JP2000101828A

JP2000101828A - デジタルデ―タの透かしの挿入及び復号する方法及び装置

Info

Publication number: JP2000101828A
Application number: JP11224120A
Authority: JP
Inventors: Ioana Donescu; ドネスワイオアナ
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2000-04-07
Anticipated expiration: 2019-08-06
Also published as: JP4006141B2; US6944313B1

Abstract

(57)【要約】【課題】既存の挿入方法を改善し且つ特に不可視度及
び強固さに関して、挿入される透かしの品質を向上させ
る。【解決手段】デジタルデータ（I）に透かしを挿入す
る方法は、デジタルデータ（I）を多重分解能スペクト
ル分解する工程（Ｅ１）と、最低周波数の成分を抽出す
る工程（Ｅ２）と、最低周波数を有する成分の部分集合
を選択する工程（Ｅ３）と、補助情報（Ｓ）を挿入する
ために、前記部分集合の成分を変調する工程（Ｅ４）
と、透かし挿入デジタルデータ（Ｉ'）を逆多重分解能
スペクトル再組成する工程（Ｅ５）とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、秘密透かしなどの
補助情報項目をデジタルデータに挿入する方法及び装置
に関する。

【０００２】また、本発明は、本発明による挿入方法に
より挿入されたそのような補助情報項目を復号する方法
及び装置に関する。

【０００３】一般的にいえば、本発明は、デジタルデー
タに透かしを追加する技術の分野に含まれる。

【０００４】

【従来の技術】コンピュータによりデジタル化マルチメ
ディアを交換する機会が急増した結果、不正なコピーの
作成や配布、一般的な言葉で言えば、データの不法操作
が助長さている。

【０００５】デジタルデータの透かし付けは、デジタル
化データに透かしを直接挿入することから成る。この透
かしの挿入は、デジタルデータにおける補助データ項目
の符号化のようなものである。

【０００６】従来の透かし付けは、デジタルデータが画
像である場合、目に見えるロゴを挿入することにより行
われていた。それでも、この画像を不法に操作しようと
するユーザにとって、この透かしを除去することは容易
である。

【０００７】そこで、いわゆる目に見えない透かしが頻
繁に利用されているが、この種の透かしは品質に関して
次のような性質を有していなければならない。

【０００８】このような透かしは気づかれないものでな
ければならない。すなわち、このような透かしを挿入し
ても、デジタルデータの知覚的品質、例えば、画像の視
覚的品質又は音声データの聴覚的品質は維持されなけれ
ばならない。また、透かしが気づかれなければ、その侵
害をより困難にもできる。

【０００９】更に、この透かしは消えないものでなけれ
ばならない。すなわち、透かしを意図的に破壊しようと
する攻撃に対抗するために、透かし挿入デジタルデータ
の中で透かしを統計的に検出できてはならない。

【００１０】また、この透かしは、圧縮及び伸張、デジ
タル／アナログ変換、フィルタリングなどの、従来、デ
ジタルデータに適用されていた処理に対して、強固でな
ければならない。

【００１１】最後に、この透かしは高い信頼性を有して
いなければならない。すなわち、与えられたデジタルデ
ータの所定の透かしが存在しているか否かについて確実
に決定できるものでなければならない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】既存の挿入方法、特
に、デジタルデータが画像を表現している場合には、デ
ジタルデータに含まれる高周波数又は中間周波数を変形
することにより使用されている。高周波数のみを変形す
ると、挿入透かしの不可視度を確保することはできる
が、そのような透かしはひずみに対してごくわずかな強
固さしか示さず、特に、中間周波数又は高周波数のスペ
クトル成分を広く量子化する従来の圧縮には絶えられな
い。

【００１３】NEC Corporationの名で欧州特許出願第０
７６６４６８号に記載されている透かしを挿入する方法
が知られており、この方法においては、知覚的に重大な
成分に補助情報を挿入する前に、デジタルデータの周波
数変換を実行する。逆周波数変換により、透かし挿入デ
ジタルデータが得られる。全てのデジタルデータ、例え
ば、画像に、離散的コサイン変換、又は離散的ウェーブ
レット変換による部分帯域への分解を適用することがで
きる。その後、補助情報を挿入するために、変換のN個
の最大周波数成分を変調する。しかし、知覚的に重大な
成分の選択を実現するのは困難である。本発明の目的
は、主に、既存の挿入方法を改善し且つ特に不可視度及
び強固さに関して、挿入される透かしの品質を向上させ
ることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、秘密透かしなどの補助情報項目（Ｓ）をデジタ
ルデータ（Ｉ）に挿入する方法は、デジタルデータを多
重分解能スペクトル分解する工程（Ｅ１）と、最低周波
数の成分を抽出する工程（Ｅ２）と、最低周波数の成分
の部分集合を選択する工程（Ｅ３）と、補助情報項目
（Ｓ）を挿入するために、前記部分集合の成分を変調す
る工程（Ｅ４）と、透かし挿入デジタルデータ（Ｉ’）
を逆多重分解能スペクトル再組成する工程（Ｅ５）とを
含む。

【００１５】これに関連する、秘密透かしなどの補助情
報項目（Ｓ）をデジタルデータ（Ｉ）に挿入する装置
は、デジタルデータ（Ｉ）を多重分解能スペクトル分解
するスペクトル分解手段（１１）と、最低周波数の成分
を抽出する抽出手段（１２）と、最低周波数の成分の部
分集合を選択する選択手段（１３）と、補助情報項目
（Ｓ）を挿入するために、前記部分集合の成分を変調す
る変調手段（１４）と、透かし挿入デジタルデータ
（Ｉ’）を逆多重分解能スペクトル再組成する手段（１
５）とを含む。

【００１６】本発明の第１の態様よれば、多重分解能ス
ペクトル分解及び最低周波数の成分の抽出により、事前
の選択が成される。その結果、スペクトルドメイン全体
ではなく、スペクトルの１つの領域で、自動的に変調可
能性分の場所を確定することができる。これは、例え
ば、デジタル化画像における著作権を検証する場合など
に、挿入されている透かしを検証するのに非常に適して
いる。

【００１７】更に、いくつかの成分が補助情報を導入す
るために変調されているような、最低周波数のスペクト
ル部分帯域を事前に選択しておくと、様々なデジタルデ
ータ圧縮アルゴリズムに対して、特に、デジタル画像に
従来より使用されてきた圧縮及び伸張の処理に対して強
固である周波数成分を系統的に選択すことが可能にな
る。

【００１８】出願人は、低周波数成分を利用した場合、
再構成画像に目に見える重大なひずみを生じさせずにご
く小さな変調しか可能にしないことが現時点では容認さ
れているが、多重分解能スペクトル分解の間に十分に低
い分解能レベルが達成されるならば、それらの成分に大
きなパワー信号を挿入することにより、気づかれないよ
うな方式で補助情報項目を追加することが可能であるこ
とを示した。

【００１９】本発明の好ましい態様によれば、多重分解
能スペクトル分解レベル（ｄ）は、最低周波数の成分の
数（ｎ）が８ｘ８から３２ｘ３２の間であるようにあら
かじめ定められる。

【００２０】出願人は、この大きさの部分帯域が、補助
情報項目の不可視度を保証しつつこの補助情報項目を挿
入するのに特に適していること実験により示した。

【００２１】更に、厳密にいえば、補助情報を表現する
信号を挿入し且つこの信号を検出する方法は、初期デジ
タルデータの大きさに対して、変調できるスペースが大
幅に縮少されるという点で、特に有効である。

【００２２】デジタル画像への透かしの挿入に特に適す
る本発明の有利な態様によれば、スペクトル分解する工
程（Ｅ１）で、離散的ウェーブレット変換によりスペク
トル分解を実行し、抽出する工程（Ｅ２）では、近似部
分帯域（ＬＬ）の成分を選択する。

【００２３】本発明の、上記の態様に代わる別の有利な
態様によれば、スペクトル分解する工程（Ｅ１）で、デ
ジタルデータ（Ｉ）を、デジタルデータ又は先行する近
似バージョンの低域フィルタリング及びサブサンプリン
グに相当する近似バージョンと、デジタルデータから又
は先行する近似バージョンからの近似バージョンの減算
に相当する詳細バージョンとに繰り返し分解し、抽出す
る工程（Ｅ２）では、近似バージョンの成分を選択す
る。

【００２４】このピラミッド方式による分解は、画像を
連続する近似部分帯域に分解する場合にも特に適してお
り、補助情報を表現する信号を挿入した後も、画像を完
璧に再構成することができる。

【００２５】本発明の好ましい態様によれば、変調する
工程（Ｅ４）で、挿入すべき補助情報を表現するデジタ
ル信号（Ｓ）により初期設定される擬似ランダム関数に
より生成される変調値（Ｗ_k）を加算することにより、
前記部分集合の成分を変調する。

【００２６】擬似ランダム関数により生成される変調値
によって補助情報を追加すれば、この情報をマスキング
できると共に、この情報の侵害をより困難にするため
に、情報の不可視度を更に強化することができる。

【００２７】本発明の有利な態様によれば、選択する工
程（Ｅ３）で、挿入すべき補助情報（Ｓ）と関連する機
密鍵を表現するデジタル信号（Ｋ）により初期設定され
る擬似ランダム関数に従って、成分の部分集合を選択す
る。

【００２８】この機密鍵は、擬似ランダム方式で変調可
能な成分を選択することを可能にし、それにより意図的
な攻撃に対する挿入情報の強固さをより向上させ、周波
数スペクトルにおける挿入情報の位置を更に識別しにく
くする。秘密鍵を使用すると、デジタルデータに挿入さ
れた信号の保護を強化することができる。

【００２９】本発明は、第１の態様による挿入方法に従
って初期デジタルデータ（Ｉ）に挿入された、秘密透か
しなどの補助情報項目（Ｓ）を透かし挿入デジタルデー
タ（Ｉ^*）の中で復号する方法であって透かし挿入デジ
タルデータ（Ｉ^*）及び初期デジタルデータ（Ｉ）を多
重分解能スペクトル分解する工程（Ｅ６）と、透かし挿
入デジタルデータ（Ｉ^*）及び初期デジタルデータ
（Ｉ）における最低周波数の成分を抽出する工程（Ｅ
７）と、透かし挿入デジタルデータ（Ｉ^*）及び初期デ
ジタルデータ（Ｉ）から前記挿入方法の選択する工程
（Ｅ３）で選択された成分の部分集合を選択する工程
（Ｅ８）と、初期デジタルデータ（Ｉ）の前記部分集合
の成分から透かし挿入デジタルデータ（Ｉ^*）の前記部
分集合の成分をそれぞれ減算することにより、変調値
（Ｗ^*）の推定シーケンスを推定する工程（Ｅ９）と、
前記挿入方法の変調する工程（Ｅ４）で挿入された変調
値の前提シーケンス（Ｗ）を生成する工程（Ｅ１０）
と、推定シーケンス（Ｗ^*）と前提シーケンス（Ｗ）と
相関値を計算する工程（Ｅ１１）と、推定シーケンス
（Ｗ^*）と前提シーケンス（Ｗ）とが類似しているか否
かを前記相関値の関数として決定する工程（Ｅ１２）と
を含む復号方法にも関する。

【００３０】従って、この復号方法により、デジタルデ
ータに補助情報を挿入するために変調されていた最低周
波数の成分を容易に見出すことができるようになると共
に、挿入情報を前提変調と比較するために挿入情報を推
定することが可能になる。そのような復号方法は、送信
中又は格納中に雑音を含んでいる可能性のあるデジタル
データにおける著作権の認知に特に適している。

【００３１】これに関連して、本発明の第１の態様によ
る挿入方法に従って初期デジタルデータ（Ｉ）に挿入さ
れた、秘密透かしなどの補助情報項目（Ｓ）を透かし挿
入デジタルデータ（Ｉ^*）の中で復号する装置は、透か
し挿入デジタルデータ（Ｉ^*）及び初期デジタルデータ
（Ｉ）を多重分解能スペクトル分解するスペクトル分解
手段（６１）と、透かし挿入デジタルデータ（Ｉ^*）及
び初期デジタルデータ（Ｉ）における最低周波数の成分
を抽出する抽出手段（６２）と、透かし挿入デジタルデ
ータ（Ｉ^*）及び初期デジタルデータ（Ｉ）から前記挿
入方法の選択する工程（Ｅ３）で選択された成分の部分
集合を選択する選択手段（６３）と、初期デジタルデー
タ（Ｉ）の前記部分集合の成分から透かし挿入デジタル
データ（Ｉ^*）の前記部分集合の成分をそれぞれ減算す
ることにより、変調値の推定シーケンス（Ｗ^*）を推定
する推定手段（６４）と、前記挿入方法の変調する工程
（Ｅ４）で挿入された変調値の前提シーケンス（Ｗ）を
生成する生成手段（６５）と、推定シーケンス（Ｗ^*）
と前提シーケンス（Ｗ）との相関値を計算する計算手段
（６７）と、推定シーケンス（Ｗ^*）と前提シーケンス
（Ｗ）とが類似しているか否かを前記相関値の関数とし
て決定する決定手段（６８）とを具備する。

【００３２】この復号装置は本発明の第１の態様による
復号方法の利点に類似する利点を有し、例えば、デジタ
ル画像などのデジタルデータの著作権の認知に特に適し
ている。

【００３３】本発明の挿入方法の実用的で、好都合な実
施形態を提供する本発明の第１の態様の好ましい態様に
よれば、挿入装置のスペクトル分解手段（１１）、抽出
手段（１２）、選択手段（１３）、変調手段（１４）及
びスペクトル再組成手段（１５）は、マイクロプロセッ
サ（１０）と、補助情報項目（Ｓ）を挿入するためのプ
ログラムを格納する読み取り専用メモリ（１０２）と、
プログラムの実行中に修正される変数を記録するための
複数のレジスタを含むランダムアクセスメモリ（１０
３）とに組み込まれている。

【００３４】同様に、本発明の第１の態様による復号方
法の実用的で、好都合な実施形態を提供する好ましい態
様によれば、復号装置のスペクトル分解手段（６１）、
抽出手段（６２）、選択手段（６３）、推定手段（６
４）、生成手段（６５）、計算手段（６７）及び決定手
段（６８）は、マイクロプロセッサ（１０）と、補助情
報項目（Ｓ）を復号するためのプログラムを格納する読
み取り専用メモリ（１０２）と、プログラムの実行中に
修正される変数を記録するための複数のレジスタ（１０
３）を含むランダムアクセスメモリとに組み込まれてい
る。

【００３５】本発明の第２の態様によれば、秘密透かし
などの補助情報項目（Ｓ）をデジタルデータ（Ｉ）に挿
入する方法は、デジタルデータ（Ｉ）を多重分解能スペ
クトル分解する工程（Ｅ１０１）と、１つの周波数部分
帯域（ＬＬ）の成分を抽出する工程（Ｅ１０２）と、前
記周波数部分帯域（ＬＬ）の成分をスペクトル変換する
工程（Ｅ１０３）と、前記スペクトル変換の係数
（Ｘ_k）の部分集合を選択する工程（Ｅ１０４）と、補
助情報（Ｓ）を挿入するために、前記部分集合の係数
（Ｘ_k）を変調する工程（Ｅ１０５）と、変調された係
数の部分集合を含む係数（Ｘ'_k）を逆スペクトル変換す
る工程（Ｅ１０６）と、透かし挿入デジタルデータ
（Ｉ’）を逆多重分解能スペクトル再組成する工程（Ｅ
１０７）とから成る。

【００３６】これに関連する、秘密透かしなどの補助情
報項目（Ｓ）をデジタルデータ（Ｉ）に挿入する装置
は、デジタルデータ（Ｉ）を多重分解能スペクトル分解
するスペクトル分解手段（３１）と、１つの周波数部分
帯域（ＬＬ）の成分を抽出する抽出手段（３２）と、前
記周波数部分帯域（ＬＬ）の成分をスペクトル変換する
スペクトル変換手段（３３）と、前記スペクトル変換の
係数（Ｘ_k）の部分集合を選択する選択手段（３４）
と、補助情報（Ｓ）を挿入するために、前記部分集合の
係数（Ｘk）を変調する変調手段（３５）と、変調され
た係数（Ｘ'_k）の部分集合を含む係数を逆スペクトル変
換する逆スペクトル変換手段（３６）と、透かし挿入デ
ジタルデータ（Ｉ’）を逆多重分解能スペクトル再組成
するスペクトル再組成手段（３７）とを具備する。

【００３７】このようなデジタルデータの二重変換によ
って、変調すべき係数のシークは限られた範囲の周波数
について実行される。これは、多重分解能スペクトル分
解を経て事前の選択が行われるために、スペクトル範囲
全体ではなく、スペクトルの１つの領域で自動的に変調
可能な成分の場所を確定できるからである。これは、例
えば、デジタル化画像の著作権を検証する場合のよう
に、挿入透かしを検証するのに特に適している。

【００３８】更に、１つの変調可能周波数帯域を事前に
選択しておくと、様々なデジタルデータ圧縮アルゴリズ
ムに対して強固である周波数成分を系統的に選択するこ
とができるようになる。

【００３９】最後に、選択された部分帯域の成分にスペ
クトル変換を適用しても、後にデジタルデータの空間ド
メイン全体に挿入される補助情報は確実に分散される。
加えて、このスペクトル変換は、より小さな、初期デジ
タルデータの１つの部分帯域について実行される。従っ
て、このスペクトル変換は、全ての初期デジタルデータ
についてスペクトル変換を実行する周知の方法と比べ
て、はるかに迅速である。

【００４０】本発明の好ましい態様によれば、抽出する
工程で、最低周波数の部分帯域の成分を選択する。

【００４１】この選択は、後に従来の圧縮方法及び伸張
方法に対して強固であるスペクトル範囲の補助情報を挿
入するためにデジタル化された画像の場合に特に賢明で
ある。

【００４２】デジタル画像への透かしの挿入に特に適し
ている有利な態様によれば、スペクトル分解する工程
（３１）で、離散的ウェーブレット変換によりスペクト
ル分解を実行し、抽出する工程（３２）では、近似部分
帯域の成分を選択する。

【００４３】出願人は、最低周波数に対応する近似部分
帯域が再構成画像に目に見える重大なひずみを生じさせ
ずにごくわずかな修正しか与えないことは現時点では容
認されているが、多重分解能スペクトル分解の間に十分
に低い分解能レベルに到達すれば、近似部分帯域の成分
に気づかれないように補助情報項目を追加することは可
能であることを示した。

【００４４】ウェーブレット変換分解レベルは、近似部
分帯域（ＬＬ）の成分の数（ｎ）が８ｘ８から３２ｘ３
２の間にあるようにあらかじめ定められるのが好まし
い。

【００４５】出願人は、この大きさの部分帯域が補助情
報項目の不可視度を保証しつつ、その補助情報項目を挿
入するのに特に適していることを実験により示した。

【００４６】本発明の好ましい態様によれば、スペクト
ル変換（３３）は離散的コサイン変換である。

【００４７】このようなスペクトル変換の使用は、画像
に透かしを挿入するのに特に適しており、挿入透かしが
空間ドメイン全体に適切に分布することを保証する。本
発明の好ましい態様によれば、変調する工程で、挿入す
べき補助情報を表現するデジタル信号により初期設定さ
れる擬似ランダム関数により生成される変調値を加算す
ることにより、部分集合の成分を変調する。

【００４８】擬似ランダム関数により生成される変調値
による補助情報を追加することによって、この情報をマ
スキングできると共に、この情報の侵害をより困難にす
るために、情報の不可視度を更に強化することができ
る。

【００４９】本発明の有利な態様によれば、選択する工
程で、挿入すべき補助情報と関連する機密鍵を表現する
デジタル信号により初期設定される擬似ランダム関数に
従って、係数の部分集合を選択する。

【００５０】この機密鍵により、擬似ランダム方式で変
調可能係数を選択することができ、従って、周波数スペ
クトルにおける挿入情報の場所を見出すことをより困難
にすることによって、挿入情報を意図的な攻撃に対し、
より強固なものにすることができる。

【００５１】本発明の挿入方法の実用的で、好都合な実
施形態を提供する本発明のこの第２の態様の好ましい態
様によれば、挿入装置のスペクトル分解手段（３１）、
抽出手段（３２）、スペクトル変換手段（３２）、選択
手段（３４）、変調手段（３５）、逆スペクトル変換手
段（３６）及びスペクトル再組成手段（３７）は、マイ
クロプロセッサ（１０）と、補助情報項目（Ｓ）を挿入
するためのプログラムを格納する読み取り専用メモリ
（１０２）と、プログラムの実行中に修正される変数を
記録するための複数のレジスタを含むランダムアクセス
メモリ（１０３）とに組み込まれている。

【００５２】この挿入方法と関連して、第２の態様によ
れば、本発明は、前記挿入方法による挿入方法に従って
初期デジタルデータ（Ｉ）に挿入された、秘密透かしな
どの補助情報項目（Ｓ）を透かし挿入デジタルデータ
（Ｉ^*）の中で復号する方法であって、透かし挿入デジ
タルデータ（Ｉ^*）及び初期デジタルデータ（Ｉ）を多
重分解能スペクトル分解する工程（Ｅ１１０）と、透か
し挿入デジタルデータ（Ｉ^*）及び初期デジタルデータ
（Ｉ）それぞれにおける周波数の部分帯域（ＬＬ）の成
分を抽出する工程（Ｅ１１１）と、透かし挿入デジタル
データ（Ｉ^*）及び初期デジタルデータ（Ｉ）の周波数
部分帯域（ＬＬ）の成分をスペクトル変換する工程（Ｅ
１１２）と、透かし挿入デジタルデータ（Ｉ^*）及び初
期デジタルデータ（Ｉ）から前記挿入方法の選択する工
程（Ｅ１０４）で選択された係数の部分集合を選択する
工程（Ｅ１１３）と、初期デジタルデータ（Ｉ）の前記
部分集合の係数から透かし挿入デジタルデータ（Ｉ^*）
の前記部分集合の係数をそれぞれ減算することにより、
変調値の推定シーケンス（Ｗ^*）を推定する工程（Ｅ１
１４）と、前記挿入方法の変調する工程（Ｅ１０５）で
挿入された変調値の前提シーケンス（Ｗ）を生成する工
程（Ｅ１１５）と、推定シーケンス（Ｗ^*）と前提シー
ケンス（Ｗ）との相関値を計算する工程（Ｅ１１６）
と、推定シーケンス（Ｗ^*）と前提シーケンス（Ｗ）と
が類似しているか否かを前記相関値の関数として決定す
る工程（Ｅ１１７）とを含む復号方法にも関する。

【００５３】これに関連して、本発明の第２の態様によ
る挿入方法に従って初期デジタルデータ（Ｉ）に挿入さ
れた、秘密透かしなどの補助情報項目（Ｓ）を透かし挿
入デジタルデータ（Ｉ^*）の中で復号する装置は、透か
し挿入デジタルデータ（Ｉ^*）及び初期デジタルデータ
（Ｉ）を多重分解能スペクトル分解するスペクトル分解
手段（２１）と、透かし挿入デジタルデータ（Ｉ^*）及
び初期デジタルデータ（Ｉ）それぞれにおける周波数の
部分帯域（ＬＬ）の成分を抽出する抽出手段（２２）
と、透かし挿入デジタルデータ（Ｉ^*）及び初期デジタ
ルデータ（Ｉ）の周波数部分帯域（ＬＬ）の成分をスペ
クトル変換するスペクトル変換手段（２３）と、透かし
挿入デジタルデータ（Ｉ^*）及び初期デジタルデータ
（Ｉ）から前記挿入方法の選択する工程（Ｅ１０４）で
選択された係数の部分集合を選択する選択手段（２４）
と、初期デジタルデータ（Ｉ）の前記部分集合の係数か
ら透かし挿入デジタルデータ（Ｉ^*）の前記部分集合の
係数をそれぞれ減算することにより、変調値の推定シー
ケンス（Ｗ^*）を推定する推定手段（２５）と、前記挿
入方法の変調する工程（Ｅ１０５）で挿入された変調値
の前提シーケンス（Ｗ）を生成する生成手段（２６）
と、推定シーケンス（Ｗ^*）と前提シーケンス（Ｗ）と
の相関値を計算する計算手段（２８）と、推定シーケン
ス（Ｗ^*）と前提シーケンス（Ｗ）とが類似しているか
否かを前記相関値の関数として決定する決定手段（２
９）とを具備する。

【００５４】このようなデジタルデータの二重変換によ
って、変調された係数は限られた範囲の周波数について
探索される。これは、多重分解能スペクトル分解を経て
事前の選択が行われるために、スペクトルの１つの領域
で自動的に変調可能な成分の場所を確定できるからであ
る。

【００５５】この復号方法及び装置は、例えば、デジタ
ル化画像の著作権を検証する場合のように、挿入透かし
を検証するのに特に適している。

【００５６】本発明の復号方法の実用的で、好都合な実
施形態を提供する本発明のこの第２の態様の好ましい態
様によれば、復号装置のスペクトル分解手段（２１）、
抽出手段（２５）、スペクトル変換手段（２３）、選択
手段（２４）、推定手段（２５）、生成手段（２６）、
計算手段（２８）及び決定手段（２９）は、マイクロプ
ロセッサ（１０）と、補助情報項目を復号するためのプ
ログラムを格納する読み取り専用メモリ（１０２）と、
プログラムの実行中に修正される変数を記録するための
複数のレジスタを含むランダムアクセスメモリ（１０
３）とに組み込まれている。

【００５７】挿入装置又は復号装置に一体化されている
か、又は一体化されておらず、オプションとして着脱自
在であり、コンピュータ又はマイクロプロセッサにより
読み取り可能である情報格納手段は、本発明の第１及び
／又は第２の態様に従って補助情報項目を挿入又は復号
する方法を実現するプログラムを格納する。

【００５８】本発明は、本発明の第１及び／第２の態様
による挿入又は復号方法を実現するための手段を有する
か、又は本発明の第２及び／又は第２の態様による挿入
又は復号装置を有するデジタル信号処理装置にも関す
る。

【００５９】この処理装置の利点は、本発明の第１及び
／又は第２の態様による挿入方法及び装置並びに復号方
法及び装置に関連して先に開示した利点と同一である。

【００６０】挿入方法及び復号方法は、特に、デジタル
写真装置、デジタルカメラ、データベース管理システ
ム、コンピュータ、スキャナ、又は医療用画像撮影装
置、とりわけ，Ｘ線撮影装置において実現できる。

【００６１】これに関連して、デジタル写真装置、デジ
タルカメラ、データベース管理システム、コンピュー
タ、スキャナ、又は医療用画像撮影装置、とりわけ、Ｘ
線撮影装置は、本発明による挿入装置及び／又は復号装
置を有する。

【００６２】上記のデジタル写真装置、デジタルカメ
ラ、データベース管理システム、コンピュータ、スキャ
ナ、又はＸ線撮影装置などの医療用画像撮影装置は、本
発明による挿入方法及び装置並びに復号方法及び装置の
利点に類似する利点を有する。

【００６３】本発明のその他の特異性及び利点は、以下
の説明から明白になるであろう。

【００６４】

【発明の実施の形態】まず、デジタルデータに補助情報
項目を挿入する装置について説明する。

【００６５】以下の、限定的な意味をもたない例におい
ては、デジタルデータは画像Ｉを表現する一連のデジタ
ルサンプルから構成されている。画像Ｉは、例えば、一
連のバイトにより表現されており、各バイト値は２５６
のグレイレベルを有する白黒画像などの画像Ｉの１つの
画素を表現する。

【００６６】補助情報は、画像Ｉ中に認知不可能な、強
固な方式で挿入することが望まれる秘密透かしである。
この秘密透かしは、例えば、画像Ｉの原作者又は所有者
を識別できるようにするものであっても良い。この例に
おいては、補助情報はあるビット数、例えば、３２ビッ
トの識別番号Ｓから構成され、識別番号Ｓは同様にある
ビット数で定義される機密鍵(confidential key)Ｋと関
連している。この識別番号Ｓと機密鍵Ｋにより、以下に
説明するように、画像Ｉに有効に挿入される変調信号を
発生させることができる。機密鍵Ｋは任意の方式で識別
番号Ｓと関連させることができる。

【００６７】一般的にいえば、図１に示すように、挿入
装置は全体としてエンコーダ１に類似しており、画像Ｉ
においてＳ及びＫから定義される透かしを符号化する。
透かしが挿入された画像Ｉ'はエンコーダ１の出力端子
に供給される。

【００６８】この画像I'を送信又は格納するために、画
像Ｉ'は圧縮及び伸張などの、非線形雑音の追加に類似
するいくつかの処理を受ける。また、画像を表示すると
きには、画像をデジタル／アナログ変換し、あるいは、
フィルタリングを実行する場合もある。

【００６９】処理後に、透かし挿入画像Ｉ'の雑音を含
むバージョンに相当する画像Ｉ^*を、エンコーダ１と関
連するデコーダ２へ送信することができる。このデコー
ダ２は、従来通り、初期画像Ｉ及び挿入されている補助
情報Ｓ、Ｋから、雑音を含む画像Ｉ^*の中の挿入変調信
号Ｗ^*を推定する。雑音を含む画像Ｉ^*の中のこの変調信
号Ｗ^*は、画像Iに挿入された変調信号Ｗと共に、検出器
３に供給され、そこで、これら２つの信号Ｗ及びＷ^*の
類似度を評価し、それにより、例えば、挿入されている
著作権情報を検査する。この相関測定については、後
に、復号装置及び方法に関連して詳細に説明する。

【００７０】本発明の第１の態様によれば、図２に示す
ように、挿入装置１は、この例では画像Ｉを表現するデ
ジタルデータを多重分解能スペクトル分解する手段１１
と、最低周波数の成分を抽出する抽出手段１２と、最低
周波数の成分の部分集合を選択する選択手段１３と、補
助情報を挿入するために、この部分集合の成分を変調す
る手段１４と、透かし挿入画像Ｉ'を再構成するため
に、デジタル信号を逆多重分解能スペクトル再組成(rev
erse multi-resolution spectral recomposition)する
手段１５とを有する。

【００７１】本発明の第２の態様によれば、図３に示す
ように、挿入装置１はこの例では画像Ｉを表現するデジ
タルデータを多重分解能スペクトル分解する手段３１
と、１つの周波数部分帯域の成分を抽出する抽出手段３
２と、この周波数部分帯域の成分をスペクトル変換する
手段３３と、スペクトル変換の係数の部分集合を選択す
る選択手段３４と、補助情報を挿入するために、この部
分集合の係数を変調する手段３５と、変調された係数の
部分集合を含む係数を逆スペクトル変換する手段３６
と、透かし挿入画像Ｉ'を再構成するために、デジタル
データを逆多重分解能スペクトル再組成する手段３７と
を有する。

【００７２】多重分解能スペクトル分解手段１１，３１
は、離散的ウェーブレット変換を実行するものであり、
複数の部分帯域への分解を実行する回路、又は、それぞ
れがx２デシメータと関連する一組の解析フィルタによ
り形成される解析回路から構成されるのが好ましい。こ
の分解回路は、画像Ｉの信号を２方向にフィルタリング
して、高い空間周波数と、低い空間周波数の複数の部分
帯域を得る。この回路は、いくつかの分解能レベルに従
って画像Ｉを部分帯域に分解するいくつかの連続する解
析ユニットを有する。

【００７３】従来より、信号の分解能は、その信号を表
現するために使用される単位長さ当たりのサンプル数で
ある。画像信号Ｉの場合、部分帯域の分解能は、この部
分帯域を水平方向及び垂直方向に表現するために使用さ
れる単位長さ当たりのサンプル数と関連している。分解
能は、実行されるデシメーションの回数、デシメーショ
ン係数及び初期画像の分解能によって決まる。

【００７４】この部分帯域への分解は良く知られてい
る。次に、画像Ｉを３に等しい分解レベルdで部分帯域
に分解する場合に使用される様々な解析工程を図５を参
照して簡単に説明する。

【００７５】第１の解析ユニットは画像信号Ｉを受信
し、それぞれ、低域フィルタと高域フィルタである２つ
のデジタルフィルタを介して、この信号を第１の方向、
例えば、水平方向にフィルタリングする。２対１デシメ
ータを通過した後、得られたフィルタリング済み信号
は、それぞれ、低域フィルタと高域フィルタである２つ
のフィルタにより、第２の方向、例えば、垂直方向に再
びフィルタリングされる。各信号は２対１デシメータを
再度通過する。そこで、この第１の解析ユニットの出力
端子では、分解の最高の分解能で４つの部分帯域Ｌ
Ｌ₁、ＬＨ₁、ＨＬ₁及びＨＨ₁が得られる。

【００７６】部分帯域ＬＬ₁は、画像信号Ｉの両方向の
低周波数の成分を含む。部分帯域ＬＨ₁は画像信号Ｉの
第１の方向の低周波数の成分と、第２の方向の高周波数
の成分とを含む。部分帯域ＨＬ₁は、第１の方向の高周
波数の成分と、第２の方向の低周波数の成分とを含む。
最後に、部分帯域ＨＨ₁は両方向の高周波数の成分を含
む。

【００７７】第２の解析ユニットは、部分帯域ＬＬ₁を
フィルタリングして、先行するユニットと同様に、分解
の中間分解能レベルの４つの部分帯域ＬＬ₂、ＬＨ₂、Ｈ
Ｌ₂及びＨＨ₂を供給する。最後に、この例では、部分帯
域ＬＬ₂を更に第３の解析ユニットにより解析して、こ
の分解の最低の分解能の４つの部分帯域ＬＬ₃、ＬＨ₃、
ＨＬ₃及びＨＨ₃を得る。

【００７８】このようにして、１０の部分帯域と３つの
分解能レベルが得られる。最低周波数の部分帯域ＬＬ₃
を近似部分帯域と呼び、その他の部分帯域を詳細部分帯
域と呼ぶ。

【００７９】言うまでもなく、分解能レベルの数、従っ
て、部分帯域の数は上記の数とは異なっていても良く、
例えば、分解能レベルを４つとし、部分帯域の数を１３
とすることもできる。

【００８０】次に、抽出手段１２，３２は、画像Ｉの分
解における最低周波数を有する部分帯域、すなわち、こ
の例においては近似部分帯域ＬＬ₃の成分を選択する。

【００８１】従って、透かしＳの挿入は、概して、画像
の圧縮処理及び伸張処理ではほとんど量子化されない低
周波数部分帯域で実行されるので、画像が受ける歪みに
対する挿入透かしの強固さは強化される。

【００８２】出願人は、十分に低い分解能レベルに到達
すれば、近似部分帯域に認知不可能なように情報を追加
することが可能であると気づいた。

【００８３】そこで、画像Ｉの大きさに従って分解レベ
ルの数ｄを調整することが必要である。これは、Ｎ×Ｎ
サイズの画像Ｉの場合、この例における非常に低い周波
数の部分帯域の大きさがＮ／２^d×Ｎ／２^dになるためで
ある。

【００８４】近似部分帯域ＬＬ_dの成分の数ｎが８×８
から３２×３２の間にあるように、ウェーブレットへの
変換による分解のレベルの数ｄはあらかじめ定められる
のが好ましい。

【００８５】試験によれば、ｎ＝１６×１６であるのが
好ましいことがわかっている。これは、画像ＩがＮ×Ｎ
＝５１２×５１２の大きさを有するときの５つの分解レ
ベルに相当する。

【００８６】そこで、近似部分帯域ＬＬ₅の０≦ｉ≦Ｎ
／２d^-1及び０≦ｊ≦Ｎ／２^d−１である成分Ｉ_ijを抽出
する。

【００８７】変形例として、図６に示す本発明の別の実
施形態によれば、デジタルデータＩをデジタルデータＩ
又は先行する近似バージョンの低域フィルタリング及び
サブサンプリングに相当する近似バージョンと、デジタ
ルデータから又は先行する近似バージョンからの近似バ
ージョンの減算に相当する詳細バージョンとに繰り返し
分解する。このような連続ピラミッド型近似の方式は、
Burt及びAdelsonの「The Laplacian pyramid as a comp
act image code」（IEEE、Trans．on Communications、
３１（４）：５３２−５４０ページ、１９８３年）によ
り提案されている。この方式は、水平と垂直の各方向に
２に等しい係数による低域フィルタリング及びサブサン
プリングを実行することにより、考慮すべき画像Ｉの低
分解能バージョンを抽出することからなる。このように
レベル１近似を得る。初期画像Ｉと同じ大きさのレベル
０詳細画像は、初期画像Ｉからレベル１近似を減算する
ことにより生成される。この減算を実行するために、ま
ず、低分解能バージョンの補間により、初期画像と同一
の大きさの画像を予測し、次に、この予測画像を初期画
像から減算して、詳細画像を求める。画像の十分に簡略
化された近似を獲得し、補助情報を近似バージョンに見
えないように挿入できるようにするために、低分解能画
像に対して、この方式を必要な回数だけ繰り返し実行す
ることができる。この場合には、レベル１近似バージョ
ンに対して分解を繰り返すと、近似バージョンはレベル
２近似バージョンと、レベル１詳細バージョンとに分解
されることになる。次に、抽出する工程においては、最
低の分解能を有するバージョン、ここでは、同様にｉ及
びｊがそれぞれ第１及び第２の方向でレベル２近似バー
ジョンの長さに沿ってそれぞれ変化するような成分Ｉ_ij
の集合により形成されるレベル２近似バージョンを選択
する。

【００８８】本発明の第１の態様では、成分Ｉ_ijの部分
集合を選択する手段１３は、挿入すべき補助情報Ｓと関
連する機密鍵を表現するデジタル信号Ｋにより初期設定
される擬似ランダム関数で数発生器１６と協働する。

【００８９】擬似ランダム関数に従って数を取り出す
と、擬似ランダム方式で変調すべき成分を選択すること
により、挿入される透かしの強固さを強化することがで
きる。使用される機密鍵と擬似ランダム関数の知識があ
るだけで、変調されていた非常に低い周波数の成分を見
つけ出すことができる。

【００９０】同様に、変調手段１４は、挿入すべき追加
情報を表現するデジタル信号Ｓにより初期設定される擬
似ランダム関数により生成される変調値の発生器１６と
協働し、それらの変調値を先に選択された部分集合の成
分に追加する手段１５を有する。

【００９１】スペクトル再組成手段１５は、２の乗算器
と関連する一連の合成フィルタを具備する従来通りの再
組成回路を有し、そこで、いくつかの、この例では３に
等しい数の再組成レベルの後、透かし挿入画像Ｉ'はコ
ーダ１の出力端子に供給される。

【００９２】本発明の第２の態様においては、スペクト
ル変換手段３３は離散的コサイン変換、すなわち、ＤＣ
Ｔを実行する。

【００９３】従来より画像処理で使用されているこのＤ
ＣＴ変換は、画像Ｉの１つの小さな部分帯域に限定され
ているために、ここでは有効に利用されている。このＤ
ＣＴ変換により、後に、画像Ｉの空間ドメイン全体にわ
たる挿入透かしＳの分布を得ることができる。

【００９４】係数の部分集合を選択する手段３４は、挿
入すべき補助情報Ｓと関連する機密鍵を表現するデジタ
ル信号Ｋにより初期設定される擬似ランダム関数で数発
生器３８と協働する。

【００９５】擬似ランダム数を取り出すと、変調すべき
ＤＣＴの係数を無作為に選択することにより、挿入透か
しの強固さを強化することができる。使用される機密鍵
と擬似ランダム関数の知識があるだけで、変調されてい
るＤＣＴの係数を見出すことができる。

【００９６】同様に、変調手段３５は、挿入すべき追加
情報を表現するデジタル信号Ｓにより初期設定される擬
似ランダム関数により生成される変調値の発生器３８と
協働し、それらの変調値を先に選択された部分集合の係
数に追加する手段３５を有する。

【００９７】逆スペクトル変換手段３６は、この例で
は、画像処理において通常使用される逆離散的コサイン
変換である。

【００９８】同様に、スペクトル再組成手段３７は、２
の乗算器と関連する一連の合成フィルタを具備する従来
通りの再組成回路を含み、そこで、いくつかの、この例
では３に等しい数の再組成レベルの後に、透かし挿入画
像Ｉ'はコーダ１の出力端子に供給される。

【００９９】図４に示すように、スペクトル分解手段１
１と、抽出手段１２と、選択手段１３と、変調手段１４
と、スペクトル再組成手段１５と、擬似ランダム数発生
器１６は、マイクロプロセッサ又はコンピュータ１０、
補助情報項目Ｓを挿入するためのプログラムを格納する
読み取り専用メモリ１０２（ＲＯＭ）、及びプログラム
の実行中に修正される変数を記録するための複数のレジ
スタを含むランダムアクセスメモリ１０３（ＲＡＭ）に
組み込まれているのが好ましい。

【０１００】同様に、スペクトル分解手段３１と、抽出
手段３２と、スペクトル変換手段３３と、選択手段３４
と、変調手段３５と、逆スペクトル変換手段３６と、ス
ペクトル再組成手段３７と、擬似ランダム数発生器３８
とは、マイクロプロセッサ又はコンピュータ１０、補助
情報項目Ｓを挿入するためのプログラムを格納する読み
取り専用メモリ１０２（ＲＯＭ）、及びプログラムの実
行中に修正される変数を記録するための複数のレジスタ
を含むランダムアクセスメモリ１０３（ＲＡＭ）に組み
込まれているのが好ましい。

【０１０１】言うまでもなく、補助情報項目を挿入する
ためのプログラムをコンピュータ１０のハードディスク
１０８に格納することも可能である。

【０１０２】この挿入プログラム全体または一部を、着
脱自在ではあるが、コンピュータプロパーには一体化さ
れていない格納手段に格納することも可能である。すな
わち、通信インタフェース１１２によってコンピュータ
に接続された通信ネットワーク１１３により読み取り専
用メモリ１０２又はハードディスク１０８から受信した
り、読み取り専用メモリ１０２又はハードディスク１０
８にロードしたりすることができる。又、先にディスケ
ット１１０に格納されているプログラム命令を読み取る
ディスクドライブ１０９によってプログラムをロードす
ることも考えられる。言うまでもなく、ディスケットの
代わりに、固定メモリコンパクトディスク（ＣＤ−ＲＯ
Ｍ）、磁気テープ又はメモリカードなどの情報媒体を使
用することも可能である。

【０１０３】中央装置１００（ＣＰＵ）により、挿入プ
ログラムの命令を実行できる。すなわち、パワーアップ
時、不揮発性メモリの１つ、例えば、読み取り専用メモ
リ１０２に格納されているプログラムをランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）１０３へ転送する。ランダムアクセ
スメモリ１０３は、本発明の第１及び第２の態様に従っ
た挿入方法を実現するために必要な変数も格納してい
る。

【０１０４】ランダムアクセスメモリ１０３は、特に、
プログラムの実行中に修正される変数を格納するための
いくつかのレジスタを含むことができる。すなわち、ラ
ンダムアクセスメモリ１０３は、例えば、各分解レベル
における近似部分帯域の大きさを格納するレジスタと、
変調すべき成分を確定するために引き出される擬似ラン
ダム数を格納するレジスタと、選択された成分の部分集
合を格納するレジスタと、変調値を格納するレジスタ
と、変調成分を格納するレジスタとを有する。

【０１０５】通信バス１０１は従来のようにコンピュー
タの様々な部分要素の間で通信を実行する。

【０１０６】コンピュータ１０は、例えば、透かしを挿
入すべき画像Ｉを表示すると共に、ユーザが、例えば、
キーボード１１４を使用して、挿入方法を実現するため
のいくつかのデータをパラメータ化することができるよ
うに、ユーザとの間のインタフェースとして機能する画
面１０４を更に有する。

【０１０７】例えば、データの原作者を識別するため
に、秘密透かしを挿入したいデータのコンピュータ１０
への供給は、様々な周辺装置、特に、グラフィックスカ
ードに接続するデジタルカメラ１０７、又はスキャナ、
Ｘ線撮影装置、あるいはその他の画像収集手段又は画像
格納手段により実行できる。

【０１０８】通信ネットワーク１１３も、透かしを挿入
すべきデジタル画像を供給することができる。ディスケ
ット１１０も、同様に、デジタルデータを格納すること
ができる。

【０１０９】変形例として、マイクロホン１１１が入出
力カード１０６によりコンピュータ１０に接続してい
る。この変形例における透かしを挿入すべきデジタルデ
ータは、音声信号である。

【０１１０】格納または処理されたデジタルデータに透
かしを形成する為に、本挿入装置は各種のデジタル処理
装置または直接デジタル写真装置やデジタルカメラに内
蔵されてもよく、データベース管理システムと一体化さ
れてもよい。

【０１１１】次に、本発明の第１の態様による挿入方法
を、特に図７及び図８を参照して説明する。

【０１１２】本発明によれば、デジタルデータ、ここで
は画像Ｉに秘密透かしなどの補助情報項目Ｓを挿入する
方法は、次のような工程を含む。

【０１１３】ａ）デジタルデータＩを多重分解能スペ
クトル分解する工程Ｅ１，ｂ）最低周波数の成分を抽出する工程Ｅ２．この場合、挿入方法は，Ｎ＝５１２バイトであるＮｘＮ
の大きさの画像Ｉに適用される。

【０１１４】スペクトル分解する工程Ｅ１は、図７の実
施形態においては、不連続のウェーブレットへの変換に
よって実行される。離散的ウェーブレット変換による分
解のレベルの数ｄは、近似部分帯域ＬＬの成分の数ｎが
８×８から３２×３２の間であるようにあらかじめ定め
られる。

【０１１５】このようにして、閾値Ｔを、例えば、３２
×３２に固定し、試験する工程Ｅ２１中に、各分解能レ
ベルで、近似部分帯域ＬＬの成分の数ｎをこの閾値Ｔと
比較する。

【０１１６】試験が否定であれば、すなわち、ｎが閾値
Ｔより大きい場合には、部分帯域をより高い分解レベル
で分解する。

【０１１７】この例では、画像Ｉが正方形であり且つ大
きさが５１２×５１２バイトに等しいとき、２対１デシ
メータによる部分帯域への分解を採用する。同様に正方
形である部分帯域ＬＬの大きさは、各分解レベルｄで、
Ｎ／２^d×Ｎ／２^dに等しい。

【０１１８】閾値Ｔを３２ｘ３２に固定することによ
り、４に等しい分解レベルｄに適する大きさの部分帯域
ＬＬが得られる。

【０１１９】工程Ｅ２では、その結果として、０≦ｉ≦
Ｎ／２^d−１及び０≦ｊ≦Ｎ／２^d−１として、成分Ｉ_ij
により形成される最低周波数の近似部分帯域ＬＬ₄を選
択する。

【０１２０】図８に示す別の実施形態においては、画像
信号Ｉを先に図６を参照して説明したピラミッド型の分
解により分解する。各分解レベルにおいて、工程Ｅ２１
では、得られた近似の成分の数ｎを、例えば、３２×３
２に固定された閾値Ｔと比較して、離散的ウェーブレッ
ト変換の場合と同じように、近似の大きさが十分に小さ
いか否か又はより高いレベルで分解を繰り返さなければ
ならないか否かを判定する。

【０１２１】本発明によれば、工程Ｅ３では、抽出され
た非常に低い周波数の部分帯域の成分Ｉ_ijの部分集合を
選択する。従って、変調すべき成分を限定されたスペク
トル領域内で選択することになる。

【０１２２】以上の実施形態では、変調の際に、抽出さ
れる非常に低い周波数の部分帯域のカバレージの程度ｘ
％を固定する。例えば、ｘ＝８０を選択する。

【０１２３】この例においては、挿入すべき補助情報Ｓ
と関連する機密鍵を表現するデジタル信号Ｋにより初期
設定される擬似ランダム関数に従って、成分の部分集合
を選択する。

【０１２４】成分Ｉ_ijを走査する順序は定義されてい
る。これらの成分がＮ／２^d×Ｎ／２^dの大きさの行列の
中にあるとき、映像走査の順序は、例えば、左上角から
右下角に向かうジグザグの形態で設定される。

【０１２５】成分Ｉ_ijごとに、工程Ｅ３１では、０と１
との間の擬似乱数ｂ_k＝Ｕ（Ｋ）が得られるように、Ｋ
により初期設定される、間隔［０，１］に関する均一法
則Ｕなどの所定の均一法則Ｕに従って取り出しを実行す
る。

【０１２６】周知のように、この間隔に関する均一法則
Ｕは、間隔［０，１］にわたって均一に分布する一連の
実数からなり、各間隔数は同じ出現確率を有する。そこ
では、各初期設定値Ｋに、所定の一連の実数が対応して
いる。この初期設定値Ｋは秘密鍵になぞらえることがで
き、これを知っていれば、その一連の実数を全く同じよ
うに再構成することが可能である。

【０１２７】ｂ_kを取り出すたびに、すなわち、均一法
則Ｕにより定義される一連の実数の連続する値ごとに、
試験する工程Ｅ３２で、この数ｂ_kをカバレージ度ｘ／
１００と比較する。ｂ_kがここでは０．８に等しいｘ／
１００より小さければ、変調するために、関連する成分
Ｉ_ijを採用する。これに対し、数ｂ_kが０．８より大き
い場合には、関連する成分Ｉ_ijを変化させず、工程Ｅ３
３で、この成分を非常に低い周波数の部分帯域に再び挿
入する。

【０１２８】この特定の例においては、変調される成分
Ｉ_ijの割合は、統計的には、工程Ｅ２で抽出される非常
に低い周波数の成分の五分の四に等しい。

【０１２９】言うまでもなく、機密鍵Ｋがないときに
は、変調すべき成分の選択は、例えば、５つの係数の中
から続けて４つを選択することにより、系統的に実行で
きる。また、最も大きい係数を選択するか、又は非常に
低い周波数の部分帯域のジグザグに進む順で最初の係数
を選択することも可能である。

【０１３０】更に、本発明によれば、選択された部分集
合の成分Ｉ_ijを、工程Ｅ４で、挿入すべき追加情報を表
現するデジタル信号Ｓにより工程Ｅ４１で初期設定され
る擬似ランダム関数により生成される変調値を加算する
ことにより変調する。

【０１３１】例えば、ガウスの法則Ｇ（０，１）を使用
し、挿入すべき信号Ｓにより擬似乱数発生器１６で初期
設定する。

【０１３２】工程Ｅ４１では、変調すべき成分Ｉ_ijごと
に、変調値ｗ_k＝Ｇ（Ｓ）を取り出す。指標ｋは、事前
に定義された走査の順序でｋ番目の成分Ｉ_ijに相当す
る。各初期設定信号Ｓに、平均が０に等しく且つ標準偏
差が１に等しい独自の、あらかじめ定められた一連の変
調値ｗ_kが対応している。

【０１３３】工程Ｅ４２で、修正係数αを計算する。こ
の係数αは変調すべき全ての成分Ｉ _ijに対して一定であ
ることができ、典型的には、１に等しい。これは、挿入
情報Ｓが確実に見えないように保証するものである。

【０１３４】各成分Ｉの変調は、工程Ｅ４で、変調値：Ｉ'_ij＝Ｉ_ij＋αｗ_k を加算することにより得られる。

【０１３５】ウェーブレットへの分解又はピラミッド型
の分解を利用するこれらの実施形態においては、成分Ｉ
_ijが同等の大きさの順序を有しているならば、一定の修
正係数αを選択すれば十分である。

【０１３６】工程Ｅ４で、変調値：Ｉ'_ij＝Ｉ_ij＋α_ijｗ_k を加算することにより各成分Ｉ_ijの変調が得られるよう
に、係数Ｉ_ijに従って修正係数αを決定することもでき
るであろう。

【０１３７】α_ij＝０．１×Ｉ_ijとなるように、変調さ
れた成分の値に従って係数α_ijに重み付けすることがで
きる。

【０１３８】また、変調された成分にごく近い値Ｉ_ijの
平均に係数α_ijを対応させることもできる。

【０１３９】更に、秘密透かしを挿入するための成分の
変調が視覚的に許容される最大ひずみを越えないように
心理視覚マスキングを行うために、局所可視限界を考慮
に入れることも可能である。

【０１４０】次に、工程Ｅ３３では、初期成分Ｉ_ijの代
わりに、変調成分Ｉ'_ijを非常に低い周波数の成分に挿
入する。

【０１４１】工程Ｅ３４では、非常に低い周波数の全て
の成分Ｉ_ijを走査し終わったか否かを判定するために、
試験を実行する。

【０１４２】その答えが否定であれば、走査順で次の成
分Ｉ_ijを考慮し、工程Ｅ３から、この成分Ｉ_ijを変調す
べきか否かを判定するために次の擬似乱数ｂ_kを取り出
すことにより、プロセスを繰り返す。

【０１４３】走査が終了すると、最終逆多重分解能スペ
クトル再組成する工程Ｅ５で、透かし挿入画像Ｉ'を再
構成する。

【０１４４】図７に示す実施形態では、逆ウェーブレッ
ト返還を実現するために、合成フィルタを使用してい
る。

【０１４５】図８の例では、連続する近似バージョンと
詳細バージョンから透かし挿入画像Ｉ'を再構成してい
る。

【０１４６】本発明の第１の態様に従った挿入方法によ
り、画像Ｉ'中の挿入透かしＳは、後続する画像Ｉ'の処
理に対してはるかに強固なものになっている。加えて、
挿入される変調は周波数の一帯域に限定されており、挿
入透かしの検査をはるかに迅速に実行できる。

【０１４７】次に、本発明のこの第１の態様における挿
入透かしの復号について、特に図９から図１１を参照し
て説明する。

【０１４８】デコーダ２（図１を参照）は雑音を含む画
像Ｉ^*を受信し、初期画像Ｉ並びに機密鍵Ｋと関連する
情報Ｓも利用する。

【０１４９】図９に示すように、本発明の第１の態様に
よる復号装置は、透かし挿入デジタルデータＩ^*及び初
期デジタルデータＩを多重分解能スペクトル分解するス
ペクトル分解手段６１と、透かし挿入デジタルデータＩ
^*及び初期デジタルデータにおける最低周波数の成分を
抽出する抽出手段６２と、透かし挿入デジタルデータＩ
^*及び初期デジタルデータから、先に説明した挿入方法
の選択する工程Ｅ３で選択された成分の部分集合を選択
する選択手段６３と、初期デジタルデータＩの前記部分
集合の成分Ｉ_ijから透かし挿入デジタルデータＩ^*の前
記部分集合の成分Ｉ'_ij ^*をそれぞれ減算することによ
り、変調値ｗ_k ^*の推定シーケンスＷ^*を推定する推定手
段６４と、前記挿入方法の変調する工程Ｅ４で挿入され
た変調値ｗ_kの前提シーケンスＷを生成する生成手段６
５と、推定シーケンスＷ^*と前提シーケンスＷとの相関
値を計算する計算手段と、推定シーケンスＷ^*と前提シ
ーケンスＷとが類似しているか否かを前記相関値に従っ
て決定する決定手段６８とを有する。

【０１５０】挿入装置と同様に、スペクトル分解手段６
１は離散的ウェーブレット変換を実行し、抽出手段６２
は近似部分帯域ＬＬの成分を選択する。このスペクトル
分解に関しては先に詳細に説明した。

【０１５１】本発明の第２の実施形態においては、スペ
クトル分解手段６１は初期デジタルデータＩ及び透かし
挿入デジタルデータＩ^*を、デジタルデータ又は先行す
る近似バージョンの低域フィルタリング及びサブサンプ
リングに相当する近似バージョンと、デジタルデータか
ら又は先行する近似バージョンからの近似バージョンの
減算に相当する詳細バージョンとに繰り返し分解し、抽
出手段６２は近似バージョンの成分を選択する。

【０１５２】これらのスペクトル分解手段の選択が秘密
情報Ｓの挿入中に使用された分解の種類によって決まる
ことは容易に理解されるであろう。

【０１５３】変調値の前提シーケンスＷを生成する生成
手段６５は、復号すべき補助情報を表現するデジタル信
号Ｓにより初期設定される擬似ランダム関数によって生
成される変調値を生成する発生器６６と協働する。

【０１５４】この発生器６６は挿入装置で使用される発
生器１６と同一であり、復号することが望まれている補
助情報を表現するデジタル信号Ｓにより初期設定される
同じガウスの法則Ｇを使用する変調値ｗ_kを再計算する
ことが可能になる。

【０１５５】同様に、選択手段６３は、復号すべき補助
情報Ｓと関連する機密鍵を表現するデジタル信号Ｋによ
り初期設定される擬似ランダム関数に従って数ｂ_kを生
成する発生器６６と協働する。

【０１５６】図４に示すように、スペクトル分解手段６
１、抽出手段６２、選択手段６３、推定手段６４、生成
手段６５、計算手段６７及び決定手段６８は、マイクロ
プロセッサ１０と、補助情報項目Ｓを復号するためのプ
ログラムを格納する読み取り専用メモリ１０２と、プロ
グラムの実行中に修正される変数を記録するためのレジ
スタを含むランダムアクセスメモリ１０３とに組み込ま
れている。

【０１５７】マイクロプロセッサ１０自体及びその機能
は、先に本発明の第１の態様による挿入装置及び方法に
ついて説明したのと全く同じである。

【０１５８】補助情報項目を復号するためのプログラム
は、コンピュータ１０のハードディスク１０８に格納す
るか、あるいはその全体又は一部を着脱自在ではある
が、コンピュータプロパーに一体化されていない格納手
段に格納することが可能であろう。

【０１５９】中央装置１００（ＣＰＵ）により、復号プ
ログラムの命令を実行できる。すなわち、パワーアップ
時、不揮発性メモリの１つ、例えば、読み取り専用メモ
リ１０２に格納されているプログラムをランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）１０３に格納する。ランダムアクセ
スメモリ１０３は、本発明による復号方法を実現するの
に必要な変数も格納している。

【０１６０】ランダムアクセスメモリ１０３は、特に、
プログラムの実行中に修正される変数を格納するための
いくつかのレジスタを含むことができる。すなわち、ラ
ンダムアクセスメモリ１０３は、例えば、分解レベルご
との近似部分帯域の大きさを格納するレジスタ、変調す
べき成分を確定するために取り出される擬似乱数を格納
するレジスタ、選択された成分の部分集合を格納するレ
ジスタ、変調値の推定シーケンスを格納するレジスタ、
変調値の前提シーケンスを格納するレジスタ及び相関値
の計算を格納するレジスタを有する。

【０１６１】例えば、原作者を識別するために、秘密透
かしを復号することが望まれるデータのコンピュータ１
０への供給は、様々な周辺装置、特に、グラフィックス
カードに接続するデジタルカメラ１０７、又はスキャ
ナ、あるいはＸ線撮影装置、その他の画像収集手段又は
画像格納手段により実行できる。

【０１６２】通信ネットワーク１１３も復号すべきデジ
タル画像を供給できる。同様に、ディスケット１１０も
デジタルデータを格納することができる。

【０１６３】この復号装置はどのような種類のデジタル
処理装置にも組み込むことができ、デジタル写真装置又
はデジタルカメラに直接に組み込んだり、格納又は処理
されるデジタルデータを復号するためにデータベース管
理システムに一体化することが可能である。

【０１６４】次に、本発明の第１の態様による挿入方法
に従ってデジタルデータＩに挿入された補助情報項目Ｓ
を復号する本発明による復号方法を更に詳細に説明す
る。

【０１６５】図１０及び図１１を参照すると、この復号
方法は、透かし挿入デジタルデータＩ^*及び初期デジタ
ルデータＩを多重分解能スペクトル分解する工程Ｅ６
と、透かし挿入デジタルデータＩ^*及び初期デジタルデ
ータＩから最低周波数の成分を抽出する工程Ｅ７と、透
かし挿入デジタルデータＩ^*及び初期デジタルデータＩ
から前記挿入方法の選択する工程Ｅ３で選択された成分
の部分集合を選択する工程Ｅ８と、初期デジタルデータ
Ｉの前記部分集合の成分から透かし挿入デジタルデータ
Ｉ ^*の前記部分集合の成分をそれぞれ減算することによ
り、変調値の推定シーケンスＷ^*を推定する工程Ｅ９
と、前記挿入方法の変調工程Ｅ４で挿入された変調値の
前提シーケンスＷを生成する工程Ｅ１０と、推定シーケ
ンスＷ^*と前提シーケンスＷとの相関値を計算する工程
Ｅ１１と、推定シーケンスＷ^*が前提シーケンスＷと類
似するか否かを前記相関値に従って決定する工程Ｅ１２
とを含む。

【０１６６】図１０及び図１１は分解する工程Ｅ６及び
抽出する工程Ｅ７以外は同じ復号方法を示す。

【０１６７】図１０に示す第１の実施形態では、離散的
ウェーブレット変換によりスペクトル分解を実行し、抽
出する工程Ｅ７では、近似部分帯域ＬＬの成分を選択す
る。

【０１６８】このような復号方法は、補助情報Ｓが図７
を参照して説明した本発明の第１の実施形態による挿入
方法を使用して挿入されている場合に使用される。

【０１６９】図１１に示す復号方法の第２の実施形態に
おいては、スペクトル分解の工程Ｅ６中に、初期デジタ
ルデータＩ及び透かし挿入デジタルデータＩ^*を、デジ
タルデータ又は先行する近似バージョンの低域フィルタ
リング及びサブサンプリングに相当する近似バージョン
と、デジタルデータから又は先行する近似バージョンか
らの近似バージョンの減算に相当する詳細バージョンと
に繰り返し分解し、抽出する工程Ｅ７では、近似バージ
ョンの成分を選択する。

【０１７０】このような復号方法は、補助情報Ｓが図８
を参照して説明した挿入方法の第２の実施形態による挿
入方法を使用して挿入されている場合に使用される。

【０１７１】いずれの場合にも、多重分解能スペクトル
分解方法は、関連する挿入方法において使用されている
方法と同一である。

【０１７２】各分解レベルで、試験する工程Ｅ７１にお
いて、近似部分帯域の大きさが閾値Ｔより小さいか否か
を検査し、その答えが否定であれば、より高い分解レベ
ルでスペクトル分解を繰り返す。使用される閾値Ｔは、
先に説明した挿入方法で使用した閾値と同一である。

【０１７３】選択する工程Ｅ８では、復号すべき補助情
報Ｓと関連する機密鍵を表現するデジタル信号Ｋにより
初期設定される擬似ランダム関数に従って成分の部分集
合を選択する。

【０１７４】挿入方法の間に使用した法則と同一であ
り、機密鍵Ｋにより初期設定される均一法則Ｕを使用し
て、同じ一連の擬似実乱数を見出す。従って、雑音を含
む画像Ｉで変調された全ての成分Ｉ'ｉｊ^*と、変調され
ている初期成分Ｉ_ijとを見出すことが可能である。

【０１７５】初期デジタルデータＩ及び透かし挿入デジ
タルデータＩ^*の近似部分帯域ＬＬの所定の走査順序で
取り出される成分Ｉ_ij及びＩ_ij ^*ごとに、工程Ｅ８１
で、ｂ_k＝Ｕ（Ｋ）の取り出しを実行する。工程Ｅ８２
では、この数ｂ_kをここでは０．８に等しいカバレージ
比ｘ／１００と比較する。

【０１７６】ｂ_kが０．８より大きければ、あらかじめ
定義された走査順序の次の成分を直接に送り出す。

【０１７７】そうでなければ、工程Ｅ９で、変調成分ご
とに、挿入される変調値ｗ_kの推定シーケンスＷ_k ^*を得
るために、成分Ｉ_ijとＩ'_ij ^*との差を生成する。

【０１７８】Ｗ_k ^*＝(Ｉ'_ij−Ｉ_ij)／α 工程Ｅ８３では、部分帯域ＬＬの走査が終了したか否か
を試験する。その答えが否定であれば、走査順序で次に
続く成分に対して工程Ｅ８以降を繰り返す。

【０１７９】このようにして、一連の推定値ｗ_k ^*に対応
するシーケンスＷ^*を獲得する。

【０１８０】デコーダは更に情報Ｓを有し、生成する工
程Ｅ１０において、変調値ｗ_kの前提シーケンスＷ，す
なわち、全てのｗ_k値を挿入方法の変調工程Ｅ４中に使
用されたガウスの法則Ｇ（Ｓ）に従って計算することが
できる。

【０１８１】次に、計算する工程Ｅ１１で、例えば、標
準化相関測定を利用して、ＷとＷ^*との相関の測定を実
行する。

【０１８２】

【数１】

【０１８３】１００ × corr（Ｗ，Ｗ^*）による類似度
の計算によって、決定する工程Ｅ１２において、２つの
シーケンスＷ及びＷ^*が類似しているか否かを決定でき
るようになる。

【０１８４】５０％を越えると、相関はデコーダ３の出
力端子で肯定の応答を与えるのに十分であると考えられ
る。言うまでもなく、相関が１００％に近いほど、検出
の信頼性は高く、従って、挿入されている情報項目Sの
認知も高まる。

【０１８５】ここで、本発明の第１の態様による挿入方
法は、復号の時点で、非常に劣化した画像に相当する品
質係数５まで、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert
Group）などの様々な圧縮アルゴリズムに対して７５％
を越える類似度をもたらすことに注意すべきである。

【０１８６】次に、特に図１２を参照して本発明の第２
の態様による挿入方法を説明する。

【０１８７】本発明によれば、秘密透かしなどの補助情
報項目Ｓをデジタルデータ、ここでは画像Ｉに挿入する
方法は、ａ）デジタルデータＩを多重分解能スペクトル
分解する工程Ｅ１０１と、ｂ）１つの周波数部分帯域の
成分を抽出する工程Ｅ１０２とを含む。

【０１８８】この場合、挿入方法は、例えば、Ｎ＝５１
２バイトであるＮ×Ｎサイズの画像Ｉに適用される。

【０１８９】スペクトル分解する工程Ｅ１０１は、例え
ば、離散的ウェーブレット変換によって実行される。ウ
ェーブレット変換による分解のレベルの数ｄは、近似部
分帯域ＬＬの成分の数ｎが８×８から３２×３２の間に
あるようにあらかじめ定められる。

【０１９０】このようにして、閾値Ｔを、例えば、３２
×３２に固定し、分解レベルごとに、試験する工程Ｅ１
２１中に、近似部分帯域ＬＬの成分の数ｎを閾値Ｔと比
較する。

【０１９１】試験が否定であれば、すなわち、ｎが閾値
Ｔより大きい場合には、部分帯域をより高い分解レベル
で分解する。

【０１９２】この例では、画像Ｉが正方形であり且つ５
１２ｘ５１２バイトに等しい大きさであるとき、２対１
デシメータによる部分帯域への分解を採用する。同様に
正方形である部分帯域ＬＬの大きさは、各分解レベルｄ
において、Ｎ／２^d×Ｎ／２^dに等しい。

【０１９３】閾値Ｔを３２×３２バイトに固定すること
により、４に等しい分解レベルｄに適する大きさの部分
帯域ＬＬが得られる。

【０１９４】工程Ｅ１０２では、低周波数の近似部分帯
域ＬＬ４を結果として選択することになる。

【０１９５】本発明の第２の態様の方法によれば、工程
Ｅ１０３で、周波数部分帯域ＬＬ４の成分のスペクトル
変換を実行する。このスペクトル変換は、ここでは、離
散的コサイン変換、すなわち、ＤＣＴである。

【０１９６】このＤＣＴ変換は、初期画像Ｉよりはるか
に小さい、ここでは画像Ｉの１６分の１の大きさである
行列ＬＬ₄について実行される。従って、変換の速度は
はるかに速くなる。

【０１９７】その代わりに、高速フーリエ変換、すなわ
ち、ＦＦＴを実行することも可能であろう。

【０１９８】本発明によれば、工程Ｅ１０４で、部分帯
域ＬＬ４に限定されたＤＣＴスペクトル変換の係数Ｘ_k
の部分集合の選択を実行する。従って、変調すべき係数
Ｘ_kは限定された一組のスペクトル係数から選択される
ことになる。

【０１９９】変調すべき係数の数Ｐを確定する。例え
ば、Ｐは（Ｎ／２^d×Ｎ／２^d）／２に等しい。

【０２００】変調すべき係数の組から、連続成分（ＤＣ
係数）を除外する。

【０２０１】この例では、挿入すべき補助情報Ｓと関連
する機密鍵を表現するデジタル信号Ｋにより初期設定さ
れる擬似ランダム関数に従って、係数の部分集合を選択
する。

【０２０２】例えば、所定の初期設定値Ｋに対して、間
隔［０，１］にわたって均一に分布する一連の擬似乱数
を関連付ける均一法則Ｕ（０，１）を使用する。実際に
は、値１も除外する。

【０２０３】工程Ｅ１８１では、Ｋにより初期設定され
るこの所定の均一Ｕ法則に従って取り出しを実行し、そ
れにより、１からＰの間のｋに対してｂ_k＝Ｕ（Ｋ）を
得る。ｂ_kは厳密に０から１までの値である。

【０２０４】工程Ｅ１８１の取り出しごとに、ｂ_k×Ｐ
の整数部を計算する。これは、０とＰ−１の間の整数ｎ
_k＝Ｅｎｔ（ｂ_kＰ）を表す。これは、たとえば、変換後
の部分帯域ＬＬ₄の左上角から右下角に向かうジグザグ
走査順序で読み取られるＤＣＴの変調可能係数の中のｎ
_k番目の係数を変調するために選択される。このように
して、ｋが１からＰまで変化する係数Ｘ_kの部分集合を
得る。

【０２０５】当然のことながら、機密鍵Ｋがなければ、
最大の大きさのＰ個の係数、又はジグザグ走査順序で初
めのＰ個の係数を常にＤＣ係数を除外して選択すること
が可能である。

【０２０６】更に、本発明によれば、工程Ｅ１０５で、
挿入すべき補助情報を表現するデジタル信号Ｓにより初
期設定される工程Ｅ１８２の擬似ランダム関数により生
成される変調値を加算することにより、選択された部分
集合の係数Ｘ_kを変調する。

【０２０７】例えば、挿入すべき信号Ｓにより初期設定
されるガウスの法則Ｇ（０，１）を利用する。

【０２０８】工程Ｅ１８２では、ｋが１からＰまで変化
するような係数Ｘ_kごとに、変調値ｗ_k＝Ｇ（Ｓ）の取り
出しを実行する。

【０２０９】工程Ｅ１８３では、修正係数αを計算す
る。この係数αは変調すべきあらゆる係数Ｘ_kに対して
一定であることができ、典型的には０．１に等しい。こ
れは、挿入情報Ｓが確実に見えなくなるように保証す
る。

【０２１０】係数Ｘ_kの変調は、工程Ｅ１０５で変調
値：Ｘ'_k＝Ｘ_k（１＋αｗ_k）を加算することにより得られる。

【０２１１】工程Ｅ１５２では、選択された部分集合の
全ての係数Ｘ_kを変調したか否かを検査するために試験
を実行する。

【０２１２】全ての変調が終了していなければ、次の係
数Ｘ_k+1を考慮し、新たな変調値ｗ_k ₊₁を取り出すことに
より、工程Ｅ１８２からのプロセスを繰り返す。

【０２１３】走査が終了すると、工程Ｅ１０６で、変調
済み係数Ｘ'_kの部分集合を含む部分帯域ＬＬ₄の係数の
逆スペクトル変換、ここでは逆ＤＣＴを実行する。

【０２１４】次に、最終逆多重分解能スペクトル再組成
する工程Ｅ１０７で、この場合のように逆ウェーブレッ
ト変換の場合には合成フィルタを使用して、透かし挿入
画像Ｉ'を得る。

【０２１５】本発明の第２の態様に従った挿入方法によ
り、画像Ｉ'中に挿入される透かしＳは、画像Ｉ'のその
後の処理に対してはるかに強固なものになる。透かしは
画像Ｉ'の空間ドメイン全体に分布しているが、挿入さ
れる変調は１つの周波数帯域に限定されている。

【０２１６】次に、特に図１３及び図１４を参照して、
本発明のこの第２の態様による挿入透かしの復号を説明
する。

【０２１７】デコーダ２（図１を参照）は雑音を含む画
像Ｉ^*を受信し、また、初期画像Ｉ並びに機密鍵Ｋと関
連する情報Ｓを利用できる。

【０２１８】図１３に示すように、本発明の第２の態様
による復号装置は、透かし挿入デジタルデータＩ^*及び
初期デジタルデータＩを多重分解能スペクトル分解する
スペクトル分解手段２１と、透かし挿入デジタルデータ
Ｉ^*及び初期デジタルデータＩから１つの周波数部分帯
域ＬＬの成分をそれぞれ抽出する抽出手段２２と、透か
し挿入デジタルデータＩ^*及び初期デジタルデータＩの
周波数部分帯域ＬＬの成分をスペクトル変換するスペク
トル変換手段２３と、透かし挿入デジタルデータＩ^*及
び初期デジタルデータＩから前記挿入方法の選択する工
程Ｅ１０４で選択された成分の部分集合を選択する選択
手段２４と、初期デジタルデータＩの前記部分集合の係
数から透かし挿入デジタルデータＩ ^*の前記部分集合の
係数をそれぞれ減算することにより、変調値の推定シー
ケンスＷ^*を推定する推定手段２５と、前記挿入方法の
変調する工程Ｅ１０５で挿入された変調値の前提シーケ
ンスＷを生成する生成手段２６と、推定シーケンスＷ^*
と前提シーケンスＷとの相関の値を計算する計算手段２
８と、推定シーケンスＷ^*と前提シーケンスＷとが類似
しているか否かを前記相関値に従って決定する決定手段
２９とを有する。挿入装置と同様に、抽出手段２２は最
低周波数を有する部分帯域ＬＬの成分を選択する。

【０２１９】この例では、多重分解能スペクトル分解手
段２１は離散的ウェーブレット変換を実行し、抽出手段
２２は近似部分帯域ＬＬの成分を選択する。このスペク
トル分解については先に詳細に説明してあり、復号装置
により先に図３に関連して説明した挿入装置と同様にし
て実現される。

【０２２０】言うまでもなく、挿入装置によりピラミッ
ド型のスペクトル分解が実行された場合には、関連する
復号装置も同じピラミッド型の分解を使用して、挿入さ
れた補助情報を復号する。

【０２２１】同様に、スペクトル変換手段２３は離散的
コサイン変換を実行する。

【０２２２】一般的に、スペクトル分解手段２１、抽出
手段２２及びスペクトル変換手段２３が、復号すること
が望まれる補助情報Ｓを挿入するために挿入装置で使用
されたスペクトル分解手段３１、抽出手段３２及びスペ
クトル変換手段３３と同一であることは容易に理解され
るであろう。

【０２２３】変調値の前提シーケンスＷを生成する生成
手段２６は、復号すべき補助情報を表現するデジタル信
号Ｓにより初期設定される擬似ランダム関数によって生
成される変調値を生成する発生器２７と協働する。

【０２２４】発生器２７は挿入装置で使用される発生器
と同一であり、これにより、同じ擬似ランダム関数を使
用して変調値ｗ_kを再計算することができる。

【０２２５】同様に、選択手段２４は、復号すべき補助
情報Ｓと関連する機密鍵を表現するデジタル信号Ｋによ
り初期設定される擬似ランダム関数に従って数ｂ_kを生
成する発生器２７と協働する。

【０２２６】スペクトル分解手段２１、抽出手段２２、
スペクトル変換手段２３、選択手段２４、推定手段２
５、生成手段２６、計算手段２８及び決定手段２９は、
図４に示すようなマイクロプロセッサ１０に組み込むこ
とができる。このマイクロプロセッサ１０は、先に説明
した本発明の第２の態様による挿入装置を組み込むため
のマイクロプロセッサと構造の点で同じである。

【０２２７】読み取り専用メモリ１０２は補助情報項目
Ｓを復号するためのプログラムを格納し、ランダムアク
セスメモリ１０３は、プログラムの実行中に修正される
変数を記録するための複数のレジスタを含む。

【０２２８】補助情報項目を復号するためのプログラム
はコンピュータ１０のハードディスク１０８に格納する
か、あるいはその全体又は一部を着脱自在ではあるが、
コンピュータプロパーに一体化されていない格納手段に
格納することができるであろう。

【０２２９】中央装置１００（ＣＰＵ）により、復号プ
ログラムの命令を実行できる。

【０２３０】ランダムアクセスメモリ１０３は、特に、
プログラムの実行中に修正される変数を格納するための
いくつかのレジスタを含むことができる。すなわち、ラ
ンダムアクセスメモリは、例えば、各分解レベルにおけ
る近似部分帯域の大きさを格納するレジスタ、所定の走
査順序のＤＣＴ変換の係数を格納するレジスタ、変調す
べき成分を確定するために取り出される擬似乱数を格納
するレジスタ、選択された成分部分集合を格納するレジ
スタ、変調値の推定シーケンスを格納するレジスタ、変
調値の前提シーケンスを格納するレジスタ及び修正値の
計算を格納するレジスタを有する。

【０２３１】例えば、原作者を識別するために、秘密透
かしを復号することが望まれるデータのコンピュータ１
０への供給は、様々な周辺装置、特に、グラフィックス
カードに接続するデジタルカメラ１０７、又はスキャ
ナ、Ｘ線撮影装置、あるいはその他の画像獲得手段又は
画像格納手段により実行できる。

【０２３２】この復号装置はどのような種類のデジタル
処理装置にも組み込むことができ、デジタル写真装置又
はデジタルカメラに直接組み込むか、あるいは格納又は
処理されるデジタルデータを復号するためにデータベー
ス管理システムに一体化することも可能である。

【０２３３】次に、本発明の第２の態様による挿入方法
に従ってデジタルデータＩに挿入された補助情報項目Ｓ
を復号する本発明による復号方法を更に詳細に説明す
る。

【０２３４】図１４を参照すると、この復号方法は、透
かし挿入デジタルデータＩ^*及び初期デジタルデータを
多重分解能スペクトル分解する工程Ｅ１１０と、透かし
挿入デジタルデータＩ^*及び初期デジタルデータＩから
１つの周波数部分帯域ＬＬの成分をそれぞれ抽出する工
程Ｅ１１１と、透かし挿入デジタルデータＩ^*及び初期
デジタルデータＩの周波数部分帯域ＬＬの成分をスペク
トル変換する工程Ｅ１１２と、透かし挿入デジタルデー
タＩ^*及び初期デジタルデータＩから前記挿入方法の選
択する工程Ｅ１０４で選択された成分の部分集合を選択
する工程Ｅ１１３と、初期デジタルデータＩの前記部分
集合の係数から透かし挿入デジタルデータＩ ^*の前記部
分集合の係数をそれぞれ減算することにより、変調値の
推定シーケンスＷ^*を推定する工程Ｅ１１４と、前記挿
入方法の変調する工程Ｅ１０５で挿入された変調値の前
提シーケンスＷを生成する工程Ｅ１１５と、推定シーケ
ンスＷ^*と前提シーケンスＷとの相関の値を計算する工
程Ｅ１１６と、推定シーケンスＷ^*と前提シーケンスＷ
とが類似しているか否かを前記相関値に従って決定する
工程Ｅ１１７とを含む。

【０２３５】関連する挿入方法の場合と同様に、スペク
トル分解する工程Ｅ１１０では、離散的ウェーブレット
変換によってスペクトル分解を実行し、抽出する工程Ｅ
１１１では、最低周波数を有する近似部分帯域ＬＬの成
分を選択する。

【０２３６】試験する工程Ｅ１１１１では、各分解レベ
ルで、近似部分帯域の大きさが閾値Ｔより小さいか否か
を検査し、その答えが否定であれば、より高い分解レベ
ルでスペクトル分解を繰り返す。使用する閾値Ｔは、先
に図１２を参照して説明した挿入方法で使用した閾値と
同一である。

【０２３７】スペクトル変換も同様に離散的コサイン変
換ＤＣＴである。

【０２３８】選択する工程Ｅ１１３では、復号すべき補
助情報Ｓと関連する機密鍵を表現するデジタル信号Ｋに
より初期設定される擬似ランダム関数に従って係数の部
分集合を選択する。

【０２３９】挿入方法の間に使用された法則と同一であ
り、機密鍵Ｋにより初期設定される均一法則Ｕを使用し
て、同じ一連の実擬似乱数を見出す。従って、雑音を含
む画像Ｉ^*で変調された全ての係数Ｘ'_k ^*と、初期画像Ｉ
で変調されている初期係数Ｘ _kとを見出すことができ
る。

【０２４０】更に厳密にいえば、挿入方法において詳細
に説明したように、工程Ｅ１１３１で、数ｂ_k＝Ｕ
（Ｋ）の取り出しを実行し、ｂ_k×Ｐの整数部を計算す
る。なお、Ｐは変調される係数の数である。ｎ_k＝Ｅｎ
ｔ（ｂ_k×Ｐ）を求め、雑音を含む画像Ｉ^*と初期画像Ｉ
の双方について、ＤＣＴの係数のあらかじめ定義された
走査の順序でｎ_k番目の係数を選択する。

【０２４１】選択された係数の部分集合に関して、推定
する工程Ｅ１１４では、次の復調式に従って、ｋが１か
らＰまで変化するような変調値ｗ_kの推定ｗ_k ^*を得るた
めに、これらの係数Ｘ'_k ^*とＸ_kとの差を生成する。

【０２４２】

【数２】

【０２４３】画像Ｉ'が重大なひずみを受けており、変
調された係数Ｘ_kが低振幅である場合、推定値ｗ_k ^*は非
常に大きくなる可能性があり、従って、異常な値になる
おそれがある。実際には、この値ｗ_k ^*を制限する必要が
ある。例えば、ｗ_k ^*が５に固定された閾値より大きい場
合には、値１がｗ_k ^*に割り当てられる。

【０２４４】このようにして、ｋが１からＰまで変化す
る推定値ｗ_k ^*の連続に相当するシーケンスＷ^*を獲得す
る。

【０２４５】生成する工程Ｅ１１５では、復号すべき補
助情報を表現するデジタル信号Ｓにより初期設定される
擬似ランダム関数により、変調値の前提シーケンスＷを
生成する。

【０２４６】同様に情報Ｓを利用できるデコーダは、実
際には、生成する工程Ｅ１１５で、前提シーケンスＷ，
すなわち、ｋが１からＰまで変化する全てのｗ_k値を、
挿入方法の変調する工程Ｅ１０５中に使用されたガウス
の法則Ｇ（Ｓ）に従って計算することができる。

【０２４７】そこで、計算する工程Ｅ１１６では、例え
ば、標準相関測定を使用して、ＷとＷ^*との相関の測定
を実行する。

【０２４８】

【数３】

【０２４９】１００ × corr（Ｗ，Ｗ^*）による類似度
の計算によって、決定する工程Ｅ１１７で、２つのシー
ケンスＷ及びＷ^*が類似しているか否かを決定すること
ができる。

【０２５０】５０％を越えると、相関は検出器３の出力
端子で肯定の応答を与えるのに十分であると考えられ
る。当然のことながら、相関が１００％に近づくほど、
検出の信頼性は高くなり、従って、挿入情報項目Ｓの認
知の信頼性も高まる。

【０２５１】図１５は、本発明の第２の態様による挿入
方法に従って挿入された情報の強固さと、画像Ｉ全体に
適用されるＤＣＴ変換を使用して補助情報を挿入する従
来の方法における挿入情報の強固さとを比較した図であ
る。

【０２５２】この強固さは、挿入された透かしと、画像
Ｉ'の処理後に抽出された透かしとの類似度により、使
用される処理の品質係数に従って表される。

【０２５３】この例では、画像Ｉ'は、離散的コサイン
変換ＤＣＴに基づくＪＰＥＧ（JointPhotographic Expe
rt Group）規格に従って圧縮及び伸張の処理を受けてい
る。

【０２５４】本発明による方法においては、分解レベル
は５に等しく、双方の場合で、変調される係数の数は１
２８に等しい。

【０２５５】ここでは、本発明の方法は非常に劣化した
画像に相当する品質係数５まで９０％の類似度を示し、
これに対し、従来の方法は品質係数６０までと、明らか
に低いことがわかっている。

【０２５６】本発明による挿入方法及び関連する装置に
よって、デジタルデータに挿入される情報の強固さを気
づかれないような方式で大幅に向上させることができ
る。

【０２５７】言うまでもなく、本発明は先に説明した例
にのみ限定されるのではなく、本発明の範囲から逸脱せ
ずに、数多くの変形を実施することができる。

【０２５８】すなわち、透かしを挿入されるデジタルデ
ータは音声データであっても良いであろう。

【０２５９】更に、本発明の第２の態様における多重分
解能スペクトル分解の近似部分帯域にではなく、詳細部
分帯域にスペクトル変換を適用することも可能であろ
う。

【０２６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、既
存の挿入方法を改善し且つ特に不可視度及び強固さに関
して、挿入される透かしの品質を向上させることが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタル信号への補助情報項目の挿入を示す概
略図である。

【図２】第１の態様による本発明の一実施形態の挿入装
置を示すブロック線図である。

【図３】第２の態様による本発明の一実施形態の挿入装
置の処理の流れを示す図である。

【図４】本発明による方法を実現するためのデジタル信
号処理装置のブロック図である。

【図５】画像を複数の部分帯域に分解する第１の方法を
概略的に示す図である。

【図６】画像を複数の部分帯域に分解する第２の方法を
概略的に示す図である。

【図７】本発明の第１の態様の第１の実施形態に従って
補助情報項目を画像に挿入するためのアルゴリズムを示
す図である。

【図８】本発明の第１の態様の第２の実施形態に従って
補助情報項目を画像に挿入するためのアルゴリズムを示
す図である。

【図９】本発明の第１の態様の一実施形態による復号装
置の処理の流れを示す図である。

【図１０】本発明の第１の態様の第１の実施形態に従っ
て画像中の補助情報項目を復号するためのアルゴリズム
を示す図である。

【図１１】本発明の第１の態様の第２の実施形態に従っ
て画像中の補助情報項目を復号するためのアルゴリズム
を示す図である。

【図１２】本発明の第２の態様の一実施形態に従って補
助情報項目を画像に挿入するためのアルゴリズムを示す
図である。

【図１３】本発明の第２の態様の一実施形態による復号
装置の処理の流れを示す図である。

【図１４】本発明の第２の態様の一実施形態に従って画
像中の補助情報項目を復号するためのアルゴリズムを示
す図である。

【図１５】本発明の第２の態様による挿入方法により挿
入された透かしと、従来の方法により挿入された透かし
の、ＪＰＥＧ規格に従った圧縮に対する強固さを比較し
た曲線を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】補助情報項目をデジタルデータに秘密透
かしとして挿入する方法であって、デジタルデータを多重分解能スペクトル分解する工程
と、最低周波数の成分を抽出する工程と、最低周波数の成分の部分集合を選択する工程と、補助情報項目を挿入するために、前記部分集合の成分を
変調する工程と、透かし挿入デジタルデータを逆多重分解能スペクトル再
組成する工程とを含むことを特徴とする挿入方法。
【請求項２】多重レベルスペクトル分解レベルは、最
低周波数を有する成分の数が８×８から３２×３２の間
にあるようにあらかじめ定められることを特徴とする請
求項１記載の挿入方法。
【請求項３】スペクトル分解する工程では、離散的ウ
ェーブレット変換によりスペクトル分解が実行され、且
つ抽出する工程では、近似部分帯域の成分を選択するこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の挿入方法。
【請求項４】スペクトル分解する工程では、デジタル
データをデジタルデータ又は先行する近似バージョンの
低域フィルタリング及びサブサンプリングに相当する近
似バージョンと、デジタルデータから又は前記先行する
近似バージョンからの近似バージョンの減算に相当する
詳細バージョンとに繰り返し分解し、且つ抽出する工程
では、近似バージョンの成分を選択することを特徴とす
る請求項１又は２記載の挿入方法。
【請求項５】変調する工程で、挿入すべき補助情報を
表現するデジタル信号により初期設定される擬似ランダ
ム関数により生成される変調値を加算することにより、
前記部分集合の成分を変調することを特徴とする請求項
１から４のいずれか１項に記載の挿入方法。
【請求項６】選択する工程で、挿入すべき補助情報と
関連する機密鍵を表現するデジタル信号により初期設定
される擬似ランダム関数に従って成分の部分集合を選択
することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に
記載の挿入方法。
【請求項７】秘密透かしなどの補助情報項目をデジタ
ルデータに挿入する装置において、デジタルデータを多重分解能スペクトル分解するスペク
トル分解手段と、最低周波数の成分を抽出する抽出手段と、最低周波数の成分の部分集合を選択する選択手段と、補助情報項目を挿入するために、前記部分集合の成分を
変調する変調手段と、透かし挿入デジタルデータを逆多重分解能スペクトル再
組成する手段とを含むことを特徴とする挿入装置。
【請求項８】多重レベルスペクトル分解レベルは、最
低周波数を有する成分の数が８ｘ８から３２ｘ３２の間
にあるようにあらかじめ定められることを特徴とする請
求項７記載の挿入装置。
【請求項９】スペクトル分解手段は離散的ウェーブレ
ット変換を実行し、且つ抽出手段では、近似部分帯域の
成分を選択することを特徴とする請求項７又は８記載の
挿入装置。
【請求項１０】スペクトル分解手段は、デジタルデー
タをデジタルデータ又は先行する近似バージョンの低域
フィルタリング及びサブサンプリングに相当する近似バ
ージョンと、デジタルデータから又は前記先行する近似
バージョンからの近似バージョンの減算に相当する詳細
バージョンとに繰り返し分解し、且つ抽出手段は、近似
バージョンの成分を選択することを特徴とする請求項７
又は８記載の挿入装置。
【請求項１１】変調手段は、挿入すべき補助情報を表
現するデジタル信号により初期設定される擬似ランダム
関数により生成される変調値の発生器と協働し、且つ変
調値を前記部分集合の成分に加算する手段を有すること
を特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の
挿入装置。
【請求項１２】成分の部分集合を選択する選択手段
は、挿入すべき補助情報と関連する機密鍵を表現するデ
ジタル信号により初期設定される擬似ランダム関数に従
って数を生成する発生器と協働することを特徴とする請
求項７から１１のいずれか１項に記載の挿入装置。
【請求項１３】スペクトル分解手段、抽出手段、選択
手段、変調手段及びスペクトル再組成手段は、マイクロプロセッサと、補助情報項目を挿入するためのプログラムを格納する読
み取り専用メモリと、プログラムの実行中に修正される変数を記録するための
複数のレジスタを含むランダムアクセスメモリとに組み
込まれていることを特徴とする請求項７から１２のいず
れか１項に記載の挿入装置。
【請求項１４】請求項１から６のいずれか１項に記載
の挿入方法に従って初期デジタルデータに挿入された、
秘密透かしなどの補助情報項目を透かし挿入デジタルデ
ータの中で復号する方法において、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータを多
重分解能スペクトル分解する工程と、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータにお
ける最低周波数の成分を抽出する工程と、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータから
前記挿入方法の選択する工程で選択された成分の部分集
合を選択する工程と、初期デジタルデータの前記部分集合の成分から透かし挿
入デジタルデータの前記部分集合の成分をそれぞれ減算
することにより、変調値の推定シーケンスを推定する工
程と、前記挿入方法の変調する工程で挿入された変調値の前提
シーケンスを生成する工程と、推定シーケンスと前提シーケンスとの相関値を計算する
工程と、推定シーケンスと前提シーケンスとが類似しているか否
かを前記相関値の関数として決定する工程とを含むこと
を特徴とする復号方法。
【請求項１５】スペクトル分解する工程で、離散的ウ
ェーブレット変換によりスペクトル分解を実行し、且つ
抽出する工程では、近似部分帯域の成分を選択すること
を特徴とする請求項１４記載の復号方法。
【請求項１６】スペクトル分解する工程で、デジタル
データ及び透かし挿入デジタルデータをデジタルデータ
又は先行する近似バージョンの低域フィルタリング及び
サブサンプリングに相当する近似バージョンと、デジタ
ルデータから又は前記先行する近似バージョンからの近
似バージョンの減算に相当する詳細バージョンとに繰り
返し分解し、且つ抽出する工程では、近似バージョンの
成分を選択することを特徴とする請求項１４記載の復号
方法。
【請求項１７】生成する工程で、復号すべき補助情報
を表現するデジタル信号により初期設定される擬似ラン
ダム関数により、変調値の前提シーケンスを生成するこ
とを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記
載の復号方法。
【請求項１８】選択する工程で、復号すべき補助情報
と関連する機密鍵を表現するデジタル信号により初期設
定される擬似ランダム関数に従って成分の部分集合を選
択することを特徴とする請求項１４から１７のいずれか
１項に記載の復号方法。
【請求項１９】請求項１から６のいずれか１項に記載
の挿入方法に従って初期デジタルデータに挿入された、
秘密透かしなどの補助情報項目を透かし挿入デジタルデ
ータの中で復号する装置において、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータを多
重分解能スペクトル分解するスペクトル分解手段と、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータにお
ける最低周波数の成分を抽出する抽出手段と、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータから
前記挿入方法の選択する工程で選択された成分の部分集
合を選択する選択手段と、初期デジタルデータの前記部分集合の成分から透かし挿
入デジタルデータの前記部分集合の成分をそれぞれ減算
することにより、変調値の推定シーケンスを推定する推
定手段と、前記挿入方法の変調する工程で挿入された変調値の前提
シーケンスを生成する生成手段と、推定シーケンスと前提シーケンスとの相関値を計算する
計算手段と、推定シーケンスと前提シーケンスとが類似しているか否
かを前記相関値の関数として決定する決定手段とを含む
ことを特徴とする復号装置。
【請求項２０】スペクトル分解手段は離散的ウェーブ
レット変換を実行し、且つ抽出手段では、近似部分帯域
の成分を選択することを特徴とする請求項１９記載の復
号装置。
【請求項２１】スペクトル分解手段は、デジタルデー
タ及び透かし挿入デジタルデータをデジタルデータ又は
先行する近似バージョンの低域フィルタリング及びサブ
サンプリングに相当する近似バージョンと、デジタルデ
ータから又は前記先行する近似バージョンからの近似バ
ージョンの減算に相当する詳細バージョンとに繰り返し
分解し、且つ抽出手段は近似バージョンの成分を選択す
ることを特徴とする請求項１９記載の復号装置。
【請求項２２】変調値の前提シーケンスを生成する生
成手段は、復号すべき補助情報を表現するデジタル信号
により初期設定される擬似ランダム関数により生成され
る変調値を生成する発生器と協働することを特徴とする
請求項１９から２１のいずれか１項に記載の復号装置。
【請求項２３】選択手段は、復号すべき補助情報と関
連する機密鍵を表現するデジタル信号により初期設定さ
れる擬似ランダム関数に従って数を生成する発生器と協
働することを特徴とする請求項１９から２２のいずれか
１項に記載の復号装置。
【請求項２４】スペクトル分解手段、抽出手段、選択
手段、推定手段、生成手段、計算手段及び決定手段は、マイクロプロセッサと、補助情報項目を復号するためのプログラムを格納する読
み取り専用メモリと、プログラムの実行中に修正される変数を記録するための
複数のレジスタを含むランダムアクセスメモリとに組み
込まれていることを特徴とする請求項１９から２２のい
ずれか１項に記載の復号装置。
【請求項２５】請求項７から１３のいずれか１項に記
載の挿入装置を有することを特徴とするデジタル信号処
理装置。
【請求項２６】請求項１９から２４のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするデジタル信号
処理装置。
【請求項２７】請求項７から１３のいずれか１項に記
載の挿入装置を有することを特徴とするデジタル写真装
置。
【請求項２８】請求項１９から２４のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするデジタル写真
装置。
【請求項２９】請求項７から１３のいずれか１項に記
載の挿入装置を有することを特徴とするデジタルカメ
ラ。
【請求項３０】請求項１９から２４のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするデジタルカメ
ラ。
【請求項３１】請求項７から１３のいずれか１項に記
載の挿入装置を有することを特徴とするデータベース管
理システム。
【請求項３２】請求項１９から２４のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするデータベース
管理システム。
【請求項３３】請求項７から１３のいずれか１項に記
載の挿入装置を有することを特徴とするコンピュータ。
【請求項３４】請求項１９から２４のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするコンピュー
タ。
【請求項３５】請求項７から１３のいずれか１項に記
載の挿入装置を有することを特徴とするスキャナ。
【請求項３６】請求項１９から２４のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするスキャナ。
【請求項３７】請求項７から１３のいずれか１項に記
載の挿入装置を有することを特徴とする医療用画像撮影
装置、特にＸ線写真撮影装置。
【請求項３８】請求項１９から２４のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とする医療用画像撮
影装置、特にＸ線写真撮影装置。
【請求項３９】秘密透かしなどの補助情報項目をデジ
タルデータに挿入する方法において、デジタルデータを多重分解能スペクトル分解する工程
と、１つの周波数部分帯域の成分を抽出する工程と、前記周波数部分帯域の成分をスペクトル変換する工程
と、前記スペクトル変換の係数の部分集合を選択する工程
と、補助情報を挿入するために、前記部分集合の係数を変調
する工程と、変調された係数の部分集合を含む係数を逆スペクトル変
換する工程と、透かし挿入デジタルデータを逆多重分解能スペクトル再
組成する工程とを含むことを特徴とする挿入方法。
【請求項４０】抽出する工程中に、最低周波数を有
する部分帯域の成分を選択することを特徴とする請求項
３９記載の挿入方法。
【請求項４１】スペクトル分解する工程で、離散的ウ
ェーブレット変換によりスペクトル分解を実行し、且つ
抽出する工程では、近似部分帯域の成分を選択すること
を特徴とする請求項３９又は４０記載の挿入方法。
【請求項４２】ウェーブレット変換による分解のレベ
ルは、近似部分帯域の成分の数が８ｘ８から３２ｘ３２
の間にあるようにあらかじめ定められることを特徴とす
る請求項４１記載の挿入方法。
【請求項４３】スペクトル変換は離散的コサイン変換
であることを特徴とする請求項３９から４２のいずれか
１項に記載の挿入方法。
【請求項４４】変調する工程で、挿入すべき補助情報
を表現するデジタル信号により初期設定される擬似ラン
ダム関数により生成される変調値を加算することによ
り、前記部分集合の係数を変調することを特徴とする請
求項３９から４３のいずれか１項に記載の挿入方法。
【請求項４５】選択する工程で、挿入すべき補助情報
と関連する機密鍵を表現するデジタル信号により初期設
定される擬似ランダム関数に従って係数の部分集合を選
択することを特徴とする請求項３９から４４のいずれか
１項に記載の挿入方法。
【請求項４６】秘密透かしなどの補助情報項目をデジ
タルデータに挿入する装置において、デジタルデータを多重分解能スペクトル分解するスペク
トル分解手段と、１つの周波数部分帯域の成分を抽出する抽出手段と、前記周波数部分帯域の成分をスペクトル変換するスペク
トル変換手段と、前記スペクトル変換の係数の部分集合を選択する選択手
段と、補助情報を挿入するために、前記部分集合の係数を変調
する変調手段と、変調された係数の部分集合を含む係数を逆スペクトル変
換する逆スペクトル変換手段と、透かし挿入デジタルデータを逆多重分解能スペクトル再
組成するスペクトル再組成手段とを含むことを特徴とす
る挿入装置。
【請求項４７】抽出手段は、最低周波数を有する部分
帯域の成分を選択することを特徴とする請求項４６記載
の挿入装置。
【請求項４８】多重分解能スペクトル分解手段は離散
的ウェーブレット変換を実行し、且つ抽出手段では、近
似部分帯域の成分を選択することを特徴とする請求項４
６又は４７記載の挿入装置。
【請求項４９】ウェーブレット変換のための分解の回
数は、近似部分帯域の成分の数が８×８から３２×３２
の間にあるようにあらかじめ定められることを特徴とす
る請求項４８記載の挿入装置。
【請求項５０】スペクトル変換手段は離散的コサイン
変換を実行することを特徴とする請求項４６から４９の
いずれか１項に記載の挿入装置。
【請求項５１】変調手段は、挿入すべき補助情報を表
現するデジタル信号により初期設定される擬似ランダム
関数により生成される変調値の発生器と協働し、且つ変
調値を前記部分集合の係数に加算する手段を有すること
を特徴とする請求項４６から５０のいずれか１項に記載
の挿入装置。
【請求項５２】係数の部分集合を選択する選択手段
は、挿入すべき補助情報と関連する機密鍵を表現するデ
ジタル信号により初期設定される擬似ランダム関数に従
って数を生成する発生器と協働することを特徴とする請
求項４６から５１のいずれか１項に記載の挿入装置。
【請求項５３】スペクトル分解手段、抽出手段、スペ
クトル変換手段、選択手段、変調手段、逆スペクトル変
換手段及びスペクトル再組成手段は、マイクロプロセッサと、補助情報項目を挿入するためのプログラムを格納する読
み取り専用メモリと、プログラムの実行中に修正される変数を記録するための
複数のレジスタを含むランダムアクセスメモリとに組み
込まれていることを特徴とする請求項４６から５２のい
ずれか１項に記載の挿入装置。
【請求項５４】請求項３９から４５のいずれか１項に
記載の挿入方法に従って初期デジタルデータに挿入され
た、秘密透かしなどの補助情報項目を透かし挿入デジタ
ルデータの中で復号する方法において、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータを多
重分解能スペクトル分解する工程と、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータそれ
ぞれにおける周波数の部分帯域の成分を抽出する工程
と、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータの周
波数部分帯域の成分をスペクトル変換する工程と、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータから
前記挿入方法の選択する工程で選択された係数の部分集
合を選択する工程と、初期デジタルデータの前記部分集合の係数から透かし挿
入デジタルデータの前記部分集合の係数をそれぞれ減算
することにより、変調値の推定シーケンスを推定する工
程と、前記挿入方法の変調する工程で挿入された変調値の前提
シーケンスを生成する工程と、推定シーケンスと前提シーケンスとの相関値を計算する
工程と、推定シーケンスと前提シーケンスとが類似しているか否
かを前記相関値の関数として決定する工程とを含むこと
を特徴とする復号方法。
【請求項５５】抽出する工程中に、最低周波数を有す
る部分帯域の成分を選択することを特徴とする請求項５
４記載の復号方法。
【請求項５６】スペクトル分解する工程で、離散的ウ
ェーブレット変換によりスペクトル分解を実行し、且つ
抽出する工程では、近似部分帯域の成分を選択すること
を特徴とする請求項５４又は５５記載の復号方法。
【請求項５７】スペクトル変換は離散的コサイン変換
であることを特徴とする請求項５４から５６のいずれか
１項に記載の復号方法。
【請求項５８】生成する工程で、復号すべき補助情報
を表現するデジタル信号により初期設定される擬似ラン
ダム関数により、変調値の前提シーケンスを生成するこ
とを特徴とする請求項５４から５７のいずれか１項に記
載の復号方法。
【請求項５９】選択する工程で、復号すべき補助情報
と関連する機密鍵を表現するデジタル信号により初期設
定される擬似ランダム関数に従って係数の部分集合を選
択することを特徴とする請求項５４から５８のいずれか
１項に記載の復号方法。
【請求項６０】請求項３９から４５のいずれか１項に
記載の挿入方法に従って初期デジタルデータに挿入され
た、秘密透かしなどの補助情報項目を透かし挿入デジタ
ルデータの中で復号する装置において、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータを多
重分解能スペクトル分解するスペクトル分解手段と、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータそれ
ぞれにおける周波数の部分帯域の成分を抽出する抽出手
段と、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータの周
波数部分帯域の成分をスペクトル変換するスペクトル変
換手段と、透かし挿入デジタルデータ及び初期デジタルデータから
前記挿入方法の選択する工程で選択された係数の部分集
合を選択する選択手段と、初期デジタルデータの前記部分集合の係数から透かし挿
入デジタルデータの前記部分集合の係数をそれぞれ減算
することにより、変調値の推定シーケンスを推定する推
定手段と、前記挿入方法の変調する工程で挿入された変調値の前提
シーケンスを生成する生成手段と、推定シーケンスと前提シーケンスとの相関値を計算する
計算手段と、推定シーケンスと前提シーケンスとが類似しているか否
かを前記相関値の関数として決定する決定手段とを含む
ことを特徴とする復号装置。
【請求項６１】抽出手段は最低周波数を有する部分帯
域の成分を選択することを特徴とする請求項６０記載の
復号装置。
【請求項６２】多重分解能スペクトル分解手段は離散
的ウェーブレット変換を実行し、且つ抽出手段は近似部
分帯域の成分を選択することを特徴とする請求項６０又
は６１記載の復号装置。
【請求項６３】スペクトル変換手段は離散的コサイン
変換を実行することを特徴とする請求項６０から６２の
いずれか１項に記載の復号装置。
【請求項６４】生成手段は、復号すべき補助情報を表
現するデジタル信号により初期設定される擬似ランダム
関数により生成される変調値を生成する発生器と協働す
ることを特徴とする請求項６０から６３のいずれか１項
に記載の復号装置。
【請求項６５】選択手段は、復号すべき補助情報と関
連する機密鍵を表現するデジタル信号により初期設定さ
れる擬似ランダム関数に従って数を生成する発生器と協
働することを特徴とする請求項６０から６４のいずれか
１項に記載の復号装置。
【請求項６６】スペクトル分解手段、抽出手段、スペ
クトル変換手段、選択手段、推定手段、生成手段、計算
手段及び決定手段は、マイクロプロセッサと、補助情報項目を復号するためのプログラムを格納する読
み取り専用メモリと、プログラムの実行中に修正される変数を記録するための
複数のレジスタを含むランダムアクセスメモリとに組み
込まれていることを特徴とする請求項６０から６５のい
ずれか１項に記載の復号装置。
【請求項６７】請求項４６から５３のいずれか１項に
記載の挿入装置を有することを特徴とするデジタル信号
処理装置。
【請求項６８】請求項６０から６６のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするデジタル信号
処理装置。
【請求項６９】請求項４６から５３のいずれか１項に
記載の挿入装置を有することを特徴とするデジタル写真
装置。
【請求項７０】請求項６０から６６のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするデジタル写真
装置。
【請求項７１】請求項４６から５３のいずれか１項に
記載の挿入装置を有することを特徴とするデジタルカメ
ラ。
【請求項７２】請求項６０から６６のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするデジタルカメ
ラ。
【請求項７３】請求項４６から５３のいずれか１項に
記載の挿入装置を有することを特徴とするデータベース
管理システム。
【請求項７４】請求項６０から６６のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするデータベース
管理システム。
【請求項７５】請求項４６から５３のいずれか１項に
記載の挿入装置を有することを特徴とするコンピュー
タ。
【請求項７６】請求項６０から６６のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするコンピュー
タ。
【請求項７７】請求項４６から５３のいずれか１項に
記載の挿入装置を有することを特徴とするスキャナ。
【請求項７８】請求項６０から６６のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とするスキャナ。
【請求項７９】請求項４６から５３のいずれか１項に
記載の挿入装置を有することを特徴とする医療用画像撮
影装置、特にＸ線写真撮影装置。
【請求項８０】請求項６０から６６のいずれか１項に
記載の復号装置を有することを特徴とする医療用画像撮
影装置、特にＸ線写真撮影装置。
【請求項８１】画像データを複数の周波数成分に分解
する分解手段と、該分解手段で分解された周波数成分の
内、所定の周波数成分のみを変調する変調手段と、該変調手段で変調されたデータに補助情報を埋め込む埋
め込み手段と、該埋め込み手段により埋め込みで得られたデータを復調
する復調手段とを有することを特徴とする補助情報の挿入装置。
【請求項８２】前記所定周波数成分は最低周波数成分
であることを特徴とする請求項８１に記載の補助情報の
挿入装置。
【請求項８３】前記変調手段はＤＣＴであり、前記復
調手段は逆ＤＣＴであることを特徴とする請求項８１に
記載の補助情報の挿入装置。
【請求項８４】画像データを複数の周波数成分に分解
する分解工程と、該分解工程で分解された周波数成分の内、所定の周波数
成分のみを変調する変調工程と、該変調工程で変調されたデータに補助情報を埋め込む埋
め込み工程と、該埋め込み工程により埋め込みで得られたデータを復調
する復調工程とを有することを特徴とする補助情報の挿入方法。
【請求項８５】コンピュータが読み込み実行すること
で、補助情報の挿入装置として機能するプログラムコー
ドを格納する記憶媒体であって、画像データを複数の周波数成分に分解する分解工程のプ
ログラムコードと、該分解工程で分解された周波数成分の内、所定の周波数
成分のみを変調する変調工程のプログラムコードと、該変調工程で変調されたデータに補助情報を埋め込む埋
め込み工程のプログラムコードと、該埋め込み工程により埋め込みで得られたデータを復調
する復調工程のプログラムコードとを格納することを特
徴とする記憶媒体。