JP2010044147A - Device, method and program, for embedding and extracting electronic watermark information - Google Patents
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Description
この発明は、音響信号等のキャリア信号への電子透かし情報の埋め込みおよびキャリア信号からの電子透かし情報の抽出を行う装置、方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an apparatus, a method, and a program for embedding digital watermark information in a carrier signal such as an acoustic signal and extracting digital watermark information from the carrier signal.
音響信号をキャリア信号とし、このキャリア信号の一部の帯域に各種の電子透かし情報を埋め込んで伝送する技術が各種提案されている。例えば特許文献1に開示の技術において、埋め込み装置では、キャリア信号を複数のサブバンド信号に帯域分割し、そのうちの2つの帯域のサブバンド信号に埋め込み対象のシンボルに対応した2相の変調信号による変調を施し、この変調を経たサブバンド信号と他の帯域のサブバンド信号とを合成することにより、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を生成している。そして、抽出装置では、埋め込み装置において生成されたキャリア信号を複数のサブバンド信号に帯域分割し、これらのサブバンド信号のうちシンボル列の埋め込み先となっている2つの帯域のサブバンド信号から変調に用いられた変調信号を復調し、変調信号に対応したシンボル列を得ている。
ところで、キャリア信号を受信した抽出装置がキャリア信号から電子透かし情報を示すシンボル列を抽出するためには、キャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間が特定されなければならない。また、抽出装置においてキャリア信号を帯域分割することにより得られたサブバンド信号からシンボル列を適切に抽出するためには、抽出装置側においてキャリア信号に対して行う帯域分割の内容が、埋め込み装置側においてキャリア信号に対して行った帯域分割の内容と一致していること、別の言い方をすれば、抽出装置側でのキャリア信号とサブバンド信号との関係が埋め込み装置側におけるキャリア信号とサブバンド信号との関係と一致することが必要である。具体例を挙げると、例えば埋め込み装置側の帯域分割処理において、キャリア信号を所定サンプル数からなるブロックに区切り、ブロック単位でキャリア信号のサンプル列のFFT(Fast Fourier Transform;高速フーリエ変換)を行ってサブバンド信号(この場合はスペクトル係数)を生成する場合、抽出装置側の帯域分割処理では、理想的には埋め込み装置側においてキャリア信号を複数のブロックに区切った区切り位置と同じ位置でキャリア信号を複数のブロックに区切り、FFTを行う必要がある。そこで、従来技術の下では、キャリア信号を受信した抽出装置は、キャリア信号の先頭から分析範囲を小刻みに順次シフトしつつ、分析範囲内のキャリア信号の帯域分割を行うとともに帯域分割により得られるサブバンド信号の復調を行い、復調結果とビット“0”または“1”を示す変調信号との相関を求める、という操作を繰り返していた。そして、相関がピークとなる点に基づき、シンボル列の埋め込み区間を求めていた。このような操作は、多くの演算量を必要とするため、キャリア信号を受信してからシンボル列の抽出が開始されるまでの時間が長くなるという問題があった。 By the way, in order for the extraction device that has received the carrier signal to extract a symbol string indicating digital watermark information from the carrier signal, the symbol string embedding interval in the carrier signal must be specified. In order to appropriately extract a symbol string from the subband signal obtained by dividing the carrier signal in the extraction device, the content of the band division performed on the carrier signal on the extraction device side is In other words, the relationship between the carrier signal and subband signal on the extraction device side is the same as the carrier signal and subband on the embedding device side. It is necessary to match the relationship with the signal. For example, in the band division processing on the embedding device side, for example, the carrier signal is divided into blocks each having a predetermined number of samples, and FFT (Fast Fourier Transform) of the sample sequence of the carrier signal is performed on a block basis. When generating a subband signal (in this case, a spectral coefficient), in the band division processing on the extraction device side, the carrier signal is ideally located at the same position as the division position where the carrier signal is divided into a plurality of blocks on the embedding device side. It is necessary to divide into a plurality of blocks and perform FFT. Therefore, under the prior art, an extraction device that has received a carrier signal performs band division of the carrier signal within the analysis range while sequentially shifting the analysis range from the beginning of the carrier signal, and subbands obtained by band division. The operation of demodulating the band signal and obtaining the correlation between the demodulation result and the modulation signal indicating bit “0” or “1” was repeated. The symbol string embedding interval is obtained based on the peak correlation. Since such an operation requires a large amount of calculation, there is a problem that it takes a long time from the reception of the carrier signal to the start of the extraction of the symbol string.
この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、少ない演算量で、迅速にキャリア信号から電子透かし情報のシンボル列を抽出することを可能にする技術的手段を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and it is an object of the present invention to provide a technical means that makes it possible to quickly extract a symbol string of digital watermark information from a carrier signal with a small amount of calculation. And
この発明は、キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割手段と、電子透かし情報を示すシンボル列を構成する各シンボルを示す2相の変調信号であって、各シンボルの開始点を示す同期信号成分を含む2相の変調信号を出力する変調信号生成手段と、前記複数のサブバンド信号の一部をなす2つのサブバンド信号に前記2相の変調信号による振幅変調を施す埋め込み手段と、前記埋め込み手段による処理を経たサブバンド信号をそれ以外のサブバンド信号と合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成手段とを具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み装置を提供する。
また、この発明は、キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割手段と、前記複数のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となっている2つの埋め込み先サブバンド信号または前記帯域分割手段における前記2つの埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号を取得し、この取得した信号から前記シンボル列の埋め込み区間を示す同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理を実行し、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、前記キャリア信号から前記埋め込み区間の前記2つの埋め込み先サブバンド信号を前記帯域分割手段に出力させるタイミング制御を行う同期化制御手段と、前記2つの埋め込み先サブバンド信号に復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調手段と、前記復調結果信号を1シンボル分の埋め込み区間に区切り、区間毎に復調結果信号が示すシンボルを判定するシンボル判定手段とを具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出装置を提供する。
かかる発明によれば、埋め込み装置では、電子透かし情報のシンボル列を示す2相の変調信号であって、各シンボルの開始点を示す同期信号成分を含んだ2相の変調信号により、キャリア信号における2つのサブバンド信号の振幅変調が行われる。そして、抽出装置では、キャリア信号を帯域分割することにより得られる複数のサブバンド信号の中の2つの埋め込み先サブバンド信号またはそれらの生成過程において発生した信号から同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理が実行され、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、シンボル列の埋め込み区間に同期した2つの埋め込み先サブバンド信号を帯域分割手段に出力させるタイミング制御が行われる。このように、本発明では、埋め込み対象であるシンボル列を示す変調信号自体が同期信号成分を含むため、抽出装置側ではキャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間からシンボル列を抽出する処理を迅速に実行することができる。
The present invention includes a band dividing unit that performs band division on a carrier signal and outputs a plurality of subband signals belonging to different bands, and a two-phase modulation signal indicating each symbol constituting a symbol string indicating digital watermark information. A modulation signal generating means for outputting a two-phase modulation signal including a synchronization signal component indicating a start point of each symbol, and two subband signals forming part of the plurality of subband signals. An embedding unit that performs amplitude modulation using a modulation signal; and a band synthesizing unit that synthesizes a subband signal processed by the embedding unit with another subband signal and outputs a carrier signal in which digital watermark information is embedded. An electronic watermark information embedding device is provided.
The present invention also provides band dividing means for performing band division on a carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands, and an embedding destination of a symbol string indicating digital watermark information among the plurality of subband signals Are obtained in the generation process of the two embedding subband signals or the two embedding subband signals in the band dividing means, and the synchronization indicating the embedding interval of the symbol string is obtained from the acquired signals. A synchronization signal component extraction process for extracting a signal component is executed, and based on a result of the synchronization signal component extraction process, the two subband signals in the embedding section are output from the carrier signal to the band dividing unit. Synchronization control means for performing timing control, and demodulation processing on the two embedded subband signals. And demodulating means for outputting a demodulated result signal, and symbol determining means for dividing the demodulated result signal into an embedding section for one symbol and determining a symbol indicated by the demodulated result signal for each section. An apparatus for extracting digital watermark information is provided.
According to this invention, in the embedding device, a two-phase modulation signal indicating a symbol string of digital watermark information, and a two-phase modulation signal including a synchronization signal component indicating the start point of each symbol, Amplitude modulation of the two subband signals is performed. In the extraction device, a synchronization signal component that extracts a synchronization signal component from two embedding destination subband signals among a plurality of subband signals obtained by dividing a carrier signal or signals generated in the generation process thereof Extraction processing is executed, and based on the result of the synchronization signal component extraction processing, timing control is performed to output two embedding destination subband signals synchronized with the symbol string embedding interval to the band dividing means. As described above, in the present invention, since the modulation signal itself indicating the symbol sequence to be embedded includes the synchronization signal component, the extraction device side quickly executes the process of extracting the symbol sequence from the symbol sequence embedding interval in the carrier signal. can do.
以下、図面を参照し、この発明の一実施形態について説明する。図1は、この発明の一実施形態による電子透かし情報の埋め込み装置100の構成を示すブロック図、図2は、同実施形態による電子透かし情報の抽出装置200の構成を示すブロック図である。なお、埋め込み装置100および抽出装置200の各々は、キャリア信号へ電子透かし情報を示すシンボル列を埋め込む処理またはキャリア信号から同シンボル列を抽出する処理を実行する専用のハードウェアとして実現してもよいし、シンボル列の埋め込み処理や抽出処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムとして実現してもよい。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital watermark
まず、電子透かし情報の埋め込み装置100について説明する。図1に示すように、埋め込み装置100は、帯域分割部110と、帯域合成部130と、これらの間に介挿された2個の埋め込み部120−0および120−1と、符号化器140と、変調信号生成部150とを有する。
First, the electronic watermark
本実施形態において、電子透かし情報の担い手となるキャリア信号は、オーディオ波形を一定のサンプリングレートでサンプリングしたオーディオサンプル列である。帯域分割部110は、このキャリア信号であるオーディオサンプル列を受け取って、帯域分割を施し、互いに異なるM(Mは2以上の整数)個の帯域に属するサブバンド信号を出力する。この帯域分割部110は、例えば分析フィルタバンクである。この分析フィルタバンクは、図3(a)に例示するように、M個の分析フィルタ111と、M個のダウンサンプラ112とにより構成されている。ここで、M個の分析フィルタ111は、互いに異なった通過帯域を有し、キャリア信号における各々の通過帯域内の信号を通過させる。M個のダウンサンプラ112の各々は、前段の分析フィルタ111から出力される信号のサンプルをM個に1個の割合で選択するダウンサンプリングを行い、選択したサンプルをサブバンド信号として出力する。
In the present embodiment, the carrier signal that plays a role in digital watermark information is an audio sample sequence obtained by sampling an audio waveform at a constant sampling rate. The
本実施形態では、この帯域分割部110から得られるM帯域分の各サブバンド信号のうち帯域が隣接した2つの埋め込み先サブバンド信号が電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となる。帯域分割により得られたM帯域分のサブバンド信号のうちいずれを埋め込み先サブバンド信号とするかについては、埋め込み装置100と抽出装置200との間で合意されていればよく、埋め込み先サブバンド信号の選択方法は任意である。
In the present embodiment, two embedding destination subband signals having adjacent bands among the M band subband signals obtained from the
符号化器140は、電子透かし情報に符号化処理を施し、電子透かし情報を示すシンボル列を出力する装置である。変調信号生成部150は、埋め込み対象であるシンボル列を示し、かつ、互いに逆相関係にある2相の変調信号を発生する手段である。図1に示す例では、変調信号生成部150は、波形メモリ151と波形読出部152とにより構成されている。波形メモリ151は、ビット“0”に対応した正逆2相の変調信号m1およびm0の各サンプル列と、ビット“1”に対応した正逆2相の変調信号m1およびm0の各サンプル列を記憶している。波形読出部152は、符号化器140が埋め込み対象のシンボルとしてビット“0”を出力した場合には、ビット“0”に対応した変調信号m1およびm0の各サンプル列を波形メモリ151から読み出し、変調信号m1のサンプル列を埋め込み部120−1へ、変調信号m0のサンプル列を埋め込み部120−0へ供給する。埋め込み対象であるシンボルがビット“1”である場合には、ビット“1”に対応した変調信号m1およびm0の各サンプル列を波形メモリ151から読み出して埋め込み部120−1および120−0へ供給する。
The
埋め込み部120−1および120−0は、具体的には乗算器であり、2つの埋め込み先サブバンド信号に対し、埋め込み対象のシンボル列を示す2相の変調信号m1およびm0を用いた振幅変調処理を各々施すことにより、各相の変調信号により変調された振幅包絡を持った各サブバンド信号を出力する。 The embedding units 120-1 and 120-0 are specifically multipliers, and amplitude modulation using two-phase modulation signals m 1 and m 0 indicating a symbol sequence to be embedded for two embedding destination subband signals. By performing each processing, each subband signal having an amplitude envelope modulated by the modulation signal of each phase is output.
帯域合成部130は、この埋め込み部120−0および120−1から得られる各サブバンド信号と、帯域分割部110から出力される他の帯域のサブバンド信号を帯域合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号として出力する。帯域合成部130は、例えば合成フィルタバンクである。この合成フィルタバンクは、図3(b)に例示するように、M帯域からなるサブバンド信号の各々について、サブバンド信号の各サンプル間にM−1個の零サンプルを挿入するアップサンプラ131と、各アップサンプラ131の出力信号に対し、各々に対応した分析フィルタ111の逆変換に相当するフィルタ処理を施すM個の合成フィルタ132と、各合成フィルタ111の出力信号を加算して、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号として出力する加算器133により構成されている。
The
本実施形態の特徴は、変調信号生成部150が埋め込み部120−1および120−0に供給する2相の変調信号m1およびm0がシンボルの開始点を示す同期信号成分を含む点にある。図4は、本実施形態における変調信号m1およびm0の波形を例示するものである。図4に示す例において、変調信号m1およびm0は、1シンボルフレームを1周期とする矩形波信号である。図4に示すように、ビット“0”に対応した変調信号m1およびm0の組と、ビット“1”に対応した変調信号m1およびm0の組は、1シンボルフレーム内の共通の相対時刻に共通の特徴を有している。すなわち、シンボルフレームの開始点において現れる変調信号m1の立ち上がりエッジと変調信号m0の立ち下がりエッジの組である。従って、符号化器140からシンボルが順次与えられるのに応じて、変調信号生成部150が各シンボルに対応した変調信号m1およびm0を連続的に出力した場合、変調信号m1およびm0には、各シンボルフレームの共通の相対時刻(この例ではシンボルフレームの開始タイミング)において、変調信号m1の立ち上がりエッジと変調信号m0の立ち下がりエッジの組という共通の特徴が現れる。本実施形態では、この各シンボルフレームの共通の相対時刻に現れる変調信号m1およびm0のシンボル間に共通の特徴が同期信号成分としての役割を果たす。
A feature of the present embodiment is that the two-phase modulation signals m1 and m0 supplied to the embedding units 120-1 and 120-0 by the modulation signal generation unit 150 include a synchronization signal component indicating a symbol start point. FIG. 4 illustrates the waveforms of the modulation signals m1 and m0 in the present embodiment. In the example shown in FIG. 4, the modulation signals m1 and m0 are rectangular wave signals with one symbol frame as one cycle. As shown in FIG. 4, a set of modulation signals m1 and m0 corresponding to bit “0” and a set of modulation signals m1 and m0 corresponding to bit “1” are common at a common relative time in one symbol frame. It has the characteristics. That is, it is a set of a rising edge of the modulation signal m1 and a falling edge of the modulation signal m0 that appear at the start point of the symbol frame. Therefore, when the modulation signal generation unit 150 continuously outputs the modulation signals m1 and m0 corresponding to each symbol in response to the symbols sequentially supplied from the
また、本実施形態において、変調信号m1およびm0は、1シンボルフレームの途中の共通のタイミングにおいてレベル反転する。このレベル反転のタイミングの1シンボルフレーム内における位置がシンボルの種類を表す。さらに詳述すると、図4に示す例では、ビット“0”に対応した変調信号m1およびm0は、シンボルフレームの開始タイミングからシンボルフレーム長の25%が経過したタイミングにおいてレベル反転する。これに対し、ビット“1”に対応した変調信号m1およびm0は、シンボルフレームの開始タイミングからシンボルフレーム長の75%が経過したタイミングにおいてレベル反転する。
以上が図1に示す埋め込み装置100の詳細である。
In the present embodiment, the levels of the modulation signals m1 and m0 are inverted at a common timing in the middle of one symbol frame. The position of the level inversion timing in one symbol frame represents the symbol type. More specifically, in the example shown in FIG. 4, the levels of the modulation signals m1 and m0 corresponding to the bit “0” are inverted at the timing when 25% of the symbol frame length has elapsed from the start timing of the symbol frame. On the other hand, the levels of the modulation signals m1 and m0 corresponding to the bit “1” are inverted at the timing when 75% of the symbol frame length has elapsed from the start timing of the symbol frame.
The above is the details of the embedding
次に図2を参照し、電子透かし情報の抽出装置200について説明する。図2に示すように、抽出装置200は、バッファ210と、読出制御部220と、帯域分割部230と、復調部240と、同期化制御部250と、シンボル判定部260と、復号器270とを有する。この抽出装置200の動作は同期化フェーズとシンボル抽出フェーズとに大別することができる。ここで、同期化フェーズとは、キャリア信号において電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込まれている埋め込み区間を検出し、埋め込み区間に同期した2つの埋め込み先サブバンド信号を帯域分割部220に出力させるタイミング制御を行うフェーズである。また、シンボル抽出フェーズとは、キャリア信号において同期化フェーズにより検出された埋め込み区間からシンボル列を抽出するフェーズである。抽出装置200の各部は、同期化フェーズとシンボル抽出フェーズとで動作が異なる場合がある。
Next, the digital watermark
バッファ210は、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を過去一定期間分記憶する役割を果たす。前述した埋め込み装置100により電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号(オーディオ信号)は、例えば音として空気中に放音され、図示しない収音装置により収音され、音声波形の時系列サンプルであるキャリア信号となって、このバッファ210に書き込まれる。読出制御部220は、このバッファ210に記憶されたキャリア信号を読み出す装置である。
The
帯域分割部230は、埋め込み装置100の帯域分割部110と同じ構成を有しており、読出制御部220によってバッファ210から読み出されるキャリア信号のサンプル列に帯域分割を施し、M帯域分のサブバンド信号のサンプル列を出力する。
The
復調部240は、このM帯域分のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先である2つの埋め込み先サブバンド信号を選択し、この2つの埋め込み先サブバンド信号に復調処理を施す装置である。この復調部240において、包絡検出部241および242は、例えばローパスフィルタであり、2つの埋め込み先サブバンド信号の各々の振幅包絡成分を検出し、各振幅包絡成分のサンプル列を各々出力する。除算部243は、包絡検出部241が出力する振幅包絡成分の各サンプルを、包絡検出部242が出力する振幅包絡成分の各サンプルによって除算し、除算結果を示す各サンプルを出力する。対数変換部244は、除算部243が出力する除算結果のサンプルの対数を求め、復調結果信号として出力する。
The demodulator 240 selects two embedding destination subband signals, which are embedding destinations of symbol strings indicating digital watermark information, from the M band subband signals, and performs demodulation processing on the two embedding destination subband signals. It is a device to apply. In this demodulator 240, the
ここで、帯域分割部230から復調部240に与えられる2つの埋め込み先サブバンド信号は隣接する帯域のものであるため、包絡検出部241および242から出力される各振幅包絡成分のサンプル列は、変調信号m1およびm0による変調がなければ互いに近似した内容になる。従って、抽出装置100の動作が埋め込み装置100の動作に同期している場合、復調部240から得られる復調結果信号は、理想的には埋め込み装置100においてシンボルの埋め込みのために発生された変調信号m1またはm0の一方(この例では変調信号m1)と同じ波形を持った信号となる。ここで、「抽出装置100の動作が埋め込み装置100の動作に同期している」とは、次の2つの条件が満たされていることを意味する。第1の条件は、帯域分割部230から出力される埋め込み先サブバンド信号がシンボル列を示す変調信号m1またはm0により変調された区間のものであるという条件である。第2の条件は、例えば埋め込み装置100の帯域分割部110および抽出装置200の帯域分割部230が前掲図3(a)に示すような分析フィルタバンクである場合、埋め込み装置100におけるダウンサンプラ112が埋め込み先サブバンド信号として出力したサンプルと同じタイミングのサンプルを抽出装置200におけるダウンサンプラ112が埋め込み先サブバンド信号として出力するように、抽出装置200におけるダウンサンプラ112のサンプリングタイミングが制御されているという条件である。
Here, since the two embedding destination subband signals given from the
同期化制御部250は、同期化フェーズにおいて、キャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間を検出する装置である。本実施形態では、キャリア信号が受信され、キャリア信号のバッファ210への書き込みが開始されたとき、抽出装置200は同期化フェーズの動作を開始する。この同期化フェーズでは、バッファ210に書き込まれたキャリア信号は、直ちに読出制御部220によって読み出され、帯域分割部230の処理対象となる。この間、同期化制御部250は、M個のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となっている2つの埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号を帯域分割部230から取得し、この取得した信号からシンボル列の埋め込み区間を示す同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理を実行し、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、埋め込み区間の2つの埋め込み先サブバンド信号を帯域分割部230に出力させるタイミング制御を行う。埋め込み装置100における帯域分割部110および抽出装置200における帯域分割部230がいずれも前掲図3(a)に示すような分析フィルタバンクである態様では、この同期化制御部250の処理内容は次のようなものとなる。すなわち、同期化制御部250は、帯域分割部230である分析フィルタバンクにおいて、2つの埋め込み先サブバンド信号を各々出力する2つのダウンサンプラ112の前段の2つの分析フィルタ111の出力信号から同期信号成分を抽出することにより、2つの分析フィルタ111の出力信号におけるシンボル列の埋め込み区間の開始点を求め、2つの分析フィルタ111の後段の2つのダウンサンプラ112が2つの分析フィルタ111の出力信号における埋め込み区間の開始点のサンプルを選択して出力するように2つのダウンサンプラ112のサンプリングタイミングを制御するのである。
The
ここで、図5を参照し、この同期化制御部250が行う処理の意味について説明する。図5(a)は、埋め込み装置100に与えられるキャリア信号のサンプル列を、図5(b)は埋め込み装置100の帯域分割部110内の分析フィルタ111が出力するサンプル列を、図5(c)は埋め込み装置100の帯域分割部110が出力する埋め込み先サブバンド信号のサンプル列を示している。この例では、M=8であり、ダウンサンプラ112は、分析フィルタ111が出力するサンプルを8個に1個の割合で選択し、埋め込み先サブバンド信号として出力している。また、図5(d)は、振幅変調処理を経た埋め込み先サブバンド信号を示しており、白丸はLレベルの変調信号により変調されたサンプル、黒丸はHレベルの変調信号により変調されたサンプルを示す。そして、図5(e)は、帯域合成部130である前掲図3(b)の合成フィルタバンクにおいて、振幅変調処理を経た埋め込み先サブバンド信号をアップサンプラ131を介して受け取る合成フィルタ132の出力信号のサンプル列を示す。なお、図5(b)〜(e)では、図面が煩雑になるのを防止するため、埋め込み装置100において2つの埋め込み先サブバンド信号のうちの一方(例えば埋め込み部120−1へ供給される埋め込み先サブバンド信号)に関連した信号の波形のみを図示している。図5(f)は抽出装置200に与えられるキャリア信号を、図5(g)は抽出装置200の帯域分割部230内の分析フィルタ111が出力するサンプル列を示している。また、図5(h)および(i)は帯域分割部230が出力する埋め込み先サブバンド信号のサンプル列を示すものであり、図5(h)は同期化制御部250の処理が行われる前の埋め込み先サブバンド信号のサンプル列を、図5(i)は同期化制御部250の処理を経て埋め込み区間に同期した状態となった埋め込み先サブバンド信号のサンプル列を各々示している。なお、図5(g)〜(i)では、図面が煩雑になるのを防止するため、2つの埋め込み先サブバンド信号のうちの一方(例えば包絡検出部241に供給される埋め込み先サブバンド信号)に関連した信号の波形のみを図示している。
Here, the meaning of the processing performed by the
本実施形態において、抽出装置200は埋め込み装置100とは全く非同期に動作する。従って、抽出装置200の帯域分割部230内のダウンサンプラ112が分析フィルタ111から出力されるサンプル列の中から埋め込み先サブバンド信号のサンプルとして選択して出力するものと、埋め込み装置100の帯域分割部110内のダウンサンプラ112が埋め込み先サブバンド信号のサンプルとして出力するサンプルとが一致する保証はなく、一般的には、図5(h)に示すように、両サンプルは異なったものとなる。そこで、本実施形態において同期化制御部250は、2つの埋め込み先サブバンド信号を出力する2つのダウンサンプラ112の前段の2つの分析フィルタ111の出力信号のサンプル列(そのうちの一方は図5(g)を参照)を監視し、包絡検出部241に送られる埋め込み先サブバンド信号に対応したものに立ち上がりエッジが発生すると同時に包絡検出部242に送られる埋め込み先サブバンド信号に対応したものに立ち下がりエッジが発生するのを最初に検出したとき(図5(g)では白丸から黒丸への変化点)、その立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの発生点をシンボル列の埋め込み区間の開始点とし、帯域分割部230内のダウンサンプラ112がこの埋め込み区間の開始点のサンプルを選択して出力するように2つのダウンサンプラ112のサンプリングタイミングを制御する。また、同期化制御部250は、上記立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの発生点に基づいて、バッファ210内のキャリア信号のサンプルのうちシンボル列の埋め込み区間の開始点のものを求める。以上の処理が終わると、抽出装置200の動作はシンボル抽出フェーズとなる。
In the present embodiment, the
シンボル抽出フェーズにおいて、同期化制御部250は、同期化フェーズにおいて求めた埋め込み区間の開始点のサンプルから始まるキャリア信号のサンプル列を読出制御部220にバッファ210から読み出させ、この埋め込み区間のキャリア信号の処理を帯域分割部230、復調部240およびシンボル判定部260に行わせる。このとき、帯域分割部230内のダウンサンプラ112は、帯域分割部230内の分析フィルタ111が出力するサンプル列のうち、埋め込み装置100の帯域分割部110内のダウンサンプラ112が埋め込み先サブバンド信号のサンプルとして選択したものと同じタイミングのサンプルを埋め込み先サブバンド信号のサンプルとして選択するようになっている(図5(c)(d)および(i)参照)。
In the symbol extraction phase, the
シンボル判定部260は、抽出フェーズにおいて、復調結果信号から電子透かし情報を示すシンボル列を抽出する装置である。さらに詳述すると、このシンボル判定部260は、抽出フェーズにおいて、復調部240から出力される復調結果信号をシンボルフレーム長の区間に区切り、各区間毎に、復調結果信号が示すシンボルの種類を判定する。このシンボルの種類の判定方法として、復調結果信号に現れるレベル反転のタイミングのシンボルフレーム内での位置を求め、この位置がシンボルフレームの前半にあるか後半にあるかによりシンボルがビット“0”であるかビット“1”であるかを判定する方法も考えられる。しかし、復調結果信号はノイズを含むので、この方法により正確なシンボルの判定を行うのは困難である。そこで、本実施形態では、1シンボルフレーム内における復調結果信号の時間積分値を求め、この時間積分値を、復調結果信号が所定の最大値を常時維持した場合における1シンボルフレーム内の復調結果信号の時間積分値によって除算することによりデューティ比を算出し、このデューティ比が50%よりも低いか高いかにより、復調結果信号が示すシンボルがビット“0”であるかビット“1”であるかを判定する。そして、復号器270は、このシンボル判定部260によって判定された一連のシンボルを電子透かし情報に変換する。
以上が本実施形態の詳細である。
The
The above is the details of the present embodiment.
本実施形態によれば、シンボルを示す変調信号自体がシンボルの開始点を示す同期信号成分を含んでいるので、抽出装置200側では、埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号から同期信号成分に対応した成分を検出することにより、キャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間を特定するとともに帯域分割部230の動作をシンボル列の埋め込み区間に同期させ、直ちにキャリア信号からシンボル列を抽出する処理を開始することができる。従って、本実施形態によれば、抽出装置200側においてキャリア信号が受信されてからシンボル列が抽出されるまでの時間を短くすることができるという効果がある。また、シンボル列の埋め込み区間を求めるための演算量が少なくて済むので、抽出装置200を小規模なものにすることができる。また、本実施形態によれば、シンボル埋め込みのための変調信号として、特許文献1に開示されているような正弦波ではなく、2相の矩形波を採用している。そして、本実施形態において2相の変調信号として採用している2相の矩形波は、シンボルの開始を示すタイミングに立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組を有しており、これが同期信号成分としての役割を果たす。従って、本実施形態によれば、変調信号波形が正弦波等である場合に比べて、抽出装置200側における埋め込み区間の検出の時間精度を高めることができる。
According to the present embodiment, since the modulation signal itself indicating the symbol includes the synchronization signal component indicating the start point of the symbol, the
<他の実施形態>
以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明には、他にも各種の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
<Other embodiments>
Although one embodiment of the present invention has been described above, various other embodiments are conceivable for the present invention. For example:
(1)変調信号生成部150が生成する変調信号m1およびm0には、図6(a)〜(e)に例示するように、各種の態様が考えられる。図6(a)に示すものは、上記実施形態において変調信号生成部150が生成した変調信号m1およびm0である。これは他との対比のために掲げた。 (1) Various modes can be considered for the modulation signals m1 and m0 generated by the modulation signal generation unit 150, as illustrated in FIGS. 6A shows the modulation signals m1 and m0 generated by the modulation signal generation unit 150 in the above embodiment. This is listed for comparison with others.
図6(b)に示す変調信号m1およびm0は、ほぼ逆相関係にあるが、両者の間に微妙に位相ずれがあり、変調信号m1の立ち上がりエッジ(立ち下がりエッジ)から極短い時間だけ遅れて変調信号m0が立ち下がる(立ち上がる)。この態様においても、上記実施形態と同様な効果が得られる。また、この態様によれば、時間軸上において変調信号m1およびm0のエッジが揃っていないので、シンボル列の埋め込まれたキャリア信号が音として放音されたときの聴感への影響を緩和できることが期待される。 The modulation signals m1 and m0 shown in FIG. 6B are almost in reverse phase, but there is a slight phase shift between them, and a delay of a very short time from the rising edge (falling edge) of the modulation signal m1. As a result, the modulation signal m0 falls (rises). Also in this aspect, the same effect as the above embodiment can be obtained. Further, according to this aspect, since the edges of the modulation signals m1 and m0 are not aligned on the time axis, it is possible to reduce the influence on the audibility when the carrier signal in which the symbol string is embedded is emitted as sound. Be expected.
図6(c)に示す変調信号m1およびm0は、シンボルフレームの開始点に鋭い立ち上がりエッジおよび鋭い立ち下がりエッジを有しているが、シンボルフレームの途中では、緩やかなスロープを描いてレベル反転している。シンボルフレームの開始点におけるエッジは、同期信号成分としての役割を果たすものであるため、埋め込み区間の検出精度を高めるためにも、時間軸上において局所的であることが求められる。従って、シンボルフレームの開始点におけるエッジは鋭いエッジとなっている。これに対し、シンボルフレームの途中のレベル反転の位置は、1シンボルフレーム内においてビット“1”とビット“0”を表現し分ける程度の精度があれば足りる。そこで、この態様では、シンボルフレームの途中でのレベル反転は緩やかなスロープを描いて行わせ、シンボル列の埋め込まれたキャリア信号が音として放音されたときの聴感への影響の緩和を図っているのである。 The modulation signals m1 and m0 shown in FIG. 6 (c) have a sharp rising edge and a sharp falling edge at the start point of the symbol frame, but the level is inverted by drawing a gentle slope in the middle of the symbol frame. ing. Since the edge at the start point of the symbol frame plays a role as a synchronization signal component, it is required to be local on the time axis in order to improve the detection accuracy of the embedded section. Therefore, the edge at the start point of the symbol frame is a sharp edge. On the other hand, the level reversal position in the middle of the symbol frame only needs to be accurate enough to express bit “1” and bit “0” in one symbol frame. Therefore, in this aspect, level inversion in the middle of the symbol frame is performed by drawing a gentle slope so as to mitigate the effect on hearing when the carrier signal in which the symbol string is embedded is emitted as sound. It is.
図6(d)に示す態様では、同期信号成分としての役割を果たす変調信号m1の立ち上がりエッジおよび変調信号m0の立ち下がりエッジがシンボルフレームの開始タイミングから所定の遅延時間を経て発生している。この態様では、同期化フェーズにおいて、帯域分割部230から取得した信号に立ち上がりエッジ(同期信号成分に対応した成分)が現れたとき、同期化制御部250は、この立ち上がりエッジの検出点から上記遅延時間相当分だけ遡った時点を埋め込み区間の開始点とし、抽出フェーズでの処理に移行する。
In the aspect shown in FIG. 6D, the rising edge of the modulation signal m1 and the falling edge of the modulation signal m0 that play the role of the synchronization signal component are generated after a predetermined delay time from the start timing of the symbol frame. In this aspect, when a rising edge (a component corresponding to the synchronization signal component) appears in the signal acquired from the
(2)シンボル列の埋め込み区間の検出をより正確なものにするために、埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号から同期信号成分が複数回に亙って検出され、かつ、それらの間隔がシンボルフレームに相当する長さであることが確認されたときに、最初の同期信号成分の検出位置をシンボル列の埋め込み区間の開始点と判断するようにしてもよい。 (2) In order to make the detection of the symbol string embedding interval more accurate, the synchronization signal component is detected over a plurality of times from the signal generated in the generation process of the embedding destination subband signal, and When it is confirmed that the interval has a length corresponding to the symbol frame, the detection position of the first synchronization signal component may be determined as the start point of the symbol string embedding interval.
(3)上記実施形態において、抽出装置200では、ダウンサンプラ112の前段の分析フィルタ111が出力するサンプル列をエッジ検出の対象にしたが、エッジ検出の時間精度に関する要求が厳しくない場合には、ダウンサンプラ112に通常のダウンサンプリング比M(抽出フェーズにおけるダウンサンプリング比)よりも小さなダウンサンプリング比Mでのダウンサンプリングを行わせ、この結果得られるサブバンド信号(抽出フェーズにおいて帯域分割部230から出力されるサブバンド信号よりもサンプルレートの低いサブバンド信号)をエッジ検出の対象としてもよい。
(3) In the above embodiment, in the
(4)上記実施形態において同期化制御部250は、帯域分割部230である分析フィルタバンクにおいて、2相の埋め込み先サブバンド信号を出力する各ダウンサンプラ112の前段の各分析フィルタ111の各出力信号に立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを検出した。しかし、このようにする代わりに、次の処理を同期化制御部250に行わせるようにしてもよい。まず、同期化制御部250は、帯域分割部230から出力される2相の埋め込み先サブバンド信号あるいは包絡検出部241および242から出力される2相の埋め込み先サブバンド信号の包絡成分を監視し、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを検出する。そして、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組を検出した場合にその検出箇所に対応したキャリア信号のサンプルを求め、このサンプルよりも所定サンプル数だけ前に読み出し開始位置を設定して、バッファ210からのサンプルの読み出しおよびサンプルの帯域分割部230への供給を開始する。そして、この段階では、同期化制御部250は、上記実施形態と同様、帯域分割部230内において、2相の埋め込み先サブバンド信号を出力する各ダウンサンプラ112の前段の各分析フィルタ111の各出力信号に立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを検出し、その検出点をシンボル列の埋め込み区間の開始点として特定するのである。この態様において、同期化制御部250が埋め込み区間の開始点を求めるために監視する埋め込み先サブバンド信号のサンプル数と分析フィルタ111の出力信号のサンプル数との総和は、上記実施形態において同期化制御部250が埋め込み区間の開始点を求めるために監視する分析フィルタ111の出力信号のサンプル数よりも少なくなる。従って、同期化制御部250の演算量を減らすことができる。
(4) In the above-described embodiment, the
(5)上記実施形態では、帯域分割部110および230を分析フィルタバンクにより構成し、帯域合成部130を合成フィルタバンクにより構成した。しかし、帯域分割部110および230としてFFTにより帯域分割を行うものを採用し、帯域合成部130として逆FFTにより帯域合成を行うものを採用してもよい。以下、図7を参照し、この態様の動作例を説明する。
(5) In the above embodiment, the
この態様において、埋め込み装置100の帯域分割部110は、例えば次のようにしてキャリア信号の帯域分割を行う。まず、帯域分割部110は、キャリア信号のサンプル列を所定個数のサンプルからなる複数のブロックに区切る。ここで、1ブロック当たりのサンプル数をN個とした場合、例えば、N/2サンプルずつ位相がずれ、時間軸上において互いにオーバラップしたブロックに分割することが好ましい。次に、帯域分割部110は、分割したブロック毎に、所定の窓関数を乗算し、この窓関数乗算後のブロックのサンプル列にFFTを施し、複数の帯域に各々対応した複数のスペクトル係数を算出する。これらの各スペクトル係数がサブバンド信号となる。埋め込み装置100では、これらのサブバンド信号のうちの2つの帯域のサブバンド信号がシンボル列を示す変調信号を用いた振幅変調の対象となる。図7の上段に示すサブバンド信号のサンプル列において、最後の2行のサブバンド信号が埋め込み先サブバンド信号であり、白丸はLレベルの変調信号により変調されたサンプル、黒丸はHレベルの変調信号により変調されたサンプルである。この変調を受けたサブバンド信号と他のサブバンド信号が逆FFTが施された後に合成され、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号として抽出装置200に供給される。
In this aspect, the
ここで、抽出装置200側において、シンボル列を示す変調信号をキャリア信号から正常に取り出すためには、キャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間の開始点が特定されることに加えて、埋め込み装置100の帯域分割部110がキャリア信号を複数のブロックに区切った区切り位置と同じかそれに極めて近い区切り位置において、キャリア信号を複数のブロックに区切るように、帯域分割部230のタイミング制御が行われなければならない。そこで、同期化フェーズにおいて帯域分割部230は、同期化制御部250による制御の下、埋め込み装置100の帯域分割部110がキャリア信号を複数のブロックに区切るときのブロック間の位相差よりも、ブロック間の位相差を小さくして、キャリア信号を複数のブロックに区分し、ブロック毎に窓関数の乗算およびFFTを行ってサブバンド信号への分割を行う。図7に示す例では、ブロックサイズがNサンプルである場合において、帯域分割部220は、キャリア信号をN/8サンプルずつ位相がずれたブロックに区分し、ブロック毎に窓関数の乗算およびFFTを行ってサブバンド信号を生成している。
Here, in order to correctly extract the modulation signal indicating the symbol sequence from the carrier signal on the
この間、同期化制御部250は、帯域分割部230から出力されるサブバンド信号のうち2つの帯域の埋め込み先サブバンド信号の振幅包絡成分を監視し、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを検出する。そして、同期化制御部250は、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組の検出タイミングに基づいて、キャリア信号におけるシンボル列の埋め込み区間を特定するとともに、キャリア信号における適切なブロックの区切り位置を求める。例えば立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組がシンボルの開始点を示す場合、キャリア信号のブロック毎のFFTにおいて、立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの組に位置しているサブバンド信号のサンプル(図7に示す例では、白丸から黒丸への遷移と黒丸から白丸への遷移が起こっている区間内の遷移後の黒丸と白丸に相当する2個のサンプル)を算出するのに用いたブロックの開始点を埋め込み区間の開始点と判定する。そして、この埋め込み区間の開始点以降にN/2サンプル間隔で並んだ区切り位置を適切なブロックの区切り位置とする。
During this time, the
そして、抽出フェーズにおいて、同期化制御部250は、同期化フェーズにおいて求めたシンボル列の埋め込み区間のキャリア信号をバッファ210から帯域分割部230に供給させるとともに、同期化フェーズにおいて求めた適切な区切り位置においてキャリア信号をブロックに区切るように帯域分割部230のタイミング制御を行い、サブバンド信号からシンボル列を抽出させるのである。この抽出フェーズでは、帯域分割部230は、埋め込み装置100の帯域分割部110と同様、各々Nサンプルからなり、N/2サンプルずつ位相がずれて時間軸上においてオーバラップした複数のブロックに区分し、ブロック毎にサブバンド信号への分割を行う。これは、帯域分割部230から出力されるサブバンド信号のサンプルレートを減らし、復調部240やシンボル判定部260の演算量を減らすためである。
Then, in the extraction phase, the
この態様にも、上記(4)の態様のような変形を加えてもよい。すなわち、抽出フェーズにおいて、埋め込み区間の大雑把な位置が分かるまでは、帯域分割部230は、キャリア信号をN/2サンプルずつ位相がずれて時間軸上においてオーバラップした複数のブロックに区分し、サブバンド信号への分割を行い、同期化制御部250は、2つの埋め込み先サブバンド信号に立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを待つ。そして、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組を検出した場合に、その検出箇所に対応したキャリア信号のサンプルを求め、このサンプルよりも所定サンプル数だけ前に読み出し開始位置を設定して、バッファ210からのサンプルの読み出しおよびサンプルの帯域分割部230への供給を開始する。そして、この段階では、同期化制御部250は、帯域分割部230に、例えばN/8サンプルずつ位相差を持った複数のブロックにキャリア信号を区分させ、サブバンド信号へ分割を行わせる。そして、帯域分割部230から出力される2相の埋め込み先サブバンド信号に立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの組が現れるのを検出し、その検出点をシンボル列の埋め込み区間の開始点および適切なブロックの区切り位置として特定するのである。
This embodiment may be modified as in the above embodiment (4). That is, in the extraction phase, the
(6)上記実施形態では、シンボルフレームの途中における変調信号のレベル反転位置の候補を2種類設け、これらの中からレベル反転位置を選択することにより2値のシンボルを変調信号により表現した。しかし、変調信号のレベル反転位置の候補を3種類以上設け、これらの中からレベル反転位置を選択することにより3値以上のシンボルを変調信号により表現してもよい。 (6) In the embodiment described above, two types of modulation signal level inversion position candidates in the middle of a symbol frame are provided, and a binary symbol is represented by the modulation signal by selecting a level inversion position from these. However, three or more types of level inversion position candidates of the modulation signal may be provided, and a symbol having three or more values may be represented by the modulation signal by selecting a level inversion position from these.
(7)上記実施形態では、デジタル信号処理により電子透かし情報のキャリア信号への埋め込み処理およびキャリア信号からの電子透かし情報の抽出処理を行った。しかし、埋め込み処理および抽出処理の全部または一部をアナログ信号処理に置き換えてもよい。 (7) In the above embodiment, the digital watermark information is embedded in the carrier signal and the digital watermark information is extracted from the carrier signal. However, all or part of the embedding process and the extraction process may be replaced with analog signal processing.
100……埋め込み装置、200……抽出装置、110,230……帯域分割部、120−1,120−2……埋め込み部、130……帯域合成部、140……符号化器、150……変調信号生成部、151……波形メモリ、152……波形読出部、210……バッファ、220……読出制御部、240……復調部、241,242……包絡検出部、243……除算部、244……対数変換部、111……分析フィルタ、112……ダウンサンプラ、131……アップサンプラ、132……合成フィルタ、133……加算器、250……同期化制御部、260……シンボル判定部、270……復号器。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
電子透かし情報を示すシンボル列を構成する各シンボルを示す2相の変調信号であって、各シンボルの開始点を示す同期信号成分を含む2相の変調信号を出力する変調信号生成手段と、
前記複数のサブバンド信号の一部をなす2つのサブバンド信号に前記2相の変調信号による振幅変調を施す埋め込み手段と、
前記埋め込み手段による処理を経たサブバンド信号をそれ以外のサブバンド信号と合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成手段と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み装置。 Band dividing means for performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
Modulation signal generating means for outputting a two-phase modulation signal including a synchronization signal component indicating a starting point of each symbol, which is a two-phase modulation signal indicating each symbol constituting a symbol string indicating electronic watermark information;
Embedding means for performing amplitude modulation by the two-phase modulation signal on two subband signals forming part of the plurality of subband signals;
Embedded in digital watermark information, comprising: band combining means for combining a subband signal processed by the embedding means with other subband signals and outputting a carrier signal in which the digital watermark information is embedded. apparatus.
前記複数のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となっている2つの埋め込み先サブバンド信号または前記帯域分割手段における前記2つの埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号を取得し、この取得した信号から前記シンボル列の埋め込み区間を示す同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理を実行し、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、前記キャリア信号から前記埋め込み区間の前記2つの埋め込み先サブバンド信号を前記帯域分割手段に出力させるタイミング制御を行う同期化制御手段と、
前記2つの埋め込み先サブバンド信号に復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調手段と、
前記復調結果信号を1シンボル分の埋め込み区間に区切り、区間毎に復調結果信号が示すシンボルを判定するシンボル判定手段と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出装置。 Band dividing means for performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
Of the plurality of subband signals, two embedding destination subband signals which are embedding destinations of symbol strings indicating digital watermark information or signals generated in the generation process of the two embedding destination subband signals in the band dividing means And executing a synchronization signal component extraction process for extracting a synchronization signal component indicating an embedding interval of the symbol sequence from the acquired signal, and based on a result of the synchronization signal component extraction process, the embedding from the carrier signal Synchronization control means for performing timing control for causing the band dividing means to output the two embedding destination subband signals in the section;
Demodulation means for performing demodulation processing on the two embedded subband signals and outputting a demodulation result signal;
An apparatus for extracting digital watermark information, comprising: a symbol determination unit that divides the demodulation result signal into embedded sections of one symbol and determines a symbol indicated by the demodulation result signal for each section.
前記同期化制御手段は、前記分析フィルタバンクにおいて前記2つの埋め込み先サブバンド信号を各々出力する2つのダウンサンプラの前段の2つの分析フィルタの出力信号または前記2つの分析フィルタの出力信号を前記2つのダウンサンプラが通常行うダウンサンプリングよりも低いダウンサンプリング比でダウンサンプリングした信号から前記同期信号成分を抽出することにより、前記2つの分析フィルタの出力信号における前記シンボル列の埋め込み区間の開始点を求め、前記2つの分析フィルタの後段の2つのダウンサンプラが前記2つの分析フィルタの出力信号における前記埋め込み区間の開始点のサンプルを選択して出力するように前記2つのダウンサンプラのサンプリングタイミングを制御することを特徴とする請求項4に記載の電子透かし情報の抽出装置。 The band dividing means includes a plurality of analysis filters that separate the carrier signal into components belonging to different bands, and a plurality of subband signals that are output by down-sampling the output signals of the plurality of analysis filters, respectively. An analysis filter bank with a downsampler,
The synchronization control means outputs the output signals of the two analysis filters preceding the two downsamplers that respectively output the two embedded subband signals in the analysis filter bank or the output signals of the two analysis filters. By extracting the synchronization signal component from the signal down-sampled at a down-sampling ratio lower than the down-sampling normally performed by two down-samplers, the start point of the symbol string embedding interval in the output signals of the two analysis filters is obtained. The sampling timing of the two down samplers is controlled so that the two down samplers at the subsequent stage of the two analysis filters select and output the sample at the start point of the embedding interval in the output signals of the two analysis filters. In claim 4, characterized in that Extractor of the watermark information of the placement.
前記同期化制御手段は、前記帯域分割手段にブロック間の位相差を小さくして帯域分割を行わせ、前記帯域分割手段から得られる2つの埋め込み先サブバンド信号から前記同期信号成分を抽出することにより、前記キャリア信号における前記シンボル列の埋め込み区間を求め、前記帯域分割手段が前記埋め込み区間のサブバンド信号のサンプルを出力するように、前記帯域分割部がキャリア信号を複数のブロックに区切る際の区切り位置を制御することを特徴とする請求項4に記載の電子透かし情報の抽出装置。 The band dividing unit is a unit that divides the carrier signal into a plurality of blocks arranged on the time axis with a phase difference from a preceding block, and performs band division into subband signals for each block. Yes,
The synchronization control unit causes the band dividing unit to reduce the phase difference between blocks to perform band division, and extracts the synchronization signal component from two embedding destination subband signals obtained from the band dividing unit. When the band dividing unit divides the carrier signal into a plurality of blocks so that the embedded section of the symbol sequence in the carrier signal is obtained, and the band dividing means outputs the subband signal sample of the embedded section. 5. The digital watermark information extracting apparatus according to claim 4, wherein the separation position is controlled.
電子透かし情報を示すシンボル列を構成する各シンボルを示す2相の変調信号であって、各シンボルの開始点を示す同期信号成分を含む2相の変調信号を出力する変調信号生成過程と、
前記複数のサブバンド信号の一部をなす2つのサブバンド信号に前記2相の変調信号による振幅変調を施す埋め込み過程と、
前記埋め込み過程の処理を経たサブバンド信号をそれ以外のサブバンド信号と合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成過程と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み方法。 A band division process of performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
A modulation signal generation process for outputting a two-phase modulation signal including a synchronization signal component indicating a start point of each symbol, which is a two-phase modulation signal indicating each symbol constituting a symbol string indicating digital watermark information;
An embedding process in which two subband signals forming part of the plurality of subband signals are subjected to amplitude modulation by the two-phase modulation signal;
A subband signal that has undergone the processing of the embedding process is combined with another subband signal, and a band synthesizing process that outputs a carrier signal in which the digital watermark information is embedded is provided. Method.
前記複数のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となっている2つの埋め込み先サブバンド信号または前記帯域分割過程における前記2つの埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号を取得し、この取得した信号から前記シンボル列の埋め込み区間を示す同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理を実行し、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、前記キャリア信号から前記埋め込み区間の前記2つの埋め込み先サブバンド信号を前記帯域分割過程において出力させるタイミング制御を行う同期化制御過程と、
前記2つの埋め込み先サブバンド信号に復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調過程と、
前記復調結果信号を1シンボル分の埋め込み区間に区切り、区間毎に復調結果信号が示すシンボルを判定するシンボル判定過程と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出方法。 A band division process of performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
Of the plurality of subband signals, two embedding destination subband signals which are embedding destinations of symbol strings indicating digital watermark information or signals generated in the generation process of the two embedding destination subband signals in the band division process And executing a synchronization signal component extraction process for extracting a synchronization signal component indicating an embedding interval of the symbol sequence from the acquired signal, and based on a result of the synchronization signal component extraction process, the embedding from the carrier signal A synchronization control process for performing timing control to output the two embedded subband signals of the section in the band division process;
A demodulation process of performing demodulation processing on the two embedded subband signals and outputting a demodulation result signal;
A method of extracting digital watermark information, comprising: a symbol determination step of dividing the demodulation result signal into embedded sections of one symbol and determining a symbol indicated by the demodulation result signal for each section.
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割過程と、
電子透かし情報を示すシンボル列を構成する各シンボルを示す2相の変調信号であって、各シンボルの開始点を示す同期信号成分を含む2相の変調信号を出力する変調信号生成過程と、
前記複数のサブバンド信号の一部をなす2つのサブバンド信号に前記2相の変調信号による振幅変調を施す埋め込み過程と、
前記埋め込み過程の処理を経たサブバンド信号をそれ以外のサブバンド信号と合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成過程と
を実行させるコンピュータプログラム。 On the computer,
A band division process of performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
A modulation signal generation process for outputting a two-phase modulation signal including a synchronization signal component indicating a start point of each symbol, which is a two-phase modulation signal indicating each symbol constituting a symbol string indicating digital watermark information;
An embedding process in which two subband signals forming part of the plurality of subband signals are subjected to amplitude modulation by the two-phase modulation signal;
A computer program for performing a band synthesis process for synthesizing a subband signal that has undergone the process of the embedding process with other subband signals and outputting a carrier signal in which digital watermark information is embedded.
キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数のサブバンド信号を出力する帯域分割過程と、
前記複数のサブバンド信号のうち電子透かし情報を示すシンボル列の埋め込み先となっている2つの埋め込み先サブバンド信号または前記帯域分割過程における前記2つの埋め込み先サブバンド信号の生成過程において発生する信号を取得し、この取得した信号から前記シンボル列の埋め込み区間を示す同期信号成分を抽出する同期信号成分抽出処理を実行し、この同期信号成分抽出処理の結果に基づいて、前記キャリア信号から前記埋め込み区間の前記2つの埋め込み先サブバンド信号を前記帯域分割過程において出力させるタイミング制御を行う同期化制御過程と、
前記2つの埋め込み先サブバンド信号に復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調過程と、
前記復調結果信号を1シンボル分の埋め込み区間に区切り、区間毎に復調結果信号が示すシンボルを判定するシンボル判定過程と
を実行させるコンピュータプログラム。
On the computer,
A band division process of performing band division on the carrier signal and outputting a plurality of subband signals belonging to different bands;
Of the plurality of subband signals, two embedding destination subband signals which are embedding destinations of symbol strings indicating digital watermark information or signals generated in the generation process of the two embedding destination subband signals in the band division process And executing a synchronization signal component extraction process for extracting a synchronization signal component indicating an embedding interval of the symbol sequence from the acquired signal, and based on a result of the synchronization signal component extraction process, the embedding from the carrier signal A synchronization control process for performing timing control to output the two embedded subband signals of the section in the band division process;
A demodulation process of performing demodulation processing on the two embedded subband signals and outputting a demodulation result signal;
A computer program that executes a symbol determination step of dividing the demodulation result signal into embedded sections of one symbol and determining a symbol indicated by the demodulation result signal for each section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2008
- 2008-08-11 JP JP2008206742A patent/JP2010044147A/en not_active Withdrawn
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