(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コードワードの所定の組のうちの１つのコードワードを元のマテリアルアイテムのコピーに結合することによって、元のマテリアルアイテムの少なくとも１つのバージョンを生成するデータ符号化装置において、
元のマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅に対して、コードワードの空間的及び／又は時間的帯域幅を適応化する帯域適応化プロセッサと、
上記帯域幅が適応化されたコードワードを元のマテリアルアイテムの周波数帯域の一部の成分に結合するエンコーダとを備えるデータ符号化装置。
【請求項２】
上記帯域適応化プロセッサは、上記コードワードの空間的及び／又は時間的帯域幅が、該コードワードが結合されるマテリアルアイテム又はその一部の空間的及び／又は時間的帯域幅に対応するように、該コードワードの空間的及び／又は時間的帯域幅を拡大することを特徴とする請求項１記載のデータ符号化装置。
【請求項３】
上記帯域適応化プロセッサは、第１及び第２の適応化プロセッサを備え、
上記第１の適応化プロセッサは、時間領域又は空間領域の少なくとも一方において、上記コードワードの帯域幅を拡大し、
上記第２の適応化プロセッサは、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成し、該帯域幅の縮小は、該縮小された帯域幅と、上記第１の適応化プロセッサによる上記コードワードの拡大された帯域幅とが対応するように、時間領域又は空間領域の少なくとも一方において実行され、上記エンコーダは、上記コードワード係数が結合されるマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンのサンプルに基づいて、該コードワードの係数を適応化し、該帯域幅が縮小されたバージョンに基づくコードワードの係数の適応化は、マテリアルアイテムのウォータマークが埋め込まれた表現において、上記コードワードが知覚される可能性を低めることを特徴とする請求項１又は２記載のデータ符号化装置。
【請求項４】
上記第１の適応化プロセッサは、
高めるサンプリングレートに基づいて、上記コードワードにサンプルを挿入する時間的アップサンプラと、
上記アップサンプリングされたコードワードをフィルタリングする低域通過フィルタとを備え、
上記低域通過フィルタの通過帯域と、上記高めるサンプリングレートとによって、上記コードワードの帯域幅が、上記元のマテリアルの帯域幅に基づいて拡大されることを特徴とする請求項３記載のデータ符号化装置。
【請求項５】
上記第１の符号化プロセッサは。
上記コードワードの帯域幅を、上記元のマテリアルの空間的帯域幅に実質的に等しい帯域幅に変換する空間的アップサンプラを備えることを特徴とする請求項３又は４記載のデータ符号化装置。
【請求項６】
上記空間的アップサンプラは、ウェーブレット変換サブバンドを表すサブバンドに上記コードワードを結合し、上記元のマテリアルアイテムの空間的帯域幅のウェーブレット変換に対応したサブバンドに対して逆ウェーブレット変換を行い、他のサブバンドを０に設定することを特徴とする請求項５記載のデータ符号化装置。
【請求項７】
上記第２の適応化プロセッサは、
上記マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する時間的サブサンプラを備えることを特徴とする請求項３乃至６のうちいずれか１項記載のデータ符号化装置。
【請求項８】
上記時間的サブサンプラは、低域通過フィルタと、該低域通過フィルタによってフィルタリングされたマテリアルアイテムのサンプルを選択するサンプル選択器とを備えることを特徴とする請求項７記載のデータ符号化装置。
【請求項９】
上記第２の適応化プロセッサは、
上記マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する空間的サブサンプラを備えることを特徴とする請求項３乃至８に記載のデータ符号化装置。
【請求項１０】
上記空間的サブサンプラは、上記マテリアルアイテムのウェーブレット変換係数を生成するウェーブレット変換プロセッサと、該ウェーブレット変換係数の複数のサブバンドのうちの１つを選択肢、上記マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成するサンプル選択器とを備えることを特徴とする請求項９記載のデータ符号化装置。
【請求項１１】
擬似乱数発生器を用いてコードワードを生成するコードワード生成器を備え、
上記擬似乱数発生器は、上記コードワードに固有に関連付けられたシード値によって初期化され、上記コードワード係数は、該擬似乱数発生器によって生成された数値から生成されることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか１項記載のデータ符号化装置。
【請求項１２】
上記元のマテリアルアイテムを離散コサイン変換領域に変換して、複数の離散コサイン変換係数として表現する離散コサイン変換プロセッサを備え、
上記エンコーダは、上記帯域幅が適応化された各コードワードを対応する１つの離散コサイン変換係数に加えることによって、該帯域幅が適応化されたコードワードを上記マテリアルアイテムに結合し、
更に、上記エンコーダによってコードワードが結合された離散コサイン変換されたマテリアルアイテムに対して逆離散コサイン変換を行う逆離散コサイン変換プロセッサを備えることを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項記載のデータ符号化装置。
【請求項１３】
元のマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域の一部にコードワードを結合することによって作成されていると想定される、マテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれた検査するバージョン内に、コードワードの組のうち、１つ以上のコードワードが存在しているか否かを判定するデータ検出装置であって、
上記コードワードが結合されている可能性があるマテリアルアイテムの周波数帯域の一部を分離する空間的及び／又は時間的帯域幅の縮小を行うことにより、元のマテリアルアイテムのコピーの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンと、検査するマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンとを生成し、又は上記元のマテリアルアイテムと該検査するマテリアルアイテムとの差分の空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンを生成する帯域適応化プロセッサと、
上記元のマテリアルアイテム及び検査するマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンから、又は上記元のマテリアルアイテム及び検査するマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンの差分から再生コードワードを生成する再生プロセッサと、
上記コードワードの所定の組内の各コードワードについて、上記再生コードワードと生成された各コードワードとを相関させることにより、相関値を生成する相関プロセッサと、
所定の閾値を超えるコードワードの相関値に基づいて、１つ以上のコードワードを検出する検出プロセッサとを備え、
上記コードワードは、上記検査するマテリアルアイテムの帯域幅に少なくとも時間的又は空間的に導入されており、上記帯域適応化プロセッサは、これに対応して時間的又は空間的に帯域幅を縮小することを特徴とするデータ検出装置。
【請求項１４】
上記元のマテリアルアイテムのサンプルと、対応するコードワード係数が結合されていると想定される検査するマテリアルアイテムのサンプルとを関連付け、上記帯域適応化プロセッサと協働して上記帯域幅の縮小の一部に貢献する登録プロセッサを備えることを特徴とする請求項１３記載のデータ検出装置。
【請求項１５】
上記相関プロセッサは、上記コードワードに固有に関連付けられたシード値に基づいて、擬似乱数を発生し、該擬似乱数から上記生成されたコードワード係数を生成するコードワード生成器を備えることを特徴とする請求項１３又は１４記載のデータ検出装置。
【請求項１６】
上記シード値は、ウォータマークが埋め込まれたマテリアルアイテムのサンプルから生成されることを特徴とする請求項１５記載のデータ検出装置。
【請求項１７】
上記コードワードは、離散コサイン変換領域において、上記マテリアルアイテムに導入されており、
上記検査するマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンと、上記元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンとを離散コサイン変換領域に変換する離散コサイン変換プロセッサを備え、
上記再生プロセッサは、上記マテリアルアイテムのウォータマークが埋め込まれたバージョンの離散コサイン変換係数から、上記元のマテリアルアイテムの対応する離散コサイン変換係数を減算することにより、上記再生コードワードを生成することを特徴とする請求項１３乃至１６のうちいずれか１項記載のデータ検出装置。
【請求項１８】
マテリアルアイテムの受信者を特定する受信者特定システムにおいて、
請求項１乃至１２のうちいずれか１項記載のデータ符号化装置と、
マテリアル内にコードワードが存在するか否かを検出することにより、所定の語検出確率で受信者を特定する請求項１３乃至１７のうちいずれか１項記載のデータ検出装置とを備える受信者特定システム。
【請求項１９】
コードワードの所定の組のうちの１つのコードワードを元のマテリアルアイテムのコピーに結合することによって、元のマテリアルアイテムの少なくとも１つのバージョンを生成するデータ符号化方法において、
元のマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅に対して、コードワードの空間的及び／又は時間的帯域幅を適応化するステップと、
上記帯域幅が適応化されたコードワードを元のマテリアルアイテムの周波数帯域の一部の成分に結合するステップとを有するデータ符号化方法。
【請求項２０】
上記時間的及び／又は空間的帯域幅の適応化は、上記コードワードの時間的及び／又は空間的帯域幅が、該コードワードが結合されるマテリアルアイテム又はその一部の空間的及び／又は時間的帯域幅に対応するように、該コードワードの時間的及び／又は空間的帯域幅を拡大することを特徴とする請求項１９記載のデータ符号化方法。
【請求項２１】
元のマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域の一部にコードワードを結合することによって作成されていると想定される、マテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれた検査するバージョン内に、コードワードの組のうち、１つ以上のコードワードが存在しているか否かを判定するデータ検出方法であって、
上記コードワードが結合されている可能性があるマテリアルアイテムの周波数帯域の一部を分離する空間的及び／又は時間的帯域幅の縮小を行うことにより、元のマテリアルアイテムのコピーの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンと、検査するマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンとを生成し、又は上記元のマテリアルアイテムと該検査するマテリアルアイテムとの差分の空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンを生成するステップと、
上記元のマテリアルアイテム及び検査するマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンから、又は上記元のマテリアルアイテム及び検査するマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンの差分から再生コードワードを生成するステップと、
上記コードワードの所定の組内の各コードワードについて、上記再生コードワードと生成された各コードワードとを相関させることにより、相関値を生成するステップと、
所定の閾値を超えるコードワードの相関値に基づいて、１つ以上のコードワードを検出するステップとを有し、上記コードワードは、上記検査するマテリアルアイテムの帯域幅に少なくとも時間的又は空間的に導入されており、これに対応して時間的又は空間的に帯域幅が縮小されることを特徴とするデータ検出方法。
【請求項２２】
データプロセッサにロードされて、該データプロセッサを請求項１乃至１２いずれか１項記載のデータ符号化装置又は請求項１３乃至１７のうちのいずれか１項記載のデータ検出装置において各手段として機能させるためのコンピュータにより実行可能なプログラム。
【請求項２３】
データプロセッサにロードされて、該データプロセッサに請求項１９記載のデータ符号化方法乃至請求項２１記載のデータ検出方法のうちのいずれか１項記載の各ステップを実行させるためのコンピュータにより実行可能なプログラム。
【請求項２４】
請求項２２又は２３記載のプログラムを記録したコンピュータにより読取可能なデータ記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コードワード（ｃｏｄｅ  ｗｏｒｄｓ）が埋め込まれたマテリアルアイテムのバージョンを生成するデータ符号化装置及びデータ符号化方法に関する。幾つかの用途においては、コードワードは、マテリアルアイテムを識別するために使用される。
【０００２】
これに対応して、本発明は、マテリアルアイテムに埋め込まれた１つ以上のコードワードを検出するデータ処理装置及びデータ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
マテリアルアイテムを識別するために、マテリアルアイテムに情報を埋め込む処理は、ウォータマーキング処理と呼ばれる。ウォータマーキング処理により、マテリアルアイテムのある特定のバージョンの受信者を特定することができる。ここで、マテリアルアイテムの配信者の意向にそぐわない形でマテリアルアイテムがコピー又は使用された場合、配信者は、識別コードワードからマテリアルアイテムのバージョンを特定し、適切な対策を講ずることができる。
【０００４】
この明細書においては、マテリアルアイテムの供給者、所有者、作成者又は配信者の意向にそぐわない形でコピー又は使用されたマテリアルアイテムを、便宜的にマテリアルのオフェンディングアイテム（offending item）又はオフェンディングマテリアル（offending material）と呼ぶ。マテリアルは、ビデオマテリアル、オーディオマテリアル、オーディオ／ビデオマテリアル、ソフトウェアプログラム、デジタル文書及びいかなる種類の情報を含むマテリアル（information bearing material）のいずれであってもよい。
【０００５】
全てのウォータマークの仕組みにおいて、同じマテリアルのコピーを受け取ったユーザがウォータマークコードワードをマスクし、又はウォータマークコードワードを改竄することが困難となるようにする必要がある。したがって、ウォータマークの仕組みは、結託攻撃の対象となった、ウォータマークが埋め込まれたマテリアルアイテムを高い確率で特定できるものである必要がある。この特定は、オフェンディングマテリアルから再生されたコードワードを識別することにより実現される。一方、コードワードが存在するのにコードワードが存在しないと判定してしまう確率（見逃し確率：false negative probability）は、低くなくてはならない。更に、実際には結託攻撃に加担していないユーザを誤って不正行為を行ったユーザであると判定してしまう確率（誤検出確率：false positive probability）は、可能な限り低くしなくてはならない。
【０００６】
米国特許第５６６４０１８号は、マテリアルの複数のコピーに、所定数の係数を有するコードワードから作成されたデジタルウォータマークを付すウォータマーキング処理を開示している。ウォータマークが埋め込まれたマテリアルアイテムは、例えば画像である。ここで開示されているウォータマークの埋込みを行う装置は、画像を離散コサイン変換（Discrete Cosine Transform：以下、ＤＣＴという。）領域に変換する。デジタルウォータマークは、正規分布を有し、ランダムに分布した係数の組から構成されている。ＤＣＴ領域において、各コードワード係数が、それぞれＤＣＴ係数の対応した１つに結合される。これに関連する文献である１９９８年７月２７日、ＭＩＴから発行された、ジェイ・キリアン（J.Kilian）、エフ・ティー・レイトン（F.T.Leighton）著、「結託攻撃に対するデジタルウォータマークの耐性（Resistance of Digital Watermarks to Collusion Attacks）」には、結託攻撃に対する耐性を照明するために、このウォータマーキング処理の詳細な数学的解析が開示されている。同時に係属中の英国特許出願第０１２９８６５．２号、第０１２９８４１．３号、第０１２９８４０．５号、第０１２９９０７．２号、第０１２９８３６．３号明細書には、米国特許第５，６６４，０１８号明細書に開示されているような、ランダムに分布された係数を有するコードワードを利用して、実際のウォータマークの埋込システムを提供するための符号化及び復号装置並びに符号化及び復号方法が開示されている。
【考案の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、コードワードの所定の組のうちの１つのコードワードを元のマテリアルアイテムのコピーに結合することによって、元のマテリアルアイテムの少なくとも１つのバージョンを生成するデータ符号化装置を提供する。データ符号化装置は、元のマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅に対して、コードワードの空間的及び／又は時間的帯域幅を適応化する帯域適応化プロセッサと、帯域幅が適応化されたコードワードを元のマテリアルアイテムの周波数帯域の一部の成分に結合するエンコーダとを備える。好ましい実施の形態においては、コードワードは、マテリアルアイテムの低い周波数成分に埋め込まれる。
【０００８】
本発明の実施の形態では、オフェンディングマテリアルに存在するコードワードを検出できる可能性が高められた改善されたウォータマークの埋込システムを実現する。これにより、誤検出確率及び見逃し確率が向上する。例えば、英国特許出願第０１２９９０７．２号に開示されているようなウォータマークの埋込システムにおいては、異なるビデオフレームに同じコードワードが埋め込まれる。ここで、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小された部分にコードワードを埋め込むことにより、コードワードが正しく検出される確率を高めることができることが見出された。例えば、幾つかの実施の形態においては、コードワードをマテリアルアイテムの周波数が低い部分に埋め込んでもよい。この結果、マテリアルが何らかの原因で変形しても、コードワードを検出できる可能性が高い。例えば、映画の海賊版コピーの場合、映画のフレームレートと、ビデオのフレームレートの違いにより、元の映画に時間的フィルタリングが施されたような効果が生じる。したがって、コードワードを各フレームに埋め込むとすると、各フレームがマテリアルの高い周波数成分に埋め込まれたコードワードの部分を失う可能性があるため、コードワードを正しく検出できる確率が低下する。更に、海賊版コピーにおいて、映画が空間的に歪んでいる場合、この空間的歪みにより、コードワードを正しく検出できる確率が更に低下する。ここで、マテリアルアイテムの空間的又は時間的に低い周波数成分にコードワードを埋め込むことにより、時間的又は空間的な歪みに強いコードワードを実現できる。すなわち、コードワードを正しく検出できる確率が向上する。
【０００９】
本発明の実施の形態においては、コードワードをマテリアルアイテムの帯域の一部、例えば低い周波数帯域に導入するために、コードワードは狭い帯域幅を有していると仮定される。そして、コードワードの帯域幅は、コードワードを埋め込むマテリアルアイテムの全帯域幅、又は一部の帯域幅に基づいて拡大される。例えば、マテリアルアイテムがビデオマテリアル又は映画である場合、アップコンバート処理は、時間的又は空間的に行ってもよい。
【００１０】
本発明の更なる側面として、本発明は、元のマテリアルアイテムの帯域の一部にコードワードを結合することによって生成されていると想定される、マテリアルアイテムのコードワードが埋め込まれた検査するバージョン内に、コードワードの組のうち、１つ以上のコードワードが存在しているか否かを判定するデータ検出装置を提供する。データ検出装置は、コードワードが結合されている可能性があるマテリアルアイテムの周波数帯域の一部を分離する空間的及び／又は時間的帯域幅の縮小を行うことにより、元のマテリアルアイテムのコピーの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンと、検査するマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンとを生成し、又は元のマテリアルアイテムと検査するマテリアルアイテムとの差分の空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンを生成する帯域適応化プロセッサを備える。再生プロセッサは、元のマテリアルアイテム及び検査するマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンから、又は元のマテリアルアイテム及び検査するマテリアルアイテムの空間的及び／又は時間的帯域幅が縮小されたバージョンの差分から再生コードワードを生成する。相関プロセッサは、コードワードの所定の組内の各コードワードについて、再生コードワードと生成されたコードワードとを相関させることにより、相関値を生成する。検出プロセッサは、所定の閾値を超えるコードワードの相関値に基づいて、１つ以上のコードワードを検出する。このとき、コードワードは、検査するマテリアルアイテムの帯域幅に少なくとも時間的又は空間的に導入されており、帯域適応化プロセッサは、これに対応して時間的又は空間的に帯域幅を縮小することを特徴とする。
【００１１】
本発明の更なる側面及び特徴は、添付の請求の範囲において定義されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ウォータマークの埋込システムの概観
以下、本発明の実施の形態を例示的にビデオ画像の保護に関連させて説明する。ビデオ画像を配信するユーザの数によりコピーの数が決定する。各コピーには、これらのユーザのうちの１人に割り当てられたコピーを識別するための識別コードワード（identification code word）が加算される。
【００１３】
ビデオ画像は、デジタルのコードワードを埋め込むことにより保護されるマテリアルの一実施の形態である。コードワードを埋め込むことにより保護されるマテリアルは、ビデオ画像の他に、ソフトウェアプログラム、デジタル文書、音楽、オーディオ信号、オーディオ／ビジュアルマテリアル、マルチメディアコンテンツ、及び他のいかなる種類の情報を含むマテリアルであってもよい。
【００１４】
図１は、元の画像のコピーに識別コードワードを導入する符号化画像処理装置（encoding image processing apparatus）の具体的な構成を示すブロック図である。元の画像Ｉは、ソースから供給され、フレームメモリ１に記憶される。この元の画像Ｉは、ウォータマークを埋め込む複数のコピーとして複写された（reproduce）ものであり、各コピーには、固有の識別コードワードが埋め込まれる。元の画像Ｉは、離散コサイン変換（以下、ＤＣＴという。）プロセッサ２に供給され、ＤＣＴプロセッサ２は、元の画像Ｉを８×８の画素ブロックに分割し、８×８の各画素ブロックにＤＣＴ処理を施す。これにより、ＤＣＴプロセッサ２は、ＤＣＴ画像Ｖを生成する。
【００１５】
以下の説明において、「サンプル」という用語は、画像（又は、実際には他の種類のマテリアルであってもよい。）を構成する離散サンプルを指すものとする。サンプルは、画素からも構成される画像の輝度サンプルであってもよい。したがって、サンプルという用語と画素という用語は、状況によっては交換可能である場合もある。
【００１６】
ＤＣＴ画像Ｖは、符号化プロセッサ（以下、エンコーダともいう。）４に供給される。符号化プロセッサ４には、識別コードワード生成器８から識別コードワードも供給されている。
【００１７】
識別コードワード生成器８には、複数のシード値（seed）が供給されている。各シード値は、それぞれ対応する識別コードワードの１つを生成するために使用される。生成された各識別コードワードは、元の画像Ｉのコピーに埋め込まれ、これにより、ウォータマークが埋め込まれたＤＣＴ画像が生成される。識別コードワード生成器８は、擬似乱数発生器を備える。擬似乱数発生器は、特定の識別コードワードを構成するコードワード係数を生成する。好ましい実施の形態においては、コードワード係数は、正規分布に基づいて生成される。なお、これに代えて、コードワード係数は、擬似乱数発生器を初期化するために用いるシード値に基づいて、予め定めてもよい。したがって、各識別コードワードには、対応するシード値が存在し、各シード値は、メモリ１２に記憶されている。すなわち、識別コードワードＸｉを生成するために、シード値ｓｅｅｄｉをメモリ１２から読み出し、このシード値ｓｅｅｄｉを用いて、識別コードワード生成器８内の擬似乱数発生器を初期化する。
【００１８】
以下の説明では、元の画像ＩのＤＣＴバージョンをＶと表す。ここで、
Ｖ＝｛ｖｉ｝＝｛ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４，・・・，ｖＮ｝
であり、ｖｉは、元の画像ＩのＤＣＴ係数である。他の実施の形態においては、ｖｉは、画像のサンプル値であり、空間領域における画像のサンプル値又は他の領域における画像のサンプル値を表すものであってもよい。
【００１９】
各識別コードワードＸｉは、以下のように、ｎ個のコードワード係数から構成されている。
【００２０】
Ｘｉ＝｛ｘｉｊ｝＝｛ｘｉ１，ｘｉ２，ｘｉ３，ｘｉ４，・・・，ｘｉｎ｝
コードワード係数の数ｎは、元の画像Ｉのサンプル数に対応する。なお、コードワード係数の数は異なるものであってもよく、この数は、特定の用途に応じて決定してもよい。
【００２１】
そして、ｉ番目の識別コードワードＸｉを構成するコードワード係数のベクトルは、接続チャンネル１４を介してエンコーダ４に供給される。エンコーダ４は、ＤＣＴ画像Ｖに識別コードワードＸｉを加算することにより、ウォータマークが埋め込まれた画像Ｗｉを生成する。実際には、以下の式に示すように、ＤＣＴ画像Ｖの各ＤＣＴ係数ｖ１〜ｖｎに各コードワード係数ｘｉ１〜ｘｉｎを加算することにより、ウォータマークが埋め込まれた画像Ｗｉが生成される。
【００２２】
Ｗｉ＝Ｖ＋Ｘｉ
Ｗｉ＝ｖ１＋ｘｉ１，ｖ２＋ｘｉ２，ｖ３＋ｘｉ３，ｖ４＋ｘｉ４，・・・，ｖｎ＋ｘｉｎ
図１に示すように、エンコーダ４により生成されたＤＣＴ画像を逆ＤＣＴプロセッサ１８によって逆ＤＣＴ変換することにより、ウォータマークが埋め込まれた画像Ｗｉが形成され、この符号化画像処理装置から出力される。
【００２３】
したがって、図１に示すように、エンコーダ４からは、ウォータマークが埋め込まれたＤＣＴ画像の組が出力される。識別コードワードＸｉを最大２０ビットとすると、一千万個の識別コードワードの１つを選択することができ、元の画像Ｉに対して、一千万個のウォータマークが埋め込まれたバージョンの画像Ｗｉを生成することができる。
【００２４】
図１に示すように、ウォータマークエンコーダ１２０は、ＤＣＴプロセッサ２、エンコーダ４と、逆ＤＣＴプロセッサ１８とを備えている。更に、ウォータマークエンコーダ１２０は、後述する、図５に示すデータ処理装置の一部を構成している。更に、フレームメモリ（以下、データ格納器ともいう。）１２及び識別コードワード生成器８は、図５に示すウォータマークコードワード生成器１０６を構成している。
【００２５】
この識別コードワードＸｉにより、元の画像Ｉのウォータマークが埋め込まれたコピー、すなわち画像Ｗｉを個別に識別することができるが、他の実施の形態においては、上述の２０ビットにより、画像内でデータを送ることができる。したがって、以下に説明するように、識別コードワードを選択するために使用される２０ビットは、ＤＣＴ画像Ｖ内でデータを送るための２０ビットのペイロードを提供する。
【００２６】
図１に示す、ウォータマークが埋め込まれた画像を生成する符号化画像処理装置は、本発明が適用される様々な異なるシナリオにおいて、様々な製品に組み込まれる。これらについては、本発明の実施の形態として示す配信システム（distribution system）に関連して、後に説明する。なお、図１では、概略的に、符号化画像処理装置によって生成されるウォータマークが埋め込まれた画像の配信先は、雲形の枠で表現された配信１９で示されている。例えば映像、映画、又はこれらの他の比較的広い帯域幅を必要とするマテリアルの配信の詳細については、後に説明する。以下では、まず、識別コードワードの検出について説明する。
【００２７】
検出プロセッサ
図２は、ウォータマークが埋め込まれたオフェンディング画像（offending marked image）内に埋め込まれている１つ以上の識別コードワードを検出する検出画像処理装置（detecting image processing apparatus）の具体的な構成を示すブロック図である。包括的にいえば、図２に示す検出画像処理装置は、画像のオフェンディングバージョン、すなわちコピー内に存在する１つ以上の識別コードワードを識別する機能を有している。
【００２８】
ウォータマークが埋め込まれたオフェンディング画像（以下、画像のオフェンディングバージョンともいう。）Ｗ’は、データソースから供給され、フレームメモリ２０に記憶される。この検出画像処理装置における検出処理は、元の画像（以下、画像の元のバージョンともいう。）も必要とするので、フレームメモリ２４に、画像の元のバージョンが記憶されている。ウォータマークが埋め込まれた画像のオフェンディングバージョンＷ’及び画像の元のバージョンは、それぞれ個々の接続チャンネル２６、２８を介して、登録プロセッサ（registration processor）３０に供給される。
【００２９】
上述のように、画像のオフェンディングバージョンＷ’は、ウォータマークが埋め込まれた画像Ｗｉの一部を撮影又は複写することにより生成された可能性がある。そこで、識別コードワードの検出率を高めるために、登録プロセッサ３０は、それぞれフレームメモリ２０、２４に記憶されているオフェンディング画像と画像の元のバージョンとを実質的に揃える（align）。この目的は、元の画像Ｉのサンプルと、ウォータマークが埋め込まれ、コードワード係数が加算されている対応する画像Ｗｉのサンプルとを一致させることである。
【００３０】
この位置合わせ処理を図３を用いて説明する。図３は、元の画像Ｉと、ウォータマークが埋め込まれた画像のオフェンディングバージョンＷ’とを比較して示している。図３に示すように、ウォータマークが埋め込まれた画像のオフェンディングバージョンＷ’は、元の画像Ｉに対してオフセットを有しており、このオフセットは、ウォータマークが埋め込まれた画像のオフェンディングバージョンＷ’を生成したカメラの相対的な視野に起因している可能性がある。
【００３１】
コードワードの係数の表現を再生するためには、ウォータマークが埋め込まれた画像のオフェンディングバージョンＷ’のサンプルから元の画像の正しいサンプルを減算する必要がある。この処理のために、２つの画像が揃えられる。図３に示すように、位置合わせされた画像Ｗ”は、元の画像Ｉには存在しない部分を含む周辺領域（peripheral area）ＰＡを有している。
【００３２】
他の実施の形態では、例えばインターネットからオフェンディングバージョンがダウンロードされた場合、オフェンディング画像Ｗ’は、本質的には、既に元の画像ＩのバージョンＩに揃っているので、登録プロセッサ３０を使用する必要はない。したがって、この検出画像処理装置は、ウォータマークが埋め込まれた画像を再生プロセッサ４０に直接供給するための代替的な接続チャンネル３２を備えている。
【００３３】
位置合わせされた画像Ｗ”は、再生プロセッサ４０に供給される。再生プロセッサ４０には、第２の接続チャンネル４４を介して、元の画像Ｉのコピーも供給される。位置合わせされた画像Ｗ”及び元の画像Ｉは、ＤＣＴプロセッサ４６によって、ＤＣＴ領域に変換される。次に、以下の式に示すように、ウォータマークが埋め込まれた画像Ｖ’のＤＣＴ領域のサンプルから元の画像ＶのＤＣＴ領域のサンプルを減算することにより、再生コードワードＸ’が算出される。
【００３４】
Ｘ’＝Ｖ’−Ｖ
＝ｖ’１−ｖ１，ｖ’２−ｖ２，ｖ’３−ｖ３，ｖ’４−ｖ４，・・・，ｖ’ｎ−ｖｎ
＝ｘ’１，ｘ’２，ｘ’３，ｘ’４，・・・，ｘ’ｎ
したがって、再生プロセッサ４０は、接続チャンネル５０を介して、識別するコードワードの係数の推定値を出力する。再生コードワードＸ’は、相関器５２の第１の入力端子に供給される。相関器５２の第２の入力端子には、コードワード生成器５４によって生成されたコードワードＸｉが供給されている。コードワード生成器５４は、上述の識別コードワード生成器８と同様に、メモリ５８から読み出した、コードワードを固有に識別する所定のシード値を用いて、全ての可能なコードワードの組を生成する。
【００３５】
相関器５２は、ｎ個の類似値ｓｉｍ（ｉ）を生成する。一実施の形態においては、類似値ｓｉｍ（ｉ）は、以下の式に基づく相関を求めることにより算出される。
【００３６】
【数式１】
0004212422.tif 000002
【００３７】
ｎ個の類似値ｓｉｍ（ｉ）のそれぞれは、検出器６０に供給される。そして、検出器６０は、ｎ個の可能なコードワードのそれぞれに対する類似値ｓｉｍ（ｉ）を解析する。相関器５２によって生成される類似値ｓｉｍ（ｉ）の具体例と、可能な各コードワードの閾値ＴＨとの関係を図４に示す。図４に示すように、２つのコードワード２００１、１２３４５が閾値ＴＨを超えている。このため、検出器６０は、コードワード２００１及びコードワード１２３４５に対応するウォータマークが埋め込まれた画像のバージョンからオフェンディング画像が生成されたと判定する。したがって、この実施の形態においては、一千万である母集団の大きさにより決定される誤検出確率（false positive probability）と、ウォータマーク強度（watermarking strength）とに基づいて、誤検出確率を十分低くできる閾値ＴＨの高さを設定することができる。図４に示す実施の形態では、相関器５２によって生成された類似値ｓｉｍ（ｉ）が閾値ＴＨを超えている場合、この誤検出確率をもって、このウォータマークが埋め込まれた画像の受信者が不正行為を行い、ウォータマークが埋め込まれた画像のオフェンディングバージョンＷｉの生成に関与したと判断される。
【００３８】
帯域幅適応データ符号化プロセッサ（Bandwidth Adaptive Encoding Data Processor）本発明に基づく改善されたデータ処理装置（以下、データ符号化プロセッサともいう。）の構成を図５に示す。後述するように、このデータ符号化プロセッサは、マテリアルアイテムの帯域の一部にコードワードを導入するよう構成されている。図５に示す実施の形態では、例えば、映画フィルム又はビデオ録画の際に、コードワードがマテリアルアイテムの帯域が低い部分に導入される。後述するように、この処理は、コードワードがマテリアルの帯域が低い部分に対応すると仮定して実行される。コードワードの帯域は、マテリアルの帯域にアップコンバートされ、マテリアルのコピーに結合され、これにより、マテリアルのウォータマークが埋め込まれたバージョンが生成される。なお、他の実施の形態として、コードワードをマテリアルアイテムの帯域の他の部分に結合してもよい。
【００３９】
図５に示すデータ符号化プロセッサは、第１の適応化プロセッサ１０２と第２の適応化プロセッサ１０４とから構成された帯域適応化プロセッサ１００を備える。ウォータマークコードワード生成器１０６は、コードワードを生成し、ウォータマークプロセッサ１０８を介して第１の適応化プロセッサ１０２に供給する。ソース１１０は、元のマテリアルアイテムを第２の適応化プロセッサ１０４に供給する。
【００４０】
第１の適応化プロセッサ１０２は、コードワードの帯域幅をマテリアルと同じ帯域幅に広げるよう動作する。第２の適応化プロセッサ１０４は、元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成して登録プロセッサ１１２に供給する。登録プロセッサ１１２は、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンのサンプルと、マテリアルアイテムに埋め込むコードワードの係数とを関連付ける。マテリアルアイテムにコードワードを埋め込んだ後のマテリアルアイテムにおいてコードワードが知覚されてしまう可能性を低めるために、コードワードは、マテリアルアイテムの係数に関する感度（sensitivity）に基づいて適応化されてマテリアルアイテムの係数に結合される。この目的のために、ウォータマークプロセッサ１０８によってコードワード係数が結合されるサンプルは、登録プロセッサ１１２から接続チャンネル１１４を介して、ウォータマークプロセッサ１０８に供給される。ウォータマークプロセッサ１０８が、マテリアルアイテムの係数に関する感度に基づいて、コードワードを適応化するとともに、所定の誤検出確率及び見逃し率を維持する手法については、英国特許出願第０１２９８６５．２号に開示されている。
【００４１】
コードワードの帯域幅が広げられたバージョンは、結合プロセッサ１１８の第１の入力端子１１６に供給される。結合プロセッサ１１８の第２の入力端子１２０には、元のマテリアルアイテムのコピーが供給される。結合プロセッサ１１８は、コードワードの帯域幅広げられたバージョンと、マテリアルアイテムのコピーとを結合し、出力端子１２４から、マテリアルアイテムのウォータマークが埋め込まれたバージョン１２２を出力する。このように、帯域適応化プロセッサ１００と、結合プロセッサ１１８とにより、マテリアルアイテムの低い周波数成分にコードワードが埋め込まれる。もちろん、他の実施の形態として、コードワードをマテリアルアイテムの帯域の他の部分に埋め込んでもよい。
【００４２】
第２の適応化プロセッサ１０４によって実行される帯域幅の縮小は、第１の適応化プロセッサ１０２による帯域幅の拡大に対応する。これらの処理の結果、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンは、ウォータマークコードワードと実質的に等しい帯域幅を有するようになる。マテリアルアイテムの帯域幅を縮小してコードワードの帯域幅に対応させることにより、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンと、コードワード係数とを登録プロセッサ１１２において関連付けることができる。これにより、ウォータマークプロセッサ１０８は、コードワードの係数を、コードワードが埋め込まれるサンプルの感度に応じて適応化することができる。なお、幾つかの実施の形態においては、第２の適応化プロセッサ１０４、登録プロセッサ１１２、又はウォータマークプロセッサ１０８を設けなくてもよい。更に、帯域適応化プロセッサ１００内の１つの適応化プロセッサと、結合プロセッサ１１８のみを用いてもよい。
【００４３】
上述のように、第１の適応化プロセッサ１０２は、ウォータマークコードワードの帯域幅を広げ、この帯域幅がマテリアルアイテムの帯域幅の一部に対応するようにする。このような帯域幅の拡大には、様々な手法を用いることができる。例えば、図５に示す実施の形態では、帯域幅の拡大は、時間領域及び空間領域の両方で実行される。他の実施の形態においては、帯域幅の拡大は、時間領域のみ又は空間領域のみで行ってもよい。第１の適応化プロセッサ１０２は、時間的アップサンプラ１２６と、空間的アップサンプラ１２８とを備える。時間的アップサンプラ１２６の具体的構成を図６に示し、空間的アップサンプラ１２８の具体的構成を図７に示す。
【００４４】
図６に示す時間的アップサンプラ１２６は、サンプリングレート増加プロセッサ１４０と、低域通過フィルタ１４２とを備える。サンプリングレート増加プロセッサ１４０は、必要とされる帯域の拡大幅に応じて、コードワード係数間にサンプルを挿入することによって、コードワードの帯域幅を拡大するよう構成されている。低域通過フィルタ１４２は、マテリアルアイテムの時間的帯域幅に対応する通過帯域を有する。このように、アップサンプリングされたコードワードを低域通過フィルタ１４２でフィルタリングすることにより、コードワードサンプルの補間が行われ、コードワードの時間的帯域幅が、マテリアルアイテム帯域幅に亘って拡大する。
【００４５】
図７に示す空間的アップサンプラ１２８は、ウェーブレット係数生成プロセッサ１４４と、逆ウェーブレット変換器１４６とを備える。空間的アップサンプラ１２８は、二次元ウェーブレット変換の最も低い周波数サブバンドにコードワードを形成することにより、８倍の空間的アップサンプリングを行う。二次元ウェーブレット変換は、ウェーブレット係数生成プロセッサ１４４によって行われる。他のサブバンドの係数は、０に設定される。続いて、逆ウェーブレット変換器１４６は、上述のように生成されたウェーブレット変換係数（wavelet transform）を逆ウェーブレット変換し、これにより、空間的に８倍にアップサンプリングされたコードワードが生成される。
【００４６】
図５に示すように、マテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する第２の適応化プロセッサ１０４は、空間的サブサンプラ１３２と、時間的サブサンプラ１３４とを備える。周知のように、帯域幅の縮小は、様々な手法で行うことができる。いずれの場合も、上述のように、第２の適応化プロセッサ１０４は、コードワードに対して実行された帯域幅の拡大に対応する、元のアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する。空間的サブサンプラ１３２の具体的構成を図８に示し、時間的サブサンプラ１３４の具体的構成を図９に示す。
【００４７】
図８に示すように、空間的サブサンプラ１３２は、ウェーブレット変換器２０４と、ウェーブレット選択器２０６とを備える。空間的サブサンプリングは、ウェーブレット変換を用いて実現される。この目的のために、ウェーブレット変換器２０４は、マテリアルの二次元ウェーブレット変換係数（second order wavelet transform）を生成する。ウェーブレット選択器２０６は、周波数が最も低いウェーブレットサブバンドを選択し、他のサブバンド内のウェーブレット変換係数を０に設定する。この処理は、図８においては、ウェーブレット変換器２０４によって形成された、ビデオフレーム２１０のウェーブレット変換係数２１０と、ウェーブレット選択器２０６によって処理された後に形成されたウェーブレット変換フレーム２１２とによって表されている。二次元ウェーブレット変換画像において、最も周波数が低いウェーブレットサブバンドを選択することにより、１／８にダウンサンプリングされた（down-sampled by a factor of eight）、ビデオフレームの空間的サブサンプリングバージョンが生成される。
【００４８】
一方、図９に示す時間的サブサンプラ１３４は、時間的にサブサンプリングされたマテリアルのエイリアシングを除去するフィルタとして機能する低域通過フィルタ２２０を備える。したがって、低域通過フィルタ２２０の通過帯域は、マテリアルに対するサブサンプリングのレートに応じて設定される。この実施の形態においては、時間的サブサンプリングのレートは４である。この低域通過フィルタ２２０の後段に設けられているフレーム選択器２２２は、４つおきにマテリアルのフレームを選択し、他のフレームを廃棄して、時間的にサブサンプリングされたマテリアルを生成する。
【００４９】
データ検出プロセッサ
上述のように、マテリアルアイテムのウォータマークが埋め込まれたバージョン内に存在するコードワードは、所定の見逃し確率及び誤検出確率で検出される。これに対応して、図２に示すデータ検出プロセッサ（検出画像処理装置）は、検査する（suspect）マテリアルアイテム内にコードワードが存在するか否かを検出する。ここで、コードワードは、帯域幅が縮小されたバージョンを介して、マテリアルアイテム内に埋め込まれているので、図２に示すデータ検出プロセッサを適応化する必要がある。本発明に基づくデータ検出プロセッサの実施の形態を図１０に示す。
【００５０】
図１０に示す実施の形態では、検査するマテリアルアイテムは、データ格納器４００から、空間的帯域プロセッサ（spatial bandwidth processor）４０４に供給される。更に、空間的帯域プロセッサ４０４には、第２のデータ格納器４０２から、元のソースマテリアルのコピーも供給される。空間的帯域プロセッサ４０４は、第１の空間的サブサンプラ４０６と、第２の空間的サブサンプラ４０８とを備える。第１及び第２の空間的サブサンプラ４０６、４０８は、図５に示すデータ符号化プロセッサにおける空間的アップサンプラ１２８によって実行されるアップサンプリングに対応するレートで空間的サブサンプリングを実行するように構成されている。この実施の形態では、サブサンプリングレートは、１／８である。空間的サブサンプラ４０６、４０８は、上述した図７に示すような構成を有していてもよい。なお、検査するマテリアルのバージョンと、元のマテリアルのバージョンの両方に対して、同じ空間的サブサンプラを用いることができることは言うまでもない。
【００５１】
検査するマテリアルアイテム及び元のマテリアルアイテムの空間的にサブサンプリングされたバージョンは、接続チャンネル４１２、４１４を介して、時間的登録プロセッサ（temporal registration processor）４１０に供給される。時間的登録プロセッサ４１０は、検査するマテリアルアイテムと、元のマテリアルアイテムとを時間的に揃え、元のマテリアルアイテムのサンプルと、検査するマテリアルアイテムの対応するサンプルとを同期させる。
【００５２】
時間的に揃えられた検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムは、時間的帯域プロセッサ４１６に供給される。時間的帯域プロセッサ４１６は、第１の時間的サブサンプラ４１８と、第２の時間的サブサンプラ４２０とを備え、第１の時間的サブサンプラ４１８と第２の時間的サブサンプラ４２０には、時間的に揃えられた検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムとがそれぞれ供給される。第１の時間的サブサンプラ４１８と第２の時間的サブサンプラ４２０は、図５に示すデータ処理装置の時間的アップサンプラ１２６によって実行された時間的アップサンプリングに対応する時間的サブサンプリングを検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムに対して実行する。検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの時間的及び空間的にサブサンプリングされたバージョンは、空間的登録プロセッサ４２２に供給される。空間的登録プロセッサ４２２は、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムのサンプルを空間的に揃えるように構成されている。
【００５３】
空間的帯域プロセッサ４０４及び時間的帯域プロセッサ４１６は、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムのコピーの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する。時間的登録プロセッサ４１０及び空間的登録プロセッサ４２２は、基本的に、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンのサンプルを関連付けるように構成されている。そして、減算プロセッサ４２４には、検査するマテリアルアイテムと、コードワード係数が係合されている可能性がある元のマテリアルアイテムのサンプルとが供給される。この減算プロセッサ４２４における減算により、再生されたコードワード（以下、再生コードワードという。）Ｘ’を表すサンプルのベクトルが算出される。再生コードワードＸ’は、相関器５２’に供給され、相関器５２’は、検出器６０’と協働して、再生コードワードＸ’がコードワードの組のうちの１つに対応するか否かを判定する。この処理については、図２に示すデータ検出プロセッサに関連して上述した通りであるので、詳細な説明は省略する。この検出されたコードワードに基づいて、オフェンディングマテリアルの受信者を固有に識別することができる。
【００５４】
データ符号化プロセッサによってコードワードの帯域幅を適応化し、コードワード係数をマテリアルアイテムに埋め込む処理は、線形数学的処理である（linear mathematical process）。したがって、変形例においては、データ検出プロセッサは、検査するマテリアルアイテムからマテリアルアイテムのコピーを減算した後に、この差分の帯域幅が縮小されたバージョンを生成するような構成であってもよい。この差分の帯域幅が縮小されたバージョンと、１組のコードワード内の各コードワードとの相関を調べることにより、上述と同じように、検査するマテリアルアイテム内に存在するコードワードを特定することができる。なお、後の段落で説明するように、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの帯域幅が縮小されたバージョンを生成する手法は、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムを位置合わせするために必要な処理の量を低減できるという利点を有する。
【００５５】
改善された位置合わせ処理
本発明の実施の形態として、検査するマテリアルアイテムと、元のマテリアルアイテムのサブサンプリングされたバージョンを時間的及び空間的に揃える（aligning）ことができる改善された装置を提供する。これにより、オフェンディングマテリアル内に存在するコードワードを正しく検出する可能性を高めることができる。検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムのコピーの位置合わせ処理の改善は、多段にネスティングされた位置合わせ（以下、アラインメントともいう。）処理（multi-stage nested alignment process）によって実現される。
【００５６】
上述のように、データ検出プロセッサは、時間的登録プロセッサ４１０と空間的登録プロセッサ４２２とからなる登録プロセッサを備える。時間的登録プロセッサ４１０は、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムに対する第１の時間的アラインメントを行う。この時間的アラインメントは、様々な方法で実現される。例えば、映画又はビデオ等の動画を表すマテリアルでは、マテリアルにおけるシーンの変更は、マテリアル内のフレーム間の色差及び／又は輝度を表す値の大きな変化に基づいて検出することができる。検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムにおいて、これらの変化が発生する相対的時刻を対応させることにより、時間的アラインメントを推定することができる。なお、検査するマテリアルアイテムは、元のマテリアルアイテムとは異なる記録又は保存フォーマットに基づいて生成されていることがあるため、検査するマテリアルアイテムのフレームレートが元のマテリアルアイテムのフレームレートと異なる場合もある。そこで、フレームの境界に生じるシーンの変更を特定するために、増加させるフレームレートに基づいて、検査するマテリアルアイテムのフレーム間に更にフレームを挿入することにより、検査するマテリアルアイテムを更にアップサンプリングしてもよい。アップサンプリングされた検査するマテリアルアイテムを低域通過フィルタによってフィルタリングすることにより、検査するマテリアルアイテムの補間されたバージョンが生成され、これにより、シーンの変更をより容易に特定することができる。
【００５７】
検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムをサブサンプリングした後に時間的アラインメントを行うことは有益である。これは、ウォータマークが埋め込まれたマテリアルアイテムは、帯域が低い部分にコードワードが埋め込まれて生成されているためである。このため、マテリアルアイテム内のコードワードは、時間的アラインメントを行う前に、検査するマテリアルアイテム及び元のマテリアルアイテムをサブサンプリングすることによっては、影響を受ける可能性が低い。そこで、空間的帯域プロセッサ４０４は、時間的登録プロセッサ４１０による時間的アラインメントの実行前に、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムとをサブサンプリングする。この結果、必要とされる処理量が低減されるため、時間的アラインメントを推定するために掛かる時間が実質的に短縮される。
【００５８】
上述のように、時間的帯域プロセッサ４１６による時間的サブサンプリングの後、空間的登録プロセッサ４２２は、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムに対して空間的アラインメントを実行する。この空間的登録プロセッサ４２２による処理について、図１１を用いて説明する。
【００５９】
空間的登録プロセッサ４２２は、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの空間的にサブサンプリングレートを順次高めたバージョン（increasingly spatially sub-sampled version）の組を生成する。図１１に示す実施の形態では、２個の空間的にサブサンプリングレートを順次高めたバージョンＳＳＶ１、ＳＳＶ２が生成されている。検査するマテリアルアイテムのサンプルとなる第１のフレームＣについて、２つの空間的にサブサンプリングレートを順次高めたバージョンＳＳＶ１、ＳＳＶ２は、検査するマテリアルアイテムのサブサンプリングされたバージョンＳＶの第１のフレームＣから、２つのフレームＡ、Ｂを生成する。これに対応して、元のマテリアルアイテムのフレームＣ’について、空間的にサブサンプリングレートを順次高めたバージョンＳＳＶ１、ＳＳＶ２は、空間的にサブサンプリングレートを順次高めたバージョンＡ’、Ｂ’を生成する。空間的登録プロセッサ４２２は、以下のような、ネスティングされた空間的アラインメント処理（nested spatial alignment process）を実行する。
（１）検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの空間的に最も高いレートでサブサンプリングされたフレームＡ、Ａ’を比較する。
（２）この比較の結果、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの空間的に最も高いレートでサブサンプリングされたフレームＡ、Ａ’に関する、空間的なアラインメント誤差を示す情報が得られる。
（３）先の（２）において判定されたフレームＡ、Ａ’間のアラインメント誤差に基づいて、次に高いレートでサブサンプリングされたフレームＢ、Ｂ’に対するアラインメントを実行する。
（４）続いて、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの空間的に次に高いレートでサブサンプリングされたフレームＢ、Ｂ’を比較する。
（５）この比較の結果、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの空間的に次に高いレートでサブサンプリングされたフレームＢ、Ｂ’に関する、空間的なアラインメント誤差を示す情報が得られる。
（６）レベルＳＳＶ１のフレームＢ、Ｂ’について判定されたアラインメント誤差に基づいて、最も低いレートでサブサンプリングされたフレームＣ、Ｃ’に対するアラインメントを実行する。
（７）次の空間的にサブサンプリングレートを順次高めたフレームの組に対して、（１）〜（６）の処理を繰り返す。
【００６０】
図１１に示すように、空間的に異なるレベルでサブサンプリングされたフレームに関するネスティングされたアラインメント処理は、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの全てのフレームに対して行わなくてもよい。例えば、フレームに対するネスティングされたアラインメント処理は、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムとの間で空間的なアラインメント誤差が発生する量に応じた割合で実行してもよい。例えば、図１１に示すネスティングされたアラインメント処理は、１つおきのフレームに対して実行されている。勿論、アラインメント誤差の変化が生じる割合に応じて、３つのフレームにつき１つ、４つのフレームにつき１つ等、この他の割合でネスティングされたアラインメント処理を実行してもよい。
【００６１】
このように、異なるレベルの空間的サブサンプリングデータを用いてネスティングされたアラインメント処理を行うことにより、空間的アラインメントの精度を高めるとともに、空間的アラインメントを実行するための処理量を低減することができる。更に、低い空間周波数にコードワードを適用することにより、コードワード検出処理がアラインメント誤差から受ける影響を低減することができる。
【００６２】
登録プロセッサによる動作のフローチャートを図１２に示す。図１２を参照して、登録プロセッサの動作を説明する。
Ｓ１：空間的にサブサンプリングされた検査するマテリアル及び元のマテリアルを時間的登録プロセッサ４１０に供給する。
Ｓ２：マテリアルにおける遷移点、シーンの変更点、又は編集点が検出され、時間的アラインメントを実行する。
Ｓ３：空間的にサブサンプリングされた検査するマテリアル及び元のマテリアルを時間的にサブサンプリングする。
Ｓ４：検査するマテリアルアイテム及び元のマテリアルアイテムの時間的及び空間的にサブサンプリングされたサンプルフレームについて、更に空間的サブサンプリングレートが順次高い２つのレベルＳＳＶ１、ＳＳＶ２に対応した空間的にサブサンプリングレートが順次高い２つのフレームを生成する。
Ｓ５：最も低いレベルＳＳＶ２は、最も高いレートで時間的及び空間的にサブサンプリングされたフレームＡ、Ａ’を含み、このフレームＡ、Ａ’を比較して、アラインメント誤差を判定する。
Ｓ６：最も高いレートでサブサンプリングされたＡ、Ａ’について判定されたアラインメント誤差に基づいて、次のレベルＳＳＶ１でサブサンプリングされたフレームに対するアラインメントを行う。
Ｓ７：次に高いレートでサブサンプリングされたフレームＢ、Ｂ’を比較し、アラインメント誤差を判定する。
Ｓ８：次に高いレートでサブサンプリングされたフレームＢ、Ｂ’について判定されたアラインメント誤差に基づいて、検査するマテリアルアイテムと元のマテリアルアイテムの最も低いレートでサブサンプリングされたフレームＣ、Ｃ’に対するアラインメントを行う。
【００６３】
続いて、次のフレームに対して、上述と同様のアラインメント処理を繰り返す。
【００６４】
本発明の更なる様々な側面及び特徴は、添付の請求の範囲において定義されている。この請求の範囲から逸脱することなく、上述した実施の形態を様々に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】ウォータマークエンコーダとして動作するデータ処理装置のブロック図である。
【図２】データ検出装置のブロック図である。
【図３】ＦＩＧ．３Ａは、元の画像を示し、ＦＩＧ．３Ｂは、ウォータマークが埋め込まれた画像を示し、ＦＩＧ．３Ｃは、位置合わせされた後のウォータマークが埋め込まれた画像を示す図である。
【図４】Ｎ個のコードワードのそれぞれに関する相関結果の例を示すグラフ図である。
【図５】本発明に基づくウォータマークエンコーダとして動作するデータ処理装置のブロック図である。
【図６】図５に示すデータ処理装置の一部を構成する時間的アップサンプラのブロック図である。
【図７】図５に示すデータ処理装置の一部を構成する空間的アップサンプラのブロック図である。
【図８】図５に示すデータ処理装置の一部を構成する空間的サブサンプラのブロック図である。
【図９】図５に示すデータ処理装置の一部を構成する時間的サブサンプラのブロック図である。
【図１０】ウォータマークが埋め込まれたマテリアルアイテム内のウォータマークコードワードを検出するデータ検出プロセッサのブロック図である。
【図１１】本発明に基づくネスティングされたアラインメント処理を説明する、３つのレベルで空間的サブサンプリングされたビデオフレームを示す図である。
【図１２】本発明に基づくネスティングされたアラインメント処理の手順を示すフローチャートである。
【図１】
0004212422.tif 000003
【図２】
0004212422.tif 000004
【図３】
0004212422.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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