JP2001319416A

JP2001319416A - 情報検出装置

Info

Publication number: JP2001319416A
Application number: JP2000140290A
Authority: JP
Inventors: Kazusane Sugaya; 和実菅谷; Hiroshi Iwamura; 宏岩村; Shujiro Azuma; 秀司郎東; Keiji Katada; 啓二片多
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-11-16
Also published as: US20020031221A1; US7085474B2; EP1154648A1

Abstract

(57)【要約】【課題】高速データストリームから電子透かし等の特
定の情報を確実に検出することができる低コストな情報
検出装置を提供する。【解決手段】高速データストリームの中から特定の情
報を含むデータを抽出する抽出手段と、その抽出手段に
よって抽出されたデータから特定の情報を低速で検出処
理する検出手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、電子透かし等の特
定の情報が埋め込まれたデータを含む高速データストリ
ームから特定の情報を検出する情報検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＶＤ等の光学式記録媒体に記録された
映像情報等の記録情報の違法コピーを防止する為の策を
施す必要があるので、著作権情報やコピーガードを示す
情報を視覚的に目立ちにくい電子透かし（デジタルウォ
ーターマーク）と呼ばれるノイズ状の画像パターンにて
表し、この電子透かしを映像データに埋め込んだものを
伝送、又は記録媒体に記録するようにした技術が着目さ
れている。

【０００３】例えば、ＤＶＤから記録情報を読み取って
得られるＭＰＥＧデータストリーム等の高速データスト
リーム中にはウォーターマークの如き電子透かし成分が
含まれているので、電子透かし成分を検出するために高
速データストリームの全てを透かし情報検出装置でリア
ルタイムに処理することが行われている。従来の透かし
情報検出装置においては、高速データストリーム内のデ
ータ構造を高速に解析する高速パーサと、高速パーサに
て解析されたデータ構造の所定部分から透かし情報を検
出する高速透かしディテクタとを備える必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近時、パー
ソナルコンピュータの外部記憶装置としてＤＶＤ−ＲＯ
Ｍドライブが用いられている。このＤＶＤ−ＲＯＭドラ
イブとしては、ディスクからの記録情報を例えば、８倍
速のように高速にて読み出すことができるものが一般的
になりつつある。このような高速ＤＶＤ−ＲＯＭドライ
ブにおいては、読み取られて出力されるデータストリー
ムは更に高速となってしまうので、透かし情報検出装置
ではリアルタイムに処理する性能を得ることが困難とな
ったり、また高速デコーダを構成することは透かし情報
検出装置のコストの上昇を招くという問題点があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、高速データスト
リームから電子透かし等の特定の情報を確実に検出する
ことができる低コストな情報検出装置を提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の情報検出装置
は、高速データストリームの中から特定の情報を含むデ
ータを抽出する抽出手段と、その抽出手段によって抽出
されたデータから特定の情報を低速で検出処理する検出
手段とを備えたことを特徴としている。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ詳細に説明する。図１は本発明を適用した透か
し情報検出装置の構成を示している。この透かし情報検
出装置は、バッファメモリ１、低速パーサ２及び低速透
かしディテクタ３から構成される。バッファメモリ１
は、ＤＶＤドライブ１１においてＤＶＤから読み出され
た高速データストリームが出力されるバスライン１２に
接続されている。ここでは、高速データストリームとし
てＭＰＥＧ方式で符号化されたデータストリームが出力
される。バッファメモリ１は、例えば、１ＧＯＰ(Group
of Pictures)分以上の量のデータを蓄積することがで
きる。

【０００８】低速パーサ２はバッファメモリ１に蓄積さ
れたデータのデータ構造を後述するように解析してＩピ
クチャを検索して内部メモリ（図示せず）に蓄える。低
速透かしディテクタ３は低速パーサ２で検索されたＩピ
クチャのデータ中から電子透かしであるところのウォー
ターマークを検出する。これは、Ｉピクチャがそれ自体
で１画面を構成し、ウォーターマークは１画面の中に存
在するので、Ｉピクチャをウォーターマーク検出の範囲
とすれば、必ず検出することができるからである。

【０００９】ＤＶＤドライブ１１から出力されるＭＰＥ
Ｇ方式の高速データストリームは、図２(a)に示すよう
なフォーマットを有している。ｎ個のパケットを１パッ
クとしてその先頭にパックヘッダが配置されている。パ
ケットではビデオ情報からなるビデオパケット（パケッ
ト１，パケット３，…）とオーディオ情報からなるオー
ディオパケット（パケット２，…）とが交互に配置され
ている。ビデオパケットでは図２(b)に示すように、パ
ケットスタートコード、パケット長等のパケット情報に
続いてビデオ情報本体のパケットデータが配置されてい
る。パケットスタートコード＝０００００１Ｅ０(１６
進数)のときにはパケットデータはビデオ情報である。
連続するビデオパケット（パケット１，パケット３，
…）のパケットデータは図２(c)に示すように、ビデオ
エレメンタリーストリームを形成する。ビデオエレメン
タリーストリームはビデオ情報だけの本来のストリーム
であり、ビデオ情報再生の際にはこのビデオエレメンタ
リーストリームが再現される。

【００１０】また、ビデオエレメンタリーストリームの
ビデオ情報としての構造は、図２(d)に示すようにシー
ケンスヘッダで始まり、シーケンスエンドで終了する。
そのシーケンスヘッダとシーケンスエンドとの間に複数
のＧＯＰと称される複数の画面（例えば、１５画面）か
らなる画像データ群が配置されている。すなわち、各Ｇ
ＯＰには図２(e)に示すように、ＧＯＰヘッダを先頭に
し、それに続いて複数のピクチャという単位が連続して
配置されている。そのピクチャでは、図２(f)に示すよ
うに先頭にピクチャスタートコードが配置され、その後
にピクチャコーディングタイプ、そして最後にピクチャ
データが配置されている。ピクチャコーディングタイプ
はピクチャの符号化モードを示す。このピクチャコーデ
ィングタイプにより、そのピクチャがイントラ符号化画
像データ（Ｉピクチャ）と前方予測符号化画像データ
（Ｐピクチャ）と両方向予測符号化画像データ（Ｂピク
チャ）との何れであるのかが示される。ピクチャスター
トコード＝０００００１００（１６進数）、ピクチャコ
ーディングタイプ＝００１（２進数）のときにはピクチ
ャデータはＩピクチャである。

【００１１】図２(a)に示す構造の高速データストリー
ムがバスライン１２に供給されると、図３に示すよう
に、バッファメモリ１はバスライン１２からデータを取
り込んで蓄積する（ステップＳ１）。この蓄積量は上記
したように１ＧＯＰ分以上の量のデータである。低速パ
ーサ２はバッファメモリ１の蓄積データからビデオパケ
ットを抽出してそのパケットデータを内部メモリに保存
する（ステップＳ２）。パケットスタートコード＝００
０００１Ｅ０（１６進数）を満足するパケットのパケッ
トデータが内部メモリに保存される。また、内部メモリ
には図２(c)又は図２(d)に示すビデオエレメンタリース
トリームの構造のデータが保存される。低速パーサ２は
内部メモリの保存データからIピクチャを検索し（ステ
ップＳ３）、Ｉピクチャを検出したか否かを判別する
（ステップＳ４）。低速パーサ２はピクチャスタートコ
ード＝０００００１００（１６進数）と、ピクチャコー
ディングタイプ＝００１（２進数）とを満たすピクチャ
を検索し、そのピクチャ内のピクチャデータがIピクチ
ャであるので、そのピクチャデータを取り出して低速透
かしディテクタ３に供給する（ステップＳ５）。

【００１２】低速透かしディテクタ３は、供給されたI
ピクチャのピクチャデータに基づいて所望のウォーター
マークの検出処理を行い（ステップＳ６）、その結果を
出力する（ステップＳ７）。低速透かしディテクタ３の
具体的構成は図４に示す通りである。低速パーサ２の出
力は図４に示すように、低速透かしディテクタ３内のＤ
ＣＴ係数選択回路２１に供給される。乱数発生器２２
は、８×８の画素データからなる１画素データブロック
毎に"1"〜"64"なる範囲内にて乱数ｒを発生し、これを
ＤＣＴ係数選択回路２１に供給する。なお、乱数発生器
２２は、ウォーターマークをＭＰＥＧのデータに重畳す
るための乱数発生器と同一の乱数発生アルゴリズムにて
乱数ｒを発生するものである。

【００１３】ＤＣＴ係数選択回路２１は、低速パーサ２
から供給されたIピクチャのピクチャデータであるとこ
ろのＤＣＴ係数ＤＣ₁〜ＤＣ₆₄の内から、乱数ｒによっ
て示される次数のＤＣＴ係数ＤＣrを少なくとも１つだ
け選択し、これを量子化器２３及び減算器２４の各々に
供給する。量子化器２３は、ＤＣＴ係数ＤＣrを図５
（ａ）に示されるが如き量子化規則に従って量子化し、
この際得られた量子化ＤＣＴ係数ＤＲを減算器２４に供
給する。すなわち、量子化器２３は、[ｋ・ｎ]以上であ
りかつ[(ｋ＋１)・ｎ]未満の範囲内にあるＤＣＴ係数Ｄ
Ｃrの値を(ｋ＋1/2)・ｎなる値を有する量子化ＤＣＴ係
数ＤＲに量子化し、これを減算器２４に供給するのであ
る。なお、ここでｎは量子化パラメータ、ｋは整数を表
す。

【００１４】減算器２４は、かかる量子化ＤＣＴ係数Ｄ
Ｒと、ＤＣＴ係数ＤＣrとの差分により量子化雑音値を
求め、これを絶対値化回路２５に供給する。絶対値化回
路２５は、かかる量子化雑音値の絶対値を第１比較器２
６に供給する。第１比較器２６は、かかる量子化雑音値
の絶対値が不感帯幅パラメータｈによって示される領域
の下限値よりも小なる場合には、Ｉピクチャのピクチャ
データ中に重畳されているウォーターマークがウォータ
ーマークＷＭ１であると暫定的に判別し、この際、１カ
ウントアップ信号Ｕ１を第１カウンタ２７に供給する。
又、第１比較器２６は、かかる量子化雑音値の絶対値が
不感帯幅パラメータｈによって示される領域の上限値よ
りも大なる場合には、ピクチャデータ中に重畳されてい
るウォーターマークがウォーターマークＷＭ２であると
暫定的に判別し、この際、１カウントアップ信号Ｕ２を
第２カウンタ２８に供給する。

【００１５】図６は、かかる量子化雑音の絶対値、及び
その不感帯領域と、１カウントアップ信号Ｕ１及びＵ２
との対応関係の一例を示す図である。かかる図６に示さ
れるように、不感帯領域の上限値及び下限値は夫々、上限値＝｛(n/4)+(h/2)] 下限値＝｛(n/4)-(h/2)] ｎ：量子化パラメータｈ：不感帯幅パラメータとなる。

【００１６】第１カウンタ２７は、１カウントアップ信
号Ｕ１が供給される度にそのカウント値を１カウントア
ップさせ、かかるカウント値をカウント値Ｃ１として加
算器２９及び比率計算回路３１に夫々供給する。また、
かかる第１カウンタ２７は、後述する第２比較器３０か
らリセット信号ＲＳが供給された場合には、そのカウン
ト値Ｃ１をリセットして"０"に戻す。

【００１７】第２カウンタ２８は、第１比較器２６から
１カウントアップ信号Ｕ２が供給される度にそのカウン
ト値を１カウントアップさせ、かかるカウント値をカウ
ント値Ｃ２として加算器２９に供給する。また、かかる
第１カウンタ２７は、後述する第２比較器３０からリセ
ット信号ＲＳが供給された場合には、そのカウント値Ｃ
２をリセットして"０"に戻す。

【００１８】加算器２９は、カウント値Ｃ１及びＣ２各
々を加算した加算結果、すなわち（Ｃ１＋Ｃ２）を第２
比較器３０及び比率計算回路３１の各々に供給する。第
２比較器３０は、かかる加算結果（Ｃ１＋Ｃ２）が所定
の判定個数パラメータｆと等しくなった時にリセット信
号ＲＳを発生し、これを第１カウンタ２７、第２カウン
タ２８、及び比率計算回路３１の各々に供給する。

【００１９】比率計算回路３１は、リセット信号ＲＳに
応じてカウント値Ｃ１と、かかるカウント値Ｃ１及びＣ
２の加算結果（Ｃ１＋Ｃ２）との比率Ｈを以下の如く求
め、これをＷＭ（ウォーターマーク）判定回路３２に供
給する。比率Ｈ＝Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃ２）ＷＭ判定回路３
２は、比率Ｈが所定の判定比率パラメータｘ以上の値で
ある場合には、Ｉピクチャのピクチャデータ中にウォー
ターマークが重畳していることを示す論理レベル"1"の
ＷＭ検出フラグを出力する。更に、この際、かかるピク
チャデータに重畳しているウォーターマークがウォータ
ーマークＷＭ１であることを示す論理レベル"0"の情報
ビットを出力する。又、ＷＭ判定回路３２は、比率Ｈ
が、（１−判定比率パラメータｘ）以下の値である場合
には、Ｉピクチャのピクチャデータ中にウォーターマー
クが重畳していることを示す論理レベル"1"のＷＭ検出
フラグを出力すると共に、かかるピクチャデータに重畳
しているウォーターマークがウォーターマークＷＭ２で
あることを示す論理レベル"１"の情報ビットを出力す
る。例えば、これらウォーターマークをコピー防止に用
いる際には、ウォーターマークＷＭ１を"コピー禁止"、
ウォーターマークＷＭ２は"コピー自由"を示すように規
定しておくのである。

【００２０】また、ＷＭ判定回路３２は、比率Ｈが、上
述の如き条件のいずれにも該当しない場合には、Ｉピク
チャのピクチャデータ中にウォーターマークが重畳して
いないことを示す論理レベル"0"のＷＭ検出フラグを出
力する。以下に、図４に示した低速透かしディテクタの
動作による作用について説明する。

【００２１】先ず、ＤＣＴ係数選択回路２１及び乱数発
生器２２なる構成により、６４個のＤＣＴ係数ＤＣ₁〜
ＤＣ₆₄の中からランダムに少なくとも１つのＤＣＴ係数
ＤＣrを選択する。ＤＣＴ係数選択回路２１によって選
択されたＤＣＴ係数ＤＣrは、図示しないウォーターマ
ーク重畳装置において量子化された量子化ＤＣＴ係数な
のである。

【００２２】次に、量子化器２３、減算器２４及び絶対
値化回路２５なる構成は、かかるＤＣＴ係数ＤＣrを図
５（ａ）に示されるが如き量子化規則に従って量子化
し、この量子化によって生じた量子化誤差の絶対値を求
める。この際、ＤＣＴ係数ＤＣrが図５（ａ）に示され
るが如き量子化規則に従って量子化されたものであるな
らば、かかる量子化ＤＣＴ係数によって求められる量子
化誤差の絶対値は"０"近傍の値となる。又、ＤＣＴ係数
ＤＣrが図５（ｂ）に示される量子化規則に従って量子
化されたものであるならば、量子化誤差の絶対値は"n/
2"近傍の値となる。又、ＤＣＴ係数ＤＣrが図５（ｃ）
に示される量子化規則に従って量子化されたものである
ならば、量子化誤差の絶対値は"n/4"近傍の値となるの
である。

【００２３】第１比較器２６は、かかる量子化誤差の絶
対値が、上述した如き"０"及び"n/2"のどちらにより近
い値であるのかを比較判定することにより、ピクチャデ
ータ中に重畳されているウォーターマークの種別、すな
わち、ウォーターマークＷＭ１であるのか、又はＷＭ２
であるのかを暫定的に判断する。かかる比較判定を行う
べく、第１比較器２６は、図６に示されるが如き不感帯
領域の上限値及び下限値をその判定基準となるスレッシ
ョルドとして用いている。これは、量子化誤差の絶対値
が、"０"及び"n/2"の中間値である"n/4"の近傍、つま
り"０"及び"n/2"の双方から離れた値となっている場合
には、これを"０"及び"n/2"のどちらかに判定するには
そのデータとしての信頼性が低いと考えられるからであ
る。つまり、量子化誤差の絶対値に基づいてウォーター
マークの暫定的な種別判別を行うにあたり、この量子化
誤差の絶対値が不感帯領域内にある場合には、これを判
定対象外としているのである。

【００２４】なお、上記した実施例においては、低速パ
ーサ２はバッファメモリ１からビデオパケットだけを抽
出して内部メモリに蓄えてＩピクチャのピクチャデータ
を低速透かしディテクタ３に供給するが、低速パーサ２
はバッファメモリ１からＩピクチャのピクチャデータを
直接抽出して低速透かしディテクタ３に供給する構成で
も良い。

【００２５】図７は本発明の他の実施例を示している。
この図７の透かし情報検出装置は、バッファメモリ４、
高速パーサ５及び低速透かしディテクタ６から構成され
る。バッファメモリ４及び高速パーサ５は、図１に示し
たＤＶＤドライブ１１においてＤＶＤから読み出された
高速データストリームが出力されるバスライン１２に接
続されている。バッファメモリ４は、Ｉピクチャのピク
チャデータを保持するためのものである。

【００２６】高速パーサ５はバスライン１２の高速デー
タストリームからＩピクチャのピクチャデータを検出
し、その検出時にバッファメモリ４にそのＩピクチャの
ピクチャデータを蓄積させる。低速透かしディテクタ６
は図１の低速透かしディテクタ３と同様であり、バッフ
ァメモリ４に蓄積されたＩピクチャのピクチャデータ中
から電子透かしであるところのウォーターマークを検出
する。

【００２７】かかる構成の透かし情報検出装置の動作に
おいては、図８に示すように、先ず、高速パーサ５が高
速データストリームからＩピクチャのピクチャデータを
検出してバッファメモリ４にそのＩピクチャのピクチャ
データを蓄積させる（ステップＳ１１）。このステップ
Ｓ１１の動作を具体的に示すと、図９に示すように、高
速パーサ５は先ず、高速データストリーム中からパケッ
トスタートコードを探し出し（ステップＳ２１）、高速
パーサ５はステップＳ２１で探し出したパケットスター
トコードがビデオを示すか否かを判別する（ステップＳ
２２）。パケットスタートコードがビデオでない場合に
はステップＳ２１に戻って上記の動作を繰り返す。パケ
ットスタートコードがビデオである場合には、パケット
長に応じたデータを取り出し（ステップＳ２３）、取り
出したデータ中からピクチャスタートコードを探し出し
（ステップＳ２４）、ピクチャスタートコードを探し出
した後、ピクチャコーディングタイプを探し出す（ステ
ップＳ２５）。図２(f)に示したようにピクチャスター
トコードは各ピクチャの先頭に配置され、ここでは、ピ
クチャスタートコード＝０００００１００（１６進数）
が探しだされる。また、ピクチャコーディングタイプは
ピクチャの符号化モードを示すためにピクチャスタート
コードよりも後に配置されている。

【００２８】高速パーサ５はステップＳ２５で探し出し
たピクチャコーディングタイプがＩピクチャを示す００
１（２進数）であるか否かを判別する（ステップＳ２
６）。Ｉピクチャではない場合にはステップＳ２４に戻
って上記の動作を繰り返す。Ｉピクチャである場合には
Ｉピクチャのピクチャデータをバッファメモリ４に保存
させる（ステップＳ２７）。

【００２９】バッファメモリ４のピクチャデータは低速
透かしディテクタ６に供給される（ステップＳ１２）。
低速透かしディテクタ６は、供給されたIピクチャのピ
クチャデータに基づいて所望のウォーターマークの検出
処理を行い（ステップＳ１３）、その結果を出力する
（ステップＳ１４）。低速透かしディテクタ６のウォー
ターマークの検出処理については低速透かしディテクタ
３の場合と同様である。

【００３０】かかる図７の透かし情報検出装置では、高
速パーサを用いたことにより、バッファメモリ４にはピ
クチャデータが保存されるだけであるので、バッファメ
モリ４の容量を図１のバッファメモリ１よりも小さくす
ることができる。なお、上記した各実施例においては、
高速データストリームとしてＭＰＥＧ方式の高速データ
ストリームからの電子透かしの検出の場合について説明
したが、高速データストリームとしては他のデータフォ
ーマットのものであっても本発明を適用することができ
る。

【００３１】また、上記した各実施例では、Ｉピクチャ
のピクチャデータをバッファメモリへ抽出し、ウォータ
ーマークを検出する場合について説明したが、更に、
Ｂ，Ｐピクチャを抽出し、１画面を復号してからウォー
ターマークを検出しても良い。要はウォーターマークの
ような特定の情報が必ず存在するデータ量をバッファメ
モリへ抽出し、その後、低速ディテクタにてその特定の
情報を検出すれば良いのである。

【００３２】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、高速解析
するディテクタでなく低速解析のディテクタを用いても
高速データストリームから電子透かし等の特定の情報を
確実に検出することができるので、情報検出装置を安価
に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による透かし情報検出装置の構成を示す
ブロック図である。

【図２】ＭＰＥＧフォーマットを示す構成図である。

【図３】図１の装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【図４】低速透かしディテクタの構成を示すブロック図
である。

【図５】量子化規則を示す図である。

【図６】量子化雑音の絶対値及びその不感帯領域と、１
カウントアップ信号Ｕ１及びＵ２との相対関係を示す図
である。

【図７】本発明による透かし情報検出装置の構成を示す
ブロック図である。

【図８】図７の装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【図９】高速パーサの動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１，４バッファメモリ２低速パーサ３，６低速透かしディテクタ５高速パーサ１１ＤＶＤドライブ１２バスライン

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）Ｈ０４Ｎ 7/24 Ｈ０４Ｎ 7/13 Ｚ (72)発明者東秀司郎埼玉県所沢市花園４丁目2610番地パイオニア株式会社所沢工場内 (72)発明者片多啓二埼玉県所沢市花園４丁目2610番地パイオニア株式会社所沢工場内Ｆターム(参考） 5B057 AA20 CA12 CA16 CA19 CE09 DA06 DB02 5C059 MA00 PP05 RB02 RC35 SS13 UA05 UA34 5C076 AA14 BA06 5D044 AB05 AB07 BC03 BC06 CC04 DE17 FG10 FG18 FG24 GK08 5J104 AA14 NA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高速データストリームの中から特定の情
報を含むデータを抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出されたデータから前記特定の
情報を低速で検出処理する検出手段と、を備えたことを
特徴とする情報検出装置。
【請求項２】前記抽出手段は、前記高速データストリ
ームから所定量のデータを蓄積するバッファメモリと、前記バッファメモリに蓄積されたデータ中から前記特定
の情報を含むデータを低速解析して出力する低速パーサ
と、からなることを特徴とする請求項１記載の情報検出
装置。
【請求項３】前記抽出手段は、前記高速データストリ
ームの中から前記特定の情報を含むデータを高速解析し
て検出する高速パーサと、前記高速パーサによって前記特定の情報を含むデータが
検出されたときその検出されたデータを前記高速データ
ストリームの中から保存するバッファメモリと、からな
ることを特徴とする請求項１記載の情報検出装置。
【請求項４】前記高速データストリームはＭＰＥＧフ
ォーマットのデータストリームであり、前記抽出手段で抽出されるデータはＩピクチャを示すピ
クチャデータであることを特徴とする請求項１記載の情
報検出装置。