JP2000174628A

JP2000174628A - 情報処理装置及び方法並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

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Publication number: JP2000174628A
Application number: JP10345452A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yoshida; 淳吉田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2000-06-23
Anticipated expiration: 2018-12-04
Also published as: JP4240614B2

Abstract

(57)【要約】【課題】デジタルコンテンツの品質を劣化させること
なく耐性の強い電子透かし情報を埋め込み、抽出する電
子透かし技術を提供する。【解決手段】埋め込み装置は、デジタル画像データに
埋め込む電子透かし情報を軟判定復号可能な符号化方式
で符号化した後、そのデジタル画像データに埋め込む。
抽出装置は、デジタル画像データから埋め込み情報を抽
出し、その抽出結果を軟判定復号することによって埋め
込み前の電子透かし情報を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は情報処理装置及び方
法並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に係り、
特にデジタルコンテンツの著作権の保護、改竄の防止等
を実現する行う電子透かし技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】デジタル情報には、従来のアナログ情報
と比較して次のような特徴がある。

【０００３】一つ目は、パーソナルコンピュータ（以
下、ＰＣ）等によって、簡単に劣化することなくオリジ
ナルと同程度の品質の複製データを作ることができる。
二つ目は、ＰＣ等によって、オリジナルデータを容易に
改竄することができる。三つ目は、不正にコピーした複
製データや不正に改竄を行った改竄データを通信回線を
通じて他のユーザに簡単に転送することができる。この
ような特徴により、デジタル情報には、容易にコピーさ
れ、不正に再配布される危険性があった。

【０００４】このような危険性を防止する手法の一つ
に、電子透かし技術がある。電子透かし技術とは、デジ
タル情報からなるデジタルコンテンツに対して目に見え
る又は目に見えない形で何らかの情報（例えば、著作権
情報）を埋め込む技術である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常、電子透かし情報
を埋め込んだデジタルコンテンツに対して圧縮、切り取
り、回転、拡大、縮小、色変換等の信号処理を加えた場
合、或いは埋め込まれた電子透かし情報を故意に消去又
は破壊しようとする信号処理（以下、このような信号処
理を単に「攻撃」と称する）を加えた場合、そのデジタ
ルコンテンツから抽出される電子透かし情報が埋め込み
前の電子透かし情報とは異なってしまう問題があった。

【０００６】各種の信号処理或いは攻撃の強弱に関わら
ずデジタルコンテンツに埋め込まれた電子透かし情報を
正しく抽出するためには、埋め込み強度を強くして電子
透かし情報の耐性を高める必要があった。例えば、量子
化によって電子透かし情報を埋め込む場合には、量子化
ステップを大きくすることによって、埋め込み強度が強
くなるようにしていた。

【０００７】しかしながら、デジタルコンテンツに対し
て強い強度で電子透かし情報を埋め込む場合、抽出情報
の誤り率を小さくすることはできるが、そのデジタルコ
ンテンツの品質を大きく劣化させてしまう問題があっ
た。

【０００８】以上の背景から本出願の発明の目的は、デ
ジタルコンテンツの品質を大きく劣化させることなく耐
性に強い電子透かし情報を埋め込むことのできる情報処
理装置及び方法並びにコンピュータ読み取り可能な記憶
媒体を提供することである。

【０００９】又、本出願の発明の目的は、デジタルコン
テンツの品質を大きく劣化させることなく埋め込まれた
耐性に強い電子透かし情報を抽出することのできる情報
処理装置及び方法並びにコンピュータ読み取り可能な記
憶媒体を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述のような目的を達成
するために、本発明の情報処理装置は、デジタルデータ
に埋め込まれた情報を抽出する抽出手段と、前記抽出手
段の出力をビタビ復号するビタビ復号手段とを具備する
ことを特徴とする。

【００１１】又、本発明の情報処理装置は、複数の異な
る符号化方式によって符号化された情報をデジタルデー
タから抽出する抽出手段と、前記抽出手段の出力を第１
の復号方式を用いて復号する第１の復号手段と、前記第
１の復号手段の出力を第２の復号方式を用いて復号する
第２の復号手段とを具備することを特徴とする。

【００１２】又、本発明の情報処理装置は、デジタルデ
ータに埋め込まれた情報を抽出する抽出手段と、前記抽
出手段の出力を用いて軟判定復号する復号手段と、前記
復号手段の出力から前記情報を推定するように制御する
制御手段とを具備することを特徴とする。

【００１３】又、本発明の情報処理方法は、デジタルデ
ータに埋め込まれた情報を抽出し、抽出結果をビタビ復
号することを特徴する。

【００１４】又、本発明の情報処理方法は、複数の異な
る符号化方式によって符号化された情報をデジタルデー
タから抽出し、抽出された結果を第１の復号方式を用い
て復号し、復号された結果を第２の復号方式を用いて復
号することを特徴とする。

【００１５】又、本発明の情報処理方法は、デジタルデ
ータに埋め込まれた情報を抽出し、抽出結果を用いて軟
判定復号を行い、復号されたデータから前記情報を推定
することを特徴とする。

【００１６】又、本発明のコンピュータ読み取り可能な
記憶媒体は、デジタルデータに埋め込まれた情報を抽出
する処理と、抽出結果をビタビ復号する処理とを実行す
るためのプログラムを記憶している。

【００１７】又、本発明のコンピュータ読み取り可能な
記憶媒体は、複数の異なる符号化方式によって符号化さ
れた情報をデジタルデータから抽出する処理と、抽出さ
れた結果を第１の復号方式を用いて復号する処理と、復
号された結果を第２の復号方式を用いて復号する処理と
を実行するためのプログラムを記憶している。

【００１８】又、本発明のコンピュータ読み取り可能な
記憶媒体は、デジタルデータに埋め込まれた情報を抽出
する処理と、抽出されたデータを複数ビットを単位とし
て軟判定による復号を行う処理と、復号されたデータか
ら前記情報を推定する処理とを実行するためのプログラ
ムを記憶している。

【００１９】又、本発明の情報処理装置は、デジタルデ
ータに埋め込む情報を複数の異なる符号化方式の一つを
用いて符号化する第１の符号化手段と、前記第１の符号
化手段の出力を前記複数の異なる符号化方式の一つを用
いて符号化する第２の符号化手段と、前記第２の符号化
手段の出力をデジタルデータに埋め込む埋め込み手段と
を具備することを特徴とする。

【００２０】又、本発明の情報処理装置は、デジタルデ
ータに埋め込む情報を軟判定による復号の可能な符号化
方式を用いて符号化する符号化手段と、前記符号化手段
の出力を前記デジタルデータに埋め込む埋め込み手段と
を具備することを特徴とする。

【００２１】又、本発明の情報処理方法は、デジタルデ
ータに埋め込む情報を複数の異なる符号化方式の一つを
用いて第１の符号化を行い、前記第１の符号化の結果を
前記複数の異なる符号化方式の一つを用いて第２の符号
化を行い、前記第２の符号化の結果をデジタルデータに
埋め込むことを特徴とする。

【００２２】又、本発明の情報処理方法は、デジタルデ
ータに埋め込む情報を軟判定による復号の可能な符号化
方式を用いて符号化し、符号化の結果を前記デジタルデ
ータに埋め込むことを特徴とする。

【００２３】又、本発明のコンピュータ読み取り可能な
記憶媒体は、デジタルデータに埋め込む情報を複数の異
なる符号化方式の一つを用いて第１の符号化を行う処理
と、前記第１の符号化の結果を前記複数の異なる符号化
方式の一つを用いて第２の符号化を行う処理と、前記第
２の符号化の結果をデジタルデータに埋め込む処理と実
行するためのプログラムを記憶している。

【００２４】又、本発明のコンピュータ読み取り可能な
記憶媒体は、デジタルデータに埋め込む情報を軟判定に
よる復号の可能な符号化方式を用いて符号化する処理
と、符号化の結果を前記デジタルデータに埋め込む処理
と実行するためのプログラムを記憶している。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の情報処理装置及び
方法並びにコンピュータ読み取り可能な記憶媒体につい
て図面を用いて詳細に説明する。

【００２６】以下では、まず、後述の各実施例に適用可
能なビタビ復号アルゴリズムの基本的な処理手順につい
て説明する。次に、埋め込み情報（例えば、畳み込み符
号化された電子透かし情報）を表すビット列を複数回デ
ジタルコンテンツに対して埋め込む埋め込み装置につい
て説明する。続いて、各実施例において、そのデジタル
コンテンツに埋め込まれた複数個の同じ埋め込み情報を
抽出し、各埋め込み情報の同じビット位置に対応する複
数１ビットの抽出情報の集合を入力系列の一つとして軟
判定復号を行う抽出装置について説明する。

【００２７】（ビタビ復号アルゴリズム）図１は、ビタ
ビ復号部の内部状態を各時刻毎に示したトレリス線図で
ある。以下、図１に示すトレリス線図を用いて各実施例
に適用可能なビタビ復号アルゴリズムの基本的な処理手
順について説明する。

【００２８】図１では、生成行列Ｇ（Ｄ）を、Ｇ（Ｄ）＝〔１＋Ｄ²，１＋Ｄ＋Ｄ²〕とする場合の例を示す。ここでＤは、遅延演算子を表し
ている。

【００２９】図１において、各時刻ｔにおける内部状態
を黒点で示す。時刻ｋにおいて、新しい入力系列が入力
されると、ビタビ復号部はそれに応じて２個のコードシ
ンボルを出力し、時刻ｋ＋１の状態に遷移する。図１に
おいて、実線は入力系列に含まれる情報系列が「０」、
点線は入力系列に含まれる情報系列が「１」となる場合
の遷移を示している。ここで、状態の遷移を示す各線を
「ブランチ」と呼び、各ブランチに対応したシンボルを
「ブランチシンボル」と呼ぶ。

【００３０】今、あるブランチに着目した場合、そのブ
ランチのブランチシンボルと入力系列との相関の強さを
「ブランチメトリック」と呼ぶ。又、時刻ｋの状態Ｓ
（ｋ）から時刻ｋ'の状態Ｓ'（ｋ'）に至るルート、即
ち複数のブランチをつなぐルートを「パス」と呼び、あ
るパスに含まれるブランチのブランチメトリックの総和
を「パスメトリック」と呼ぶ。更に、ある時刻ｋにおい
て状態Ｓ（ｋ）に至るパスのうち、入力系列と相関の最
も強くなるパスを「生き残りパス」と呼ぶ。

【００３１】図１において、各ブランチのブランチメト
リックは、入力系列とブランチシンボルとのハミング距
離により求められる。従って、ある状態Ｓ（ｋ）に至る
パスのうち、パスメトリックの値が最小となるパスが生
き残りパスとなる。ここで、各状態Ｓ（ｋ）における生
き残りパスのパスメトリックの値を図１の黒点付近に十
進数で表す。又、図１において、生き残りパスとして選
択されなかったパスを三角形（△）によって消去する。

【００３２】例えば、図１において、時刻４の状態Ｓ０
０（４）に至るパスには、時刻３の状態Ｓ₀₀（３）にお
いて情報系列「０」が入力された場合（第１のパス）と
時刻３の状態Ｓ₀₁（３）において情報系列「０」が入力
された場合（第２のパス）とがある。第１のパスにおい
て、状態Ｓ₀₀（３）から状態Ｓ₀₀（４）に遷移するブラ
ンチのブランチメトリックは「１」であり、状態Ｓ
₀₀（３）における生き残りパスのパスメトリックは
「１」であるので、このパスのパスメトリックは「２」
となる。又、第２のパスにおいて、状態Ｓ₀₁（３）から
状態Ｓ₀₀（４）に遷移するブランチのブランチメトリッ
クは「１」であり、状態Ｓ₀₀（３）における生き残りパ
スのパスメトリックは「２」であるので、このパスのパ
スメトリックは「３」となる。従って、第１のパスが、
状態Ｓ₀₀（４）に至る生き残りパスとなる。

【００３３】このように、ビタビ復号アルゴリズムで
は、各時刻において各状態の生き残りパスとそのパスの
パスメトリックとを順次定めていく。ビタビ復号アルゴ
リズムの終了方法には数通りの方法があるが、代表的な
ものとして次の二つ方法がある。

【００３４】第１の方法では、畳み込み符号化される情
報系列のビット長を予め定めておく。ビタビ復号部で
は、そのビット長に対応する生き残りパスを求めたら、
その時刻において最も入力系列と相関の高いパスに対応
する情報系列を復号結果とする。第２の方法では、符号
化される情報系列のビット長を予め定めておき、その情
報系列の最後に遅延演算子（即ち、生成行列中のＤ）を
全て初期状態に戻すだけの「０」を加えて符号化する。
ビタビ復号部では、最終的に初期状態に達した後、その
時点の生き残りパスに対応する情報系列を復号結果とす
る。

【００３５】例えば、図１を用いて、第２の方法（即
ち、遅延演算子を初期状態に戻す方法）を用いたビタビ
復号アルゴリズムについて説明する。送信側では、情報
系列のビット長が５ビット、遅延演算子を初期状態
〔０，０〕に戻すためのビットが２ビットとなる情報を
畳み込み符号化し、外部に出力する。この出力は、伝送
路を介してビタビ復号部に入力される。このときビタビ
復号部に入力された入力系列が〔００１０００１０
００１１１１〕となった場合、図１の太線で示したパ
スがただ一つの生き残りパスとなり、その結果、情報系
列〔０１１０１００〕が復号される。この情報系
列のうち、最後の２ビットは遅延演算子を初期状態に戻
すためのビットである。従って、畳み込み符号化される
前の情報系列は〔０１１０１〕と推定される。

【００３６】このように、上述のビタビ復号アルゴリズ
ムでは、入力系列とブランチシンボルとのハミング距離
を用いてブランチメトリックを求める方法について説明
したが、より訂正能力を高めるためには、上述のビタビ
復号アルゴリズムに軟判定方式を導入することができ
る。

【００３７】軟判定方式とは、入力情報がある値となる
確からしさを使用する方法であり、例えば入力情報を複
数個の閾値で判定し、その判定結果を用いて入力系列を
復号する方法である。この場合、上述のブランチメトリ
ックは、入力情報とブランチシンボルとのユークリッド
距離、ユークリッド距離の二乗、確率Ｐ（ｕ｜ｙ）等を
用いて求められる。ここで、ｕはブランチシンボルを示
し、ｙは入力情報を示す。従って、ユークリッド距離或
いはユークリッド距離の二乗を用いた場合、ある状態に
至るパスの中でパスメトリックの値が最小となるパスが
生き残りパスとなる。又、確率を用いた場合は、パスメ
トリックの値が最大となるパスが生き残りパスとなる。

【００３８】このような軟判定方式に基づくビタビ復号
アルゴリズムを本実施例では、「軟判定ビタビ復号アル
ゴリズム」と呼ぶ。

【００３９】（埋め込み装置）図２は、本実施例の埋め
込み装置２０１の構成を説明するブロック図である。
尚、埋め込み装置２０１は、例えば、撮像部２０４を具
備するデジタルカメラ、カメラ一体型デジタルカメラ、
スキャナ、デジタルカメラ付き情報端末等の情報処理装
置である。

【００４０】図２において、２０２は埋め込み装置２０
１を構成する各部を協調させて制御するＣＰＵ、２０３
は各種の演算処理に用いられるメモリ、２０４は被写体
の光学像を電気信号に変換し、その電気信号を所定のフ
ォーマットのデジタル画像データを生成する撮像部であ
る。

【００４１】２０５は外部の電子機器にて生成されたデ
ジタル画像データを入力し、電子透かし情報を埋め込ん
だデジタル画像データとそのデジタル画像データから電
子透かし情報を抽出する際に必要となる付加情報とを出
力する入出力部、２０６は撮像部２０４より出力された
デジタル画像データに対してウェーブレット変換を行う
ウェーブレット変換部、２０７はウェーブレット変換部
２０６にて生成される複数のツリーの内、所定の規則に
より選択されたツリーを埋め込み対象として１つ以上の
同じ電子透かし情報を埋め込む電子透かし埋め込み部で
ある。

【００４２】２０８はリードソロモン方式を用いて電子
透かし情報を誤り訂正符号化する誤り訂正符号化部、２
０９は共通鍵暗号方式の一つであるＤＥＳ（Data Encry
ption System）方式を用いて電子透かし情報を暗号化す
るＤＥＳ暗号化部、２１０はデジタル画像データに埋め
込み埋め込み情報を畳み込み符号化する畳み込む符号化
部である。

【００４３】２１1は各部の間のデータの送受信を行う
内部バス、２１２は図３にて説明する電子透かし埋め込
みアルゴリズムを実現するＣＰＵ２０２の読み出し可能
なプログラムが格納されたＲＯＭ、２１３はデジタル画
像データに埋め込む電子透かし情報を生成する電子透か
し生成部、２１４はターボ符号化方式を用いて電子透か
し情報を符号化するターボ符号化部である。

【００４４】尚、入出力部２０５は、ＩｒＤＡ規格に準
拠した赤外線通信用インタフェース回路、或いはＵＳＢ
規格やＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したデジタルインタ
フェース回路等からなり、デジタル画像データを通信す
るのに適した通信プロトコルを用いて外部の情報処理装
置とデジタル画像データの送受信を行う。

【００４５】又、電子透かし生成部２１３は、著作権情
報、ユーザの個人情報（例えば、氏名、ユーザコード、
e-mailのアドレス等）、埋め込み装置２０１に関する情
報（例えば、メーカコード、機種コード等）、２次元的
な模様を示すデータ、デジタル画像データのコピー回数
やコピー世代を制限する管理情報、デジタル画像データ
の流通経路を示すデータの少なくとも一つから電子透か
し情報を生成する。ここで、これらの情報は、電子透か
し生成部２１３に予め保持されているか、電子透かし生
成部２１２を用いてユーザ自身が設定したものである。

【００４６】又、ターボ符号化部２１４の構成の一例を
図１４（Ａ）に示す。ターボ符号化部２１４は、インタ
リーバ１４０１を介して複数個の誤り訂正符号化回路１
４０２、１４０３を組み合わせるように構成されてい
る。ここで、インタリーバ１４０１は、電子透かし情報
ｘを一時的にメモリに書き込んだ後、不規則な順序で読
み出していく非一様インタリーバである。又、誤り訂正
符号化回路１４０２、１４０３の夫々は、軟判定復号可
能な符号化方式でよく、畳み込み符号化方式或いはブロ
ック符号化方式に基づいて誤り訂正符号化を行う。これ
により、誤り訂正符号化回路１４０２、１４０３の各出
力ｙ１、ｙ２と電子透かし情報ｘとの一組がターボ符号
化データとしてターボ符号化部２１４から出力され、デ
ジタル画像データに埋め込まれる。

【００４７】図３は、埋め込み装置２０１における電子
透かし埋め込みアルゴリズムの一例を示すＮＳチャート
である。以下、図３を用いて本実施例のおける電子透か
し埋め込みアルゴリズムを説明する。

【００４８】処理３１は、入力処理である。処理３１に
おいて、撮像部２０４は、被写体の光学像を電気信号に
変換し、その電気信号から所定のフォーマットのデジタ
ル画像データを生成する。このデジタル画像データは、
ウェーブレット変換部２０６に入力される。又、処理３
１では、入出力部２０５を介して、外部の情報処理装置
からデジタル画像データを入力し、そのデータをウェー
ブレット変換部２０６に入力してもよい。

【００４９】処理３２は、埋め込み情報生成処理であ
る。処理３２において、電子透かし生成部２１３は、上
述の情報からなる電子透かし情報を生成する。畳み込み
符号化部２１０は、これらの電子透かし情報を畳み込み
符号化し、それを埋め込み情報として電子透かし埋め込
み部２０７に供給する。

【００５０】ここで、電子透かし生成部２１３は、電子
透かし情報を畳み込み符号化部２１０に供給する前に、
必要に応じて誤り訂正符号化部２０８或いはＤＥＳ暗号
化部２０９に供給してもよい。

【００５１】誤り訂正符号化部２０８に供給された場
合、誤り訂正符号化部２０８は、電子透かし情報を、例
えばリードソロモン符号化方式を用いて誤り訂正符号化
し、その結果を畳み込み符号化部２１０に供給する。
尚、この場合、電子透かし情報は、訂正能力の異なる複
数の誤り訂正符号化方式により連接符号化されることと
なる。より具体的に説明すると、図９（Ａ）に示すよう
に、電子透かし情報は、リードソロモン符号化方式を用
いて外符号化され、畳み込み符号化方式により内符号化
される。

【００５２】又、ＤＥＳ暗号化部２０９に供給された場
合、ＤＥＳ暗号化部２０９は、電子透かし情報を、例え
ば共通鍵暗号化方式の一つであるＤＥＳ暗号化方式を用
いて暗号化し、その結果を畳み込み符号化部２１０に供
給する。

【００５３】処理３３は、ブロック分割処理である。処
理３３において、ウェーブレット変換部２０６は、処理
３１で入力されたデジタル画像データを複数の画素から
なるブロック（縦Ｈｂ画素×横Ｗｂ画素）に分割する。

【００５４】処理３４は、繰り返し処理である。処理３
４において、処理３３にて生成された各ブロックはウェ
ーブレット変換され、埋め込み処理される。処理３４
は、処理３５〜処理３９の処理を各ブロックについて繰
り返し行う。

【００５５】処理３５は、ウェーブレット変換処理であ
る。処理３５において、ウェーブレット変換部２０６
は、処理３３で生成された１つのブロックをウェーブレ
ット変換する。そのブロックに含まれる複数のツリー
は、順次電子透かし埋め込み部２０７に供給される。こ
こで、ツリーとは、ウェーブレット変換領域において、
複数の周波数帯域（サブバンド：ＬＬ，ＬＨ３，ＨＬ
３，ＨＨ３，ＬＨ２，ＨＬ２，ＨＨ２，ＬＨ１，ＨＬ
１，ＨＨ１）の夫々に含まれる係数の内、同じ空間位置
に対応する係数の集合のことである。あるブロックに含
まれる１つのツリーの構成を図４に示す。図４におい
て、各サブバンドの左上に示された１つ以上のウェーブ
レット係数がツリー４０１を構成する係数である。

【００５６】処理３６は、繰り返し処理である。処理３
６において、埋め込み部２０７は、処理３２にて生成さ
れた埋め込み情報の一部を１つのブロックに埋め込む。
具体的に、埋め込み部２０７は、埋め込み情報のあるビ
ット位置に対応する１ビットの情報を１つのブロックに
対して複数個埋め込む。処理３６は、処理３７〜処理３
８を１ブロックに含まれる複数個のツリーに対して繰り
返し行う。

【００５７】処理３７は、埋め込み位置を特定する処理
である。処理３７において、埋め込み部２０７は、１つ
のブロックに含まれる複数個のツリーのうち、最低域サ
ブバンド（ＬＬ）に含まれる係数を除く係数で、各係数
の絶対値がｎ（ｉ）番目に大きな係数を埋め込み対象と
する。ここで、ｎ（ｉ）は乱数発生回路等により決定さ
れる自然数で、ｉは各ツリーを識別する番号である。
尚、埋め込み対象となるツリーと係数とを特定する情報
は、埋め込み位置情報として埋め込み後のデジタル画像
データと共に外部へ出力される。

【００５８】処理３８は、埋め込み処理である。処理３
８において、埋め込み部２０７は、例えば量子化による
埋め込み操作を用いて、埋め込み情報の一部（即ち、埋
め込み情報のあるビット位置に対応する１ビット）を埋
め込み対象となる係数の一つに埋め込む。ここで、量子
化とは、連続値や離散値を他の離散値或いは異なる幅の
離散値に丸める処理のことである。量子化された値を
「量子化代表値」と呼び、幅、即ち隣り合う量子化代表
値の間隔を「量子化ステップ」と呼ぶ。

【００５９】具体的に埋め込み部２０７は、次の埋め込
み規則により１ビットの埋め込み情報を埋め込む。

【００６０】（１）埋め込むビットが「０」の場合、最
も近い偶数（或いは奇数）インデックスとなる量子化代
表値へ量子化する。

【００６１】（２）埋め込むビットが「１」の場合、最
も近い奇数（或いは偶数）インデックスとなる量子化代
表値へ量子化する。

【００６２】ここで、インデックスとは、量子化代表値
を量子化ステップで割った時の商である。尚、この量子
化ステップは、埋め込み対象となるツリーから埋め込み
情報を抽出するために必要な情報として、埋め込み後の
デジタル画像データと共に外部へ出力される。

【００６３】尚、処理３６〜処理３８では、複数ビット
からなる埋め込み情報のあるビット位置に対応する１ビ
ットを、１つのブロックに含まれる複数個のツリーに対
して埋め込む処理について説明したが、それに限るもの
でない。複数個の同じ埋め込み情報を埋め込むのであれ
ば、例えば、複数個の同じ埋め込み情報の夫々を各ブロ
ックに対して埋め込みようにしてもよい。

【００６４】処理３９は、逆ウェーブレット変換処理で
ある。処理３９において、埋め込み情報の一部を埋め込
んだブロックは、ウェーブレット変換部２０６に供給さ
れ、そこで逆ウェーブレット変換される。これにより、
電子透かし情報を不可視的に埋め込んだデジタル画像デ
ータが生成される。

【００６５】処理４０は、出力処理である。処理４０に
おいて、入出力部２０５は、複数個の同じ埋め込み情報
を埋め込んだデジタル画像データと処理３７で生成され
た埋め込み位置情報と処理３８で生成された量子化ステ
ップとを一組として外部の電子機器に出力する。

【００６６】以上のように、上述の電子透かし埋め込み
アルゴリズムでは、誤り訂正符号化された複数個の同じ
埋め込み情報を、視覚的に影響の少ない周波数領域に対
して埋め込むことによりデジタル画像の品質を劣化させ
ることなく、耐性の強い電子透かし情報を埋め込むこと
ができる。

【００６７】又、上述の電子透かし埋め込みアルゴリズ
ムでは、誤り訂正符号化された埋め込み情報のあるビッ
ト位置にある情報を、１ブロックに含まれる複数個のツ
リーに対して埋め込むように処理している。これによ
り、各ブロックから抽出された複数ビットの情報を１単
位として軟判定復号することができる。これにより、埋
め込み強度を強くすることなく（即ち、量子化ステップ
を大きくすることなく）、デジタル画像データに電子透
かし情報を埋め込むことができ、埋め込み後の電子透か
し情報の耐性をより向上させることができる。

【００６８】以下、図３を用いて説明した電子透かし埋
め込みアルゴリズムを単に「ＥＣＣ複数ビット法」と呼
ぶ。

【００６９】尚、上述の電子透かし埋め込みアルゴリズ
ムでは、処理３２において、電子透かし生成部２１３に
て生成された電子透かし情報を畳み込み符号化部２１０
で畳み込み符号化する処理について説明したが、軟判定
復号可能な符号化方式であれば図２に示すターボ符号化
部２１４を用いてターボ符号化してもよい。この場合、
ターボ符号化部２１４の出力（即ち、図１４のｘ、ｙ
１、ｙ２）が埋め込み情報としてデジタル画像データに
埋め込まれる。ここで、上述のように電子透かし生成部
２１３は、電子透かし情報をターボ符号化部２１４に供
給する前に、必要に応じて誤り訂正符号化部２０８或い
はＤＥＳ暗号化部２０９に供給してもよい。処理３２を
このように処理することによって、デジタル画像データ
に埋め込む情報の誤り訂正能力をより一層向上させるこ
とができる。尚、処理３２を上述のように処理した場
合、処理３３以下の処理は、上述の電子透かし埋め込み
アルゴリズムと同様に処理される。

【００７０】又、上述の電子透かし埋め込みアルゴリズ
ムでは、１画面のデジタル画像データを複数個のブロッ
クに分割した後、各ブロックをウェーブレット変換した
がそれに限るものではない。例えば、１画面のデジタル
画像データに対してウェーブレット変換を行ってもよ
い。この場合、埋め込みアルゴリズムは、最低域サブバ
ンド（ＬＬ）を複数個のウェーブレット係数を含むブロ
ックに分割し、そのブロック毎に埋め込み情報を埋め込
むように処理される。

【００７１】（第１の実施例）図５は、第１の実施例の
電子透かし抽出装置５０１の一例を示すブロック図であ
る。尚、抽出装置５０１は、パーソナルコンピュータ等
の情報処理装置や、それに接続可能な拡張ボード、或い
はプリンタ、ディスプレイ等の出力装置、ハードディス
ク、ＣＤ−ＲＯＭプレーヤ等の記録装置に搭載可能なユ
ニットである。

【００７２】図５において、５０２は電子透かし抽出装
置５０１を構成する各部を協調させて制御するＣＰＵ、
５０３は各種の演算に用いられるメモリ、５０４は外部
から電子透かし情報の埋め込まれたデジタル画像デー
タ、上述の埋め込み位置、上述の量子化ステップを取り
込む入力部である。

【００７３】５０５は外部の電子機器５１１へデジタル
画像データから抽出した抽出情報を出力する出力部、５
０６はウェーブレット変換を行うウェーブレット変換
部、５０７はデジタル画像データから埋め込み情報を抽
出する電子透かし抽出部である。

【００７４】５０８は上述の軟判定ビタビ復号アルゴリ
ズムを用いて復号処理を行うビタビ復号部、５０９は各
部間を接続し、データの送受信を行う内部バス、５１０
は図６にて説明する電子透かし抽出アルゴリズムを実現
するＣＰＵ５０２の読み出し可能なプログラムが格納さ
れたＲＯＭである。

【００７５】尚、入力部５０４及び出力部５０５は、Ｉ
ｒＤＡ規格に準拠した赤外線通信用インタフェース回
路、或いはＵＳＢ規格やＩＥＥＥ１３９４規格に準拠し
たデジタルインタフェース回路等からなり、デジタル画
像データを通信するのに適した通信プロトコルを用いて
外部の電子機器とデジタル画像データ等の送受信を行
う。

【００７６】次に図５の各部の動作について詳細に説明
する。

【００７７】入力部５０４には、上述のＥＣＣ複数ビッ
ト法を用いて埋め込み情報（畳み込み符号化された電子
透かし情報）の各ビットを複数個を埋め込んだデジタル
画像データ、埋め込み情報の各ビットがデジタル画像デ
ータのどの位置に存在するかを示す埋め込み位置情報、
上述の量子化ステップが入力される。

【００７８】ウェーブレット変換部５０６は、入力部５
０４より入力されたデジタル画像データを、埋め込み装
置２０１におけるウェーブレット変換と同様の方式でウ
ェーブレット変換する。

【００７９】抽出部５０７では、埋め込み位置情報を用
いてあるブロックに含まれる複数個のツリーから複数個
の埋め込み対象係数を特定する。ここで特定された係数
は、各係数に対応する量子化ステップで割り算され、そ
の結果、各係数の量子化インデックスが求められる。各
量子化インデックスは、埋め込み時と同様の規則を用い
て判定され、その結果、１ブロックに埋め込まれた複数
個のビットが抽出される。このように、埋め込み対象係
数の特定から１ビットの埋め込み情報の判定までの一連
の処理を各ブロックに対して行うことにより、抽出部５
０７は複数個のビットをデジタル画像データの各ブロッ
クから抽出できる。

【００８０】ビタビ復号部５０８では、各ブロックから
抽出された複数個のビットを１単位の入力系列とし、そ
の入力系列を上述の軟判定ビタビ復号アルゴリズムを用
いて復号する。復号の結果、求められた情報系列は、抽
出情報として出力部５０５より出力される。

【００８１】図６は、図５に示した抽出装置５０１にお
ける電子透かし抽出アルゴリズムの一例を示すＮＳチャ
ートである。以下、図６を用いて第１の実施例における
電子透かし抽出アルゴリズムを説明する。

【００８２】処理６１は、入力処理である。処理６１に
おいて、入力部５０４は、上述のＥＣＣ複数ビット法を
用いて埋め込み情報（畳み込み符号化された電子透かし
情報）の各ビットが複数個埋め込まれたデジタル画像デ
ータ、埋め込み情報の各ビットがデジタル画像データの
どの位置に存在するかを示す埋め込み位置情報、上述の
量子化ステップを外部から入力する。

【００８３】処理６２は、ブロック分割処理である。処
理６２において、ウェーブレット変換部２０６は、処理
６１で入力されたデジタル画像データを埋め込み装置２
０１と同様に複数の画素からなるブロック（縦Ｈｂ画素
×横Ｗｂ画素）に分割する。

【００８４】処理６３は、繰り返し処理である。処理６
３において、処理６２にて生成された各ブロックはウェ
ーブレット変換され、埋め込み処理される。処理６３
は、処理６４〜処理６７の処理を各ブロックについて繰
り返し行う。

【００８５】処理６４は、ウェーブレット変換処理であ
る。処理６４において、ウェーブレット変換部５０６
は、処理６２にて生成された１つのブロックを埋め込み
装置２０１と同様の手順でウェーブレット変換する。

【００８６】処理６５は、繰り返し処理である。処理６
５において、抽出部５０７は、１つのブロックに埋め込
まれている埋め込み情報の一部を抽出する。具体的に、
抽出部５０７は、埋め込み情報のあるビット位置に対応
する１ビットの情報を１つのブロックから複数個抽出す
る。処理６５は、処理６６〜処理６７を１ブロックに含
まれる複数個のツリーに対して繰り返し行う。

【００８７】処理６６は、埋め込み位置を特定する処理
である。処理６６において、抽出部５０７は、上述の埋
め込み位置情報を用いて各ツリーの埋め込み対象係数を
特定する。具体的には、最低域サブバンド（ＬＬ）に含
まれる係数を除く係数で、各係数の絶対値がｎ（ｉ）番
目に大きな係数が各ツリーの埋め込み対象係数となる。

【００８８】処理６７は、埋め込み情報を抽出する処理
である。処理６７において、抽出部５０７は、上述の量
子化ステップを用いて処理６６にて特定された対象係数
を割り算し、各係数の量子化インデックスを求める。こ
の量子化インデックスは、埋め込み時と同様の規則を用
いて判定され、その結果、対象係数に埋め込まれた１ビ
ットの埋め込み情報が抽出される。

【００８９】処理６８は、軟判定ビタビ復号処理であ
る。処理６８において、ビタビ復号部５０８は、各ブロ
ックから抽出された複数個のビットを用いて軟判定ビタ
ビ復号する。ここで、１つのブロックから抽出される複
数個のビットは、埋め込み情報のあるビット位置に対応
する１ビットの情報を示す。ビタビ復号部５０８は、こ
れを用いて軟判定ビタビ復号を行う。具体的に、ビタビ
復号部５０８は、１つ又は２つ以上のブロックから抽出
された複数個のビットと所定のブランチシンボルとのユ
ークリッド距離或いは確率を相関値として入力系列を軟
判定ビタビ復号する。これにより、ビタビ復号方式の誤
り訂正能力を十分に引き出すことができ、他の硬判定復
号方式に比べてＳＮ比を大きく改善することができ、そ
の結果として埋め込み情報の耐性を高めることができ
る。

【００９０】処理６９は、出力処理である。処理６９に
おいて、出力部５０５は、ビタビ復号部５０８の復号結
果（即ち、デジタル画像データから抽出された抽出情
報）を外部の電子機器５１１或いはＣＰＵ５０２に出力
する。外部の電子機器５１１或いはＣＰＵ５０２は、上
述の抽出情報からデジタル画像データに埋め込まれた電
子透かし情報の内容を判断し、その内容（例えば、著作
権情報、デジタル画像データの流通経路等）を表示した
り、その内容に応じた制御（例えば、デジタル画像デー
タのコピー回数を制限、デジタル画像データの入出力の
制限等）を行ったりすることができる。

【００９１】以上のように、第１の実施例では、複数個
の誤り訂正符号化された電子透かし情報の埋め込まれた
デジタル画像データに対して、軟判定による復号を行う
ことができる。これにより、埋め込み強度を強くするこ
となく（即ち、量子化ステップを大きくすることな
く）、デジタル画像データに電子透かし情報を埋め込む
ことができ、電子透かし情報の耐性をより向上させるこ
とができる。

【００９２】又、第１の実施例では、デジタル画像デー
タに対して圧縮、切り取り、回転、拡大、縮小、色変換
等の信号処理が加えられた場合でも、或いはそのデジタ
ル画像データに攻撃が加えられた場合でも、そのデジタ
ル画像データから正常な電子透かし情報を従来よりも高
い確率で抽出することができる。

【００９３】尚、第１の実施例では、各ブロックから抽
出された複数個のビットを１単位として上述の軟判定ビ
タビ復号アルゴリズムで復号する手順について説明した
がそれに限るものではない。軟判定復号方式による復号
アルゴリズムであれば、例えばビタビシンドローム方
式、ＧＭＤ（Generalized Minimum Distance）復号方
式、チェイス復号方式等の他の軟判定復号方式を用いた
復号アルゴリズムを実行してもよい。

【００９４】例えば、ビタビシンドローム方式では、入
力系列から誤り系列のみを取り出し、取り出した誤り系
列を軟判定ビタビ復号し、受信系列と軟判定ビタビ復号
した誤り系列とから送信されたデジタル画像データに埋
め込まれた情報系列を判定することができる。

【００９５】（第２の実施例）第１の実施例では、デジ
タル画像データから畳み込み符号化された電子透かし情
報を抽出し、その抽出結果から埋め込み前の電子透かし
情報を判別する処理について説明した。

【００９６】第２の実施例では、デジタル画像データか
らリードソロモン符号化された後に畳み込み符号化され
た電子透かし情報を抽出し、その抽出結果から埋め込み
前の電子透かし情報を判別する処理について説明する。
尚、第２の実施例において、デジタル画像データに埋め
込まれた電子透かし情報は、埋め込み装置２０１におい
て、訂正能力の異なる複数の誤り訂正符号化方式により
連接符号化されている。より具体的に説明すると、図９
（Ａ）に示すように、リードソロモン符号化方式を用い
て外符号化され、畳み込み符号化方式により内符号化さ
れた電子透かし情報である。

【００９７】図７は、第２の実施例の電子透かし抽出装
置７０１の一例を示すブロック図である。尚、抽出装置
７０１は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置
や、それに接続可能な拡張ボード、或いはプリンタ、デ
ィスプレイ等の出力装置、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯ
Ｍプレーヤ等の記録装置に搭載可能なユニットである。

【００９８】図７において、７０２は電子透かし抽出装
置７０１を構成する各部を協調させて制御するＣＰＵ、
７０３は各種の演算に用いられるメモリ、７０４は外部
から電子透かし情報の埋め込まれたデジタル画像デー
タ、上述の埋め込み位置、上述の量子化ステップを取り
込む入力部である。

【００９９】７０５は外部の電子機器７１１へデジタル
画像データから抽出した抽出情報を出力する出力部、７
０６はウェーブレット変換を行うウェーブレット変換
部、７０７はデジタル画像データから埋め込み情報を抽
出する電子透かし抽出部である。

【０１００】７０８は上述の軟判定ビタビ復号アルゴリ
ズムを用いて復号処理を行うビタビ復号部、７０９は各
部間を接続し、データの送受信を行う内部バス、７１０
は図８にて説明する電子透かし抽出アルゴリズムを実現
するＣＰＵ７０２の読み出し可能なプログラムが格納さ
れたＲＯＭである。

【０１０１】７１２はリードソロモン符号化方式等を用
いて誤り訂正符号化方式された電子透かし情報を硬判定
により復号する誤り訂正符号復号部である。ここで、誤
り訂正符号復号部７１２には、第１の実施例と同様の処
理手順によって抽出された抽出情報がビタビ復号部７０
８から供給される。誤り訂正符号復号部７１２は、この
抽出情報に対して硬判定による復号を行い、その復号結
果を出力部７０５から出力する。

【０１０２】尚、入力部７０４及び出力部７０５は、Ｉ
ｒＤＡ規格に準拠した赤外線通信用インタフェース回
路、或いはＵＳＢ規格やＩＥＥＥ１３９４規格に準拠し
たデジタルインタフェース回路等からなり、デジタル画
像データを通信するのに適した通信プロトコルを用いて
外部の電子機器とデジタル画像データ等の送受信を行
う。

【０１０３】図８は、図７に示した抽出装置７０１にお
ける電子透かし抽出アルゴリズムの一例を示すＮＳチャ
ートである。以下、図８を用いて第２の実施例における
電子透かし抽出アルゴリズムを説明する。

【０１０４】図８において、処理８１〜処理８８までの
処理手順は夫々、図６にて説明した抽出アルゴリズムの
処理６１〜処理６８と同様の処理を行う。

【０１０５】処理８９は、誤り訂正符号を復号する処理
である。処理８９において、誤り訂正符号復号部７１２
では、ビタビ復号部７０８から供給された抽出情報に対
して硬判定によるリードソロモン復号を行う。

【０１０６】処理９０は、出力処理である。処理９０に
おいて、出力部７０５は、誤り訂正符号復号部７１２の
復号結果（即ち、デジタル画像データから抽出された抽
出情報をリードソロモン復号した結果）を外部の電子機
器７１１或いはＣＰＵ７０２に出力する。外部の電子機
器７１１或いはＣＰＵ７０２は、復号された抽出情報か
らデジタル画像データに埋め込まれた電子透かし情報の
内容を判断し、その内容（例えば、著作権情報、デジタ
ル画像データの流通経路等）を表示したり、その内容に
応じた制御（例えば、デジタル画像データのコピー回数
を制限、デジタル画像データの入出力の制限等）を行っ
たりすることができる。

【０１０７】以上のように、第２の実施例では、訂正能
力の異なる複数の誤り訂正符号化方式により連接符号化
された電子透かし情報を抽出することができるため、第
１の実施例に比べより精度よく電子透かし情報を抽出す
ることができる。

【０１０８】又、第２の実施例では、埋め込み対象とな
るデジタルコンテンツの性質、そのデジタルコンテンツ
が伝送される伝送路の誤り特性、そのデジタルコンテン
ツに加えられる信号処理や攻撃の特性に対応させた複数
の誤り訂正符号化方式を組み合わせて適用することがで
きるため、より無駄なく正確に電子透かし情報を抽出す
ることができる。これにより、例えば誤りがバースト的
に発生した場合でもより効果的に誤りを訂正することが
できる。

【０１０９】又、第２の実施例では、デジタル画像デー
タに対して圧縮、切り取り、回転、拡大、縮小、色変換
等の信号処理が加えられた場合でも、或いはそのデジタ
ル画像データに攻撃が加えられた場合でも、そのデジタ
ル画像データから正常な電子透かし情報を従来よりも高
い確率で効果的に抽出することができる。

【０１１０】尚、第２の実施例では、リードソロモン符
号化方式を用いて外符号化し、畳み込み符号化方式を用
いて内符号化した電子透かし情報を、デジタル画像デー
タに埋め込む手順とそれに対応する抽出手順について説
明したが、それに限るものではない。例えば、デジタル
画像データに埋め込まれた電子透かし情報に生じる誤り
を効果的に低減できるような誤り訂正符号化方式の組合
せならば、硬判定可能な符号化方式を用いて外符号化
し、軟判定可能な符号化方式を用いて内符号化する連接
符号化方式を用いて誤り訂正符号化してもよい。

【０１１１】（第３の実施例）第１の実施例では、デジ
タル画像データから畳み込み符号化された電子透かし情
報を抽出し、その抽出結果から埋め込み前の電子透かし
情報を判別する処理について説明した。

【０１１２】第３の実施例では、デジタル画像データか
ら暗号化された後に畳み込み符号化された電子透かし情
報を抽出し、その抽出結果から埋め込み前の電子透かし
情報を判別する処理について説明する。

【０１１３】図１０は、第３の実施例の電子透かし抽出
装置１００１の一例を示すブロック図である。尚、抽出
装置１００１は、パーソナルコンピュータ等の情報処理
装置や、それに接続可能な拡張ボード、或いはプリン
タ、ディスプレイ等の出力装置、ハードディスク、ＣＤ
−ＲＯＭプレーヤ等の記録装置に搭載可能なユニットで
ある。

【０１１４】図１０において、１００２は電子透かし抽
出装置１００１を構成する各部を協調させて制御するＣ
ＰＵ、１００３は各種の演算に用いられるメモリ、１０
０４は外部から電子透かし情報の埋め込まれたデジタル
画像データ、上述の埋め込み位置、上述の量子化ステッ
プを取り込む入力部である。

【０１１５】１００５は外部の電子機器１０１１へデジ
タル画像データから抽出した抽出情報を出力する出力
部、１００６はウェーブレット変換を行うウェーブレッ
ト変換部、１００７はデジタル画像データから埋め込み
情報を抽出する電子透かし抽出部である。

【０１１６】１００８は上述の軟判定ビタビ復号アルゴ
リズムを用いて復号処理を行うビタビ復号部、１００９
は各部間を接続し、データの送受信を行う内部バス、１
０１０は図１１にて説明する電子透かし抽出アルゴリズ
ムを実現するＣＰＵ１００２の読み出し可能なプログラ
ムが格納されたＲＯＭである。

【０１１７】１０１２はＤＥＳ暗号化方式を用いて暗号
化された電子透かし情報を復号するＤＥＳ復号部であ
る。ここで、ＤＥＳ復号部１０１２には、第１の実施例
と同様の処理手順によって抽出された抽出情報がビタビ
復号部１００８から供給される。ＤＥＳ復号部１０１２
は、この抽出情報に施された暗号を特定のユーザの持つ
復号鍵を用いて復号し、その復号結果を出力部１００５
から出力する。

【０１１８】尚、入力部１００４及び出力部１００５
は、ＩｒＤＡ規格に準拠した赤外線通信用インタフェー
ス回路、或いはＵＳＢ規格やＩＥＥＥ１３９４規格に準
拠したデジタルインタフェース回路等からなり、デジタ
ル画像データを通信するのに適した通信プロトコルを用
いて外部の電子機器とデジタル画像データ等の送受信を
行う。

【０１１９】又、上述の復号鍵は、入力部１００４を介
して外部入力するようにしても、外部からの不正な攻撃
に耐えるようにＣＰＵ１００２の具備するレジスタに記
憶していても、ＤＥＳ復号部１０１２の具備するメモリ
に記憶していてもよい。

【０１２０】図１１は、図１０に示した抽出装置１００
１における電子透かし抽出アルゴリズムの一例を示すＮ
Ｓチャートである。以下、図１１を用いて第３の実施例
における電子透かし抽出アルゴリズムを説明する。

【０１２１】図１１において、処理１１１〜処理１１８
までの処理手順は夫々、図６にて説明した抽出アルゴリ
ズムの処理６１〜処理６８と同様の処理を行う。

【０１２２】処理１１９は、誤り訂正符号を復号する処
理である。処理１１９において、ＤＥＳ復号部１０１２
では、ビタビ復号部１００８から供給された抽出情報に
対してＤＥＳ暗号化方式に基づく復号処理を行う。ここ
で、ＤＥＳ復号部１０１２は、特定のユーザの持つ復号
鍵によってのみ正常な復号処理を行う。

【０１２３】処理１２０は、出力処理である。処理１２
０において、出力部１００５は、ＤＥＳ復号部１０１２
の復号結果（即ち、デジタル画像データから抽出された
抽出情報をＤＥＳ暗号化方式に基づく復号処理を行った
結果）を外部の電子機器１０１１或いはＣＰＵ１００２
に出力する。外部の電子機器１０１１或いはＣＰＵ１０
０２は、復号された抽出情報からデジタル画像データに
埋め込まれた電子透かし情報の内容を判断し、その内容
（例えば、著作権情報、デジタル画像データの流通経路
等）を表示したり、その内容に応じた制御（例えば、デ
ジタル画像データのコピー回数を制限、デジタル画像デ
ータの入出力の制限等）を行ったりすることができる。

【０１２４】以上のように、第３の実施例では、暗号化
され、且つ誤り訂正符号化された電子透かし情報をデジ
タル画像データを抽出することができるため、その電子
透かし情報の秘匿性を向上させることができる。これに
より、その電子透かし情報の内容を復号鍵を持つ限られ
たユーザのみが確認できるようにすることもできる。

【０１２５】又、第３の実施例では、デジタル画像デー
タに対して圧縮、切り取り、回転、拡大、縮小、色変換
等の信号処理が加えられた場合でも、或いはそのデジタ
ル画像データに攻撃が加えられた場合でも、そのデジタ
ル画像データから正常な暗号化電子透かし情報を従来よ
りも高い確率で効果的に抽出することができる。これに
より、埋め込み後から抽出前までに生じた誤りによる復
号不能をより高い確率で回避することができる。

【０１２６】尚、第３の実施例では、電子透かし情報に
対して施す暗号化方式として共通鍵暗号方式の一つであ
るＤＥＳ暗号方式を用いたが、それに限るものではな
い。例えば、バーナム暗号方式等の共通鍵暗号方式や、
ＲＳＡ（Rivest-Shamir-Adleman）暗号方式等の公開鍵
暗号方式を適用することも可能である。

【０１２７】（第４の実施例）第１の実施例では、デジ
タル画像データから畳み込み符号化された電子透かし情
報を抽出し、その抽出結果から埋め込み前の電子透かし
情報を判別する処理について説明した。

【０１２８】第４の実施例では、デジタル画像データか
らターボ符号化された電子透かし情報を抽出し、その抽
出結果から埋め込み前の電子透かし情報を判別する処理
について説明する。

【０１２９】図１２は、第４の実施例の電子透かし抽出
装置１２０１の一例を示すブロック図である。尚、抽出
装置１２０１は、パーソナルコンピュータ等の情報処理
装置や、それに接続可能な拡張ボード、或いはプリン
タ、ディスプレイ等の出力装置、ハードディスク、ＣＤ
−ＲＯＭプレーヤ等の記録装置に搭載可能なユニットで
ある。

【０１３０】図１２において、１２０２は電子透かし抽
出装置１２０１を構成する各部を協調させて制御するＣ
ＰＵ、１２０３は各種の演算に用いられるメモリ、１２
０４は外部から電子透かし情報の埋め込まれたデジタル
画像データ、上述の埋め込み位置、上述の量子化ステッ
プを取り込む入力部である。

【０１３１】１２０５は外部の電子機器１２１１へデジ
タル画像データから抽出した抽出情報を出力する出力
部、１２０６はウェーブレット変換を行うウェーブレッ
ト変換部、１２０７はデジタル画像データから埋め込み
情報を抽出する電子透かし抽出部。

【０１３２】１２０８は抽出部１２０７の出力をターボ
復号するターボ復号部、１２０９は各部間を接続し、デ
ータの送受信を行う内部バス、１２１０は図１３にて説
明する電子透かし抽出アルゴリズムを実現するＣＰＵ１
２０２の読み出し可能なプログラムが格納されたＲＯＭ
である。

【０１３３】尚、入力部１２０４及び出力部１２０５
は、ＩｒＤＡ規格に準拠した赤外線通信用インタフェー
ス回路、或いはＵＳＢ規格やＩＥＥＥ１３９４規格に準
拠したデジタルインタフェース回路等からなり、デジタ
ル画像データを通信するのに適した通信プロトコルを用
いて外部の電子機器とデジタル画像データ等の送受信を
行う。

【０１３４】又、ターボ復号部１２０８の構成の一例を
図１４（Ｂ）に示す。ターボ復号部１２０８は、インタ
リーバ１４０５とデインタリーバ１４０７と複数個の軟
出力復号回路１４０４、１４０６とにより構成されてい
る。ターボ復号部１２０８は、デジタル画像データから
抽出された２つの誤り訂正符号Ｙ１、Ｙ２（Ｙ１、Ｙ２
は、埋め込み時のｙ１、ｙ２である。）と電子透かし情
報Ｘ（Ｘは、埋め込み時のｘである。）とを軟出力復号
回路１４０４、１４０６に入力し、電子透かし情報ｘを
推定する。ここで、軟出力復号回路１４０６の出力は、
デインタリーバ１４０７を介して軟出力復号回路１４０
４にフィードバックされ、繰り返し復号される。

【０１３５】図１３は、図１２に示した抽出装置１２０
１における電子透かし抽出アルゴリズムの一例を示すＮ
Ｓチャートである。以下、図１３を用いて第４の実施例
における電子透かし抽出アルゴリズムを説明する。

【０１３６】図１３において、処理１３１〜処理１３７
までの処理手順は夫々、図６にて説明した抽出アルゴリ
ズムの処理６１〜処理６７と同様の処理を行う。

【０１３７】処理１３８は、ターボ復号処理である。処
理１３８において、ターボ復号部１２０８は、各ブロッ
クから抽出された複数個のビットを用いてターボ復号す
る。各ブロックから抽出される複数個のビットは、誤り
訂正符号ｙ１、ｙ２と電子透かし情報ｘとからなる埋め
込み情報のあるビット位置に対応する１ビットの情報を
示す。軟出力復号回路１４０４、１４０６は、これを用
いて軟判定復号を行う。これにより、上述の軟判定ビタ
ビ復号よりも高い誤り訂正能力により埋め込み情報に生
じた誤りを訂正することができる。

【０１３８】処理１３９は、出力処理である。処理１３
９において、出力部１２０５は、ターボ復号部１２０８
の復号結果を外部の電子機器１２１１或いはＣＰＵ１２
０２に出力する。外部の電子機器１２１１或いはＣＰＵ
１２０２は、復号された抽出情報からデジタル画像デー
タに埋め込まれた電子透かし情報の内容を判断し、その
内容（例えば、著作権情報、デジタル画像データの流通
経路等）を表示したり、その内容に応じた制御（例え
ば、デジタル画像データのコピー回数を制限、デジタル
画像データの入出力の制限等）を行ったりすることがで
きる。

【０１３９】以上のように、第４の実施例では、軟判定
による誤り訂正の可能な符号化方式により符号化された
電子透かし情報を抽出することができるため、従来に比
べより精度よく電子透かし情報を抽出することができ
る。

【０１４０】又、第４の実施例では、デジタル画像デー
タに対して圧縮、切り取り、回転、拡大、縮小、色変換
等の信号処理が加えられた場合でも、或いはそのデジタ
ル画像データに攻撃が加えられた場合でも、そのデジタ
ル画像データから正常な電子透かし情報を従来よりも高
い確率で効果的に抽出することができる。

【０１４１】尚、第４の実施例では、単にターボ符号化
された電子透かし情報をデジタル画像データから抽出す
るアルゴリズムについて説明したが、それに限るもので
はなく。第２の実施例のように、リードソロモン符号化
後にターボ符号化した電子透かし情報を抽出するように
構成してもよい。又、第３の実施例のように、暗号化後
にターボ符号化した電子透かし情報を抽出するように構
成してもよい。更に、畳み込み符号化後にターボ符号化
した電子透かし情報を抽出するように構成してもよい。

【０１４２】（他の実施例）上述の実施例は、以下のよ
うに実現することも可能である。

【０１４３】例えば、図３にて説明した電子透かし埋め
込みアルゴリズムを実現するプログラムコードを記憶し
たＲＯＭ２１２を、埋め込み装置２０１のＣＰＵ２０２
に供給することもできる。そして、ＣＰＵ２０２が、Ｒ
ＯＭ２１２に格納されたプログラムコードを読み出し、
上述の埋め込みアルゴリズムの機能を実現するように、
図２に示す埋め込み装置２０１の各処理部を動作させる
ようにしてもよい。

【０１４４】この場合、ＲＯＭ２１２から読み出された
プログラムコード自体が上述した実施例の機能を実現す
ることになり、そのプログラムコードを記憶したＲＯＭ
２１２は、本発明の一部の構成要件になる。

【０１４５】同様に、図６、８、１１、１３に示した電
子透かし抽出アルゴリズムを実現するプログラムコード
を記録したＲＯＭ５１０、７１０、１０１０、１２１０
を、抽出装置５０１、７０１、１００１、１２０１のＣ
ＰＵ５０２、７０２、１００２、１２０２に供給するこ
ともできる。

【０１４６】上述のプログラムコードを供給するための
記録媒体としてはＲＯＭ以外にも、例えば、フロッピデ
ィスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディス
ク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性の
メモリカード等を用いることができる。

【０１４７】又、上述の実施例の機能を実現するソフト
ウェアのプログラムコードは、ＲＯＭ２１２、５１０、
７１０、１０１０、１２１０に予め記録されているもの
でも、入出力部２０５、入力部５０４、７０４、１００
４、１２０４を介して外部から供給された後、ＲＯＭ２
１２、５１０、７１０、１０１０、１２１０に記録した
ものでもよい。

【０１４８】又、ＣＰＵ２０２、５０２、７０２、１０
０２、１２０２上で稼動しているＯＳ（オペレーティン
グシステム）或いはアプリケーションソフト等が、ＲＯ
Ｍ２１２、５１０、７１０、１０１０、１２１０より読
み出されたプログラムコードの指示に基づき、上述の実
施例の処理動作と機能とを実現する場合も本発明に含ま
れることは言うまでもない。

【０１４９】尚、本発明はその精神、又はその主要な特
徴から逸脱することなく、様々な形で実施することがで
きる。

【０１５０】例えば、上述の実施例では、埋め込み装置
２０１と抽出装置５０１、７０１、１００１、１２０１
の夫々を別々の装置として説明したが、それらを一つの
装置としてもよい。その場合、抽出装置側が抽出された
電子透かし情報の内容の一部を変更し、その変更された
電子透かし情報を再度埋め込み装置側で埋め込むように
制御してもよい。

【０１５１】又、上述の実施例では、デジタル画像デー
タに埋め込む処理について説明したが、デジタル音声デ
ータ、テキストデータ、グラフィックデータ等のデジタ
ルコンテンツに対して適用し、各デジタルコンテンツの
性質に合わせて電子透かし情報の情報量と埋め込み位置
と設定するようにしてもよい。

【０１５２】従って、前述の実施例はあらゆる点おいて
単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。

【０１５３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、デジタ
ル画像の品質を劣化させることなく、耐性の強い電子透
かし情報を埋め込むことができる。

【０１５４】又、本発明によれば、埋め込み強度を強く
することなく、デジタルコンテンツに対して電子透かし
情報を埋め込むことができ、埋め込み後の電子透かし情
報の耐性をより向上させることができる。

【０１５５】又、本発明によれば、軟判定による復号の
可能な符号化方式により符号化された電子透かし情報を
埋め込みことができるため、従来に比べより精度よく電
子透かし情報を抽出することができる。

【０１５６】又、本発明によれば、デジタル画像データ
に対して圧縮、切り取り、回転、拡大、縮小、色変換等
の信号処理が加えられた場合でも、或いはそのデジタル
画像データに攻撃が加えられた場合でも、そのデジタル
画像データから正常な電子透かし情報を従来よりも高い
確率で効果的に抽出することができる。

【０１５７】又、本発明によれば、訂正能力の異なる複
数の誤り訂正符号化方式により連接符号化された電子透
かし情報を埋め込むように処理しているため、埋め込む
電子透かし情報の耐性をより向上させることができ、よ
り精度よく効果的に電子透かし情報を抽出することがで
きる。

【０１５８】又、本発明によれば、埋め込み対象となる
デジタルコンテンツの性質、そのデジタルコンテンツが
伝送される伝送路の誤り特性、そのデジタルコンテンツ
に加えられる信号処理や攻撃の特性に対応させた複数の
誤り訂正符号化方式を組み合わせることによって、埋め
込む電子透かし情報の耐性をより向上させることがで
き、より無駄なく正確に電子透かし情報を抽出すること
ができる。特に、誤りがバースト的に発生するような場
合でも、より効果的に誤りを訂正でき、正確に電子透か
し情報を抽出することができる。

【０１５９】更に、本発明によれば、暗号化され、且つ
誤り訂正符号化された電子透かし情報をデジタル画像デ
ータに埋め込みことができるため、その電子透かし情報
の秘匿性を向上させることができる。又、その電子透か
し情報の内容を復号鍵を持つ限られたユーザのみが確認
できるようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のビタビ復号アルゴリズムを説明する
図。

【図２】本実施例の埋め込み装置の構成の一例を示すブ
ロック図。

【図３】本実施例の電子透かし埋め込みアルゴリズムの
一例を示すＮＳチャート。

【図４】１つのツリーの構成を説明する図。

【図５】第１の実施例の抽出装置の構成の一例を示すブ
ロック図。

【図６】第１の実施例の電子透かし抽出アルゴリズムの
一例を示すＮＳチャート。

【図７】第２の実施例の抽出装置の構成の一例を示すブ
ロック図。

【図８】第２の実施例の電子透かし抽出アルゴリズムの
一例を示すＮＳチャート。

【図９】第２の実施例の埋め込み手順及び抽出手順を説
明する図。

【図１０】第３の実施例の抽出装置の構成の一例を示す
ブロック図。

【図１１】第３の実施例の電子透かし抽出アルゴリズム
の一例を示すＮＳチャート。

【図１２】第４の実施例の抽出装置の構成の一例を示す
ブロック図。

【図１３】第４の実施例の電子透かし抽出アルゴリズム
の一例を示すＮＳチャート。

【図１４】ターボ符号化回路及びターボ復号回路の構成
の一例を示すブロック図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタルデータに埋め込まれた情報を抽
出する抽出手段と、前記抽出手段の出力をビタビ復号す
るビタビ復号手段とを具備することを特徴とする情報処
理装置。
【請求項２】請求項１において、前記抽出手段は、前
記デジタルデータの所定の周波数領域から前記情報を抽
出することを特徴とする情報処理装置。
【請求項３】請求項１若しくは２において、前記抽出
手段は、前記デジタルデータをウェーブレット変換した
後、前記情報を抽出することを特徴とする情報処理装
置。
【請求項４】請求項１〜３の何れかにおいて、前記抽
出手段は、前記デジタルデータを構成する複数のブロッ
クの夫々から前記情報を抽出することを特徴とする情報
処理装置。
【請求項５】請求項１〜４の何れかにおいて、前記ビ
タビ復号手段は、前記抽出手段の出力を複数ビットを単
位として軟判定ビタビ復号することを特徴とする情報処
理装置。
【請求項６】請求項１〜５の何れかにおいて、前記情
報は、誤り訂正符号化されていることを特徴とする情報
処理装置。
【請求項７】請求項１〜６の何れかにおいて、前記情
報は、畳み込み符号化されていることを特徴とする情報
処理装置。
【請求項８】請求項１〜７の何れかにおいて、前記情
報処理装置は更に、前記ビタビ復号手段の出力の誤りを
訂正する誤り訂正手段を具備することを特徴とする情報
処理装置。
【請求項９】請求項１〜８の何れかにおいて、前記情
報は、訂正能力の異なる複数の符号化方式により符号化
されていることを特徴とする情報処理装置。
【請求項１０】請求項１〜５の何れかにおいて、前記
情報は、暗号化されていることを特徴とする情報処理装
置。
【請求項１１】請求項１０において、前記情報処理装
置は更に、前記ビタビ復号手段の出力の暗号を復号する
暗号復号手段を具備することを特徴とする情報処理装
置。
【請求項１２】請求項１〜１１の何れかにおいて、前
記情報処理装置は更に、被写体の光学像からデジタル画
像データを生成する撮像部を有することを特徴とする情
報処理装置。
【請求項１３】請求項１〜１２の何れかにおいて、前
記情報処理装置は、デジタルカメラ、カメラ一体型デジ
タルカメラ、スキャナの少なくとも一つであることを特
徴とする情報処理装置。
【請求項１４】請求項１において、前記情報には、複
数の電子透かし情報が含まれていることを特徴とする情
報処理装置。
【請求項１５】請求項１４において、前記ビタビ復号
手段は、前記抽出手段の出力のうち、前記デジタルデー
タに埋め込まれた情報の所定のビット位置に対応する情
報の集合を用いて軟判定ビタビ復号を行うことを特徴と
する情報処理装置。
【請求項１６】複数の異なる符号化方式によって符号
化された情報をデジタルデータから抽出する抽出手段
と、前記抽出手段の出力を第１の復号方式を用いて復号する
第１の復号手段と、前記第１の復号手段の出力を第２の復号方式を用いて復
号する第２の復号手段とを具備することを特徴とする情
報処理装置。
【請求項１７】請求項１６において、前記抽出手段
は、前記デジタルデータの所定の周波数領域から前記情
報を抽出することを特徴とする情報処理装置。
【請求項１８】請求項１６若しくは１７において、前
記抽出手段は、前記デジタルデータをウェーブレット変
換し、所定のツリーから前記情報を抽出することを特徴
とする情報処理装置。
【請求項１９】請求項１６〜１８の何れかにおいて、
前記抽出手段は、前記デジタルデータを構成する複数の
ブロックの夫々から前記情報を抽出することを特徴とす
る情報処理装置。
【請求項２０】請求項１６〜１９の何れかにおいて、
前記第１の復号方式は、軟判定による復号方式であるこ
とを特徴とする情報処理装置。
【請求項２１】請求項２０において、前記第１の復号
方式は、ビタビ復号方式、ＧＭＤ復号方式、チェイス復
号方式、ターボ復号方式の少なくとも一つであることを
特徴とする情報処理装置。
【請求項２２】請求項１６〜２１の何れかにおいて、
前記第２の復号方式は、誤り訂正符号化された情報を復
号する復号方式であることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２３】請求項１６〜２１の何れかにおいて、
前記第２の復号方式は、暗号化された情報を復号する復
号方式であることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２４】請求項１６〜２２の何れかにおいて、
前記複数の異なる符号化方式は、誤り訂正能力の異なる
複数の符号化方式を含むことを特徴とする情報処理装
置。
【請求項２５】請求項１６〜２４の何れかにおいて、
前記情報処理装置は更に、被写体の光学像からデジタル
画像データを生成する撮像部を有することを特徴とする
情報処理装置。
【請求項２６】請求項１６〜２５の何れかにおいて、
前記情報処理装置は、デジタルカメラ、カメラ一体型デ
ジタルカメラ、スキャナの少なくとも一つであることを
特徴とする情報処理装置。
【請求項２７】デジタルデータに埋め込まれた情報を
抽出する抽出手段と、前記抽出手段の出力を用いて軟判定復号する復号手段
と、前記復号手段の出力から前記情報を推定するように制御
する制御手段とを具備することを特徴とする情報処理装
置。
【請求項２８】請求項２７において、前記情報は、複
数個の電子透かし情報を含むことを特徴とする情報処理
装置。
【請求項２９】請求項２７において、前記復号手段
は、前記抽出手段の出力のうち、前記デジタルデータに
埋め込まれた情報の所定のビット位置に対応する情報の
集合を用いて軟判定復号することを特徴とする情報処理
装置。
【請求項３０】請求項２７において、前記復号手段
は、ビタビ復号方式、ＧＭＤ復号方式、チェイス復号方
式、ターボ復号の少なくとも一つを用いて前記抽出手段
の出力を軟判定復号することを特徴とする情報処理装
置。
【請求項３１】デジタルデータに埋め込まれた情報を
抽出し、抽出結果をビタビ復号することを特徴する情報処理方
法。
【請求項３２】複数の異なる符号化方式によって符号
化された情報をデジタルデータから抽出し、抽出された結果を第１の復号方式を用いて復号し、復号された結果を第２の復号方式を用いて復号すること
を特徴とする情報処理方法。
【請求項３３】デジタルデータに埋め込まれた情報を
抽出し、抽出結果を用いて軟判定復号を行い、復号されたデータから前記情報を推定することを特徴と
する情報処理方法。
【請求項３４】デジタルデータに埋め込まれた情報を
抽出する処理と、抽出結果をビタビ復号する処理とを実行するためのプロ
グラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒
体。
【請求項３５】複数の異なる符号化方式によって符号
化された情報をデジタルデータから抽出する処理と、抽出された結果を第１の復号方式を用いて復号する処理
と、復号された結果を第２の復号方式を用いて復号する処理
とを実行するためのプログラムを記憶したコンピュータ
読み取り可能な記憶媒体。
【請求項３６】デジタルデータに埋め込まれた情報を
抽出する処理と、抽出結果を用いて軟判定復号を行う処理と、復号されたデータから前記情報を推定する処理とを実行
するためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り
可能な記憶媒体。
【請求項３７】デジタルデータに埋め込む情報を複数
の異なる符号化方式の一つを用いて符号化する第１の符
号化手段と、前記第１の符号化手段の出力を前記複数の異なる符号化
方式の一つを用いて符号化する第２の符号化手段と、前記第２の符号化手段の出力をデジタルデータに埋め込
む埋め込み手段とを具備することを特徴とする情報処理
装置。
【請求項３８】請求項３７において、前記第１の符号
化手段と前記第２の符号化手段とは訂正能力の異なる符
号化方式を用いて符号化を行うことを特徴とする情報処
理装置。
【請求項３９】請求項３７若しくは３８において、前
記第２の符号化手段は、前記第１の符号化手段の出力を
軟判定復号可能な符号化方式で符号化することを特徴と
する情報処理装置。
【請求項４０】デジタルデータに埋め込む情報を軟判
定による復号の可能な符号化方式を用いて符号化する符
号化手段と、前記符号化手段の出力を前記デジタルデータに埋め込む
埋め込み手段とを具備することを特徴とする情報処理装
置。
【請求項４１】デジタルデータに埋め込む情報を複数
の異なる符号化方式の一つを用いて第１の符号化を行
い、前記第１の符号化の結果を前記複数の異なる符号化方式
の一つを用いて第２の符号化を行い、前記第２の符号化の結果をデジタルデータに埋め込むこ
とを特徴とする情報処理方法。
【請求項４２】デジタルデータに埋め込む情報を軟判
定による復号の可能な符号化方式を用いて符号化し、符号化の結果を前記デジタルデータに埋め込むことを特
徴とする情報処理方法。
【請求項４３】デジタルデータに埋め込む情報を複数
の異なる符号化方式の一つを用いて第１の符号化を行う
処理と、前記第１の符号化の結果を前記複数の異なる符号化方式
の一つを用いて第２の符号化を行う処理と、前記第２の符号化の結果をデジタルデータに埋め込む処
理と実行するためのプログラムを記憶したコンピュータ
読み取り可能な記憶媒体。
【請求項４４】デジタルデータに埋め込む情報を軟判
定による復号の可能な符号化方式を用いて符号化する処
理と、符号化の結果を前記デジタルデータに埋め込む処理と実
行するためのプログラムを記憶したコンピュータ読み取
り可能な記憶媒体。