(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像信号をＮ種類（Ｎ＞１）のそれぞれ異なる拡大率または縮小率で拡大縮小して、Ｎ種類の拡大縮小画像を生成する拡大縮小器と、
前記Ｎ種類の拡大縮小画像のそれぞれから特定周波数成分を抽出して、Ｎ種類の抽出信号のそれぞれを生成する抽出器と、
前記Ｎ種類の抽出信号のそれぞれに対応したＮ種類の埋込情報に基づいて、前記Ｎ種類の抽出信号のそれぞれの振幅を前記入力画像信号の特徴量に応じて圧縮すると共に、予め決められた位相を位相制御器によってずらして、Ｎ種類の透かし画像信号を生成する生成器と、
前記Ｎ種類の透かし画像信号を、前記入力画像信号に加算して出力画像信号を生成する重畳器と、
を備えた電子透かし埋め込み装置。
【請求項２】
前記Ｎ種類の埋込情報は、Ｓ種類（Ｓ＞０）の透かし情報とＲ種類（Ｒ＞０、Ｎ＝Ｓ＋Ｒ）の同期情報とを有し、
前記生成器は、前記Ｓ種類の透かし情報のそれぞれに基づくＳ種類の第１透かし画像信号と、前記Ｒ種類の同期情報のそれぞれに基づくＲ種類の第２透かし画像信号とを含んだ前記Ｎ種類の透かし画像信号を生成し、
前記重畳器は、前記Ｓ種類の第１透かし画像と前記Ｒ種類の第１透かし画像を前記入力動画像の各フレームに加算する、
請求項１記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項３】
前記同期情報は、誤り検出機能、または、誤り訂正機能を持たせるために前記透かし情報よりも高い冗長度を有する、
請求項２記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項４】
Ｎ種類の埋込情報が埋め込まれた入力画像信号について、それぞれ異なるＮ種類の拡大率または縮小率によって拡大縮小を行って、Ｎ種類の拡大縮小画像を生成する拡大縮小器と、
前記Ｎ種類の拡大縮小画像から特定周波数成分をそれぞれ抽出して、Ｎ種類の抽出信号を生成する抽出器と、
前記入力画像信号を直交変換して第１変換信号を生成する第１直交変換器と、
前記Ｎ種類の抽出信号をそれぞれ直交変換して、Ｎ種類の第２変換信号を生成する第２直交変換器と、
前記第１変換信号と前記Ｎ種類の第２変換信号をそれぞれ合成して、Ｎ種類の合成画像を生成する合成器と、
前記Ｎ種類の合成画像に直交変換、または、逆直交変換をそれぞれ行ってＮ種類の第３変換信号を生成する第３直交変換器と、
前記Ｎ種類の第３変換信号に出現するピークから、前記Ｎ種類の埋込情報を推定する推定器と、
を備えた電子透かし検出装置。
【請求項５】
前記Ｎ種類の埋込情報は、Ｓ種類（Ｓ＞０）の透かし情報とＲ種類（Ｒ＞０、Ｎ＝Ｓ＋Ｒ）の同期情報とを有し、
前記Ｓ種類の透かし情報のそれぞれに基づくＳ種類の第１透かし画像信号と、前記Ｒ種類の同期情報のそれぞれに基づくＲ種類の第２透かし画像信号とを含んだ前記Ｎ種類の透かし画像信号があり、
前記Ｓ種類の第１透かし画像と前記Ｒ種類の第１透かし画像を前記入力動画像の各フレームに加算されている、
請求項４記載の電子透かし検出装置。
【請求項６】
前記推定器は、前記同期情報を誤り検出機能、または、誤り訂正機能を用いて検出する、
請求項５記載の電子透かし検出装置。
【請求項７】
前記推定器は、前記入力画像信号のエネルギーが高く、かつ、前記埋込情報の埋め込まれた確度の高いフレームのみを用いて前記埋込情報を推定する、
請求項５記載の電子透かし検出装置。
【請求項８】
前記推定器は、前記確度の高いフレームの抽出率が閾値よりも低い場合には、前記確度の高いフレームの検出レベルを低下させる、
請求項７記載の電子透かし検出装置。
【請求項９】
前記推定器は、
前記確度の高いフレームの抽出率について、過去に遡って複数フレームにおける統計量を算出し、
前記統計量が閾値よりも低い場合には、前記確度の高いフレームの検出レベルを低下させる、
請求項７記載の電子透かし検出装置。
【請求項１０】
入力画像信号についてＮ種類（Ｎ＞１）のそれぞれ異なる拡大率または縮小率で拡大縮小を行って、Ｎ種類の拡大縮小画像を生成する拡大縮小ステップと、
前記Ｎ種類の拡大縮小画像に対して特定周波数成分をそれぞれ抽出して、Ｎ種類の抽出信号を生成する抽出ステップと、
前記Ｎ種類の抽出信号のそれぞれに対応したＮ種類の埋込情報に基づいて、前記Ｎ種類の抽出信号のそれぞれの振幅を前記入力画像信号の特徴量に応じて圧縮すると共に、予め決められた位相を位相制御器によってずらして、Ｎ種類の透かし画像信号を生成する生成ステップと、
前記Ｎ種類の透かし画像信号を、前記入力画像信号に加算して出力画像信号を生成する重畳ステップと、
を備えた電子透かし埋め込み方法。
【請求項１１】
前記Ｎ種類の埋込情報は、Ｓ種類（Ｓ＞０）の透かし情報とＲ種類（Ｒ＞０、Ｎ＝Ｓ＋Ｒ）の同期情報とを有し、
前記生成ステップにおいて、前記Ｓ種類の透かし情報のそれぞれに基づくＳ種類の第１透かし画像信号と、前記Ｒ種類の同期情報のそれぞれに基づくＲ種類の第２透かし画像信号とを含んだ前記Ｎ種類の透かし画像信号を生成し、
前記重畳ステップにおいて、前記Ｓ種類の第１透かし画像と前記Ｒ種類の第１透かし画像を前記入力動画像の各フレームに加算する、
請求項１０記載の電子透かし埋め込み方法。
【請求項１２】
前記同期情報は、誤り検出機能、または、誤り訂正機能を持たせるために前記透かし情報よりも高い冗長度を有する、
請求項１１記載の電子透かし埋め込み方法。
【請求項１３】
Ｎ種類の埋込情報が埋め込まれた入力画像信号について、それぞれ異なるＮ種類の拡大率または縮小率によって拡大縮小を行って、Ｎ種類の拡大縮小画像を生成する拡大縮小ステップと、
前記Ｎ種類の拡大縮小画像から特定周波数成分をそれぞれ抽出して、Ｎ種類の抽出信号を生成する抽出ステップと、
前記入力画像信号を直交変換して第１変換信号を生成する第１直交変換ステップと、
前記Ｎ種類の抽出信号をそれぞれ直交変換して、Ｎ種類の第２変換信号を生成する第２直交変換ステップと、
前記第１変換信号と前記Ｎ種類の第２変換信号をそれぞれ合成して、Ｎ種類の合成画像を生成する合成ステップと、
前記Ｎ種類の合成画像に直交変換、または、逆直交変換をそれぞれ行ってＮ種類の第３変換信号を生成する第３直交変換ステップと、
前記Ｎ種類の第３変換信号に出現するピークから、前記Ｎ種類の埋込情報を推定する推定ステップと、
を備えた電子透かし検出方法。
【請求項１４】
前記Ｎ種類の埋込情報は、Ｓ種類（Ｓ＞０）の透かし情報とＲ種類（Ｒ＞０、Ｎ＝Ｓ＋Ｒ）の同期情報とを有し、
前記Ｓ種類の透かし情報のそれぞれに基づくＳ種類の第１透かし画像信号と、前記Ｒ種類の同期情報のそれぞれに基づくＲ種類の第２透かし画像信号とを含んだ前記Ｎ種類の透かし画像信号があり、
前記Ｓ種類の第１透かし画像と前記Ｒ種類の第１透かし画像を前記入力動画像の各フレームに加算されている、
請求項１３記載の電子透かし検出方法。
【請求項１５】
前記推定ステップにおいて、前記同期情報を誤り検出機能、または、誤り訂正機能を用いて検出する、
請求項１４記載の電子透かし検出方法。
【請求項１６】
前記推定ステップにおいて、前記入力画像信号のエネルギーが高く、かつ、前記埋込情報の埋め込まれた確度の高いフレームのみを用いて前記埋込情報を推定する、
請求項１４記載の電子透かし検出方法。
【請求項１７】
前記推定ステップにおいて、前記確度の高いフレームの抽出率が閾値よりも低い場合には、前記確度の高いフレームの検出レベルを低下させる、
請求項１６記載の電子透かし検出方法。
【請求項１８】
前記推定ステップにおいて、
前記確度の高いフレームの抽出率について、過去に遡って複数フレームにおける統計量を算出し、
前記統計量が閾値よりも低い場合には、前記確度の高いフレームの検出レベルを低下させる、
請求項１６記載の電子透かし検出方法。
【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埋め込み装置及び電子透かし検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルＶＴＲ、あるいはＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）のようなデ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ジタルテレビ放送を通じて様々なデジタル動画像が流通し、ユーザは高品質のデジタル動画像を利用することが可能となりつつある。
【０００３】
デジタル動画像は、デ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  ｗａｔｅｒｍａｒｋ）が知られている。電子透かしは、デ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】
不正コピーの顕著な例としては、海賊版ＤＶＤが挙げられる。海賊版ＤＶＤの多くは、映画館でスクリーンに投影されている画像を観客がビデオカメラで撮影して、撮影した画像を元にＤＶＤを作成したものである。この種の不正コピーを防ぐためには、映画フィルムにコピーや再生などの制御情報、もしくは画像ＩＤを予め電子透かしとして埋め込んでおき、ビデオカメラにより撮影された画像から埋め込まれた電子透かし情報（制御情報もしくは画像ＩＤ）を検出して、検出された制御情報に基づいてコピーや再生などを制御したり不正を追跡したりする。
【０００６】
ここで、映画フィルムに電子透かし情報を埋め込について考える。近年、映画フィルム作成工程においてもデジタル化が進んでおり、例えば、フィルムをいったんデジタル信号に変換して、そのデジタル信号をスタジオで編集し、仕上がったものをフィルムに戻すといった何らかのデジタル変換が映画素材作成時に行われることが一般的である。そこで、この映画フィルム作成工程におけるデジタル信号に電子透かし情報を埋め込むことで、映画フィルムに電子透かし情報を埋め込むことが可能である。
【０００７】
このような映画館における私的撮影による不正コピー防止対策として電子透かしを利用するためには、幾何変形（電子透かし情報が埋め込まれた映画フィルムをスクリーンに投影してから、ビデオカメラで撮影されるまでの過程で発生する幾何的な変形）、フレームジッタ（映写機の回転スピードに個体差があることで発生する時間的なずれ）に対する耐性を持つことが重要である。
【０００８】
電子透かしの方式としては様々な方式が提案されており、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ジタル動画像に埋め込む。
【０００９】
［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。
【００１０】
［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。
【００１１】
［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。
【００１２】
［ステップＥ４］
逆周波数変換（例えば、ＩＤＣＴ変換）を施す。
【００１３】
［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）。
【００１４】
一方、こうして透かし情報が埋め込まれたデ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。
【００１５】
［ステップＤ１］
画像信号にＰＮ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。
【００１６】
［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。
【００１７】
［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。
【００１８】
また、透かし情報に従って画像信号を埋め込む動画像向けの電子透かし埋め込み方式の一つとして、入力画像信号から抽出された特定周波数成分信号を用いて電子透かし信号を作成して、入力画像信号に電子透かし信号を埋め込む技術が提案されており、この方法では幾何変形に対して強い耐性がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２５４１４７号公報（特願２００５−６８５５６号、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】
【００１９】
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、スケーリング（拡大／縮小）等が考えられる。
【００２０】
このような攻撃を受けた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系列の同期を回復した後、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。しかしながら、画像信号だけからＰＮ系列の同期を回復するには、複数の候補で処理を試みて、うまく検出できたものを採用するという探索を行う必要がある。このために、演算量や回路規模が増加するという問題がある。また、攻撃を受けた画像では透かし情報が弱まっており、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が検出できなくなるという問題点がある。
【００２１】
一方、埋め込み時には入力画像信号から抽出された特定周波数成分信号に基づいて電子透かし信号を埋め込み、検出時には入力画像信号から抽出された埋め込み側と同等の特定周波数成分信号に基づいて検出を行う技術においては、幾何変形に対する耐性があることが知られているが、幾何変形に耐性のある埋め込み位置は限定されており、複数の埋込情報を幾何変形に耐性のある特定位置に埋め込むことは困難であった。
【００２２】
そこで本発明では、複数の埋込情報を重ねて埋め込み及び検出を行うことが出来る電子透かし埋め込み装置及び電子透かし検出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】
【００２３】
本発明は、入力画像信号をＮ種類（Ｎ＞１）のそれぞれ異なる拡大率または縮小率で拡大縮小して、Ｎ種類の拡大縮小画像を生成する拡大縮小器と、前記Ｎ種類の拡大縮小画像のそれぞれから特定周波数成分を抽出して、Ｎ種類の抽出信号のそれぞれを生成する抽出器と、前記Ｎ種類の抽出信号のそれぞれに対応したＮ種類の埋込情報に基づいて、前記Ｎ種類の抽出信号のそれぞれの振幅を前記入力画像信号の特徴量に応じて圧縮すると共に、予め決められた位相を位相制御器によってずらして、Ｎ種類の透かし画像信号を生成する生成器と、前記Ｎ種類の透かし画像信号を、前記入力画像信号に加算して出力画像信号を生成する重畳器と、を備えた電子透かし埋め込み装置である。
【００２４】
本発明は、Ｎ種類の埋込情報が埋め込まれた入力画像信号について、それぞれ異なるＮ種類の拡大率または縮小率によって拡大縮小を行って、Ｎ種類の拡大縮小画像を生成する拡大縮小器と、前記Ｎ種類の拡大縮小画像から特定周波数成分をそれぞれ抽出して、Ｎ種類の抽出信号を生成する抽出器と、前記入力画像信号を直交変換して第１変換信号を生成する第１直交変換器と、前記Ｎ種類の抽出信号をそれぞれ直交変換して、Ｎ種類の第２変換信号を生成する第２直交変換器と、前記第１変換信号と前記Ｎ種類の第２変換信号をそれぞれ合成して、Ｎ種類の合成画像を生成する合成器と、前記Ｎ種類の合成画像に直交変換、または、逆直交変換をそれぞれ行ってＮ種類の第３変換信号を生成する第３直交変換器と、前記Ｎ種類の第３変換信号に出現するピークから、前記Ｎ種類の埋込情報を推定する推定器と、を備えた電子透かし検出装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、幾何変形に対する耐性を維持したまま、より多くの情報を埋め込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の電子透かし埋込装置（以下、単に「埋め込み装置」という）と電子透かし検出装置（以下、単に「検出装置」という）についてそれぞれ説明し、最後に両方をまとめて説明する。
【００２７】
（埋め込み装置の実施形態）
まず、埋め込み装置について図面に基づいて説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る埋め込み装置について図１、図１３に基づいて説明する。
【００２９】
（１）埋め込み装置の基本構成
図１は、埋め込み装置の基本構成を示すブロック図である。
【００３０】
埋め込み装置は、拡大縮小器１０、特定周波数抽出器１１、透かし信号生成器１２、透かし信号重畳器１３から構成される。
【００３１】
（２）埋め込み装置の動作
埋め込み装置の動作について説明する。
【００３２】
ここでは、Ｎ種類（Ｎ＞１）の埋込情報を埋め込む例であり、各種類のビット数はＭビット（Ｍ＝＞１）で、各種類のよりビット数が異なっても構わない。このため、ビット毎に種類が異なる場合（１ビットで１つの種類を構成する場合）と、複数ビットで１つの種類を構成する場合のどちらでも適用することが可能である。
【００３３】
埋め込み装置には、透かし情報が埋め込まれる画像（埋込対象画像１００）として、動画像または静止画のデジタル化された画像信号が入力される。この埋込対象画像１００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。
【００３４】
埋め込み装置に入力された埋込対象画像１００は、複数の埋込情報毎の拡大縮小器１０、透かし信号重畳器１３に入力される。そして、第１埋込情報埋込から第ｎ埋込情報埋込が行われる。なお、第ｎ埋込情報におけるｎは２以上である。まず、第１埋込情報埋込について説明する。
【００３５】
まず、拡大縮小器１０Ａは、埋込対象画像１００を拡大縮小率Ａ１で縮小（もしくは拡大）する。この信号は、特定周波数抽出器１１Ａに入力される。ここで拡大縮小とは、画像のサイズを大きくしたり小さくしたりすることである。
【００３６】
次に、特定周波数抽出器１１Ａは、検出時と同等の特定周波数成分を抽出する。特定周波数抽出器１１Ａは、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によって構成され、拡大縮小器１０Ａにより縮小（もしくは拡大）された信号から検出側と同等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、特定周波数抽出器１１Ａからの出力信号を「特定周波数成分信号」という。ここで、埋め込みで用いるフィルタは、検出時と全く同様のフィルタを用いても構わない。
【００３７】
次に、透かし信号生成器１２Ａは、特定周波数抽出器１１Ａから出力される特定周波数成分信号と透かし情報（第１埋込情報１０４）に基づいて透かし画像信号を生成する。なお、第１埋込情報１０４は、デジタル信号の「１」または「０」の信号列とする。
【００３８】
同様にして、複数の埋込情報埋込に対して透かし画像信号が生成される。
【００３９】
例えば、第ｎ埋込情報埋込においては、拡大縮小器１０Ｂにより拡大縮小率Ｂ１で縮小（もしくは拡大）された信号は、特定周波数抽出器１１Ｂに入力される。なお、拡大縮小率Ａ１とＢ１は異なる値である。
【００４０】
次に、特定周波数抽出器１１Ｂは、検出時と同等の特定周波数成分を抽出する。ここで、埋め込みで用いるフィルタは、検出時と全く同様のフィルタを用いても構わない。
【００４１】
次に、透かし信号生成器１２Ｂは、特定周波数抽出器１１Ｂから出力される特定周波数成分信号と第ｎ埋込情報１０５に基づいて透かし画像信号を生成する。なお、第ｎ埋込情報１０５は、デジタル信号の「１」または「０」の信号列である。
【００４２】
最後に、透かし信号重畳器１３は、透かし信号生成器１２Ａ、１２Ｂによって生成された透かし画像信号が供給される。透かし信号重畳器１３は、デジタル加算器からなり、透かし画像信号を埋込対象画像信号１００に重畳して、透かし画像信号埋込済画像信号１０３を生成する。
【００４３】
（３）透かし信号生成器１２
次に、透かし信号生成器１２Ａ、１２Ｂについて説明する。すなわち、Ｎ種類の埋込情報毎に下記の処理を行い、Ｎ種類の透かし画像信号を生成する。
【００４４】
透かし情報は、複数のビットのデータから構成されるものとする。
【００４５】
まず、拡大（もしくは縮小）された入力画像上で、透かし情報の複数のビットの各々に対応する埋め込み位置を設定する。
【００４６】
次に、特定周波数成分信号（特定周波数抽出器１１Ａ、１１Ｂの出力信号）の振幅を各ビットの値に応じて、すなわち、入力画像の特徴量に応じて(例えば、平坦な箇所は振幅を小さくして、エッジ付近は振幅を大きくするなど、知覚しにくくなるように振幅を圧縮する)圧縮する。
【００４７】
次に、設定された位置に、この圧縮した信号をそれぞれ重畳することで透かし画像信号を生成する。
【００４８】
具体的には、次の通りである。
【００４９】
まず、位置設定は、単一または複数のデジタル位相シフタによって実現される。
【００５０】
また、位置シフト量は、位相シフタの位相シフト量となる。
【００５１】
図１３は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（位置）がシフトされている例である。振幅制御は具体的には単一または複数の排他的論理和回路やデジタル乗算器であり、振幅制御時の符号や大きさは、複数の埋込情報、画像の複雑度を表すアクティビティなどに応じて制御されて、分かりやすく表現すると、上記入力される特定周波数成分信号に乗じる係数（埋め込み強度）となる。例えば、アクティビティが大きいほど係数は大きく設定される。
【００５２】
（４）効果
拡大縮小率Ａ１とＢ１は異なる値であるので、複数の埋込情報をある特定位置に重ねて埋め込みを行うことで、より多くの情報を埋め込むことが可能となる。
【００５３】
埋め込み位置においては、幾何変形に耐性のある位置は限定されているため、この方式により多くの情報を幾何変形に耐性のある特定位置に重ねて埋め込みを行うことで、幾何変形への耐性を得ることが可能となる。
【００５４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る埋め込み装置について図２、図４に基づいて説明する。
【００５５】
本実施形態では、幾何変形に対する耐性とフレームジッタに対する耐性を両立させる。
【００５６】
埋め込み時には入力画像信号から抽出された特定周波数成分信号に基づいて電子透かし画像信号を埋め込み、検出時には入力画像信号から抽出された埋め込み側と同等の特定周波数成分信号に基づいて検出を行う技術においては、幾何変形に対する耐性があることが知られている。
【００５７】
一方、時間方向の差分を用いて原画像信号成分を低減するために、埋め込みや検出において、フレームにより異なる符号で電子透かし画像信号の加減算を行うことで性能向上を図っている場合には、埋め込まれた電子透かし情報を正しく検出するためには、埋め込み側と検出側でフレーム毎に同期をとる（埋め込み時の符号と同一の符号で検出する）必要があり、フレームジッタにより埋込パターンが変化すると、同期をとることができなくなり、埋め込まれた情報を検出できなくなるという問題点がある。
【００５８】
埋め込まれた電子透かし情報から符号を検出して同期をとる方式として、埋め込みにおける符号情報からなる符号ビットを電子透かしとして埋め込み、検出側で符号ビットを検出することで、検出側で埋め込み時の埋め込み符号情報が分かり、埋め込み側と検出側で同期を取ることが考えられる。
【００５９】
そこで、本実施形態では、透かし情報と共に同期情報（埋め込みにおける符号情報）を電子透かしとして埋め込むことで、埋込側と検出側の同期をとる構成とする。
【００６０】
（１）埋め込み装置の基本構成
図２は、本実施形態の埋め込み装置の基本構成を示すブロック図である。
【００６１】
埋め込み装置は、拡大縮小器１０、特定周波数抽出器１１、透かし信号生成器１２、透かし信号重畳器１３から構成される。
【００６２】
（２）埋め込み装置の動作
埋め込み装置の動作について説明する。
【００６３】
埋め込み装置には、透かし情報が埋め込まれる画像（埋込対象画像１００）として、動画像または静止画のデジタル化された画像信号が入力される。この埋込対象画像１００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。
【００６４】
埋め込み装置に入力された埋込対象画像１００は、埋込情報（透かし情報）を埋め込む埋込情報埋込における拡大縮小器１０Ｂ、埋め込み側と検出側でフレーム毎に同期を取るための情報（同期情報）を埋め込む同期情報埋込における拡大縮小器１０Ａ、透かし信号重畳器１３に入力される。すなわち、ここでは、埋込情報としては、透かし情報と同期情報の２つがあるが、以下の説明では、透かし情報を埋込情報、同期情報はそのまま同期情報として説明する。なお、同期情報とは、Ｎ種類の透かし画像信号を、入力画像信号に加算する場合に、入力画像信号の各フレームにおける透かし情報の極性を表す同期情報をいう。
【００６５】
まず、この同期情報埋込について説明する。
【００６６】
まず、同期情報埋込においては、埋込対象画像１００は、拡大縮小器１０Ａにより拡大縮小率Ａ１で縮小（もしくは拡大）される。この信号は、特定周波数抽出器１１Ａに入力される。
【００６７】
次に、特定周波数抽出器１１Ａは、検出時と同等の特定周波数成分を抽出する。特定周波数抽出器１１Ａは、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によって構成され、拡大縮小器１０Ａにより縮小（もしくは拡大）された信号から検出側と同等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。ここで、埋め込みで用いるフィルタは、検出時と全く同様のフィルタを用いても構わない。
【００６８】
次に、透かし信号生成器１２Ａは、特定周波数抽出器１１Ａから出力される特定周波数成分信号と同期情報１０２に基づいて透かし画像信号を生成する。なお、同期情報１０２は、デジタル信号の「１」または「０」の信号列とする。
【００６９】
埋込情報埋込について説明する。
【００７０】
まず、埋込情報埋込においては、埋込対象画像１００は、拡大縮小器１０Ｂにより拡大縮小率Ｂ１で縮小（もしくは拡大）される。この信号は、特定周波数抽出器１１Ｂに入力される。なお、拡大縮小率Ａ１とＢ１は異なる値である。
【００７１】
次に、特定周波数抽出器１１Ｂは、検出時と同等の特定周波数成分を抽出する。ここで、埋め込みで用いるフィルタは、検出時と全く同様のフィルタを用いても構わない。次に、特定周波数抽出器１１Ｂから出力される特定周波数成分信号と埋込情報１０１に基づいて透かし信号生成器１２Ｂにより透かし画像信号が生成される。なお、埋込情報１０１は、デジタル信号の「１」または「０」の信号列とする。
【００７２】
最後に、透かし信号重畳器１３は、透かし信号生成器１２Ａ、１２Ｂによって生成された透かし画像信号が供給される。透かし信号重畳器１３は、デジタル加算器からなり、透かし画像信号は、埋込対象画像信号１００に重畳されることで、透かし画像信号埋込済画像信号１０３が生成される。
【００７３】
なお、特定周波数抽出器１１Ａ、１１Ｂによって抽出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く、その場合は複数チャネルの透かし画像信号が透かし情報重畳部１３において埋込対象画像１００に重畳され、透かし埋込済画像１０３が生成される。
【００７４】
（３）埋め込み方法の手順
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埋め込み方法の手順について説明する。
【００７５】
ここでは、Ｎ種類（Ｎ＞１）の埋込情報において、Ｍ種類（１＜＝Ｍ＜Ｎ）は、透かし情報であり、残りの（Ｎ−Ｍ）種類の埋込情報は同期情報である場合の電子透かし埋め込み方法について、Ｎ＝２、Ｍ＝１の場合、つまり、２種類の埋め込み情報のうち、１種類は同期情報、他の１種類は透かし情報の場合についての説明を行っている。なお、ＮとＭの値が異なる場合も同様に考えることが可能である。
【００７６】
電子透かし埋め込み時に入力された埋込対象画像１００は、埋込情報（透かし情報）を埋め込む埋込情報埋込における拡大縮小ステップＳ１０Ａ、埋め込み側と検出側でフレーム毎に同期を取るための情報（同期情報）を埋め込む同期情報埋込における拡大縮小ステップＳ１０Ｂ、透かし信号重畳ステップＳ１３に入力される。
【００７７】
同期情報埋込においては、拡大縮小ステップＳ１０Ａにより拡大縮小率Ａ１で縮小（もしくは拡大）された信号は、特定周波数抽出ステップＳ１１Ａに入力される。特定周波数抽出ステップＳ１１Ａは、検出時と同等の特定周波数成分を抽出する。特定周波数抽出ステップＳ１１Ａは、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によって構成され、拡大縮小ステップＳ１０Ａにより縮小（もしくは拡大）された信号から検出側と同等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。ここで、埋め込みで用いるフィルタは、検出時と全く同様のフィルタを用いても構わない。次に、特定周波数抽出ステップＳ１１Ａから出力される特定周波数成分信号と同期情報１０２に基づいて透かし信号生成ステップＳ１２Ａにより透かし画像信号が生成される。なお、同期情報１０２は、デジタル信号の「１」または「０」の信号列とする。
【００７８】
同様にして、透かし情報埋込においては、拡大縮小ステップＳ１０Ｂにより拡大縮小率Ｂ１で縮小（もしくは拡大）された信号は、特定周波数抽出ステップＳ１１Ｂに入力される。特定周波数抽出ステップＳ１１Ｂは、検出時と同等の特定周波数成分を抽出する。ここで、埋め込みで用いるフィルタは、検出時と全く同様のフィルタを用いても構わない。次に、特定周波数抽出ステップＳ１１Ｂから出力される特定周波数成分信号と透かし情報１０１に基づいて透かし信号生成ステップＳ１２Ｂにより透かし画像信号が生成される。なお、透かし情報１０１は、デジタル信号の「１」または「０」の信号列とする。
【００７９】
透かし信号生成ステップＳ１２Ａ、１２Ｂによって生成された透かし画像信号は、デジタル加算器からなる透かし信号重畳ステップＳ１３に供給され、埋込対象画像信号１００に重畳されることで、透かし画像信号埋込済画像信号１０３が生成される。
【００８０】
（４）効果
本実施形態では、同期情報を電子透かしとして埋め込むことで、埋込側と検出側の同期をとることができる。
【００８１】
拡大縮小率Ａ１とＢ１は異なる値であるので、両情報をある特定位置に重ねて埋め込みを行うことが可能となる。埋め込み位置においては、幾何変形に耐性のある位置は限定されているため、この方式により埋込情報と同期情報で必要となる多くの情報を幾何変形に耐性のある特定位置に重ねて埋め込みを行うことで、幾何変形への耐性を得ることが可能となる。
【００８２】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る埋め込み装置について図３に基づいて説明する。
【００８３】
本実施形態では、幾何変形に対する耐性とフレームジッタに対する耐性を両立させる。
【００８４】
埋め込み時には入力画像信号から抽出された特定周波数成分信号に基づいて電子透かし画像信号を埋め込み、検出時には入力画像信号から抽出された埋め込み側と同等の特定周波数成分信号に基づいて検出を行う技術においては、幾何変形に対する耐性はある。
【００８５】
しかし、時間方向にある決められたパターンで符号を反転させる累積加算により、画像信号成分と電子透かし画像信号成分の分離を行っているため、フレームジッタにより埋込パターンが変化すると、埋め込まれた情報を検出できなくなるという問題点がある。
【００８６】
そこで、本実施形態では、同期情報を電子透かしとして埋め込むことで、埋込側と検出側の同期をとる構成とする。
【００８７】
なお、埋込情報は、長時間累積による検出が行えるのに対して、同期情報は短時間（例えば、１フレーム）による検出が必要となり高い検出性能が要求されるため、誤り訂正能力を持たせた冗長な埋め込み（多ビットの埋め込み）が必要となる。
【００８８】
（１）埋め込み装置の基本構成
図３は、埋め込み装置の基本構成を示すブロック図である。
【００８９】
埋め込み装置は、拡大縮小器１０、特定周波数抽出器１１、透かし信号生成器１２、透かし信号重畳器１３から構成される。
【００９０】
（２）埋め込み装置の動作
埋め込み装置の動作について説明する。
【００９１】
埋め込み装置には、透かし情報が埋め込まれる画像（埋込対象画像１００）として、動画像または静止画のデジタル化された画像信号が入力される。この埋込対象画像１００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。
【００９２】
埋め込み装置に入力された埋込対象画像１００は、埋込情報（透かし情報）を埋め込む埋込情報埋込における拡大縮小器１０Ａ、埋め込み側と検出側でフレーム毎に同期を取るための情報（同期情報）を埋め込む同期情報埋込における拡大縮小器１０Ｂ、透かし信号重畳器１３に入力される。
【００９３】
同期情報埋込について説明する。
【００９４】
まず、同期情報埋込においては、埋込対象画像１００は、拡大縮小器１０Ａにより拡大縮小率Ａ１で縮小（もしくは拡大）される。この信号は、特定周波数抽出器１１Ａに入力される。
【００９５】
次に、特定周波数抽出器１１Ａは、検出時と同等の特定周波数成分を抽出する。特定周波数抽出器１１Ａは、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によって構成され、拡大縮小器１０Ａにより縮小（もしくは拡大）された信号から検出側と同等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。ここで、埋め込みで用いるフィルタは、検出時と全く同様のフィルタを用いても構わない。
【００９６】
次に、透かし信号生成器１２Ａは、特定周波数抽出器１１Ａから出力される特定周波数成分信号と同期情報（Ａ２ビット）１０２に基づいて透かし画像信号を生成する（埋め込みビットＡ３）。なお、同期情報１０２は、デジタル信号の「１」または「０」の信号列とする。
【００９７】
埋込情報埋込について説明する。
【００９８】
まず、同期情報埋込においては、埋込対象画像１００は、拡大縮小器１０Ｂにより拡大縮小率Ｂ１で縮小（もしくは拡大）される。この信号は、特定周波数抽出器１１Ｂに入力される。なお、拡大縮小率Ａ１とＢ１は異なる値である。
【００９９】
次に、特定周波数抽出器１１Ｂは、検出時と同等の特定周波数成分を抽出する。ここで、埋め込みで用いるフィルタは、検出時と全く同様のフィルタを用いても構わない。
【０１００】
次に、透かし信号生成器１２Ｂは、特定周波数抽出器１１Ｂから出力される特定周波数成分信号と埋込情報（Ｂ２ビット）１０１に基づいて透かし画像信号を生成する（埋め込みビットＢ３）。なお、埋込情報１０２は、デジタル信号の「１」または「０」の信号列とする。なお、埋め込みビット数の関係は、Ａ３／Ａ２＞Ｂ３／Ｂ２である。
【０１０１】
最後に、透かし信号重畳器１３は、透かし信号生成器１２Ａ、１２Ｂによって生成された透かし画像信号が供給される。透かし信号重畳器１３は、デジタル加算器からなり、透かし画像信号を埋込対象画像信号１００に重畳されることで、透かし画像信号埋込済画像信号１０３が生成される。
【０１０２】
（３）効果
拡大縮小率Ａ１とＢ１は異なる値であるので、両情報をある特定位置に重ねて埋め込みを行うことが可能となる。埋め込み位置においては、幾何変形に耐性のある位置は限定されているため、この方式により埋込情報と同期情報で必要となる多くの情報を幾何変形に耐性のある特定位置に重ねて埋め込みを行うことで、幾何変形への耐性を得ることが可能となる。
【０１０３】
また、埋め込みビット数の関係は、Ａ３／Ａ２＞Ｂ３／Ｂ２となるようにすることで、同期情報の方が埋込情報よりも誤り訂正能力もしくは誤り検出能力を持たせた冗長な埋め込みを行うことができる。
【０１０４】
（変更例）
本発明は上記各実施形態に限らず、その主旨を逸脱しない限り種々に変更することができる。
【０１０５】
（１）変更例１
上記実施形態では、電子透かし埋め込み方法は、同期情報を埋め込む場合について記載したが、同期情報に関わらず複数の埋込情報の埋め込みに対して同様に考えることが可能である。
【０１０６】
（２）変更例２
上記実施形態の埋め込み例では、異なる拡大縮小率にすることで両情報を重ねて埋め込む例を示したが、拡大縮小率以外の他の埋め込みパラメータ（例えば、特定周波数まど）を変更することで両情報を重ねて埋め込むことも考えられる。
【０１０７】
なお、埋込情報拡大縮小または同期情報拡大縮小における拡大縮小率のうちどちらか一方は１倍にすることも考えられる。
【０１０８】
（３）変更例３
上記実施形態に限らず、埋込同期情報の同期パターンは自由に設定することも考えられる。
【０１０９】
例えば、ランダムに同期パターンを設定することで、ハッキングを困難にすることも考えられる。また、同期パターンを画像特性により埋め込み時に調整して埋め込むことで、埋め込みによる画質劣化を低減させることも考えられる。
【０１１０】
（検出装置の実施形態）
上記各実施形態の埋め込み装置で透かし情報が埋め込まれた画像信号（透かし画像信号埋込済画像１０３）は、例えばＤＶＤシステムのようなデジタル画像記録再生装置によって記録媒体に記録されたり、映画素材として映画館で上映されたり、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。
【０１１１】
以下、透かし画像信号埋込済画像１０３を検出する際の検出装置の実施形態について図面に基づいて説明する。
【０１１２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る検出装置について図５、図１３、図１４に基づいて説明する。
【０１１３】
（１）検出装置の基本構成
図５は、本実施形態に係る検出装置の構成を示す。
【０１１４】
検出装置は、拡大縮小器２７，抽出器２０、第１直交変換器２１、合成器２２、振幅圧縮機２３、第２直交変換器２４、推定器２９から構成される。
【０１１５】
検出装置には、第１の実施形態の埋め込み装置によって複数の埋込情報（第１埋込情報１０４、第ｎ埋込情報１０５）が埋め込まれた透かし画像信号埋込済画像（以下、単に埋込済画像という）１０３が記録媒体あるいは伝送媒体を介して入力される。なお、埋込情報として、デジタル信号の「１」または「０」の信号列が埋め込まれているとする。なお、第ｎ埋込情報におけるｎは２以上である。
【０１１６】
（２）検出装置の動作状態
（２−１）第１埋込情報の推定
第１埋込情報の推定について説明する。
【０１１７】
まず、埋込済画像１０３は、拡大縮小器２７Ａにより拡大縮小率Ａ１で拡大縮小される。この拡大縮小器２７Ａは、上記埋め込み装置で用いられている拡大縮小器１０Ａと同じ拡大縮小率で拡大縮小処理を行う。
【０１１８】
次に、拡大縮小された信号は、抽出器２０により特定成分のみ抽出される。この抽出器２０は、上記埋め込み装置で用いられている特定周波数抽出器１１Ａと同じ周波数領域のデジタルフィルタ、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である。
【０１１９】
次に、抽出器２０によって抽出された信号は第１直交変換器２１Ｂによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われ、埋込済画像１０３は第１直交変換器２１Ａによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われる。なお、抽出器２０は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。
【０１２０】
次に、第１直交変換器２１Ａ（例えば、フーリエ変換）後の成分と第１直交変換器２１Ｂ（例えば、フーリエ変換）後の成分は合成器２２により複素合成される。
【０１２１】
次に、合成された合成信号の振幅成分は振幅圧縮器２３で振幅が圧縮される。圧縮された信号に対して第２直交変換器２４により逆フーリエ変換などの直交変換（逆直交変換）を行う。ここでの直交変換は第１直交変換での変換と対になっている必要があり、第１直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第２直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。
【０１２２】
次に、第２直交変換後の信号は推定器２５の入力に与えられて、推定器２９により第１埋込情報１０４を推定する。また、この種の直交変換・複素合成・振幅圧縮による相関方式は位相限定相関と呼ばれる。
【０１２３】
（２−２）第ｎ埋込情報の推定
複数の埋込情報埋込に対しての埋込情報の推定について、第ｎ埋込情報の推定を例にして説明する。
【０１２４】
まず、埋込済画像１０３は、拡大縮小器２７Ｂにより拡大縮小率Ｂ１で拡大縮小される。この拡大縮小器２７Ｂは、上記埋め込み装置で用いられている拡大縮小器１０Ｂと同じ拡大縮小率で拡大縮小処理を行う。
【０１２５】
次に、拡大縮小された信号は、抽出器２０により特定成分のみ抽出される。この抽出器２０は、上記埋め込み装置で用いられている特定周波数抽出器１１Ｂと同じ周波数領域のデジタルフィルタ、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である。
【０１２６】
次に、抽出器２０によって抽出された信号は第１直交変換器２１Ｂによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われ、埋込済画像１０３は第１直交変換器２１Ａによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われる。なお、抽出器２０は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。
【０１２７】
次に、第１直交変換器２１Ａ（例えば、フーリエ変換）後の成分と第１直交変換器２１Ｂ（例えば、フーリエ変換）後の成分は合成器２２により複素合成される。
【０１２８】
次に、合成された合成信号の振幅成分は振幅圧縮器２３で振幅が圧縮される。圧縮された信号に対して第２直交変換器２４により逆フーリエ変換などの直交変換（逆直交変換）を行う。ここでの直交変換は第１直交変換での変換と対になっている必要があり、第１直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第２直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。
【０１２９】
次に、第２直交変換後の信号は推定器２９の入力に与えられて、第２直交変換後の相関信号に基づいて、推定器２５により第ｎ埋込情報１０５を推定する。また、この種の直交変換・複素合成・振幅圧縮による相関方式は位相限定相関と呼ばれる。また、埋込済画像１０３と特定周波数成分信号の相関に関しては、位相限定相関の代わりに相互相関などの他の相関方式を用いても構わない。
【０１３０】
なお、拡大縮小率Ａ１とＢ１は異なる値であり、このようにすることで、ある特定位置に重ねて埋め込まれた複数の情報を分離して検出することが可能となる。
【０１３１】
（３）推定器２９
第１埋込情報１０４を推定器２９が推定する方法について図１３、図１４に基づいて説明する。
【０１３２】
推定器２９では、埋込済画像１０３（特定周波数成分信号の位相シフト・振幅変換信号が埋め込まれた画像）、抽出器２０により抽出された特定周波数成分信号の相関（相互相関や位相限定相関）が入力される。この相関値と位相シフト量との関係が図１３、図１４である。
【０１３３】
図１３、図１４に示すように、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、このピークの極性が埋込情報１０１を表す。例えば、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り、ピークが例えば正の場合は透かし情報は「１」、ピークが負の場合は透かし情報は“0”と判定される。このようにして、推定器２９から判定された第１埋込情報１０４が出力される。
【０１３４】
ここで、この検出装置は埋込済画像１０３がスケーリング（拡大／縮小）攻撃を受けた場合に適した構成をなしている。埋込済画像１０３がスケーリング（拡大／縮小）攻撃を受けていると、特定周波数成分信号の位相シフト量が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。
【０１３５】
そこで、本実施形態においては、推定器２９によって位相シフト量を連続的あるいは段階的に制御し、それに伴って出力される相関値のピークを探索し、探索されたピークの位置と極性や大きさから透かし情報を推定して検出する。この例では相関値は正であるため、透かし情報は「１」と推定される。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２９により検出された埋込情報１０１が出力される。
【０１３６】
（４）効果
本実施形態によると、埋込済画像１０３から特定周波数成分を抽出し、この特定周波数成分と埋込済画像１０３との相関（相互相関や位相限定相関）の相関結果により透かし情報を検出する。この場合、位相シフト（位置変化）させながら相関演算を行うことで、相関値のピークが探索できるので、スケーリング（拡大／縮小）攻撃を受けた埋込済画像１０３からも容易に第１埋込情報１０４の検出が可能となる。
【０１３７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る検出装置について図６に基づいて説明する。
【０１３８】
（１）検出装置の基本構成
図６は、本実施形態に係る検出装置の構成を示す。
【０１３９】
検出装置は、拡大縮小器２７，抽出器２０、第１直交変換器２１、合成器２２、振幅圧縮機２３、第２直交変換器２４、同期情報推定器２５、埋込情報推定器２９から構成される。
【０１４０】
（２）検出装置の動作
検出装置には、第２の実施形態で説明した埋め込み装置によって埋込情報１０１と同期情報１０２が埋め込まれた埋込済画像１０３が記録媒体あるいは伝送媒体を介して入力される。なお、埋込情報として、デジタル信号の「１」または「０」の信号列が埋め込まれているとする。
【０１４１】
（２−１）同期情報の推定
同期情報の推定について説明する。
【０１４２】
まず、埋込済画像１０３は、拡大縮小器２７Aにより拡大縮小率Ａ１で拡大縮小される。この拡大縮小器２７Ａは、上記埋め込み装置で用いられている拡大縮小器１０Ａと同じ拡大縮小率で拡大縮小処理を行う。
【０１４３】
次に、拡大縮小された信号は、抽出器２０により特定成分のみ抽出される。この抽出器２０は、上記埋め込み装置で用いられている特定周波数抽出器１１Ａと同じ周波数領域のデジタルフィルタ、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である。
【０１４４】
次に、抽出器２０によって抽出された信号は第１直交変換器２１Ｂによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われ、埋込済画像１０３は第１直交変換器２１Ａによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われる。なお、抽出器２０は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。
【０１４５】
次に、第１直交変換器２１Ａ（例えば、フーリエ変換）後の成分と第１直交変換器２１Ｂ（例えば、フーリエ変換）後の成分は合成器２２により複素合成される。
【０１４６】
次に、合成された合成信号の振幅成分は振幅圧縮器２３で振幅が圧縮される。圧縮された信号に対して第２直交変換器２４により逆フーリエ変換などの直交変換（逆直交変換）を行う。ここでの直交変換は第１直交変換での変換と対になっている必要があり、第１直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第２直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。
【０１４７】
次に、第２直交変換後の信号は同期情報推定器２５の入力に与えられて、同期情報推定器２５により同期情報１０２を推定する。また、この種の直交変換・複素合成・振幅圧縮による相関方式は位相限定相関と呼ばれる。
【０１４８】
（２−２）埋込情報の推定
埋込情報の推定について説明する。
【０１４９】
まず、埋込済画像１０３は、拡大縮小器２７Ｂにより拡大縮小率Ｂ１で拡大縮小される。この拡大縮小器２７Ｂは、上記埋め込み装置で用いられている拡大縮小器１０Ｂと同じ拡大縮小率で拡大縮小処理を行う。
【０１５０】
次に、拡大縮小された信号は、抽出器２０により特定成分のみ抽出される。この抽出器２０は、上記埋め込み装置で用いられている特定周波数抽出器１１Ｂと同じ周波数領域のデジタルフィルタ、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である。
【０１５１】
次に、抽出器２０によって抽出された信号は第１直交変換器２１Ｂによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われ、埋込済画像１０３は第１直交変換器２１Ａによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われる。なお、抽出器２０は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。
【０１５２】
次に、第１直交変換器２１Ａ（例えば、フーリエ変換）後の成分と第１直交変換器２１Ｂ（例えば、フーリエ変換）後の成分は合成器２２により複素合成される。
【０１５３】
次に、合成された合成信号の振幅成分は振幅圧縮器２３で振幅が圧縮される。圧縮された信号に対して第２直交変換器２４により逆フーリエ変換などの直交変換（逆直交変換）を行う。ここでの直交変換は第１直交変換での変換と対になっている必要があり、第１直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第２直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。
【０１５４】
次に、第２直交変換後の信号は埋込情報推定器２５の入力に与えられて、推定された同期情報１０２、第２直交変換後の相関信号に基づいて、埋込情報推定器２６により埋込情報１０１を推定する。また、この種の直交変換・複素合成・振幅圧縮による相関方式は位相限定相関と呼ばれる。また、埋込済画像１０３と特定周波数成分信号の相関に関しては、位相限定相関の代わりに相互相関などの他の相関方式を用いても構わない。
【０１５５】
なお、拡大縮小率Ａ１とＢ１は異なる値であり、このようにすることで、ある特定位置に重ねて埋め込まれた２つの情報を分離して検出することが可能となる。
【０１５６】
（３）検出方法の手順
次に、図８に示すフローチャートを用いて本実施形態の電子透かし検出方法の手順について説明する。
【０１５７】
ここでは、Ｎ種類（Ｎ＞１）の埋込情報において、Ｍ種類（１＜＝Ｍ＜Ｎ）は透かし情報、残りの（Ｎ−Ｍ）種類の埋込情報は、同期情報である場合の電子透かし検出方法について、Ｎ＝２、Ｍ＝１の場合、つまり、２種類の埋め込み情報のうち、１種類は同期情報の場合についての説明を行っており、ＮとＭの値が異なる場合も同様に考えることが可能である。
【０１５８】
（３−１）同期情報の推定
同期情報の推定について説明する。
【０１５９】
まず、埋込済画像１０３は、拡大縮小ステップＳ２７Ａにより拡大縮小率Ａ１で拡大縮小される。この拡大縮小ステップＳ２７Ａは、上記埋め込み装置で用いられている拡大縮小ステップＳ１０Ａと同じ拡大縮小率で拡大縮小処理を行う。
【０１６０】
次に、拡大縮小された信号は、抽出ステップＳ２０により特定成分のみ抽出される。この抽出ステップＳ２０は、上記埋め込み装置で用いられている特定周波数抽出ステップＳ１１Ａと同じ周波数領域のデジタルフィルタ、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である。
【０１６１】
次に、抽出ステップＳ２０によって抽出された信号は第１直交変換ステップＳ２１Ｂによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われ、埋込済画像１０３は第１直交変換ステップＳ２１Ａによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われる。なお、抽出ステップＳ２０は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。
【０１６２】
次に、第１直交変換ステップＳ２１Ａ（例えば、フーリエ変換）後の成分と第１直交変換ステップＳ２１Ｂ（例えば、フーリエ変換）後の成分は合成ステップＳ２２により複素合成される。
【０１６３】
次に、合成された合成信号の振幅成分は振幅圧縮ステップＳ２３で振幅が圧縮される。圧縮された信号に対して第２直交変換ステップＳ２４により逆フーリエ変換などの直交変換（逆直交変換）を行う。ここでの直交変換は第１直交変換での変換と対になっている必要があり、第１直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第２直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。
【０１６４】
次に、第２直交変換後の信号は同期情報推定ステップＳ２５の入力に与えられて、同期情報推定ステップＳ２５により同期情報１０２を推定する。また、この種の直交変換・複素合成・振幅圧縮による相関方式は位相限定相関と呼ばれる。
【０１６５】
（３−１）埋込情報の推定
埋込情報の推定について説明する。
【０１６６】
まず、埋込済画像１０３は、拡大縮小ステップＳ２７Ｂにより拡大縮小率Ｂ１で拡大縮小される。この拡大縮小ステップＳ２７Ｂは、上記埋め込み装置で用いられている拡大縮小ステップＳ１０Ｂと同じ拡大縮小率で拡大縮小処理を行う。
【０１６７】
次に、拡大縮小された信号は、抽出ステップＳ２０により特定成分のみ抽出される。この抽出ステップＳ２０は、上記埋め込み装置で用いられている特定周波数抽出ステップＳ１１Ｂと同じ周波数領域のデジタルフィルタ、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である。
【０１６８】
次に、抽出ステップＳ２０によって抽出された信号は第１直交変換ステップＳ２１Ｂによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われ、埋込済画像１０３は第１直交変換ステップＳ２１Ａによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われる。なお、抽出ステップＳ２０は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。
【０１６９】
次に、第１直交変換ステップＳ２１Ａ（例えば、フーリエ変換）後の成分と第１直交変換ステップＳ２１Ｂ（例えば、フーリエ変換）後の成分は合成ステップＳ２２により複素合成される。
【０１７０】
次に、合成された合成信号の振幅成分は振幅圧縮ステップＳ２３で振幅が圧縮される。圧縮された信号に対して第２直交変換ステップＳ２４により逆フーリエ変換などの直交変換（逆直交変換）を行う。ここでの直交変換は第１直交変換での変換と対になっている必要があり、第１直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第２直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。
【０１７１】
次に、第２直交変換後の信号は埋込情報推定ステップＳ２５の入力に与えられて、推定された同期情報１０２、第２直交変換後の相関信号に基づいて、埋込情報推定ステップＳ２６により埋込情報１０１を推定する。また、この種の直交変換・複素合成・振幅圧縮による相関方式は位相限定相関と呼ばれる。更に、埋込済画像１０３と特定周波数成分信号の相関に関しては、位相限定相関の代わりに相互相関などの他の相関方式を用いても構わない。
【０１７２】
なお、拡大縮小率Ａ１とＢ１は異なる値であり、このようにすることで、ある特定位置に重ねて埋め込まれた２つの情報を分離して検出することが可能となる。
【０１７３】
ここで、検出した同期情報に基づいて、同期パターンの推定を行い、以降は推定した同期パターンを考慮に入れて検出することも考えられる。また、予めおおまかな同期パターンが検出側で分かっている場合には、予測される同期パターンに基づいて過去複数フレームを用いて同期情報を検出することも考えられる。
【０１７４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る検出装置について図７、図１９〜図２１に基づいて説明する。
【０１７５】
（１）検出装置の基本構成
図７は、本実施形態に係る検出装置の構成を示す。
【０１７６】
検出装置は、拡大縮小器２７，抽出器２０、第１直交変換器２１、合成器２２、振幅圧縮機２３、第２直交変換器２４、同期情報推定器２５、誤り訂正器２８、埋込情報推定器２９から構成される。
【０１７７】
（２）検出装置の動作
検出装置には、上記で説明した埋め込み装置によって埋込情報１０１と同期情報１０２が埋め込まれた埋込済画像１０３が記録媒体あるいは伝送媒体を介して入力される。なお、埋込情報として、デジタル信号の「１」または「０」の信号列が埋め込まれているとする。
【０１７８】
（２−１）同期情報の推定
同期情報の推定について説明する。
【０１７９】
まず、埋込済画像１０３は、拡大縮小器２７Ａにより拡大縮小率Ａ１で拡大縮小される。この拡大縮小器２７Ａは、上記埋め込み装置で用いられている拡大縮小器１０Ａと同じ拡大縮小率で拡大縮小処理を行う。
【０１８０】
次に、拡大縮小された信号は、抽出器２０により特定成分のみ抽出される。この抽出器２０は、上記埋め込み装置で用いられている特定周波数抽出器１１Ａと同じ周波数領域のデジタルフィルタ、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である。
【０１８１】
次に、抽出器２０によって抽出された信号は第１直交変換器２１Ｂによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われ、埋込済画像１０３は第１直交変換器２１Ａによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われる。なお、抽出器２０は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。
【０１８２】
次に、第１直交変換器２１Ａ（例えば、フーリエ変換）後の成分と第１直交変換器２１Ｂ（例えば、フーリエ変換）後の成分は合成器２２により複素合成される。
【０１８３】
次に、合成された合成信号の振幅成分は振幅圧縮器２３で振幅が圧縮される。圧縮された信号に対して第２直交変換器２４により逆フーリエ変換などの直交変換（逆直交変換）を行う。ここでの直交変換は第１直交変換での変換と対になっている必要があり、第１直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第２直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。
【０１８４】
次に、第２直交変換後の信号は同期情報推定器２５の入力に与えられて、誤り訂正器２８により誤り訂正された情報に基づいて、同期情報推定器２５により同期情報１０２を推定する。また、この種の直交変換・複素合成・振幅圧縮による相関方式は位相限定相関と呼ばれる。なお、誤り訂正の例については、以下に別途記載している。
【０１８５】
（２−２）埋込情報の推定
埋込情報の推定について説明する。
【０１８６】
まず、埋込済画像１０３は、拡大縮小器２７Ｂにより拡大縮小率Ｂ１で拡大縮小される。この拡大縮小器２７Ｂは、上記埋め込み装置で用いられている拡大縮小器１０Ｂと同じ拡大縮小率で拡大縮小処理を行う。
【０１８７】
次に、拡大縮小された信号は、抽出器２０により特定成分のみ抽出される。この抽出器２０は、上記埋め込み装置で用いられている特定周波数抽出器１１Ｂと同じ周波数領域のデジタルフィルタ、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である。
【０１８８】
次に、抽出器２０によって抽出された信号は第１直交変換器２１Ｂによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われ、埋込済画像１０３は第１直交変換器２１Ａによりフーリエ変換などの直交変換処理が行われる。なお、抽出器２０は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。
【０１８９】
次に、第１直交変換器２１Ａ（例えば、フーリエ変換）後の成分と第１直交変換器２１Ｂ（例えば、フーリエ変換）後の成分は合成器２２により複素合成される。
【０１９０】
次に、合成された合成信号の振幅成分は振幅圧縮器２３で振幅が圧縮される。圧縮された信号に対して第２直交変換器２４により逆フーリエ変換などの直交変換（逆直交変換）を行う。ここでの直交変換は第１直交変換での変換と対になっている必要があり、第１直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第２直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。
【０１９１】
次に、第２直交変換後の信号は埋込情報推定器２５の入力に与えられて、推定された同期情報１０２、第２直交変換後の相関信号に基づいて、埋込情報推定器２６により埋込情報１０１を推定する。また、この種の直交変換・複素合成・振幅圧縮による相関方式は位相限定相関と呼ばれる。更に、埋込済画像１０３と特定周波数成分信号の相関に関しては、位相限定相関の代わりに相互相関などの他の相関方式を用いても構わない。
【０１９２】
なお、拡大縮小率Ａ１とＢ１は異なる値であり、このようにすることで、ある特定位置に重ねて埋め込まれた２つの情報を分離して検出することが可能となる。
【０１９３】
（３）誤り訂正の第１の具体例
次に、誤り訂正の第１の具体例について説明する。
【０１９４】
埋め込み装置では、同期情報は検出性能を向上させるために誤り訂正機能などを持たせた冗長な埋め込みを行って、検出装置では、埋め込まれた同期情報を誤り訂正などにより正確に推定する。
【０１９５】
ここで、誤り訂正の第１の具体例として、全てのフレームに対して、多数決論理を用いて同期情報を検出する方式について説明する。
【０１９６】
まず、同期情報１ビットが正しく検出される確率をＰとすると、この場合の同期情報が正しく検出される確率もＰとなる。
【０１９７】
次に、３ビットの多数決論理を用いた場合を考えると、同期情報各１ビットが正しく検出される確率をＰとすると、この場合の同期情報が正しく検出される確率は、
【数１】
0004901678.tif 000002
【０１９８】
となる。ここで、確率Ｐは位置に依存しないものと仮定している。
【０１９９】
同様に、５ビットでは、同期情報が正しく検出される確率は、
【数２】
0004901678.tif 000003
【０２００】
となり、７ビットでは、同期情報が正しく検出される確率は、
【数３】
0004901678.tif 000004
【０２０１】
となる。ここで、確率Ｐは位置に依存しないものと仮定している。
【０２０２】
この関係を図示したのが図１９であり、この図から、同期情報の容量（ビット数）が増加するに従って同期情報が正しく検出される確率が増加することが分かる。
【０２０３】
（４）誤り訂正の第２の具体例
次に、誤り訂正の第２の具体例について説明する。
【０２０４】
検出装置では、フレーム毎に推定された同期情報に基づいて埋込情報を推定するが、フレーム毎に検出確度は変化しており、検出確度の低いフレームを用いることで、埋込情報の推定に悪影響を及ぼすことが考えられる。
【０２０５】
ここで、確度の高いフレームのみを抽出する例を多数決論理により説明する。
【０２０６】
同期情報１ビットが正しく検出される確率をＰとして、ここでは、３ビット、５ビットの符号を用いた場合を例にとって説明している。
【０２０７】
まず、３ビットの符号を用いた場合を考えると、埋め込み時に３ビット全てに同じ符号を埋め込み、検出時には３ビット全てが同じ符号のフレームのみを用いて検出することを考える。この場合の同期情報が正しく検出される確率は、
【数４】
0004901678.tif 000005
【０２０８】
となる。また、抽出されるフレームの割合は、
【数５】
0004901678.tif 000006
【０２０９】
となる。ここで、確率Ｐは位置に依存しないものと仮定している。
【０２１０】
同様に、５ビットでは、検出時には５ビット全てが同じ符号のフレームのみを用いて検出した場合には、同期情報が正しく検出される確率は、
【数６】
0004901678.tif 000007
【０２１１】
となり、抽出されるフレームの割合は、
【数７】
0004901678.tif 000008
【０２１２】
となる。同様にして、４ビット以上同じ符号のフレームのみを用いて検出した場合には、同期情報が正しく検出される確率は、
【数８】
0004901678.tif 000009
【０２１３】
となり、抽出されるフレームの割合は、
【数９】
0004901678.tif 000010
【０２１４】
となる。ここで、確率Ｐは位置に依存しないものと仮定している。
【０２１５】
この関係を図示したのが図２０、図２１である。図２０は、容量が３ビットの場合の例であり、誤り訂正の実施形態１と比較して急峻な同期情報検出率が得られていることが分かるが、抽出されるフレームの割合（フレーム抽出率）は非常に低いことが分かる。同様に、図２１は容量が５ビッの場合であり、５ビット同じ符号のフレームのみ（５ビット）、４ビット以上同じ符号のフレームのみ（４ビット以上）の場合を示している。この場合も、誤り訂正の実施形態１と比較して急峻な同期情報検出率が得られていることが分かる。
【０２１６】
なお、ここでは多数決論理を用いて誤り訂正する例を示したが、他の誤り訂正方式（もしくは誤り検出方式）を用いて埋込・検出を行うことも考えられる。
【０２１７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る検出装置について図９に基づいて説明する。
【０２１８】
検出装置では、フレーム毎に推定された同期情報に基づいて埋込情報を推定するが、フレーム毎に検出確度は変化しており、検出確度の低いフレームを用いることで、埋込情報の推定に悪影響を及ぼすことが考えられる。
【０２１９】
そこで、本実施形態では、同期情報推定器２５に入力される信号エネルギーが高く、同期情報推定器２７における確度の高いフレームのみを用いて埋込情報を推定することで、埋込情報の検出性能を向上させる。
【０２２０】
（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る検出装置について図１０に基づいて説明する。
【０２２１】
検出装置では、フレーム毎に推定された同期情報に基づいて埋込情報を推定するが、フレーム毎に検出確度は変化しており、検出確度の低いフレームを用いることで、埋込情報の推定に悪影響を及ぼすことが考えられる。
【０２２２】
そこで、本実施形態では、同期情報推定器２５に入力される入力画像信号のエネルギーが高く、同期情報推定器２７における確度の高いフレームのみを用いて埋込情報を推定する際に、フレームの抽出率に応じて、埋込情報推定器選択２８により埋込情報推定方法を調整する。
【０２２３】
これにより、該当するフレーム抽出率において最適な埋込情報推定方法を用いることが可能となり、埋込情報の検出性能を向上できる。
【０２２４】
（第６の実施形態）
第６の実施形態に係る検出装置について図１１に基づいて説明する。
【０２２５】
検出装置で埋込情報を推定する際に、もし透かし情報が埋め込まれていない画像が入力された時に、検出側で誤って透かし情報が埋め込まれていると推定してしまう可能性がある。
【０２２６】
そこで、本実施形態では、同期情報推定器２５に入力される入力画像信号のエネルギーが高く、同期情報推定器２７における確度の高いフレームのみを用いて埋込情報を推定する際に、フレームの抽出率に応じて、検出レベル調整器２９により検出レベルを調整する。
【０２２７】
これにより、透かし情報が埋め込まれていない画像に対して検出側で誤って透かし情報が埋め込まれていると推定しないようにすることができる。
【０２２８】
具体的には、透かし情報が埋め込まれていない画像を入力した際のフレーム抽出率を予め閾値として保持しており、フレーム抽出率が閾値よりも低い場合には検出レベルを低減することで誤検出を防ぐことが可能となる。
【０２２９】
（第７の実施形態）
第７の実施形態に係る検出装置について図１２に基づいて説明する。
【０２３０】
検出装置で埋込情報を推定する際に、もし透かし情報が埋め込まれていない画像が入力された時に、検出側で誤って透かし情報が埋め込まれていると推定してしまう可能性がある。
【０２３１】
そこで、本実施形態では、同期情報推定器２５に入力される入力画像信号のエネルギーが高く、同期情報推定器２７における確度の高いフレームのみを用いて埋込情報を推定する際に、統計量算出器３０により過去におけるフレーム抽出率の統計量（例えば、平均や分散）を算出して、フレーム抽出率の統計量に応じて、検出レベル調整器２９により検出レベルを調整する。
【０２３２】
これにより、透かし情報が埋め込まれていない画像に対して検出側で誤って透かし情報が埋め込まれていると推定しないようにすることが可能となる。
【０２３３】
具体的には、透かし情報が埋め込まれていない画像を入力した際のフレーム抽出率の過去における統計量（例えば、平均値や分散値）を予め閾値として保持しており、フレーム抽出率の統計量が閾値よりも低い場合には検出レベルを低減することで誤検出を防ぐことが可能となる。
【０２３４】
（透かし埋め込み／検出の動作例）
次に、第２の実施形態（図２）の埋め込み装置において２ビットの埋込情報１０１を画像信号に埋め込み、第２の実施形態（図６）の検出装置によって透かし情報を検出する場合の具体的な動作例を、図１５〜図１８を用いて説明する。
【０２３５】
ここで、簡単のため、同期情報の埋込・検出は無視して、拡大縮小器では１倍の拡大縮小が行われると仮定して説明を行うこととするが、同期情報の埋込・検出がある場合、拡大縮小が１倍でない場合も同様に考えることが可能である。
【０２３６】
また、図１５、図１６は画像の一ラインの信号を例示的に示しており、そのため一次元の信号が描かれている。
【０２３７】
（１）埋め込み装置
図２の埋め込み装置について説明する。
【０２３８】
埋込対象画像１００はデジタルフィルタなどによって図１５（ｂ）で示す特定周波数成分信号（特定の周波数成分の画像）が抽出される。
【０２３９】
次に、この特定周波数成分信号が二つの位相シフタによって予め定められた所定のシフト量だけ位相シフトされる。
【０２４０】
次に、位相シフト信号に、埋込情報１０１の第０ビット及び第１ビットを表現するファクタが乗じられる。例えば、埋込情報１０１が「０」であれば、位相シフト信号に−１が乗じられ、「１」であれば、位相シフト信号に＋１が乗じられる。図１５（ｃ）及び（ｄ）に、透かし情報が（１，１）の場合の位相シフト信号を示す。ここで、画像の位相は画像の位置に対応するため、位相シフトは画面内の位置の移動を表している。図１５（ｃ）及び（ｄ）では、位相シフトにより特定周波数成分信号と位相シフト信号１とでは信号の位置が異なり、信号の最も左にあるピークの位置が異なることになる。なお、ピークの位置の違いは、位相がシフトされることにより生じる。
【０２４１】
次に、ビット表現のためのファクタが乗じられた位相シフト信号が透かし信号重畳器１３で埋込対象画像１００に加算されることにより、図１５（ｅ）で示す埋込済画像１０３が生成される。図１５（ｅ）で示す実線は埋込済画像１０３を示しており、図１５（ａ）で示す波形は、埋込対象画像１００及び図１５（ｃ）及び（ｄ）で示す位相シフト信号を加算合成した波形となっている。
【０２４２】
（２）検出装置
図１５のように埋込情報１０１が埋め込まれた埋込済画像１０３から透かし情報を図６の検出装置によって検出する場合について説明する。
【０２４３】
まず、図１６（ａ）で示す埋込済画像信号１０３（図１５（ｅ）で示す埋め込み済画像に対応する）から、デジタルフィルタなどによって図１６（ｂ）で示す特定周波数成分信号が抽出される。
【０２４４】
（２−１）攻撃がない場合
埋込済画像１０３に対してスケーリング（拡大／縮小）攻撃が行われていない場合について説明する。
【０２４５】
埋込済画像１０３が位相シフタにより、図１６（ｃ）及び（ｄ）で示すように図１５（ｃ）及び（ｄ）のシフト量と同じ所定のシフト量だけ位相シフトされる。
【０２４６】
次に、埋込済画像１０３と位相シフト信号の相関値が求められ、その相関値のピークから埋込情報が判定される。例えば、相関値のピークが正であれば、埋込情報は＋１（「１」）と判定され、相関値のピークが負であれば、埋込情報は−１（「０」）と判定される。
【０２４７】
（２−２）攻撃がある場合
埋込済画像１０３に対してスケーリング（拡大／縮小）攻撃が行われている場合について説明する。
【０２４８】
位相シフト量が図１４で説明したのと同様に制御されることによって、位相シフト量が探索される。すなわち、位相シフト量の制御に伴い埋込情報推定器２６によって相関値のピークが探索され、そのピーク位置から埋込情報１０１が推定される。例えば、埋込情報１０１が（１，１）の場合、図１７のように相関値の正のピークが原点（位相シフト量が零の点）以外に２箇所存在することにより、埋込情報が判定される。また、埋込情報が（１，−１）の場合、図１８のように相関値の正のピークが原点の近いところに存在し、負のピークが原点から正のピークより遠いところに存在することにより、埋込情報が判定される。
【０２４９】
（変更例）
本発明は、上記実施形態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。
【０２５０】
例えば、図１５、図１６は画像の一ラインの信号を例示的に示しており、そのため一次元の信号が描かれている。しかし、特定周波数成分信号を埋込対象画像１００に加算して埋込済画像信号１０３を作成する際に、ライン毎、複数ライン毎、フィールド毎、複数フィールド毎、フレーム毎及び複数フレーム毎のいずれか、あるいはこれらの適宜の組み合わせで位相シフト信号の極性を反転する方式も考えられる。
【０２５１】
また、位相シフト量をライン毎に左右反転する方式も考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０２５２】
本発明は、デジタルＶＴＲ、または、ＤＶＤのようなデ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】
【０２５３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る埋め込み装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態に係る埋め込み装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第３の実施形態に係る埋め込み装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る電子透かし埋め込み方法を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係る検出装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態に係る検出装置の構成を示すブロック図である。
【図７】第３の実施形態に係る検出装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第１の実施形態に係る電子透かし検出方法を示すフローチャートである。
【図９】第４の実施形態に係る検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第５の実施形態に係る検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】第４の実施形態に係る検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】第５の実施形態に係る検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】第１の実施形態に係る位相制御器による特定周波数成分信号の位相シフトを説明する図である。
【図１４】第１の実施形態に係るデジタル検出装置における相関値のピーク探索と透かし情報検出の動作例を示す図である。
【図１５】図１の透かし埋込装置の動作を示す各部の波形図である。
【図１６】図５の検出装置の動作を示す各部の波形図である。
【図１７】図５の検出装置における透かし情報が（１，１）の場合の相関値のピーク探索と透かし情報検出の動作を示す図である。
【図１８】図５の検出装置における透かし情報が（１，−１）の場合の相関値のピーク探索と透かし情報検出の動作を示す図である。
【図１９】第１の実施形態に係る誤り訂正の容量による検出性能変化を説明する図である。
【図２０】第１の実施形態に係る誤り訂正（容量３ビット）を説明する図である。
【図２１】第１の実施形態に係る誤り訂正（容量５ビット）を説明する図である。
【符号の説明】
【０２５４】
１０    拡大縮小器
１１    特定周波数抽出器
１２    透かし信号生成器
１３    透かし信号重畳器
２０    抽出器
２１    第１直交変換器
２２    合成器
２３    振幅圧縮機
２４    第２直交変換器
２７    拡大縮小器
２９    推定器
【図１】
0004901678.tif 000011
【図２】
0004901678.tif 000012
【図３】
0004901678.tif 000013
【図４】
0004901678.tif 000014
【図５】
0004901678.tif 000015
【図６】
0004901678.tif 000016
【図７】
0004901678.tif 000017
【図８】
0004901678.tif 000018
【図９】
0004901678.tif 000019
【図１０】
0004901678.tif 000020
【図１１】
0004901678.tif 000021
【図１２】
0004901678.tif 000022
【図１３】
0004901678.tif 000023
【図１４】
0004901678.tif 000024
【図１５】
0004901678.tif 000025
【図１６】
0004901678.tif 000026
【図１７】
0004901678.tif 000027
【図１８】
0004901678.tif 000028
【図１９】
0004901678.tif 000029
【図２０】
0004901678.tif 000030
【図２１】
0004901678.tif 000031