JP2000228721A - 透かしの挿入及びデジタル信号の認証方法 - Google Patents

透かしの挿入及びデジタル信号の認証方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 さまざまなスペクトルまたは空間表現フィー
ルドにあるデジタル・データの検出が可能なデジタル・
データ認証を目的とした追加情報の挿入方法を提案す
る。 【解決手段】 係数（Ｘij）のセットに分解されたデジ
タル信号を認証する目的で追加情報を挿入する方法であ
って、それぞれの係数が１６ビットで表され、追加情報
が係数（Ｘij）のセットと同サイズの２進値（ｗij）の
セットによって表される方法は、少なくとも１つの係数
（Ｘij）に対して検査ビット（Ｃij）を、所定の演算に
基づいて係数（Ｘij）の最初の１５個のビット平面の関
数として計算する工程（Ｅ５、Ｅ６）、最後のビット平
面（Ｘ0 ij）を所定の可逆規則に基づいて検査ビット
（Ｃij）及び追加情報（Ｗ）の２進値（ｗij）の関数と
して計算する工程（Ｅ７、Ｅ８）、ならびに計算した最
後のビット平面（Ｘ0 ij）で係数（Ｘij）の最後のビッ
ト平面を置換する工程（Ｅ７）を含む。特に、圧縮フォ
ーマットの画像の認証に使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル信号に透
かしなどの追加情報を挿入する方法に関する。
【０００２】本発明はさらに、信号に挿入された透かし
に基づいてデジタル信号を認証する方法に関する。
【０００３】相関的に本発明は、本発明に基づく挿入方
法を実装するように適合された追加情報挿入装置、及び
本発明に基づく認証方法を実装するように適合されたデ
ジタル信号認証装置に関する。
【０００４】本発明は一般に、デジタル・データ、より
具体的にはデジタル画像の認証に関する。本発明の目的
は、オリジナルのデジタル・データに生じた変更の検出
を可能にすることにある。
【０００５】より正確には本発明に基づく認証方法は、
オリジナル・デジタル・データ・ファイルの内容の認証
を可能とするデジタル・データへのシールの挿入と解釈
することができるデジタル・データの透かし挿入の技術
分野に属する。
【０００６】
【従来の技術】従来の方法でも、例えば、日本電気株式
会社の名義で提出された欧州特許出願ＥＰ０７６６４６
８号に記載されているように、デジタル文書の著作権の
保護に透かし挿入手法を使用することができる。このよ
うな場合、挿入される透かしはとりわけ、デジタル・デ
ータに実施されるさまざまな操作、特に従来のデジタル
・データ圧縮手法に対して頑健でなければならない。
【０００７】デジタル文書の作成者の保護を目的とした
デジタル・データの透かし挿入手法とは異なり、データ
の認証を目的とした透かし挿入手法は、そのデジタル・
データの変更または操作の検出が可能なものでなければ
ならない。したがってオリジナル・デジタル・データの
認証を目的として挿入される透かしが、従来のさまざま
な画像操作に対して頑健であってはならない。
【０００８】文書が受けた変更に対して、容易に変更さ
れるものでなければならないことに加え、挿入された透
かしは、デジタル文書の品質、特に認証対象文書がデジ
タル画像であるときの視覚的品質を維持するために知覚
不能なものでなければならず、また、偽造者が変更後の
デジタル・データに同じ透かしを再挿入することを防ぐ
ために偽造が困難なものでなければならない。
【０００９】データに透かしを挿入することによるこの
ようなデジタル・データ認証方法が、Ｄ ＫＵＮＤＵＲ
及びＤ ＨＡＴＺＩＮＡＫＯＳの論文「Ｄｉｇｉｔａｌ
ｗａｔｅｒｍａｋｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｍｕｌｔｉｒ
ｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗａｖｅｌｅｔ ｄｅｃｏｍｐｏ
ｓｉｔｉｏｎ（マルチ解像度ウエーブレット分解を用い
たデジタル透かし）」Ｐｒｏｃ．ＩＣＡＳＳＰ，２９６
９−２９７２ページ，１９９８年５月に記載されてい
る。
【００１０】この方法では、例えばデータの起源または
データの作成日に関する情報を含む追加情報の挿入、及
びこれらのオリジナル・データへの署名が可能である。
【００１１】しかしこの論文に記載の挿入及び認証方法
は、認証対象デジタル画像のスペクトル・ウェーブレッ
ト分解、次いで透かし挿入後のデジタル画像の逆ウェー
ブレット・スペクトル再合成を必要とする。
【００１２】記載の方法は、このスペクトル分解で計算
に時間がかかる上に、認証できるのがオリジナル・デジ
タル画像に限られ、さまざまな符号化方法によってすで
に圧縮されているデジタル・データを保護することがで
きない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は特に、
さまざまなスペクトルまたは空間表現フィールドにある
デジタル・データの検出が可能なデジタル・データ認証
の視覚を目的とした追加情報の挿入方法を提案すること
にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この方法によって特に、
記憶または伝送目的で圧縮されたデジタル・データに追
加情報を、使用された圧縮方法と両立する方法で挿入す
ることができる。
【００１５】この挿入方法は、それぞれがＬビットで表
された係数のセットに分解されたデジタル信号に適用さ
れ、認証対象デジタル信号を表す係数のセットと同サイ
ズの２進値のセットによって表された追加情報を挿入す
ることができる。
【００１６】この方法は、少なくとも１つの係数に対し
て検査ビットを計算する工程、及び検査ビット及び追加
情報の２進値の関数として透かしが挿入された係数で前
記少なくとも１つの係数を置換する工程を含む。
【００１７】本発明によれば挿入方法は、 − 少なくとも１つの係数に対して検査ビットを、所定
の演算に基づいて前記係数の最初のＬ−Ｍビット平面の
関数として計算する工程と、 − 最後のＭビット平面を所定の可逆規則に基づいて前
記検査ビット及び追加情報の２進値の関数として計算す
る工程と、 − 計算した最後のＭビット平面で前記係数の最後のＭ
ビット平面を置換する工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】したがって本発明に基づく透かしの挿入方
法は、空間またはスペクトル係数のセットによって表さ
れる任意のデジタル信号に適用される。
【００１９】したがってこの挿入方法を、特に圧縮表現
のデジタル信号に直接に適用することができる。
【００２０】追加情報は、係数の最後のビット平面、す
なわち係数の最下位ビットＬＳＢだけを変更することに
よってデジタル信号に直接に組み込まれ、そのため追加
情報が知覚されることはない。
【００２１】さらに、係数から計算される検査ビットは
最初のビット平面、すなわち係数の最上位ビット平面の
みによって決まる。これらの最初のＬ−Ｍビット平面は
置換工程の際にも変更されない。このことには、デジタ
ル信号の認証の際にそれぞれの係数に対して、追加情報
の挿入の際に計算したものと同一の検査ビットを再び計
算することができ、オリジナルのデジタル信号に加えら
れた変更の検出が容易であるという利点がある。
【００２２】本発明の対称態様によれば、先に説明した
挿入方法によってデジタル信号に挿入された透かしなど
の追加情報に基づいてデジタル信号を認証する方法は、 − 少なくとも１つの係数に対して検査ビットを、前記
所定の演算に基づいて前記係数の最初のＬ−Ｍビット平
面の関数として計算する工程と、 − 挿入された追加情報の値を、前記所定の可逆規則に
基づいて前記検査ビット及び最後のＭビット平面の関数
として抽出する工程と、 − 挿入された追加情報の抽出値と追加情報の２進値と
を比較する工程と、 − 挿入された追加情報の前記抽出値と前記２進値とが
同一であるか否かに応じてデジタル信号を認証するか否
かを決定する工程とを含むことを特徴とする。
【００２３】先に説明したとおり、係数の未変更のビッ
ト平面から計算される検査ビットは、挿入方法の計算工
程で計算される検査ビットと同一であるので、認証方法
の実施はより単純である。
【００２４】したがって抽出工程で、挿入された追加情
報の２進値を抽出するために簡単に逆にたどることがで
きる決定規則を使用することができる。
【００２５】さらにこの認証方法は、係数によるデジタ
ル信号のスペクトルまたは空間表現にしたがって、デジ
タル信号に加えられた変更をその表現空間内で突き止め
ることができる。
【００２６】さらに先と同様に、この認証方法は圧縮表
現のデジタル信号を認証することができ、したがって使
用される圧縮アルゴリズムに関して本質的に頑健であ
る。
【００２７】本発明の好ましい特徴によれば、挿入方法
及び認証方法の検査ビットの計算工程で、前記所定の演
算が、最初のＬ−Ｍビット平面及びＬビットで表された
機密キーの関数である。
【００２８】任意選択ではあるが機密キーの使用によっ
て、追加情報のデジタル信号へ挿入がより確実となり、
より偽造しにくくなる。
【００２９】有利には前記所定の演算が、前記係数の最
初のＬ−Ｍビット平面と前記機密キーの最初のＬ−Ｍビ
ット平面との２進演算の和をとること、及び前記和のパ
リティの関数として検査ビットを計算することから成
る。
【００３０】したがって検査ビットを計算する工程は、
デジタル信号を表す係数について単純かつ迅速に実装さ
れる。
【００３１】挿入された追加情報を可能な限り知覚不能
にする本発明の好ましい特徴によれば、置換されるビッ
ト平面の数Ｍが１または２である。
【００３２】本発明の他の好ましい特徴によれば、挿入
方法の最後のＭビット平面を計算する工程で、最後のビ
ット平面の値が、追加情報の２進値の状態に応じて検査
ビットの値または検査ビットの代替値の値をとる。
【００３３】相関的に認証方法の抽出工程で追加情報の
値は、最後のビット平面の値と検査ビットの値とが等し
いか否かに応じて１つの状態または別の状態をとる。
【００３４】挿入の際に使用する計算規則は、検査ビッ
トの値及び挿入される追加情報の値を使用して特に単純
に実装される。
【００３５】さらにこのことは、デジタル信号を認証す
る目的で、検査ビットの値及び最後のビット平面の値に
基づいて挿入されたとみなされる情報の２進値を見つけ
るのに、簡単に逆にたどることできるという利点を有す
る。
【００３６】挿入方法の有利な特徴によれば、置換され
るビット平面の数が２であり、最後のＭビット平面を計
算する工程で、最後から２番目のビット平面の値が最後
のビット平面の代替値の値をとる。
【００３７】相関的に認証方法の抽出工程では、抽出工
程でビット平面の数が２であり、最後から２番目のビッ
ト平面の値が最後のビット平面の代替値に等しい場合に
のみ追加情報の値が抽出される。
【００３８】この特徴では、交互の値を維持しながら最
後の２つのビット平面を変更しなければならず、そのた
め変更された係数から挿入された情報の正しい値が抽出
される可能性がより低くなるため、デジタル信号の認証
時に有利である。
【００３９】本発明の好ましい実施形態によれば、デジ
タル信号が量子化スペクトル係数のセットに分解される
ときに、少なくとも大きさがゼロよりも厳密に大きい量
子化スペクトル係数のサブセットを選択する前工程をさ
らに含み、検査ビットを計算する工程、最後のＭビット
平面を計算する工程、及び置換する工程が前記サブセッ
トのそれぞれの係数に対して実施される。
【００４０】変更可能な係数を非ゼロ係数のサブセット
に限定することによって、デジタル信号の量子化の際に
ゼロに設定された係数セットを変更することを防ぐこと
ができる。こうすることによって圧縮目的でデジタル信
号を量子化する利点が保たれる。
【００４１】有利には係数のサブセットが、その大きさ
が閾値よりも大きい量子化スペクトル係数を含む。
【００４２】したがって、変更する係数の大きさが十分
に大きくなり、最後のビット平面の置換が係数の値に関
してほとんど重要性をもたないように閾値を設定するこ
とができる。
【００４３】本発明のこの好ましい実施形態では、追加
情報を表す２進値のセットが、量子化スペクトル係数の
セットのサイズよりも小さいサイズの初期２進情報項目
の繰り返しによって生成されることが有利である。
【００４４】これによって、ある係数を変更しない場合
であっても全ての初期２進情報がデジタル信号に挿入さ
れる可能性が増大する。
【００４５】一方、追加情報の解像度が認証対象デジタ
ル信号の解像度と同一である場合、所定の閾値よりも小
さい大きさを有する量子化スペクトル係数に対応する２
進値は挿入されない。
【００４６】この好ましい実施形態では相関的に認証方
法が、大きさが閾値よりも大きい量子化スペクトル係数
のサブセットを選択する前工程をさらに含み、検査ビッ
トを計算する工程、抽出工程、比較工程、及び判断工程
が前記サブセットのそれぞれの係数に対して実施され
る。
【００４７】この特徴によって、追加情報の挿入の際に
変更された全ての係数についてのみ認証方法を実施する
ことができる。
【００４８】圧縮ファイルに記憶されたデジタル信号を
認証するために実施する本発明の有利な特徴によれば、
挿入方法がさらに、量子化スペクトル係数を抽出するよ
うに適応された事前のエントロピー復号工程、及び前記
置換工程後のエントロピー符号化工程をさらに含む。
【００４９】同様に、圧縮ファイルに記憶されたデジタ
ル信号を認証することを目的とした認証方法はさらに、
量子化スペクトル係数を抽出するように適応された事前
のエントロピー復号工程を含む。
【００５０】相関的に本発明はさらに、それぞれの係数
がＬビットで表された係数のセットに分解されたデジタ
ル信号を認証するために透かしなどの、前記係数のセッ
トと同サイズの２進値のセットによって表される追加情
報を挿入する挿入方法であって、 − 所定の演算に基づいて前記係数の最初のＬ−Ｍビッ
ト平面の関数として検査ビットを計算する手段と、 − 最後のＭビット平面を所定の可逆規則に基づいて前
記検査ビット及び前記追加情報の２進値の関数として計
算する手段と、 − 計算した最後のＭビット平面で前記係数の最後のＭ
ビット平面を置換する手段と、を含むことを特徴とする
装置に関する。
【００５１】同様に本発明は、本発明に基づく挿入方法
によってデジタル信号に挿入された透かしなどの追加情
報に基づいて前記デジタル信号を認証する認証装置であ
り、前記デジタル信号が係数のセットに分解され、それ
ぞれの係数がＬビットで表される装置であって、 − 所定の演算に基づいて前記係数の最初のＬ−Ｍビッ
ト平面の関数として検査ビットを計算する手段と、 − 挿入された追加情報の値を前記所定の可逆規則に基
づいて前記検査ビット及び前記係数の最後のＭビット平
面の関数として抽出する手段と、 − 前記挿入された追加情報の抽出値と前記追加情報の
２進値とを比較する比較手段と、 − 前記挿入された追加情報の前記抽出値と前記２進値
とが同一であるか否かに応じてデジタル信号を認証する
か否かを決定する手段と、を有することを特徴とする装
置に関する。
【００５２】これらの挿入及び認証装置は、挿入方法及
び認証方法に対して先に説明したと同様の好ましい特徴
及び利点を有する。
【００５３】本発明の特定の一実施形態ではさらに、認
証装置が圧縮された信号を、信号の軽微な過圧縮に対す
るある許容度をもって認証することができる。調整可能
な範囲内で過圧縮された信号を正しい信号として認証す
ることができる。
【００５４】この目的のため本発明は、係数のセットを
含むデジタル信号を認証するために透かしなどの追加情
報を挿入する挿入方法であって、前記追加情報が、前記
係数のセットのサイズよりも小さいサイズの２進値のセ
ットによって表わされ、 − 前記デジタル信号を表し、少なくとも前記２進値の
セットのサイズに等しいサイズを有するパラメータのセ
ットを決定する工程と、 − 前記デジタル信号を表す前記パラメータを所定の量
子化ピッチに基づいて量子化する工程と、 − 量子化した代表パラメータに前記２進値を挿入する
工程と、 − 先に処理したパラメータを逆量子化する工程と、 − 逆量子化したパラメータを前記信号に挿入する工程
と、を含むことを特徴とする方法を提供する。
【００５５】相関的に本発明は、係数のセットを含むデ
ジタル信号を認証するために透かしなどの追加情報を挿
入する挿入装置であって、前記追加情報が、前記係数の
セットのサイズよりも小さいサイズの２進値のセットに
よって表され、 − 前記デジタル信号を表し、少なくとも前記２進値の
セットのサイズに等しいサイズを有するパラメータのセ
ットを決定する手段と、 − 前記デジタル信号を表す前記パラメータを所定の量
子化ピッチに基づいて量子化する手段と、 − 量子化した代表パラメータに前記２進値を挿入する
手段と、 − 先に処理したパラメータを逆量子化する手段と、 − 逆量子化したパラメータを前記信号に挿入する手段
と、を備えることを特徴とする装置に関する。
【００５６】上記特徴を有することによって、調整可能
な範囲内の過圧縮を受けた可能性のある信号を認証する
ことができる。
【００５７】量子化ピッチを選択することによって、過
圧縮に対する許容度と透かしが挿入された信号の品質と
の間の妥協を調整することができる。
【００５８】好ましい一特徴によれば、量子化した代表
パラメータのセットを当該係数セットとした最初に提示
した方法に基づいて２進値が量子化した代表パラメータ
に挿入される。
【００５９】好ましい特徴及び代替特徴によれば、代表
パラメータのセットが、前記信号の係数のブロックに対
して計算された係数の平均値を含むか、または代表パラ
メータのセットが、ブロックに実施された周波数分解の
低周波係数を含む。
【００６０】第１のケースは、処理対象信号が未加工デ
ータの形態で表されるときに適用され、第２のケース
は、処理対象信号が周波数分解を含む圧縮形態であると
きに適用される。
【００６１】本発明に基づく挿入装置は上記特徴を実装
する手段を備える。
【００６２】本発明はさらに、上述の挿入方法によって
デジタル信号に挿入された透かしなどの追加情報に基づ
いて前記デジタル信号を認証する認証方法であり、前記
追加情報が、前記係数のセットのサイズよりもサイズが
小さい２進値のセットによって表され、 − 前記デジタル信号を表し、少なくとも前記２進値の
セットのサイズに等しいサイズを有するパラメータのセ
ットを決定する工程と、 − 前記デジタル信号を表す前記パラメータを所定の量
子化ピッチに基づいて量子化する工程と、 − 前記量子化した代表パラメータから追加情報値を抽
出する工程と、 − 抽出した値を追加情報値と比較する工程と、 − デジタル信号を認証するか否かを比較工程の結果の
関数として決定する工程と、を含むことを特徴とする方
法に関する。
【００６３】相関的に本発明は、先に提示した挿入装置
によってデジタル信号に挿入された透かしのような追加
情報に基づいて前記デジタル信号を認証する認証装置で
あって、前記追加情報が、前記係数のセットのサイズよ
りも小さいサイズの２進値のセットによって表され、 − 前記デジタル信号を表し、少なくとも前記２進値の
セットのサイズに等しいサイズを有するパラメータのセ
ットを決定する手段と、 − 前記デジタル信号を表す前記パラメータを所定の量
子化ピッチに基づいて量子化する手段と、 − 前記量子化した代表パラメータから追加情報値を抽
出する手段と、 − 抽出した値を追加情報の値と比較する手段と、 − デジタル信号を認証するか否かを比較工程の結果の
関数として判断する手段と、を含むことを特徴とする装
置に関する。
【００６４】本発明はさらに、挿入方法を実施するよう
に適応された手段、及び／または認証方法を実施するよ
うに適応された手段を有するコンピュータ、デジタル信
号処理装置、デジタル写真装置、またはデジタル・カメ
ラに関する。
【００６５】本発明はさらに、本発明に基づく挿入装置
及び／または認証装置を備えたコンピュータ、デジタル
信号処理装置、デジタル写真装置、またはデジタル・カ
メラに関する。
【００６６】本発明はさらに、コンピュータまたはマイ
クロプロセッサが読み取ることができ、挿入または認証
装置に内蔵されているか、またはされていない、あるい
は取外し可能な情報記憶手段であって、本発明に基づく
挿入または認証方法を実施するプログラムを記憶した情
報記憶手段に関する。
【００６７】このコンピュータ、デジタル信号処理装
置、デジタル写真装置、デジタル・カメラ、または記憶
手段の特徴及び利点は、先に開示したものと同一であ
る。
【００６８】本発明のその他の詳細及び利点は以下の説
明から明らかとなろう。
【００６９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施形態
を添付図面に関して説明する。添付図面は非限定的な例
として示したものである。
【００７０】最初に、デジタル・データに追加情報を挿
入する装置を図１を参照して説明する。この例ではデジ
タル信号が、一連のデジタル・サンプルから成るデジタ
ル画像Ｉである。ただしこれに限定されるわけではな
い。オリジナル画像Ｉを、例えば８ビット、或は１バイ
トに符号化された一連の画素で表すことができる。した
がって白黒画像Ｉを空間ドメインで、それぞれの係数値
が画像Ｉの１画素を表す２５６階調の係数のセットに分
解することができる。
【００７１】デジタル・データ処理の分野で従来より実
施されているように、圧縮データ・ファイルに記憶また
は伝送する際に、画像Ｉを、デジタル画像のスペクトル
分解の後にスペクトル・ドメインで、おそらくは量子化
されたスペクトル係数のセットとして表すこともでき
る。これらのスペクトル係数はＬ個のビットで表され
る。例えば、係数が１バイトで表される場合にはＬ＝８
である。
【００７２】挿入及び認証装置に関係した残りの説明で
は、空間係数及びスペクトル係数を区別せずにＸijで表
す。ここでｉ及びｊは、分解画像の次元に関して直交す
る２方向に変化する。
【００７３】画像Ｉを認証する目的で挿入する追加情報
が透かしＷである。この透かしに、デジタル・データの
起源に関する情報（画像の作成者または所有者の識
別）、又は画像の作成日に関する情報を含めることがで
きる。透かしも、前記係数Ｘijと同サイズの、例えば０
または１である２進値ｗijのセットで表現される。
【００７４】一般に挿入装置は、画像Ｉ中に透かしＷを
圧縮または非圧縮フォーマットで符号化する符号器２０
に類似する。透かしが挿入された画像Ｉ'が符号器２０
の出力に供給される。
【００７５】本発明によれば挿入装置は、 − 検査ビットＣijを所定の演算に基づいて、係数Ｘij
の最初のＬ−Ｍビット平面の関数として計算する手段２
１と、 − 最後のＭビット平面を所定の可逆規則に基づいて、
検査ビットＣij及び追加情報Ｗの２進値ｗijの関数とし
て計算する手段２２と、及び − 計算された最後のＭビット平面で係数Ｘijの最後の
Ｍビット平面を置換する手段２３と、を有する。
【００７６】このように係数ＸijのＭの最下位ビット平
面は、係数Ｘijの他のＬ−Ｍビット平面及び挿入する情
報項目ｗijの関数として変更される。
【００７７】係数変更を重要度のごく低いビット平面に
制限して画像に挿入された透かしの知覚不能性を保証す
るため、変更されるビット平面の数が１又は２であるこ
とが好ましい。このようにすれば文書の視覚的品質が維
持される。
【００７８】画像Ｉ'にはさまざまなひずみ（圧縮及び
解凍、フィルタリング、表示のためのデジタル−アナロ
グ変換など）が加わる可能性があり、そのため画像Ｊ
が、図２に示した復号器３０に部分的に類似した認証装
置の入力に伝送される。認証装置の目的は、画像Ｊが本
当に伝送された画像Ｉ'であるかどうかを示すことにあ
る。
【００７９】この目的のため本発明に基づく認証装置
は、 − 検査ビットＣijを、符号化に使用したものと同じ所
定の演算に基づいて係数Ｘijの最初のＬ−Ｍビット平面
の関数として計算する手段３１と、 − 挿入された追加情報から値ｗ'ijを、前記所定の可
逆規則に基づいて検査ビットＣij及び係数Ｘijの最後の
Ｍ個のビット平面の関数として抽出する手段３２と、を
有する。
【００８０】したがって復号器３０は、係数Ｘijの最後
の１つまたは２つのビット平面から雑音を含む画像Ｊに
挿入された追加情報ｗ'ijを見つけることができる。
【００８１】認証装置はさらに、 − 抽出した挿入追加情報の値ｗ'ijと追加情報Ｗの２
進値ｗijとを比較する手段３３と、及び − 抽出した値ｗ'ijと挿入された追加情報Ｗの２進値
ｗijが同一であるか否かに基づいてデジタル信号Ｊを認
証するか否かを決定する手段３４と、を有する。
【００８２】挿入装置と認証装置の中の各係数Ｘijに対
する検査ビットＣijの計算手段２１と３１は同一であ
る。
【００８３】これらの計算手段２１、３１によって実施
される所定の演算が、係数Ｘijの最初のＬ−Ｍビット平
面及びやはりＬビットで表現される機密キーＫの関数で
あることが好ましい。
【００８４】機密キーの使用は挿入情報の保護に有用で
ある。例えば、認証する画像Ｉ１つあたりに１キー、あ
るいは１組の画像Ｉに対して１キー、あるいはデジタル
写真装置などの画像を作成または記憶する装置１種類あ
たりに１キーとすることができる。
【００８５】圧縮ファイルに記憶する目的で圧縮された
画像を認証したいときに特に有利な本発明の好ましい実
施形態では、図３に示すように挿入装置がさらに、量子
化されたスペクトル係数（量子化スペクトル係数）Ｘij
を抽出するように適応されたエントロピー復号手段２５
を有する。特にこの挿入装置は、デジタル信号がスペク
トル変換によって分解され、次いで量子化されて、最後
に算術符号化、ハフマン符号化などのエントロピー符号
化方法によって符号化されるＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐ
ｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏｕｐ）
規格に基づいて圧縮されたファイルを処理することがで
きる。
【００８６】エントロピー復号手段２５の出力で、デジ
タル信号は量子化スペクトル係数のセットに分解され、
量子化スペクトル係数のサブセットを選択する手段２６
は、その大きさが少なくともゼロよりも厳密に大きい係
数Ｘijを選択するように適合される。
【００８７】厳密に正の閾値を設定すること、及びその
大きさが、この閾値よりも大きい量子化スペクトル係数
Ｘijだけを選択することは可能である。
【００８８】この実施形態では挿入装置がさらに、透か
しを含むデジタル・ファイルを再度圧縮することができ
るエントロピー符号化手段２７を有する。
【００８９】図４に示すとおり認証装置も全く同様に、
エントロピー復号手段２５と同様の、圧縮ファイルから
量子化スペクトル係数を抽出するように適応された復号
手段３５を有する。
【００９０】選択手段３６は、関連する挿入装置の選択
手段２６と同一であり、これによって、追加情報が挿入
された係数Ｘijのサブセットを見つけることができる。
【００９１】挿入装置及び認証装置を、図５に示すよう
なコンピュータ１０のマイクロプロセッサ１００に組み
込むことができる。
【００９２】リード・オンリー・メモリ、すなわちＲＯ
Ｍメモリ１０２は、デジタル信号に追加情報を挿入する
プログラム、及び挿入された追加情報に基づいてデジタ
ル信号を認証するプログラムを含み、ランダム・アクセ
ス・メモリ、すなわちＲＡＭメモリは、プログラムの実
行中に変更された変数を記録するように適合されたレジ
スタを含む。
【００９３】ランダム・アクセス・メモリは特に、認証
対象の画像Ｉなどのデジタル信号を表す係数Ｘijのセッ
トを記録するレジスタ、検査ビットＣijを記憶するレジ
スタ、及び変更された最後のＭビット平面を記録するレ
ジスタを含む。
【００９４】文書（画像、オーディオ信号など）を受け
取り記憶するために、コンピュータ１０に組み込まれた
マイクロプロセッサ１００を入出力カード１０６を使用
してさまざまな周辺装置、例えばデジタル・カメラ１０
７やマイクロホン１１１に接続することができる。
【００９５】このコンピュータ１０は、通信ネットワー
ク１１３に接続され、認証対象文書をコンピュータ１０
に転送するように適合された通信インタフェース１１２
を有する。
【００９６】コンピュータ１０はさらにハード・ディス
ク１０８などの文書記憶手段を有する。
【００９７】これを、ディスク・ドライブ１０９によっ
て例えばディスケット１１０などの取外し可能な文書記
憶手段と協力するように適応させることもできる。
【００９８】これらの固定または取外し可能記憶手段
に、本発明に基づく挿入または認証方法のコードを含め
ることもできる。これらのコードは、マイクロプロセッ
サ１００によって読み取られた後、ハード・ディスク１
０８に記憶される。
【００９９】変形として、挿入または認証装置による本
発明の実施を可能にするプログラムをリード・オンリー
・メモリ１０２に記憶することができる。
【０１００】第２の変形では、プログラムを通信ネット
ワーク１１３を介して受け取り、先に説明したように記
憶する。
【０１０１】コンピュータ１０はさらに、例えばキーボ
ード１１４、マウス、またはその他の手段によってオペ
レータとインタフェースする画面１０４を有する。した
がってオペレータは、例えば係数サブセットの選択に使
用する閾値など、挿入または認証装置のある種のパラメ
ータを変更することができる。
【０１０２】中央ユニット１００は本発明の実施に関係
した命令を実行する。不揮発性メモリ、例えばリード・
オンリー・メモリ１０２に記憶された本発明に関係した
プログラム及び方法は、電源が投入されるとランダム・
アクセス・メモリ１０３に転送され、これによってラン
ダム・アクセス・メモリ１０３は、本発明の実行可能コ
ード及び本発明の実施に必要な変数を含むようになる。
【０１０３】通信バス１０１は、コンピュータ１０の内
部の、またはコンピュータ１０に接続された異なるサブ
エレメント間の通信を提供する。バス１０１の表示は限
定的なものではなく、特にプロセッサ１００は任意のサ
ブエレメントに直接に、または他のサブエレメントを介
して命令を伝達することができる。
【０１０４】実際には、挿入装置及び認証装置を同じコ
ンピュータ１０、または例えば通信ネットワーク１１３
によって接続された２つの異なるコンピュータ１０に組
み込むことができる。
【０１０５】一般に挿入装置及び認証装置は、圧縮形態
のデジタル画像を作成し記憶するデジタル写真装置、デ
ジタル・カメラなどのデジタル信号処理装置に一緒にま
たは別々に組み込まれる。
【０１０６】次に、挿入方法及び関連認証方法の第１の
実施形態を図６から図９に関して説明する。
【０１０７】この例では、デジタル信号が圧縮ファイル
に記憶された画像Ｉである。この画像Ｉは、さまざまな
画像処理機器、特にデジタル写真装置で一般に使用され
ているＪＰＥＧ規格に基づいた圧縮アルゴリズムを使用
して圧縮されている。したがって画像は離散コサイン変
換（ＤＣＴ）によってスペクトル・ドメイン内で分解さ
れ、次いで例えばスカラー量子化手法によって量子化さ
れる。量子化スペクトル係数のセットは、次いでエント
ロピー符号化によって符号化される。残りの説明では量
子化スペクトル係数をＸijで表す。
【０１０８】本発明に基づく挿入方法はまず、準備工程
である、量子化スペクトル係数Ｘijを抽出するように適
応されたエントロピー復号工程Ｅ１を含む。
【０１０９】このようにしてサイズＮ１×Ｎ２の画像Ｉ
に対して図８に示すように構築された係数Ｘijのセット
が得られる。Ｎ１、Ｎ２は８で割り切れる数である。し
たがって画像Ｉは、６４個の係数Ｘijから成るブロック
のセットに分解される。第１の係数は連続係数ＤＣ（Ｄ
ＣＴスペクトル分解の低周波係数）であり、続く他の６
３個の係数はＡＣ係数（高周波係数）である。
【０１１０】この例では係数Ｘijがそれぞれ１６ビット
で表され、機密キーＫがやはり１６ビットで定義されて
いるとする。
【０１１１】この例では透かしが、量子化スペクトル係
数ＸijのセットのサイズＮ１×Ｎ２よりも小さなサイズ
の初期２値情報項目の反復によって生成された、例えば
ロゴを表す２値画像である。
【０１１２】したがってこの初期２値情報を処理対象画
像Ｉの１／８の解像度とすることができる。それぞれの
初期２値情報ビットはそれぞれの方向に８回繰り返さ
れ、これによって処理対象画像Ｉと同サイズの挿入２値
画像Ｗが得られ、２値画像Ｗのそれぞれの８×８ブロッ
クは同じ情報ビットを含む。
【０１１３】したがって２値画像Ｗは、処理対象画像Ｉ
を表す量子化スペクトル係数Ｘijのセットと同じ数の係
数ｗijのセットによって形成される。
【０１１４】透かしを挿入するのにこのような２値画像
Ｗを使用する利点については挿入方法の残りの説明の中
でより明確にする。
【０１１５】まず読取り工程Ｅ２で、係数Ｘijのセット
の所定の走査順の最初の係数Ｘijに注目する。ここでｉ
は１〜Ｎ１、ｊは１〜Ｎ２の範囲を変化する。
【０１１６】選択工程Ｅ３で、この係数の大きさと閾値
Ｔと比較する。
【０１１７】係数の大きさが閾値Ｔよりも小さい場合、
この係数Ｘijは変更せず、工程Ｅ４で直接に次の係数を
読み取る。
【０１１８】したがってこの挿入方法の残りの工程は、
その大きさがこの閾値Ｔよりも大きい係数Ｘijに対して
のみ実施される。
【０１１９】最低限、画像Ｉの圧縮時に使用された量子
化方法によってゼロに設定されたスペクトル係数を変更
しないように、大きさがゼロよりも厳密に大きい係数Ｘ
ijだけを選択する。この予防措置によって画像の量子化
スペクトル分解のゼロ係数が保持され、したがって追加
情報の挿入によって圧縮ファイルのサイズが大幅に増大
することがない。
【０１２０】最下位ビット平面の変更が係数の大きさに
関してほとんど重要性を持たないように、厳密に正であ
る閾値Ｔ、例えば３を選択することが好ましい。
【０１２１】さらに選択する閾値は、透かしの挿入によ
って変更された可能性のある全ての係数を画像Ｉの認証
時に見つけることができるものでなければならない。し
たがって閾値Ｔは、最後のＭビット平面の変更後であっ
ても全ての係数の大きさが常にこの閾値よりも厳密に大
きくなるように選択しなければならない。
【０１２２】一般に閾値Ｔは規則 Ｔ＝ｋ・２M−１ に従う。上式で、Ｍは係数Ｘij中の変更されるビット平
面の数、ｋは厳密に正の任意の整数である。
【０１２３】この例で選択した値３は、最後の１つまた
は２つのビット平面の変更に完全に適応している。
【０１２４】全ての低周波係数ＤＣを、その大きさの如
何に関わらず追加情報の挿入に対して選択するように決
めることもできる。
【０１２５】これによって画像のＤＣＴスペクトル分解
のそれぞれの８×８ブロックの少なくとも１つの係数Ｘ
ijが変更され、そのため、挿入する２値画像Ｗのそれぞ
れの８×８ブロック中で得られる２値情報を挿入するこ
とができることが分かる。したがって、それぞれの８×
８ブロックに同じ情報ビットを含む、先に説明した２値
画像Ｗの構造によって、この情報ビットが処理対象画像
Ｉに少なくとも一度挿入されることが保証される。
【０１２６】本発明によれば、計算工程Ｅ５及びＥ６
で、選択されたそれぞれの係数Ｘijに対し検査ビットＣ
ijが、所定の演算に基づいて係数Ｘijの最初のＬ−Ｍビ
ット平面の関数として、さらにこの例では機密キーＫの
関数として計算される。
【０１２７】この所定の演算は例えば、第１の工程Ｅ５
で、係数Ｘijの最初のＬ−Ｍビット平面と機密キーＫの
最初のＬ−Ｍビット平面との２値演算の和Ｓをとるこ
と、及び第２の工程Ｅ６で、和Ｓのパリティの関数とし
て検査ビットＣijを計算することから成る。
【０１２８】この実施形態の例では、Ｍ＝１の最下位ビ
ットが選択されて変更されるため、係数Ｘijの最初の１
５個のビット平面を使用して検査ビットＣijが計算され
る。
【０１２９】図９を参照して、係数Ｘijのビット平面
を、最下位ビット平面の０から最上位ビット平面の１５
まで変化するｋを用いてＸk ijで表し、和を例えば、Ｘ
ijの最初の１５個のビット平面とＫの最初の１５個のビ
ット平面の間でビットごとに計算する。その計算結果
【数１】 をＳで表す。
【０１３０】この例では演算子ＸＯＲが２値排他的論理
和演算である（結果はビットが異なる場合は０、等しい
場合は１）。
【０１３１】もちろん、「ＡＮＤ」演算子（結果は２つ
のビットがともに１であれば１、そうでなければ０）や
非排他的論理和演算子（結果は２つのビットがともに０
であれば０、そうでなければ１）などの従来のその他の
演算子を使用することもできる。復号器によって再現可
能な一切の２値演算を使用することができる。
【０１３２】次に、検査ビットＣijを和Ｓのパリティと
して計算する。Ｓが偶数である場合はＣij＝０、Ｓが奇
数である場合はＣij＝１である。Ｃij＝Ｓ（ｍｏｄｕｌ
ｏ）２と書くこともできる。
【０１３３】次に、計算及び置換工程Ｅ７で最後のビッ
ト平面Ｘ0 ijを、所定の可逆規則に基づいて検査ビット
Ｃij、及び２値画像Ｗを表すマトリックス中の、画像Ｉ
のスペクトル表現マトリックスの係数Ｘijと同じ位置に
ある追加情報Ｗの２進値ｗijの関数として計算し、計算
した最後のビット平面Ｘ0 ijで係数Ｘijの最下位ビット
を置換する。
【０１３４】この例では最後のビット平面Ｘ0 ijの値
が、追加情報Ｗの２進値ｗijの状態に基づいて検査ビッ
トの値Ｃij、または検査ビットの代替値１−Ｃijをと
る。
【０１３５】例えば２進値ｗijが０であるかどうかを工
程Ｅ８で検査する。０である場合はＸ0 ij＝Ｃijとす
る。
【０１３６】そうでない場合、すなわちｗijが１である
場合にはＸ0 ij＝１−Ｃijとする。
【０１３７】最後のビット平面Ｘ0 ij及び検査ビットＣ
ijの値からｗijの値を知ることができる一切の可逆規則
を使用することができる。
【０１３８】工程Ｅ９では全ての係数Ｘijを検討したか
どうかを検査する。まだである場合には、読取り工程Ｅ
４で走査順の次の係数に注目し、挿入方法の工程Ｅ３か
らＥ９を繰り返す。
【０１３９】全ての量子化スペクトル係数Ｘijの走査が
完了したら、工程Ｅ１０で、全ての係数を符号化するエ
ントロピー符号化を再度実施し、透かしが挿入された画
像を含む圧縮ファイルを再構成する。
【０１４０】本発明に基づく挿入方法によって、挿入さ
れた追加情報Ｗは知覚不能となり、画像が視覚的に変更
されることはない。さらにこの透かしによって追加情報
を画像とともに伝達することができる。
【０１４１】最後のビット平面だけが情報を運ぶけれど
も、最後のビット平面の置換規則がいくつかのパラメー
タを考慮するため、変更されたこれらのビットの分布は
ランダム型となる。０または１である挿入された情報ビ
ットと変更された１つまたは複数のビットの間に存在す
る関連を導き出すことは不可能であるので、画像の変更
を隠すためにこれらの最後のビット平面を不正に変更す
ることは非常に困難である。
【０１４２】量子化スペクトル係数に直接に実装される
演算のアルゴリズム的な複雑さは低く、圧縮ファイルに
追加情報を高速に挿入することができることにも留意さ
れたい。
【０１４３】この方法は、圧縮フォーマットの画像を直
接に認証することができ、ＪＰＥＧ規格の圧縮方法に対
して本質的に頑健である。
【０１４４】挿入された透かしＷは、圧縮された形態の
画像Ｉが受ける可能性がある意図的または偶発的なあら
ゆる変更に対して脆弱であり、そのため、後に画像を認
証するか否かを判断する際に役立つ。
【０１４５】この目的のため、この実施形態の挿入方法
に関連した認証方法は図７に示すようにまず最初に、復
号器の入力に供給された圧縮ファイルの全ての量子化ス
ペクトル係数Ｙijを抽出するエントロピー復号工程Ｅ１
１を含む。認証対象画像Ｊは、オリジナル画像Ｉと全く
同じフォーマットである必要がある。
【０１４６】工程Ｅ１２で先と同様に、所定の走査順の
最初の係数Ｙijに注目し、検査工程Ｅ１３でこの係数Ｙ
ijの大きさを、挿入方法で使用したものと同じ閾値Ｔと
比較する。この係数Ｙijの大きさが閾値Ｔよりも小さい
場合には工程１４で次の係数に注目する。
【０１４７】このようにして追加情報Ｗが挿入された係
数Ｙijのサブグループを再構成する。
【０１４８】次に工程１５及び１６で検査ビットＣ
ijを、前と同じ所定の演算に基づいて係数Ｙijの最初の
１５個のビット平面及び機密キーの最初の１５個のビッ
ト平面の関数として計算する。
【０１４９】先に述べたとおりこの所定の演算は、この
係数の最初の１５個のビット平面と機密キーＫの最初の
１５個のビット平面との間の２値排他的論理和演算子に
よる２値演算の和Ｓをとる工程と、及び和Ｓのパリティ
の関数として検査ビットＣijを計算する工程から成る。
【０１５０】本発明に基づく挿入方法を使用しているた
めに、検査ビットＣijは、追加情報を挿入するための変
更が実施されていない係数のビット平面から計算される
ことに留意されたい。したがって認証対象画像Ｊがオリ
ジナル画像と同一である場合には計算工程Ｅ１６で、挿
入方法のときに計算した検査ビットＣijと同一の検査ビ
ットＣijが見い出される。
【０１５１】認証方法は次に、挿入された追加情報ｗ'
ijの値を挿入時に使用した所定の可逆規則に基づいて検
査ビットＣij及び係数Ｙijの最後のビット平面Ｙ0 ijの
値の関数として抽出する工程Ｅ１７を含む。
【０１５２】追加情報の値ｗ'ijは、最後のビット平面
の値Ｙ0 ijと検査ビットの値Ｃijが等しいか否かに応じ
てある状態または別の状態、例えば０または１をとる。
【０１５３】先に使用した規則を用いると、 − Ｙ0 ij＝Ｃijの場合はｗ'ij＝０、 − Ｙ0 ij＝１−Ｃijの場合はｗ'ij＝１ となる。
【０１５４】まとめてｗ'ij＝Ｃij ＸＯＲ Ｙ0 ijと書
くこともできる。
【０１５５】このようにして、係数Ｙijの最後のビット
平面Ｙ0 ijの変調によって挿入されたとみなされる追加
情報Ｗの全ての値ｗ'ijを抽出することができる。
【０１５６】認証方法は次に、挿入追加情報の抽出値
ｗ'ijと追加情報の２進値ｗijとを比較する工程Ｅ１８
を含む。
【０１５７】これらの２つの値ｗ'ijとｗijが異なる場
合、工程１９でエラー・カウンタを＋１する。
【０１５８】次に検査工程Ｅ２０で、全ての係数Ｙijに
注目したかどうかを検査し、まだの場合には走査順の次
の係数に注目し、認証方法の工程Ｅ１３からＥ２０を繰
り返す。
【０１５９】認証方法は最後に、画像Ｊをオリジナル画
像Ｉとして認証するか否かをエラー・カウンタに記録さ
れたエラーの数の関数として判断する判断工程Ｅ２１を
含む。
【０１６０】エラーの合計数がゼロである場合、処理し
た画像Ｊは本当にオリジナル画像Ｉであると容易に結論
することができる。
【０１６１】エラーの数がゼロでない場合、このことか
ら画像は操作されたと推論される。任意選択で多数決規
則を採用することができ、抽出された値ｗ'ijの過半数
が、挿入されたとみなされる追加情報Ｗの値ｗijとは異
なる場合にのみ画像は操作されたと判断することもでき
る。
【０１６２】本発明に基づく挿入及び認証方法の一利点
は、画像に加えられた（スペクトル表現画像の係数Ｘij
の空間媒体の関数としての）周波数の一切の変更を突き
止めることができること、及び、適用可能な場合、画像
に加えられたひずみの種類を知ることができることにあ
る。
【０１６３】次に図１０から図１２に関して本発明の第
２の実施形態を説明する。
【０１６４】この挿入及び認証方法の諸工程のうち、先
に説明した第１の実施形態の例と比較して変更があった
工程だけを詳細に説明する。図中、同一の工程には同一
の参照符号が付されている。
【０１６５】この第２の実施形態においても、ＪＰＥＧ
規格に基づいた符号化方法を使用した圧縮ファイルに追
加情報Ｗが挿入されるが、先の例とは異なり、挿入時に
置換されるビット平面の数Ｍが２である。
【０１６６】挿入する秘密画像Ｗは、先の例と同様に処
理対象画像Ｉの１／８の解像度を有する画像から作成さ
れる。
【０１６７】先と同様にエントロピー復号工程Ｅ１で量
子化スペクトル係数Ｘijを抽出し、検査工程Ｅ３で大き
さが閾値Ｔよりも大きい係数Ｘijのサブセットを選択す
る。
【０１６８】さらにこの例では、低周波係数Ｃはいずれ
も変更しないと定める。
【０１６９】先と同様に、係数Ｘijは１６ビットで表さ
れ、やはり１６ビットで表される機密キーＫを使用す
る。
【０１７０】図１０に示すとおりに計算工程Ｅ５及びＥ
６で検査ビットＣijを計算する。
【０１７１】工程Ｅ５では、係数Ｘijの最初の１４個の
ビット平面と機密キーＫの最初の１４個のビット平面の
間でビットごとに和Ｓを計算する。
【数２】
【０１７２】次に検査ビットＣijを和Ｓのパリティの関
数として計算する。すなわちＳが偶数である場合はＣij
＝０、Ｓが奇数である場合はＣij＝１とする。
【０１７３】最後の２つのビット平面Ｘ0 ij及びＸ1 ijの
計算及び置換工程では、次の判定規則を使用する。 − ｗij＝０の場合、Ｘ1 ij＝Ｃij、Ｘ0 ij＝１−
Ｘ1 ij、 − ｗij＝１の場合、Ｘ1 ij＝１−Ｃij、Ｘ0 ij＝１−Ｘ
1 ij
【０１７４】したがって置換されるビット平面の数Ｍが
２であるこの実施形態では、最後から２番目のビット平
面Ｘ1 ijの値が、最後のビット平面Ｘ0 ijの代替値に等し
い。
【０１７５】検査工程Ｅ９で、係数Ｘijを全て処理した
かどうかを検査し、次いでエントロピー符号化工程Ｅ１
０で透かしが挿入された画像Ｉ'をファイルに圧縮す
る。
【０１７６】圧縮ファイルに記憶された画像Ｊを認証す
るため図１２に示すように、ファイルの量子化スペクト
ル係数Ｙijを抽出する目的でファイルのエントロピー復
号Ｅ１１を再度実施し、追加情報Ｗの挿入時に使用した
閾値Ｔよりも大きい値の係数のサブセットを再度選択す
る。
【０１７７】次に、係数Ｙijの最初の１４個のビット平
面及び機密キーＫの最初の１４個のビット平面から先と
同様に検査ビットＣijを計算する。
【０１７８】次に、挿入された２値情報の値ｗ'ijを抽
出するために最後の２つのビット平面の置換時に使用し
た判定規則を逆にたどる。 − Ｙ1 ij＝ＣijかつＹ0 ij＝１−Ｙ1 ijの場合、ｗ'ij＝
０、 − Ｙ1 ij＝１−ＣijかつＹ0 ij＝１−Ｙ1 ijの場合、ｗ'
ij＝１、 − Ｙ1 ij＝Ｙ0 ijの場合、情報ｗ'ijは復号不能
【０１７９】したがって置換されたビット平面の数Ｍが
２のとき、抽出工程Ｅ１７では、最後から２番目のビッ
ト平面Ｙ1 ijの値が最後のビット平面Ｙ0 ijの代替値に等
しい場合にのみ追加情報の値ｗ'ijが抽出される。
【０１８０】抽出された情報ｗ'ijと挿入された２値情
報ｗijの値とを比較する工程Ｅ１８、エラー・カウンタ
を増分する工程Ｅ１９、及び判断工程Ｅ２１は、第１の
実施形態で説明したものと同一である。
【０１８１】抽出工程Ｅ１７及び比較工程Ｅ１８から得
られた結果について多数決による判断を実施するとき、
この実施形態は特に興味深い。
【０１８２】それぞれの係数の最後の２つのビット平面
をこのように使用して変調を挿入すると、オリジナル画
像Ｉに存在しない（したがって画像Ｉの変更に起因す
る）スペクトル係数から挿入された情報ｗ'ijの正しい
値が抽出される可能性はより低くなる。
【０１８３】この実施形態では、画像Ｉへの真の変更に
起因する重大なエラーと（例えばファイルの軽微な過圧
縮が原因の）輝度の小変動に起因する小さなエラーとの
相違を予想することができる。
【０１８４】次に図１３及び図１４に関して第３の実施
形態を説明する。
【０１８５】この挿入及び認証方法の諸工程のうち、先
に説明した実施形態と比較して変更があった工程だけを
詳細に説明する。同一の工程には同一の参照符号が図に
付されている。
【０１８６】この実施形態では、オリジナル画像Ｉが未
加工データのままスペクトル・ドメインで、例えば値が
２５６グレー・レベルに変化する画素Ｉijのセットによ
って表される。
【０１８７】サイズＮ１×Ｎ２の画像Ｉは、第ｉ行、第
ｊ列に位置し、この例では８ビットに符号化された画素
Ｉijのセットを含む。
【０１８８】やはり８ビットで表された機密キーＫを使
用する。この例では、オリジナル画像Ｉと同サイズ、同
解像度の２値画像によって形成された透かしＷを挿入す
る。
【０１８９】したがって透かしＷは、第ｉ行、第ｊ列に
位置した情報ビットｗijのセットを含む。ｉ及びｊはそ
れぞれ１〜Ｎｉ及び１〜Ｎ２の範囲で変化する。
【０１９０】後に説明するように、透かしのそれぞれの
情報ビットｗijはオリジナル画像Ｉ中に変調され、した
がって復号器の入力の画像Ｊを認証する目的でこれを抽
出することができる。
【０１９１】追加情報を挿入するため図１３に示すよう
に、第１の工程Ｅ２で、画像Ｉの所定の走査順で読み取
った第１の画素Ｉijに注目する。
【０１９２】この例では、これがそれぞれの画素Ｉijの
最後のビット平面Ｉ0 ijだけを変調するように選択され
る。
【０１９３】計算工程Ｅ５では、画素Ｉijの最初の７つ
のビット平面と機密キーＫの最初の７つのビット平面に
ついて実施した２値演算の和Ｓを計算する。こうして以
下の和Ｓを得る。
【数３】 上式で「ＯＲ」は２値「ＯＲ」を表す。
【０１９４】次に、先と同様に計算工程Ｅ６で検査ビッ
トＣijを和Ｓのパリティの関数として計算する。
【０１９５】次に検査工程Ｅ８で、挿入する２値情報の
値ｗijを読み取り、置換工程Ｅ７で以下の規則を使用し
て最下位ビット平面を計算し、置換する。 − ｗij＝０の場合、Ｉ0 ij＝Ｃij、 − ｗij＝１の場合、Ｉ0 ij＝１−Ｃij
【０１９６】検査工程Ｅ９では全ての画素Ｉijに注目し
たかどうかを検査し、まだの場合には読取り工程Ｅ４で
次の画素に注目し、挿入方法の工程Ｅ５からＥ９を繰り
返す。
【０１９７】このようにして透かしが挿入された画像
Ｉ'が得られ、その初期の空間表現のオリジナル画像Ｉ
を保護することができる。
【０１９８】画像Ｊを認証するため図１４に示すよう
に、挿入された情報ビットの値ｗ'ijを抽出する目的で
画像Ｊのそれぞれの画素Ｊijについて逆演算を実施す
る。
【０１９９】工程Ｅ１２で、所定の走査順の最初の画素
Ｊijに注目し、計算工程Ｅ１５及びＥ１６で先と同様
に、画素Ｊijの最初の７つのビット平面及び機密キーＫ
の最初の７つのビット平面から検査ビットＣijを計算す
る。
【０２００】挿入された情報ビットの値ｗ'ijを見つけ
るためにそれぞれの係数Ｉijの最後のビット平面Ｉ0 ij
の置換の際に使用した規則を逆にたどる。 − Ｊ0 ij＝Ｃijの場合、ｗ'ij＝０、 − Ｊ0 ij＝１−Ｃijの場合、ｗ'ij＝１
【０２０１】次いで比較工程Ｅ１８で、抽出工程Ｅ１７
で抽出した値ｗ'ijを実際に挿入された値ｗijと比較す
る。
【０２０２】情報項目Ｗの抽出値ｗ'ijと挿入値ｗijが
異なるときには増分工程Ｅ１９で、それぞれの画素Ｊij
に対してエラー・カウンタを増分する。
【０２０３】検査工程Ｅ２０で、画像Ｊの全ての画素Ｊ
ijを処理したかどうかを検査し、まだの場合には読取り
工程Ｅ１４で次の画素に注目する。全ての画素Ｉijにつ
いて認証方法の工程Ｅ１５からＥ２０を繰り返す。
【０２０４】厳密判断工程Ｅ２１でエラーの数が０のと
き、画像を認証する。
【０２０５】これまでの例と同様に、初期画像Ｉの一切
のローカル操作をそれぞれの画素で突き止めることがで
きる。
【０２０６】このように本発明によって、圧縮形態と非
圧縮形態の両方のデジタル・データを認証することがで
きる。
【０２０７】次に、デジタル・データに追加情報を挿入
する他の装置を図１５に関して説明する。図１の装置に
対してこの装置は、処理対象データを表すパラメータに
注目し、これらのパラメータを量子化することができ
る。次いで量子化したパラメータに追加情報を挿入す
る。最後に、処理したパラメータを逆量子化しデータに
再挿入する。したがってこの実施形態は、透かしが挿入
されたデータが受ける可能性がある過圧縮に対してある
許容度を有する。
【０２０８】先に述べたとおり、例えば、透かしＷを挿
入するデジタル画像Ｉに注目する。
【０２０９】この画像は所定の数の係数を含む。
【０２１０】透かしは、例えば０または１に等しい２進
値ｗkのセットによって表される。このセットのサイズ
は画像の係数セットのそれよりも小さい。
【０２１１】この挿入装置は、 − 画像を表すパラメータのセットを決定する手段４
１、 − 画像を表すパラメータを量子化する手段４２、 − 量子化されたパラメータのセットに透かしＷを挿入
する手段４３、 − 処理後のパラメータを逆量子化する手段４４、 − 以上の手段によって処理したパラメータを画像に挿
入する手段４５を含む。
【０２１２】したがって装置４０はその出力に、代表パ
ラメータに透かしが挿入された画像Ｉ'を供給する。
【０２１３】先に述べたように画像Ｉ'はさまざまなひ
ずみ（圧縮及び解凍、表示のためのデジタル−アナログ
変換）を受ける可能性があり、そのため画像Ｊが、図１
６に示すような復号器５０に部分的に類似した認証装置
の入力に転送される。この認証装置の目的は、画像Ｊ
が、伝送された画像Ｉと同一のものであるか、または変
更されたものであるかを可能な過圧縮に対してある許容
度で指示することにある。
【０２１４】本発明に基づく認証装置はこの目的のた
め、 − 画像を表すパラメータを決定する、手段４１に類似
の手段５１、 − 画像を表すパラメータを量子化する手段４２に類似
の手段５２、 − 図２に記載した装置３０と同一の検出手段５３を含
む。
【０２１５】この認証装置はさらに、 − 挿入追加情報の抽出値Ｗ'と追加情報Ｗとを比較す
る手段５４、及び − デジタル信号Ｊを認証するか否かを前記比較結果の
関数として判断する手段５５を含む。
【０２１６】ここでもやはり、挿入情報を保護する機密
キーを使用することができる。
【０２１７】次に、図１５及び図１６に記載した装置の
動作に対応する挿入方法及び関連認証方法の第４の実施
形態について説明する。
【０２１８】図１７に、図１５の装置に実装される挿入
方法の第４の実施形態を示す。この方法は、工程Ｅ３０
からＥ３８を含む。
【０２１９】図６と同様にこの例では、デジタル信号が
圧縮ファイルに記憶された画像Ｉである。この画像Ｉ
は、現在さまざまな画像処理装置、特にデジタル写真装
置に実装されているＪＰＥＧ規格に基づく圧縮アルゴリ
ズムを使用して圧縮されている。したがってこの画像
は、離散コサイン変換（ＤＣＴ）によってスペクトル・
ドメインで分解され、次いで、例えばスカラー量子化手
法によって量子化されている。量子化されたスペクトル
係数のセットは次いで、エントロピー符号化によって符
号化される。
【０２２０】工程Ｅ３０は、低周波係数いわゆるＤＣ係
数のエントロピー復号を含む。それ以外の係数、すなわ
ち高周波係数であるＡＣ係数は、この実施形態では影響
を受けない。
【０２２１】次の工程Ｅ３１は、画像の第１のブロック
に対応する第１の低周波係数ＤＣkに注目するための初
期化工程である。
【０２２２】次の工程Ｅ３２は、現在の係数ＤＣkの逆
量子化である。この目的のため、画像を圧縮する際に使
用された量子化ピッチｑoを使用する。量子化ピッチｑo
を、それが記憶されている圧縮フォーマットのヘッダか
ら読み取る。当該ブロックの平均値の近似である値Ｖk
＝ＤＣk×ｑoを得る。
【０２２３】次の工程Ｅ３３は、先に計算した値Ｖkを
量子化ピッチｑtで量子化する工程を含む。量子化ピッ
チｑtは、画像の可能な過圧縮に対して希望する許容度
に対応する。量子化ピッチｑtは一般に量子化ピッチｑo
よりも大きい。例えば、ピッチｑoの値が８、ピッチｑt
の値が１０である。透かしが挿入された画像のビジュア
ル品質を維持するため、ピッチｑtは、ＪＰＥＧ圧縮の
場合には一般に１６である限界値よりも小さくなければ
ならない。
【０２２４】次に量子化された係数ｖk＝ＩＮＴ［Ｖk／
ｑt］を得る。上式でＩＮＴは整数部分を表す。
【０２２５】最大で低周波係数ＤＣkの数に等しい数の
係数ｗkから成る挿入された透かしＷに注目する。
【０２２６】次の工程Ｅ３４は、量子化された係数ｖk
に透かしＷの係数ｗkを挿入する工程を含む。挿入は、
図６の工程Ｅ５からＥ８に記載したとおりに実施する
が、ここでは、量子化された係数ｖkに適用する。これ
によって透かしが挿入された係数ｖ'kが得られる。
【０２２７】ここでも機密キーを使用することに留意さ
れたい。
【０２２８】次の工程Ｅ３５は、透かしが挿入された係
数ｖ'kの逆量子化である。挿入に固有の量子化ピッチｑ
tに注目し、得られた結果を量子化ピッチｑoを用いて量
子化して、データの初期のダイナミクスを見い出す。
【０２２９】このようにして式ＤＣ'k＝ＩＮＴ［（ｖ'k
×ｑt）／ｑo］で計算される係数ＤＣ'kを得る。
【０２３０】次の工程は、全ての低周波係数ＤＣkを処
理したかどうかを判定する検査である。応答が否定であ
る場合、この工程から工程Ｅ３７に進み、次の低周波係
数に注目する。工程Ｅ３７に続いて先に説明した工程Ｅ
３２に進む。
【０２３１】工程Ｅ３６の応答が肯定である場合には、
この工程から工程Ｅ３８に進み、処理した低周波係数を
再びエントロピー符号化し、これを、画像のデータを含
むビット・ストリームに再挿入する。
【０２３２】例えば量子化係数の最下位ビットを情報ビ
ットｗkで置き換えるなど、工程Ｅ３４を変更すること
ができることに留意されたい。
【０２３３】図１８について説明する。この実施形態の
挿入方法に関連した認証方法は工程Ｅ４０からＥ４８を
含む。
【０２３４】工程Ｅ４０は、画像Ｊの符号化された低周
波係数をエントロピー復号する工程を含む。この工程
は、先に説明した工程Ｅ３０と同一である。
【０２３５】次の工程Ｅ４１は、画像Ｊの第１の低周波
係数ＤＣJkに注目するための初期化工程である。低周波
係数は所定の順序、演繹的に任意の順序で注目する。低
周波係数の数は少なくとも探索対象である透かしの係数
の数に等しい。
【０２３６】次の工程Ｅ４２は、現在の低周波係数の逆
量子化を含む。この工程は、先に説明した工程Ｅ３２と
同一である。これによって係数ＶJkが得られる。
【０２３７】次の工程Ｅ４３は、量子化ピッチｑtを用
いた現在の低周波係数ＶJkの再量子化を含む。これによ
って量子化された係数ｖJkが得られる。
【０２３８】次の工程Ｅ４４は、挿入された透かしの係
数ｗJkの抽出である。この工程は、図７に関して説明し
た工程Ｅ１３からＥ１７と同一であるが、ここでは量子
化された係数ｖJkに適用される。
【０２３９】次の工程Ｅ４５は、抽出した係数ｗJkとそ
の挿入をチェックしたい追加情報の係数である係数ｗk
との比較である。比較結果は記憶する。
【０２４０】次の工程Ｅ４６は、全ての低周波係数を処
理したかどうかを判定する検査である。応答が否定の場
合、この工程から工程Ｅ４７に進み、次の低周波係数に
注目する。工程Ｅ４７に続いて先に説明した工程Ｅ４２
に進む。
【０２４１】工程Ｅ４６の応答が肯定である場合には、
この工程から工程Ｅ４８に進み、画像を認証するか、ま
たは全ての透かし挿入係数に対する比較工程の結果の関
数として画像に加えられた変更を突き止める。
【０２４２】次に、本発明の第５の実施形態を図１９及
び図２０に関して説明する。
【０２４３】この実施形態では、オリジナル画像Ｉが未
加工データのままスペクトル・ドメインで、例えば値が
２５６グレー・レベルに変化する画素のセットによって
表される。
【０２４４】画像Ｉは、例えば８ビットに符号化された
画素｛Ｘ｝のセットを含む。
【０２４５】やはり８ビットで表された機密キーＫを使
用する。
【０２４６】この例では、ＫＢ個の情報ビットｗkのセ
ットを含む挿入透かしＷを使用する。ＫＢは整数であ
り、ｋは１〜ＫＢの範囲を変化をする。
【０２４７】後に説明するように、透かしのそれぞれの
情報ビットｗkはオリジナル画像Ｉ中に変調され、した
がって復号器の入力の画像Ｊを認証する目的でこれを抽
出することができる。
【０２４８】この挿入方法は、図１９に示す工程Ｅ５０
からＥ５７を含む。
【０２４９】工程Ｅ５０は、挿入する最初の情報ビット
に注目するための初期化工程を含む。それぞれの情報ビ
ットに対して画像Ｉ中の対応するブロックに注目する。
この目的のため画像を隣接するブロックに分割する。ブ
ロックの数は、少なくとも挿入するビットの数ＫＢと同
じである。ブロックのサイズを設定し、これからブロッ
クの数を導き出し、最後に透かしのサイズＫＢを決定す
ることもできる。
【０２５０】したがって工程Ｅ５１で、ブロックＢkを
表すパラメータを決定する。この例では代表パラメータ
が、当該ブロックの係数の平均値Ｍkである。
【０２５１】次の工程Ｅ５２は、先に計算した平均値の
量子化である。この目的のため、以前の実施形態と同様
に量子化ピッチｑtに注目する。平均値Ｍkを、式ｍk＝
ＩＮＴ［Ｍk／ｑt］にしたがって計算される量子化され
た値ｍkで置き換える。
【０２５２】次の工程Ｅ５３は、正確に言えば、量子化
された係数ｍkへの情報ビットｗkの挿入である。この挿
入は図１３、より詳細には工程Ｅ５からＥ８に記載とお
りに実施するが、ここでは量子化された係数ｍkに適用
する。この工程の結果、透かしが挿入された係数ｍ* kが
得られる。
【０２５３】次の工程Ｅ５４は、先に計算した係数ｍ* k
を逆量子化し、透かしが挿入され、逆量子化された係数
Ｍ* kを形成する工程である。これは、式Ｍ* k＝ｍ* k×ｑ
tにしたがって計算される。
【０２５４】次の工程Ｅ５５では、工程Ｅ５１で計算し
た平均値と工程Ｅ５４で計算した透かし挿入後の平均値
の差を当該ブロックＢkの全ての係数に分散させる。こ
の目的のため、当該ブロックＢkのそれぞれの係数また
は画素Ｘを、式 Ｘ'＝Ｘ＋（Ｍk−Ｍ* k） に従って計算される係数Ｘ'で置き換える。
【０２５５】次の工程Ｅ５６は、画像中の全てのブロッ
クに注目したかどうかを判定する検査である。応答が否
定の場合、この工程から工程Ｅ５７に進み、次のブロッ
ク及び挿入する次の情報ビットに注目する。工程Ｅ５７
に続いて先に説明した工程Ｅ５１に進む。
【０２５６】工程Ｅ５６の応答が肯定のとき、画像への
透かしの挿入は完了となる。このようにして透かしが挿
入された画像Ｉ'が得られ、オリジナル画像Ｉをその初
期の空間表現で保護することができる。
【０２５７】図２０に、図１９の挿入方法に対応する認
証方法を示す。この方法は工程Ｅ６０からＥ６７を含
む。
【０２５８】工程Ｅ６０は、認証対象画像Ｊの第１のブ
ロックに注目するための初期化工程である。画像Ｊは、
画像Ｉと同じフォーマットを有する。
【０２５９】次の工程Ｅ６１では、現在のブロックＢＪ
kを表すパラメータを計算する。ブロックＢＪkは、画像
ＩのブロックＢkと類似であり、これらの２つのブロッ
クのサイズ及び数は同じである。挿入方法の場合と同様
に、代表パラメータは現在のブロックの係数の平均値Ｍ
Ｊkである。
【０２６０】次の工程Ｅ６２は、量子化ピッチｑtを用
いた現在の平均値ＭＪkの量子化であり、式ｍｊk＝ＩＮ
Ｔ［ＭＪk／ｑt］で得られる量子化された係数ｍｊkが
形成される。
【０２６１】次の工程Ｅ６３は、量子化された係数ｍｊ
kから情報ビットｗｊkを抽出する工程である。抽出は図
１４の工程Ｅ１５からＥ１７と同一であるが、係数ｍｊ
kに適用される。
【０２６２】次の工程Ｅ６４は、前の工程で抽出した情
報ビットｗｊkと透かしＷの情報ビットｗkとの比較を含
む。比較結果は記憶する。
【０２６３】次の工程Ｅ６５は、画像Ｊの全てのブロッ
クを処理したかどうかをチェックする検査である。応答
が否定の場合、この工程から工程Ｅ６６に進み次のブロ
ックに注目する。工程Ｅ６６に続いて先に説明した工程
Ｅ６２に進む。
【０２６４】工程Ｅ６５の応答が肯定のときには画像中
のブロックが全て処理されたことになる。工程Ｅ６５か
ら工程Ｅ６７に進み、比較結果に基づいて画像を認証す
るか、または変更を突き止める。この実施形態では、変
更がブロック単位で突き止められ、図１４の場合ように
係数単位で突き止められるのではないことに留意された
い。
【０２６５】この実施形態を、図１３及び図１４の実施
形態と組み合わせる、すなわち、まず画像の係数のブロ
ックに挿入を実施し、次いで画像の係数に実施するよう
にすることができる。
【０２６６】本発明は特に、デジタル画像を圧縮ファイ
ルに記憶するデジタル写真機器に適用される。
【０２６７】当然ながら、本発明の範囲を逸脱すること
なしに以上に記載した例に多くの変更を加えることがで
きる。
【０２６８】したがって透かしの挿入を、画像などのデ
ジタル信号を例えばウェーブレット・スペクトル分解な
どのマルチレゾルーション・スペクトル分解によって得
られるスペクトル係数に実装することができる。
【０２６９】挿入情報の隠蔽をより良好にするために、
より複雑な計算規則を使用して計算検査ビットを機密キ
ーの関数として計算することもできる。ただし、この計
算規則が復号器で再現できるものでなくてはならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく挿入装置を示すブロック図であ
る。
【図２】本発明に基づく認証装置を示すブロック図であ
る。
【図３】圧縮デジタル・データ・ファイルに追加情報を
挿入するのに使用する挿入装置を示すブロック図であ
る。
【図４】圧縮ファイルの認証に使用する認証装置を示す
ブロック図である。
【図５】本発明に基づく挿入及び／または認証方法を実
装するように適合されたコンピュータを示すブロック図
である。
【図６】本発明の第１の実施形態に基づく挿入方法のア
ルゴリズムを示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態に基づく認証方法のアルゴリズ
ムを示すフローチャートである。
【図８】認証対象画像のスペクトル表現を示す図であ
る。
【図９】前記第１の実施形態に基づく挿入方法の一工程
を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に基づく挿入方法の
一工程を示す図である。
【図１１】本発明の前記第２の実施形態に基づく挿入方
法のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１２】前記第２の実施形態に基づく認証方法のアル
ゴリズムを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第３の実施形態に基づく挿入方法の
アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図１４】前記第３の実施形態に基づく認証方法のアル
ゴリズムを示すフローチャートである。
【図１５】本発明に基づく他の挿入装置を示すブロック
図である。
【図１６】本発明に基づく他の認証装置を示すブロック
図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に基づく挿入方法の
アルゴリズムである。
【図１８】前記第４の実施形態に基づく認証方法のアル
ゴリズムを示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第５の実施形態に基づく挿入方法の
アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図２０】前記第５の実施形態に基づく認証方法のアル
ゴリズムを示すフローチャートである。

Claims (63)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 係数のセットに分解されたデジタル信号
    を認証する目的で透かしのような２進値のセットによっ
    て表される追加情報を挿入する挿入方法であって、 少なくとも１つの係数に対して検査ビットを計算する工
    程と、 前記検査ビット及び前記追加情報の２進値の関数として
    透かしが挿入された係数で前記少なくとも１つの係数を
    置換する工程と、を含むことを特徴とする挿入方法。
  2. 【請求項２】 それぞれがＬビットで表される係数のセ
    ットに分解されたデジタル信号を認証する目的で透かし
    のような、前記係数のセットと同サイズの２進値のセッ
    トによって表される追加情報を挿入する挿入方法であっ
    て、 少なくとも１つの係数に対して、所定の演算に基づいて
    前記係数の最初のＬ−Ｍビット平面の関数として検査ビ
    ットを計算する工程と、 最後のＭビット平面を所定の可逆規則に基づいて前記検
    査ビット及び前記追加情報の２進値の関数として計算す
    る工程と、 計算した最後のＭビット平面で前記係数の最後のＭビッ
    ト平面を置換する工程と、 を含むことを特徴とする挿入方法。
  3. 【請求項３】 前記検査ビットを計算する工程で、前記
    所定の演算が、最初のＬ−Ｍビット平面及びＬビットで
    表された機密キーの関数であることを特徴とする請求項
    ２に記載の挿入方法。
  4. 【請求項４】 前記所定の演算は、前記係数の最初のＬ
    −Ｍビット平面と前記機密キーの最初のＬ−Ｍビット平
    面との２進演算の和をとること、及び前記和のパリティ
    の関数として前記検査ビットを計算することを特徴とす
    る請求項３に記載の挿入方法。
  5. 【請求項５】 置換されるビット平面の数Ｍが１又は２
    であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項
    に記載の挿入方法。
  6. 【請求項６】 前記最後のＭビット平面を計算する工程
    で、最後のビット平面の値が、前記追加情報の２進値の
    状態に応じて前記検査ビットの値又は前記検査ビットの
    代替値の値をとることを特徴とする請求項２乃至５のい
    ずれか１項に記載の挿入方法。
  7. 【請求項７】 置換されるビット平面の数Ｍが２であ
    り、前記最後のＭビット平面を計算する工程で、最後か
    ら２番目のビット平面の値が最後のビット平面の代替値
    の値をとることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか
    １項に記載の挿入方法。
  8. 【請求項８】 デジタル信号が、量子化されたスペクト
    ル係数（量子化スペクトル係数）のセットに分解される
    請求項２乃至７のいずれか１項に記載の挿入方法におい
    て、少なくとも大きさがゼロよりも厳密に大きい量子化
    スペクトル係数のサブセットを選択する前工程をさらに
    含み、前記検査ビットを計算する工程、前記最後のＭビ
    ット平面を計算する工程、及び前記置換する工程が前記
    サブセットのそれぞれの係数に対して実行されることを
    特徴とする挿入方法。
  9. 【請求項９】 前記選択工程において、係数のサブセッ
    トが、大きさが閾値よりも大きい量子化スペクトル係数
    を含むことを特徴とする請求項８に記載の挿入方法。
  10. 【請求項１０】 前記追加情報を表す２進値のセット
    が、前記量子化スペクトル係数のセットのサイズよりも
    小さいサイズの初期２進情報項目の繰り返しによって生
    成されることを特徴とする請求項８又は９に記載の挿入
    方法。
  11. 【請求項１１】 圧縮ファイルに記憶されたデジタル信
    号を認証する、請求項８又は９に記載の挿入方法におい
    て、 前記量子化スペクトル係数を抽出するように適応された
    エントロピー復号工程と、 前記置換工程後のエントロピー符号化工程とを更に含む
    ことを特徴とする挿入方法。
  12. 【請求項１２】 係数のセットを含むデジタル信号を認
    証するために透かしのような、前記係数のセットのサイ
    ズよりも小さいサイズの２進値のセットによって表され
    る追加情報を挿入する挿入方法であって、 前記デジタル信号を表し、少なくとも前記２進値のセッ
    トのサイズに等しいサイズを有するパラメータのセット
    を決定する工程と、 前記デジタル信号を表す前記パラメータを所定の量子化
    ピッチに基づいて量子化する工程と、 量子化した代表パラメータに前記２進値を挿入する工程
    と、 先に処理したパラメータを逆量子化する工程と、 逆量子化したパラメータを前記信号に挿入する工程と、
    を含むことを特徴とする挿入方法。
  13. 【請求項１３】 量子化した前記代表パラメータへの２
    進値の挿入が、前記量子化した代表パラメータのセット
    を当該係数セットとした請求項１乃至１１のいずれか１
    項に記載の挿入方法に基づいて実施されることを特徴と
    する請求項１２に記載の挿入方法。
  14. 【請求項１４】 前記代表パラメータのセットが、前記
    デジタル信号の係数のブロックに対して計算された係数
    の平均値を含むことを特徴とする請求項１２又は１３に
    記載の挿入方法。
  15. 【請求項１５】 前記代表パラメータのセットが、ブロ
    ックに実施された周波数分解の低周波係数を含むことを
    特徴とする請求項１２又は１３に記載の挿入方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１乃至１０のいずれか１項に記
    載の挿入方法によって、係数のセットに分解され、それ
    ぞれの係数がＬビットで表されるデジタル信号に挿入さ
    れた透かしのような追加情報に基づいて前記デジタル信
    号を認証する認証方法であって、 少なくとも１つの係数に対して、前記所定の演算に基づ
    いて前記係数の最初のＬ−Ｍビット平面の関数として検
    査ビットを計算する工程と、 前記挿入された追加情報の値を、前記所定の可逆規則に
    基づいて前記検査ビット及び最後のＭビット平面の関数
    として抽出する工程と、 前記挿入された追加情報の抽出値と前記追加情報の２進
    値とを比較する工程と、 前記挿入された追加情報の前記抽出値と前記２進値とが
    同一であるか否かに応じて前記デジタル信号を認証でき
    るか否かを決定する工程と、 を含むことを特徴とする認証方法。
  17. 【請求項１７】 前記検査ビットを計算する工程で、前
    記所定の演算が、最初のＬ−Ｍビット平面及びＬビット
    で表された機密キーの関数であることを特徴とする請求
    項１６に記載の認証方法。
  18. 【請求項１８】 前記所定の演算が、前記係数の最初の
    Ｌ−Ｍビット平面と前記機密キーの最初のＬ−Ｍビット
    平面との２進演算の和をとること、及び前記和のパリテ
    ィの関数として前記検査ビットを計算することを特徴と
    する請求項１７に記載の認証方法。
  19. 【請求項１９】 前記抽出工程で、ビット平面の数Ｍが
    １又は２であることを特徴とする請求項１６乃至１８の
    いずれか１項に記載の認証方法。
  20. 【請求項２０】 前記抽出工程で、前記追加情報の値
    が、最後のビット平面の値と前記検査ビットの値とが等
    しいか否かに応じて、１つの状態または別の状態をとる
    ことを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか１項に
    記載の認証方法。
  21. 【請求項２１】 前記抽出工程で、前記ビット平面の数
    Ｍが２であり、最後から２番目のビット平面の値が最後
    のビット平面の代替値に等しい場合にのみ前記追加情報
    の値が抽出されることを特徴とする請求項１６乃至２０
    のいずれか１項に記載の認証方法。
  22. 【請求項２２】 デジタル信号が量子化スペクトル係数
    のセットに分解される請求項１６乃至２１のいずれか１
    項に記載の認証方法において、 大きさが閾値よりも大きい量子化スペクトル係数のサブ
    セットを選択する前工程をさらに含み、前記検査ビット
    を計算する工程、前記抽出工程、前記比較工程、及び前
    記判断工程が前記サブセットのそれぞれの係数に対して
    実施されることを特徴とする認証方法。
  23. 【請求項２３】 圧縮ファイルに記憶されたデジタル信
    号を認証するための請求項２２に記載の認証方法におい
    て、 前記量子化スペクトル係数を抽出するように適応された
    事前のエントロピー復号工程をさらに含むことを特徴と
    する認証方法。
  24. 【請求項２４】 請求項１２乃至１５のいずれか１項に
    記載の挿入方法によってデジタル信号に挿入された透か
    しのような、前記係数のセットのサイズよりもサイズが
    小さい２進値のセットによって表される追加情報に基づ
    いて前記デジタル信号を認証する認証方法であって、 前記デジタル信号を表し、少なくとも前記２進値のセッ
    トのサイズに等しいサイズを有するパラメータのセット
    を決定する工程と、 前記デジタル信号を表す前記パラメータを所定の量子化
    ピッチに基づいて量子化する工程と、 前記量子化した代表パラメータの追加情報値を抽出する
    工程と、 前記抽出した値を前記追加情報値と比較する工程と、 前記比較工程の結果の関数として、前記デジタル信号を
    認証するか否かを決定する工程と、 を含むことを特徴とする認証方法。
  25. 【請求項２５】 前記代表パラメータのセットが、前記
    デジタル信号の係数のブロックに対して計算された係数
    の平均値を含むことを特徴とする請求項２４に記載の認
    証方法。
  26. 【請求項２６】 前記代表パラメータのセットが、ブロ
    ックに実施された周波数分解の低周波係数を含むことを
    特徴とする請求項２４に記載の認証方法。
  27. 【請求項２７】 前記係数のセットに分解されたデジタ
    ル信号を認証するために透かしのような、２進値のセッ
    トによって表される追加情報を挿入する挿入装置であっ
    て、 少なくとも１つの係数に対して検査ビットを計算する手
    段と、 前記検査ビット及び前記追加情報の２進値の関数として
    透かしが挿入された係数で前記少なくとも１つの係数を
    置換する手段と、を含むことを特徴とする挿入装置。
  28. 【請求項２８】 それぞれがＬビットで表された係数の
    セットに分解されたデジタル信号を認証するために透か
    しのような、前記係数のセットと同サイズの２進値のセ
    ットによって表される方追加情報を挿入する挿入装置で
    あって、 前記検査ビットを所定の演算に基づいて前記係数の最初
    のＬ−Ｍビット平面の関数として計算する手段と、 所定の可逆規則に基づいて、前記検査ビット及び前記追
    加情報の２進値の関数として前記最後のＭビット平面を
    計算する手段と、 前記計算した最後のＭビット平面で前記係数の最後のＭ
    ビット平面を置換する手段と、を含むことを特徴とする
    挿入装置。
  29. 【請求項２９】 前記計算手段の前記所定の演算が、最
    初のＬ−Ｍビット平面及びＬビットで表された機密キー
    の関数であることを特徴とする請求項２８に記載の挿入
    装置。
  30. 【請求項３０】 前記置換されるビット平面の数Ｍが１
    又は２であることを特徴とする請求項２８又は２９に記
    載の挿入装置。
  31. 【請求項３１】 前記デジタル信号が量子化スペクトル
    係数のセットに分解される請求項２８乃至３０のいずれ
    か１項に記載の挿入装置において、前記量子化スペクト
    ル係数のサブセットを選択する手段であって、少なくと
    も大きさがゼロよりも厳密に大きい係数を選択するよう
    に適合された手段を更に有することを特徴とする挿入装
    置。
  32. 【請求項３２】 前記選択手段が、前記大きさが閾値よ
    りも大きい量子化スペクトル係数を選択するように適応
    されることを特徴とする請求項３１に記載の挿入装置。
  33. 【請求項３３】 圧縮ファイルに記憶されたデジタル信
    号を認証するための請求項２８乃至３２のいずれか１項
    に記載の挿入装置において、 前記量子化スペクトル係数を抽出するように適応された
    エントロピー復号手段及びエントロピー符号化手段を更
    に有することを特徴とする挿入装置。
  34. 【請求項３４】 マイクロプロセッサ、デジタル信号に
    追加情報を挿入するプログラムを含むリード・オンリー
    ・メモリ、及び前記プログラムの実行中に変更された変
    数を記録するように適応されたレジスタを含むランダム
    ・アクセス・メモリに組み込まれることを特徴とする請
    求項２８乃至３３のいずれか１項に記載の挿入装置。
  35. 【請求項３５】 係数のセットを含むデジタル信号を認
    証するために透かしのような、前記係数のセットのサイ
    ズよりも小さいサイズの２進値のセットによって表され
    る追加情報を挿入する挿入装置であって、 前記デジタル信号を表し、少なくとも前記２進値のセッ
    トのサイズに等しいサイズを有するパラメータのセット
    を決定する手段と、 前記でｊ樽信号を表す前記パラメータを所定の量子化ピ
    ッチに基づいて量子化する手段と、 前記量子化した代表パラメータに前記２進値を挿入する
    手段と、 先に処理したパラメータを逆量子化する手段と、 逆量子化したパラメータを前記デジタル信号に挿入する
    手段と、を備えることを特徴とする挿入装置。
  36. 【請求項３６】 前記量子化した代表パラメータに前記
    ２進値を挿入する手段は、前記量子化した代表パラメー
    タのセットを当該係数セットとする請求項２８乃至３４
    のいずれか１項に記載の装置に実装されることを特徴と
    する請求項３５に記載の挿入装置。
  37. 【請求項３７】 前記信号を表すパラメータのセットを
    決定する手段が、前記デジタル信号の係数のブロックに
    対して計算された係数の平均値を前記代表パラメータと
    みなすように適応されることを特徴とする請求項３５又
    は３６に記載の挿入装置。
  38. 【請求項３８】 前記デジタル信号を表すパラメータの
    セットを決定する手段は、ブロックに実施された周波数
    分解の低周波係数を代表パラメータとみなすように適応
    されることを特徴とする請求項３５又は３６に記載の挿
    入装置。
  39. 【請求項３９】 請求項２乃至１１のいずれか１項に記
    載の挿入方法によって、係数のセットに分解され、それ
    ぞれの係数がＬビットで表されるデジタル信号に挿入さ
    れた透かしのような追加情報に基づいて前記デジタル信
    号を認証する認証装置であって、 前記所定の演算に基づいて前記係数の最初のＬ−Ｍビッ
    ト平面の関数として検査ビットを計算する手段と、 前記挿入された追加情報の値を前記所定の可逆規則に基
    づいて検査ビット及び前記係数の最後のＭビット平面の
    関数として抽出する手段と、 前記挿入された追加情報の抽出値と前記追加情報の２進
    値とを比較する手段と、 前記挿入された追加情報の抽出値と前記２進値とが同一
    であるか否かに応じてデジタル信号を認証するか否かを
    決定する手段と、 を有することを特徴とする認証装置。
  40. 【請求項４０】 前記計算手段の前記所定の演算が、最
    初のＬ−Ｍビット平面及びＬビットで表された機密キー
    の関数であることを特徴とする請求項３９に記載の認証
    装置。
  41. 【請求項４１】 前記抽出手段が使用するビット平面の
    数Ｍが１または２であることを特徴とする請求項３９又
    は４０に記載の認証装置。
  42. 【請求項４２】 デジタル信号が量子化スペクトル係数
    のセットに分解される請求項３９乃至４１のいずれか１
    項に記載の認証装置において、 前記量子化スペクトル係数のサブセットを選択する手段
    であって、その大きさが閾値よりも大きい係数を選択す
    るように適合された手段をさらに有することを特徴とす
    る認証装置。
  43. 【請求項４３】 圧縮ファイルに記憶されたデジタル信
    号を認証するための請求項４２に記載の認証装置におい
    て、 前記量子化スペクトル係数を抽出するように適応された
    エントロピー復号手段を更に有することを特徴とする認
    証装置。
  44. 【請求項４４】 請求項３５乃至３８のいずれか１項に
    記載の挿入装置によってデジタル信号に挿入された透か
    しのような、前記係数のセットのサイズよりも小さいサ
    イズの２進値のセットによって表される追加情報に基づ
    いて前記デジタル信号を認証する認証装置であって、 前記デジタル信号を表し、少なくとも前記２進値のセッ
    トのサイズに等しいサイズを有するパラメータのセット
    を決定する手段と、 前記デジタル信号を表す前記パラメータを所定の量子化
    ピッチに基づいて量子化する手段と、 前記量子化した代表パラメータの追加情報値を抽出する
    手段と、 抽出した追加情報値を前記追加情報の値と比較する手段
    と、 前記比較手段の結果の関数として、前記デジタル信号を
    認証するか否かを決定する手段と、 を含むことを特徴とする認証装置。
  45. 【請求項４５】 前記デジタル信号を表すパラメータの
    セットを決定する手段は、前記デジタル信号の係数のブ
    ロックに対して計算された係数の平均値を代表パラメー
    タとみなすように適応されることを特徴とする請求項４
    ４に記載の認証装置。
  46. 【請求項４６】 前記デジタル信号を表すパラメータの
    セットを決定する手段は、ブロックに実施された周波数
    分解の低周波係数を代表パラメータとみなすように適応
    されることを特徴とする請求項４４に記載の認証装置。
  47. 【請求項４７】 マイクロプロセッサ、デジタル信号を
    認証するプログラムを含むリード・オンリー・メモリ、
    及び前記プログラムの実行中に変更された変数を記録す
    るように適合されたレジスタを含むランダム・アクセス
    ・メモリに組み込まれることを特徴とする請求項３９乃
    至４４のいずれか１項に記載の認証装置。
  48. 【請求項４８】 請求項１乃至１５のいずれか１項に記
    載の挿入方法を実施するように適応された手段を有する
    ことを特徴とするコンピュータ。
  49. 【請求項４９】 請求項１６乃至２６のいずれか１項に
    記載の認証方法を実施するように適応された手段を有す
    ることを特徴とするコンピュータ。
  50. 【請求項５０】 請求項２７乃至３８のいずれか１項に
    記載の挿入装置を備えることを特徴とするコンピュー
    タ。
  51. 【請求項５１】 請求項３９乃至４７のいずれか１項に
    記載の認証装置を備えることを特徴とするコンピュー
    タ。
  52. 【請求項５２】 請求項１乃至１５のいずれか１項に記
    載の挿入方法を実施するように適応された手段を有する
    ことを特徴とするデジタル信号処理装置。
  53. 【請求項５３】 請求項１６乃至２６のいずれか１項に
    記載の認証方法を実施するように適応された手段を有す
    ることを特徴とするデジタル信号処理装置。
  54. 【請求項５４】 請求項２７乃至３８のいずれか１項に
    記載の挿入装置を備えることを特徴とするデジタル信号
    処理装置。
  55. 【請求項５５】 請求項３９乃至４７のいずれか１項に
    記載の認証装置を備えることを特徴とするデジタル信号
    処理装置。
  56. 【請求項５６】 請求項１乃至１５のいずれか１項に記
    載の挿入方法を実施するように適応された手段を有する
    ことを特徴とするデジタル写真装置。
  57. 【請求項５７】 請求項１６乃至２６のいずれか１項に
    記載の認証方法を実施するように適応された手段を有す
    ることを特徴とするデジタル写真装置。
  58. 【請求項５８】 請求項２７乃至３８のいずれか１項に
    記載の挿入装置を備えることを特徴とするデジタル写真
    装置。
  59. 【請求項５９】 請求項３９乃至４７のいずれか１項に
    記載の認証装置を備えることを特徴とするデジタル写真
    装置。
  60. 【請求項６０】 請求項１乃至１５のいずれか１項に記
    載の挿入方法を実装するように適合された手段を有する
    ことを特徴とするデジタル・カメラ。
  61. 【請求項６１】 請求項１６乃至２６のいずれか１項に
    記載の認証方法を実施するように適応された手段を有す
    ることを特徴とするデジタル・カメラ。
  62. 【請求項６２】 請求項２７乃至３８のいずれか１項に
    記載の挿入装置を備えることを特徴とするデジタル・カ
    メラ。
  63. 【請求項６３】 請求項３９乃至４７のいずれか１項に
    記載の認証装置を備えることを特徴とするデジタル・カ
    メラ。
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