子透かしの有無を判別し難い。これは、電子透かしが埋め込まれたデジタルオーディオと電子透かしとの相関情報を求める時、電子透かしとの相関情報がデジタルオーディオそのものが有している強い周期性により隠れるためである。
【００６３】
図１０Ａは、既存の相関情報算出方法で求めた結果であり、図１０Ｂは、本発明で提案した電子透かし感知方式を用いた結果である。図１０Ａにおける既存の相関係数算出方式を用いる場合、オーディオの周期的な特性により電子透かしの埋込みの有無を決定することができないのに対し、本発明で提案した電子透かし感知方式で抽出する場合、図１０Ｂに示されたように、電子透かしが一致される時点で高い相関係数値を示すため、明らかな感知が可能である。
【００６４】
損失圧縮に対する電子透かしの強靭性の評価
デジタルオーディオは、コンテンツの中で最も多い容量を必要とする。特にインターネットを用いた実時間の伝送のために、ＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−７（ＡＡＣ）、ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−３（ＭＰＥＧ−４ ＡＡＣ）、ＩＳＯ／ＩＥＣ １１１７２−３（ＭＰ３）、Ｗｉｎｄｏｗ Ｍｅｄｉａ Ａｕｄｉｏ、Ｔｗｉｎ−ＶＱ等多数の圧縮アルゴリズムを用いている。このような損失圧縮に対し、電子透かしが強靭でなければ、著作権の主張や保護に電子透かしを活用することができないようになるため、損失圧縮後においても電子透かしを感知できなければならない。本発明で提案した電子透かしの埋込み及び感知方式を用いる場合、現在知られている損失圧縮アルゴリズムに極めて強靭であり、圧縮後においても電子透かしの有無が相関係数を通じて明らかに示される。図１１は、損失圧縮後に電子透かしを感知した結果である。
【００６５】
ビット情報の埋込み及び情報復元方法の例
電子透かしの有無のみを判断しては著作権の保護及び経路の追跡が難しい。従って、電子透かしの埋込み及び抽出装置は、電子透かしを通じて一定量の情報をデジタルコンテンツに含ませなければならない。
【００６６】
ここでは、４ｂｉｔ情報の有無を埋込み及び抽出する例を通じて情報埋込み方法を示す。若し、‘１０１０’情報を埋め込もうとすれば、前述した電子透かし埋込み過程において、ビット情報が‘１’の場合は正の相関を有するように電子透かしを埋め込み、‘０’の場合は負の相関を有するように電子透かしを埋め込む。このように繰り返して電子透かしを埋め込めば、より長い情報が容易に得られる。また、長い情報を埋め込む場合、情報の順序を把握する必要がある。常に同一の順序で情報が検出されるのではないため、ｋ番目の信号は他のキー値を用いて生成された電子透かしを埋め込むことにより、順序が乱れやすくなることを防止することができる。
【００６７】
例えば、電子透かしを‘１２３４’というキー値で生成して埋め込む時、一番目のビット情報‘１’は‘１２３５’というキー値で生成して埋め込めば、この信号のみは別途に生成された電子透かしに識別する。又は、電子透かしの強度の大きさを調整して情報の開始点を見つけるようにしてもよい。図１２は、４ｂｉｔ情報を埋め込んだ場合に抽出した結果を示す。図において右側の一番目のピークが開始点であることが分かる。
【００６８】
（産業上の利用可能性）
前記のような本発明によるデジタルオーディオコンテンツに対する電子透かしの埋込み時、電子透かしの生成のためにデジタルオーディオコンテンツの聴覚的特性に影響を及ぼさないように聴覚心理モデルを形成し、最小可聴限界フィルタリングすることにより聴覚的にコンテンツの品質を変形させ、電子透かしが埋め込まれない信号と識別されるのを防ぐ役割をする。また、聴覚心理モデルは、このような人間のオーディオに対する周波数分解特性を用いて作られるため、電子透かしをデジタルオーディオコンテンツに埋め込む時、埋め込まれた情報によりオーディオ音質の低下を最小化することができる。
【００６９】
また、聴覚心理モデルは、デジタルコンテンツと埋め込まれる電子透かし信号が、デジタルコンテンツとコンテンツの品質の保存を維持しながらデジタル信号処理に強靭な特性を有するようにする。このような特性は、聴覚心理モデルを用いて擬似乱数列をマスキングする時、オーディオの周波数特性によって信号の大きさが調節されるため、たとえ一部分の周波数成分が除去されても、残りの部分の成分で電子透かしを十分に検出することができるように補う。
【００７０】
さらに、本発明によって埋め込まれた電子透かしの検出時には、電子透かしの一部が消えた場合は、この電子透かしを成功的に抽出することができ、処理過程中に電子透かし信号を強化する処理をしてデジタルオーディオコンテンツに含まれた電子透かしの検出をより容易にした。
【００７１】
前記におけるように、本発明においては、デジタルオーディオのように、周期性が強い信号に埋め込まれた電子透かしを効果的且つ高速に抽出することができる方式を提供する。この抽出方式は、オーディオ信号処理（アナログ−デジタル変換、サンプリング率の変換、リニアスピード変換、損失圧縮、反響の埋込み等）等の攻撃を受けた後にも、オーディオコンテンツの質的低下がオーディオの商品的価値を維持する限り、埋め込まれた情報の抽出が可能である。
【００７２】
本発明は、前記の実施例を参照して、特別に示され記述されたが、これは例示のために用いられたものであり、本発明の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おいて定義されたように、発明の精神及び範囲を外れない限り、様々な修正をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による電子透かしの埋込み装置の構成を概念的に示すブロック図である。
【図２】  図１における電子透かし設計部の概略的な構成を示すブロック図である。
【図３】  図１の電子透かし埋込み部の概略的な構成を示すブロック図である。
【図４】  本発明による電子透かしの検出装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図５】  図４における電子透かし設計部の概略的な構成を示すブロック図である。
【図６】  図４における信号変化感知部の構成を示す詳細ブロック図である。
【図７】  図４における電子透かし検出部の構成を示す詳細ブロック図である。
【図８】  図４の電子透かし検出部における電子透かしの埋込みの有無及び情報を抽出する電子透かし情報認証部の構成を概略的に示すブロック図である。
【図９】  最小可聴限界曲線を示すグラフである。
【図１０Ａ】  既存の相関情報算出方法で求めた結果を示すグラフである。
【図１０Ｂ】  本発明で提案した電子透かし感知方式を用いた結果を示すグラフである。
【図１１】  損失圧縮後に電子透かしを感知した結果を示すグラフである。
【図１２】  ４ｂｉｔ情報を埋め込んだ場合に抽出した結果を示すグラフである。
【図１】
0003905473.tif 000017
【図２】
0003905473.tif 000018
【図３】
0003905473.tif 000019
【図４】
0003905473.tif 000020
【図５】
0003905473.tif 000021
【図６】
0003905473.tif 000022
【図７】
0003905473.tif 000023
【図８】
0003905473.tif 000024
【図９】
0003905473.tif 000025
【図１０Ａ】
0003905473.tif 000026
【図１０Ｂ】
0003905473.tif 000027
【図１１】
0003905473.tif 000028
【図１２】
0003905473.tif 000029