(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリジナル画像信号に電子透かしの情報を埋め込む電子透かし埋め込み装置であって、
前記オリジナル画像情報に第１の乱数系列を埋め込む手段と
前記第１の乱数系列を埋め込んだオリジナル画像情報に、著作権情報に従って埋め込み位置をずらして第２の乱数系列を埋め込む手段とを備えることを特徴とする電子透かし埋め込み装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子透かし埋め込み装置によって埋め込まれた電子透かしの情報を検出する電子透かし検出装置であって、
前記著作権情報に従って埋め込まれた第２の乱数系列を検出する手段と、
前記オリジナル情報に埋め込まれた第１の乱数系列を検出する手段と、
前記２つの乱数系列の埋め込み位置のずれから当該埋め込まれている電子透かしの情報を抽出する手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像や音声などのデジタル著作物の不正コピーを防止するための著作権などの情報をいわゆる電子透かしとして埋め込む電子透かしシステムにおいて、画像や音声などのデータの一部が切り取られ欠けている場合にも、その欠けているデータから埋め込まれた著作権情報を抽出することができるようにした電子透かし埋め込み装置および検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像や音声などのマルチメディアデータ（通常、デジタルデータにて構成される）の著作権を保護するために、著作権に関する情報をいわゆる電子透かし（digital watermarking) としてデータに埋め込むことが行われている。データの違法コピーが行われた場合には、電子透かしによってデータの著作権の所在を明らかにすることができる。
【０００３】
通信や放送では、著作権に関する情報は送信側において電子透かしとして埋め込まれる。送信側における画像データへの電子透かしの埋め込み方式には、大別して２つの方式がある。１つの方式は、画素データの値を変化させることにより直接的に電子透かしをデータに埋め込む方式である。もう１つの方式は、画素に対してＤＣＴ（Discrete Cosine Transform)、ウェーブレット変換(Wavelet Transform) などの変換を行った後の係数値を変更して電子透かしを埋め込み、逆変換を行い、結果として電子透かしが埋め込まれた画素データを生成する方式である。
上記各方式については、文献「電子透かしの基礎」（松井甲子雄著、森北出版より１９９８年８月発行）に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の電子透かしシステムにおいては、画面データの一部が切り取られ欠けている場合に、電子透かしの埋め込みを行うための基準位置や、ＤＣＴ、ウェーブレット変換を行うためのブロックの基準位置が不明になるという問題があった。この対策として、本願人の出願に係る「画像への電子透かし埋め込み装置」（特願平１１−２９７３３４号）による方式では、ブロックの基準位置確認用のマークを埋め込むことにより一部切り取られ欠けている画像からも電子透かしの検出を可能にしている。
【０００５】
従って、この特許出願による方式を使用すれば、画面の一部が切り取られ欠けている場合にも、ブロックの基準位置を検知し、電子透かしの検出を行うことができる。
【０００６】
しかし、これまでの電子透かしの埋め込み手法では、電子透かしは画像の一部にしか埋め込まれていないため、ＭＰＥＧ２圧縮などの画像処理を行うと、マークが検出できなくなるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、画像や音声などのデータに著作権に関する情報を埋め込む電子透かしシステムにおいて、画像や音声の一部が切り取られ欠けている場合にも、その欠けているデータから電子透かしの検出が可能となり、それにより、正常な著作権に関する情報を抽出することができるような電子透かし埋め込み装置および検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明電子透かし埋め込み装置は、オリジナル画像信号に電子透かしの情報を埋め込む電子透かし埋め込み装置であって、前記オリジナル画像情報に第１の乱数系列を埋め込む手段と、前記第１の乱数系列を埋め込んだオリジナル画像情報に、著作権情報に従って埋め込み位置をずらして第２の乱数系列を埋め込む手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明電子透かし検出装置は、請求項１に記載の電子透かし埋め込み装置によって埋め込まれた電子透かしの情報を検出する電子透かし検出装置であって、前記著作権情報に従って埋め込まれた第２の乱数系列を検出する手段と、前記オリジナル情報に埋め込まれた第１の乱数系列を検出する手段と、前記２つの乱数系列の埋め込み位置のずれから当該埋め込まれている電子透かしの情報を抽出する手段と、を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照し、発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の発明による電子透かし埋め込み装置の一実施形態をブロック図にて示している。
図１において、１は著作権用電子透かし埋め込み回路、および２は位置決め用電子透かし埋め込み回路である。
【００１３】
動作につき説明する。
図１において、著作権用電子透かし埋め込み回路１には、図に示すように、電子透かしが埋め込まれるオリジナル画像信号（ベースバンド信号）と著作権情報とが入力され、著作権情報が埋め込まれた画像信号（以下、著作権入り画像信号と言う）を出力する。著作権入り画像信号は位置決め用電子透かし埋め込み回路２に送られ、当該回路において、著作権情報が画面上でどの位置に埋め込まれているかを決める位置決め用電子透かしを埋め込み、著作権・位置情報入り画像信号を出力する。著作権・位置情報入り画像信号は、放送やインターネットを通じて配布される。
なお、本実施形態では、著作権用電子透かし、位置決め用電子透かしの順に電子透かしの埋め込みを行ったが、逆の順序で埋め込みを行うこともできる。
【００１４】
また、著作権用電子透かし埋め込み回路１としては、著作権用電子透かしの埋め込み方式として、任意の方式を用いた回路を使用することができる。一例として、上述した本願人の出願に係る「画像への電子透かし埋め込み装置」（特願平１１−２９７３３４号）による方式を用いた回路を使用することができる。この方式では、入力画像をｍ×ｎ（ｍ，ｎは１以上の整数）の大きさのブロックに分割し、各ブロック毎に、著作権情報に応じたブロック符号を埋め込むものとする。
【００１５】
図２は、本発明の第１の発明による電子透かし検出装置の一実施形態をブロック図にて示している。
図２において、３は著作権用電子透かし検出回路、および４は位置決め用電子透かし検出回路である。
【００１６】
動作につき説明する。
図２において、電子透かしの埋め込み側から放送やインターネットを通じて配付された著作権・位置情報入り画像信号が著作権用電子透かし検出回路３に入力されるとともに、位置決め用電子透かし検出回路４にも入力され、その位置決め用電子透かし検出回路において、画面上で著作権情報が埋め込まれている位置を決める基準位置を検出して、これを位置情報信号として出力する。
【００１７】
また、著作権用電子透かし検出回路３においては、入力された上記著作権・位置情報入り画像信号についいて、位置決め用電子透かし検出回路４から送られてくる位置情報信号が示す基準位置をもとに著作権用電子透かしを検出し、これをもとに著作権情報を抽出する。
上記において、電子透かしの埋め込み側から出力される著作権・位置情報入り画像信号は、その一部が切り取られ欠けていても埋め込まれた著作権情報を抽出することができる。
【００１８】
図３は、図１中の位置決め用電子透かし埋め込み回路２の一構成例をブロック図にて示している。
図３において、５は埋め込み用フィルタ回路、６は乱数系列乗算回路、７は乱数系列発生回路、および８は乱数系列埋め込み回路である。
【００１９】
動作につき説明する。
図３において、著作権用電子透かし埋め込み回路１（図１参照）から出力される著作権入り画像信号は２分岐され、その一方は埋め込み用フィルタ回路５に入力される。このフィルタ回路５の特性は、位置決め用電子透かしの埋め込みを行う者が任意に設定することができるものである。フィルタ回路５においてフィルタ処理が行われた埋め込み用フィルタ画像信号は乱数系列乗算回路６に送られる。乱数系列乗算回路６においては、埋め込み用フィルタ画像信号と乱数系列発生回路７で発生した乱数系列信号との乗算を行う。
【００２０】
乱数系列発生回路７は、１フレーム分の大きさの乱数系列信号を発生する。乱数系列信号の各要素は１または−１をとり、各要素がとる値の平均値が０となるものである。乱数系列乗算回路６においては、この乱数系列信号と上述の埋め込み用フィルタ画像信号との乗算の結果を埋め込み用乱数画像信号として出力する。乱数系列埋め込み回路８は、上記２分岐された他方の著作権入り画像信号に乱数系列乗算回路６から送られる埋め込み用乱数画像信号を加算することにより、位置情報の埋め込みを行い、著作権・位置情報入り画像信号として出力する。
【００２１】
図４は、図２中の位置決め用電子透かし検出回路４の一構成例をブロック図にて示している。
図４において、９は検出用フィルタ回路、１０は乱数系列乗算回路、１１は乱数系列発生回路、１２は位置決め制御回路、１３は乱数系列位置制御回路、および１４は乱数系列位置決め回路である。
【００２２】
動作につき説明する。
図４において、電子透かしの埋め込み側から出力された著作権・位置情報入り画像信号は検出用フィルタ回路９に入力される。この検出用フィルタ回路９の特性は、位置決め用電子透かしの検出を行う者が任意に設定することができるものである。検出用フィルタ回路９においてフィルタ処理が行われた検出用フィルタ画像信号は乱数系列乗算回路１０に送られる。乱数系列乗算回路１０においては、検出用フィルタ画像信号と以下に説明する乱数系列位置制御回路１３で発生した位置ずらし乱数系列との乗算を行う。
【００２３】
乱数系列発生回路１１は、電子透かしの埋め込み側で発生した乱数系列信号と同一の１フレーム分の大きさの乱数系列信号を発生する。また、位置決め制御回路１２は、乱数系列発生回路１１で発生した乱数系列信号の位置をずらすために２つの整数ｉ（水平方向）とｊ（垂直方向）を順次発生させ、これを位置決め制御信号（ｉ，ｊ）として出力する。乱数系列位置制御回路１３は、乱数系列発生回路１１で発生した乱数系列信号の位置を、位置決め制御回路１２からの位置決め制御信号（ｉ，ｊ）により、水平方向にｉ画素、垂直方向にｊ画素だけずらし、これを位置ずらし乱数系列として出力する。乱数系列乗算回路１０においては、この位置ずらし乱数系列と上述の検出用フィルタ画像信号との乗算結果を検出用乱数画像信号として出力する。
【００２４】
出力された検出用乱数画像信号は乱数系列位置決め回路１４に送られ、検出用乱数画像信号の要素の総和を計算する。具体的には、位置決め制御回路１２からの位置決め制御信号（ｉ，ｊ）を取り込み、位置決め制御信号（ｉ，ｊ）の全ての組み合わせに対して検出用乱数画像信号の要素の総和をそれぞれ求め、最大の総和が出現したときの位置決め制御信号（ｉ，ｊ）を位置情報信号として出力する。
すなわち、この方法においては、埋め込まれている検出用乱数画像信号（乱数系列）と同一の乱数系列を位置をずらしながら発生させ、その発生させた乱数系列と埋め込まれている乱数系列との相関が最大となる位置を検出している。
【００２５】
次に、２種類の乱数系列を位置をずらして埋め込み、その埋め込んだ２種類の乱数系列の位置関係から著作権などの情報を検出し得るようにした、本発明の第２の発明による電子透かし埋め込み装置および検出装置について説明する。
【００２６】
まず、電子透かし埋め込み装置について説明する。
図５は、本発明の第２の発明による電子透かし埋め込み装置の一実施形態をブロック図にて示している。
図５において、１５は乱数Ａ埋め込み回路、１６は乱数Ｂ埋め込み回路、および１７は埋め込み位置制御回路である。
【００２７】
動作につき説明する。
図５において、乱数Ａ埋め込み回路１５には電子透かしが埋め込まれるオリジナル画像信号が入力され、乱数Ａ入り画像信号を出力する。
ここに、乱数Ａ埋め込み回路１５の回路構成は、図３にて説明した位置決め用電子透かし埋め込み回路の回路構成（図１中、符号２で示す回路部分）と同じであり、オリジナル画像信号（ただし、著作権入りではない）が入力され、乱数系列発生回路７（図３参照）相当の回路で予め発生させておいた乱数系列信号を埋め込み、乱数Ａ入り画像信号として出力する。
【００２８】
出力された乱数Ａ入り画像信号は乱数Ｂ埋め込み回路１６に送られ、当該回路においては、乱数Ａとは異なる乱数Ｂを予め発生させておき、その埋め込み位置を、次に説明する埋め込み位置制御回路１７から送られる埋め込み位置制御信号（ｉ，ｊ）に従って、水平方向にｉ画素、垂直方向にｊ画素だけずらし、位置をずらした乱数系列信号を当該回路の入力である乱数Ａ入り画像信号に埋め込み、乱数ＡＢ入り画像信号として出力する。
【００２９】
上記において、埋め込み位置制御回路１７は、当該回路に入力される著作権情報に従って、乱数Ｂの位置をずらすための２つの整数ｉ（水平方向）とｊ（垂直方向）を埋め込み位置制御信号として乱数Ｂ埋め込み回路１６に出力する。例えば、８ビットの著作権情報として０〜２５５の数値を埋め込む場合、数値を１６で割ったときの商をｉ、剰余をｊとして出力する。
【００３０】
次に、電子透かし検出装置について説明する。
図６は、本発明の第２の発明による電子透かし検出装置の一実施形態をブロック図にて示している。
図６において、１８は乱数Ａ検出回路、１９は乱数Ｂ検出回路、および２０は情報復号回路である。
【００３１】
動作につき説明する。
図６において、電子透かしの埋め込み側から出力された乱数ＡＢ入り画像信号は、乱数Ａ検出回路１８と乱数Ｂ検出回路１９に入力される。乱数Ａ検出回路１８と乱数Ｂ検出回路１９の回路構成はともに、図４にて説明した位置決め用電子透かし検出回路（図２中、符号４で示す回路部分）と同じである。乱数Ａ検出回路１８は、当該回路で検出される位置情報を乱数Ａ位置情報として出力し、また乱数Ｂ検出回路１９は、当該回路で検出される位置情報を乱数Ｂ位置情報として出力する。
【００３２】
これら両位置情報はともに情報復号回路２０に送られ、当該回路において、乱数Ａ位置情報と乱数Ｂ位置情報の位置のずれを、埋め込まれている透かし情報に換算し著作権情報として出力する。
上記（本発明の第２の発明による電子透かしの検出）においても、電子透かしの埋め込み側から出力される著作権・位置情報入り画像信号は、その一部が切り取られ欠けていても埋め込まれた著作権情報を抽出することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、埋め込み側で、画像信号に乱数系列を埋め込み、検出側でその乱数系列を検出することにより、画像の一部が切り取られ欠けている場合にも著作権などの埋め込まれた情報を抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の発明による電子透かし埋め込み装置の一実施形態をブロック図にて示している。
【図２】  本発明の第１の発明による電子透かし検出装置の一実施形態をブロック図にて示している。
【図３】  図１中の位置決め用電子透かし埋め込み回路の一構成例をブロック図にて示している。
【図４】  図２中の位置決め用電子透かし検出回路の一構成例をブロック図にて示している。
【図５】  本発明の第２の発明による電子透かし埋め込み装置の一実施形態をブロック図にて示している。
【図６】  本発明の第２の発明による電子透かし検出装置の一実施形態をブロック図にて示している。
【符号の説明】
１  著作権用電子透かし埋め込み回路
２  位置決め用電子透かし埋め込み回路
３  著作権用電子透かし検出回路
４  位置決め用電子透かし検出回路
５  埋め込み用フィルタ回路
６  乱数系列乗算回路
７  乱数系列発生回路
８  乱数系列埋め込み回路
９  検出用フィルタ回路
１０  乱数系列乗算回路
１１  乱数系列発生回路
１２  位置決め制御回路
１３  乱数系列位置制御回路
１４  乱数系列位置決め回路
１５  乱数Ａ埋め込み回路
１６  乱数Ｂ埋め込み回路
１７  埋め込み位置制御回路
１８  乱数Ａ検出回路
１９  乱数Ｂ検出回路
２０  情報復号回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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