JP4705297B2

JP4705297B2 - 予備情報埋込方法及びシステム並びに復号方法及びシステム

Info

Publication number: JP4705297B2
Application number: JP2001529656A
Authority: JP
Inventors: モーリスジェイジェイジェイ−ビーマース; ゲールトエフジーデポヴェール; アントニウスエイシーエムカルケール
Original assignee: シヴォリューティオンベー．フェー．
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 2000-10-10
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: EP1138147B1; EP1138147A1; US6625298B1; WO2001028230A1; JP2003511932A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予備情報を入力信号に埋め込む方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、予備情報を入力信号に埋め込むシステムに関する。
【０００３】
本発明はさらに、入力信号に埋め込まれた予備情報を復号する方法に関する。
【０００４】
また、本発明は、入力信号に埋め込まれた予備情報を復号するシステムに関する。
【０００５】
【従来の技術】
ディジタルシネマシアター（ディジタル映画館）では、極めて高い品質のディジタルビデオのマテリアル、代表的なものとしては１９２０×１０８０，３０ビットＲＧＢのものが大きなスクリーンに投影される。この著しく高いビデオ品質のために、このマテリアルは、不正なコピーに対する保護が必要である。投影されるビデオマテリアルのコピーを得る単純な方法は、ビデオカメラを単に用いることである。今日、コンテンツプロバイダは、こうした方法で高品質の記録物が作成され、これら記録物の違法な複製物が売られているという問題に直面している。
【０００６】
このような形の著作権侵害行為に対抗するためには、特定の映画館その他可能であれば投影日時を、その違法な記録物から識別することができれば有益である。この映画館情報は、目立ちすぎず、視聴者に迷惑をかけることなく、しかも違法記録物から簡単に除去することができないように埋込処理されるのが好ましい。
【０００７】
上述したシナリオを避ける単純な方法には、次のようなものがある。すなわち、投影のときに、特定のディジタル映画館をその映写日時とともに識別する固有の番号を、何らかのディジタルウォータマーキング技術を用いて当該ビデオ（映像）に埋め込むのである。このディジタルウォータマーキング応用技術は、ユーザが独特のウォーターマーク（透かし）を使うものであり、通常は「フィンガープリンティング」と呼ばれている。この手法においては、違法な記録物には同じウォーターマークを含むことになる。ディジタルウォーターマークデコーダを用いると、その識別番号をコピーされたテープから得ることができ、「不注意な」劇場を認識することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ビデオウォーターマーキング技術の要求は極めて高い。カムコーダ（カメラ一体型ビデオ）は、そのプロジェクタの軸上にはないものと考えられ、スクリーンは水平及び垂直方向共にカーブしている。よって、非線形歪みが生じ、ウォーターマークの検出が非常に難しくなる。さらに、３：２プルダウン作用もある。この作用は、再サンプリング等の他にも当該ムービープロジェクタとレコーダとの異なるフレームレートによって生じるものである。これにより、この方法を、この目的に対し比較的に適切さを欠いたものとするのである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、前文による如き方法であって、予備情報を確実に検出することができるように当該予備情報を埋め込むことのできる方法を提供することである。
【００１０】
この目的は、本発明による方法によって達成される。すなわち、本発明は、入力信号に予備情報を埋め込む方法であって、前記入力信号における１つ以上の候補フレームのグループを前記予備情報の各部分に関連付け、その関連付けられた各部分に基づいてグループ毎に当該グループに係る１つ以上の候補フレームに対して編集処理を行う、予備情報埋込方法としている。この形態において、入力信号が改変されると、その改変後の信号は、当該入力信号を元のバージョンと比較し当該候補フレームについて行われた編集処理を検出することによって簡単かつ確実に後に検出可能となる。この予備情報は、その改変された入力信号を示そうとする映画館の識別子であることが好ましく、これにより当該映画館が後に識別可能となる。
【００１１】
一実施例においては、前記編集処理は、前記入力信号から前記候補フレームを削除する処理、前記入力信号において前記候補フレームを複製する処理、前記候補フレームの前に新しいフレームを前記入力信号に挿入する処理、及び前記候補フレームの後に新しいフレームを前記入力信号に挿入する処理のうちの１つを有する。この実施例の利点は、これら編集処理が検出するのが非常に簡単で、その編集された入力信号のみが利用可能であるときに元通りにすることが実質的に不可能であることである。例えば、候補フレームが削除される場合、これは単純なフレーム単位の比較で検出可能であり、権限のないコピーの作成者はその候補フレームを得ることができない。
【００１２】
他の実施例においては、前記新しいフレームは、前記予備情報に関連付けられる。この新しいフレームは、例えば、当該改変された入力信号を示そうとする映画館を識別する画像を有するものとすることができる。これにより、後に権限のないコピーを出す映画館を簡単に識別することができる。
【００１３】
さらに他の実施例においては、前記候補フレームのインジケータを前記入力信号に挿入する処理をさらに有する。幾つかのフレームは外部の状況例えば違法な記録のために編集された可能性が常にあるので、どのフレームが候補フレームかを識別し、それらのフレームだけを予備情報を検出する際に判断することは効果的である。この識別情報を入力信号に挿入することによって、後にそれが検出可能となるのである。かかるインジケータ（指標）は、ウォーターマーク（透かし）として挿入されるのが好ましい。
【００１４】
またさらに他の実施例においては、前記候補フレームは、前記入力信号におけるシーン変化を表わすフレームである。この実施例の利点は、これらフレームが、その表現が後に悪影響を及ぼすことになるリスクを低くして編集可能であることである。例えば、シーン境界で生じるフレームを削除することによって、最悪、そのシーン境界をより突然に生じるものとすることになる。
【００１５】
本発明の他の目的は、前文によるシステムであって、予備情報を確実に検出可能なように埋め込むことのできるシステムを提供することである。
【００１６】
この目的は、本発明によるシステムで達成される。すなわち本発明は、入力信号に予備情報を埋め込むシステムであって、前記入力信号における１つ以上の候補フレームのグループを前記予備情報の各部分に関連付ける関連付け手段と、その関連付けられた各部分に基づいてグループ毎に当該グループに係る１つ以上の候補フレームに対して編集処理を行う編集手段と、を有するシステムとしている。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は、前文による方法であって、当該予備情報を簡単かつ確実に検出することのできる方法を提供することである。
【００１８】
この目的は、本発明による方法により達成される。すなわち本発明は、入力信号に埋め込まれる予備情報を復号する方法であって、前記入力信号を原入力信号と比較して当該入力信号と当該原入力信号との間の１つ以上の差を取得し、当該１つ以上の差を前記予備情報の各部分として復号する、方法としている。入力信号を元のバージョンと好ましくはフレーム単位で比較することにより、編集されたそれらのフレームを簡単に検出することができる。編集されたフレームの位置とともに、行われた編集処理の性質は、予備情報の部分を判定するのに用いることができる。
【００１９】
本発明のまたさらに別の目的は、前文によるシステムであって、予備情報を簡単かつ確実に検出することのできるシステムを提供することである。
【００２０】
この目的は、本発明によるシステムにより達成される。すなわち本発明は、入力信号に埋め込まれる予備情報を復号するシステムであって、前記入力信号を原入力信号と比較して当該入力信号と当該原入力信号との間の１つ以上の差を取得する比較手段と、当該１つ以上の差を前記予備情報の各部として復号する復号手段と、を有するシステムとしている。
【００２１】
以下、これらの態様その他の本発明の態様を図面に示される実施例を参照して詳細に説明する。
【００２２】
各図においては、同一参照符号が類似又は同等の構成要素を示す。図面に示された構成要素の幾つかは、普通はソフトウェアで実現され、またそのようなものが、ソフトウェアモジュール又はオブジェクトのようなソフトウェア構成要素を表わすものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、入力信号１０１に予備情報を埋め込むシステム１００を概略的に示している。システム１００は、関連付け手段１０２と編集手段１０３とを有する。上記予備情報は、いかなるものにもなるが、入力信号１０１が改変された後に提供されるようなディジタル映画館の識別子とするのが好ましい。この識別子は、例えばビット列とすることができ、各列が独自に１つの映画館を識別するものとすることができる。入力信号１０１はビデオ信号とすることが好ましいが、オーディオ信号又は何らかの他の種類の信号とすることもできる。システム１００は、ディジタル映画館に配置されるのが好ましく、これにより当該予備情報を、視聴者に対し実際に映写する間又は直前に埋め込むことができる。
【００２４】
関連付け手段１０２は、入力信号１０１の１つ以上の候補フレームの各グループを当該予備情報の各部に関連付ける。先ず、利用可能な候補フレームが認識される必要がある。この認識は、システム１００の外で行うことができ、この場合、当該候補フレームの位置は、事前に関連付け手段１０２に通信されている必要がある。或いは、関連付け手段１０２は、入力信号１０１におけるシーン変化を検出し、そのシーン変化を呈したフレームを候補フレームとして識別する。関連付け手段１０２はまた、当該入力信号において規則的に間隔を空けた距離で、例えば１０００フレーム毎に１回、１つのフレームを単に選ぶこともできる。この代替例は実施するのは簡単であるが、入力信号において視覚的な歪みを生じさせる可能性がある。
【００２５】
候補フレームが認識されると、それらは次にグループ化される。各グループは、当該予備情報の各部、好ましくは単一ビットと関連付けられる。ここで、例えば、１０００個の候補フレーム及び埋め込むための２０ビットの予備情報がある場合を考える。ここでは、当該各グループを各部に関連付ける幾つかの方法がある。簡単かつ好適な方法は、５０個の候補フレームからなる２０個のグループを形成し、最初の５０個の候補フレームを第１の部分に関連付け、次の５０個の候補フレームを第２の部分に関連付ける、…というように、このような処理を最後の５０個の候補フレームが２０番目の部分に関連付けられるまで行う方法である。別の方法は、２５個の候補フレームからなる４０個のグループを作成し、上述したように最初の２０個のグループと最後の２０個のグループを別個に関連付ける方法である。この方法では、予備情報が２度埋め込まれ、これによりその埋込がより確実なものとなる。他にも候補フレームをグループ化する方法があることは勿論である。
【００２６】
グループが形成されると、編集手段１０２は、グループ毎に当該グループの１以上の候補フレームに対して編集処理をそれに関連する各部分に基づいて行う。この編集処理は、その部分における情報を表わすのがよい。かかる部分が単一ビットである場合、当該グループの候補フレームにおいて１又はゼロを表わすのに当該編集処理を用いることができる。例えば、候補フレームを削除することは、１を表わすのに用いることができ、候補フレームを削除せずに、ヌル処理を行うことは、ゼロを表わすのに用いることができる。
【００２７】
他の編集処理、例えば入力信号１０１の候補フレームを複製する処理、候補フレームの前に入力信号１０１に新しいフレームを挿入する処理、及び候補フレームの後に入力信号１０１に新しいフレームを挿入する処理も使用することができる。例えば、候補フレームを削除してゼロを表わすことができるし、複製して１を表わすことができる。２つの編集処理だけを用いることは、簡素化のためには好ましいが必須ではない。この編集処理は、該当グループに係る全ての候補フレームに対して行われるのが好ましく、これにより本方法はより強固なものとなる。
【００２８】
新しいフレームを挿入しようとする場合、これを予備情報に関連付けるのが好ましい。この新しいフレームは、例えば、改変された入力信号１０１を表示しようとする映画館を識別する画像を有するものとすることができる。こうすることによって、不正コピーがなされた映画館を後で簡単に識別することができる。
【００２９】
候補フレームが選択されグループ化されるこの方法は事前に知らされていないので、候補フレームのインジケータを入力信号１０１に挿入することは利点となり得る。これは、ディジタルウォータマークにより行われるので、入力信号１０１が示されるときには視聴者に対して目立たないものとなる。かかるインジケータは、例えば、１００番目のフレーム皆が候補フレームであることを示すことができる。このインジケータはまた、各候補フレーム自体に挿入可能なので、検出システムによりそれらフレームが識別され得る。
【００３０】
さらに本方法を例示するために、次の場合につき検討する。いま、入力信号１０１を示そうとする１０，０００の映画館がある場合を考える。各映画館には、独自の１５ビットの数であるプロジェクタキーＫを割り当てることができる。さらにここでは、入力信号は、９０分持続し５秒毎に削除用の１つの候補フレームを有し、もって全部で１，０８０個の候補があるものとする。これら１０８０個のフレームは、それぞれ７２フレームからなる１５グループに分割される。また、編集手段１０３は、Ｋのｍ番目のビットが１に等しい場合かつその場合に限り、当該ｍ番目のグループのフレームを削除し、そうでない場合はヌル処理を行う。したがって、キーＫ＝１００１０１１１１１１１００１は、１〜７２，２１７〜２８８，３６１〜８６４及び１００９〜１０８０を削除することになる。
【００３１】
図２は、入力信号２０１に埋め込まれた予備情報を検出するシステム２００を概略的に示している。システム２００は、比較手段２０２と復号手段２０３とを有している。入力信号２０１は、図１を参照して説明した如く埋め込まれた予備情報を有するのが好ましい。
【００３２】
比較手段２０２は、入力信号２０１を元の入力信号２０４と比較してその入力信号２０１と元の入力信号２０４との差を１つ以上得る。これはフレーム単位で行われるのが好ましい。ここで得られる差の情報は、入力信号２０１では欠落しているが元の入力信号２０４では存在するフレームや、入力信号２０１では２回生じかつ元の入力信号２０４では１回生じるフレーム、入力信号２０１では存在するが元の入力信号２０４では欠落しているフレームなどとすることができる。比較手段２０２は、これら差に関する情報を復号手段２０３に送る。
【００３３】
復号手段２０３は、この１つ以上の差を当該予備情報の各部分として復号する。入力信号２０１に挿入されたインジケータを読み取り候補フレームの位置を判定することは必要なことである。候補フレームに関係ない差は、それらが存在しても無視される。候補フレームはグループ化されるので、検出される差もグループ化されるのが良い。これによりシステム２００は、単一フレームエラーに対処することができる。例えば、編集処理が候補フレームを複製していたときに１つのこのような複製が入力ストリーム２０１から偶発的に現れた場合、そのグループの他の全ての候補フレームが複製されるという事実によって、当該グループは複製されたものであり単一の欠落している複製がエラーであった旨の結論に至る十分な情報を提供することになる。
【００３４】
１つ以上の差は、それらの符号化方法に基づいて、予備情報の部分に復号することができる。例えば、候補フレームを削除することを１を表わすのに用い、候補フレームを削除せずヌル処理をゼロを表わすのに用いた場合は、入力信号２０１における候補フレームの欠如は１に復号される。候補フレームが存在する場合、換言すれば差が検出されない場合、この事実はゼロに復号される。
【００３５】
図１を参照して示される例においては、入力信号１０１から候補フレーム１〜７２，２１７〜２８８，３６１〜８６４及び１００９〜１０８０を削除することによって、キーＫが埋め込まれている。この例を用いると、復号手段２０３は、比較手段２０２から、それらフレームが入力信号２０１から欠落している旨の情報を受け取る。ここで用いられた符号化方法は、１を表わすのに１グループの候補フレームを削除し、ゼロを表わすのに削除しないといった処理を有する。したがって、復号手段２０３は、今度は、候補フレーム１ないし７２が削除され予備情報の第１の部分のための１とされたという事実、候補フレーム７３ないし２１６が削除されずにその第２及び第３の部分のためのゼロとされたという事実などを復号するのである。かくして元のキーＫ＝１００１０１１１１１１１００１が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】入力信号に予備情報を埋め込む本発明によるシステムを概略的に示す図。
【図２】入力信号に埋め込まれた予備情報を検出する本発明によるシステムを概略的に示す図。
【符号の説明】
１００…予備情報埋込システム
１０１…入力信号
１０２…関連付け手段
１０３…編集手段
２００…予備情報検出システム
２０１…入力信号
２０２…比較手段
２０３…復号手段
２０４…原入力信号

Claims

入力信号に予備情報を埋め込む方法であって、関連付け手段が、前記入力信号における１つ以上の候補フレームの複数のグループの各グループを前記予備情報の各部分に関連付け、
編集手段が、その関連付けられた前記予備情報の各部分に基づいてグループ毎に当該グループに係る１つ以上の候補フレームに対して編集処理を行い、
前記編集処理は、前記入力信号から前記候補フレームを削除する処理、前記入力信号に前記候補フレームに関連する付加フレームを挿入する処理の少なくとも一つを含む、予備情報埋込方法。
請求項１に記載の方法であって、前記付加フレームは、前記候補フレームの複製である、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記付加フレームは、付加情報を含む、前記候補フレームとは異なる新しいフレームである、方法。
請求項１乃至３いずれか一項に記載の方法であって、前記入力信号に前記候補フレームに関連する付加フレームを挿入する処理は、前記候補フレームの前又は後に行われる、方法。
請求項１に記載の方法であって、前記編集手段が、前記候補フレームのインジケータを前記入力信号に挿入する処理をさらに有する、方法。
請求項５に記載の方法であって、前記インジケータは、ウォーターマークとして挿入される、方法。
入力信号に予備情報を埋め込むシステムであって、
前記入力信号における１つ以上の候補フレームのグループを前記予備情報の各部分に関連付ける関連付け手段と、
その関連付けられた各部分に基づいてグループ毎に当該グループに係る１つ以上の候補フレームに対して編集処理を行う編集手段と、を有し、
前記編集処理は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法の処理に従って実行される、システム。
入力信号に埋め込まれる予備情報を復号する方法であって、
比較手段が、前記入力信号を原入力信号と比較して当該入力信号と当該原入力信号との１以上のフレームの間の１つ以上の差を取得し、
復号手段が、当該１つ以上の差を前記予備情報の各部分として復号し、
前記差は、欠落フレーム、前記原入力信号に対する前記入力信号の予備フレームの少なくとも一つを検出することで得られる、方法。
入力信号に埋め込まれる予備情報を復号するシステムであって、
前記入力信号を原入力信号と比較して当該入力信号と当該原入力信号との１以上のフレームの間の１つ以上の差を取得する比較手段と、
当該１つ以上の差を前記予備情報の各部として復号する復号手段と、を有し、
前記差は、欠落フレーム、前記原入力信号に対する前記入力信号の予備フレームの少なくとも一つを検出することで得られる、システム。