JP2000175019A - 情報埋込み方法および装置 - Google Patents
情報埋込み方法および装置Info
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- H04N19/467—Embedding additional information in the video signal during the compression process characterised by the embedded information being invisible, e.g. watermarking
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- H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
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- Image Processing (AREA)
- Television Systems (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンテンツの質の劣化を抑制し、埋め込み情
報の耐久性を向上できる透かし情報の埋め込み方法を提
供する。 【解決手段】 時系列的に配列された複数の静止画フレ
ームからなる動画データに透かし情報を埋め込む場合
に、着目フレーム中の各画像ブロック毎に動きベクトル
（動画的性質）を検出し、動き量に応じて、各ブロック
毎の画素変更率の指定規則３２０を選択し、各ブロック
内の画像の状態（静止画的性質）によって決まる輝度変
更許容画素のうちから上記規則で指定された個数の画素
を選択して、透かし情報となる輝度の変更処理を施す。
報の耐久性を向上できる透かし情報の埋め込み方法を提
供する。 【解決手段】 時系列的に配列された複数の静止画フレ
ームからなる動画データに透かし情報を埋め込む場合
に、着目フレーム中の各画像ブロック毎に動きベクトル
（動画的性質）を検出し、動き量に応じて、各ブロック
毎の画素変更率の指定規則３２０を選択し、各ブロック
内の画像の状態（静止画的性質）によって決まる輝度変
更許容画素のうちから上記規則で指定された個数の画素
を選択して、透かし情報となる輝度の変更処理を施す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は情報埋込み方法およ
び装置に関し、特に、ディジタル化された静止画あるい
は動画等のコンテンツ情報にコピー制御情報や著作権情
報などの情報を埋め込むための方法および装置に関す
る。
び装置に関し、特に、ディジタル化された静止画あるい
は動画等のコンテンツ情報にコピー制御情報や著作権情
報などの情報を埋め込むための方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、画像や音楽などがコンテンツがデ
ィジタル化され、記憶媒体あるいは通信ネットワークを
介して流通されるようになってきた。このようなディジ
タル化されたコンテンツ情報の著作権を保護するため
に、コンテンツ情報に人間の視聴覚では気付かない程度
の変更を加える形でコピー制御情報や著作権情報を埋め
込むことによって、データ処理装置を利用したコンテン
ツ情報のコピー回数の制限、あるいは不正コピーされた
コンテンツ情報から著作権者の特定を可能にする電子透
かし技術が重要視されている。
ィジタル化され、記憶媒体あるいは通信ネットワークを
介して流通されるようになってきた。このようなディジ
タル化されたコンテンツ情報の著作権を保護するため
に、コンテンツ情報に人間の視聴覚では気付かない程度
の変更を加える形でコピー制御情報や著作権情報を埋め
込むことによって、データ処理装置を利用したコンテン
ツ情報のコピー回数の制限、あるいは不正コピーされた
コンテンツ情報から著作権者の特定を可能にする電子透
かし技術が重要視されている。
【０００３】電子透かし技術の実用化には、次の２つの
要求を満たす必要がある。 (1) コンテンツ情報の劣化の抑制：例えば、画像データ
を対象とした電子透かし情報の埋め込みにおいて、画像
に加えた変更がコンテンツの鑑賞の妨げないようにする
こと。すなわち、コンテンツ情報の一部に加えた変更が
人間の視聴覚には目立たないこと。
要求を満たす必要がある。 (1) コンテンツ情報の劣化の抑制：例えば、画像データ
を対象とした電子透かし情報の埋め込みにおいて、画像
に加えた変更がコンテンツの鑑賞の妨げないようにする
こと。すなわち、コンテンツ情報の一部に加えた変更が
人間の視聴覚には目立たないこと。
【０００４】(2) 耐久性の向上：画像処理や音声処理を
加えても埋め込み情報、すなわち、コンテンツ情報に加
えた変更が劣化し難いこと。上記条件を満たすために
は、コンテンツの性質に応じて、コンテンツの変更個所
と、変更の程度あるいは強度を最適化する必要がある。
以下、コンテンツ情報として代表的な画像を例にして、
従来の電子透かし技術を分析する。
加えても埋め込み情報、すなわち、コンテンツ情報に加
えた変更が劣化し難いこと。上記条件を満たすために
は、コンテンツの性質に応じて、コンテンツの変更個所
と、変更の程度あるいは強度を最適化する必要がある。
以下、コンテンツ情報として代表的な画像を例にして、
従来の電子透かし技術を分析する。
【０００５】画像データの場合、一般に、画像の状態変
化が比較的平坦な領域では、画素（ピクセル）の状態値
（輝度あるいは色）に不適切な変更を加えると、変更箇
所に不自然さが目立つ。しかしながら、被写体のエッジ
部分のように画素値の変動の激しい部分では画素に比較
的大きな変更を加えても人間の目には目立たないと言う
性質がある。この性質に着目して、例えば、情報処理学
会論文誌、Vol.38、No.12、1997、第2640頁〜第2647頁
には、透かし情報を埋め込むべき画像フレームの輝度変
動を分析することによって被写体のエッジ部分を特定
し、画素値の変更が目立ちにくい上記エッジ部分では大
きな変更を加え、画素値の変更が目立ち易い部分には変
更を加えないか、加えるとしても変更の程度を小さくす
るエッジ保存型電子透かし技術が提案されている。
化が比較的平坦な領域では、画素（ピクセル）の状態値
（輝度あるいは色）に不適切な変更を加えると、変更箇
所に不自然さが目立つ。しかしながら、被写体のエッジ
部分のように画素値の変動の激しい部分では画素に比較
的大きな変更を加えても人間の目には目立たないと言う
性質がある。この性質に着目して、例えば、情報処理学
会論文誌、Vol.38、No.12、1997、第2640頁〜第2647頁
には、透かし情報を埋め込むべき画像フレームの輝度変
動を分析することによって被写体のエッジ部分を特定
し、画素値の変更が目立ちにくい上記エッジ部分では大
きな変更を加え、画素値の変更が目立ち易い部分には変
更を加えないか、加えるとしても変更の程度を小さくす
るエッジ保存型電子透かし技術が提案されている。
【０００６】電子透かし情報の埋め込み対象は、静止画
像に限られず、動画も対象となる。動画データは、時系
列的に配列された複数の静止画フレームから構成されて
おり、動画の鑑賞中にフレームの送りを止めることによ
って、個々のフレームを静止画として鑑賞する場合があ
る。
像に限られず、動画も対象となる。動画データは、時系
列的に配列された複数の静止画フレームから構成されて
おり、動画の鑑賞中にフレームの送りを止めることによ
って、個々のフレームを静止画として鑑賞する場合があ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記理由から、動画を
対象とした電子透かし情報の埋込みにおいては、画素値
の変更個所が静止画状態でも動画状態でも目立たないよ
うにする必要があり、静止画としての性質と動画として
の性質の両方を考慮して、変更画素と変更程度を最適化
することが望まれる。しかしながら、動画を対象とした
電子透かし情報の埋込みに関する従来技術は、例えば、
1995 Symposium on Cryptography andInformation Secu
rity, 31-Gで報告された方式では、静止画としての性質
のみが考慮されている。また、1995 Symposium on Cryp
tography and InformationSecurity, 31-Fで報告された
方式は、動画としての性質のみを考慮しており、静止画
的性質と動画的性質の両方を考慮して画素値の変更個所
と変更強度を最適化した例は未だ報告されていない。
対象とした電子透かし情報の埋込みにおいては、画素値
の変更個所が静止画状態でも動画状態でも目立たないよ
うにする必要があり、静止画としての性質と動画として
の性質の両方を考慮して、変更画素と変更程度を最適化
することが望まれる。しかしながら、動画を対象とした
電子透かし情報の埋込みに関する従来技術は、例えば、
1995 Symposium on Cryptography andInformation Secu
rity, 31-Gで報告された方式では、静止画としての性質
のみが考慮されている。また、1995 Symposium on Cryp
tography and InformationSecurity, 31-Fで報告された
方式は、動画としての性質のみを考慮しており、静止画
的性質と動画的性質の両方を考慮して画素値の変更個所
と変更強度を最適化した例は未だ報告されていない。
【０００８】また、画素値変更の目立ちやすさは、例え
ば、輝度変動のような一つの性質だけで決まるものでは
なく、色変動のように輝度以外の性質によっても異な
る。従って、静止画あるいは動画に透かし情報を埋め込
む場合は、これら複数の性質を考慮して、変更個所と変
更の度合い（変更強度）とを最適化する必要があるが、
従来の電子透かし技術は、画像の一つの性質に依存して
画素値変更を最適化しており、複数の性質を考慮した最
適化技術は報告されていない。
ば、輝度変動のような一つの性質だけで決まるものでは
なく、色変動のように輝度以外の性質によっても異な
る。従って、静止画あるいは動画に透かし情報を埋め込
む場合は、これら複数の性質を考慮して、変更個所と変
更の度合い（変更強度）とを最適化する必要があるが、
従来の電子透かし技術は、画像の一つの性質に依存して
画素値変更を最適化しており、複数の性質を考慮した最
適化技術は報告されていない。
【０００９】本発明の第１の目的は、透かし情報の埋め
込み対象となるコンテンツ情報が備える複数の性質を考
慮して変更個所と変更強度を最適化することにある。本
発明の第２の目的は、特に、動画的性質と静止画的性質
の両方を考慮して変更個所と変更強度を最適化した動画
への透かし情報埋め込み方法および装置を提供すること
にある。
込み対象となるコンテンツ情報が備える複数の性質を考
慮して変更個所と変更強度を最適化することにある。本
発明の第２の目的は、特に、動画的性質と静止画的性質
の両方を考慮して変更個所と変更強度を最適化した動画
への透かし情報埋め込み方法および装置を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記第１目的を達成する
ために、本発明による情報埋込み方法は、透かし情報の
埋め込み対象となるコンテンツ情報が備える複数の性質
について、それぞれの性質に依存した変更個所と変更程
度を求めるステップと、上記各性質に依存して求められ
た複数組の変更個所および変更程度の中から、上記コン
テンツ情報に適用する一組の変更個所と変更程度を選択
するステップとを有し、上記選択された変更箇所と変更
程度に従って、上記コンテンツ情報に透かし情報となる
変更を加えることを特徴とする。実際の応用において
は、上記透かし情報の埋め込み対象となるコンテンツ情
報を複数のブロックに分割し、各情報ブロック毎に前記
複数組の変更個所および変更程度を求め、上記各情報ブ
ロック毎に一組の変更個所と変更程度を選択する。
ために、本発明による情報埋込み方法は、透かし情報の
埋め込み対象となるコンテンツ情報が備える複数の性質
について、それぞれの性質に依存した変更個所と変更程
度を求めるステップと、上記各性質に依存して求められ
た複数組の変更個所および変更程度の中から、上記コン
テンツ情報に適用する一組の変更個所と変更程度を選択
するステップとを有し、上記選択された変更箇所と変更
程度に従って、上記コンテンツ情報に透かし情報となる
変更を加えることを特徴とする。実際の応用において
は、上記透かし情報の埋め込み対象となるコンテンツ情
報を複数のブロックに分割し、各情報ブロック毎に前記
複数組の変更個所および変更程度を求め、上記各情報ブ
ロック毎に一組の変更個所と変更程度を選択する。
【００１１】尚、上記選択ステップでは、変更が目立た
ないことを優先する場合には、例えば、性質毎に選択し
た複数組の変更個所についての論理積（AND）演算結果
を最終的な変更個所とし、変更個所の個数が最小となる
ようにすればよい。逆に、変更結果の耐久性を優先する
場合は、性質毎に選択した複数組の変更個所の論理和
（OR）演算結果を最終的な変更個所とし、変更箇所の数
が最大となるようにすればよい。
ないことを優先する場合には、例えば、性質毎に選択し
た複数組の変更個所についての論理積（AND）演算結果
を最終的な変更個所とし、変更個所の個数が最小となる
ようにすればよい。逆に、変更結果の耐久性を優先する
場合は、性質毎に選択した複数組の変更個所の論理和
（OR）演算結果を最終的な変更個所とし、変更箇所の数
が最大となるようにすればよい。
【００１２】上記第１目的を達成するために、本発明に
よる情報埋込み方法の他の形態は、透かし情報の埋め込
み対象となるコンテンツ情報が備える第１の性質に依存
して変更個所と変更程度とを求める第１ステップと、上
記コンテンツ情報が備える上記第１の性質とは異なる第
２の性質に依存して、上記第１ステップで求めた変更個
所と変更程度の少なくとも一部を修正する第２ステップ
とを有し、上記修正された変更箇所と変更程度に従っ
て、上記コンテンツ情報に透かし情報となる変更を加え
ることを特徴とする。
よる情報埋込み方法の他の形態は、透かし情報の埋め込
み対象となるコンテンツ情報が備える第１の性質に依存
して変更個所と変更程度とを求める第１ステップと、上
記コンテンツ情報が備える上記第１の性質とは異なる第
２の性質に依存して、上記第１ステップで求めた変更個
所と変更程度の少なくとも一部を修正する第２ステップ
とを有し、上記修正された変更箇所と変更程度に従っ
て、上記コンテンツ情報に透かし情報となる変更を加え
ることを特徴とする。
【００１３】上記第１目的を達成するために、本発明に
よる情報埋込み方法の更に他の形態は、透かし情報の埋
め込み対象となるコンテンツ情報が備える第１の性質に
依存して、予め用意された複数の規則のうちの１つを選
択する第１ステップと、上記コンテンツ情報が備える第
２の性質に依存して、該コンテンツ情報の変更箇所候補
を求める第２ステップと、上記変更箇所候補の中から上
記第１ステップで選択された規則に基いて少なくとも１
つの変更箇所を選択する第３ステップとを有し、上記選
択された変更箇所で上記コンテンツ情報の状態を変更す
ることを特徴とする。本発明によれば、上記複数の規則
のそれぞれを上記コンテンツ情報の１つの性質に応じて
変更個所と変更程度を規定する内容とし、上記コンテン
ツ情報の別の性質に依存して選択された一つの規則を適
用することによって、上記コンテンツ情報が備える複数
の性質を考慮した形で変更個所と変更程度を決定でき
る。
よる情報埋込み方法の更に他の形態は、透かし情報の埋
め込み対象となるコンテンツ情報が備える第１の性質に
依存して、予め用意された複数の規則のうちの１つを選
択する第１ステップと、上記コンテンツ情報が備える第
２の性質に依存して、該コンテンツ情報の変更箇所候補
を求める第２ステップと、上記変更箇所候補の中から上
記第１ステップで選択された規則に基いて少なくとも１
つの変更箇所を選択する第３ステップとを有し、上記選
択された変更箇所で上記コンテンツ情報の状態を変更す
ることを特徴とする。本発明によれば、上記複数の規則
のそれぞれを上記コンテンツ情報の１つの性質に応じて
変更個所と変更程度を規定する内容とし、上記コンテン
ツ情報の別の性質に依存して選択された一つの規則を適
用することによって、上記コンテンツ情報が備える複数
の性質を考慮した形で変更個所と変更程度を決定でき
る。
【００１４】上記第２の目的を達成するため、本発明
は、複数の静止画フレームから構成される動画データの
一部に変更を加えることによって透かし情報を埋め込む
情報埋込み方法において、処理対象となる静止画フレー
ムから検出された静止画的性質に依存して変更個所と変
更程度を求める第１ステップと、上記処理対象となる静
止画フレームと他の１つの静止画フレームに含まれる画
像間の関係から検出された動画的性質に依存して、変更
個所と変更程度を求める第２ステップと、上記第２ステ
ップで求めた変更個所と変更程度の中から、上記静止画
フレームに適用する変更個所と変更程度の組を選択する
第３ステップとを有し、上記選択された変更箇所と変更
程度に従って、上記処理対象となる静止画フレームに透
かし情報となる画素の変更を加えることを特徴とする。
は、複数の静止画フレームから構成される動画データの
一部に変更を加えることによって透かし情報を埋め込む
情報埋込み方法において、処理対象となる静止画フレー
ムから検出された静止画的性質に依存して変更個所と変
更程度を求める第１ステップと、上記処理対象となる静
止画フレームと他の１つの静止画フレームに含まれる画
像間の関係から検出された動画的性質に依存して、変更
個所と変更程度を求める第２ステップと、上記第２ステ
ップで求めた変更個所と変更程度の中から、上記静止画
フレームに適用する変更個所と変更程度の組を選択する
第３ステップとを有し、上記選択された変更箇所と変更
程度に従って、上記処理対象となる静止画フレームに透
かし情報となる画素の変更を加えることを特徴とする。
【００１５】上記第２の目的を達成するため、本発明の
他の形態は、複数の静止画フレームから構成される動画
データの一部に変更を加えることによって透かし情報を
埋め込む情報埋込み方法において、上記各静止画フレー
ムが備える静止画的性質に依存して変更個所と変更程度
とを求める第１ステップと、上記静止画フレーム間の関
係から求まる動画的性質に依存して、上記第１ステップ
で求めた変更個所と変更程度の少なくとも一部を修正す
る第２ステップとを有し、上記修正された変更箇所と変
更程度に従って、上記静止画フレームに透かし情報とな
る画素変更を加えることを特徴とする。
他の形態は、複数の静止画フレームから構成される動画
データの一部に変更を加えることによって透かし情報を
埋め込む情報埋込み方法において、上記各静止画フレー
ムが備える静止画的性質に依存して変更個所と変更程度
とを求める第１ステップと、上記静止画フレーム間の関
係から求まる動画的性質に依存して、上記第１ステップ
で求めた変更個所と変更程度の少なくとも一部を修正す
る第２ステップとを有し、上記修正された変更箇所と変
更程度に従って、上記静止画フレームに透かし情報とな
る画素変更を加えることを特徴とする。
【００１６】上記第２の目的を達成するため、本発明の
更に他の形態は、複数の静止画フレームから構成される
動画データの一部に変更を加えることによって透かし情
報を埋め込む情報埋込み方法において、処理対象となる
静止画フレームと他の１つの静止画フレームに含まれる
画像間の関係から検出された動画的性質に依存して、予
め用意された複数の規則のうちの１つを選択する第１ス
テップと、上記処理対象となる静止画フレームから検出
される静止画的性質に依存して、該静止画フレームにお
ける変更箇所候補を求める第２ステップと、上記変更箇
所候補の中から上記第１ステップで選択された規則に基
いて少なくとも１つの変更箇所を選択する第３ステップ
とを有し、上記選択された変更箇所で上記静止画フレー
ムの画素状態を変更することを特徴とする。
更に他の形態は、複数の静止画フレームから構成される
動画データの一部に変更を加えることによって透かし情
報を埋め込む情報埋込み方法において、処理対象となる
静止画フレームと他の１つの静止画フレームに含まれる
画像間の関係から検出された動画的性質に依存して、予
め用意された複数の規則のうちの１つを選択する第１ス
テップと、上記処理対象となる静止画フレームから検出
される静止画的性質に依存して、該静止画フレームにお
ける変更箇所候補を求める第２ステップと、上記変更箇
所候補の中から上記第１ステップで選択された規則に基
いて少なくとも１つの変更箇所を選択する第３ステップ
とを有し、上記選択された変更箇所で上記静止画フレー
ムの画素状態を変更することを特徴とする。
【００１７】実際の応用においては、上記各静止画フレ
ームを複数の画像ブロックに分割し、各画像ブロック毎
に上述した一連の処理ステップする。また、静止画的性
質としては、例えば、各静止画フレーム内あるいは各画
像ブロック内の輝度の変動を考慮すればよい。動画的性
質としては、画像の動き量、すなわち静止画フレーム間
の動きベクトルの大きさを考慮すればよい。
ームを複数の画像ブロックに分割し、各画像ブロック毎
に上述した一連の処理ステップする。また、静止画的性
質としては、例えば、各静止画フレーム内あるいは各画
像ブロック内の輝度の変動を考慮すればよい。動画的性
質としては、画像の動き量、すなわち静止画フレーム間
の動きベクトルの大きさを考慮すればよい。
【００１８】本発明による情報埋め込み装置は、上述し
た各ステップをプログラム処理によって実行するプロセ
ッサと、処理対象となるコンテンツ情報、その他のデー
タを格納するための記憶装置とによって構成される。そ
の具体的な構成は、以下に説明する実施例によって一層
明確になると思われる。
た各ステップをプログラム処理によって実行するプロセ
ッサと、処理対象となるコンテンツ情報、その他のデー
タを格納するための記憶装置とによって構成される。そ
の具体的な構成は、以下に説明する実施例によって一層
明確になると思われる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施例を図１〜図
８を参照して説明する。本実施例では、コンテンツ情報
として動画を考える。動画データは時系列的な複数の静
止画フレームから構成されており、各静止画フレームの
画素の一部に変更を加えることによって、動画に透かし
情報を埋め込むことができる。以下に述べる実施例で
は、各静止画フレームから選ばれた特定の画素に対し
て、人間の目に違和感を与えない範囲で輝度を変更す
る。
８を参照して説明する。本実施例では、コンテンツ情報
として動画を考える。動画データは時系列的な複数の静
止画フレームから構成されており、各静止画フレームの
画素の一部に変更を加えることによって、動画に透かし
情報を埋め込むことができる。以下に述べる実施例で
は、各静止画フレームから選ばれた特定の画素に対し
て、人間の目に違和感を与えない範囲で輝度を変更す
る。
【００２０】図１は、本発明による透かし情報の埋め込
みを実施するためのハードウェア構成を示し、１は、透
かし情報の埋め込み対象となる動画データ、透かし情
報、後述する各種の規則等のデータを入力し、透かし情
報の埋め込まれた動画像を出力するための入出力装置、
２は中央処理装置（プロセッサ）、３は、上記入出力装
置から入力された動画データや透かし情報が埋め込まれ
た動画データを蓄積するための記憶装置を示す。上記記
憶装置３は、透かし情報の埋め込み処理に必要な動画デ
ータ以外に、中央処理装置が利用する各種データ、規
則、プログラム等の蓄積にも利用される。実際の応用に
おいては、プログラムや計算機データを蓄積するための
記憶装置は、大きな記憶容量を要する画像蓄積用の記憶
装置とは別に用意されるが、ここでは、簡単化のために
１つの記憶装置として示してある。
みを実施するためのハードウェア構成を示し、１は、透
かし情報の埋め込み対象となる動画データ、透かし情
報、後述する各種の規則等のデータを入力し、透かし情
報の埋め込まれた動画像を出力するための入出力装置、
２は中央処理装置（プロセッサ）、３は、上記入出力装
置から入力された動画データや透かし情報が埋め込まれ
た動画データを蓄積するための記憶装置を示す。上記記
憶装置３は、透かし情報の埋め込み処理に必要な動画デ
ータ以外に、中央処理装置が利用する各種データ、規
則、プログラム等の蓄積にも利用される。実際の応用に
おいては、プログラムや計算機データを蓄積するための
記憶装置は、大きな記憶容量を要する画像蓄積用の記憶
装置とは別に用意されるが、ここでは、簡単化のために
１つの記憶装置として示してある。
【００２１】中央処理装置２は、動画を構成する個々の
静止画フレームについて、時間軸上で所定フレーム遅れ
て現れる後続フレームと比較することによって被写体の
動き（動画としての性質）を検出し、各フレームの画像
が備える静止画としての性質と、上記動き検出で得られ
た動画的性質の両方を反映させて、透かし情報の埋め込
み位置となる画素の選択と画素値の変更量とを決定す
る。
静止画フレームについて、時間軸上で所定フレーム遅れ
て現れる後続フレームと比較することによって被写体の
動き（動画としての性質）を検出し、各フレームの画像
が備える静止画としての性質と、上記動き検出で得られ
た動画的性質の両方を反映させて、透かし情報の埋め込
み位置となる画素の選択と画素値の変更量とを決定す
る。
【００２２】図２は、上記中央処理装置２が実行するプ
ログラム動作を通して実現される本発明の電子透かし情
報埋め込みの第１実施例を示す機能ブロック図である。
機能ブロック２０〜２５は上記中央処理装置２が実行す
る処理ルーチン（プログラム）、機能ブロック３１〜３
５は記憶装置３内に形成されるデータファイルを示して
おり、例えば、３１は、複数の静止画フレームからなる
動画データが格納される動画ファイル、３２は、図５に
例示する複数の規則を記憶するための規則ファイル、３
３は、上記各静止画フレームを分割して得られる所定サ
イズの画像ブロック毎に適用すべき規則を記憶するため
の使用規則ファイル、３４は、動画を構成する各静止画
像に埋め込むべき透かし情報を記憶するための挿入情報
ファイル、３５は、透かし情報が埋め込まれた動画デー
タを格納するための情報挿入動画ファイルである。
ログラム動作を通して実現される本発明の電子透かし情
報埋め込みの第１実施例を示す機能ブロック図である。
機能ブロック２０〜２５は上記中央処理装置２が実行す
る処理ルーチン（プログラム）、機能ブロック３１〜３
５は記憶装置３内に形成されるデータファイルを示して
おり、例えば、３１は、複数の静止画フレームからなる
動画データが格納される動画ファイル、３２は、図５に
例示する複数の規則を記憶するための規則ファイル、３
３は、上記各静止画フレームを分割して得られる所定サ
イズの画像ブロック毎に適用すべき規則を記憶するため
の使用規則ファイル、３４は、動画を構成する各静止画
像に埋め込むべき透かし情報を記憶するための挿入情報
ファイル、３５は、透かし情報が埋め込まれた動画デー
タを格納するための情報挿入動画ファイルである。
【００２３】また、２１は、ユーザによって入出力装置
１から入力された動画データ、規則データ、透かし情報
をそれぞれ上記ファイル３１、３２、３４に書き込むと
共に、ユーザからの要求に応じて、情報挿入画像ファイ
ル３５から透かし情報埋め込み済みの動画データを読み
出し、これを入出力装置１の表示画面に出力するための
入出力ルーチンであり、２０は、上記入出力ルーチン
と、動画を構成する各静止画フレーム毎に、後述する静
止画間動き検出ルーチン２２、規則選択ルーチン２３、
変更個所決定ルーチン２４および画素状態の変更ルーチ
ン２５を順次に起動して透かし情報の埋め込みを実現す
る制御ルーチンを示す。
１から入力された動画データ、規則データ、透かし情報
をそれぞれ上記ファイル３１、３２、３４に書き込むと
共に、ユーザからの要求に応じて、情報挿入画像ファイ
ル３５から透かし情報埋め込み済みの動画データを読み
出し、これを入出力装置１の表示画面に出力するための
入出力ルーチンであり、２０は、上記入出力ルーチン
と、動画を構成する各静止画フレーム毎に、後述する静
止画間動き検出ルーチン２２、規則選択ルーチン２３、
変更個所決定ルーチン２４および画素状態の変更ルーチ
ン２５を順次に起動して透かし情報の埋め込みを実現す
る制御ルーチンを示す。
【００２４】静止画間動き検出ルーチン２２は、透かし
情報の埋め込み対象として着目中の各静止画（以下、着
目フレームという）について、時間軸上でKフレーム後
に現れる静止画（以下、参照フレームという）と比較
し、上記着目フレーム中に含まれる被写体の動きを検出
する。この動き検出処理は、図３で詳述するように、着
目フレームを所定サイズ、例えば、１６画素×８画素
（＝１２８画素）の複数の画像ブロックに分割し、各画
像ブロック毎に参照ブロックとの間の動きベクトルを求
める。着目フレームと参照フレームとの間のフレーム間
隔を示すパラメータＫの値（例えば、K＝１０）は、本
システムの利用者が任意に指定できる。
情報の埋め込み対象として着目中の各静止画（以下、着
目フレームという）について、時間軸上でKフレーム後
に現れる静止画（以下、参照フレームという）と比較
し、上記着目フレーム中に含まれる被写体の動きを検出
する。この動き検出処理は、図３で詳述するように、着
目フレームを所定サイズ、例えば、１６画素×８画素
（＝１２８画素）の複数の画像ブロックに分割し、各画
像ブロック毎に参照ブロックとの間の動きベクトルを求
める。着目フレームと参照フレームとの間のフレーム間
隔を示すパラメータＫの値（例えば、K＝１０）は、本
システムの利用者が任意に指定できる。
【００２５】規則選択ルーチン２３は、静止画間動き検
出ルーチン２２から、各画像ブロック毎の動きベクトル
を受け取り、この動きベクトルの大きさに応じて、規則
集合ファイル３２に記憶してある複数の規則の中の一つ
を選択し、ブロック別適用規則として使用規則ファイル
３３に記憶する。
出ルーチン２２から、各画像ブロック毎の動きベクトル
を受け取り、この動きベクトルの大きさに応じて、規則
集合ファイル３２に記憶してある複数の規則の中の一つ
を選択し、ブロック別適用規則として使用規則ファイル
３３に記憶する。
【００２６】変更個所決定ルーチン２４は、図７で詳述
するように、着目フレームに含まれる静止画像を分析
し、各画像ブロック毎の変更容易度を求めた後、上記変
更容易度と使用規則ファイル３３から取り出した適用規
則とに従って、着目フレーム内の各画像ブロック毎の輝
度変更個所（画素）と変更量とを決定する。変更ルーチ
ン２５は、上記変更個所決定ルーチン２４から着目フレ
ームの各画像ブロック毎の輝度変更個所（画素）と変更
量を受け、挿入情報ファイル３４で指定された透かし情
報に従って、上記画像ブロック内の画素の状態（輝度）
を変更する。
するように、着目フレームに含まれる静止画像を分析
し、各画像ブロック毎の変更容易度を求めた後、上記変
更容易度と使用規則ファイル３３から取り出した適用規
則とに従って、着目フレーム内の各画像ブロック毎の輝
度変更個所（画素）と変更量とを決定する。変更ルーチ
ン２５は、上記変更個所決定ルーチン２４から着目フレ
ームの各画像ブロック毎の輝度変更個所（画素）と変更
量を受け、挿入情報ファイル３４で指定された透かし情
報に従って、上記画像ブロック内の画素の状態（輝度）
を変更する。
【００２７】例えば、上記動画を構成する各静止画が７
２０×４８０画素からなる場合、これを１６×８画素単
位に分割すると、１フレームが４５×６０（＝２７０
０）個のブロックに分割される。上記フレームに埋め込
む透かし情報を６ビット情報（数値０〜６３で表される
６４種類の文字コード）とした場合、各ビットに４５０
個のブロックを割り当てることができる。１つのフレー
ムを構成する上記２７００個のブロックをＮ個の文字コ
ードと対応したＮグループに分け、各グループ内におい
て、２７００／Ｎ個のブロックを上記６ビット情報に割
り当てると、１ビット当り４５０／Ｎ個のブロックを割
り当てることができる。
２０×４８０画素からなる場合、これを１６×８画素単
位に分割すると、１フレームが４５×６０（＝２７０
０）個のブロックに分割される。上記フレームに埋め込
む透かし情報を６ビット情報（数値０〜６３で表される
６４種類の文字コード）とした場合、各ビットに４５０
個のブロックを割り当てることができる。１つのフレー
ムを構成する上記２７００個のブロックをＮ個の文字コ
ードと対応したＮグループに分け、各グループ内におい
て、２７００／Ｎ個のブロックを上記６ビット情報に割
り当てると、１ビット当り４５０／Ｎ個のブロックを割
り当てることができる。
【００２８】透かし情報を構成するビットパターンの各
ビットを静止画フレーム内の互いに離散した位置関係に
ある複数の画像ブロックと予め対応付けておき、例え
ば、あるビット位置にビット情報“１”を書き込む場合
は、上記ビット位置と対応した複数の画像ブロックにお
いて、上記変更箇所決定ルーチン２４が指定する画素位
置で輝度を指定量だけ明るくし、ビット情報“０”を書
きこむ場合は、上記決定ルーチン２４が指定する画素位
置で輝度を指定量だけ暗くすることによって、各フレー
ムにＮ個の文字コードを透かし情報として埋め込むこと
ができる。フレーム内の画像の状態によっては、輝度の
変更が許されないブロックもでてくるが、各ビットにフ
レーム内で互いに離散した位置関係にある複数の画像ブ
ロックを割り当てておけば、確率的に少なくとも１つの
ブロックで輝度変更が可能となり、透かし情報を確実に
挿入することができる。
ビットを静止画フレーム内の互いに離散した位置関係に
ある複数の画像ブロックと予め対応付けておき、例え
ば、あるビット位置にビット情報“１”を書き込む場合
は、上記ビット位置と対応した複数の画像ブロックにお
いて、上記変更箇所決定ルーチン２４が指定する画素位
置で輝度を指定量だけ明るくし、ビット情報“０”を書
きこむ場合は、上記決定ルーチン２４が指定する画素位
置で輝度を指定量だけ暗くすることによって、各フレー
ムにＮ個の文字コードを透かし情報として埋め込むこと
ができる。フレーム内の画像の状態によっては、輝度の
変更が許されないブロックもでてくるが、各ビットにフ
レーム内で互いに離散した位置関係にある複数の画像ブ
ロックを割り当てておけば、確率的に少なくとも１つの
ブロックで輝度変更が可能となり、透かし情報を確実に
挿入することができる。
【００２９】上述した画像ブロックとビット情報との対
応関係は、透かし情報が与えられた時点で予めテーブル
化して挿入情報ファイル３５に記憶しておき、変更ルー
チン２５が、上記挿入情報ファイル３５を参照すること
によって各ブロック毎の書き込み情報を判断できるよう
にしておく。
応関係は、透かし情報が与えられた時点で予めテーブル
化して挿入情報ファイル３５に記憶しておき、変更ルー
チン２５が、上記挿入情報ファイル３５を参照すること
によって各ブロック毎の書き込み情報を判断できるよう
にしておく。
【００３０】尚、透かし情報は、上記６ビット情報に代
えて８ビット情報を適用してもよい。また、上述したよ
うに各ビットと画像ブロックとを対応付ける代わりに、
例えば、上記６ビット情報で表記できる６４種類の各文
字コードと画像ブロックとを対応づけておき、文字コー
ドの有無によって対応する画像ブロックの画素状態を変
化させるようにしてもよい。各画素の輝度状態が、例え
ば、０〜１２７の１２８段階ある場合、変更箇所として
指定された各画素について、輝度の段階を指定量だけ変
更する代わりに、各画素の輝度変更は１段階に固定し
て、輝度変更する画素数を上記指定量に応じて可変にす
るようにしてもよい。
えて８ビット情報を適用してもよい。また、上述したよ
うに各ビットと画像ブロックとを対応付ける代わりに、
例えば、上記６ビット情報で表記できる６４種類の各文
字コードと画像ブロックとを対応づけておき、文字コー
ドの有無によって対応する画像ブロックの画素状態を変
化させるようにしてもよい。各画素の輝度状態が、例え
ば、０〜１２７の１２８段階ある場合、変更箇所として
指定された各画素について、輝度の段階を指定量だけ変
更する代わりに、各画素の輝度変更は１段階に固定し
て、輝度変更する画素数を上記指定量に応じて可変にす
るようにしてもよい。
【００３１】図３は、静止画間動き検出ルーチン２２の
詳細フローチャートを示す。ここで必要とする動き検出
は、例えば、日経BP出版センター発行の「ディジタル画
像圧縮の基礎」、pp.44-47、１９９６年に示される公知
の技術により実現できる。動き検出の結果は、動きベク
トルと被写体画像の差分の最小二乗和とで表され、これ
らの両方の値をしようすることによって、画像の動きに
応じた精密な情報挿入制御が可能となるが、説明を簡単
化するために、ここでは、動き検出結果を動きベクトル
で代表させ、最小二乗和については省略した説明とす
る。
詳細フローチャートを示す。ここで必要とする動き検出
は、例えば、日経BP出版センター発行の「ディジタル画
像圧縮の基礎」、pp.44-47、１９９６年に示される公知
の技術により実現できる。動き検出の結果は、動きベク
トルと被写体画像の差分の最小二乗和とで表され、これ
らの両方の値をしようすることによって、画像の動きに
応じた精密な情報挿入制御が可能となるが、説明を簡単
化するために、ここでは、動き検出結果を動きベクトル
で代表させ、最小二乗和については省略した説明とす
る。
【００３２】図に示すように、先ず、動画ファイル３１
から着目フレームよりKフレームだけ後に位置した後フ
レームを参照フレームとして取り出し（ステップ２２
１）、着目フレームを１６画素×８画素のブロックに分
割する（ステップ２２２）。上記着目フレームの最初の
ブロックに着目し（ステップ２２３）、着目ブロックと
上記後フレームとの間の動きを検出し、求めた動きベク
トルを規則選択ルーチン２３に渡す（ステップ２２
４）。次に、着目フレームの全ブロックを処理したか否
かを判定し（ステップ２２５）し、全ブロックを処理済
みの場合はこのルーチンを終了し、そうでない場合は、
次のブロックを着目ブロックにして（ステップ２２
６）、動きベクトル検出ステップ２２４を繰り返す。
から着目フレームよりKフレームだけ後に位置した後フ
レームを参照フレームとして取り出し（ステップ２２
１）、着目フレームを１６画素×８画素のブロックに分
割する（ステップ２２２）。上記着目フレームの最初の
ブロックに着目し（ステップ２２３）、着目ブロックと
上記後フレームとの間の動きを検出し、求めた動きベク
トルを規則選択ルーチン２３に渡す（ステップ２２
４）。次に、着目フレームの全ブロックを処理したか否
かを判定し（ステップ２２５）し、全ブロックを処理済
みの場合はこのルーチンを終了し、そうでない場合は、
次のブロックを着目ブロックにして（ステップ２２
６）、動きベクトル検出ステップ２２４を繰り返す。
【００３３】上記静止画間動き検出の結果、図４に示す
ように、着目フレームの各ブロック２２０ａと対応して
動きベクトル２２０ｂを示す動きベクトルテーブル２２
０が形成され、その内容が検出ルーチン２２から規則選
択ルーチン２３に与えられることになる。
ように、着目フレームの各ブロック２２０ａと対応して
動きベクトル２２０ｂを示す動きベクトルテーブル２２
０が形成され、その内容が検出ルーチン２２から規則選
択ルーチン２３に与えられることになる。
【００３４】規則選択ルーチン２３は、例えば、図５に
示すように、動きベクトルの大きさに応じて選択すべき
透かし強度指定テーブルを特定する複数の判定基準Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３．．．を有し、着目フレーム内の各ブロ
ック毎に、上記動き検出ルーチン２２で検出された動き
ベクトル量（絶対値）と対応した規則を上記規則集合フ
ァイル３２から取り出し、画像ブロックと対応させて使
用規則ファイル２３に記憶する。
示すように、動きベクトルの大きさに応じて選択すべき
透かし強度指定テーブルを特定する複数の判定基準Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３．．．を有し、着目フレーム内の各ブロ
ック毎に、上記動き検出ルーチン２２で検出された動き
ベクトル量（絶対値）と対応した規則を上記規則集合フ
ァイル３２から取り出し、画像ブロックと対応させて使
用規則ファイル２３に記憶する。
【００３５】規則集合ファイル３２に用意される規則
（強度指定テーブル）３２０は、例えば、図６に示すよ
うに、静止画におけるブロックの変更容易度３２０ａと
ブロック内変更率３２０ｂとの関係を定義している。上
記変更容易度３２０ａは、各ブロック毎にどの程度まで
輝度変更しても目立たないかを示しており、ここでは、
各ブロックで許容される輝度変更量の１画素当りの平均
値、すなわち、１画素当り前述の１２８段階のうちの何
段階分の輝度変更が許容されるかで表す。また、上記ブ
ロック内変更率３２０ｂは、１ブロック内の何％の画素
（ピクセル）を変更するかを表す。後述するように、静
止画フレームの１つのブロックで状態変更可能な画素候
補が複数見つかった場合、これら複数個の画素候補の中
から上記変更率で指定された個数の画素が輝度変更の対
象画素として選択される。従って、上記変更率は、変更
画素の位置とブロック内での画素の変更程度とを同時に
指定している。
（強度指定テーブル）３２０は、例えば、図６に示すよ
うに、静止画におけるブロックの変更容易度３２０ａと
ブロック内変更率３２０ｂとの関係を定義している。上
記変更容易度３２０ａは、各ブロック毎にどの程度まで
輝度変更しても目立たないかを示しており、ここでは、
各ブロックで許容される輝度変更量の１画素当りの平均
値、すなわち、１画素当り前述の１２８段階のうちの何
段階分の輝度変更が許容されるかで表す。また、上記ブ
ロック内変更率３２０ｂは、１ブロック内の何％の画素
（ピクセル）を変更するかを表す。後述するように、静
止画フレームの１つのブロックで状態変更可能な画素候
補が複数見つかった場合、これら複数個の画素候補の中
から上記変更率で指定された個数の画素が輝度変更の対
象画素として選択される。従って、上記変更率は、変更
画素の位置とブロック内での画素の変更程度とを同時に
指定している。
【００３６】判定基準Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３．．．は、動き
ベクトルが大きいブロックほど、同一の容易度に対して
ブロック内変更率の高い規則を適用するように、動きベ
クトルと規則（強度指定テーブル３２０）との関係を記
述している。
ベクトルが大きいブロックほど、同一の容易度に対して
ブロック内変更率の高い規則を適用するように、動きベ
クトルと規則（強度指定テーブル３２０）との関係を記
述している。
【００３７】図７は、変更個所決定ルーチン２４の詳細
フローチャートを示す。先ず、着目フレームの各ブロッ
クについて、例えば、次の手順で、変更容易度を求める
（ステップ２４１）。各着目フレームについて、例え
ば、電子情報通信学会論文誌、Ｄ−２、第Ｊ７９−Ｄ−
２巻、第８号、第1347−1353頁に記載された特性をもつ
画像フィルタリングによってし、人間の目には知覚でき
ない、コンテンツの参照に妨害にならない範囲内でのノ
イズ除去（画素値変更）処理を施し、フィルタリング後
の画像と元の画像とを差をとることによって、変更量を
示す画像データ（以下、差画像フレームという）を生成
する。上記フィルタリングは、コンテンツの参照に妨害
にならない範囲内での画像処理であるから、上記差画像
フレームは、着目フレームに対して許容される画素値変
更の候補位置と変更量とを示している。そこで、上記差
画像フレームを着目フレームと同様に複数のブロックに
分割し、各ブロック毎に画素値（輝度の変更量）の累積
値を求め、これをブロック画素数で割ることによって、
各ブロックの１画素当りの平均的な輝度変更量、すなわ
ち、図６に示した変更容易度３２０ａを求める。
フローチャートを示す。先ず、着目フレームの各ブロッ
クについて、例えば、次の手順で、変更容易度を求める
（ステップ２４１）。各着目フレームについて、例え
ば、電子情報通信学会論文誌、Ｄ−２、第Ｊ７９−Ｄ−
２巻、第８号、第1347−1353頁に記載された特性をもつ
画像フィルタリングによってし、人間の目には知覚でき
ない、コンテンツの参照に妨害にならない範囲内でのノ
イズ除去（画素値変更）処理を施し、フィルタリング後
の画像と元の画像とを差をとることによって、変更量を
示す画像データ（以下、差画像フレームという）を生成
する。上記フィルタリングは、コンテンツの参照に妨害
にならない範囲内での画像処理であるから、上記差画像
フレームは、着目フレームに対して許容される画素値変
更の候補位置と変更量とを示している。そこで、上記差
画像フレームを着目フレームと同様に複数のブロックに
分割し、各ブロック毎に画素値（輝度の変更量）の累積
値を求め、これをブロック画素数で割ることによって、
各ブロックの１画素当りの平均的な輝度変更量、すなわ
ち、図６に示した変更容易度３２０ａを求める。
【００３８】次に、上記差フレームの各ブロックにおい
て、画素値の大きい画素（ピクセル）から順に画素を選
択することによってピクセルの変更容易順序を求める
（ステップ２４２）。ブロック内の二つの画素ｐ１、ｐ
２に対して同一の輝度量で変更を加えた場合、もし、ｐ
１の方がｐ２よりも変更容易順序が高ければ、ｐ１の方
がｐ２よりも輝度変更が目立たない。
て、画素値の大きい画素（ピクセル）から順に画素を選
択することによってピクセルの変更容易順序を求める
（ステップ２４２）。ブロック内の二つの画素ｐ１、ｐ
２に対して同一の輝度量で変更を加えた場合、もし、ｐ
１の方がｐ２よりも変更容易順序が高ければ、ｐ１の方
がｐ２よりも輝度変更が目立たない。
【００３９】この状態で、着目フレームの最初のブロッ
クに着目して（ステップ２４３）、使用規則ファイル３
３から上記着目ブロックと対応する規則（テーブル３２
０）を読み出し、上記規則に従って、上記ステップ２４
１で既に算出してある最初のブロックの変更容易度３２
０ａと対応するブロック内変更率３２０ｂを求める（ス
テップ２４４）。これによって、上記着目ブロック内の
１２８個のピクセルのうち何ピクセルを変更するかが決
まる。次に、上記着目ブロックの１２８個のピクセルの
中から、ステップ２４２で求めた変更容易順序の高いも
のから順に、上記ブロック内変更率３２０ｂで示された
個数のピクセルを選択し、変更ルーチン２５に指示する
（ステップ２４５）。この後、着目フレームの全ブロッ
クについて処理済みか否かを判定し（ステップ２４
６）、全ブロックを処理済みの場合にはこのルーチンを
終了し、そうでない場合は、着目フレーム内の次のブロ
ックを着目ブロックとし（ステップ２４７）、変更率決
定ステップ２４４に戻る。
クに着目して（ステップ２４３）、使用規則ファイル３
３から上記着目ブロックと対応する規則（テーブル３２
０）を読み出し、上記規則に従って、上記ステップ２４
１で既に算出してある最初のブロックの変更容易度３２
０ａと対応するブロック内変更率３２０ｂを求める（ス
テップ２４４）。これによって、上記着目ブロック内の
１２８個のピクセルのうち何ピクセルを変更するかが決
まる。次に、上記着目ブロックの１２８個のピクセルの
中から、ステップ２４２で求めた変更容易順序の高いも
のから順に、上記ブロック内変更率３２０ｂで示された
個数のピクセルを選択し、変更ルーチン２５に指示する
（ステップ２４５）。この後、着目フレームの全ブロッ
クについて処理済みか否かを判定し（ステップ２４
６）、全ブロックを処理済みの場合にはこのルーチンを
終了し、そうでない場合は、着目フレーム内の次のブロ
ックを着目ブロックとし（ステップ２４７）、変更率決
定ステップ２４４に戻る。
【００４０】変更ルーチン２５では、挿入情報ファイル
３４を参照して上記着目ブロックに書き込むべき透かし
情報を特定し、上記着目ブロック内の１２８個のピクセ
ルのうち、上記変更箇所決定ルーチン２４から指示され
たピクセルについて、上記透かし情報に対応した輝度変
更を行う。上記実施例では、ピクセルの輝度の変更量を
１段階に固定し、着目ブロック内での輝度変更ピクセル
の個数を変えることにより、変更量を制御している。し
かしながら、前述したように、各々のピクセルの輝度変
更量を可変御することも可能である。
３４を参照して上記着目ブロックに書き込むべき透かし
情報を特定し、上記着目ブロック内の１２８個のピクセ
ルのうち、上記変更箇所決定ルーチン２４から指示され
たピクセルについて、上記透かし情報に対応した輝度変
更を行う。上記実施例では、ピクセルの輝度の変更量を
１段階に固定し、着目ブロック内での輝度変更ピクセル
の個数を変えることにより、変更量を制御している。し
かしながら、前述したように、各々のピクセルの輝度変
更量を可変御することも可能である。
【００４１】上述したように、本実施例では、動画を構
成する静止画フレーム間の関係を示す動きベクトル（動
画的性質）に依存して適用規則を選択し、静止画フレー
ム内の各ブロックに含まれる被写体の状態（静止画的性
質）に依存して決まる輝度変更可能なピクセル群の中か
ら、輝度変更すべきピクセルを上記適用規則に基づいて
決定するようにしている。従って、本実施例によれば、
透かし情報を挿入するための画素状態の変更位置および
変更量の決定に際して、動画と静止画の両方の性質を反
映させており、画質劣化を抑制し情報の耐性を向上した
透かし情報の埋め込みが可能となる。
成する静止画フレーム間の関係を示す動きベクトル（動
画的性質）に依存して適用規則を選択し、静止画フレー
ム内の各ブロックに含まれる被写体の状態（静止画的性
質）に依存して決まる輝度変更可能なピクセル群の中か
ら、輝度変更すべきピクセルを上記適用規則に基づいて
決定するようにしている。従って、本実施例によれば、
透かし情報を挿入するための画素状態の変更位置および
変更量の決定に際して、動画と静止画の両方の性質を反
映させており、画質劣化を抑制し情報の耐性を向上した
透かし情報の埋め込みが可能となる。
【００４２】図８は、図６に示した規則３２０の変形例
を示す。この例では、ブロックの変更容易度３２０ａと
対応して、ブロック内変更率３２０ｂの他に、ピクセル
毎の輝度変更量３２０ｃを定義しておくことによって、
輝度変更が目立たない動きのあるフレームでは、変更ピ
クセル数を増やすだけでなく、個々のピクセルの変更量
も増加した形で透かし情報の埋め込めるようにしたもの
である。
を示す。この例では、ブロックの変更容易度３２０ａと
対応して、ブロック内変更率３２０ｂの他に、ピクセル
毎の輝度変更量３２０ｃを定義しておくことによって、
輝度変更が目立たない動きのあるフレームでは、変更ピ
クセル数を増やすだけでなく、個々のピクセルの変更量
も増加した形で透かし情報の埋め込めるようにしたもの
である。
【００４３】図９は、本発明による電子透かし情報埋め
込みの第２の実施例を示す機能ブロック図である。機能
ブロック２０〜２８は中央処理装置２が実行する処理ル
ーチン（プログラム）、機能ブロック３１〜３７は記憶
装置３内に形成されるデータファイルを示しており、図
２で説明した第１実施例と共通する要素には同一の符号
を付してある。第１実施例では、規則集合ファイル３２
に複数の規則を用意し、着目フレームの各ブロック毎
に、動きベクトルに応じて適用規則を選択するようにし
ていたが、本実施例では、全てのブロックに対して予め
使用規則ファイル３３に格納しておいた１つの規則３２
０を適用する。
込みの第２の実施例を示す機能ブロック図である。機能
ブロック２０〜２８は中央処理装置２が実行する処理ル
ーチン（プログラム）、機能ブロック３１〜３７は記憶
装置３内に形成されるデータファイルを示しており、図
２で説明した第１実施例と共通する要素には同一の符号
を付してある。第１実施例では、規則集合ファイル３２
に複数の規則を用意し、着目フレームの各ブロック毎
に、動きベクトルに応じて適用規則を選択するようにし
ていたが、本実施例では、全てのブロックに対して予め
使用規則ファイル３３に格納しておいた１つの規則３２
０を適用する。
【００４４】変更率１の決定ルーチン２６は、静止画間
の動き検出ルーチン２２から受け取った着目フレーム内
の各ブロックの動きベクトルの大きさに依存して、着目
ブロック毎のブロック内変更率を決定し、その結果を変
更率１ファイル３６Ａに記憶する。上記ブロック内変更
率を決定は、動きベクトルが大きくなるに従って変更率
が高くなるように、予め動きベクトルの大きさと変更率
との関係を定義した変換テーブルを参照することによっ
て実現できる。
の動き検出ルーチン２２から受け取った着目フレーム内
の各ブロックの動きベクトルの大きさに依存して、着目
ブロック毎のブロック内変更率を決定し、その結果を変
更率１ファイル３６Ａに記憶する。上記ブロック内変更
率を決定は、動きベクトルが大きくなるに従って変更率
が高くなるように、予め動きベクトルの大きさと変更率
との関係を定義した変換テーブルを参照することによっ
て実現できる。
【００４５】静止画分析ルーチン２７は、図２で説明し
た変更個所と量の決定ルーチン２４と同様の処理によっ
て各ブロックの変更容易度３２０ａを算出し、使用規則
ファイル３３に用意された規則３２０に従って、着目ブ
ロック内の変更率３２０ｂを決定し、その結果を変更率
２ファイル３６Ｂに記憶する。
た変更個所と量の決定ルーチン２４と同様の処理によっ
て各ブロックの変更容易度３２０ａを算出し、使用規則
ファイル３３に用意された規則３２０に従って、着目ブ
ロック内の変更率３２０ｂを決定し、その結果を変更率
２ファイル３６Ｂに記憶する。
【００４６】本実施例では、このように、同一の着目ブ
ロックについて、動画的性質である動きベクトルに応じ
て決定した変更率１と、静止画的性質である変更容易度
に応じて決定した変更率２のうちの一方を、変更率決定
ルーチン２８によって選択する。変更率決定ルーチン２
８は、例えば、輝度変更後の画質を優先するために、上
記２つの変更率のうち値の小さい方を選択し、これを変
更率ファイル３７に記憶する。もし、埋め込み後の透か
し情報の耐性を優先したい場合は、上記２つの変更率の
うち値の大きい方を選択すればよい。
ロックについて、動画的性質である動きベクトルに応じ
て決定した変更率１と、静止画的性質である変更容易度
に応じて決定した変更率２のうちの一方を、変更率決定
ルーチン２８によって選択する。変更率決定ルーチン２
８は、例えば、輝度変更後の画質を優先するために、上
記２つの変更率のうち値の小さい方を選択し、これを変
更率ファイル３７に記憶する。もし、埋め込み後の透か
し情報の耐性を優先したい場合は、上記２つの変更率の
うち値の大きい方を選択すればよい。
【００４７】変更個所決定ルーチン２４'は、第１実施
例における変更箇所決定ルーチン２４と同様の方法で、
着目ブロック内の輝度変更可能ピクセルを求め、使用規
則ファイル３３の適用規則に代わって、上記変更率ファ
イル３７に設定された変更率を使用して、変更容易順序
の高いピクセルから順に所定個数のピクセルを選択し、
これを輝度変更の対象ピクセルとして変更ルーチン２５
に通知する。
例における変更箇所決定ルーチン２４と同様の方法で、
着目ブロック内の輝度変更可能ピクセルを求め、使用規
則ファイル３３の適用規則に代わって、上記変更率ファ
イル３７に設定された変更率を使用して、変更容易順序
の高いピクセルから順に所定個数のピクセルを選択し、
これを輝度変更の対象ピクセルとして変更ルーチン２５
に通知する。
【００４８】上述したように、第２の実施例は、動画的
性質である動きベクトルによって決まる第１の変更率
と、静止画的性質である画像状態によって決まる第２の
変更率のうちの一方を選択的に適用することによって、
画質劣化の抑制と情報の耐性を向上した透かし情報の埋
め込みを可能としている。
性質である動きベクトルによって決まる第１の変更率
と、静止画的性質である画像状態によって決まる第２の
変更率のうちの一方を選択的に適用することによって、
画質劣化の抑制と情報の耐性を向上した透かし情報の埋
め込みを可能としている。
【００４９】図１０は、本発明による電子透かし情報埋
め込みの第３の実施例を示す機能ブロック図である。機
能ブロック２０〜２９は中央処理装置２が実行する処理
ルーチン（プログラム）、機能ブロック３１〜３７は記
憶装置３内に形成されるデータファイルを示しており、
図２、図９で説明した第１、第２実施例と共通する要素
には同一の符号を付してある。
め込みの第３の実施例を示す機能ブロック図である。機
能ブロック２０〜２９は中央処理装置２が実行する処理
ルーチン（プログラム）、機能ブロック３１〜３７は記
憶装置３内に形成されるデータファイルを示しており、
図２、図９で説明した第１、第２実施例と共通する要素
には同一の符号を付してある。
【００５０】静止画分析ルーチン２７は、第２実施例と
同様に、着目フレームの静止画的性質に基いて、各ブロ
ック毎の変更率を決定し、変更率２ファイル３６Ｂに記
憶する。変更率調整ルーチン２９は、静止画間動き検出
ルーチン２２から受け取った各ブロック毎の動きベクト
ルに依存して、上記変更率２ファイル３６Ｂから読み出
した変更率２の値を増減し、適用変更率として変更率フ
ァイル３７に記憶する。変更箇所決定ルーチン２４'
は、上記変更率ファイル３７に記憶された変更率を適用
して、第２実施例と同様に輝度変更の対象ピクセルを決
定し、これを変更ルーチン２５に通知する。
同様に、着目フレームの静止画的性質に基いて、各ブロ
ック毎の変更率を決定し、変更率２ファイル３６Ｂに記
憶する。変更率調整ルーチン２９は、静止画間動き検出
ルーチン２２から受け取った各ブロック毎の動きベクト
ルに依存して、上記変更率２ファイル３６Ｂから読み出
した変更率２の値を増減し、適用変更率として変更率フ
ァイル３７に記憶する。変更箇所決定ルーチン２４'
は、上記変更率ファイル３７に記憶された変更率を適用
して、第２実施例と同様に輝度変更の対象ピクセルを決
定し、これを変更ルーチン２５に通知する。
【００５１】上記第３の実施例では、静止画的性質によ
って決まる変更率２を動画的性質である動きベクトルに
応じて調整することによって、最終的な適用変更率を求
め、輝度変更ピクセルを決定している。
って決まる変更率２を動画的性質である動きベクトルに
応じて調整することによって、最終的な適用変更率を求
め、輝度変更ピクセルを決定している。
【００５２】以上の第１〜第３の実施例では、動画を対
象とし、動画的性質と静止画的性質の両方を反映して、
透かし情報の埋め込み位置を決定する情報の埋込み方法
について説明したが、本発明の技術思想は、上記実施例
に限定されるものではなく、例えば、静止画を対象とし
た透かし情報の埋め込みにおける輝度の変動と色の変動
の如く、コンテンツが備える異なる２つの性質を反映し
て情報の埋め込み位置を決定する他の実施例、音声に代
表される画像以外の他のコンテンツにも応用可能であ
る。また、上述した各実施例では、本発明の方法が中央
処理装置２によるソフトウェア（ルーチン２０〜２９）
の実行によって実現されているが、これらのソフトウエ
アがもつ機能の一部は専用化されたハードウェアで実現
してもよい。
象とし、動画的性質と静止画的性質の両方を反映して、
透かし情報の埋め込み位置を決定する情報の埋込み方法
について説明したが、本発明の技術思想は、上記実施例
に限定されるものではなく、例えば、静止画を対象とし
た透かし情報の埋め込みにおける輝度の変動と色の変動
の如く、コンテンツが備える異なる２つの性質を反映し
て情報の埋め込み位置を決定する他の実施例、音声に代
表される画像以外の他のコンテンツにも応用可能であ
る。また、上述した各実施例では、本発明の方法が中央
処理装置２によるソフトウェア（ルーチン２０〜２９）
の実行によって実現されているが、これらのソフトウエ
アがもつ機能の一部は専用化されたハードウェアで実現
してもよい。
【００５３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、コンテンツが備える複数の性質を反映して、
状態の変更個所、および／または変更程度を最適化する
ことによって、コンテンツ価値（画質、音質など）の劣
化を抑制し、埋め込み情報の耐久性を高めた透かし情報
の埋め込みが可能となる。また、本発明を時系列的に配
列された複数の静止画フレームから構成される動画デー
タに適用した場合、画素状態の変更個所と変更量を最適
化できるため、画質の劣化を表面化することなく、耐久
性のある透かし情報の埋め込みが可能となる。
によれば、コンテンツが備える複数の性質を反映して、
状態の変更個所、および／または変更程度を最適化する
ことによって、コンテンツ価値（画質、音質など）の劣
化を抑制し、埋め込み情報の耐久性を高めた透かし情報
の埋め込みが可能となる。また、本発明を時系列的に配
列された複数の静止画フレームから構成される動画デー
タに適用した場合、画素状態の変更個所と変更量を最適
化できるため、画質の劣化を表面化することなく、耐久
性のある透かし情報の埋め込みが可能となる。
【図１】本発明の電子透かし情報埋め込みを実施するた
めのハードウェア構成図。
めのハードウェア構成図。
【図２】本発明による電子透かし情報埋め込みの第１の
実施例を示す機能ブロック図。
実施例を示す機能ブロック図。
【図３】図２における静止画間動き検出ルーチン２２の
詳細を示すフローチャート。
詳細を示すフローチャート。
【図４】静止画間動き検出ルーチン２２によるブロック
毎の動き検出の結果を示す図。
毎の動き検出の結果を示す図。
【図５】図２における規則選択ルーチン２３が備える規
則選択の判定基準を示す図。
則選択の判定基準を示す図。
【図６】情報埋込み規則の１例を示す図。
【図７】図２における変更箇所決定ルーチン２４の詳細
を示すフローチャート。
を示すフローチャート。
【図８】情報埋込み規則の他の例を示す図。
【図９】本発明による電子透かし情報埋め込みの第２の
実施例を示す機能ブロック図。
実施例を示す機能ブロック図。
【図１０】本発明による電子透かし情報埋め込みの第３
の実施例を示す機能ブロック図。
の実施例を示す機能ブロック図。
１：入出力装置、２：中央処理装置、３：記憶装置、２
０：制御ルーチン、２１：入出力ルーチン、２２：静止
画間動き検出ルーチン、２３：規則選択ルーチン、２
４：変更箇所決定ルーチン、２５：変更ルーチン、２
６：変更率１の決定ルーチン、２７：静止画分析ルーチ
ン、２８：変更率決定ルーチン、２９：変更率調整ルー
チン、３１：動画ファイル、３２：規則集合ファイル、
３３：使用規則ファイル、３４：挿入情報ファイル、３
５：情報挿入動画ファイル、３６：変更率ファイル、３
７：適用変更率ファイル、２２０：動きベクトル記憶テ
ーブル、３２０：変更率決定規則
０：制御ルーチン、２１：入出力ルーチン、２２：静止
画間動き検出ルーチン、２３：規則選択ルーチン、２
４：変更箇所決定ルーチン、２５：変更ルーチン、２
６：変更率１の決定ルーチン、２７：静止画分析ルーチ
ン、２８：変更率決定ルーチン、２９：変更率調整ルー
チン、３１：動画ファイル、３２：規則集合ファイル、
３３：使用規則ファイル、３４：挿入情報ファイル、３
５：情報挿入動画ファイル、３６：変更率ファイル、３
７：適用変更率ファイル、２２０：動きベクトル記憶テ
ーブル、３２０：変更率決定規則
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉浦 裕 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 越前 功 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株 式会社日立製作所システム開発研究所内 (72)発明者 荒井 孝雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像情報メディア事業部 内 (72)発明者 木村 寛之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像情報メディア事業部 内 (72)発明者 竹内 敏文 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 (72)発明者 守山 義明 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号 パ イオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 菅谷 和実 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号 パ イオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 荻野 晃 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 AA20 CA12 CA16 CB12 CB16 CB19 CC02 CE08 CG07 DA08 DA17 DC02 DC05 DC36 5C063 AC01 BA12 CA29 CA36 CA40 DA20 EB39 EB46 5C076 AA14 AA36 AA40 BA06
Claims (12)
- 【請求項１】透かし情報の埋め込み対象となるコンテン
ツ情報が備える複数の性質について、それぞれの性質に
依存した状態の変更個所と変更程度を求めるステップ
と、 上記各性質に依存して求められた複数組の変更個所およ
び変更程度の中から、上記コンテンツ情報に適用する一
組の変更個所と変更程度を選択するステップとを有し、 上記選択された変更箇所と変更程度に従って、上記コン
テンツ情報に透かし情報となる変更を加えることを特徴
とする情報埋込み方法。 - 【請求項２】透かし情報の埋め込み対象となるコンテン
ツ情報を複数のブロックに分割し、各情報ブロック毎に
前記複数組の変更個所および変更程度を求め、上記各情
報ブロック毎に一組の変更個所と変更程度を選択するこ
とを特徴とする請求項１に記載の情報埋め込み方法。 - 【請求項３】透かし情報の埋め込み対象となるコンテン
ツ情報が備える第１の性質に依存して変更個所と変更程
度とを求める第１ステップと、 上記コンテンツ情報が備える上記第１の性質とは異なる
第２の性質に依存して、上記第１ステップで求めた変更
個所と変更程度の少なくとも一部を修正する第２ステッ
プとを有し、 上記修正された変更箇所と変更程度に従って、上記コン
テンツ情報に透かし情報となる変更を加えることを特徴
とする情報埋込み方法。 - 【請求項４】透かし情報の埋め込み対象となるコンテン
ツ情報が備える第１の性質に依存して、予め用意された
複数の規則のうちの１つを選択する第１ステップと、 上記コンテンツ情報が備える第２の性質に依存して、該
コンテンツ情報の変更箇所候補を求める第２ステップ
と、 上記変更箇所候補の中から上記第１ステップで選択され
た規則に基いて少なくとも１つの変更箇所を選択する第
３ステップとを有し、 上記選択された変更箇所で上記コンテンツ情報の状態を
変更することを特徴とする情報埋込み方法。 - 【請求項５】透かし情報の埋め込み対象となるコンテン
ツ情報を複数のブロックに分割し、各情報ブロック毎に
前記複数の規則のうちの１つを選択し、上記各情報ブロ
ック毎に前記変更個所候補を求め、上記選択された規則
に従った変更箇所の選択を行うことを特徴とする請求項
４に記載の情報埋め込み方法。 - 【請求項６】前記複数の規則が、前記コンテンツ情報の
変更の容易度を示す第１パラメータと変更率との関係を
定義しており、前記第３ステップにおいて、前記第２ス
テップで求められた変更箇所候補に基いて上記変更の容
易度を示す第１パラメータの値を算出し、上記変更箇所
候補の中から、前記選択された規則が示す上記第１パラ
メータ値と対応する変更率に従った個数の変更箇所を選
択することを特徴とする請求項４または請求項５に記載
の情報埋め込み方法。 - 【請求項７】複数の静止画フレームから構成される動画
データの一部に変更を加えることによって透かし情報を
埋め込む情報埋込み方法において、 処理対象となる静止画フレームから検出された静止画的
性質に依存して変更個所と変更程度を求める第１ステッ
プと、 上記処理対象となる静止画フレームと他の１つの静止画
フレームに含まれる画像間の関係から検出された動画的
性質に依存して、変更個所と変更程度を求める第２ステ
ップと、 上記第２、第２ステップで求めた変更個所と変更程度の
中から、上記静止画フレームに適用する変更個所と変更
程度の組を選択する第３ステップとを有し、 上記選択された変更箇所と変更程度に従って、上記処理
対象となる静止画フレームに透かし情報となる画素の変
更を加えることを特徴とする情報埋込み方法。 - 【請求項８】前記各静止画フレームを複数の画像ブロッ
クに分割し、各画像ブロック毎に前記第１、第２、第３
ステップを実行することを特徴とする請求項７に記載の
情報埋め込み方法。 - 【請求項９】複数の静止画フレームから構成される動画
データの一部に変更を加えることによって透かし情報を
埋め込む情報埋込み方法において、 上記各静止画フレームが備える静止画的性質に依存して
変更個所と変更程度とを求める第１ステップと、 上記静止画フレーム間の関係から求まる動画的性質に依
存して、上記第１ステップで求めた変更個所と変更程度
の少なくとも一部を修正する第２ステップとを有し、 上記修正された変更箇所と変更程度に従って、上記静止
画フレームに透かし情報となる画素変更を加えることを
特徴とする情報埋込み方法。 - 【請求項１０】複数の静止画フレームから構成される動
画データの一部に変更を加えることによって透かし情報
を埋め込む情報埋込み方法において、 処理対象となる静止画フレームと他の１つの静止画フレ
ームに含まれる画像間の関係から検出された動画的性質
に依存して、予め用意された複数の規則のうちの１つを
選択する第１ステップと、 上記処理対象となる静止画フレームから検出される静止
画的性質に依存して、該静止画フレームにおける変更箇
所候補を求める第２ステップと、 上記変更箇所候補の中から上記第１ステップで選択され
た規則に基いて少なくとも１つの変更箇所を選択する第
３ステップとを有し、 上記選択された変更箇所で上記静止画フレームの画素状
態を変更することを特徴とする情報埋込み方法。 - 【請求項１１】前記各静止画フレームを複数の画像ブロ
ックに分割し、各画像ブロック毎に前記複数の規則のう
ちの１つを選択し、上記各画像ブロック毎に前記変更個
所候補を求め、上記選択された規則に従った変更箇所の
選択を行うことを特徴とする請求項１０に記載の情報埋
め込み方法。 - 【請求項１２】透かし情報の埋め込み対象となるコンテ
ンツ情報が備える複数の性質について、それぞれの性質
に依存した状態変更個所と変更程度を求めるための手段
と、 上記各性質に依存して求められた複数組の変更個所およ
び変更程度の中から、上記コンテンツ情報に適用する一
組の変更個所と変更程度を選択するための手段と、 上記選択された変更箇所と変更程度に従って、上記コン
テンツ情報に透かし情報となる変更を加えるための手段
とを有することを特徴とする情報埋込み装置。
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34388898A JP3698901B2 (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | 情報埋込み方法および装置 |
| AU61792/99A AU735422C (en) | 1998-12-03 | 1999-11-30 | Control method and apparatus for embedding information in data |
| EP99123774A EP1006730A3 (en) | 1998-12-03 | 1999-11-30 | Method and apparatus for information embedding in image data |
| CA 2291383 CA2291383C (en) | 1998-12-03 | 1999-11-30 | Control method and apparatus for embedding information in data |
| SG9906085A SG80664A1 (en) | 1998-12-03 | 1999-12-01 | Control method and apparatus for embedding information in data |
| TW88121096A TW455759B (en) | 1998-12-03 | 1999-12-02 | Method and apparatus for information embedding in image data |
| RU99125763A RU2219582C2 (ru) | 1998-12-03 | 1999-12-02 | Способ и устройство для встраивания информации, носитель данных |
| KR10-1999-0054383A KR100384959B1 (ko) | 1998-12-03 | 1999-12-02 | 데이터에의 정보 매립 방법과 장치, 콘텐츠 정보 저장용 기록 매체, 및 컴퓨터 판독가능한 기록 매체 |
| US09/453,578 US6711276B1 (en) | 1998-12-03 | 1999-12-03 | Control method and apparatus for embedding information in data |
| CNB991277236A CN1196329C (zh) | 1998-12-03 | 1999-12-03 | 数据中的信息嵌入控制方法及装置 |
| HK01101539A HK1030706A1 (en) | 1998-12-03 | 2001-03-02 | Control method and apparatus for embedding information in data. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34388898A JP3698901B2 (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | 情報埋込み方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000175019A true JP2000175019A (ja) | 2000-06-23 |
| JP3698901B2 JP3698901B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=18365022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34388898A Expired - Fee Related JP3698901B2 (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | 情報埋込み方法および装置 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6711276B1 (ja) |
| EP (1) | EP1006730A3 (ja) |
| JP (1) | JP3698901B2 (ja) |
| KR (1) | KR100384959B1 (ja) |
| CN (1) | CN1196329C (ja) |
| CA (1) | CA2291383C (ja) |
| HK (1) | HK1030706A1 (ja) |
| RU (1) | RU2219582C2 (ja) |
| SG (1) | SG80664A1 (ja) |
| TW (1) | TW455759B (ja) |
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| KR100493284B1 (ko) * | 2001-05-11 | 2005-06-03 | 엘지전자 주식회사 | 디지털 미디어의 복제 제어 방법 및 시스템 |
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| JP3861624B2 (ja) * | 2001-06-05 | 2006-12-20 | ソニー株式会社 | 電子透かし埋め込み処理装置、および電子透かし埋め込み処理方法、並びにプログラム |
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