JP2001008022A - 電子透かし記録方法及び電子透かし記録装置 - Google Patents

電子透かし記録方法及び電子透かし記録装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンテンツ情報の一部を抜き取って記録する
際にも電子透かし信号が常に失われないようにした電子
透かし記録方法及び記録装置を提供する。 【解決手段】 入力コンテンツ情報は電子透かし信号検
出器1によって、電子透かし信号(第1の電子透かし信
号)が検出される。検出した電子透かし信号は、電子透
かし内容メモリー2に一時記憶される。一時記憶された
電子透かし信号は、電子透かし信号挿入器4に送信され
る。電子透かし信号挿入器4では、コンテンツ信号抜き
取り器3により抜き取られたコンテンツ信号に、前記検
出された電子透かし信号(第1の電子透かし信号)と同
等内容の電子透かし信号(第2の電子透かし信号)を新
たに記録する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子透かし信号が
記録されているコンテンツ情報の記録に関するもので、
特に、コンテンツ情報の一部を抜き取って記録する際に
も電子透かし信号が常に失われないようにした電子透か
し記録方法及び記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子透かしは、画像や音声のマルチメデ
ィアデータに何らかの情報を埋め込み、隠し持たせる技
術である。埋め込む方式は様々なものがある。NTTヒュ
ーマンインタフェース研究所はSCIS'97-31Gにおいて、
“DCTを用いたディジタル動画像における著作権情報埋
め込み方法”を発表している。ここではMPEG符号への情
報埋め込み、特にDCT係数や、動きベクトル、量子化特
性の変更に基づく情報埋め込み手法を提案している。
【0003】また、防衛大学はSCIS'97−26Bにおい
て、“PN系列による画像への透かし署名法”を発表して
いる。ここでは直接拡散方式に従い、PN系列で画像信号
を拡散し、画像に署名情報を合成する方法を提案してい
る。
【0004】また、G. Caronniによる“Assuring Owner
ship rights for Digital Images”,(Proc. Reliable
IT Systems, VIS '95, 1995)という論文では、タグ
(小さな幾何学的パターン)を視覚的に感知できない輝
度レベルで電子化された画像に付加することが提案され
ている。K. Tanaka による“Embedding Secret Informa
tion into a Dithered Multi-level Image”,(IEEE M
ilitary Comm. Conf., pp 216-220, 1990 )、及び、K.
Mitsui等による“Video-steganography ”,(IMA Inte
llectual Property Proc., vI, pp 187-206, 1994 )と
いう論文では、量子化ノイズに似た電子透かし信号を埋
め込む方法について述べられている。
【0005】MacqおよびQuisquaterによる“Cryptology
for Digital TV Broadcasting”,(Proc. of the IEE
E, 83(6), pp 944-957, 1995)という論文では、画像輪
郭の近くに位置しているピクセルの最下位ビットに電子
透かし信号を挿入する方法が記述されている。W. Bende
r 等は“Techniques for Date Hiding”,(Proc. of S
PIE, v2420,page 40, July 1995)という論文におい
て、“パッチワーク”と呼ばれる統計的な方法や、“te
xture block coding”と呼ばれる画像に見られるランダ
ムなテクスチュアパターンを利用した方法が説明されて
いる。
【0006】次に、電子透かし信号の挿入対象となる圧
縮信号の一つであるMPEG信号について説明する。MPEGは
1988年、ISO/IEC JTC1/SC2(国際標準化機構/国際電気
標準化会合同技術委員会1/専門部会2、現在のSC29)に
設立された動画像符号化標準を検討する組織の名称(Mo
ving Pictures Expert Group)の略称である。MPEG1(M
PEGフェーズ1)は1.5Mbps程度の蓄積メディアを対象と
した標準で、静止画符号化を目的としたJPEGと、ISDNの
テレビ会議やテレビ電話の低転送レート用の動画像圧縮
を目的としたH.261(CCITT SGXV、現在のITU-T SG15で
標準化)の基本的な技術を受け継ぎ、蓄積メディア用に
新しい技術を導入したものである。これらは1993年8
月、ISO/IEC 11172 として成立している。
【0007】MPEG2(MPEGフェーズ2)は通信や放送な
どの多様なアプリケーションに対応できるように汎用標
準を目的として、1994年11月ISO/IEC 1381
8、H.262として成立している。
【0008】MPEGは幾つかの技術を組み合わせて作成さ
れている。図6に従来のMPEG符号化器のブロック図を示
す。入力画像は、動き補償予測器41で動き補償予測さ
れた局部復号化画像と差分器42において差分を取られ
ることで時間冗長部分が削減される。予測の方向は、過
去、未来、両方からの3モード存在する。またこれらは
16画素×16画素のMB(マクロブロック)ごとに切り替え
て使用できる。予測方向は入力画像に与えられたピクチ
ャタイプによって決定される。過去からの予測と、予測
をしないでそのMBを独立で符号化する2モード存在する
のがPピクチャー(プレディクティドピクチャー)であ
る。また未来からの予測、過去からの予測、両方からの
予測、独立で符号化する4モード存在するのがBピクチ
ャー(バイディレクショナルプレディクティドピクチャ
ー)である。そして全てのMBが独立で符号化するのがI
ピクチャー(イントラピクチャー)である。
【0009】動き補償は、動き領域をMBごとにパターン
マッチングを行ってハーフペル精度で動きベクトルを検
出し、動き分だけシフトしてから予測する。動きベクト
ルは水平方向と垂直方向が存在し、何処からの予測かを
示すMC(Motion Compensation)モードとともにMBの付加
情報として伝送される。Iピクチャから次のIピクチャの
前のピクチャまでをGOP(Group Of Picture)といい、蓄
積メディアなどで使用される場合には、一般に約15ピ
クチャ程度が使用される。
【0010】差分画像はDCT器43において直交変換が
行われる。DCT(Discrete Cosine Transform)とは、余
弦関数を積分核とした積分変換を有限空間への離散変換
する直交変換である。MPEGではMBを4分割し8×8のDCT
ブロックに対して、2次元DCTを行う。一般にビデオ信
号は低域成分が多く高域成分が少ないため、DCTを行う
と係数が低域に集中する。
【0011】DCTされた画像データ(DCT係数)は量子化
器44で量子化が行われる。量子化は量子化マトリック
スという8×8の2次元周波数を視覚特性で重み付けした
値と、その全体をスカラー倍する量子化スケールという
値で乗算した値を量子化値として、DCT係数をその量
子化値で叙算する。デコーダーで逆量子化するときは量
子化値で乗算することにより、元のDCT係数に近似し
ている値を得ることになる。
【0012】量子化されたデータはVLC器45で可変長
符号化される。量子化された値のうち直流(DC)成分
は予測符号化のひとつであるDPCM(differencial p
ulsecode modulation )を使用する。また交流(AC)
成分は低域から高域にzigzagscanを行い、ゼロのラン長
および有効係数値を1つの事象とし、出現確率の高いも
のから符号長の短い符号を割り当てていくハフマン符号
化が行われる。
【0013】可変長符号化されたデータは一時バッファ
46に蓄えられ、所定の転送レートで符号化データとし
て出力される。また、その出力されるデータのマクロブ
ロック毎の発生符号量は、符号量制御器(図示せず)に
送信され、目標符号量に対する発生符号量との誤差符号
量を量子化器44にフィードバックして量子化スケール
を調整することで符号量制御される。
【0014】また、量子化された画像データは逆量子化
器47にて逆量子化、逆DCT器48にて逆DCTされ加算器
49を介して一時、画像メモリ50に蓄えられたのち、
動き補償予測器41において、差分画像を計算するため
のリファレンスの復号化画像(局部復号化画像)として
使用される。バッファ46から出力された符号化データ
は、符号化と逆の工程により復号化される。図7に従来
のMPEG復号化器のブロック図を示す。VLD器(可変長符
号復号器)51、逆量子化器52、逆DCT器53、加算
器54、画像メモリ55、動き補償予測器56により構
成される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の電子透
かし信号の挿入頻度については、アプリケーション依存
のことが多い。例えば、画像データの場合、電子透かし
方式によっては、数フレームの画像を用いて電子透かし
信号を分散している場合がある。その場合、数フレーム
まとまった形態でないと電子透かし信号が読み出せな
い。また、数フレーム毎の1フレームに電子透かし信号
を記録している場合も考えられる。その場合、記録され
ていないフレームを抜き取った場合、電子透かし信号が
消えてしまう恐れがある。電子透かし信号がフレーム毎
に記録されている場合でも、その画面(フレーム)内の
特定のエリアを切り出したデータにおいて電子透かし信
号が常に記録されているとは限らない。また、オーディ
オデータの場合も同様に、特定のサンプル数用いて電子
透かし信号を分散している場合がある。その場合、特定
サンプル数まとまった形態でないと電子透かし信号が読
み出せないという問題があった。
【0016】この発明は、所定の情報単位毎に、または
所定の情報単位にわたって第1の電子透かし信号が記録
されたコンテンツデータから、前記所定の情報単位より
も少ない情報量のコンテンツデータを抜き出す場合にお
いても、抜き出したコンテンツデータにおいて、常に第
1の電子透かし信号と同等内容の電子透かし信号を保持
できる電子透かし記録方法及び記録装置を提供すること
を目的としている。
【0017】
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために本発明は、所定の情報単位毎に、または所定
の情報単位にわたって第1の電子透かし信号が記録され
たコンテンツデータから、前記所定の情報単位よりも少
ない情報量のコンテンツデータを抜き出す場合におい
て、抜き出したコンテンツデータに、前記第1の電子透
かし信号と同等内容であり、かつ、前記抜き出したコン
テンツデータの情報量において挿入可能な第2の電子透
かし信号を記録することを特徴とする電子透かし記録方
法、を提供するとともに、所定の情報単位毎に、または
所定の情報単位にわたって第1の電子透かし信号が記録
されたコンテンツデータから、前記所定の情報単位より
も少ない情報量のコンテンツデータを抜き出す場合にお
いて、抜き出したコンテンツデータに、前記第1の電子
透かし信号と同等内容であり、かつ、前記抜き出したコ
ンテンツデータの情報量において挿入可能な第2の電子
透かし信号を記録する記録手段を設けたことことを特徴
とする電子透かし記録装置、を提供するものである。
【0018】
【発明の実施の形態】図1に、電子透かし信号記録装置
の第1実施例のブロック図を示す。入力コンテンツ情報
は電子透かし信号検出器1によって、電子透かし信号
(第1の電子透かし信号)が検出される。検出した電子
透かし信号は、電子透かし内容メモリー2に一時記憶さ
れる。入力コンテンツ情報はその後コンテンツ信号抜き
取り器3に送信される。コンテンツ信号抜き取り器3で
はコンテンツ信号から、一部のコンテンツ信号を抜き取
る。例えば画像信号であれば、特定のフレーム信号の場
合が考えられる。オーディオ信号であれば、特定の部分
のみの信号である。
【0019】一方、電子透かし内容メモリー2に一時記
憶された電子透かし信号は、電子透かし信号挿入器4に
送信される。電子透かし信号挿入器4では、コンテンツ
信号抜き取り器3により抜き取られたコンテンツ信号
に、前記検出された電子透かし信号(第1の電子透かし
信号)と同じ内容の電子透かし信号(第2の電子透かし
信号)を新たに記録する。
【0020】コンテンツ信号が画像データの場合、電子
透かし方式によっては、前述したように、数フレームの
画像を用いて電子透かし信号を分散している場合がある
(数フレームにわたって電子透かし信号が記録されてい
る場合がある。)。その場合、画像データが数フレーム
まとまった形態でないと電子透かし信号が読み出せな
い。また、数フレーム毎の1フレームに電子透かし信号
を記録している場合も考えられる。その場合、電子透か
し信号が記録されていないフレーム信号を抜き取ると、
当然、電子透かし信号が抜き出した画像データから消え
てしまう。さらには、電子透かし信号がフレーム毎に記
録されている場合でも、その画面(フレーム)内の特定
のエリアを切り出したデータにおいて常に電子透かし信
号が記録されているとは限らない。また、オーディオデ
ータの場合も同様に、特定のサンプル数用いて電子透か
し信号を分散している場合がある。その場合、特定サン
プル数まとまった形態でないと電子透かし信号が読み出
せない。
【0021】こうした問題を解決するために、図1に示
す電子透かし信号挿入器4は、初めに記録されていた電
子透かし信号(第1の電子透かし信号)より、電子透か
しを挿入するために必要なコンテンツデータのデータ量
もしくはサンプリング数が少ない方法により、第1の電
子透かし信号と同等内容の新たな電子透かし信号(第2
の電子透かし信号)を記録する。
【0022】具体的な例としては、初めの電子透かし信
号が15フレームにかけて分散され、画質の劣化を考慮
して電子透かし信号レベルを低くして記録してある場合
である。このような電子透かし信号を検出するときは、
15フレームの電子信号を積分して、その信号レベルの
S/Nを高くして検出する。15フレームにわたって分
散された電子透かし信号が記録されている画像データか
ら1フレームだけ信号を抜き出して記録する場合、その
フレームに記録されている電子透かし情報は検出できな
い。そこで、予め電子透かし信号内容メモリー2に初め
の電子透かし信号を記憶させておき、その電子透かし信
号と同じ内容の新たな電子透かし信号を作成し、抜き取
った1フレームの画像データに、新たな電子透かし信号
を強いレベルで記録する。
【0023】次に、電子透かし信号記録装置の第2実施
例を図2に示す。入力コンテンツ情報は電子透かし信号
検出器1によって、電子透かし信号が検出される。検出
した電子透かし信号(第1の電子透かし信号)は、電子
透かし内容メモリー2に一時記憶される。入力コンテン
ツ情報はその後コンテンツ信号抜き取り器3に送信され
る。コンテンツ信号抜き取り器3では、コンテンツ信号
から一部のコンテンツ信号を抜き取る。一方、電子透か
し内容メモリー2に一時記憶された電子透かし信号は、
電子透かし信号挿入器4に送信される。
【0024】コンテンツ信号抜き取り器3により抜き取
られた信号は、電子透かし信号有無判定器5によって電
子透かし信号が記録されているか否かが判定される。判
定結果はスイッチ6に送られ、電子透かし信号の記録有
りとの判定結果の場合には、スイッチ6は電子透かし信
号有無判定器5側に接続され、コンテンツ信号抜き取り
器3により抜き取られたコンテンツ信号が、そのまま出
力される。
【0025】電子透かし信号の記録無しとの判定結果の
場合には、スイッチ6は電子透かし信号挿入器4側に接
続される。そして、電子透かし信号挿入器4によって第
1の電子透かし信号と同じ内容の新たな電子透かし信号
(第2の電子透かし信号)が記録されたコンテンツ信号
が、スイッチ6を介し出力される。
【0026】第2実施例において、コンテンツデータが
画像データであり、その画像データは、所定のピクチャ
ー数毎に、もしくは所定のピクチャー数にわたって第1
の電子透かし信号が記録された画像データであるとす
る。この画像データから、前記所定のピクチャー数より
少ないピクチャー数の画像データを抜き出す場合に、そ
の抜き出したデータに前記所定のピクチャー数より少な
いピクチャー数で記録可能な第1の電子透かし信号と同
等内容の第2の電子透かし信号を記録するようにしても
よい。
【0027】また、所定のエリア毎に、もしくは第1の
エリアにわたって第1の電子透かし信号が記録された画
像データから、前記所定のエリアより小さいエリアの画
像データを抜き出す場合に、抜き出した画像データに前
記所定のエリアより小さいエリアで第1の電子透かし信
号と同等内容の第2の電子透かし信号を記録するように
しても良い。
【0028】さらに、コンテンツデータがオーディオデ
ータであり、所定のサンプル数毎に、もしくは所定のサ
ンプル数にわたって第1の電子透かし信号が記録された
オーディオデータから、前記所定のサンプル数より少な
いサンプル数のオーディオデータを抜き出す場合に、そ
の抜き出したデータに前記所定のサンプル数より少ない
サンプル数で記録可能な第1の電子透かし信号と同等内
容の第2の電子透かし信号を記録しても良い。
【0029】また、コンテンツデータが文字など画像や
オーディオ以外のデータであり、所定のデータサンプル
数毎に、もしくは所定のデータサンプル数にわたって第
1の電子透かし信号が記録されたコンテンツデータか
ら、前記所定のサンプル数より少ないサンプル数のコン
テンツデータを抜き出す場合に、その抜き出したデータ
に前記所定のサンプル数より少ないサンプル数で第1の
電子透かし信号と同等内容の第2の電子透かし信号を記
録するようにしても良い。
【0030】次に、電子透かし信号記録装置の第3実施
例を図3、4を用いて説明する。この例は、MPEG符
号装置・復号装置に応用したものである。まず、符号化
側では、図3のように、電子透かし信号挿入器11はM
PEG符号化器12からの信号であるイントラピクチャ
ー位置信号を受信し、イントラピクチャーであった場合
に、電子透かし信号を記録する。これは、基本的にイン
トラピクチャーは最も符号量が配分され、S/Nも最も
高い画質で符号化されるため、電子透かし信号も圧縮符
号化によって消えにくいという耐性の強さを考慮したも
のである。
【0031】復号側では図4のように、圧縮コンテンツ
情報がMPEG復号器13に送られ、MPEG復号され
入力コンテンツ情報となる。入力コンテンツ情報は電子
透かし信号検出器1によって、電子透かし信号が検出さ
れる(イントラピクチャーに記録されていた電子透かし
信号が検出される)。検出した電子透かし信号(第1の
電子透かし信号)は、電子透かし内容メモリー2に一時
記憶される。入力コンテンツ情報はその後コンテンツ信
号抜き取り器3に送信される。コンテンツ信号抜き取り
器3では、コンテンツ信号から一部のコンテンツ信号を
抜き取る。一方、電子透かし内容メモリー2に一時記憶
された電子透かし信号は、電子透かし信号挿入器4に送
信される。
【0032】コンテンツ信号抜き取り器3により抜き取
られた信号は、電子透かし信号有無判定器5によって電
子透かし信号が記録されているか否かが判定される。判
定結果はスイッチ6に送られ、電子透かし信号の記録有
りとの判定結果の場合には、スイッチ6は電子透かし信
号有無判定器5側に接続され、コンテンツ信号抜き取り
器3により抜き取られたコンテンツ信号が、そのまま出
力される。
【0033】電子透かし信号の記録無しとの判定結果の
場合には、スイッチ6は電子透かし信号挿入器4側に接
続される。そして、電子透かし信号挿入器4によって第
1の電子透かし信号と同じ内容の新たな電子透かし信号
(第2の電子透かし信号)が記録されたコンテンツ信号
が、スイッチ6を介し出力される。
【0034】次に、図4に示す復号側の他の実施例を図
5に示す。この実施例は、MPEG復号器から出力され
るイントラピクチャーであることを示す信号を利用する
ものである。MPEG復号器13は、入力される圧縮コ
ンテンツ情報(MPEG方式により圧縮符号化された画
像信号)のピクチャータイプ情報を、ピクチャータイプ
判定器14に送信する。コンテンツ信号抜き取り器3に
より抜き取られたコンテンツ信号は、ピクチャータイプ
判定器14によって前記ピクチャータイプ情報に基づ
き、イントラピクチャーであったかどうかが判定され
る。判定結果はスイッチ16に送信される。判定結果
が、イントラピクチャーの場合には、スイッチ16はピ
クチャータイプ判定器14側に接続され、コンテンツ信
号抜き取り器3により抜き取られたコンテンツ信号(電
子透かし信号が挿入されているイントラピクチャーであ
った画像信号)がそのまま出力される。
【0035】ピクチャータイプ判定器14での判定結果
がイントラピクチャーでない場合、スイッチ16は電子
透かし挿入器4側に接続される。そして、電子透かし信
号挿入器4では、電子透かし内容メモリー2から供給さ
れた第1の電子透かし信号と同等内容の新たな電子透か
し信号(第2の電子透かし信号)を、抜き出されたコン
テンツ信号(イントラピクチャーでなかった画像信号)
に記録する。この第2の電子透かし信号が記録されたコ
ンテンツ信号が、スイッチ6を介し出力される。他のブ
ロックは図4の実施例と同様の動作を行う。
【0036】図3〜5に示す実施例は、MPEG圧縮す
る際のイントラ画像がもっとも画質の良くなる特性を利
用して、イントラピクチャーに電子透かし信号を記録し
て、復号時、イントラピクチャー以外の画像データを抜
き出す場合にも、イントラピクチャーに記録されていた
電子透かし信号と同等内容の新たな電子透かし信号を、
抜き出される画像データに記録するので、効率の良い電
子透かし信号記録が可能であり、MPEG方式により圧
縮符号化されたコンテンツ情報から特定部分のデータの
抜き出しを行っても、電子透かし信号内容が保持でき
る。
【0037】
【発明の効果】以上の通り、本発明は、所定の情報単位
毎に、または所定の情報単位にわたって第1の電子透か
し信号が記録されたコンテンツデータから、前記所定の
情報単位よりも少ない情報量のコンテンツデータを抜き
出す場合においても、抜き出したコンテンツデータにお
いて、常に第1の電子透かし信号と同等内容の電子透か
し信号を保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例を示すブロック図である。
【図2】第2実施例を示すブロック図である。
【図3】第3実施例の符号化側装置を示すブロック図で
ある。
【図4】第3実施例の復号化側装置を示すブロック図で
ある。
【図5】第4実施例の復号化側装置を示すブロック図で
ある。
【図6】MPEG符号化器を示すブロック図である。
【図7】MPEG復号化器を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 電子透かし信号検出器 2 電子透かし内容メモリー 3 コンテンツ信号抜き取り器 4 電子透かし信号挿入器 5 電子透かし信号有無判定器 6 スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G10L 11/00 G06F 15/66 B 5C063 G11B 20/10 G10L 9/00 E 5C076 H04N 5/91 H04N 5/91 P 5D044 5/937 5/93 C 5J104 7/08 7/08 Z 7/081 7/137 Z 7/32 Fターム(参考) 5B017 AA08 BA07 BB03 CA16 5B057 CA12 CA16 CB12 CB16 CC03 CE08 CE09 CG07 CH11 CH18 DA08 DA17 5B082 AA11 AA13 GA01 GA02 5C053 FA13 FA14 FA20 FA21 FA23 GB19 GB21 GB38 JA01 JA16 JA21 KA03 KA24 LA06 LA11 5C059 KK43 MA00 MA05 MA23 MC02 MC15 MC33 MC34 MC38 ME02 NN01 PP05 SS02 SS07 SS10 SS12 SS13 5C063 AA01 AB03 AB07 AC01 AC05 AC10 CA23 CA36 CA40 DA01 DA05 DA07 DA13 DB09 5C076 AA14 5D044 AB05 AB07 BC01 BC04 GK17 HL08 5J104 AA14 NA15 PA14

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の情報単位毎に、または所定の情報単
    位にわたって第1の電子透かし信号が記録されたコンテ
    ンツデータから、前記所定の情報単位よりも少ない情報
    量のコンテンツデータを抜き出す場合において、 抜き出したコンテンツデータに、前記第1の電子透かし
    信号と同等内容であり、かつ、前記抜き出したコンテン
    ツデータの情報量において挿入可能な第2の電子透かし
    信号を記録することを特徴とする電子透かし記録方法。
  2. 【請求項2】所定の情報単位毎に、または所定の情報単
    位にわたって第1の電子透かし信号が記録されたコンテ
    ンツデータから、前記所定の情報単位よりも少ない情報
    量のコンテンツデータを抜き出す場合において、 抜き出したコンテンツデータに、前記第1の電子透かし
    信号と同等内容であり、かつ、前記抜き出したコンテン
    ツデータの情報量において挿入可能な第2の電子透かし
    信号を記録する記録手段を設けたことことを特徴とする
    電子透かし記録装置。
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