JP4456185B2 - コピー防止機能を持つ見える透かし入り動画像記録媒体とその作成・検出および録画・再生装置 - Google Patents
コピー防止機能を持つ見える透かし入り動画像記録媒体とその作成・検出および録画・再生装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パッケージ型媒体に蓄積、記録されて配信される動画像、すなわち、ビデオテープ、ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯ，ＤＶＤなどを媒体とした動画像への透かし挿入技術、及び、分散ネットワーク型配信或いは放送型配信の動画像、すなわち、インターネット、ディジタルＣＡＴＶ、ディジタル衛星放送で伝送される動画像への透かし挿入・検出技術、及び、上記２つの配信方式で供給される動画像の著作権管理サービス技術、及び第三者による透かし情報認証サービス技術に適用できる装置に関する。
【０００２】
本発明は、また著作権保護に関連したコピー防止技術に関する。動画像記録媒体内あるいは通信データ内の制御データ記憶領域内にコピー制限コードを記録しておくことにより、ドライブ装置が録画複製を許可あるいは禁止できるようにする。また、動画像のデータ領域には、動画像の中の多数の画面に著作権を表現する情報を埋め込み、通常の動画像表示（映写など）では視覚的に認識されないが、駒送り表示をすればその著作権表示が明瞭に目視できるようにしておく。これによって、盗用などの不正を摘発し、また未然に防ぐことができる。本発明の効果は、動画像の伝送と利用の際の種々の変換（複製、AD/DA 変換、圧縮／解凍、暗号化／復号化など）によって失われることはない。
【０００３】
本発明が、生まれる技術的背景には、ディジタル化とインターネット、及び、ＣＤ，ＭＯ，ＤＶＤなどの普及により、パソコンを使って誰でも著作物を複製・編集できるようになったことがあり、著作権を巡る問題は次第に深刻になっている。そこで、不正コピーを防ぐための技術として電子透かし技術の動画像に対する応用が必要になってきている。
【０００４】
【従来の技術】
本発明で扱うのは、パッケージ媒体として流通され、あるいは、放送・通信などの形態で伝送される、動画像情報の著作権の保護の方式に関するものである。最近のディジタル化を核とする技術の革新と融合により、動画像情報が広く流通するとともに、その複製や編集が容易になり、著作権の保護の問題が重要な課題になっている。
【０００５】
動画像情報を流通あるいは伝送する形態には、つぎのようなものがある。
(a) アナログの動画像パッケージ： 映画、ビデオテープなど
(b) ディジタルの動画像パッケージ： CD-ROM, MO, DVD など
(c) アナログの動画像放送： 地上波放送、ケーブルTV、衛星放送など
(d) ディジタルの動画像放送： ディジタルTV、ディジタルケーブルTV、ディジタル衛星放送など
(e) ディジタルの動画像通信： インターネット通信など
これらの技術分野は、ともにコンテンツとして動画像を扱うものであり、最近は、同じコンテンツが、アナログとディジタルに相互に変換され、また、パッケージと放送と通信とが相互に自由に接続して用いられている。特に、ディジタル化された動画像は、複製をノイズなく容易に行うことができ、また、パソコンなどを用いて容易に編集できる。このために、著作権をいかに保護するのかが現在の大きな課題である。そもそも複製を許すのか許さないのか、盗用をいかにして防ぐのか、といった課題がある。
【０００６】
これらの課題に関連する従来の技術として、本発明に先行するものには、以下のものが挙げられる。
(1) コピー制限コードを用いて、パッケージ媒体の録画複製および再生表示を、媒体ドライブ装置において許可あるいは禁止する方式。
(2) パッケージ媒体の記憶領域を、動画像データを記憶するデータ記憶領域と、制御情報を記憶する制御記憶領域に分割し、後者をハードウエア的に保護して、一般ユーザによる改変を防止する方式。
(3) ディジタル動画像を、データ圧縮して、記憶・伝送する方式 (MPEGなど) 。
(4) 動画像を伝送するに際して、暗号化して伝送し、特定の許容された受信者しか、複号できないようにした方式。
(5) 動画像のデータ中に、見えないようにカモフラージュした透かし（「見えない透かし」）を挿入して伝送あるいは流通させる方式。
【０００７】
しかし、これらを用いても、現在まで、まだ満足できるような著作権保護の方式が確立されていない。このことは、Copy Protection Technical Working Group (CPTWG) のData Hiding Subgroup(DHS) が1997年 7月 1日付けで出したCall for Proposal によっても明らかである。この提案募集は、上記の(5) に対応する種々の「透かし」技術を用いるとともに、上記(1) における録画/ 再生の許可/ 禁止の方式を実現して、望ましい著作権保護の方式を提案することを、公募している。
【０００８】
注: ”Call for Proposals”， Data Hiding SubGroup, Copy Protectio
Technical
Working Group, Version 1.0, July 1, 1997.
in http://www.dvcc.com/dhsg
本発明はこの提案募集にも対応するものであるが、これに関連して電子透かしの従来技術について以下に述べる。
【０００９】
従来でも電子透かしを利用した静止画と音楽の著作権管理サービスは行われていた。この電子透かし技術を利用した、従来技術は著作権所有者のＩＤ、画像データのＩＤ、画像データの受取人のＩＤ、流通を仲介する業者のＩＤ、利用者のＩＤなどを、ディジタル著作物の種類に応じて埋め込むことにより行われていた。画像はインターネットの経路で流通し、ＩＤ番号は誰でもオープンにみられるものであった。例えば、PictureMarc(米国Digimarc Corp)、FBI Pro(英High Water Signum Ltd.) などがそれにあたる。そして、画像がインターネットなどを利用して流通するもので、ＩＤ番号は鍵データで管理されるものもあった。たとえば、SysCop（米国Fraunhofer Center for Research Computer Graphics,)Tiger Marc Image/Data Blade （米NEC)，Argent（米Dice Co.) などの製品がそれにあたる。
【００１０】
電子透かしを利用した動画の著作権管理方式の研究では、動画像の帯域圧縮手法（ＭＰＥＧ２）と電子透かしを組み合わせる方法がいろいろ提案されているが、基本的には、２種類に分類できる。その一つとして、空間周波数領域で、電子透かし情報を挿入し、透かし情報を広いスペクトラム領域に拡散するデータハイディング方式がある。二つ目には、二次元または三次元の標本値領域に電子透かしを重畳して挿入する方法がある。前者は、透かし情報を除去しにくいので、すかし強度は高いが、画質や音質の劣化が顕著になるうえに、周波数変換（変換・逆変換）を二度施す必要があるので、後者の標本値領域に埋め込む方式より、処理が重い。そこで、専用ハードウェアが必要になってくる。電子透かしの基本的な技術的課題は、(1) 画質や音質をできるだけ劣化させずに透かし情報を埋め込むこと、(2) 埋め込んだ透かし情報はできるだけ取り除けないようにすること、である。
【００１１】
周波数成分に埋め込む方式では、劣化を抑えるために、画像データや音声データに存在する、人間の知覚上目立たない部分、例えば、髪の毛や輪郭などの高周波数成分に透かし情報を埋め込む。埋め込むデータ量を増やし、主要成分に拡散すれば、電子透かしの強度は高くなるが、広げすぎると画質や音質が劣化する。また、ＭＰＥＧ符号化・復号化によって、透かしが消えたり、劣化したりする場合もある。
【００１２】
標本値に埋め込む方式でも、冗長部分に埋め込み、透かし情報が雑音として見えたり、聞こえたりすることを防ぐ。人間の視覚特性や聴覚特性を利用して、冗長成分に埋め込む透かしデータを多くし、主要部分への透かし情報は少なくすることによって、目立つことなく透かし情報を埋め込む。
【００１３】
その他に、既存の画像帯域圧縮方式を利用して透かし情報を埋め込む方式もある。例えば、FraunhoferＣＲＣＧ社は、ＪＰＥＧの圧縮の過程、即ち、線形量子化の段階で透かし情報を埋め込むにあたって、ＤＣＴ出力係数のうち、中位の周波数係数を変化させて、その変化分を透かし情報として使う方式を開発した。ＮＴＴやＮＥＣでも、ＤＣＴの変換係数を線形量子化するときに、係数値を少しづつ変えて透かし情報とする方式を開発している。また、三菱電機は、九州大学と共同でウエーブレット変換を用いた電子透かしを開発中である。京都工芸繊維大学では、ＭＰＥＧの動きベクトルに透かし情報を埋め込む方式を提案している。具体的には、１フレームあたりに存在する動きベクトル数を 330とし、その動きベクトルひとつひとつに 100ビットの透かしビットを対応させる表を秘密情報として送受信端に用意して、秘密にコード表として利用し、透かし情報の真偽の処理をする。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、端的には、上記のCPTWG/DHSGによるCall for Proposal に記述されている。すなわち、この提案募集においては、つぎの仕様を満足するような、動画像のパッケージ媒体での記録方式と放送・通信での伝送方式を、課題として掲げている。
目標： コンテンツ提供者が、そのディジタルビデオに、著作権を示す「DHS 透かし」を入れることを可能にすることであり、その目的は、著作権の識別を行い、また、正当でない録画や再生を防ぐことである。ここでは、特に、消費者が、複製禁止の動画像を手軽にコピーすることを防ぐことにある。
【００１５】
将来のディジタルビデオ装置は、この規格を組み込んで、不当な録画や再生を拒否するように機能するものと考える。この規格の主要対象はDVD であるが、その他のビデオアプリケーション (例: 衛星放送、ケーブルテレビ、その他) にも同様に適用できるものである。
【００１６】
コピー制限の仕様は３種類のモードを備えており、図３３はその内容を示す。
また、新しい方式の備えるべき特性/ 性能としてつぎの諸点を要請している。
(1) 動画像を再生表示するときに、視聴者に違和感がないこと。
(2) 録画/ 再生装置で、コピー制限モードの検出が容易であること。
(3) DHS 透かしのディジタルによる検出が、各種領域 (動画像データ、圧縮データ、伝送データ、セクタデータなど) で容易。
(4) 家庭用のビデオ機器で、one-copyモードを検出して、録画する新盤をno-more-copyに設定できること。
(5) 間違った録画拒否を少なくすること。
(6) 「DHS 透かし」の検出率が高いこと (例えば、50％以上)
(7) 視聴者による通常のビデオ処理において、DHS 透かしが保持されること。
(8) 妥当な条件でライセンスが許容されること。
(9) 日・米・欧・その他の諸国に、輸出入ができること。
(10) 技術が成熟していること。デモできること。
(11) DHS 透かしにより、３種のコピー制御モードをいつでも継続して検出できること。
(12) DHS 透かしの挿入は、実時間処理で効率的にできること。
(13) DHS 透かしのエンコーダ/ デコーダは、DVD 操作速度で処理できること。
【００１７】
本発明は、上記の目標と３種のコピー制御モードに関する仕様とを満たして、より優れた著作権保護の方式を実現しようとするものである。
次に、電子透かし挿入技術に関する従来技術の問題点について説明する。従来の方式でも、画質や音質をできるだけ劣化させずに透かし情報を埋め込むこと、および埋め込まれた透かし情報はできるだけ取り除けないようにすることが目標とされているが、そのためにはかなり面倒な処理を行う必要があり、簡単でコストが安い挿入方法が存在しないという問題点があった。
【００１８】
本発明は、簡単でコストが安い透かしの挿入方式として、静止画としては視認することがき、動画像としては視認できない見える透かしを動画像に挿入することによって、例えば不正なコピーの検出を容易にすることも目的とする。すなわち、透かしとして、例えば動画像の著作権の表示を挿入して、画像の盗用などの不正を容易に摘発可能にすることにより、著作権を保護する仕組みを提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理構成ブロック図である。同図は、静止時には視認可能な見える透かしを、複数のフレームから成る動画像に挿入する、動画像を対象にした見える透かしの挿入装置の原理構成ブロック図である。
【００２０】
図１において、フレーム選択手段１は透かし情報を挿入すべきフレームを選択するものであり、原画像を構成する複数のフレームのうちの一部のフレームに透かし情報を挿入した時に、動画像としてはその透かし情報を視認できないような間隔で、フレームを選択するものである。この間隔は、例えば制御された条件の基で擬似乱数関数を用いて決定される。
【００２１】
透かし情報挿入手段２は、フレーム選択手段１によって選択された透かし情報を挿入すべきフレームに、静止時には視認可能な透かし情報を挿入するものである。この透かし情報のフレーム上での挿入位置は、例えば制御された条件の基で擬似乱数関数を用いて決定される。
【００２２】
本発明においては、静止画としては視認することができるが、その透かしが挿入されたフレームの数は少なく、例えば５秒間に１枚というような割合で、またその間隔も一定でなく、不定間隔のフレームに挿入されることによって、動画としては視認できない透かしを見える透かしと呼ぶことにする。
【００２３】
この見える透かしが挿入されるフレームの番号は、例えば 100枚に１枚の割合であっても、その 100枚の中の位置がランダムに決定される。また１つのフレーム上での透かし情報の挿入位置も、ランダムに決定される。これによって全体として動画像を構成する多数のフレームの中で、不定間隔で、しかもランダムな位置に透かし情報が挿入されたフレームを全て検出することは膨大な手間を要し、動画像を盗用しようとしても全数探索による透かし情報、例えば著作権情報の検出とその修正はかなり困難な作業となる。
【００２４】
本発明の１つの実施形態としては、透かし情報が挿入されたフレームの番号、そのフレーム上での透かし情報の挿入位置を暗号化した情報を、透かし情報が挿入された動画像と共に記憶しておくことができる。あるいは透かし情報が挿入されるべきフレームのフレーム番号をランダムに選択するための制御された条件、そのフレーム上での透かし情報の挿入位置をランダムに決定するための制御された条件を暗号化した情報を記憶しておくことができる。これによって、例えば著作権問題が生じた時に、透かし情報としての著作権情報の挿入箇所を明確にすることができ、著作権問題の法律的解決に役立てることが可能となる。
【００２５】
更に本発明の異なる実施形態においては、透かし情報の挿入によってフレーム上で透かし情報によって隠される部分画像を記憶しておくことができる。この部分画像と、前述の透かし情報が挿入されたフレームの番号、およびフレーム上での透かし情報の挿入位置の記憶結果とを合わせることによって、その部分画像を含む完全な原画像を復元することが可能となる。
【００２６】
なお、本発明において、見える透かしが透かし挿入装置によって動画像に挿入されるが、その挿入結果としての動画像はビデオテープ、ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯ，ＤＶＤなどの各種の記録媒体に記録されて、例えば市場に流通することになる。その意味で、見える透かしが挿入された動画像を記録した記録媒体も本発明によって初めて実現されるものである。
【００２７】
図２は、本発明の原理構成ブロック図（その２）である。同図を図１と比較するとコピー制限情報挿入手段３が追加されている点が異なっている。コピー制限情報挿入手段３は、動画像のコピー制限条件、すなわちコピー作成の許可、または不許可、許可の場合はコピー可能な数などを、動画像を構成する複数のフレームに対して、動画像データそのものが記録される領域でなく、種々の制御データが記録される領域、例えばユーザによる改変が許されない保護された領域に記録するものである。
【００２８】
図２ではフレーム選択手段１によって選択されたフレームに、透かし情報挿入手段２によって透かし情報、例えば著作権表示が挿入された後に、コピー制限情報が挿入される順序となっているが、本発明の実施形態としてはこの順序に限定されず、コピー制限情報を挿入した後に透かし情報を挿入することも、またコピー制限情報と透かし情報とを同時に挿入することも可能である。
【００２９】
本発明によって透かし情報とコピー制限情報とが挿入された動画像は、見える透かしだけが挿入された動画像と同様に、各種の記録媒体に記録されて市場に流通することになる。
【００３０】
本発明において作成された動画像は、例えば各種の記録媒体の形式で、例えば消費者の手元に届けられ、画像の再生や録画（複写、コピー）が行われることになる。このとき、本発明においてはコピー制限情報の内容に基づいて、録画の実行の有無がハードウェア的に制御される。
【００３１】
すなわち、本発明においては、動画像の録画・再生装置がコピー制限情報の内容をハードウェア的またはソフトウェア的に判定して、その判定結果に応じて録画を拒否するか実行するかを決定する。コピー制限情報の内容としては、前述のコピーの許可の有無、作成可能なコピー（子供）の数の他に、例えばコピーされた動画像の再コピー、すなわち世代数などを指定することも可能である。
【００３２】
以上のように、本発明によれば、見える透かしとコピー制限情報とを複数のフレームから成る動画像に挿入することにより、不当なコピーの防止とその検出が容易となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
まず図１に対応して本発明における透かし情報の挿入について、その実施形態を説明する。
【００３４】
図３は本発明の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置の基本的な動作の説明図である。同図において、本発明の透かし挿入装置１０は、原動画像１１を対象にして不定間隔で選択したフレームに、透かし情報１２を、静止画像としては明瞭に目視でき、動画像としては視覚的に認識できないような形式で挿入して、透かし入り動画像１３を作成する。この透かし入り動画像１３は各種の流通過程を経てユーザ側に送られ、ユーザ側では例えばビデオ再生装置を用いてこの透かし入り動画像１３を再生するが、通常再生時にはこの透かしを認識することはできず、駒送り再生や、スロー再生においては透かし情報を認識することができる。
【００３５】
本発明において、動画像を対象にして挿入される見える透かしとしては当然どのような透かし情報を用いることもできるが、以下の説明では動画像に対する著作権の表示を透かし情報として挿入する場合を具体例として、発明の実施形態を説明する。この著作権の表示を動画像に挿入することによって、画像の盗用などの不正の摘発と、著作権の保護が可能となる。そのための仕組みとしては、以下の(a) 〜(h) の条件を備えることが必要となる。
(a) 著作権の情報を、動画像の中に容易に埋め込むことができる。
【００３６】
この処理が重くない。
(b) 動画像の通常の視聴において、動画像の品質を損ねない。
動画像内部に埋め込まれた著作権の情報が、通常の視聴で煩わしくない。
【００３７】
動画像に画質の劣化や歪みを与えない、少なくとも意識されない。
(c) 動画像の部分的な盗用に対しても、その部分に著作権の情報が残る。
著作権の情報を、動画像の至るところに埋め込み、部分的に盗用された場合にも、その部分に著作権情報が含まれている可能性を高くする。
(d) 動画像内の著作権情報は、特別な装置を必要とせずに、検出可能である。
【００３８】
具体的には、著作権情報を含む駒を静止画として見ると明瞭に目視できる。これにより、この動画像の一般の利用者（視聴者）でも、ビデオあるいはパソコン表示などで静止または駒送りすることにより、著作権の所在を認識することができる。
(e) 動画像内の著作権情報を、不正処理の痕跡なく取り除くことは、困難である。まず、著作権情報がどこに（どのフレーム、どの位置）あるかが、簡単にはわからないようにする。全てのフレームを、注意深く見るしか、方法がない。
【００３９】
これにより、不正盗用者が一部のフレームの情報を取り除いても、別のフレームに残存する可能性を持たせる。
一つのフレームで著作権情報を取り除き、除去の痕跡を無くす、すなわち静止画像としても、前後フレームとの関連においても、正常なものに見せることを困難とする。
(f) 種々の流通過程を経た後でも、著作権情報が動画像内に残っていること。
【００４０】
アナログ動画像の場合に、通信や複写に際してのノイズに対して強いこと。ディジタル動画像の場合に、通信過程での画像圧縮による劣化に対して強いこと。
(g) 著作権を持つ者、あるいは透かしを入れた者は、動画像内での著作権情報の所在を、明確に述べることができる。
【００４１】
これは、流通後の動画像の実物を全フレーム検査しないでできなければならない。
著作権情報を挿入したフレーム位置（フレーム番号）、画面内の挿入位置、挿入した情報の内容などを含む。
(h) 著作権を持つ者、あるいは透かしを入れた者は、必要に応じて、透かしを入れる前の原動画像を容易に復元する手段を持つこと。
【００４２】
これは、必ずしも必須の要件ではないが、望ましい要件である。
以上の(a) 〜(h) の条件を満足するために本発明の見える透かしの挿入装置は次の(a) 〜(l) の方法を用いる。
(a) 動画像の適当なフレームに、静止画としては明瞭に目視できる形で、著作権を示す情報を画像として挿入する。
(b) 上記のように著作権情報を挿入するフレームは、基本的に孤立しているように選ぶ。
【００４３】
これは、著作権情報の画像の表示継続時間が微小であるように保つためである。通常のビデオでは、動画の１秒間のフレーム数が30であるから、孤立した１フレームによる著作権情報の表示継続時間は1/30秒である。
【００４４】
このような微小継続時間の表示は、動画像の視聴者には、認識されない。なお、MPEG２などの動画像圧縮における情報の脱落を防ぐために、２フレーム程度の連続した少数のフレームに著作権情報を挿入する場合もある。
(c) 挿入する情報は、著作権の帰属を明確にできるものであればよい。
【００４５】
例えば通常の著作権表示（(c) Fujitsu 1997など）、ロゴなどである。
挿入されているフレームを静止させて見たときに、明瞭に著作権表示であることが分かるようにする。これらを、カモフラージュすること、すなわち迷彩化、暗号化、周波数変換、ドット分散化などは、本発明の本来のねらいではない。
(d) 著作権表示の情報は、画像として適当な大きさを持つものがよい。
【００４６】
小さ過ぎると、流通過程で通信や複写のノイズにより、情報が劣化する。
大き過ぎると、例えば、画面一杯になると、スローモーションなどの際に目立ち、視聴者にとって目障りであろう。また、不正盗用者に識別されやすい。
(e) 著作権情報を挿入するフレームは、不定間隔に選ぶ。
【００４７】
これにより、不正に盗用しようとする者には、挿入位置を容易に推定できない。
(f) 上記(e) において、擬似乱数などを用いて、挿入するフレームを選ぶために、ランダムでかつ制御した方法を用いるのがよい。
【００４８】
これは、著作権情報の挿入を自動的に行い、かつ、少数の制御情報、例えば、乱数発生のアルゴリズムと、それに用いたシードなどで、容易に挿入フレーム番号を再現できる長所がある。
(g) フレームの中で、著作権情報を挿入する位置は、固定でなく、ランダムに選ぶのがよい。これも、不正盗用者が挿入位置を知ることを困難にするためである。
(h) 上記(g) において、擬似乱数などを用いて、挿入位置決定のために、ランダムでかつ制御した方法を用いるのがよい。自動化と再現性の長所を持つ。
(i) 著作者は、著作権情報を挿入する際に、挿入フレーム番号、画面位置、挿入情報などを記録しておき、後日、著作権問題を法的に争う場合に利用できるようにしておく。
【００４９】
通常は気付かれないように、かつ、ランダムに挿入されている情報について、その所在をコンテンツを全フレーム検査することなく指摘できることは、著作者、少なくともその情報の挿入者であることを立証する有力な力になる。
(j) 上記の記録としては、個別データの一覧表の形で持つ他に、(f) (h) の方法を用いた場合には、より少数の制御情報を記録しているだけで済む。
(k) 著作者は、著作権情報を挿入する際に、その情報が隠してしまう原画像の部分を記録しておくことができる。
【００５０】
この記録と、上記(i) （または(j))の記録とを用いれば、著作者は必要により、著作権情報の挿入前の原動画像を復元することができる。
(l) 上記(i) （または(j))（および(k))の情報を、著作者が秘匿することもできるが、暗号化した上で、透かし入り動画像に添付して、同じ媒体で流通させることもできる。この場合に暗号の鍵を持つ者だけが、(i) の情報を解読して、著作権情報の挿入位置を知ることができる。
【００５１】
また、暗号の鍵を持つものだけが、(i) および(k) の情報を解読して、透かしを挿入する前の原動画像を復元することができる。
以上において本発明の透かし挿入装置が備えるべき条件と、その条件の実現方法について説明したが、その具体的な実施形態について図面を用いて以下詳細に説明する。なお、以下の説明ではディジタル動画のコンテンツをパソコンの動画像処理ソフトウェアを用いて作成・編集した原著作者がその著作権を主張する場合を例にとる。原著作者は、そのディジタル動画が盗作されても、それをすぐに検出可能とすることを目的として、見える透かしとして著作権表示の情報を動画像に挿入する。
図４は本発明における透かし挿入処理の基本的なフローチャートである。同図において処理が開始されると、まずステップＳ１で原動画像に挿入すべき透かしが二次元パターンとして選定され、ステップＳ２で透かしを挿入すべきフレームのインターフレーム位置、すなわちフレーム番号が擬似乱数発生関数を用いて決定される。
【００５２】
透かしを挿入すべき全てのフレームのフレーム番号がステップＳ２で決定されると、ステップＳ３でそれぞれのフレーム内で透かしを挿入すべき位置、すなわちステップＳ１で選定された二次元パターンの左下の点の座標位置が擬似乱数発生関数を用いて決定される。透かしを挿入すべき全てのフレーム上での二次元パターンの左下の点の位置がステップＳ３で決定されると、ステップＳ４で挿入フレーム番号と挿入位置に関する情報に基づいて、原動画像の標本値領域上で、すなわち画像を標本点の集合と考えて、二次元透かしパターンが重畳される。
【００５３】
図５は図４のステップＳ２におけるフレーム番号決定方法の説明図である。同図において擬似乱数発生関数１５は、著作権情報を挿入すべきフレームのフレーム番号を出力するものである。このフレーム番号の出力にあたっては、後述するようにシードを与える必要がある。著作権情報を挿入すべき最初のフレームのフレーム番号Ｉ１の出力にあたっては、シードＳ［０］は外部、例えばユーザから与えられるものとする。フレーム番号Ｉ１の出力と同時に擬似乱数発生関数１５は次のフレーム番号Ｉ２を出力するためのシードＳ［１］を出力し、このシードはフレーム番号Ｉ２を出力するために使用される。以下同様にフレーム番号と共に出力されたシードは、次のフレームのフレーム番号の出力のために使用される。
【００５４】
次に擬似乱数発生関数１５によるフレーム番号の出力について具体的に説明する。例えば動画像が全体で約30分、フレームの数は全部でＮ＝54,000フレームであるとする。この全体のフレーム数Ｎは未知でもよいが、ここでは簡単のために既知とする。次に動画像のｎフレーム毎に平均して１フレームの割合、すなわちｎ／30秒に１回の割合で著作権情報を挿入するように、ランダムにフレーム番号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，．．．，Ｉｋを決定するものとする。ここではｎの値として、例えば 150を用いることにする。すなわち５秒間に１フレームだけ著作権情報が挿入されることになる。
【００５５】
擬似乱数発生関数としては０を含み１を含まない、０〜１の範囲の一様な乱数（実数）を発生する関数ＲＡＮＵを用いることにし、最初のフレーム番号Ｉ１を決定するための乱数発生シードとしてＳ［０］が指定されるものとする。この時最初のフレーム番号は次式によって与えられる。
【００５６】
Ｉ１＝floor(RANU(S［０］) ×ｎ）＋１
前述のように、この最初のフレーム番号Ｉ１と共に、関数ＲＡＮＵは次のフレーム番号Ｉ２の生成のために使用されるシードＳ［１］を出力する。なお上式において“floor ”はカッコ内の引数の値の小数点以下を切り捨てて、整数とする関数である。
【００５７】
ｋ番目のフレーム番号Ｉｋは一般的に次式によって与えられる。
Ｉｋ＝floor(RANU(S［k-1 ］) ×ｎ）＋１＋ｎ(k-1)
ここで最後の“ｎ(k-1) ”の項は、 150フレーム毎に１フレーム選ばれるＩｋ番目のフレームが、全部で54,000フレームの中で、 150フレームを１組とするｋ組目に属していることを示している。関数ＲＡＮＵは、このフレーム番号Ｉｋを決定するための乱数と共に、次のフレーム番号の出力のために用いられるシードＳ［ｋ］を出力する。
【００５８】
図６は以上のようにして決定された著作権情報挿入フレームの決定結果の一例である。前述のように、ｎ個毎のフレームの各組の中からランダムに１つのフレームが選択されて、著作権情報が挿入される。図において黒く塗りつぶされた四角が著作権情報が挿入されるフレームである。ｎ個、すなわち１組のフレームの中で著作権情報が挿入されるフレームはどこの位置にあってもよいため、著作権情報が挿入されるフレームの間隔の可能な最大値は２ｎ−１、可能な最小値は１となる。間隔の平均値はｎであり、その最大値は２ｎを越えないことが保証される。
【００５９】
著作権情報を挿入すべきフレームのフレーム番号が決定されると、次に決定された番号を持つフレーム内で著作権情報を挿入すべき位置、すなわち二次元パターンの左下の点の座標が擬似乱数を用いて決定される。
【００６０】
図７はその決定方法の説明図である。同図において擬似乱数発生関数１６は、図５における擬似乱数発生関数１５と同様の関数であり、二次元パターンの左下の点のフレーム内でのＸ座標、およびＹ座標を出力するものである。図５におけると同様に、最初のフレーム内でのＸ座標、Ｘ１を出力するにあたっては、乱数発生のためのシードとしてＳＸ［０］が必要であり、またＹ座標、Ｙ１を出力するためにはシードとしてＳＹ［０］が必要であり、これらのシードは外部から与えられるものとする。
【００６１】
図５におけると同様に、次のフレーム内での二次元パターンの左下の点の座標Ｘ２、およびＹ２の出力にあたっては、Ｘ１とＹ１の決定に用いた乱数の出力と同時に擬似乱数発生関数１６が出力するシードＳＸ［１］と、ＳＹ［１］とが使用される。以下同様にして二次元パターンの左下の点のＸ座標、Ｙ座標、次のフレーム内での座標算出のために用いられるシードが出力される。
【００６２】
図８は著作権情報の具体例である。挿入される著作権情報としては、図８の点線で囲まれた領域が二次元パターンとして扱われ、その大きさは横Ｌｘドット×縦Ｌｙドット（例えば 300×60）であり、パターンとしての文字の色とその濃度は、簡単のために固定であるとする。
【００６３】
図９は１つのフレームへの著作権情報の挿入の説明図である。同図において１フレームの画面は横Ｍｘドット、縦Ｍｙドットの大きさを持っており、フレーム面の左下の点を基準とするＸ，Ｙ座標によって、任意のドットの位置が表されるものとする。
【００６４】
図８で説明したように、挿入される著作権情報としての二次元パターンは横Ｌｘドット、縦Ｌｙドットの大きさを持っており、この左下の点を二次元パターンの挿入位置とするために、１つのフレーム上での挿入位置の範囲は図９の点線を２辺とする長方形の内部に限られる。すなわちＸ座標で１からＭｘ−Ｌｘ＋１まで、Ｙ座標で１からＭｙ−Ｌｙ＋１までの範囲である。
【００６５】
図７の擬似乱数発生関数は、前述のようにまず最初のフレームに対して、乱数発生のシードとして与えられた値ＳＸ［０］とＳＹ［０］とに対応て、次式によって二次元パターンの左下の点の座標Ｘ１、およびＹ１を出力する。
【００６６】
Ｘ１＝floor(RANU（SX［０］) ×(Mx-Lx))＋１
Ｙ１＝floor(RANU（SY［０］) ×(My-Ly))＋１
ここで関数ＲＡＮＵなどについては、前述のフレーム番号を出力する場合と同様の関数が用いられる。また擬似乱数発生関数１６は座標Ｘ１，Ｙ１の出力と同時に、次のフレーム上での二次元パターンの挿入位置を出力するための乱数発生シードＳＸ［１］、およびＳＹ［１］を出力する。
【００６７】
著作権表示が挿入れるｋ番目のフレーム、すなわちフレーム番号Ｉｋのフレーム上で二次元パターンが挿入される位置の座標Ｘｋ，Ｙｋは次式によって与えられる。擬似乱数発生関数１６からは、これらの座標を計算するための乱数と共に次のフレーム内での二次元パターンの挿入位置を出力するために使用される乱数発生シードＳＸ［ｋ］、およびＳＹ［ｋ］が出力される。
【００６８】
Ｘｋ＝floor(RANU（SX［k-1 ］) ×(Mx-Lx))＋１
Ｙｋ＝floor(RANU（SY［k-1 ］) ×(My-Ly))＋１
図１０、図１１は以上の説明をまとめた、見える透かしの挿入処理の詳細フローチャートである。図１０において処理が開始されると、まずステップＳ１１で対象動画像、すなわち透かしが挿入されていない原動画像が格納されているファイルＦへのアクセスが行われる。この画像のフレームサイズはＭｘドット×Ｍｙドットであり、全フレーム数はＮであるとする。
【００６９】
次にステップＳ１２で透かしとして挿入される著作権情報が画像、すなわち二次元パターンとして作成される。そのサイズはＬｘドット×Ｌｙドットである。続いてステップＳ１３で、透かし挿入のための制御パラメータが設定され、制御情報として記憶される。この制御パラメータとしては、著作権情報が挿入されるフレームの平均間隔ｎ、最初のフレーム番号の決定のための乱数発生シードＳ［０］、そのフレーム内でのＸ座標決定のための乱数発生シードＳＸ［０］、Ｙ座標決定のためのシードＳＹ［０］、０から１の範囲の一様乱数を発生する関数ＲＡＮＵが設定される。
【００７０】
ステップＳ１３で制御パラメータが設定された後、ステップＳ１４〜Ｓ１７で著作権情報が挿入されるフレームの番号とそのフレーム内での著作権情報の挿入位置の決定、著作権情報の挿入などが繰り返される。まずステップＳ１４で、前述のように著作権情報が挿入されるフレーム番号が決定され、図１１のステップＳ１５でそのフレーム内での著作権情報としての二次元パターンの挿入位置、すなわち左下の点の座標が決定される。続いてステップＳ１６で著作権情報が挿入される前の原画像を必要に応じて復元するために、著作権情報としての二次元パターンが挿入される原画像の部分、すなわち４つの頂点によって指定される部分が別のファイルＦＤに複写され、その内容が保存された後に、ステップＳ１７で著作権情報の画像が指定された領域に複写、すなわち上書きされる。
【００７１】
ステップＳ１４〜Ｓ１７の処理がｋ＝１〜ｋ＝Ｎ／ｎまで繰り返された後、ステップＳ１８で透かし情報とその制御パラメータが別のファイルＦＣに記憶されて、処理を終了する。ここで制御パラメータとして記憶される内容は、動画像ファイルの情報としてのフレームの大きさを示すＭｘ，Ｍｙ、全フレーム数を示すＮ、透かしの画像の大きさを示すＬｘ，Ｌｙ、画像そのもののデータ、透かし挿入の平均フレーム間隔ｎ、挿入フレームの数Ｎ／ｎ、擬似乱数発生関数ＲＡＮＵ、乱数発生のシードＳ［０］，ＳＸ［０］，ＳＹ［０］、および前述のフレーム番号Ｉｋ、挿入位置（Ｘｋ，Ｙｋ）の算出アルゴリズムである。
【００７２】
動画像の著作者は、以上のようにして著作権表示を挿入した後に、画像内での著作権表示の挿入位置を記録するために一覧表の形式の記録を１つの方法として作成することができる。すなわちｋ＝１，２，・・・，ｋの全てについて、フレーム番号Ｉｋ、挿入位置（Ｘｋ，Ｙｋ）を組にして一覧表を作ることができる。より一層コンパクトな記録方法としては、制御情報、すなわち図１１のステップＳ１８で説明した制御パラメータを記録しておくことができる。
【００７３】
図１２はこのような制御情報を暗号化して動画像ファイルに添付した例の説明図である。同図において、透かし入りの動画像、全体でＮフレームに加えて、ファイルの制御テーブルの内部に透かし制御情報、すなわち図１１のステップＳ１８で説明した制御情報が全て暗号化されて格納されている。このように透かし制御情報をファイルの制御テーブルの内部に格納し、透かし入りの動画像と共に、例えばフロッピーディスクに複写して、そのままユーザ側に提供することができる。この場合透かし制御情報は暗号化されているために、暗号のキーを持つユーザがそのキーを用いて透かし制御情報の内容を知ることができ、これによって著作権情報の挿入位置を知ることができる。この時図１１のステップＳ１６で別のファイルＦＤに複写された、著作権情報が挿入される前の原画像の部分画像が暗号化されてユーザ側に提供されれば、暗号のキーを持つユーザはそれを用いて、透かしとしての著作権情報が挿入される前の原動画像を復元することもできる。
【００７４】
図１３はこのように透かし入りの動画像を透かしなしの原画像に復元する処理のフローチャートである。同図において処理が開始されると、まずステップＳ２１で原著作権者の動画像ファイル一式へのアクセスが行われる。その内容としては、透かし入り動画像ファイルＦＡ、透かし制御情報の格納されたファイルＦＣとその制御情報、すなわち図１１のステップＳ１８で説明した制御情報、および透かしで隠れた部分の原画像が退避されたファイルＦＤの内容が含まれる。
【００７５】
続いて透かし、すなわち著作権情報が挿入されたフレーム群の中での透かし入りフレームの番号を示すｋの値がステップＳ２２で１に初期化された後、ステップＳ２３〜Ｓ２６の処理が繰り返される。まずステップＳ２３で、図１０のステップＳ１４および図１１のステップＳ１５におけると同様にして、フレーム番号Ｉｋと著作権情報の挿入位置（Ｘｋ，Ｙｋ）の計算が行われる。そしてステップＳ２４で、フレームＩｋに対して退避部分画像を使って、著作権情報が挿入されていない原画像の復元が行われる。この処理では、退避ファイルＦＤに退避された部分画像が、４つの頂点によって決定される透かし挿入位置に複写される。
【００７６】
続いてステップＳ２５でｋの値がＮ／ｎに達したか否かが判定され、まだ達していない時にはステップＳ２６でｋの値がインクリメントされた後、ステップＳ２３以降の処理が繰り返される。そしてステップＳ２５でｋがＮ／ｎに達したと判定された時点で処理を終了する。
【００７７】
このように本発明では、動画像内で不定間隔のフレームに、静止画としては明瞭に目視できる透かし情報、すなわち著作権情報が挿入されるが、これを動画として見る場合には、１つのフレームの表示継続時間が十分短く、著作権情報を視覚的に認識することはできない。このようにして挿入される情報を本発明では前述のように見える透かしと呼ぶことにする。このような効果はすでに広く知られており、心理学的にも研究されている。本発明はこのような効果を著作権保護のために積極的に利用するものである。
【００７８】
なおこのような形式で挿入された情報は、視覚的には明確に認識されないにもかかわらず、視聴者の無意識化（サブリミナリ）に記憶されることが知られている。このためこの効果を広告などに用いようとすることは人権侵害とも考えられ、規制の対象ともなっている。本発明で著作権表示に限定して見える透かしを利用する場合にも、この点に配慮する必要がある。
【００７９】
図１４はサブリミナリ効果の影響を排除するための著作権表示の方法の説明図である。同図においては、見える透かしとしての著作権表示の情報が、動画像の本体としてのフレーム画像に不定間隔に挿入（黒い四角で示す）されると共に、動画像、例えば映画の初めと終わりに視聴者に明確に見えるように、例えば数秒間表示される。これによって、サブリミナリな効果によって記憶される著作権情報は、初めと終わりに明確に表示されるものと同じになるので、視聴者に悪影響を与えることを避けることができる。
【００８０】
以上において本発明の実施形態の全容を詳細に説明したが、本発明の実施形態は以上の説明に限定されることなく、様々な異なる実施形態を取ることが可能である。まず以上の説明では著作権表示の情報は図８で説明したような一種類に限られるものとしたが、著作権表示の情報を、例えば英語に日本語とのように複数用意して、著作権情報を挿入するフレーム番号の選択時と同様に、擬似乱数を用いた指定に従っていずれかの情報を選択して、フレーム画像に挿入することも可能である。
【００８１】
次に著作権表示の情報としては、図８に示したように文字だけに限らず、パターンを挿入することも可能である。このような例を図１５、および図１６に示す。図１５は著作権表示情報の一部分に、複数の著作権表示情報を選択する場合と同様に、擬似乱数による指定に従って異なるパターン（黒い四角の位置と個数による）を挿入した結果を示す。このように異なるパターンを挿入することにより、著作権表示の複雑度を高めることができる。
【００８２】
図１６は、図１５と同様に著作権表示情報の一部分として異なるパターンを挿入するものであるが、その異なるパターンは例えば表示されるフレームのフレーム番号をハッシュ関数などを用いて暗号化して、その暗号化されたパターンを挿入するものである。これによって著作権表示の情報が暗号化され、表示の複雑度が更に高められる。またこのようなパターンから逆にフレーム番号を解読可能なような暗号化を用いるようにすれば、著作権表示情報の検出や、画像の復元の場合に有効と考えられる。
【００８３】
次に著作権表示の情報を挿入するフレームについては、図６で説明したようにｎ個毎のフレーム群の中にランダムに１枚だけ選ばれるものとしたが、このように１枚のみに表示するのではなく、２枚、または３枚というように比較的少ない枚数に連続して表示することもできる。この枚数の選択は、前述と同様に擬似乱数を用いて指定することもできる。このように複数枚に連続して表示することにより、ＭＰＥＧなどの動画像圧縮方式を用いた場合に、著作権表示がノイズと見なされて前後のフレームからの内挿処理が行われることによって、ぼやけてしまう効果をできるだけ少なくすることができる。
【００８４】
著作権表示の情報の色、および濃度については、図８で説明したように一定であるものとしたが、濃度や色などを調整して著作権表示情報を挿入することもできる。すなわち挿入位置周辺の画像の色、および濃度を判定し、その判定結果に応じて著作権表示情報が目立ちすぎないように、あるいは適度に目立つように著作権表示の色や濃度を調整することもできる。
【００８５】
以上に説明した方法によって、著作権表示を見える透かしとして動画像に挿入することができる。この処理は簡単であり、パソコン上のディジタル動画像編集ツールを用いれば自動化することも容易である。
【００８６】
以上の方法により作成された著作権表示を含む動画像について、この著作権表示を検出・確認することは極めて容易に行える。すなわち、通常の動画視聴装置を用いて、駒送りモード（または非常に低速のスローモーション・モード）により表示して、フレーム画像を視認すればよい。これは、広く消費者に普及している動画視聴装置の多くで可能であり、専門家でなくても、一般の視聴者が行うことができる。なお、例えば専門家であれば、著作権表示の検証の能率を上げるために、前述の制御情報を利用することができる。すなわち制御情報の内容によって著作権表示の挿入されたフレームの番号と挿入位置を知り、挿入されたフレームを次々と表示して確認すればよい。
【００８７】
次に、以上のようにして著作権情報が挿入された動画像の盗用の検出、盗用の判定について説明する。なお、以下の説明においては正当な著作権者Ａの著作権情報が見える透かしとして挿入された動画像、例えば映画の全体ではなく、その一部のみが盗用される場合を対象とする。
【００８８】
著作権を持たない業者Ｂが、不当にこの動画像の一部を盗用して、商業的に用いているという嫌疑がある場合に、著作権者Ａが不正を摘発する方法は以下のようである。
【００８９】
最も簡単には、業者Ｂから商品として買った一般の視聴者Ｃが、動画像を途中で停止させた時に、たまたま著作権者Ａの著作権表示のあるフレームで停止し、そこにＢではなくＡの著作権表示を見つけた場合である。視聴者Ｃは、業者Ｂに問い合わせたり、著作権者Ａに連絡したりして、業者Ｂの違法行為が発覚する。
【００９０】
類似の動画であり、盗用の嫌疑がある場合には、著作権者Ａは、業者Ｂの商品の動画像を分析して、その盗用の痕跡を証明することができる。次のような証明方法がある。
(b1) 業者Ｂの商品の動画像の中に、著作権者Ａの著作権表示が残存しているフレームを摘出した。業者Ｂの正当な商品なら、Ａの著作権表示があるはずがない。
(b2) 業者Ｂの商品の動画像で、著作権者Ａが著作権表示を挿入したフレームが除去されており、その部分の前後の動きが不自然である。１フレーム分の時間的飛躍を、前後の画面の動きから証明できる。
(b3) 業者Ｂの商品の動画像で、業者Ｂの著作権表示の位置が、著作権者Ａが最初に著作権表示を入れた位置と一致、あるいは包含している。業者Ｂが著作権者Ａの著作権表示を消す目的で、そこに上書きをしたと推定される。Ｂはカモフラージュのために、Ａよりも多くのところに、Ｂの著作権表示を入れる場合があるので注意する必要がある。
(b4) 業者Ｂの商品の動画像で、著作権者Ａが最初に著作権表示を入れたフレーム、あるいは、そのフレームの著作権表示の部分が、前後のフレームからの補間処理などにより作成されていると推定され、何らかのぎこちなさがある。
【００９１】
図１７は業者Ｂによる画像盗用時のカモフラージュの例の説明図である。同図において最も左側は透かし入りの動画像であり、フレーム番号Ｉｋのフレームの右隅に、業者Ａの著作権表示が挿入されている。ケース(b1)は、業者Ｂの商品の動画像の中に業者Ａの著作権表示が残存している場合を示す。
【００９２】
ケース(b2)では、業者Ａの著作権表示が挿入されたフレームＩｋがスキップされている。
ケース(b3)では、業者Ａの著作権表示の部分に業者Ｂの著作権表示が上書きされ、業者Ａの著作権表示が消されている。
【００９３】
ケース(b4)では、フレーム番号Ｉｋの画像がその前のフレーム番号Ｉｋ−１の画像と、Ｉｋ＋１の画像から補間によって作成されている。
なおこれら４つのケースのうち、(b1)および(b2)では著作権者Ａが業者Ｂの盗用を直接に主張しても客観的な説得力があるが、(b3)、(b4)では盗用の判断はデリケートであり、公的な第三者の専門家の判断が必要になると考えられる。
【００９４】
著作権者Ａは、公的な第三者の専門家、例えば認証局に依頼して、盗用かどうかの鑑定をしてもらうことができる。その方法は基本的には、(b1)(b2)(b3)(b4)と同じである。認証局は、著作権者Ａの透かし入り原動画像と、業者Ｂの商品の動画像が同一の起源を持つものであるかどうかを、画像そのものを見て判断し、同一起源であると判断したときに、どちかが盗用であるかを判断する。著作権者Ａは、認証局への申し立てに当たって、図１１のステップＳ１８で説明した、透かしの挿入の制御情報を提出する。業者Ｂも対抗して、同様の制御情報（もしあれば）を提出することができる。次のような場合がある。
(c1) 業者Ｂの商品の動画像に、Ａの著作権表示が見つかった。Ｂの盗作が証明される。
(c2) 業者Ｂの商品の動画像で、前後のフレームの動きが不自然で、１フレーム分を除去したと判定される部分があり、それが、Ａが著作権表示を挿入したフレームと対応する。Ｂの盗作が証明される。
(c3) 業者Ｂが挿入している著作権表示が、Ａの著作権表示を必ず覆い隠すように配置されている。もし完全に一致しているなら、このままではどちらが元であるかを即断できない。一般に表示の数が少ない方が、元である可能性が高い。
【００９５】
この場合に、透かし挿入の制御情報を提出させると、判定は極めて明確になる。著作権者Ａは、著作権表示の際に擬似乱数を使ったこと、また、使った乱数のシードの値と生成のアルゴリズムを提示し、挿入位置を全部自動的に再現できる。一方業者Ｂは、このような体系的なものを提出することは不可能である。せいぜい、盗用した部分での具体的な値を一覧表の形式で提出することしかできない。なぜなら、一様乱数の発生に用いたシード値を、乱数の出力結果から推定することは、試行錯誤以外には不可能だからである。
(c4) もし、業者Ｂが著作権者Ａの著作権表示の部分を、前後の画面からの補間などの方法により、画像修正したものを商品としている場合には、判定は一層デリケートになり、(b4)と同様に画像の自然さをまず争うことになる。
【００９６】
この場合に、著作権者Ａが最も強力に業者Ｂを糾弾するには、透かし挿入の制御情報と、透かしを挿入する前の原動画像とを、認証局に提出することが必要であろう。Ｂの盗用を問題としている部分が、著作権者Ａの所有するより広い範囲の動画像の一部分であることを証明できる。すなわち、ＡとＢは同一起源と判定される動画像の一部分を持ち、Ａはより大きな部分の動画像を持っていて、その著作権の正当性が認められていれば、一部分しか持たないＢの主張は弱くなる。この場合に、共通の起源があり、分かれて流通した後にＡが著作権表示し、一方Ｂも何らかの形で正当に取得して商品化しているという場合も考えられる。
【００９７】
上記のように、盗用の判定として(a) (b1)(b2)(c1)(c2)(c3)の場合は、極めて明確であり、業者Ｂの盗用は容易に社会的に明確化される。もっともデリケートな場合は(c4)の場合であるが、業者Ｂがこのような鑑定に耐えるまでに、Ａが作成した動画像を修正することは大変な労力を要する。すなわち、Ｂは、盗用するＡの動画像の部分を、駒送りして、Ａの著作権表示を全て見つけ出し、著作権表示の部分を前後のフレームの画面から補間するなどの方法で復元し、表示の境目などでの不連続がないように補正する、といった高度な動画像処理を行う必要がある。また、このような操作をしても、動画像の起源の同一性は明確に判定できるので、業者Ｂはその入手経路を立証する必要に迫られる。もし、著作権者Ａが、動画像を作成し、見える透かしを挿入した時点で、公的な第三者、例えば、国立国会図書館、公的図書館、認証局などに、透かし入りの動画像と、機密扱いまたは暗号化した透かしの挿入の制御情報とを登録しておけば、権利関係の紛争に際して、非常に強い客観的立場を持つことができる。このとき、暗号のキーは封印して登録する。
【００９８】
このようにして、業者Ｂが動画像を盗用するための労力やカモフラージュは、その利益に見合わないものになるであろう。この意味で、本発明の見える透かしは、動画像の不正な盗用を摘発することを容易にし、それによって不正な盗用を未然に防止できるようにするものである。
【００９９】
以上のような動画像盗用に対する著作権の正当性の主張とその検証の方法について図面を用いてさらに説明する。
図１８は不正盗用業者Ｂと動画像の著作権の正当性を争う例の説明図である。この例では、業者Ｂは正当な著作権者Ａの動画像の一部だけを盗用しており、その一部に含まれる業者Ａの著作権表示を業者Ｂの著作権表示を上書きすることによって消去している。この場合、著作権者Ａは、動画像の全体を通して透かしを挿入したフレームの番号、および挿入の位置を表す制御パラメータを明らかにできるが、盗用業者Ｂは問題部分だけの透かし挿入位置を羅列的に並べることしかできず、著作権の正当性が業者Ａにあることは明らかに証明できる。
【０１００】
図１９、および図２０は不正盗用の疑いがある動画像に対する著作権の検証処理のフローチャートである。同図において処理が開始されると、まずステップＳ３０で原著作権者の動画像ファイル一式へのアクセスが行われる。ここでアクセスされるデータは、図１３のステップＳ２１で説明したものと同じであり、透かし入り動画像ファイルＦＡ、透かし制御情報の格納されたファイルＦＣとその制御情報、および透かしで隠れた部分の原画像の退避ファイルＦＤの内容である。
【０１０１】
続いてステップＳ３１で、原著作権者の透かし制御情報を使って透かし挿入位置の一覧表が作成され、その結果が記憶される。この一覧表作成時には、透かしの挿入された透かし入りフレームのフレーム番号ｋ＝１からＮ／ｎに対して、図１３のステップＳ２３におけると同様に、フレーム番号、フレーム内の透かし挿入位置の座標Ｘｋ，Ｙｋの計算が行われる。
【０１０２】
次にステップＳ３２で、盗作の容疑のある業者Ｂの動画像ファイルＦＢへのアクセスが行われ、動画像Ｂの中で盗作容疑がある部分の開始フレームＩＢが見つけられ、ステップＳ３３でこの部分に対応する原著作権者の動画像Ａの中のフレームＩＡが探され、フレームＩＢとフレームＩＡの対応関係が確認された後、図２０のステップＳ３４〜Ｓ３７の処理が繰り返される。
【０１０３】
ステップＳ３４では、フレーム番号ＩＡより大きい画像の中で、最初に透かし情報の挿入されたフレームの番号が動画像Ａの中で求められ、動画像Ａと盗作容疑のある動画像Ｂとの駒送りによって、そのフレーム番号の画像が動画像Ａと動画像Ｂとについて比較される。この比較においては、必要に応じて原著作権者側に保存されている原動画像の透かしを入れる前の部分を格納したファイルＦＤの内容も利用される。
【０１０４】
続いてステップＳ３５で画像Ａと画像Ｂの比較結果を判断し、(a) 〜(e) のいずれに属するかが判断され、その結果が記録される。(a) は画像Ｂに著作権者Ａの透かしが残存している場合であり、(b) は動画像Ｂの中で動画像Ａの問題となっているフレームがスキップされている場合である。(c) は動画像Ｂの中で、Ａの著作権表示を消去する形式で、業者Ｂの著作権表示が上書きされている場合である。(d) は、画像Ｂでは著作権者Ａの著作権表示が存在せず、その部分は透かし挿入前の著作権者Ａの原画像に近いが、不自然な部分がある場合である。(e) は画像Ｂのフレームの画像が透かし挿入前の著作権者Ａの原画像と完全に一致する場合である。
【０１０５】
ステップＳ３５における結果の記録が終了すると、ステップＳ３６で２つの動画像ＡとＢとにおいて類似した画像が続いているか否かが判定され、続いていると判定された場合には、ステップＳ３７でｋの値がインクリメントされた後に、ステップＳ３４以降の処理が繰り返される。
【０１０６】
ステップＳ３６で２つの動画像ＡとＢとで類似画像が続いていないと判定された場合には、ステップＳ３８でステップＳ３５の判断の結果に対する総合的な判断が行われる。(1) として１回でも(a) のケースがある場合には、業者Ｂによる盗作の容疑は完全であると総合的に判断される。
【０１０７】
(2) として全ての比較結果において(b) 、または(c) の結果が得られている場合には、盗作の容疑はほぼ完全と判断される。
(3) として大部分が(b) 、または(c) であり、一部の比較結果として(d) 、または(e) がある場合には、盗作の容疑はほぼ確かであると判定される。
【０１０８】
(4) として一部に(b) ，(c) ，(d) が比較結果として存在する場合には、盗作の容疑は濃厚であると判定される。
(5) として全て(e) であるとする比較結果に対しては、著作権者Ａが透かしを挿入する前の原動画像を業者Ｂが入手した、あるいは何らかの方法で透かし挿入前の画像を完全に復元したと判定される。
【０１０９】
図２１は図２０のフローチャートのステップＳ３５の判断結果に対応してステップＳ３８で行われる総合判定の結果の例を説明する図である。同図に示すように盗作の容疑のある部分の全てのフレームについて(a) の結果、または１回でも(a) の結果が得られている場合には、総合判定の結果は(1) である。全てのフレームについて(b) 、または(c) の場合は(2) 、大部分が(b) 、または(c) で一部に(d) 、または(e) がある場合は(3) 、一部に(b) ，(c) ，(d) がある場合は(4) 、全て(e) の場合は(5) と判定される。
【０１１０】
以上において透かし情報としての著作権表示の挿入について詳細に説明したが、続いて動画像へのコピー制限情報の挿入と、コピー制限コードが記録された動画像記録媒体の画像再生および録画について説明する。
【０１１１】
前述のように、このコピー制限情報の挿入はCPTWG/DHSGの提案募集に対応するものでもあり、それに対応する本発明の基本的考え方は次の(1) 〜(10)のようになる。
(1) 上記のCPTWG/DHSGによるDHS 透かしの考え方を根本的に解体して、２種の情報を用いる。すなわち、
第一は、コピー制御モードを示す情報であり、これは透かしとして扱うのではなく、ハードウェアで処理される明確な制御情報とする。
【０１１２】
第二は、著作権を表示するための情報であり、これを透かしとして動画像データの中に入れて扱う。コピー制御のためには、この透かしを検出する必要はない。
【０１１３】
この２種に分解した上で、両者を併用することが、本発明の基本的な考え方である。
(2) コピー制御モードは、CPTWG/DHSGによる３種を含み、それに限定されない。少なくとも、何回複製してもよいことを示す「any-copyモード」を追加し、４種とし、それを図２２に示す。
(3) コピー制御モードの拡張として、コピー作成の世代数による制限のしくみ、コピー作成の子供数による制限のしくみ、およびこの両者を組み合わせた制限のしくみを、導入することもできる。
(4) コピー制御モードを示す情報 (コピー制御コードと呼ぶ) は、動画像ファイル全体の制御情報領域、および、動画像のフレームあるいはフレーム群の制御情報領域に記述 (記憶) し、録画/ 再生装置などの媒体ドライブにおいては、ハードウェアによって直接的に処理させる。これによって、コピー制御モードの検出および録画時記入は確実となり、また、一般の視聴者が侵害できなくできる。
(5) 書込保護領域を持つ録画可能な媒体においては、通常のユーザによる録画／再生が可能なデータ領域と、初期にベンダが書き込み、以後はハードウェア的にのみ処理される、保護された制御データ領域とがある。この場合には、上記のコピー制御コードを、保護制御データ領域に書き込み、ユーザから保護する。
(6) 著作権を表示するための情報を透かしとして挿入するに際しては、前述の見える透かしの方式を全面的に採用して、動画像のデータ領域に挿入する。
(7) さらに、盗用防止を強化するためには、上記の見える透かしに加えて、見えにくいようにカモフラージュした透かし (すなわち、「見えない透かし」) を、任意に選んだ複数のフレームに挿入しておくこともできる。この場合に追加挿入する透かしは、処理の簡単さの点から、空間領域で書き込む形式のものが、周波数領域に変換して書き込む形式のものよりも、望ましい。
(8) 動画像のデータ領域に書き込んだ見える透かし (および、前項の追加挿入による見えない透かしをも含めて) は、盗用などの嫌疑があったときにだけ検査すればよいものである。通常の録画／再生のときや、放送・通信などの伝送処理のときには、通常の動画像データの一部として扱うだけであり、透かしの検出といった特別な処理は必要がない。この点が、CPTWG/DHSGの提案募集で示唆されているDHS 透かしと根本的に異なるところである。このように、本発明の見える透かしは、通常処理では検出の必要がないので、録画/ 再生装置は非常に簡単で、低コストのものにできる。
(9) 見える透かしは動画像のフレームのデータに直接挿入するものである。その動画像データは、アナログ形式でもよいし、ディジタル形式でもよい。また、このような見える透かし入りの動画像を、コンピュータ内部に記憶したり、パッケージ媒体に記録したり、あるいは放送・通信の形で伝送する場合に、原動画像のままでもよいし、ADまたはDA変換をしてもよいし、MPEGなどの圧縮符号化してもよいし、または/ および暗号化を行ってもよい。これらの各種の変換や符号化は、使用の目的に応じ、あるいは機器の機能に応じて、選択されるべきものである。例えば、CD-ROMなどのディジタル・パッケージに入れるには、ディジタル動画像をMPEGで圧縮して記録しておくのが、容量の節約になって便利である。
(10) 本発明におけるコピー制御コードは、既存の媒体 (ビデオテープ、CD-ROMなど) および既存の放送・通信のプロトコル (テレビ放送、インタネット通信など) における制御コード用の予備ビット領域に設定する。これにより、従来広く普及している現行方式の動画像関連の機器、媒体、プロトコル、コンテンツ、処理方式などと、新しく設定した本発明の方式を採用した動画像関連の機器、媒体、コンテンツ、処理方式とは、相互運用性を持つことができる。すなわち、
・ 本発明の新方式を持つ機器および処理方式によって作成された、媒体、プロトコル、およびコンテンツは、コピー制御コードと見える透かしを含んでいるが、それらは、従来方式による機器や処理方式にとって、従来方式の媒体、プロトコル、およびコンテンツと同様に扱うことができる。実際には、従来方式による機器や処理方式においては、コピー制御コードは記述されているが使われず (すなわち、録画要求や再生要求に対しては、any-copyモードであるかのように扱われ）、見える透かしは動画像データの一部としてそのまま (録画、表示、あるいは伝送して) 存続する。
【０１１４】
・ 従来方式を持つ機器および処理方式によって作成された、媒体、プロトコル、およびコンテンツは、コピー制御コードと見える透かしを意図的には含んでいないが、それらは、本発明の新方式を持つ機器や処理方式にとって、新方式の媒体、プロトコル、およびコンテンツと同様に扱うことができる。
【０１１５】
実際には、コピー制御コードはクリアされているのと同じであり、新方式ではany-copyモードに設定されているものとみなされる。
このような相互運用性は、本発明の新方式の導入に際して、従来方式のものとの共存を許し、新方式の機器、処理方式、媒体などが、混乱なく市場に浸透していくことを許すものである。
【０１１６】
なお、このような相互運用性が保証されるのは、コピー制御コードを予備ビット領域に設定し、CPTWG/DHSGのコピー制御モードに欠落しているany-copyモードを追加し、さらにそれをビットクリアのコードに設定したからであることに注意されたい。CPTWG/DHSGが想定している 3種のコピー制御モードだけでは、このような相互運用性は保証されず、新方式の機器と処理方式は、従来方式の媒体、プロトコル、およびコンテンツを受け付けないであろう。また、従来方式の機器と処理方式は、新方式の媒体、プロトコル、およびコンテンツを受け付けないであろう。
【０１１７】
以上の(1) 〜(10)のように本発明ではコピー制御情報と透かし情報とが明確に区別されて使用される。これら２種の情報はそれぞれ独立に設定・処理・利用される。これによって本発明は次の(a) 〜(h) の特徴を持つことになる。
(a) 本発明の最大の特徴は、上記のように、２種の情報を区別して併用することにより、一つはコピーの許容／拒否という制御の作用を持ち、もう一つが、著作権情報を動画像の中で隠されたまま保持して検証の作用を持つことであり、両者の作用を掛け合わせたものが、本発明の特徴となることである。これが、前述のCPTWG/DHSGが示唆している「DHS 透かし」と本質的に異なる特徴を与えている。
(b) 図２２に示す４種のコピー制御モードを実現し、録画要求または再生表示要求に対して、図２２に示す仕様により、録画許可／禁止または再生許可を与える。
【０１１８】
特に、one-copyモードに対しては, 子供 (複製) を作ることができるが、作られた子供はno-more-copyモードに設定されるので、孫の複製を作ることができない。no-more-copyモードおよびnever-copyモードでは、再生表示を許すが、録画を拒否し、不当に多数のコピーが作られないようにしている。
(c) コピー制御モードとして、any-copyモードを追加し、本発明の新方式における正式のモードの一つとした。これは、新方式の機器や処理方法においても、コピー制限をしないモードであり, 従来のビデオ機器において録画拒否をしなかったことと同等のものである。このモードを正規に認めたことの作用は、新方式と従来方式の相互運用性を実現したことである。従来方式の動画像パッケージやコンテンツが多量にあり、従来方式のビデオ機器が家庭にもオフィスにも広範に普及し、また、従来方式の放送と通信が世界中で行われている状況において、新方式が混乱なく浸透普及し、徐々にではあっても確実に方式の世代交替を行うしくみを提供するものである。
(d) 原動画像の著作権者は、その顧客 (ユーザ, 視聴者など) に対してコピーを許すかどうかを決定して、その意思をコピー制御モードの形で、その動画像の媒体あるいは放送・通信のデータストリーム中に指定することができる。その意思は、本発明の新方式を用いる機器によって尊重される。
(e) コピー制御モードの拡張として、子供の数に一定限度を設けること、あるいは／および、子孫の世代番号に一定限度を設けること、が可能になる。これらは、原著作権者が設定し、それを明示して販売／流通することができる。
(f) コピー制御コードを、透かしでなく、明示的な制御情報とし、それをハードウェアで直接扱うことの作用として、制御情報を確実に検出でき、また、ユーザによる不当な操作を排除することができる。とくに, 媒体中の記憶保護領域にこの制御情報を書き込むことにより、ユーザが抹消・操作することはできず、著作権者の権利が擁護される。
(g) ビデオテープ、放送、通信などにおいて、動画像のフレームごとにあるいは複数フレームごとにコピー制御コードを設定しているので、これらの走行／放送／通信中に常時コピー制御コードが検出され、途中のどんな時点から録画を開始した場合であっても、速やかに(1秒以内に) コピー制御モードを判定して、録画の許可あるいは拒否の処置が取られる。この場合に、透かしの検出とは異なり、検出のミスは極めて少ない。
(h) 当然のことであるが、このコピー制御コードは、動画像の再生表示の際に画像に歪みなどの影響を与えることはなく、視聴者に違和感を与えることはない。
【０１１９】
次に前述の見える透かしの挿入についてはCPTWG/DHSGの提案募集に関連して、次(i) 〜(k) の特徴がある。
(i) 透かしを動画像のデータ中に挿入しているが、コピー制御などの目的で、録画や再生の途中で常時検出する必要がない。この点がCPTWG/DHSGのDHS 透かしと本質的に異なる。この結果として、録画装置や放送・通信の受信装置の処理が極めて簡単になり、高速の動画像伝送などを問題なく実現できる。
(j) 見える透かしは、動画像データの一部として挿入されており、その適用可能範囲は動画像の利用の全ての形態にわたり、また、放送・通信などの伝送および通常のビデオ処理 (録画／再生、AD/DA 変換、圧縮／解凍、暗号化／復号化など) において、処理性能を全く落とさず、また、透かしそのものは頑健である。
(k) 見える透かしは、駒送りまたは低速表示を行えば、容易に且つ明瞭に目視することができる。著作権表示を明瞭な形で挿入しておけば、視聴者にもすぐに分かる。DHS 透かしと異なり、常時検出する必要はなく、著作権の所在を検証したい場合にだけ、このような方法で確認すればよい。
【０１２０】
以上に述べた本発明の特徴を実現するための実施形態について以下に図面を用いて説明する。図２３は透かし情報とコピー制限情報の挿入装置の基本的な動作の説明図である。同図において、原動画像内に対して、透かし挿入装置５１により、透かし情報が前述のように、またコピー制限情報が制御（データ格納）領域に挿入され、挿入後の動画像はMPEGエンコーダ５２によってデータ圧縮され、動画像記録媒体が作成される。その媒体のデータ領域には透かし入り動画像５３、制御領域にはコピー制限コード５４が記録されている。
【０１２１】
図２４は動画像記録媒体の録画または再生の要求に対する本発明の録画・再生装置の動作説明図である。同図において録画、再生の要求に対応して動画像記録媒体がドライブ装置５５に与えられる。動画像の再生要求に対してはMPEGデコーダ５６によってデータ圧縮の解凍が行われ、再生が許可される場合には表示装置５７により透かし入り動画像の表示５９が行われる。録画要求に対しては、ドライブ装置５５によってコピー制限コードの内容が判定され、録画が許可されている場合には録画装置５８により透かし入り動画像６１とコピー制限コード６２とが記録された録画新盤が作成される。
【０１２２】
図２５はコピー制限情報と透かし情報とを併用した著作権保護方式の説明図である。同図上段は動画像の原著作権者による動画像データの作成過程を示す。図２３と類似しているが、ここでは透かし情報とコピー制御情報との扱いが基本的に分離独立していることを示すために、まず原動画像５０に対して透かし情報を用いて透かし挿入６５が行われて透かし入り動画像６６が作成された後に、コピー制御情報を用いて制御指定６７が行われ、制御情報つき動画像データが作成される。
【０１２３】
すなわち、原著作権者は、動画像を作成した後に、その著作権などを表示するための透かしを入れることができる。この透かし挿入は、前述の見える透かしの方式とするのがよい。その後、原著作権者あるいは発信者は、コピー制御情報を制御データ領域に指定する。この制御データ領域は、少なくとも 2種あって、一つは動画像情報全体 (一つのコンテンツ) を一括して規定する領域であり、もう一つは、動画像のフレームごとあるいは、フレーム群ごとに規定している領域である。特に後者は、テープ形式の記録媒体や、放送・通信などのリアルタイム伝送などで、動画像データが線形に処理される場合に対して、制御情報として付加しておくことが重要である。このようにして、制御情報つきの透かし入り動画像データが得られる。
【０１２４】
図２５の中段は作成された動画像の各種の流通形態を示す。その形態はパッケージ流通７０，７１、放送伝播７２，７３、通信伝送７４，７５、コンピュータによる転送複写７６，７７の４つの形式である。
【０１２５】
図２５に示した第一の形態は、パッケージ型媒体に格納して、物として流通させることである。アナログのビデオテープ、ディジタルのCD-ROM, MOD ディスク, DVD, ディジタルビデオテープなど、いろいろな形式のものがあるから、それぞれのフォーマットに合わせて、パッケージ媒体に書き込まれる。また、この際に, DA変換や、MPEGなどによるデータ圧縮、暗号化などを行う場合が多い。物として流通された後、このパッケージ媒体が、その読み出し機能を備えた機器 (VTR, CD-ROM プレーヤなど) に掛けられ、暗号の復号化、圧縮解凍などの必要な過程を経た後に、機器内でリアルタイムに動画像データが復元され、下段の処理過程に渡される。
【０１２６】
図２５の第二の形態は、放送により流通することである。地上波放送、ケーブルテレビ、衛星放送などがあり、また, アナログ放送とディジタル放送の別がある。放送局が、この動画像データと付属する制御データを、 (必要なら、データ圧縮や暗号化をした上で) 適切なフォーマットに組み込んで送信する。この放送を受けた受信機は、暗号の復号化、データの解凍など必要な処理をした上で動画像データをリアルタイムに受け取る。
【０１２７】
図２５の第三の形態は、通信により流通する場合である。ビデオオンデマンド、テレビ会議、ネットワークゲーム、インタネット情報検索、電子メール添付など新しい形態のものが多くあり、通信ネットワークにも有線／無線／移動体など多くの場合があり、通信のプロトコルにも多くの種類がある。送信者は、データ圧縮や暗号化の処理をすることができ、それぞれの通信方式で規定されているフォーマットに従って、制御情報つきの動画像データを、送信する。受信した側では、 (暗号の復号化、データの解凍など必要な処理をした上で) 動画像データをリアルタイムに受け取る。
【０１２８】
図２５の第四の形態は、コンピュータに記憶し、それをデータファイルとして、転送したり複写したりして、流通する場合である。この形態にもいろいろな場合があり、同一のパソコン内でバックアップとして複写する場合、LAN 内で別ユーザに転送複写する場合、より広域のコンピュータネットワークで転送複写する場合などがあるだろう。この場合には、データファイル内に作られた任意のフォーマットで、転送・複写されるのが普通であろう。ただし、動画像編集ツールを装備しているエキスパートのコンピュータユーザにとっては、動画像データやコピー制御情報を操作できる状況にある。
【０１２９】
図２５の下段は、以上のような種々の流通形態に対応した動画像データの録画、再生の処理を示す。図２４と類似しているが、ドライブ装置５５から録画装置５８の代わりに、流通形態に対応した読出し／受信装置８０、表示装置８１、および録画装置８２を備えている。流通形態に対応して復元されたデータは透かし入り動画像６８とコピー制御情報６９から構成されており、読出し／受信装置８０により処理される。
【０１３０】
動画像読み出し／受信装置８０は、再生表示装置８１または／および録画 (記憶) 装置８２を備えているのが普通であり、ユーザから、表示要求または／および録画要求が指示される。本発明の方式の特徴は、これらの要求に対して、実際に出力 (録画または／および表示) をするかどうかを、読み出し／受信したデータ中のコピー制御情報が制御して、出力を許容または禁止することにある。特に、本発明の方式を備えた読み出し／受信装置８０においては、このコピー制御情報をハードウエアで処理するために、ユーザが恣意的に変更できないことである。また、コピー制御情報は、動画像の読み出し／受信装置８０において、各フレームごとあるいはフレーム群ごとにも検出されるので、パッケージ媒体 (特にビデオテープ) を途中から読みだしたり、放送・通信を途中から受信したような場合でも、この出力の制御を直ちに行うことができる。
【０１３１】
下段の右に示すように、表示 (再生) 要求が許可された場合に表示されるのは、透かし情報 (特に、見える透かし) が入ったままの動画像である。動画像読み出し／受信装置８０は、透かし情報に関しては、一切特別な処理をしない。透かし情報を検出することはしない。透かし情報が入っていても、いなくても、関知せずに、通常の動画像表示をする。また、見える透かしは、視聴者にとって、全く違和感が感じられないものである。
【０１３２】
録画 (記録) が許可されて作られた複製は、データ領域の動画像データ中に、もとと同じ透かし情報 (特に、見える透かし) が挿入されている。また、制御データ領域には、本発明の方式の仕様に従って、子供コピーに対するコピー制御情報が、ハードウェア的に書き込まれる。特に、one-copyモードで受け取ったものの子供コピーには、no-more-copyモードが書き込まれる。
【０１３３】
ここで作られた複製がどのような形態のものであるかは、使用される動画像読み出し／受信装置８０に依存する。最も普通の場合は、視聴者用のパッケージ媒体として出力される場合である。ビデオテープを複製したり、放送番組を受信してMOディスクやDVD に録画する場合である。このときには、この出力媒体は、図２５中段左側の、パッケージ媒体の流通過程に戻っていくことができる。より高度な利用においては、パソコンなどのコンピュータファイルとして記憶される場合があろう。このときには、下段で得られた出力の動画像記録は、上段右の制御情報つき動画像データとして、新たな流通経路に加わる可能性がある。このようにして、本発明の方式は、パッケージ媒体、放送、通信、コンピュータ転送などの、任意の流通経路や処理経路を相互に垣根なく経由することができる。
【０１３４】
また、従来の方式は、本発明の方式で、コピー制御情報が (付加されずに) ゼロクリアされているものとみなされ、読み出し／受信装置８０にはコピー制御情報を処理してユーザの要求を禁止する機能がなく (その結果、すべて許容し）、また、透かし情報が実際には入っていないものである。これらのことは、図２５の全体の運用で、従来方式と本発明の新方式とが混ざって使用されていても、障害になる部分がどこにもないことを示している。従来、ハードウエア的にコピーを制限することはほとんど行われていなかった (すなわち、本発明の図２２のany-copyモードに対応する) 。そこで、CPTWG/DHSGの仕様 (図３３）あるいは本発明の仕様 (図２２）のようにコピー制御モードを導入して、著作権者の保護を図ろうとする場合にも、広範な従来システムと両立しつつ浸透していくためには、CPTWG/DHSGの仕様では障害があり、本発明の仕様（図２２）が必須であることが分かる。
【０１３５】
図２６は図２２のコピー制御モードを実現するためのコピー制御コードの例である。同図では２ビットのコードにより４つのコピー制御モードが表現されている。例えばone-copyモードでは原盤に対するコードは録画許可を示す“01”であるが、複製盤としての子供に対してはそのコードとして録画拒否を示す“10”が設定される。
【０１３６】
なお、本実施例の２ビットの表現において、any-copyモードを00で表現することは、従来方式がコピー制限をしていなかったことと両立させるために、重要なことである。他の３モードに関しては、本実施例の選択が自然であるが、必然性は少ない。
【０１３７】
また、別の実施例として、コピー制御モードを３ビットで表現してもかまわない。この場合にも、any-copyモードは000 とコード化するのが本発明の趣旨である。
【０１３８】
コピー制御コードをはじめ、動画像データの主要制御情報や著作権表示などは、一般ユーザが抹消できない場所に格納されていることが望ましい。パッケージ媒体の中には、例えば、MOディスクやDVD などで、一般のデータ領域と区別して、特別にハードウエア的に保護されたデータ領域を持つものがある。この場合には、コピー制御コードや原著作者の著作権表示などを、この特別に保護された領域に書き込むのがよい。
【０１３９】
図２７はコピー制御コードの読出し／受信装置における取扱いを説明するための読出し／受信装置の構成ブロック図である。同図において読出し／受信装置８３は動画像データを読み出すデータ読出し部８４、読み出されたデータを表示する再生表示部８５、コピー制御コードを読み出す制御コード読出し部８６、録画が許可されているときコピー動画像データを作成する録画記録部８７および子供に対して設定される制御コードを書き出す制御コード書出し部８８から構成されている。
【０１４０】
次にコピー制御コードの動画像データ全体の中での格納形式について説明する。一般に動画像データは膨大な情報量を持つ。静的に格納されている場合にも、媒体によって、任意の画像フレームを見るのと同時に全体の制御情報を見ることができる場合（例えば、コンピュータ内のRAM メモリ、MOディスク、DVD など) と、任意の画像フレームを見ているときには、全体の制御情報 (例えば、巻頭にある制御情報) を見れない場合 (たとえば、ビデオテープ、ディジタルビデオテープなど) とがある。また、動画像データをリアルタイムで送信している場合、例えば放送、通信、あるいはDVD からの再生中には、短時間の間では、本質的に動画像フレームの少数部分しか送信されていず、全体を制御する情報は (例え、送信の先頭部分で送信したとしても）見えない。
【０１４１】
そこで、特にテープ型の媒体での格納や放送、通信における送信に際して、継続的に (どの局所格納場所を取っても、あるいはどの送信時間においても) コピー制御コードなどの重要な制御データを含んでいるようにすることが重要である。これらの媒体のフォーマットや送信時のフォーマット (プロトコル) には、通常、各フレームごとにあるいは各フレームを幾つかに分割した部分ごとに、あるいは、数〜数十フレームごとに、制御データを記述する部分 (ヘッダ部と呼ぶ) が設けられている。そこで、コピー制御コードも、このような制御データの一部として設定しておくのがよい。
【０１４２】
図２８はコピー制御情報の埋め込みを説明するためのMPEG１及びMPEG２のビデオフォーマットの説明図である。ここで、ランダムアクセスの単位となるフレーム群の最小単位がGOP であり、GOP の先頭にはシーケンスの先頭からの時間の情報などが入っている。SHにもGOP にも、将来の拡張のためのデータ領域 (Sequence Extension Data, Group Extension Data)が準備されている。そこで、これらの領域に本発明のコピー制御コードを設定することができる。
【０１４３】
続いてコピー制御モードの拡張について説明する。コピー制御モードを拡張して、子供世代の複製の数(LC)を制限すること、および／または子孫の世代数(LG)を制限することも可能である。この観点から言えば、図２２の仕様において、one-copyモードは、子供数制限はなし (無限大) で世代制限が1 の場合、no-more-copyとnever-copyは、子供数制限0 で世代数制限0 の場合に相当する。従来のコピー制限がない場合(any-copy モード) は、子供数制限が無限大で世代制限が無限大に対応する。
【０１４４】
子供数の制限LCと世代数の制限LGを両方含んだコピー制御モードを設定する実施例はつぎのようである。まず、制御モードを示すつぎの 3ビットを用意する。
・CCC0 0/1 結論として、現在、複製が許される(0) か、許されないか(1)
・CCC1 0/1 子供数制限がない (無限大)(0)か、あるか (1)
・CCC2 0/1 世代数制限がない (無限大)(0)か、あるか (1)
また、適当な大きさの整数領域を 2個用意し、子供制限数LCと世代制限数LGとをセットする。
【０１４５】
モードの設定は、上記の 3ビットで示すと、any-copy＝000, one-copy ＝001, no-more-copy ＝101, never-copy ＝111 である。また、子供数制限だけのときは010, 世代数制限だけのときは001, 両方の制限があるときは011 とセットしてスタートする。
【０１４６】
図２９は録画要求に対応して拡張されたコピー制御モードを用いて行われる処理のフローチャートである。同図において子供（複製盤）に対して設定される制御コードの後には“＃”がつけられている。
【０１４７】
図２９において処理が開始されるとステップＳ５０で録画要求が受け付けられ、ステップＳ５１でコピーが許されるか否かを示すCCC0の値が判定され、その値が“１”であればステップＳ５２で録画が拒否されて処理を終了する。
【０１４８】
コピーが許される場合にはステップＳ５３で子供に対する３ビットの内容が親すなわち原盤に対するものと同じに設定された後に、ステップＳ５４でコピーの数に制限があるか否かを示すCCC1の値が判定される。CCC1が“１”であればステップＳ５５で子供に対するコピー制限数ＬＣ＃が親に対する値から“１”だけ減らされ、ステップＳ５６でＬＣ＃が０になったか否かが判定される。０になったときにはステップＳ５７で子供に対するCCC0の値がコピー禁止を示す“１”に設定され、ステップＳ５８の処理に移行する。Ｓ５４でCCC1が“１”でないとき、Ｓ５６でＬＣ＃が０でないときにもＳ５８の処理に移行する。
【０１４９】
ステップＳ５８〜Ｓ６１では世代数に関してＳ５４〜Ｓ５７と類似した処理が行われ、子供に対する世代制限数ＬＧ＃が親に対する値から“１”だけ減じられ、最後にステップＳ６２で録画すなわちコピーが行われ、子供に対するコピー制御コードがリセットされて処理を終了する。次にステップＳ６３〜Ｓ６８は、録画終了後、親に対するコピー制限数ＬＣを“１”だけ減じていき、親が子供（コピー）をつくれなくなったかを見るもので、ステップＳ６８で親のコピー制御コードをリセットする。
【０１５０】
なお、ステップＳ５５でＬＣを“１”減じなくてもよい。さらに、著作権者が親を作成したときに設定される子供数の制限をＬＣ０として格納しておき、ステップＳ５５でＬＣ＃にＬＣ０を代入してもよい。このときステップＳ５６，Ｓ５７は不要となりステップＳ５８の処理に進む。
【０１５１】
図３０は、例えばMOディスク、ＤＶＤ、ディジタルビデオテープなどのパッケージ媒体の原作者による作成、その流通、視聴者による再生・録画過程の説明図である。図２５を書き換えたような形式であるので詳細な説明は省略するが、図３０において、パッケージ媒体への格納の前にＳ７３でMPEGによるデータ圧縮が行われている。再生表示のときには、Ｓ７７でMPEGで解凍されてから表示される。これに対して、録画複製要求の場合には、MPEGでの処理を経ずに複製されている。録画複製に先立って、Ｓ８１でコピー制御コードがチェックされ、録画が拒否される場合があることは、いままで述べてきたとおりである。また、このようにして録画複製されたパッケージ媒体は、消費者の中で友人などに渡され、流通していくことになる。
【０１５２】
最後に本発明の透かしおよびコピー制限情報の挿入装置を実現するコンピュータシステムの構成と、そのようなコンピュータシステムにおける透かしおよびコピー制限情報挿入のためのプログラムの記憶媒体からのローディングについて、図３１および図３２を用いて説明する。
【０１５３】
図３１は見える透かしおよびコピー制限情報の挿入装置を実現するためのコンピュータシステムの構成ブロック図である。同図においてコンピュータシステムは、全体を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）２１、透かしおよびコピー制限情報の挿入された動画像、および透かし挿入フレーム番号選択と透かし情報挿入位置決定の制御情報などを格納するメモリ２２、透かし情報およびコピー制限情報挿入のプログラムなどが、ＣＰＵ２１による実行のために一時的に格納される主記憶２３、動画像データなどの入出力のための入出力装置２４、例えばネットワークを介して入出力される動画像データなどを送受信するための通信制御装置２５から構成されている。
【０１５４】
図３２は透かし情報およびコピー制限情報挿入のためのプログラムのコンピュータへのローディングの説明図である。同図においてコンピュータ３０は本体３１とメモリ３２とから構成されており、本体３１に対しては可搬型記憶媒体３４からプログラムなどをロードすることも、またプログラム提供者側からネットワーク３３を介してプログラムなどをロードすることも可能である。
【０１５５】
本発明の特許請求の範囲の請求項１３に記載されているプログラムや、図１０、図１１，図２９などのフローチャートに示されているプログラムは、例えば図３２におけるメモリ３２に格納され、そのプログラムが本体３１によって実行される。ここでメモリ３２としては、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、またはハードディスクなどが用いられる。
【０１５６】
また透かし情報およびコピー制限情報を挿入したり、あるいは透かし情報挿入前の原画像を復元する処理を行うためのプログラムなどは、可搬型記憶媒体３４に記憶され、コンピュータ３０にそのプログラムをロードすることによって透かし挿入などを行うことも可能である。この可搬型記憶媒体３４としてはメモリカード、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクトディスクリードオンリメモリ）、光ディスク、光磁気ディスクなど市販され、流通可能な任意の記憶媒体を用いることができる。更に透かし情報およびコピー制限情報を挿入するためのプログラムなどが、プログラム提供者側からネットワーク３３を介してコンピュータ３０側に送られて、そのプログラムがロードされることによって透かし情報などの挿入を行うことも可能である。
【０１５７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、 (端的にはCPTWG/DHSGが設定したような) 動画像の著作権の保護のための、新しい方式を提出したものである。この方式は、動画像の利用の極めて広い範囲で適用可能である。すなわち、パッケージ媒体による流通、放送・通信・コンピュータ転送などでの伝送の全ての形態において、動画像データの作成、格納と発信、受信、再生／表示、録画／複製において使うことができる。具体的には、つぎのような効果が挙げられる。
(a) 著作権の保護のための方式として、コピー制御モードを用いたコピーそのものの制限方式と、透かし入り動画像データによる著作権表示の抹消防止の方式とを併用し、両者による相乗効果を実現した。
(b) コピー制御モードによる保護では、one-copyモード、no-more-copyモード、never-copyモードの仕様を実現しただけでなく、any-copyモードをも同時に実現した。
さらに、コピー制御において、子供数制限および／または世代数制限のモードをも実現した。この効果として、原著作権者は、その動画像作品に対して適切なコピー制限を設定することができる。また、一般にコピー制限は、原著作権者の権利だけでなく、それを購入／取得した消費者の権利をも考慮すべきであり、本発明のような多様な (かつ、余裕のある) コピー制限のしかたは、コピー制限を社会的な調整に委ねる道をひらくものである。
(c) コピー制御コードを、特に保護されたデータ領域に記述し、また、読み出し／受信装置においてハードウエア的に扱うために、ユーザによる恣意的な操作から保護する効果がある。
(d) テープ型媒体の読み出しにおいても、放送・通信などのリアルタイム伝送においても、コピー制御コードを常時継続的に検出できるので、コピー制限をいつでも短時間(1秒以内) で、また、誤りなく判断できる。
(e) 本発明のコピー制御の方式は、従来の方式をany-copyモードとして含んでいるので、従来方式と完全に相互運用性がある。このことは、本発明の新方式を採用した機器、媒体、放送・通信方式などが、従来方式の全体システムの中でトラブルなく利用・運用できることを保証している。このことは、著作権保護の新方式が、社会に混乱なく浸透していく基盤を与えており、本発明の大きな効果である。
(f) 動画像データに著作権表示などの情報を透かしの形式、特に、見える透かしの形式で挿入することにより、原動画像の品質を損なわず、視聴者に違和感を与えずに、著作権表示を動画像データのいたる所に、静止画としては明瞭に目視できる形で保持しておくことができる。
(g) 見える透かしは、不定間隔に選んだフレーム内のランダムな位置に挿入されており、一般ユーザはこの存在に気づかず、また、気づいてもこれを除去することはできない。見える透かしを痕跡なく除去し、原動画像に近いものを得ることは極めて困難であり、不正に盗用しようとする業者にとっても割りに合わない仕事になる。このため、見える透かしの原著作権者の表示は、相当程度安全に保持される効果がある。
(h) 本発明では、見える透かし情報を、コピー制限の目的には用いないので、一般視聴者の録画装置においてこれを検出する必要がない。また、動画像処理の全ての段階で、見える透かしは単なる動画像データの一部として処理される。この結果、見える透かしが動画像処理のアルゴリズムやその性能に一切の悪影響を与えることがない。また、見える透かしは、さまざまの画像処理に対して劣化することが少なく、著作権表示が永く持続できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成ブロック図（その１）である。
【図２】本発明の原理構成ブロック図（その２）である。
【図３】本発明の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置の基本的な動作を説明する図である。
【図４】本発明における透かし挿入処理の基本的なフローチャートである。
【図５】図３におけるフレーム番号決定方法を説明する図である。
【図６】図４の方法で決定された著作権情報挿入フレームの決定結果の例を示す図である。
【図７】著作権情報の挿入位置の決定方法を説明する図である。
【図８】著作権情報の具体例を示す図である。
【図９】１つのフレームの著作権情報の挿入を説明する図である。
【図１０】見える透かしの挿入処理の詳細フローチャートである。
【図１１】見える透かしの挿入処理の詳細フローチャート（図１０の続き）である。
【図１２】制御情報が暗号化されて添付された動画像ファイルを示す図である。
【図１３】透かし入りの動画像を透かしなしの原画像に復元する処理のフローチャートである。
【図１４】サブリミナリ効果の影響を排除するための著作権表示方法を説明する図である。
【図１５】著作権表示の一部として異なるパターンを挿入した例を示す図である。
【図１６】著作権表示の一部としてフレーム番号を暗号化したパターンを挿入した例を示す図である。
【図１７】動画像盗用時のカモフラージュの例を説明する図である。
【図１８】動画像不正盗用業者と著作権の正当性を争う方法を説明する図である。
【図１９】不正盗用の疑いがある動画像に対する著作権検証処理のフローチャートである。
【図２０】不正盗用の疑いがある動画像に対する著作権検証処理のフローチャート（図１９の続き）である。
【図２１】動画像盗用総合判定の判定例を説明する図である。
【図２２】本発明における４種のコピー制御モードを示す図である。
【図２３】透かし情報とコピー制限情報の挿入装置の基本的な動作を説明する図である。
【図２４】記録媒体の録画または再生要求に対する動画像録画・再生装置の動作を説明する図である。
【図２５】コピー制限情報と透かし情報を併用した著作権保護方式を説明する図である。
【図２６】本発明のコピー制御モードを実現するためのコピー制御コードの例を示す図である。
【図２７】読出し／受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２８】ＭＰＥＧビデオフォーマットを示す図である。
【図２９】拡張されたコピー制御モードを用いて行われる処理のフローチャートである。
【図３０】パッケージ媒体の作成，流通，再生・録画の過程を説明する図である。
【図３１】本発明の透かし挿入装置を実現するコンピュータシステムの構成を示すブロック図である。
【図３２】透かし挿入のためのプログラムのコンピュータへのローディングを説明する図である。
【図３３】 CPTWG/DHSGによるコピー制御モードの仕様を示す図である。
【符号の説明】
１ フレーム選択手段
２ 透かし情報挿入手段
１０ 透かし挿入装置
１１ 原動画像
１２ 透かし情報
１３ 透かし入り動画像
【発明の属する技術分野】
本発明は、パッケージ型媒体に蓄積、記録されて配信される動画像、すなわち、ビデオテープ、ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯ，ＤＶＤなどを媒体とした動画像への透かし挿入技術、及び、分散ネットワーク型配信或いは放送型配信の動画像、すなわち、インターネット、ディジタルＣＡＴＶ、ディジタル衛星放送で伝送される動画像への透かし挿入・検出技術、及び、上記２つの配信方式で供給される動画像の著作権管理サービス技術、及び第三者による透かし情報認証サービス技術に適用できる装置に関する。
【０００２】
本発明は、また著作権保護に関連したコピー防止技術に関する。動画像記録媒体内あるいは通信データ内の制御データ記憶領域内にコピー制限コードを記録しておくことにより、ドライブ装置が録画複製を許可あるいは禁止できるようにする。また、動画像のデータ領域には、動画像の中の多数の画面に著作権を表現する情報を埋め込み、通常の動画像表示（映写など）では視覚的に認識されないが、駒送り表示をすればその著作権表示が明瞭に目視できるようにしておく。これによって、盗用などの不正を摘発し、また未然に防ぐことができる。本発明の効果は、動画像の伝送と利用の際の種々の変換（複製、AD/DA 変換、圧縮／解凍、暗号化／復号化など）によって失われることはない。
【０００３】
本発明が、生まれる技術的背景には、ディジタル化とインターネット、及び、ＣＤ，ＭＯ，ＤＶＤなどの普及により、パソコンを使って誰でも著作物を複製・編集できるようになったことがあり、著作権を巡る問題は次第に深刻になっている。そこで、不正コピーを防ぐための技術として電子透かし技術の動画像に対する応用が必要になってきている。
【０００４】
【従来の技術】
本発明で扱うのは、パッケージ媒体として流通され、あるいは、放送・通信などの形態で伝送される、動画像情報の著作権の保護の方式に関するものである。最近のディジタル化を核とする技術の革新と融合により、動画像情報が広く流通するとともに、その複製や編集が容易になり、著作権の保護の問題が重要な課題になっている。
【０００５】
動画像情報を流通あるいは伝送する形態には、つぎのようなものがある。
(a) アナログの動画像パッケージ： 映画、ビデオテープなど
(b) ディジタルの動画像パッケージ： CD-ROM, MO, DVD など
(c) アナログの動画像放送： 地上波放送、ケーブルTV、衛星放送など
(d) ディジタルの動画像放送： ディジタルTV、ディジタルケーブルTV、ディジタル衛星放送など
(e) ディジタルの動画像通信： インターネット通信など
これらの技術分野は、ともにコンテンツとして動画像を扱うものであり、最近は、同じコンテンツが、アナログとディジタルに相互に変換され、また、パッケージと放送と通信とが相互に自由に接続して用いられている。特に、ディジタル化された動画像は、複製をノイズなく容易に行うことができ、また、パソコンなどを用いて容易に編集できる。このために、著作権をいかに保護するのかが現在の大きな課題である。そもそも複製を許すのか許さないのか、盗用をいかにして防ぐのか、といった課題がある。
【０００６】
これらの課題に関連する従来の技術として、本発明に先行するものには、以下のものが挙げられる。
(1) コピー制限コードを用いて、パッケージ媒体の録画複製および再生表示を、媒体ドライブ装置において許可あるいは禁止する方式。
(2) パッケージ媒体の記憶領域を、動画像データを記憶するデータ記憶領域と、制御情報を記憶する制御記憶領域に分割し、後者をハードウエア的に保護して、一般ユーザによる改変を防止する方式。
(3) ディジタル動画像を、データ圧縮して、記憶・伝送する方式 (MPEGなど) 。
(4) 動画像を伝送するに際して、暗号化して伝送し、特定の許容された受信者しか、複号できないようにした方式。
(5) 動画像のデータ中に、見えないようにカモフラージュした透かし（「見えない透かし」）を挿入して伝送あるいは流通させる方式。
【０００７】
しかし、これらを用いても、現在まで、まだ満足できるような著作権保護の方式が確立されていない。このことは、Copy Protection Technical Working Group (CPTWG) のData Hiding Subgroup(DHS) が1997年 7月 1日付けで出したCall for Proposal によっても明らかである。この提案募集は、上記の(5) に対応する種々の「透かし」技術を用いるとともに、上記(1) における録画/ 再生の許可/ 禁止の方式を実現して、望ましい著作権保護の方式を提案することを、公募している。
【０００８】
注: ”Call for Proposals”， Data Hiding SubGroup, Copy Protectio
Technical
Working Group, Version 1.0, July 1, 1997.
in http://www.dvcc.com/dhsg
本発明はこの提案募集にも対応するものであるが、これに関連して電子透かしの従来技術について以下に述べる。
【０００９】
従来でも電子透かしを利用した静止画と音楽の著作権管理サービスは行われていた。この電子透かし技術を利用した、従来技術は著作権所有者のＩＤ、画像データのＩＤ、画像データの受取人のＩＤ、流通を仲介する業者のＩＤ、利用者のＩＤなどを、ディジタル著作物の種類に応じて埋め込むことにより行われていた。画像はインターネットの経路で流通し、ＩＤ番号は誰でもオープンにみられるものであった。例えば、PictureMarc(米国Digimarc Corp)、FBI Pro(英High Water Signum Ltd.) などがそれにあたる。そして、画像がインターネットなどを利用して流通するもので、ＩＤ番号は鍵データで管理されるものもあった。たとえば、SysCop（米国Fraunhofer Center for Research Computer Graphics,)Tiger Marc Image/Data Blade （米NEC)，Argent（米Dice Co.) などの製品がそれにあたる。
【００１０】
電子透かしを利用した動画の著作権管理方式の研究では、動画像の帯域圧縮手法（ＭＰＥＧ２）と電子透かしを組み合わせる方法がいろいろ提案されているが、基本的には、２種類に分類できる。その一つとして、空間周波数領域で、電子透かし情報を挿入し、透かし情報を広いスペクトラム領域に拡散するデータハイディング方式がある。二つ目には、二次元または三次元の標本値領域に電子透かしを重畳して挿入する方法がある。前者は、透かし情報を除去しにくいので、すかし強度は高いが、画質や音質の劣化が顕著になるうえに、周波数変換（変換・逆変換）を二度施す必要があるので、後者の標本値領域に埋め込む方式より、処理が重い。そこで、専用ハードウェアが必要になってくる。電子透かしの基本的な技術的課題は、(1) 画質や音質をできるだけ劣化させずに透かし情報を埋め込むこと、(2) 埋め込んだ透かし情報はできるだけ取り除けないようにすること、である。
【００１１】
周波数成分に埋め込む方式では、劣化を抑えるために、画像データや音声データに存在する、人間の知覚上目立たない部分、例えば、髪の毛や輪郭などの高周波数成分に透かし情報を埋め込む。埋め込むデータ量を増やし、主要成分に拡散すれば、電子透かしの強度は高くなるが、広げすぎると画質や音質が劣化する。また、ＭＰＥＧ符号化・復号化によって、透かしが消えたり、劣化したりする場合もある。
【００１２】
標本値に埋め込む方式でも、冗長部分に埋め込み、透かし情報が雑音として見えたり、聞こえたりすることを防ぐ。人間の視覚特性や聴覚特性を利用して、冗長成分に埋め込む透かしデータを多くし、主要部分への透かし情報は少なくすることによって、目立つことなく透かし情報を埋め込む。
【００１３】
その他に、既存の画像帯域圧縮方式を利用して透かし情報を埋め込む方式もある。例えば、FraunhoferＣＲＣＧ社は、ＪＰＥＧの圧縮の過程、即ち、線形量子化の段階で透かし情報を埋め込むにあたって、ＤＣＴ出力係数のうち、中位の周波数係数を変化させて、その変化分を透かし情報として使う方式を開発した。ＮＴＴやＮＥＣでも、ＤＣＴの変換係数を線形量子化するときに、係数値を少しづつ変えて透かし情報とする方式を開発している。また、三菱電機は、九州大学と共同でウエーブレット変換を用いた電子透かしを開発中である。京都工芸繊維大学では、ＭＰＥＧの動きベクトルに透かし情報を埋め込む方式を提案している。具体的には、１フレームあたりに存在する動きベクトル数を 330とし、その動きベクトルひとつひとつに 100ビットの透かしビットを対応させる表を秘密情報として送受信端に用意して、秘密にコード表として利用し、透かし情報の真偽の処理をする。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、端的には、上記のCPTWG/DHSGによるCall for Proposal に記述されている。すなわち、この提案募集においては、つぎの仕様を満足するような、動画像のパッケージ媒体での記録方式と放送・通信での伝送方式を、課題として掲げている。
目標： コンテンツ提供者が、そのディジタルビデオに、著作権を示す「DHS 透かし」を入れることを可能にすることであり、その目的は、著作権の識別を行い、また、正当でない録画や再生を防ぐことである。ここでは、特に、消費者が、複製禁止の動画像を手軽にコピーすることを防ぐことにある。
【００１５】
将来のディジタルビデオ装置は、この規格を組み込んで、不当な録画や再生を拒否するように機能するものと考える。この規格の主要対象はDVD であるが、その他のビデオアプリケーション (例: 衛星放送、ケーブルテレビ、その他) にも同様に適用できるものである。
【００１６】
コピー制限の仕様は３種類のモードを備えており、図３３はその内容を示す。
また、新しい方式の備えるべき特性/ 性能としてつぎの諸点を要請している。
(1) 動画像を再生表示するときに、視聴者に違和感がないこと。
(2) 録画/ 再生装置で、コピー制限モードの検出が容易であること。
(3) DHS 透かしのディジタルによる検出が、各種領域 (動画像データ、圧縮データ、伝送データ、セクタデータなど) で容易。
(4) 家庭用のビデオ機器で、one-copyモードを検出して、録画する新盤をno-more-copyに設定できること。
(5) 間違った録画拒否を少なくすること。
(6) 「DHS 透かし」の検出率が高いこと (例えば、50％以上)
(7) 視聴者による通常のビデオ処理において、DHS 透かしが保持されること。
(8) 妥当な条件でライセンスが許容されること。
(9) 日・米・欧・その他の諸国に、輸出入ができること。
(10) 技術が成熟していること。デモできること。
(11) DHS 透かしにより、３種のコピー制御モードをいつでも継続して検出できること。
(12) DHS 透かしの挿入は、実時間処理で効率的にできること。
(13) DHS 透かしのエンコーダ/ デコーダは、DVD 操作速度で処理できること。
【００１７】
本発明は、上記の目標と３種のコピー制御モードに関する仕様とを満たして、より優れた著作権保護の方式を実現しようとするものである。
次に、電子透かし挿入技術に関する従来技術の問題点について説明する。従来の方式でも、画質や音質をできるだけ劣化させずに透かし情報を埋め込むこと、および埋め込まれた透かし情報はできるだけ取り除けないようにすることが目標とされているが、そのためにはかなり面倒な処理を行う必要があり、簡単でコストが安い挿入方法が存在しないという問題点があった。
【００１８】
本発明は、簡単でコストが安い透かしの挿入方式として、静止画としては視認することがき、動画像としては視認できない見える透かしを動画像に挿入することによって、例えば不正なコピーの検出を容易にすることも目的とする。すなわち、透かしとして、例えば動画像の著作権の表示を挿入して、画像の盗用などの不正を容易に摘発可能にすることにより、著作権を保護する仕組みを提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理構成ブロック図である。同図は、静止時には視認可能な見える透かしを、複数のフレームから成る動画像に挿入する、動画像を対象にした見える透かしの挿入装置の原理構成ブロック図である。
【００２０】
図１において、フレーム選択手段１は透かし情報を挿入すべきフレームを選択するものであり、原画像を構成する複数のフレームのうちの一部のフレームに透かし情報を挿入した時に、動画像としてはその透かし情報を視認できないような間隔で、フレームを選択するものである。この間隔は、例えば制御された条件の基で擬似乱数関数を用いて決定される。
【００２１】
透かし情報挿入手段２は、フレーム選択手段１によって選択された透かし情報を挿入すべきフレームに、静止時には視認可能な透かし情報を挿入するものである。この透かし情報のフレーム上での挿入位置は、例えば制御された条件の基で擬似乱数関数を用いて決定される。
【００２２】
本発明においては、静止画としては視認することができるが、その透かしが挿入されたフレームの数は少なく、例えば５秒間に１枚というような割合で、またその間隔も一定でなく、不定間隔のフレームに挿入されることによって、動画としては視認できない透かしを見える透かしと呼ぶことにする。
【００２３】
この見える透かしが挿入されるフレームの番号は、例えば 100枚に１枚の割合であっても、その 100枚の中の位置がランダムに決定される。また１つのフレーム上での透かし情報の挿入位置も、ランダムに決定される。これによって全体として動画像を構成する多数のフレームの中で、不定間隔で、しかもランダムな位置に透かし情報が挿入されたフレームを全て検出することは膨大な手間を要し、動画像を盗用しようとしても全数探索による透かし情報、例えば著作権情報の検出とその修正はかなり困難な作業となる。
【００２４】
本発明の１つの実施形態としては、透かし情報が挿入されたフレームの番号、そのフレーム上での透かし情報の挿入位置を暗号化した情報を、透かし情報が挿入された動画像と共に記憶しておくことができる。あるいは透かし情報が挿入されるべきフレームのフレーム番号をランダムに選択するための制御された条件、そのフレーム上での透かし情報の挿入位置をランダムに決定するための制御された条件を暗号化した情報を記憶しておくことができる。これによって、例えば著作権問題が生じた時に、透かし情報としての著作権情報の挿入箇所を明確にすることができ、著作権問題の法律的解決に役立てることが可能となる。
【００２５】
更に本発明の異なる実施形態においては、透かし情報の挿入によってフレーム上で透かし情報によって隠される部分画像を記憶しておくことができる。この部分画像と、前述の透かし情報が挿入されたフレームの番号、およびフレーム上での透かし情報の挿入位置の記憶結果とを合わせることによって、その部分画像を含む完全な原画像を復元することが可能となる。
【００２６】
なお、本発明において、見える透かしが透かし挿入装置によって動画像に挿入されるが、その挿入結果としての動画像はビデオテープ、ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯ，ＤＶＤなどの各種の記録媒体に記録されて、例えば市場に流通することになる。その意味で、見える透かしが挿入された動画像を記録した記録媒体も本発明によって初めて実現されるものである。
【００２７】
図２は、本発明の原理構成ブロック図（その２）である。同図を図１と比較するとコピー制限情報挿入手段３が追加されている点が異なっている。コピー制限情報挿入手段３は、動画像のコピー制限条件、すなわちコピー作成の許可、または不許可、許可の場合はコピー可能な数などを、動画像を構成する複数のフレームに対して、動画像データそのものが記録される領域でなく、種々の制御データが記録される領域、例えばユーザによる改変が許されない保護された領域に記録するものである。
【００２８】
図２ではフレーム選択手段１によって選択されたフレームに、透かし情報挿入手段２によって透かし情報、例えば著作権表示が挿入された後に、コピー制限情報が挿入される順序となっているが、本発明の実施形態としてはこの順序に限定されず、コピー制限情報を挿入した後に透かし情報を挿入することも、またコピー制限情報と透かし情報とを同時に挿入することも可能である。
【００２９】
本発明によって透かし情報とコピー制限情報とが挿入された動画像は、見える透かしだけが挿入された動画像と同様に、各種の記録媒体に記録されて市場に流通することになる。
【００３０】
本発明において作成された動画像は、例えば各種の記録媒体の形式で、例えば消費者の手元に届けられ、画像の再生や録画（複写、コピー）が行われることになる。このとき、本発明においてはコピー制限情報の内容に基づいて、録画の実行の有無がハードウェア的に制御される。
【００３１】
すなわち、本発明においては、動画像の録画・再生装置がコピー制限情報の内容をハードウェア的またはソフトウェア的に判定して、その判定結果に応じて録画を拒否するか実行するかを決定する。コピー制限情報の内容としては、前述のコピーの許可の有無、作成可能なコピー（子供）の数の他に、例えばコピーされた動画像の再コピー、すなわち世代数などを指定することも可能である。
【００３２】
以上のように、本発明によれば、見える透かしとコピー制限情報とを複数のフレームから成る動画像に挿入することにより、不当なコピーの防止とその検出が容易となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
まず図１に対応して本発明における透かし情報の挿入について、その実施形態を説明する。
【００３４】
図３は本発明の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置の基本的な動作の説明図である。同図において、本発明の透かし挿入装置１０は、原動画像１１を対象にして不定間隔で選択したフレームに、透かし情報１２を、静止画像としては明瞭に目視でき、動画像としては視覚的に認識できないような形式で挿入して、透かし入り動画像１３を作成する。この透かし入り動画像１３は各種の流通過程を経てユーザ側に送られ、ユーザ側では例えばビデオ再生装置を用いてこの透かし入り動画像１３を再生するが、通常再生時にはこの透かしを認識することはできず、駒送り再生や、スロー再生においては透かし情報を認識することができる。
【００３５】
本発明において、動画像を対象にして挿入される見える透かしとしては当然どのような透かし情報を用いることもできるが、以下の説明では動画像に対する著作権の表示を透かし情報として挿入する場合を具体例として、発明の実施形態を説明する。この著作権の表示を動画像に挿入することによって、画像の盗用などの不正の摘発と、著作権の保護が可能となる。そのための仕組みとしては、以下の(a) 〜(h) の条件を備えることが必要となる。
(a) 著作権の情報を、動画像の中に容易に埋め込むことができる。
【００３６】
この処理が重くない。
(b) 動画像の通常の視聴において、動画像の品質を損ねない。
動画像内部に埋め込まれた著作権の情報が、通常の視聴で煩わしくない。
【００３７】
動画像に画質の劣化や歪みを与えない、少なくとも意識されない。
(c) 動画像の部分的な盗用に対しても、その部分に著作権の情報が残る。
著作権の情報を、動画像の至るところに埋め込み、部分的に盗用された場合にも、その部分に著作権情報が含まれている可能性を高くする。
(d) 動画像内の著作権情報は、特別な装置を必要とせずに、検出可能である。
【００３８】
具体的には、著作権情報を含む駒を静止画として見ると明瞭に目視できる。これにより、この動画像の一般の利用者（視聴者）でも、ビデオあるいはパソコン表示などで静止または駒送りすることにより、著作権の所在を認識することができる。
(e) 動画像内の著作権情報を、不正処理の痕跡なく取り除くことは、困難である。まず、著作権情報がどこに（どのフレーム、どの位置）あるかが、簡単にはわからないようにする。全てのフレームを、注意深く見るしか、方法がない。
【００３９】
これにより、不正盗用者が一部のフレームの情報を取り除いても、別のフレームに残存する可能性を持たせる。
一つのフレームで著作権情報を取り除き、除去の痕跡を無くす、すなわち静止画像としても、前後フレームとの関連においても、正常なものに見せることを困難とする。
(f) 種々の流通過程を経た後でも、著作権情報が動画像内に残っていること。
【００４０】
アナログ動画像の場合に、通信や複写に際してのノイズに対して強いこと。ディジタル動画像の場合に、通信過程での画像圧縮による劣化に対して強いこと。
(g) 著作権を持つ者、あるいは透かしを入れた者は、動画像内での著作権情報の所在を、明確に述べることができる。
【００４１】
これは、流通後の動画像の実物を全フレーム検査しないでできなければならない。
著作権情報を挿入したフレーム位置（フレーム番号）、画面内の挿入位置、挿入した情報の内容などを含む。
(h) 著作権を持つ者、あるいは透かしを入れた者は、必要に応じて、透かしを入れる前の原動画像を容易に復元する手段を持つこと。
【００４２】
これは、必ずしも必須の要件ではないが、望ましい要件である。
以上の(a) 〜(h) の条件を満足するために本発明の見える透かしの挿入装置は次の(a) 〜(l) の方法を用いる。
(a) 動画像の適当なフレームに、静止画としては明瞭に目視できる形で、著作権を示す情報を画像として挿入する。
(b) 上記のように著作権情報を挿入するフレームは、基本的に孤立しているように選ぶ。
【００４３】
これは、著作権情報の画像の表示継続時間が微小であるように保つためである。通常のビデオでは、動画の１秒間のフレーム数が30であるから、孤立した１フレームによる著作権情報の表示継続時間は1/30秒である。
【００４４】
このような微小継続時間の表示は、動画像の視聴者には、認識されない。なお、MPEG２などの動画像圧縮における情報の脱落を防ぐために、２フレーム程度の連続した少数のフレームに著作権情報を挿入する場合もある。
(c) 挿入する情報は、著作権の帰属を明確にできるものであればよい。
【００４５】
例えば通常の著作権表示（(c) Fujitsu 1997など）、ロゴなどである。
挿入されているフレームを静止させて見たときに、明瞭に著作権表示であることが分かるようにする。これらを、カモフラージュすること、すなわち迷彩化、暗号化、周波数変換、ドット分散化などは、本発明の本来のねらいではない。
(d) 著作権表示の情報は、画像として適当な大きさを持つものがよい。
【００４６】
小さ過ぎると、流通過程で通信や複写のノイズにより、情報が劣化する。
大き過ぎると、例えば、画面一杯になると、スローモーションなどの際に目立ち、視聴者にとって目障りであろう。また、不正盗用者に識別されやすい。
(e) 著作権情報を挿入するフレームは、不定間隔に選ぶ。
【００４７】
これにより、不正に盗用しようとする者には、挿入位置を容易に推定できない。
(f) 上記(e) において、擬似乱数などを用いて、挿入するフレームを選ぶために、ランダムでかつ制御した方法を用いるのがよい。
【００４８】
これは、著作権情報の挿入を自動的に行い、かつ、少数の制御情報、例えば、乱数発生のアルゴリズムと、それに用いたシードなどで、容易に挿入フレーム番号を再現できる長所がある。
(g) フレームの中で、著作権情報を挿入する位置は、固定でなく、ランダムに選ぶのがよい。これも、不正盗用者が挿入位置を知ることを困難にするためである。
(h) 上記(g) において、擬似乱数などを用いて、挿入位置決定のために、ランダムでかつ制御した方法を用いるのがよい。自動化と再現性の長所を持つ。
(i) 著作者は、著作権情報を挿入する際に、挿入フレーム番号、画面位置、挿入情報などを記録しておき、後日、著作権問題を法的に争う場合に利用できるようにしておく。
【００４９】
通常は気付かれないように、かつ、ランダムに挿入されている情報について、その所在をコンテンツを全フレーム検査することなく指摘できることは、著作者、少なくともその情報の挿入者であることを立証する有力な力になる。
(j) 上記の記録としては、個別データの一覧表の形で持つ他に、(f) (h) の方法を用いた場合には、より少数の制御情報を記録しているだけで済む。
(k) 著作者は、著作権情報を挿入する際に、その情報が隠してしまう原画像の部分を記録しておくことができる。
【００５０】
この記録と、上記(i) （または(j))の記録とを用いれば、著作者は必要により、著作権情報の挿入前の原動画像を復元することができる。
(l) 上記(i) （または(j))（および(k))の情報を、著作者が秘匿することもできるが、暗号化した上で、透かし入り動画像に添付して、同じ媒体で流通させることもできる。この場合に暗号の鍵を持つ者だけが、(i) の情報を解読して、著作権情報の挿入位置を知ることができる。
【００５１】
また、暗号の鍵を持つものだけが、(i) および(k) の情報を解読して、透かしを挿入する前の原動画像を復元することができる。
以上において本発明の透かし挿入装置が備えるべき条件と、その条件の実現方法について説明したが、その具体的な実施形態について図面を用いて以下詳細に説明する。なお、以下の説明ではディジタル動画のコンテンツをパソコンの動画像処理ソフトウェアを用いて作成・編集した原著作者がその著作権を主張する場合を例にとる。原著作者は、そのディジタル動画が盗作されても、それをすぐに検出可能とすることを目的として、見える透かしとして著作権表示の情報を動画像に挿入する。
図４は本発明における透かし挿入処理の基本的なフローチャートである。同図において処理が開始されると、まずステップＳ１で原動画像に挿入すべき透かしが二次元パターンとして選定され、ステップＳ２で透かしを挿入すべきフレームのインターフレーム位置、すなわちフレーム番号が擬似乱数発生関数を用いて決定される。
【００５２】
透かしを挿入すべき全てのフレームのフレーム番号がステップＳ２で決定されると、ステップＳ３でそれぞれのフレーム内で透かしを挿入すべき位置、すなわちステップＳ１で選定された二次元パターンの左下の点の座標位置が擬似乱数発生関数を用いて決定される。透かしを挿入すべき全てのフレーム上での二次元パターンの左下の点の位置がステップＳ３で決定されると、ステップＳ４で挿入フレーム番号と挿入位置に関する情報に基づいて、原動画像の標本値領域上で、すなわち画像を標本点の集合と考えて、二次元透かしパターンが重畳される。
【００５３】
図５は図４のステップＳ２におけるフレーム番号決定方法の説明図である。同図において擬似乱数発生関数１５は、著作権情報を挿入すべきフレームのフレーム番号を出力するものである。このフレーム番号の出力にあたっては、後述するようにシードを与える必要がある。著作権情報を挿入すべき最初のフレームのフレーム番号Ｉ１の出力にあたっては、シードＳ［０］は外部、例えばユーザから与えられるものとする。フレーム番号Ｉ１の出力と同時に擬似乱数発生関数１５は次のフレーム番号Ｉ２を出力するためのシードＳ［１］を出力し、このシードはフレーム番号Ｉ２を出力するために使用される。以下同様にフレーム番号と共に出力されたシードは、次のフレームのフレーム番号の出力のために使用される。
【００５４】
次に擬似乱数発生関数１５によるフレーム番号の出力について具体的に説明する。例えば動画像が全体で約30分、フレームの数は全部でＮ＝54,000フレームであるとする。この全体のフレーム数Ｎは未知でもよいが、ここでは簡単のために既知とする。次に動画像のｎフレーム毎に平均して１フレームの割合、すなわちｎ／30秒に１回の割合で著作権情報を挿入するように、ランダムにフレーム番号Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，．．．，Ｉｋを決定するものとする。ここではｎの値として、例えば 150を用いることにする。すなわち５秒間に１フレームだけ著作権情報が挿入されることになる。
【００５５】
擬似乱数発生関数としては０を含み１を含まない、０〜１の範囲の一様な乱数（実数）を発生する関数ＲＡＮＵを用いることにし、最初のフレーム番号Ｉ１を決定するための乱数発生シードとしてＳ［０］が指定されるものとする。この時最初のフレーム番号は次式によって与えられる。
【００５６】
Ｉ１＝floor(RANU(S［０］) ×ｎ）＋１
前述のように、この最初のフレーム番号Ｉ１と共に、関数ＲＡＮＵは次のフレーム番号Ｉ２の生成のために使用されるシードＳ［１］を出力する。なお上式において“floor ”はカッコ内の引数の値の小数点以下を切り捨てて、整数とする関数である。
【００５７】
ｋ番目のフレーム番号Ｉｋは一般的に次式によって与えられる。
Ｉｋ＝floor(RANU(S［k-1 ］) ×ｎ）＋１＋ｎ(k-1)
ここで最後の“ｎ(k-1) ”の項は、 150フレーム毎に１フレーム選ばれるＩｋ番目のフレームが、全部で54,000フレームの中で、 150フレームを１組とするｋ組目に属していることを示している。関数ＲＡＮＵは、このフレーム番号Ｉｋを決定するための乱数と共に、次のフレーム番号の出力のために用いられるシードＳ［ｋ］を出力する。
【００５８】
図６は以上のようにして決定された著作権情報挿入フレームの決定結果の一例である。前述のように、ｎ個毎のフレームの各組の中からランダムに１つのフレームが選択されて、著作権情報が挿入される。図において黒く塗りつぶされた四角が著作権情報が挿入されるフレームである。ｎ個、すなわち１組のフレームの中で著作権情報が挿入されるフレームはどこの位置にあってもよいため、著作権情報が挿入されるフレームの間隔の可能な最大値は２ｎ−１、可能な最小値は１となる。間隔の平均値はｎであり、その最大値は２ｎを越えないことが保証される。
【００５９】
著作権情報を挿入すべきフレームのフレーム番号が決定されると、次に決定された番号を持つフレーム内で著作権情報を挿入すべき位置、すなわち二次元パターンの左下の点の座標が擬似乱数を用いて決定される。
【００６０】
図７はその決定方法の説明図である。同図において擬似乱数発生関数１６は、図５における擬似乱数発生関数１５と同様の関数であり、二次元パターンの左下の点のフレーム内でのＸ座標、およびＹ座標を出力するものである。図５におけると同様に、最初のフレーム内でのＸ座標、Ｘ１を出力するにあたっては、乱数発生のためのシードとしてＳＸ［０］が必要であり、またＹ座標、Ｙ１を出力するためにはシードとしてＳＹ［０］が必要であり、これらのシードは外部から与えられるものとする。
【００６１】
図５におけると同様に、次のフレーム内での二次元パターンの左下の点の座標Ｘ２、およびＹ２の出力にあたっては、Ｘ１とＹ１の決定に用いた乱数の出力と同時に擬似乱数発生関数１６が出力するシードＳＸ［１］と、ＳＹ［１］とが使用される。以下同様にして二次元パターンの左下の点のＸ座標、Ｙ座標、次のフレーム内での座標算出のために用いられるシードが出力される。
【００６２】
図８は著作権情報の具体例である。挿入される著作権情報としては、図８の点線で囲まれた領域が二次元パターンとして扱われ、その大きさは横Ｌｘドット×縦Ｌｙドット（例えば 300×60）であり、パターンとしての文字の色とその濃度は、簡単のために固定であるとする。
【００６３】
図９は１つのフレームへの著作権情報の挿入の説明図である。同図において１フレームの画面は横Ｍｘドット、縦Ｍｙドットの大きさを持っており、フレーム面の左下の点を基準とするＸ，Ｙ座標によって、任意のドットの位置が表されるものとする。
【００６４】
図８で説明したように、挿入される著作権情報としての二次元パターンは横Ｌｘドット、縦Ｌｙドットの大きさを持っており、この左下の点を二次元パターンの挿入位置とするために、１つのフレーム上での挿入位置の範囲は図９の点線を２辺とする長方形の内部に限られる。すなわちＸ座標で１からＭｘ−Ｌｘ＋１まで、Ｙ座標で１からＭｙ−Ｌｙ＋１までの範囲である。
【００６５】
図７の擬似乱数発生関数は、前述のようにまず最初のフレームに対して、乱数発生のシードとして与えられた値ＳＸ［０］とＳＹ［０］とに対応て、次式によって二次元パターンの左下の点の座標Ｘ１、およびＹ１を出力する。
【００６６】
Ｘ１＝floor(RANU（SX［０］) ×(Mx-Lx))＋１
Ｙ１＝floor(RANU（SY［０］) ×(My-Ly))＋１
ここで関数ＲＡＮＵなどについては、前述のフレーム番号を出力する場合と同様の関数が用いられる。また擬似乱数発生関数１６は座標Ｘ１，Ｙ１の出力と同時に、次のフレーム上での二次元パターンの挿入位置を出力するための乱数発生シードＳＸ［１］、およびＳＹ［１］を出力する。
【００６７】
著作権表示が挿入れるｋ番目のフレーム、すなわちフレーム番号Ｉｋのフレーム上で二次元パターンが挿入される位置の座標Ｘｋ，Ｙｋは次式によって与えられる。擬似乱数発生関数１６からは、これらの座標を計算するための乱数と共に次のフレーム内での二次元パターンの挿入位置を出力するために使用される乱数発生シードＳＸ［ｋ］、およびＳＹ［ｋ］が出力される。
【００６８】
Ｘｋ＝floor(RANU（SX［k-1 ］) ×(Mx-Lx))＋１
Ｙｋ＝floor(RANU（SY［k-1 ］) ×(My-Ly))＋１
図１０、図１１は以上の説明をまとめた、見える透かしの挿入処理の詳細フローチャートである。図１０において処理が開始されると、まずステップＳ１１で対象動画像、すなわち透かしが挿入されていない原動画像が格納されているファイルＦへのアクセスが行われる。この画像のフレームサイズはＭｘドット×Ｍｙドットであり、全フレーム数はＮであるとする。
【００６９】
次にステップＳ１２で透かしとして挿入される著作権情報が画像、すなわち二次元パターンとして作成される。そのサイズはＬｘドット×Ｌｙドットである。続いてステップＳ１３で、透かし挿入のための制御パラメータが設定され、制御情報として記憶される。この制御パラメータとしては、著作権情報が挿入されるフレームの平均間隔ｎ、最初のフレーム番号の決定のための乱数発生シードＳ［０］、そのフレーム内でのＸ座標決定のための乱数発生シードＳＸ［０］、Ｙ座標決定のためのシードＳＹ［０］、０から１の範囲の一様乱数を発生する関数ＲＡＮＵが設定される。
【００７０】
ステップＳ１３で制御パラメータが設定された後、ステップＳ１４〜Ｓ１７で著作権情報が挿入されるフレームの番号とそのフレーム内での著作権情報の挿入位置の決定、著作権情報の挿入などが繰り返される。まずステップＳ１４で、前述のように著作権情報が挿入されるフレーム番号が決定され、図１１のステップＳ１５でそのフレーム内での著作権情報としての二次元パターンの挿入位置、すなわち左下の点の座標が決定される。続いてステップＳ１６で著作権情報が挿入される前の原画像を必要に応じて復元するために、著作権情報としての二次元パターンが挿入される原画像の部分、すなわち４つの頂点によって指定される部分が別のファイルＦＤに複写され、その内容が保存された後に、ステップＳ１７で著作権情報の画像が指定された領域に複写、すなわち上書きされる。
【００７１】
ステップＳ１４〜Ｓ１７の処理がｋ＝１〜ｋ＝Ｎ／ｎまで繰り返された後、ステップＳ１８で透かし情報とその制御パラメータが別のファイルＦＣに記憶されて、処理を終了する。ここで制御パラメータとして記憶される内容は、動画像ファイルの情報としてのフレームの大きさを示すＭｘ，Ｍｙ、全フレーム数を示すＮ、透かしの画像の大きさを示すＬｘ，Ｌｙ、画像そのもののデータ、透かし挿入の平均フレーム間隔ｎ、挿入フレームの数Ｎ／ｎ、擬似乱数発生関数ＲＡＮＵ、乱数発生のシードＳ［０］，ＳＸ［０］，ＳＹ［０］、および前述のフレーム番号Ｉｋ、挿入位置（Ｘｋ，Ｙｋ）の算出アルゴリズムである。
【００７２】
動画像の著作者は、以上のようにして著作権表示を挿入した後に、画像内での著作権表示の挿入位置を記録するために一覧表の形式の記録を１つの方法として作成することができる。すなわちｋ＝１，２，・・・，ｋの全てについて、フレーム番号Ｉｋ、挿入位置（Ｘｋ，Ｙｋ）を組にして一覧表を作ることができる。より一層コンパクトな記録方法としては、制御情報、すなわち図１１のステップＳ１８で説明した制御パラメータを記録しておくことができる。
【００７３】
図１２はこのような制御情報を暗号化して動画像ファイルに添付した例の説明図である。同図において、透かし入りの動画像、全体でＮフレームに加えて、ファイルの制御テーブルの内部に透かし制御情報、すなわち図１１のステップＳ１８で説明した制御情報が全て暗号化されて格納されている。このように透かし制御情報をファイルの制御テーブルの内部に格納し、透かし入りの動画像と共に、例えばフロッピーディスクに複写して、そのままユーザ側に提供することができる。この場合透かし制御情報は暗号化されているために、暗号のキーを持つユーザがそのキーを用いて透かし制御情報の内容を知ることができ、これによって著作権情報の挿入位置を知ることができる。この時図１１のステップＳ１６で別のファイルＦＤに複写された、著作権情報が挿入される前の原画像の部分画像が暗号化されてユーザ側に提供されれば、暗号のキーを持つユーザはそれを用いて、透かしとしての著作権情報が挿入される前の原動画像を復元することもできる。
【００７４】
図１３はこのように透かし入りの動画像を透かしなしの原画像に復元する処理のフローチャートである。同図において処理が開始されると、まずステップＳ２１で原著作権者の動画像ファイル一式へのアクセスが行われる。その内容としては、透かし入り動画像ファイルＦＡ、透かし制御情報の格納されたファイルＦＣとその制御情報、すなわち図１１のステップＳ１８で説明した制御情報、および透かしで隠れた部分の原画像が退避されたファイルＦＤの内容が含まれる。
【００７５】
続いて透かし、すなわち著作権情報が挿入されたフレーム群の中での透かし入りフレームの番号を示すｋの値がステップＳ２２で１に初期化された後、ステップＳ２３〜Ｓ２６の処理が繰り返される。まずステップＳ２３で、図１０のステップＳ１４および図１１のステップＳ１５におけると同様にして、フレーム番号Ｉｋと著作権情報の挿入位置（Ｘｋ，Ｙｋ）の計算が行われる。そしてステップＳ２４で、フレームＩｋに対して退避部分画像を使って、著作権情報が挿入されていない原画像の復元が行われる。この処理では、退避ファイルＦＤに退避された部分画像が、４つの頂点によって決定される透かし挿入位置に複写される。
【００７６】
続いてステップＳ２５でｋの値がＮ／ｎに達したか否かが判定され、まだ達していない時にはステップＳ２６でｋの値がインクリメントされた後、ステップＳ２３以降の処理が繰り返される。そしてステップＳ２５でｋがＮ／ｎに達したと判定された時点で処理を終了する。
【００７７】
このように本発明では、動画像内で不定間隔のフレームに、静止画としては明瞭に目視できる透かし情報、すなわち著作権情報が挿入されるが、これを動画として見る場合には、１つのフレームの表示継続時間が十分短く、著作権情報を視覚的に認識することはできない。このようにして挿入される情報を本発明では前述のように見える透かしと呼ぶことにする。このような効果はすでに広く知られており、心理学的にも研究されている。本発明はこのような効果を著作権保護のために積極的に利用するものである。
【００７８】
なおこのような形式で挿入された情報は、視覚的には明確に認識されないにもかかわらず、視聴者の無意識化（サブリミナリ）に記憶されることが知られている。このためこの効果を広告などに用いようとすることは人権侵害とも考えられ、規制の対象ともなっている。本発明で著作権表示に限定して見える透かしを利用する場合にも、この点に配慮する必要がある。
【００７９】
図１４はサブリミナリ効果の影響を排除するための著作権表示の方法の説明図である。同図においては、見える透かしとしての著作権表示の情報が、動画像の本体としてのフレーム画像に不定間隔に挿入（黒い四角で示す）されると共に、動画像、例えば映画の初めと終わりに視聴者に明確に見えるように、例えば数秒間表示される。これによって、サブリミナリな効果によって記憶される著作権情報は、初めと終わりに明確に表示されるものと同じになるので、視聴者に悪影響を与えることを避けることができる。
【００８０】
以上において本発明の実施形態の全容を詳細に説明したが、本発明の実施形態は以上の説明に限定されることなく、様々な異なる実施形態を取ることが可能である。まず以上の説明では著作権表示の情報は図８で説明したような一種類に限られるものとしたが、著作権表示の情報を、例えば英語に日本語とのように複数用意して、著作権情報を挿入するフレーム番号の選択時と同様に、擬似乱数を用いた指定に従っていずれかの情報を選択して、フレーム画像に挿入することも可能である。
【００８１】
次に著作権表示の情報としては、図８に示したように文字だけに限らず、パターンを挿入することも可能である。このような例を図１５、および図１６に示す。図１５は著作権表示情報の一部分に、複数の著作権表示情報を選択する場合と同様に、擬似乱数による指定に従って異なるパターン（黒い四角の位置と個数による）を挿入した結果を示す。このように異なるパターンを挿入することにより、著作権表示の複雑度を高めることができる。
【００８２】
図１６は、図１５と同様に著作権表示情報の一部分として異なるパターンを挿入するものであるが、その異なるパターンは例えば表示されるフレームのフレーム番号をハッシュ関数などを用いて暗号化して、その暗号化されたパターンを挿入するものである。これによって著作権表示の情報が暗号化され、表示の複雑度が更に高められる。またこのようなパターンから逆にフレーム番号を解読可能なような暗号化を用いるようにすれば、著作権表示情報の検出や、画像の復元の場合に有効と考えられる。
【００８３】
次に著作権表示の情報を挿入するフレームについては、図６で説明したようにｎ個毎のフレーム群の中にランダムに１枚だけ選ばれるものとしたが、このように１枚のみに表示するのではなく、２枚、または３枚というように比較的少ない枚数に連続して表示することもできる。この枚数の選択は、前述と同様に擬似乱数を用いて指定することもできる。このように複数枚に連続して表示することにより、ＭＰＥＧなどの動画像圧縮方式を用いた場合に、著作権表示がノイズと見なされて前後のフレームからの内挿処理が行われることによって、ぼやけてしまう効果をできるだけ少なくすることができる。
【００８４】
著作権表示の情報の色、および濃度については、図８で説明したように一定であるものとしたが、濃度や色などを調整して著作権表示情報を挿入することもできる。すなわち挿入位置周辺の画像の色、および濃度を判定し、その判定結果に応じて著作権表示情報が目立ちすぎないように、あるいは適度に目立つように著作権表示の色や濃度を調整することもできる。
【００８５】
以上に説明した方法によって、著作権表示を見える透かしとして動画像に挿入することができる。この処理は簡単であり、パソコン上のディジタル動画像編集ツールを用いれば自動化することも容易である。
【００８６】
以上の方法により作成された著作権表示を含む動画像について、この著作権表示を検出・確認することは極めて容易に行える。すなわち、通常の動画視聴装置を用いて、駒送りモード（または非常に低速のスローモーション・モード）により表示して、フレーム画像を視認すればよい。これは、広く消費者に普及している動画視聴装置の多くで可能であり、専門家でなくても、一般の視聴者が行うことができる。なお、例えば専門家であれば、著作権表示の検証の能率を上げるために、前述の制御情報を利用することができる。すなわち制御情報の内容によって著作権表示の挿入されたフレームの番号と挿入位置を知り、挿入されたフレームを次々と表示して確認すればよい。
【００８７】
次に、以上のようにして著作権情報が挿入された動画像の盗用の検出、盗用の判定について説明する。なお、以下の説明においては正当な著作権者Ａの著作権情報が見える透かしとして挿入された動画像、例えば映画の全体ではなく、その一部のみが盗用される場合を対象とする。
【００８８】
著作権を持たない業者Ｂが、不当にこの動画像の一部を盗用して、商業的に用いているという嫌疑がある場合に、著作権者Ａが不正を摘発する方法は以下のようである。
【００８９】
最も簡単には、業者Ｂから商品として買った一般の視聴者Ｃが、動画像を途中で停止させた時に、たまたま著作権者Ａの著作権表示のあるフレームで停止し、そこにＢではなくＡの著作権表示を見つけた場合である。視聴者Ｃは、業者Ｂに問い合わせたり、著作権者Ａに連絡したりして、業者Ｂの違法行為が発覚する。
【００９０】
類似の動画であり、盗用の嫌疑がある場合には、著作権者Ａは、業者Ｂの商品の動画像を分析して、その盗用の痕跡を証明することができる。次のような証明方法がある。
(b1) 業者Ｂの商品の動画像の中に、著作権者Ａの著作権表示が残存しているフレームを摘出した。業者Ｂの正当な商品なら、Ａの著作権表示があるはずがない。
(b2) 業者Ｂの商品の動画像で、著作権者Ａが著作権表示を挿入したフレームが除去されており、その部分の前後の動きが不自然である。１フレーム分の時間的飛躍を、前後の画面の動きから証明できる。
(b3) 業者Ｂの商品の動画像で、業者Ｂの著作権表示の位置が、著作権者Ａが最初に著作権表示を入れた位置と一致、あるいは包含している。業者Ｂが著作権者Ａの著作権表示を消す目的で、そこに上書きをしたと推定される。Ｂはカモフラージュのために、Ａよりも多くのところに、Ｂの著作権表示を入れる場合があるので注意する必要がある。
(b4) 業者Ｂの商品の動画像で、著作権者Ａが最初に著作権表示を入れたフレーム、あるいは、そのフレームの著作権表示の部分が、前後のフレームからの補間処理などにより作成されていると推定され、何らかのぎこちなさがある。
【００９１】
図１７は業者Ｂによる画像盗用時のカモフラージュの例の説明図である。同図において最も左側は透かし入りの動画像であり、フレーム番号Ｉｋのフレームの右隅に、業者Ａの著作権表示が挿入されている。ケース(b1)は、業者Ｂの商品の動画像の中に業者Ａの著作権表示が残存している場合を示す。
【００９２】
ケース(b2)では、業者Ａの著作権表示が挿入されたフレームＩｋがスキップされている。
ケース(b3)では、業者Ａの著作権表示の部分に業者Ｂの著作権表示が上書きされ、業者Ａの著作権表示が消されている。
【００９３】
ケース(b4)では、フレーム番号Ｉｋの画像がその前のフレーム番号Ｉｋ−１の画像と、Ｉｋ＋１の画像から補間によって作成されている。
なおこれら４つのケースのうち、(b1)および(b2)では著作権者Ａが業者Ｂの盗用を直接に主張しても客観的な説得力があるが、(b3)、(b4)では盗用の判断はデリケートであり、公的な第三者の専門家の判断が必要になると考えられる。
【００９４】
著作権者Ａは、公的な第三者の専門家、例えば認証局に依頼して、盗用かどうかの鑑定をしてもらうことができる。その方法は基本的には、(b1)(b2)(b3)(b4)と同じである。認証局は、著作権者Ａの透かし入り原動画像と、業者Ｂの商品の動画像が同一の起源を持つものであるかどうかを、画像そのものを見て判断し、同一起源であると判断したときに、どちかが盗用であるかを判断する。著作権者Ａは、認証局への申し立てに当たって、図１１のステップＳ１８で説明した、透かしの挿入の制御情報を提出する。業者Ｂも対抗して、同様の制御情報（もしあれば）を提出することができる。次のような場合がある。
(c1) 業者Ｂの商品の動画像に、Ａの著作権表示が見つかった。Ｂの盗作が証明される。
(c2) 業者Ｂの商品の動画像で、前後のフレームの動きが不自然で、１フレーム分を除去したと判定される部分があり、それが、Ａが著作権表示を挿入したフレームと対応する。Ｂの盗作が証明される。
(c3) 業者Ｂが挿入している著作権表示が、Ａの著作権表示を必ず覆い隠すように配置されている。もし完全に一致しているなら、このままではどちらが元であるかを即断できない。一般に表示の数が少ない方が、元である可能性が高い。
【００９５】
この場合に、透かし挿入の制御情報を提出させると、判定は極めて明確になる。著作権者Ａは、著作権表示の際に擬似乱数を使ったこと、また、使った乱数のシードの値と生成のアルゴリズムを提示し、挿入位置を全部自動的に再現できる。一方業者Ｂは、このような体系的なものを提出することは不可能である。せいぜい、盗用した部分での具体的な値を一覧表の形式で提出することしかできない。なぜなら、一様乱数の発生に用いたシード値を、乱数の出力結果から推定することは、試行錯誤以外には不可能だからである。
(c4) もし、業者Ｂが著作権者Ａの著作権表示の部分を、前後の画面からの補間などの方法により、画像修正したものを商品としている場合には、判定は一層デリケートになり、(b4)と同様に画像の自然さをまず争うことになる。
【００９６】
この場合に、著作権者Ａが最も強力に業者Ｂを糾弾するには、透かし挿入の制御情報と、透かしを挿入する前の原動画像とを、認証局に提出することが必要であろう。Ｂの盗用を問題としている部分が、著作権者Ａの所有するより広い範囲の動画像の一部分であることを証明できる。すなわち、ＡとＢは同一起源と判定される動画像の一部分を持ち、Ａはより大きな部分の動画像を持っていて、その著作権の正当性が認められていれば、一部分しか持たないＢの主張は弱くなる。この場合に、共通の起源があり、分かれて流通した後にＡが著作権表示し、一方Ｂも何らかの形で正当に取得して商品化しているという場合も考えられる。
【００９７】
上記のように、盗用の判定として(a) (b1)(b2)(c1)(c2)(c3)の場合は、極めて明確であり、業者Ｂの盗用は容易に社会的に明確化される。もっともデリケートな場合は(c4)の場合であるが、業者Ｂがこのような鑑定に耐えるまでに、Ａが作成した動画像を修正することは大変な労力を要する。すなわち、Ｂは、盗用するＡの動画像の部分を、駒送りして、Ａの著作権表示を全て見つけ出し、著作権表示の部分を前後のフレームの画面から補間するなどの方法で復元し、表示の境目などでの不連続がないように補正する、といった高度な動画像処理を行う必要がある。また、このような操作をしても、動画像の起源の同一性は明確に判定できるので、業者Ｂはその入手経路を立証する必要に迫られる。もし、著作権者Ａが、動画像を作成し、見える透かしを挿入した時点で、公的な第三者、例えば、国立国会図書館、公的図書館、認証局などに、透かし入りの動画像と、機密扱いまたは暗号化した透かしの挿入の制御情報とを登録しておけば、権利関係の紛争に際して、非常に強い客観的立場を持つことができる。このとき、暗号のキーは封印して登録する。
【００９８】
このようにして、業者Ｂが動画像を盗用するための労力やカモフラージュは、その利益に見合わないものになるであろう。この意味で、本発明の見える透かしは、動画像の不正な盗用を摘発することを容易にし、それによって不正な盗用を未然に防止できるようにするものである。
【００９９】
以上のような動画像盗用に対する著作権の正当性の主張とその検証の方法について図面を用いてさらに説明する。
図１８は不正盗用業者Ｂと動画像の著作権の正当性を争う例の説明図である。この例では、業者Ｂは正当な著作権者Ａの動画像の一部だけを盗用しており、その一部に含まれる業者Ａの著作権表示を業者Ｂの著作権表示を上書きすることによって消去している。この場合、著作権者Ａは、動画像の全体を通して透かしを挿入したフレームの番号、および挿入の位置を表す制御パラメータを明らかにできるが、盗用業者Ｂは問題部分だけの透かし挿入位置を羅列的に並べることしかできず、著作権の正当性が業者Ａにあることは明らかに証明できる。
【０１００】
図１９、および図２０は不正盗用の疑いがある動画像に対する著作権の検証処理のフローチャートである。同図において処理が開始されると、まずステップＳ３０で原著作権者の動画像ファイル一式へのアクセスが行われる。ここでアクセスされるデータは、図１３のステップＳ２１で説明したものと同じであり、透かし入り動画像ファイルＦＡ、透かし制御情報の格納されたファイルＦＣとその制御情報、および透かしで隠れた部分の原画像の退避ファイルＦＤの内容である。
【０１０１】
続いてステップＳ３１で、原著作権者の透かし制御情報を使って透かし挿入位置の一覧表が作成され、その結果が記憶される。この一覧表作成時には、透かしの挿入された透かし入りフレームのフレーム番号ｋ＝１からＮ／ｎに対して、図１３のステップＳ２３におけると同様に、フレーム番号、フレーム内の透かし挿入位置の座標Ｘｋ，Ｙｋの計算が行われる。
【０１０２】
次にステップＳ３２で、盗作の容疑のある業者Ｂの動画像ファイルＦＢへのアクセスが行われ、動画像Ｂの中で盗作容疑がある部分の開始フレームＩＢが見つけられ、ステップＳ３３でこの部分に対応する原著作権者の動画像Ａの中のフレームＩＡが探され、フレームＩＢとフレームＩＡの対応関係が確認された後、図２０のステップＳ３４〜Ｓ３７の処理が繰り返される。
【０１０３】
ステップＳ３４では、フレーム番号ＩＡより大きい画像の中で、最初に透かし情報の挿入されたフレームの番号が動画像Ａの中で求められ、動画像Ａと盗作容疑のある動画像Ｂとの駒送りによって、そのフレーム番号の画像が動画像Ａと動画像Ｂとについて比較される。この比較においては、必要に応じて原著作権者側に保存されている原動画像の透かしを入れる前の部分を格納したファイルＦＤの内容も利用される。
【０１０４】
続いてステップＳ３５で画像Ａと画像Ｂの比較結果を判断し、(a) 〜(e) のいずれに属するかが判断され、その結果が記録される。(a) は画像Ｂに著作権者Ａの透かしが残存している場合であり、(b) は動画像Ｂの中で動画像Ａの問題となっているフレームがスキップされている場合である。(c) は動画像Ｂの中で、Ａの著作権表示を消去する形式で、業者Ｂの著作権表示が上書きされている場合である。(d) は、画像Ｂでは著作権者Ａの著作権表示が存在せず、その部分は透かし挿入前の著作権者Ａの原画像に近いが、不自然な部分がある場合である。(e) は画像Ｂのフレームの画像が透かし挿入前の著作権者Ａの原画像と完全に一致する場合である。
【０１０５】
ステップＳ３５における結果の記録が終了すると、ステップＳ３６で２つの動画像ＡとＢとにおいて類似した画像が続いているか否かが判定され、続いていると判定された場合には、ステップＳ３７でｋの値がインクリメントされた後に、ステップＳ３４以降の処理が繰り返される。
【０１０６】
ステップＳ３６で２つの動画像ＡとＢとで類似画像が続いていないと判定された場合には、ステップＳ３８でステップＳ３５の判断の結果に対する総合的な判断が行われる。(1) として１回でも(a) のケースがある場合には、業者Ｂによる盗作の容疑は完全であると総合的に判断される。
【０１０７】
(2) として全ての比較結果において(b) 、または(c) の結果が得られている場合には、盗作の容疑はほぼ完全と判断される。
(3) として大部分が(b) 、または(c) であり、一部の比較結果として(d) 、または(e) がある場合には、盗作の容疑はほぼ確かであると判定される。
【０１０８】
(4) として一部に(b) ，(c) ，(d) が比較結果として存在する場合には、盗作の容疑は濃厚であると判定される。
(5) として全て(e) であるとする比較結果に対しては、著作権者Ａが透かしを挿入する前の原動画像を業者Ｂが入手した、あるいは何らかの方法で透かし挿入前の画像を完全に復元したと判定される。
【０１０９】
図２１は図２０のフローチャートのステップＳ３５の判断結果に対応してステップＳ３８で行われる総合判定の結果の例を説明する図である。同図に示すように盗作の容疑のある部分の全てのフレームについて(a) の結果、または１回でも(a) の結果が得られている場合には、総合判定の結果は(1) である。全てのフレームについて(b) 、または(c) の場合は(2) 、大部分が(b) 、または(c) で一部に(d) 、または(e) がある場合は(3) 、一部に(b) ，(c) ，(d) がある場合は(4) 、全て(e) の場合は(5) と判定される。
【０１１０】
以上において透かし情報としての著作権表示の挿入について詳細に説明したが、続いて動画像へのコピー制限情報の挿入と、コピー制限コードが記録された動画像記録媒体の画像再生および録画について説明する。
【０１１１】
前述のように、このコピー制限情報の挿入はCPTWG/DHSGの提案募集に対応するものでもあり、それに対応する本発明の基本的考え方は次の(1) 〜(10)のようになる。
(1) 上記のCPTWG/DHSGによるDHS 透かしの考え方を根本的に解体して、２種の情報を用いる。すなわち、
第一は、コピー制御モードを示す情報であり、これは透かしとして扱うのではなく、ハードウェアで処理される明確な制御情報とする。
【０１１２】
第二は、著作権を表示するための情報であり、これを透かしとして動画像データの中に入れて扱う。コピー制御のためには、この透かしを検出する必要はない。
【０１１３】
この２種に分解した上で、両者を併用することが、本発明の基本的な考え方である。
(2) コピー制御モードは、CPTWG/DHSGによる３種を含み、それに限定されない。少なくとも、何回複製してもよいことを示す「any-copyモード」を追加し、４種とし、それを図２２に示す。
(3) コピー制御モードの拡張として、コピー作成の世代数による制限のしくみ、コピー作成の子供数による制限のしくみ、およびこの両者を組み合わせた制限のしくみを、導入することもできる。
(4) コピー制御モードを示す情報 (コピー制御コードと呼ぶ) は、動画像ファイル全体の制御情報領域、および、動画像のフレームあるいはフレーム群の制御情報領域に記述 (記憶) し、録画/ 再生装置などの媒体ドライブにおいては、ハードウェアによって直接的に処理させる。これによって、コピー制御モードの検出および録画時記入は確実となり、また、一般の視聴者が侵害できなくできる。
(5) 書込保護領域を持つ録画可能な媒体においては、通常のユーザによる録画／再生が可能なデータ領域と、初期にベンダが書き込み、以後はハードウェア的にのみ処理される、保護された制御データ領域とがある。この場合には、上記のコピー制御コードを、保護制御データ領域に書き込み、ユーザから保護する。
(6) 著作権を表示するための情報を透かしとして挿入するに際しては、前述の見える透かしの方式を全面的に採用して、動画像のデータ領域に挿入する。
(7) さらに、盗用防止を強化するためには、上記の見える透かしに加えて、見えにくいようにカモフラージュした透かし (すなわち、「見えない透かし」) を、任意に選んだ複数のフレームに挿入しておくこともできる。この場合に追加挿入する透かしは、処理の簡単さの点から、空間領域で書き込む形式のものが、周波数領域に変換して書き込む形式のものよりも、望ましい。
(8) 動画像のデータ領域に書き込んだ見える透かし (および、前項の追加挿入による見えない透かしをも含めて) は、盗用などの嫌疑があったときにだけ検査すればよいものである。通常の録画／再生のときや、放送・通信などの伝送処理のときには、通常の動画像データの一部として扱うだけであり、透かしの検出といった特別な処理は必要がない。この点が、CPTWG/DHSGの提案募集で示唆されているDHS 透かしと根本的に異なるところである。このように、本発明の見える透かしは、通常処理では検出の必要がないので、録画/ 再生装置は非常に簡単で、低コストのものにできる。
(9) 見える透かしは動画像のフレームのデータに直接挿入するものである。その動画像データは、アナログ形式でもよいし、ディジタル形式でもよい。また、このような見える透かし入りの動画像を、コンピュータ内部に記憶したり、パッケージ媒体に記録したり、あるいは放送・通信の形で伝送する場合に、原動画像のままでもよいし、ADまたはDA変換をしてもよいし、MPEGなどの圧縮符号化してもよいし、または/ および暗号化を行ってもよい。これらの各種の変換や符号化は、使用の目的に応じ、あるいは機器の機能に応じて、選択されるべきものである。例えば、CD-ROMなどのディジタル・パッケージに入れるには、ディジタル動画像をMPEGで圧縮して記録しておくのが、容量の節約になって便利である。
(10) 本発明におけるコピー制御コードは、既存の媒体 (ビデオテープ、CD-ROMなど) および既存の放送・通信のプロトコル (テレビ放送、インタネット通信など) における制御コード用の予備ビット領域に設定する。これにより、従来広く普及している現行方式の動画像関連の機器、媒体、プロトコル、コンテンツ、処理方式などと、新しく設定した本発明の方式を採用した動画像関連の機器、媒体、コンテンツ、処理方式とは、相互運用性を持つことができる。すなわち、
・ 本発明の新方式を持つ機器および処理方式によって作成された、媒体、プロトコル、およびコンテンツは、コピー制御コードと見える透かしを含んでいるが、それらは、従来方式による機器や処理方式にとって、従来方式の媒体、プロトコル、およびコンテンツと同様に扱うことができる。実際には、従来方式による機器や処理方式においては、コピー制御コードは記述されているが使われず (すなわち、録画要求や再生要求に対しては、any-copyモードであるかのように扱われ）、見える透かしは動画像データの一部としてそのまま (録画、表示、あるいは伝送して) 存続する。
【０１１４】
・ 従来方式を持つ機器および処理方式によって作成された、媒体、プロトコル、およびコンテンツは、コピー制御コードと見える透かしを意図的には含んでいないが、それらは、本発明の新方式を持つ機器や処理方式にとって、新方式の媒体、プロトコル、およびコンテンツと同様に扱うことができる。
【０１１５】
実際には、コピー制御コードはクリアされているのと同じであり、新方式ではany-copyモードに設定されているものとみなされる。
このような相互運用性は、本発明の新方式の導入に際して、従来方式のものとの共存を許し、新方式の機器、処理方式、媒体などが、混乱なく市場に浸透していくことを許すものである。
【０１１６】
なお、このような相互運用性が保証されるのは、コピー制御コードを予備ビット領域に設定し、CPTWG/DHSGのコピー制御モードに欠落しているany-copyモードを追加し、さらにそれをビットクリアのコードに設定したからであることに注意されたい。CPTWG/DHSGが想定している 3種のコピー制御モードだけでは、このような相互運用性は保証されず、新方式の機器と処理方式は、従来方式の媒体、プロトコル、およびコンテンツを受け付けないであろう。また、従来方式の機器と処理方式は、新方式の媒体、プロトコル、およびコンテンツを受け付けないであろう。
【０１１７】
以上の(1) 〜(10)のように本発明ではコピー制御情報と透かし情報とが明確に区別されて使用される。これら２種の情報はそれぞれ独立に設定・処理・利用される。これによって本発明は次の(a) 〜(h) の特徴を持つことになる。
(a) 本発明の最大の特徴は、上記のように、２種の情報を区別して併用することにより、一つはコピーの許容／拒否という制御の作用を持ち、もう一つが、著作権情報を動画像の中で隠されたまま保持して検証の作用を持つことであり、両者の作用を掛け合わせたものが、本発明の特徴となることである。これが、前述のCPTWG/DHSGが示唆している「DHS 透かし」と本質的に異なる特徴を与えている。
(b) 図２２に示す４種のコピー制御モードを実現し、録画要求または再生表示要求に対して、図２２に示す仕様により、録画許可／禁止または再生許可を与える。
【０１１８】
特に、one-copyモードに対しては, 子供 (複製) を作ることができるが、作られた子供はno-more-copyモードに設定されるので、孫の複製を作ることができない。no-more-copyモードおよびnever-copyモードでは、再生表示を許すが、録画を拒否し、不当に多数のコピーが作られないようにしている。
(c) コピー制御モードとして、any-copyモードを追加し、本発明の新方式における正式のモードの一つとした。これは、新方式の機器や処理方法においても、コピー制限をしないモードであり, 従来のビデオ機器において録画拒否をしなかったことと同等のものである。このモードを正規に認めたことの作用は、新方式と従来方式の相互運用性を実現したことである。従来方式の動画像パッケージやコンテンツが多量にあり、従来方式のビデオ機器が家庭にもオフィスにも広範に普及し、また、従来方式の放送と通信が世界中で行われている状況において、新方式が混乱なく浸透普及し、徐々にではあっても確実に方式の世代交替を行うしくみを提供するものである。
(d) 原動画像の著作権者は、その顧客 (ユーザ, 視聴者など) に対してコピーを許すかどうかを決定して、その意思をコピー制御モードの形で、その動画像の媒体あるいは放送・通信のデータストリーム中に指定することができる。その意思は、本発明の新方式を用いる機器によって尊重される。
(e) コピー制御モードの拡張として、子供の数に一定限度を設けること、あるいは／および、子孫の世代番号に一定限度を設けること、が可能になる。これらは、原著作権者が設定し、それを明示して販売／流通することができる。
(f) コピー制御コードを、透かしでなく、明示的な制御情報とし、それをハードウェアで直接扱うことの作用として、制御情報を確実に検出でき、また、ユーザによる不当な操作を排除することができる。とくに, 媒体中の記憶保護領域にこの制御情報を書き込むことにより、ユーザが抹消・操作することはできず、著作権者の権利が擁護される。
(g) ビデオテープ、放送、通信などにおいて、動画像のフレームごとにあるいは複数フレームごとにコピー制御コードを設定しているので、これらの走行／放送／通信中に常時コピー制御コードが検出され、途中のどんな時点から録画を開始した場合であっても、速やかに(1秒以内に) コピー制御モードを判定して、録画の許可あるいは拒否の処置が取られる。この場合に、透かしの検出とは異なり、検出のミスは極めて少ない。
(h) 当然のことであるが、このコピー制御コードは、動画像の再生表示の際に画像に歪みなどの影響を与えることはなく、視聴者に違和感を与えることはない。
【０１１９】
次に前述の見える透かしの挿入についてはCPTWG/DHSGの提案募集に関連して、次(i) 〜(k) の特徴がある。
(i) 透かしを動画像のデータ中に挿入しているが、コピー制御などの目的で、録画や再生の途中で常時検出する必要がない。この点がCPTWG/DHSGのDHS 透かしと本質的に異なる。この結果として、録画装置や放送・通信の受信装置の処理が極めて簡単になり、高速の動画像伝送などを問題なく実現できる。
(j) 見える透かしは、動画像データの一部として挿入されており、その適用可能範囲は動画像の利用の全ての形態にわたり、また、放送・通信などの伝送および通常のビデオ処理 (録画／再生、AD/DA 変換、圧縮／解凍、暗号化／復号化など) において、処理性能を全く落とさず、また、透かしそのものは頑健である。
(k) 見える透かしは、駒送りまたは低速表示を行えば、容易に且つ明瞭に目視することができる。著作権表示を明瞭な形で挿入しておけば、視聴者にもすぐに分かる。DHS 透かしと異なり、常時検出する必要はなく、著作権の所在を検証したい場合にだけ、このような方法で確認すればよい。
【０１２０】
以上に述べた本発明の特徴を実現するための実施形態について以下に図面を用いて説明する。図２３は透かし情報とコピー制限情報の挿入装置の基本的な動作の説明図である。同図において、原動画像内に対して、透かし挿入装置５１により、透かし情報が前述のように、またコピー制限情報が制御（データ格納）領域に挿入され、挿入後の動画像はMPEGエンコーダ５２によってデータ圧縮され、動画像記録媒体が作成される。その媒体のデータ領域には透かし入り動画像５３、制御領域にはコピー制限コード５４が記録されている。
【０１２１】
図２４は動画像記録媒体の録画または再生の要求に対する本発明の録画・再生装置の動作説明図である。同図において録画、再生の要求に対応して動画像記録媒体がドライブ装置５５に与えられる。動画像の再生要求に対してはMPEGデコーダ５６によってデータ圧縮の解凍が行われ、再生が許可される場合には表示装置５７により透かし入り動画像の表示５９が行われる。録画要求に対しては、ドライブ装置５５によってコピー制限コードの内容が判定され、録画が許可されている場合には録画装置５８により透かし入り動画像６１とコピー制限コード６２とが記録された録画新盤が作成される。
【０１２２】
図２５はコピー制限情報と透かし情報とを併用した著作権保護方式の説明図である。同図上段は動画像の原著作権者による動画像データの作成過程を示す。図２３と類似しているが、ここでは透かし情報とコピー制御情報との扱いが基本的に分離独立していることを示すために、まず原動画像５０に対して透かし情報を用いて透かし挿入６５が行われて透かし入り動画像６６が作成された後に、コピー制御情報を用いて制御指定６７が行われ、制御情報つき動画像データが作成される。
【０１２３】
すなわち、原著作権者は、動画像を作成した後に、その著作権などを表示するための透かしを入れることができる。この透かし挿入は、前述の見える透かしの方式とするのがよい。その後、原著作権者あるいは発信者は、コピー制御情報を制御データ領域に指定する。この制御データ領域は、少なくとも 2種あって、一つは動画像情報全体 (一つのコンテンツ) を一括して規定する領域であり、もう一つは、動画像のフレームごとあるいは、フレーム群ごとに規定している領域である。特に後者は、テープ形式の記録媒体や、放送・通信などのリアルタイム伝送などで、動画像データが線形に処理される場合に対して、制御情報として付加しておくことが重要である。このようにして、制御情報つきの透かし入り動画像データが得られる。
【０１２４】
図２５の中段は作成された動画像の各種の流通形態を示す。その形態はパッケージ流通７０，７１、放送伝播７２，７３、通信伝送７４，７５、コンピュータによる転送複写７６，７７の４つの形式である。
【０１２５】
図２５に示した第一の形態は、パッケージ型媒体に格納して、物として流通させることである。アナログのビデオテープ、ディジタルのCD-ROM, MOD ディスク, DVD, ディジタルビデオテープなど、いろいろな形式のものがあるから、それぞれのフォーマットに合わせて、パッケージ媒体に書き込まれる。また、この際に, DA変換や、MPEGなどによるデータ圧縮、暗号化などを行う場合が多い。物として流通された後、このパッケージ媒体が、その読み出し機能を備えた機器 (VTR, CD-ROM プレーヤなど) に掛けられ、暗号の復号化、圧縮解凍などの必要な過程を経た後に、機器内でリアルタイムに動画像データが復元され、下段の処理過程に渡される。
【０１２６】
図２５の第二の形態は、放送により流通することである。地上波放送、ケーブルテレビ、衛星放送などがあり、また, アナログ放送とディジタル放送の別がある。放送局が、この動画像データと付属する制御データを、 (必要なら、データ圧縮や暗号化をした上で) 適切なフォーマットに組み込んで送信する。この放送を受けた受信機は、暗号の復号化、データの解凍など必要な処理をした上で動画像データをリアルタイムに受け取る。
【０１２７】
図２５の第三の形態は、通信により流通する場合である。ビデオオンデマンド、テレビ会議、ネットワークゲーム、インタネット情報検索、電子メール添付など新しい形態のものが多くあり、通信ネットワークにも有線／無線／移動体など多くの場合があり、通信のプロトコルにも多くの種類がある。送信者は、データ圧縮や暗号化の処理をすることができ、それぞれの通信方式で規定されているフォーマットに従って、制御情報つきの動画像データを、送信する。受信した側では、 (暗号の復号化、データの解凍など必要な処理をした上で) 動画像データをリアルタイムに受け取る。
【０１２８】
図２５の第四の形態は、コンピュータに記憶し、それをデータファイルとして、転送したり複写したりして、流通する場合である。この形態にもいろいろな場合があり、同一のパソコン内でバックアップとして複写する場合、LAN 内で別ユーザに転送複写する場合、より広域のコンピュータネットワークで転送複写する場合などがあるだろう。この場合には、データファイル内に作られた任意のフォーマットで、転送・複写されるのが普通であろう。ただし、動画像編集ツールを装備しているエキスパートのコンピュータユーザにとっては、動画像データやコピー制御情報を操作できる状況にある。
【０１２９】
図２５の下段は、以上のような種々の流通形態に対応した動画像データの録画、再生の処理を示す。図２４と類似しているが、ドライブ装置５５から録画装置５８の代わりに、流通形態に対応した読出し／受信装置８０、表示装置８１、および録画装置８２を備えている。流通形態に対応して復元されたデータは透かし入り動画像６８とコピー制御情報６９から構成されており、読出し／受信装置８０により処理される。
【０１３０】
動画像読み出し／受信装置８０は、再生表示装置８１または／および録画 (記憶) 装置８２を備えているのが普通であり、ユーザから、表示要求または／および録画要求が指示される。本発明の方式の特徴は、これらの要求に対して、実際に出力 (録画または／および表示) をするかどうかを、読み出し／受信したデータ中のコピー制御情報が制御して、出力を許容または禁止することにある。特に、本発明の方式を備えた読み出し／受信装置８０においては、このコピー制御情報をハードウエアで処理するために、ユーザが恣意的に変更できないことである。また、コピー制御情報は、動画像の読み出し／受信装置８０において、各フレームごとあるいはフレーム群ごとにも検出されるので、パッケージ媒体 (特にビデオテープ) を途中から読みだしたり、放送・通信を途中から受信したような場合でも、この出力の制御を直ちに行うことができる。
【０１３１】
下段の右に示すように、表示 (再生) 要求が許可された場合に表示されるのは、透かし情報 (特に、見える透かし) が入ったままの動画像である。動画像読み出し／受信装置８０は、透かし情報に関しては、一切特別な処理をしない。透かし情報を検出することはしない。透かし情報が入っていても、いなくても、関知せずに、通常の動画像表示をする。また、見える透かしは、視聴者にとって、全く違和感が感じられないものである。
【０１３２】
録画 (記録) が許可されて作られた複製は、データ領域の動画像データ中に、もとと同じ透かし情報 (特に、見える透かし) が挿入されている。また、制御データ領域には、本発明の方式の仕様に従って、子供コピーに対するコピー制御情報が、ハードウェア的に書き込まれる。特に、one-copyモードで受け取ったものの子供コピーには、no-more-copyモードが書き込まれる。
【０１３３】
ここで作られた複製がどのような形態のものであるかは、使用される動画像読み出し／受信装置８０に依存する。最も普通の場合は、視聴者用のパッケージ媒体として出力される場合である。ビデオテープを複製したり、放送番組を受信してMOディスクやDVD に録画する場合である。このときには、この出力媒体は、図２５中段左側の、パッケージ媒体の流通過程に戻っていくことができる。より高度な利用においては、パソコンなどのコンピュータファイルとして記憶される場合があろう。このときには、下段で得られた出力の動画像記録は、上段右の制御情報つき動画像データとして、新たな流通経路に加わる可能性がある。このようにして、本発明の方式は、パッケージ媒体、放送、通信、コンピュータ転送などの、任意の流通経路や処理経路を相互に垣根なく経由することができる。
【０１３４】
また、従来の方式は、本発明の方式で、コピー制御情報が (付加されずに) ゼロクリアされているものとみなされ、読み出し／受信装置８０にはコピー制御情報を処理してユーザの要求を禁止する機能がなく (その結果、すべて許容し）、また、透かし情報が実際には入っていないものである。これらのことは、図２５の全体の運用で、従来方式と本発明の新方式とが混ざって使用されていても、障害になる部分がどこにもないことを示している。従来、ハードウエア的にコピーを制限することはほとんど行われていなかった (すなわち、本発明の図２２のany-copyモードに対応する) 。そこで、CPTWG/DHSGの仕様 (図３３）あるいは本発明の仕様 (図２２）のようにコピー制御モードを導入して、著作権者の保護を図ろうとする場合にも、広範な従来システムと両立しつつ浸透していくためには、CPTWG/DHSGの仕様では障害があり、本発明の仕様（図２２）が必須であることが分かる。
【０１３５】
図２６は図２２のコピー制御モードを実現するためのコピー制御コードの例である。同図では２ビットのコードにより４つのコピー制御モードが表現されている。例えばone-copyモードでは原盤に対するコードは録画許可を示す“01”であるが、複製盤としての子供に対してはそのコードとして録画拒否を示す“10”が設定される。
【０１３６】
なお、本実施例の２ビットの表現において、any-copyモードを00で表現することは、従来方式がコピー制限をしていなかったことと両立させるために、重要なことである。他の３モードに関しては、本実施例の選択が自然であるが、必然性は少ない。
【０１３７】
また、別の実施例として、コピー制御モードを３ビットで表現してもかまわない。この場合にも、any-copyモードは000 とコード化するのが本発明の趣旨である。
【０１３８】
コピー制御コードをはじめ、動画像データの主要制御情報や著作権表示などは、一般ユーザが抹消できない場所に格納されていることが望ましい。パッケージ媒体の中には、例えば、MOディスクやDVD などで、一般のデータ領域と区別して、特別にハードウエア的に保護されたデータ領域を持つものがある。この場合には、コピー制御コードや原著作者の著作権表示などを、この特別に保護された領域に書き込むのがよい。
【０１３９】
図２７はコピー制御コードの読出し／受信装置における取扱いを説明するための読出し／受信装置の構成ブロック図である。同図において読出し／受信装置８３は動画像データを読み出すデータ読出し部８４、読み出されたデータを表示する再生表示部８５、コピー制御コードを読み出す制御コード読出し部８６、録画が許可されているときコピー動画像データを作成する録画記録部８７および子供に対して設定される制御コードを書き出す制御コード書出し部８８から構成されている。
【０１４０】
次にコピー制御コードの動画像データ全体の中での格納形式について説明する。一般に動画像データは膨大な情報量を持つ。静的に格納されている場合にも、媒体によって、任意の画像フレームを見るのと同時に全体の制御情報を見ることができる場合（例えば、コンピュータ内のRAM メモリ、MOディスク、DVD など) と、任意の画像フレームを見ているときには、全体の制御情報 (例えば、巻頭にある制御情報) を見れない場合 (たとえば、ビデオテープ、ディジタルビデオテープなど) とがある。また、動画像データをリアルタイムで送信している場合、例えば放送、通信、あるいはDVD からの再生中には、短時間の間では、本質的に動画像フレームの少数部分しか送信されていず、全体を制御する情報は (例え、送信の先頭部分で送信したとしても）見えない。
【０１４１】
そこで、特にテープ型の媒体での格納や放送、通信における送信に際して、継続的に (どの局所格納場所を取っても、あるいはどの送信時間においても) コピー制御コードなどの重要な制御データを含んでいるようにすることが重要である。これらの媒体のフォーマットや送信時のフォーマット (プロトコル) には、通常、各フレームごとにあるいは各フレームを幾つかに分割した部分ごとに、あるいは、数〜数十フレームごとに、制御データを記述する部分 (ヘッダ部と呼ぶ) が設けられている。そこで、コピー制御コードも、このような制御データの一部として設定しておくのがよい。
【０１４２】
図２８はコピー制御情報の埋め込みを説明するためのMPEG１及びMPEG２のビデオフォーマットの説明図である。ここで、ランダムアクセスの単位となるフレーム群の最小単位がGOP であり、GOP の先頭にはシーケンスの先頭からの時間の情報などが入っている。SHにもGOP にも、将来の拡張のためのデータ領域 (Sequence Extension Data, Group Extension Data)が準備されている。そこで、これらの領域に本発明のコピー制御コードを設定することができる。
【０１４３】
続いてコピー制御モードの拡張について説明する。コピー制御モードを拡張して、子供世代の複製の数(LC)を制限すること、および／または子孫の世代数(LG)を制限することも可能である。この観点から言えば、図２２の仕様において、one-copyモードは、子供数制限はなし (無限大) で世代制限が1 の場合、no-more-copyとnever-copyは、子供数制限0 で世代数制限0 の場合に相当する。従来のコピー制限がない場合(any-copy モード) は、子供数制限が無限大で世代制限が無限大に対応する。
【０１４４】
子供数の制限LCと世代数の制限LGを両方含んだコピー制御モードを設定する実施例はつぎのようである。まず、制御モードを示すつぎの 3ビットを用意する。
・CCC0 0/1 結論として、現在、複製が許される(0) か、許されないか(1)
・CCC1 0/1 子供数制限がない (無限大)(0)か、あるか (1)
・CCC2 0/1 世代数制限がない (無限大)(0)か、あるか (1)
また、適当な大きさの整数領域を 2個用意し、子供制限数LCと世代制限数LGとをセットする。
【０１４５】
モードの設定は、上記の 3ビットで示すと、any-copy＝000, one-copy ＝001, no-more-copy ＝101, never-copy ＝111 である。また、子供数制限だけのときは010, 世代数制限だけのときは001, 両方の制限があるときは011 とセットしてスタートする。
【０１４６】
図２９は録画要求に対応して拡張されたコピー制御モードを用いて行われる処理のフローチャートである。同図において子供（複製盤）に対して設定される制御コードの後には“＃”がつけられている。
【０１４７】
図２９において処理が開始されるとステップＳ５０で録画要求が受け付けられ、ステップＳ５１でコピーが許されるか否かを示すCCC0の値が判定され、その値が“１”であればステップＳ５２で録画が拒否されて処理を終了する。
【０１４８】
コピーが許される場合にはステップＳ５３で子供に対する３ビットの内容が親すなわち原盤に対するものと同じに設定された後に、ステップＳ５４でコピーの数に制限があるか否かを示すCCC1の値が判定される。CCC1が“１”であればステップＳ５５で子供に対するコピー制限数ＬＣ＃が親に対する値から“１”だけ減らされ、ステップＳ５６でＬＣ＃が０になったか否かが判定される。０になったときにはステップＳ５７で子供に対するCCC0の値がコピー禁止を示す“１”に設定され、ステップＳ５８の処理に移行する。Ｓ５４でCCC1が“１”でないとき、Ｓ５６でＬＣ＃が０でないときにもＳ５８の処理に移行する。
【０１４９】
ステップＳ５８〜Ｓ６１では世代数に関してＳ５４〜Ｓ５７と類似した処理が行われ、子供に対する世代制限数ＬＧ＃が親に対する値から“１”だけ減じられ、最後にステップＳ６２で録画すなわちコピーが行われ、子供に対するコピー制御コードがリセットされて処理を終了する。次にステップＳ６３〜Ｓ６８は、録画終了後、親に対するコピー制限数ＬＣを“１”だけ減じていき、親が子供（コピー）をつくれなくなったかを見るもので、ステップＳ６８で親のコピー制御コードをリセットする。
【０１５０】
なお、ステップＳ５５でＬＣを“１”減じなくてもよい。さらに、著作権者が親を作成したときに設定される子供数の制限をＬＣ０として格納しておき、ステップＳ５５でＬＣ＃にＬＣ０を代入してもよい。このときステップＳ５６，Ｓ５７は不要となりステップＳ５８の処理に進む。
【０１５１】
図３０は、例えばMOディスク、ＤＶＤ、ディジタルビデオテープなどのパッケージ媒体の原作者による作成、その流通、視聴者による再生・録画過程の説明図である。図２５を書き換えたような形式であるので詳細な説明は省略するが、図３０において、パッケージ媒体への格納の前にＳ７３でMPEGによるデータ圧縮が行われている。再生表示のときには、Ｓ７７でMPEGで解凍されてから表示される。これに対して、録画複製要求の場合には、MPEGでの処理を経ずに複製されている。録画複製に先立って、Ｓ８１でコピー制御コードがチェックされ、録画が拒否される場合があることは、いままで述べてきたとおりである。また、このようにして録画複製されたパッケージ媒体は、消費者の中で友人などに渡され、流通していくことになる。
【０１５２】
最後に本発明の透かしおよびコピー制限情報の挿入装置を実現するコンピュータシステムの構成と、そのようなコンピュータシステムにおける透かしおよびコピー制限情報挿入のためのプログラムの記憶媒体からのローディングについて、図３１および図３２を用いて説明する。
【０１５３】
図３１は見える透かしおよびコピー制限情報の挿入装置を実現するためのコンピュータシステムの構成ブロック図である。同図においてコンピュータシステムは、全体を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）２１、透かしおよびコピー制限情報の挿入された動画像、および透かし挿入フレーム番号選択と透かし情報挿入位置決定の制御情報などを格納するメモリ２２、透かし情報およびコピー制限情報挿入のプログラムなどが、ＣＰＵ２１による実行のために一時的に格納される主記憶２３、動画像データなどの入出力のための入出力装置２４、例えばネットワークを介して入出力される動画像データなどを送受信するための通信制御装置２５から構成されている。
【０１５４】
図３２は透かし情報およびコピー制限情報挿入のためのプログラムのコンピュータへのローディングの説明図である。同図においてコンピュータ３０は本体３１とメモリ３２とから構成されており、本体３１に対しては可搬型記憶媒体３４からプログラムなどをロードすることも、またプログラム提供者側からネットワーク３３を介してプログラムなどをロードすることも可能である。
【０１５５】
本発明の特許請求の範囲の請求項１３に記載されているプログラムや、図１０、図１１，図２９などのフローチャートに示されているプログラムは、例えば図３２におけるメモリ３２に格納され、そのプログラムが本体３１によって実行される。ここでメモリ３２としては、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、またはハードディスクなどが用いられる。
【０１５６】
また透かし情報およびコピー制限情報を挿入したり、あるいは透かし情報挿入前の原画像を復元する処理を行うためのプログラムなどは、可搬型記憶媒体３４に記憶され、コンピュータ３０にそのプログラムをロードすることによって透かし挿入などを行うことも可能である。この可搬型記憶媒体３４としてはメモリカード、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクトディスクリードオンリメモリ）、光ディスク、光磁気ディスクなど市販され、流通可能な任意の記憶媒体を用いることができる。更に透かし情報およびコピー制限情報を挿入するためのプログラムなどが、プログラム提供者側からネットワーク３３を介してコンピュータ３０側に送られて、そのプログラムがロードされることによって透かし情報などの挿入を行うことも可能である。
【０１５７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、 (端的にはCPTWG/DHSGが設定したような) 動画像の著作権の保護のための、新しい方式を提出したものである。この方式は、動画像の利用の極めて広い範囲で適用可能である。すなわち、パッケージ媒体による流通、放送・通信・コンピュータ転送などでの伝送の全ての形態において、動画像データの作成、格納と発信、受信、再生／表示、録画／複製において使うことができる。具体的には、つぎのような効果が挙げられる。
(a) 著作権の保護のための方式として、コピー制御モードを用いたコピーそのものの制限方式と、透かし入り動画像データによる著作権表示の抹消防止の方式とを併用し、両者による相乗効果を実現した。
(b) コピー制御モードによる保護では、one-copyモード、no-more-copyモード、never-copyモードの仕様を実現しただけでなく、any-copyモードをも同時に実現した。
さらに、コピー制御において、子供数制限および／または世代数制限のモードをも実現した。この効果として、原著作権者は、その動画像作品に対して適切なコピー制限を設定することができる。また、一般にコピー制限は、原著作権者の権利だけでなく、それを購入／取得した消費者の権利をも考慮すべきであり、本発明のような多様な (かつ、余裕のある) コピー制限のしかたは、コピー制限を社会的な調整に委ねる道をひらくものである。
(c) コピー制御コードを、特に保護されたデータ領域に記述し、また、読み出し／受信装置においてハードウエア的に扱うために、ユーザによる恣意的な操作から保護する効果がある。
(d) テープ型媒体の読み出しにおいても、放送・通信などのリアルタイム伝送においても、コピー制御コードを常時継続的に検出できるので、コピー制限をいつでも短時間(1秒以内) で、また、誤りなく判断できる。
(e) 本発明のコピー制御の方式は、従来の方式をany-copyモードとして含んでいるので、従来方式と完全に相互運用性がある。このことは、本発明の新方式を採用した機器、媒体、放送・通信方式などが、従来方式の全体システムの中でトラブルなく利用・運用できることを保証している。このことは、著作権保護の新方式が、社会に混乱なく浸透していく基盤を与えており、本発明の大きな効果である。
(f) 動画像データに著作権表示などの情報を透かしの形式、特に、見える透かしの形式で挿入することにより、原動画像の品質を損なわず、視聴者に違和感を与えずに、著作権表示を動画像データのいたる所に、静止画としては明瞭に目視できる形で保持しておくことができる。
(g) 見える透かしは、不定間隔に選んだフレーム内のランダムな位置に挿入されており、一般ユーザはこの存在に気づかず、また、気づいてもこれを除去することはできない。見える透かしを痕跡なく除去し、原動画像に近いものを得ることは極めて困難であり、不正に盗用しようとする業者にとっても割りに合わない仕事になる。このため、見える透かしの原著作権者の表示は、相当程度安全に保持される効果がある。
(h) 本発明では、見える透かし情報を、コピー制限の目的には用いないので、一般視聴者の録画装置においてこれを検出する必要がない。また、動画像処理の全ての段階で、見える透かしは単なる動画像データの一部として処理される。この結果、見える透かしが動画像処理のアルゴリズムやその性能に一切の悪影響を与えることがない。また、見える透かしは、さまざまの画像処理に対して劣化することが少なく、著作権表示が永く持続できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成ブロック図（その１）である。
【図２】本発明の原理構成ブロック図（その２）である。
【図３】本発明の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置の基本的な動作を説明する図である。
【図４】本発明における透かし挿入処理の基本的なフローチャートである。
【図５】図３におけるフレーム番号決定方法を説明する図である。
【図６】図４の方法で決定された著作権情報挿入フレームの決定結果の例を示す図である。
【図７】著作権情報の挿入位置の決定方法を説明する図である。
【図８】著作権情報の具体例を示す図である。
【図９】１つのフレームの著作権情報の挿入を説明する図である。
【図１０】見える透かしの挿入処理の詳細フローチャートである。
【図１１】見える透かしの挿入処理の詳細フローチャート（図１０の続き）である。
【図１２】制御情報が暗号化されて添付された動画像ファイルを示す図である。
【図１３】透かし入りの動画像を透かしなしの原画像に復元する処理のフローチャートである。
【図１４】サブリミナリ効果の影響を排除するための著作権表示方法を説明する図である。
【図１５】著作権表示の一部として異なるパターンを挿入した例を示す図である。
【図１６】著作権表示の一部としてフレーム番号を暗号化したパターンを挿入した例を示す図である。
【図１７】動画像盗用時のカモフラージュの例を説明する図である。
【図１８】動画像不正盗用業者と著作権の正当性を争う方法を説明する図である。
【図１９】不正盗用の疑いがある動画像に対する著作権検証処理のフローチャートである。
【図２０】不正盗用の疑いがある動画像に対する著作権検証処理のフローチャート（図１９の続き）である。
【図２１】動画像盗用総合判定の判定例を説明する図である。
【図２２】本発明における４種のコピー制御モードを示す図である。
【図２３】透かし情報とコピー制限情報の挿入装置の基本的な動作を説明する図である。
【図２４】記録媒体の録画または再生要求に対する動画像録画・再生装置の動作を説明する図である。
【図２５】コピー制限情報と透かし情報を併用した著作権保護方式を説明する図である。
【図２６】本発明のコピー制御モードを実現するためのコピー制御コードの例を示す図である。
【図２７】読出し／受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２８】ＭＰＥＧビデオフォーマットを示す図である。
【図２９】拡張されたコピー制御モードを用いて行われる処理のフローチャートである。
【図３０】パッケージ媒体の作成，流通，再生・録画の過程を説明する図である。
【図３１】本発明の透かし挿入装置を実現するコンピュータシステムの構成を示すブロック図である。
【図３２】透かし挿入のためのプログラムのコンピュータへのローディングを説明する図である。
【図３３】 CPTWG/DHSGによるコピー制御モードの仕様を示す図である。
【符号の説明】
１ フレーム選択手段
２ 透かし情報挿入手段
１０ 透かし挿入装置
１１ 原動画像
１２ 透かし情報
１３ 透かし入り動画像
Claims (20)
- 透かし情報を複数のフレームから成る動画像に挿入する装置において、
該複数のフレームのうちの一部のフレームに透かし情報を挿入した時に、該透かし情報を動画像としては視認できないような不定間隔で、該透かし情報を挿入すべきフレームを該複数のフレームのうちから選択するフレーム選択手段と、
該選択されたフレームに、静止時には視認可能な見える透かし情報を挿入して透かし入りフレームを作成する透かし情報挿入手段とを備えることを特徴とする動画像を対象にした見える透かしの挿入装置。 - 前記フレーム選択手段が、前記選択するフレームの番号を、制御された条件の基でランダムに設定することを特徴とする請求項１記載の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置。
- 前記透かし情報挿入手段が、前記選択されたフレーム上での前記透かし情報の挿入位置を制御された条件の基でランダムに決定することを特徴とする請求項１記載の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置。
- 前記挿入装置において、前記選択するフレームの番号、または／およびフレーム上での前記透かし情報の挿入位置を暗号化した情報を、前記透かし情報が挿入された動画像と共に記憶する動画像記憶手段を更に備えることを特徴とする請求項２、または３記載の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置。
- 前記挿入装置において、前記フレーム番号をランダムに選択するための制御された条件、または／およびフレーム上での透かし情報の挿入位置をランダムに決定するための制御された条件を暗号化した情報を、前記透かし情報が挿入された動画像と共に記憶する動画像記憶手段を更に備えることを特徴とする請求項２、または３記載の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置。
- 前記透かし情報挿入手段が、あらかじめ複数種類用意された透かし情報を選択して、該選択された透かし情報を挿入することを特徴とする請求項１記載の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置。
- 前記透かし情報挿入手段が、前記透かし情報に加えて、あらかじめ用意された複数種類のパターンのいずれかを選択し、該選択されたパターンを挿入することを特徴とする請求項１記載の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置。
- 前記透かし情報挿入手段が、前記透かし情報に加えて、前記フレーム選択手段によって選択されたフレームの番号に対応するパターンを挿入することを特徴とする請求項１記載の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置。
- 前記フレーム選択手段が、前記フレームの選択時に、連続したフレームのうちで前と後のフレームを含まない１枚ずつのみの形式、または連続する２枚以上の少数枚の形式で、前記不定間隔でフレームを選択することを特徴とする請求項１記載の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置。
- 前記透かし情報挿入手段が、前記透かし情報の挿入時に、前記選択されたフレーム上で該透かし情報が挿入される位置の周辺の画像の色および濃度を判定し、該判定結果に対応して色および濃度を調整した透かし情報を挿入することを特徴とする請求項１記載の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置。
- 前記挿入装置において、前記透かし情報挿入手段による透かし情報の挿入によって前記選択されたフレーム上で該透かし情報によって隠される部分画像を、該部分画像を含む完全な原画像の復元に備えて記憶する部分画像記憶手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の動画像を対象にした見える透かしの挿入装置。
- 透かし情報を複数のフレームから成る動画像に挿入する方法において、
該複数のフレームのうちの一部のフレームに透かし情報を挿入した時に、該透かし情報を動画像としては視認できないような不定間隔で該透かし情報を挿入すべきフレームを該複数のフレームのうちから選択し、
該選択されたフレームに、静止時には視認可能な見える透かし情報を挿入して透かし入りフレームを作成することを特徴とする動画像を対象にした見える透かしの挿入方法。 - 透かし情報を複数のフレームから成る動画像に挿入するために、
該複数のフレームのうちの一部のフレームに透かし情報を挿入した時に、該透かし情報を動画像としては視認できないような不定間隔で該透かし情報を挿入すべきフレームを該複数のフレームのうちから選択させる機能と、
該選択されたフレームに、静止時には視認可能な見える透かし情報を挿入して透かし入りフレームを作成させる機能とを計算機に実行させるためのプログラムを格納した計算機読出し可能記憶媒体。 - 複数のフレームから成る動画像を記録した記録媒体であって、
該複数のフレームのうちの一部のフレームに透かし情報を挿入した時に、該透かし情報を動画像としては視認できないような不定間隔で該複数のフレームのうちから選択されたフレームに、静止時には視認可能な見える透かし情報が挿入された透かし入りフレームを含んだ動画像を記録した動画像記憶媒体。 - コピーの制限条件を示すコピー制限情報と透かし情報とを複数のフレームから成る動画像に挿入する装置において、
該複数のフレームのうちの一部のフレームに透かし情報を挿入した時に、該透かし情報を動画像としては視認できないような不定間隔で、該透かし情報を挿入すべきフレームを該複数のフレームのうちから選択するフレーム選択手段と、
該選択されたフレームに、静止時には視認可能な見える透かし情報を挿入して透かし入りフレームを作成する透かし情報挿入手段と、
該複数のフレームに対して制御データが記録される領域にコピー制限情報を挿入するコピー制限情報挿入手段とを備えることを特徴とするコピー制限情報と見える透かしの挿入装置。 - コピー制御情報を透かし情報と独立にハードウェアで検出可能とすることを特徴とする請求項１５記載のコピー制限情報と見える透かしの挿入装置。
- 前記コピー制限情報が録画を何回でも許可するモード、録画を１回だけ許可するモード、それ以上の録画を拒否するモード、または録画を全面的に拒否するモードのいずれかを示す情報であることを特徴とする請求項１５記載のコピー制限情報と見える透かしの挿入装置。
- 録画を何回も許可するモードを設けることにより録画制限のない装置にも適用可能な請求項１７記載のコピー制限情報と見える透かしの挿入装置。
- 複数のフレームから成る動画像を記録した記録媒体であって、
該複数のフレームのうちの一部のフレームに透かし情報を挿入した時に、該透かし情報を動画像としては視認できないような不定間隔で該複数のフレームのうちから選択されたフレームに、静止時には視認可能な見える透かしが挿入された透かし入りフレームが含まれるとともに、
該複数のフレームに対して制御データが記録される領域にコピーの制限条件を示すコピー制限情報が挿入された動画像を記録した動画像記録媒体。 - 複数のフレームから成る動画像の録画・再生装置において、
該複数のフレームのうちの一部のフレームに透かし情報を挿入した時に、該透かし情報を動画像としては視認できないような不定間隔で該複数のフレームのうちから選択されたフレームに、静止時には視認可能な見える透かしを挿入して透かし入りフレームが作成されるとともに、該複数のフレーム内で制御データが記録される領域にコピーの制限条件を示すコピー制限情報が挿入された動画像の録画要求に対して、該コピー制限情報の内容に応じて録画の実行または拒否を行う録画実行／拒否手段を備えることを特徴とする動画像録画・再生装置。
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